-
Kurzbeschreibung:
-
(einleitende und beschreibende Vorbemerkung)
-
Die Erfindung betrifft ein akustisch wirksames Element, um in Abhängigkeit von den jeweiligen Frequenzen Schall in unterschiedlicher Intensität zu diffundieren oder zumindest teilweise auch zu absorbieren, einsetzbar in kleinen und mittelgroßen Räumen, das seriell hergestellt werden kann und geeignet ist zur Endlos-Montage auf folglich in ihrer Größe nie begrenzten oder abschließend beschriebenen Flächen.
-
Die Erfindung lehnt unmittelbar an die vom Erfinder selbst im Jahre 2020 eingereichten Erfindung des „triangulären, nicht-flächigen, akustisch wirksamem Raumelement als kombiniertem Diffusor-Absorber-Element für kleine und mittelgroße Räume“,
Gebrauchsmuster Nr. 20 20202 002 240.
Dieses „Dreieck“ hat seinen entscheidenden Vorteile für die praktische Anwendung, ebenso wie auch in ästhetischer Hinsicht, folglich die Raumgestaltung betreffend. Es ist jedoch in der Herstellung so aufwändig, dass es z. Zt. wenig Aussicht gibt, daraus ein Produkt für die breite Masse zu generieren. Sondern eher wird es allein einen exklusiven Markt bedienen können - so dass ich meine Ziele nur durch eine Produktvariante erreichen kann. Es geht also darum, das Prinzip des Dreiecks zu übertragen, mit vergleichbaren Eigenschaften, um es in erster Linie rationeller herstellen zu können.
-
Vorrangig vorgesehen ist das beschriebene Element für den Einsatz auf Wandflächen, kann bedingt aber auch bis nahe an die Raumkanten herangeführt werden, um den akustischen Raumkanteneffekt zumindest zu mindern. Das beschriebene Element kann voraussichtlich nicht als einziges Mittel eingesetzt werden, um den Raumkanteneffekt - zumindest bis hinunter zu den tiefen Frequenzen - auszuschalten. Auf jeden Fall aber kann es zur Bewältigung des Raumkanteneffektes ergänzend genutzt werden.
Im Vordergrund aber steht die Diffusion insbesondere der mittleren und höheren Frequenzen; die Diffusion der tiefen Frequenzen darf ohnehin für zumindest so genannt „kleine“ Räume physikalisch angezweifelt werden.
Und weiterhin steht ist Ziel die Absorption und die resonative Wandlung der mittleren bis insbesondere höheren Frequenzen.
-
Vorrangig vorgesehen ist das Element für den Einsatz bzw. die Montage auf Wandflächen.
-
Ausdrücklicher Zweck der Erfindung ist es, ein Raumelement zur Verfügung zu stellen, das sowohl in seiner Größe selbst als auch im Hinblick auf Menge und Anordnung der Elemente unbegrenzt skalierbar ist. Darüber hinaus ist Zweck der Erfindung, ein Raumelement zur Verfügung zu stellen, das keine baulichen Maßnahmen abverlangt und praktisch im laufenden Betrieb einer Einrichtung, etwa einer Musikschule oder der Aula einer anderen Schule (um nur zwei Beispiele zu benennen), montiert werden kann, nötigenfalls in mehreren Schritten, also über mehrere Nachmittage verteilt.
Der weitere ausdrückliche Zweck der Erfindung ist es, ein Raumelement zu bieten, das in kleineren Werkstätten oder in Manufakturen gefertigt werden kann, so dass es regional orientiert und ohne spezialisierte industrielle Ausrüstungen hergestellt werden kann.
Weiterhin soll das Element eine so einfache Montage ermöglichen, dass es sowohl Fachbetrieben zur professionellen Installation als auch Endkunden zur Selbstmontage und sowohl in Komponenten vorgefertigt als auch, je nach der möglichen Befestigungsart, als fertiges Element ausgeliefert werden kann, das folglich vor Ort entweder vereinfacht im Zuge der Hängung zusammengefügt oder endfertig nur noch gehängt werden muss.
-
Damit ist es geeignet, über Fachbetriebe oder Fachmärkte oder auch über Endkundenvertriebskanäle (hier also etwaig Baumärkte) verkauft zu werden.
-
Das Manko der Anmeldung mit Nr. 20 2020 002 240, nämlich dass der Herstellungsaufwand für das Element in dreieckiger Form vergleichsweise extrem hoch ist, wird mit dieser Anmeldung behoben.
-
Stand der Technik:
-
Die akustischen Effekte, die in Raumkanten und in Raumecken auftreten, sind in der Raumakustik grundsätzlich seit Langem bekannt. Insbesondere sei verwiesen auf Ausführungen des Wissenschaftlers, Autors und Erfinders Helmut V. Fuchs, Berlin-Schlachtensee. Dieser geht in diversen Publikationen ausführlich auf diese Kanteneffekte ein, die insbesondere die Sprachverständlichkeit in Räumen, aber auch die Klarheit musikalischer Vorträge beeinträchtigen, schließlich zudem zu akustischen Effekten führen, die eine eigenständige physische und psychische Belastung für Personen darstellen, die sich in einem solchen Raum befinden, unabhängig davon, ob sie als Sprecher oder Musiker selbst Quelle des Schalls sind, oder ob sie als Hörer passiv beteiligt sind. Der Einfluss der hier angemeldeten Erfindung auf den Raumkanteneffekt ist jedoch, wie zuvor bereits angedeutet, je nach Frequenz begrenzt, zudem aber auch abhängig von der Positionierung auf der Wand gar nicht vorhanden.
-
Vordringlich geht es um Resonanz und Diffusion, um die Halligkeit von Räumen zu reduzieren und die Klarheit von Raumklang zu steigern. Dazu gibt es bereits zahlreiche Produkte. Diese sind jedoch oftmals weniger wirksam in den tieferen der mittleren Frequenzen, weil sie zu klein dimensioniert sind oder aus zu leichten Materialien hergestellt werden.
-
Ziel der Erfindung ist es, durch Größe und Schwere der Einzelelemente ein Produkt anzubieten, das es erlaubt, Ton- und Klangqualitäten für einen Raum zu ermöglichen, wie sie bisher nur durch individuelle Fertigungen und Montagen - und dann folgerichtig praktisch nur in professionellen Studios mit besserer finanzieller Ausstattung - möglich schienen.
-
Zumindest unter solchen Personen, die in Richtung der Musik orientiert sind, ist umfänglich bekannt, dass die Diffusion von Schall eine Komponente ist, über die die Klangqualität in einem Raum sehr gezielt gesteuert wird. Eine Maßnahme, die für Musikproben, Musikaufnahmen sowie auch das Abmischen von Musikproduktionen bewusst deutlich mit einbezogen wird.
Das Angebot an Diffusoren erscheint jedoch insoweit einseitig, als diese regelmäßig sehr eingeschränkt wirksam sind. Mir geht es darum, ein Angebot machen zu können, das breitbandig eingesetzt werden kann - und auch in größeren Räumen und zu den tieferen Frequenzen hinunter gut wirksam ist.
Bisherige Konstruktionen sehen meistens Einheiten vor, die mit unterschiedlich geformten kleinen Fächern ausgestattet werden und somit auf ganz andere Weise dem Kunden als quadratische oder in unterschiedlichen Seitenverhältnissen der kurzen zur langen Seite rechteckige Module angeboten werden, die im tiefer frequenten Bereich (ich meine hier ausdrücklich: vor allem bei 100 Hz bis 300 Hz, etwaig gar bis zu 700 Hz) keine Wirksamkeit zeigen.
Vereinfacht gesprochen skaliere ich die einzelnen Fächer solcher Lösungen deutlich größer und mache diese (was also bei anderen Herstellern eine Fächerung des Gesamtproduktes ist) dann zum Einzelobjekt. Somit wird durch das Aneinanderfügen beliebig vieler meiner Elemente die Wand an sich zum Diffusionshintergrund. Besonders im Vordergrund steht also die modulare Ausrichtung des Einzelelementes.
-
Für mehr Hintergrundinformation muss ich ggf. auf meine eigene Publikation verweisen, „Durch die Raumakustik muss ein Ruck gehen“.
-
Zielsetzung der angemeldeten Erfindung:
-
Durch meine Erfindung mache ich für den Massenmarkt und für jedermann ein akustisches Konzept zugänglich, das bisher eher als Einzellösung im Studiobereich umgesetzt worden ist.
-
Kleinere Studioinhaber können ihre Studios, Mieter und Eigentümer können im Wohnbereich, Veranstalter können ihre Räumlichkeiten somit durch kostengünstige Einzelelemente und eine einfache Montage derselben ausstatten oder ausstatten lassen - und eine professionelle Raumakustik erhalten. Aber auch die öffentliche Hand kann in Musikschulen oder in Schulen z. B. dieAulen und einzelne, speziell dafür vorgesehene Musikräume akustisch optimieren.
-
Ggf. muss durch Produkte ergänzt werden, die explizit von mir für die Ausstattung der Raumkanten hin ausgelegt worden sind.
-
Im Gegensatz zu bisher bekannten Herangehensweisen - um explizit auch auf den akustischen Effekt in Raumkanten eingehen zu können - stellt das hier angemeldete akustisch wirksame Raumelement sowohl auf Diffusion von (mittleren und höheren) Schallfrequenzen, als auch auf eine gemischte Funktionalität als Absorber und als Resonator (beides insbesondere für mittlere bis tiefere Frequenzen) in einem einzigen Element für kleine und mittelgroße Räume ab, das in beliebiger Anzahl und einer vorbestimmten Ordnung aneinandergefügt werden kann ( und ).
-
Zum Zwecke der begrifflichen Zuordnung sei hier verwiesen auf die Verständnisgrundlage der DIN 18041:2016-03, dort Ordnungspunkt 1, „Anwendungsbereich“, weiterhin mit Beispielen untermauernd die Tabelle 1 („Beschreibung der Nutzungsarten der Räume der Gruppe A“) und Tabelle 2 („Nutzungsarten mit Beschreibung und Beispiele für Räume der Gruppe B“), um „kleine und mittelgroße Räume“ gemeinverständlich bestimmt zu finden.
-
In erster Linie soll das hier beschriebene Element die Möglichkeit bieten, in vorhandenen Räumen der Erfordernis der akustischen Sanierung mit geringem Aufwand nachrüstend nachkommen zu können, um zugleich einen herausragenden und klaren Raumklang zu erzielen, der sowohl eine optimale Sprachverständlichkeit gewährleistet, als auch musikalische Darbietungen optimal unterstützt.
Grundsätzlich und technisch unterschiedet sich diese Anmeldung nicht von jener mit der Nr. 20 2020 002 240: Ziel dieser Erfindung ist es, dasselbe Konzept erschwinglicher anbieten zu können - also durch eine deutlich vereinfachte Herstellung kostengünstiger zu machen.
-
Weiterhin soll mit der Erfindung auch den Erfordernissen in modernen Gebäuden und in Neubauten entsprochen werden, und zwar sowohl allgemein, um eine hervorragende Raumakustik erzielen zu können, als auch im Speziellen in Gebäuden zum Beispiel mit klimatisch aktivierten Decken, in denen also mit klassischen Mitteln der Raumbedämpfung von vornherein nicht oder nur sehr eingeschränkt gearbeitet werden kann. Zu diesem Zweck zielt das hier vorgestellt System darauf ab, einerseits die in Raumkanten auftretenden akustischen Störeffekte zu bewältigen, zugleich aber über Diffusion an den Wänden dem mehr oder minder starken Nachhhall in einem Raum zu begegnen, ohne auf Deckenfläche rückgreifen zu müssen.
-
Das hier angemeldete akustische Element wird mithilfe entsprechender Aufhängevorrichtungen, für die der Fachmann etwaig andere Lösungen beiträgt, als die hier vorgeschlagene, an den Wänden montiert.
Die einfachste Lösung der Befestigung ist eine einzige zentrierte Wandverschraubung. So wird man auf sehr einfache Weise unterschiedlichen Ausrichtungen des Elementes gerecht, die im nächsten Teil der Anmeldung beschrieben werden.
Der Verwendung an Decken von Räumen steht grundsätzlich nichts entgegen, ist jedoch nur eingeschränkt bzw. unter ganz bestimmten Umständen sinnvoll und daher für das hier vorgestellte System nur unter Vorbehalt beabsichtigt. Beabsichtigt ist insbesondere der punktuelle Einsatz auch im Deckenbereich, um besonderen räumlichen und akustischen Anforderungen gezielt gerecht werden zu können.
-
Beschreibung der Erfindung:
-
Die zur Anmeldung gebrachte Erfindung ist ein Körper, der in der Aufsicht ein vorzugsweise mit Seitenverhältnissen von 2 zu 1 ausgeführtes Element ist. Es kann aber auch das Seitenverhältnis von 3 zu 1 und anderen Verhältnissen Anwendung finden.
-
Können zwei oder drei Elemente zu einem Quadrat zusammengefügt werden, so bietet sich leichter die Möglichkeiten unterschiedlicher Anordnungen auf Wänden: Das Quadrat als Grundeinheit für eine bestimmte kleine Anzahl der Elemente zu unterstellen, erleichtert die beliebige Skalierbarkeit sowohl in strenger horizontaler und vertikaler Ausrichtung, als auch in schrägen Montageausrichtungen, in diesem Fall am einfachsten um 45 Grad gedreht.
- zeigt beispielhaft und perspektivisch, wie die Anbringung erfolgen könnte, bei Ausrichtung im 45-Grad-Winkel, hier aber ohne das Quadrat als Grundraster, so dass die Variabilität weniger groß ist.
- zeigt einen schematischen Aufbau, wenn ein Seitenverhältnis von 2 zu 1 vorliegt, d. h. das Quadrat als Grundraster gegeben ist. Es wird leicht erkennbar, dass mehr gestalterische Möglichkeiten genutzt werden können, um für maximale Diffusion bei größerer gestalterischer Freiheit zu sorgen.
- bis zeigen die Außenansicht, perspektivisch, eines solchen Elementes.
-
In ist die Frontplatte A so angeordnet, dass sie in ihrer schrägen Position an dem einen Ende aus der Fläche herausragt, d. h. über die Seitenwände hinausreicht. In bilden die Seitenteile oder Seitenwände den höchsten Abschluss der aufzubauenden Gesamtfläche; Frontabdeckung A ist also in die Box komplett eingelassen.
-
In und bilden die Ober- bzw. Unterseiten C den äußeren Abschluss des Elementes; die Seitenteile B werden dazwischen eingesetzt. zeigt eine Variation, die dann auch die späteren Abbildungen aufgreifen: Seitenteile B bilden den äußeren Abschluss des Elementes ab, während Ober- und Unterdecken C zwischen Seitenteilen B montiert sind.
-
In beiden Variationen liegen nur Ober- und Unterdecken C hinten auf der Wand auf, während Seitenteile B mit weniger Tiefe die Wand nicht berühren, sondern einen Abstand aufweisen.
-
Besonderes Merkmal ist, dass Frontabdeckung A schräg eingelassen wird, d. h. (je nach Variante - oder ) an der einen Seite vorstehend oder kantenbündig, auf der anderen Seite aber je nach Gesamtgröße des Elementes auf jeden Fall einige Zentimeter eingelassen.
-
Die Frontabdeckung A wird - wenn es nicht ein komplett vormontiertes, vereinfachtes Hängesystem gibt, erst vor Ort montiert, um die Gesamteinheit zu schließen und das Element zu komplettieren: ( ) Mit einer einzigen Schraube D wird die Frontplatte in den innen liegenden Stabilisator E1 hinein verschraubt; durch die schräge Anordnung muss die Frontabdeckung A an dem ebenfalls voll verdeckten, innen liegenden Stabilisator E2 nur anstoßen.
-
Es ist vorgesehen, dass die Abdeckung A zuerst gegen Stabilisator E2 angelegt, danach gegen den Stabilisator E1 gedruckt und verschraubt wird; so bleibt die Frontabdeckung A fest in dem Kasten.
-
Eine Rückplatte G, die mit Seitenteilen B bündig abschließt und somit auch keinen Kontakt zur Wand bekommt, wird mit einem Abstandhalter FA hinterlegt; Rückplatte G und Abstandhalter FA werden mit der Bohrung FB durchdrungen ( ). Hierüber erfolgt die Fixierung auf der Wand: Eine Wandschraube kann mittels Unterlegscheibe Druckverteilung erfahren für eine optimale Befestigung in einer Wandbohrung. Nach dieser Art der Wandfixierung kann die Einheit durch Frontabdeckung A verschlossen werden. Auf diese Weise wird die Wandfixierung vollständig verdeckt.
-
Das Element KANN - muss aber nicht zwingend - mit einer zusätzlichen Dämmung H ( ) ausgestattet werden, die innenliegend auf jeden Fall vollständig verborgen wird. Die Wahl des Materials für Dämmung H entscheidet auch über den Gesamtklang einer mit diesem rechtwinkligen, nicht-flächigen akustischen Diffusor-Raumelement ausgestatteten Raumwand: Je schallhärter die Dämmung ausfällt, desto tiefer frequent charakterisiert eine solche Diffusor-Wandfläche letztlich im Klang.
-
Wird die Dämmung H ( ) - was als Option der Anmeldung zu sehen ist - hingegen durch ein poröses Dämmmaterial gestellt, aber so dimensioniert, dass die Unterkante von innen gegen die Frontabdeckung A (in nicht explizit dargestellt) presst, so wird Frontabdeckung A ihrer Resonanzfähigkeit beraubt und somit der Klang einer solchen Diffusor-Wandfläche wiederum auf besondere Weise gesteuert.
-
Das Element ist denkbar in allen Arten von Werkstoffen, so etwa in Gipsfaser- oder Gipskartonplatten, auch mit Komponenten aus reinem Gips, aus Blähglas, aus keramischen Produkten, Glas und dergleichen, sogar in Kunststoffen oder Carbonfaserprodukten.
-
Bevorzugt wird das rechtwinklige, nicht-flächige akustisch wirksame Diffusor-Raumelement aus Holz und Holzwerkstoffen gefertigt. Das könnten dann z. B. für die Decken- und Seitenteile C und B ( , und ) Fichte-Dreischicht-Platten sein, für die Rückwand G ( und ) Tischlerplatte oder Spanplatte, für den Abstandhalter FA ( und ) Tischlerplatte oder Spanplatte oder eine Dämmplatte, wie z. B. ‚STEICO base‘ sein, für die Stabilisatoren E1 und E2 ( ) könnte das massive Fichte in Form gehobelter Latte oder auch Tischlerplatte sein - hier, wegen der Einschraubung der Fixierung D ( ), jedoch möglichst nicht Spanplatte, weil das die Festigkeit der Schraubfixierung schmälert.
-
Frontabdeckung A ( ) sollte NICHT, etwaig um die Festigkeit zu erhöhen, durch klebende Verbindungen unterstützt werden: Nur die Möglichkeit, eine Ausstattung einer Wand komplett und komplikationsfrei rückbauen zu können, gewährleistet die Langlebigkeit und die endlose Wiederverwendbarkeit des Raumelementes.
-
Das in gezeigte Grundelement hingegen sollte durch Leimverbindungen getragen und durch Schrauben, Nägel oder Holzdübel an relevanten Stellen zusätzlich verstärkt werden.
-
Die absoluten Maße einzugrenzen ist nicht Inhalt der Anmeldung. Sondern Inhalt der Anmeldung ist die grundsätzliche Bauweise. Tatsächlich werden die absoluten Maße des Raumelementes den räumlichen Erfordernissen angepasst.
-
So könnte beispielsweise aus ästhetischen Gründen im Wohnbereich oder Bereich von Seminar- oder Konferenzräumen ein Größe mit Außenabmessungen von 17,5 x 35 cm angemessen sein, weil das in Ansehung der Wandgrößen bei Deckenhöhen von 245 bis 300 cm ästhetisch plausibel wäre. Aus Kostengründen könnte man für Klassenräume, für Musikschulen, aber auch für größere Seminarräume und bei Deckenhöhen zwischen 270 und 340 cm mit Elementen von 25 x 50 cm oder auch mit 30 x 60 cm arbeiten. In großen Aulen oder in Sporthallen könnten wiederum etwa Elemente von 33,3 x 100 cm oder von 40 x 120 cm angemessen erscheinen.
-
Die Außenstärken der Wandungen könnten zum Beispiel von 10 mm bis 22 mm variieren. Bei höheren Eigenfestigkeiten der verwendeten Materialien (z. B. Birke-Multiplexplatten) könnten solche Größenordnungen auch unterschritten werden, bei weniger festen Materialien, z. B. Fichten-Stabholz, in Abhängigkeit von der Gesamtgröße auch überschritten.
-
zeigt eine Ausführung nach Art von , mit über die Seitenteile B und ein Deckenteil C hinausreichender Frontabdeckung A. Für die schematische Darstellung der spielt diese Frage keine Rolle; hier bedeutet der weiße Teil der Frontabdeckung, der vorstehende Teil zu sein. In der groben Rasterung dieser Darstellung mit 3 Grauwertabstufungen bzw. 3 Abstufungen des Linienrasters bedeutet das dunkelste Raster den tief einliegenden Teil der schräg verlaufenden Frontabdeckung.
-
Für beide Darstellungen wird unterstellt, dass kleine Quadrate in der grundsätzlich identischen Aufbauform einbezogen werden, um am Rande, also entlang von Decke oder Wand, eine weniger tiefe, weniger offene Zahnung zu erhalten, wenn man in einer Schräge von 45 Grad auf Wänden installiert. Diese kleinen Quadrat als kleinzahlig erforderliche Sonderanfertigungen verstehen sich also ausdrücklich auch Teil dieser Anmeldung.
