DE212019000455U1

DE212019000455U1 - Schallisolierendes Paneel

Info

Publication number: DE212019000455U1
Application number: DE212019000455.5U
Authority: DE
Original assignee: Metacoustic
Current assignee: Metacoustic
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: WO2020128103A1; CN216388742U; KR20210001934U; FR3090981B1; ES1275530U; FR3090981A1; ES1275530Y

Abstract

Schallisolierendes Paneel (10), das eine eine erste Seite (10c) und eine zweite Seite (10d) umfassende Schicht (10a) umfasstund eine Vielzahl von Diffusoren umfasst, die zwischen die erste Seite und die zweite Seite eingefügt sind, wobei die Diffusoren (10f) so in der Schicht angeordnet sind, dass sie ein periodisches Gitter von Zellen bilden, die gemäß einer parallel zu der ersten (10c) und der zweiten (10d) Seite verlaufenden Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei jede Zelle (10e) mindestens einen Diffusor (10f) umfasst, wobei das Paneel außerdem Dichtmittel (16) aufweist, die den Durchgang von Luft von außerhalb des Paneels in die Schicht (10a) verhindern können.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein schallisolierendes Paneel, das es ermöglicht, die Übertragung von Schallwellen zwischen zwei Seiten des Paneels zu begrenzen.
Stand der Technik
Unter den bekannten Lösung der Schalldämpfung sind so die einwandigen Paneele bekannt, deren Isolierungsprinzip durch das Massegesetz beschrieben wird, das zeigt, dass die Isolierung umso bedeutender ist, je massiver und dicker eine Wand ist. Diese Wände sind oft mit einem schallabsorbierenden Werkstoff wie einem porösen Werkstoff gekoppelt, der es ermöglicht, die Nachhallzeit im Emissionsraum zu verringern. Durch Verringerung dieser Nachhallzeit kann der Geräuschpegel im Emissionsraum leicht verringert werden und somit der Geräuschpegel im Empfangsraum verringert werden. Es gibt heute eine große Menge von Schallschutzprodukten dieser Art auf dem Markt, insbesondere die Maschinenabdeckungen oder die Trennelemente von Arbeitsständen in einer Fabrik.
Derzeit sind die für die Schallabsorption verwendeten Werkstoffe größtenteils Werkstoffe mit poröser Matrix, wie so genannte poröse Werkstoffe (Polyurethanschaum, ...) oder so genannte faserförmige Werkstoffe (Glaswolle, Palmfaser, ...). Die Einarbeitung dieser Werkstoffe in Schallschutzpaneele ist einfach durchführbar. Außerdem ist das so erhaltene Paneel leicht und besitzt eine gute Leistungsfähigkeit zur Schalldämpfung eines großen Teils der Frequenzen des hörbaren Spektrums.
Diese Werkstoffe erlauben aber keine gute Dämpfung der sehr niederfrequenten Töne, d.h. für Frequenzen der Größenordnung von 50 Hz bis 500 Hz für Paneele dünner Dicke einer Dicke in der Größenordnung von 2 bis 5 cm, entsprechend zum Beispiel dem von einem Motor im Leerlauf emittierten Geräusch. Dies gilt insbesondere für die Frequenzen, deren entsprechende Wellenlänge größer als das Vierfache der Dicke des Werkstoffs ist.
Alle einwandigen Paneele haben das gleiche Verhalten und die gleiche Isolierungskurve. Der Pegel dieser Kurve hängt nur von der Massendichte und der Dicke der Platte ab. Es besteht also das Problem, dass zum Erhalt einer starken Isolierung eine äußerst schwere und dicke Wand benötigt wird. Daher wird eine schwere Masse (oft ein bituminöser Werkstoff) oder auch ein poröser Werkstoff auf die Wand hinzugefügt. Dieser poröse Werkstoff ist aber sehr wenig wirksam, es sei denn, es können Dicken von mehreren zehn Zentimetern verwendet werden.
Im Hinblick auf den Transport und auf dem Gebiet des Bauhandwerks kann dies nicht in Betracht gezogen werden, da man sogar versucht, die Strukturen leichter und so fein wie möglich zu machen.
Es sind ebenfalls die doppelwandigen Paneele bekannt, die zwei Platten enthalten, zwischen denen ein Luftzwischenraum oder ein poröser Werkstoff angeordnet ist. Die Schallisolierung dieser Art von Paneel besitzt zwei lokale Minima auf der Respirationsfrequenz f_resp und der kritischen Frequenz f_c. Diese Minima sind problematisch, da sie eine Schwäche in der Schallisolierung ausdrücken. Die kritische Frequenz befindet sich auf hohen Frequenzen (mehrere kHz) und entspricht einer Koinzidenz zwischen der Vibrationswellenlänge der Wand und der Schallwellenlänge, was sich durch eine starke Übertragung der Schallenergie ausdrückt. Die Respirationsfrequenz befindet sich ihrerseits auf sehr niedrigen Frequenzen (zwischen 50 und 500 Hz) und ist mit der Masse-Luft-Masse-Resonanz der Wand verbunden: die Platten schwingen in Gegenphase unter der Wirkung der Steifheit des im Hohlraum komprimierbaren Schallmediums. Abgesehen von diesen zwei Frequenzen hat die doppelte Wand ein aus akustischen Gründen interessantes Verhalten, da zwischen diesen das Isolierungsgefälle +18dB/Oktav und dann +12dB/Oktav beträgt. Ihre Isolierung kann also bei mittleren und hohen Frequenzen (zwischen 500 und 4000 Hz) stark sein. Es ist wichtig anzumerken, dass ein solches System sowohl ein Schallals auch ein Vibrationsverhalten hat. Tatsächlich kommt auf der Seite der Quelle die Schallwelle auf der ersten Platte an, die mechanisch beaufschlagt wird und sich verformt (es gibt eine Schallwelle im Feststoff, man sagt auch Vibration), und die anschließend eine Schallwelle in den Lufthohlraum ausstrahlt. Die Schallwelle in diesem Hohlraum regt anschließend die zweite Platte an, die vibriert und in einen Empfangsbereich ausstrahlt, den man von der Quelle isolieren möchte. Allgemein wird ein poröser Werkstoff in den Hohlraum hinzugefügt, um die Schallmodi im Hohlraum zu dämpfen, ohne die Vibration der Platten zu beeinflussen. Außerdem sind diese Platten hinsichtlich Masse und Dicke optimiert, um die geringstmögliche Respirationsfrequenz (oft unter 100 Hz) und die höchstmögliche kritische Frequenz (zwischen 2500 und 5000 Hz) zu haben. Es versteht sich, dass die einwandigen oder die doppelwandigen Paneele ähnliche Probleme bezüglich des Platzbedarfs und der Masse der Paneele haben, um eine akzeptable Schallisolierung zu erzielen.
Ein doppelwandiges Paneel ermöglicht so, starke Schallisolierungen bei mittleren und hohen Frequenzen zu erhalten, hat aber immer noch eine geringe Schallisolierung bei niedriger Frequenz, insbesondere aufgrund der Respirationsfrequenz. Genau wie bei den einwandigen Paneelen besteht die Lösung darin, die Masse der Außenwände oder ihre Dicke zu vergrößern, was offensichtlich problematisch ist.
Um auf die Problematik der Schallisolierung, d.h. die Problematik der Reduzierung der Übertragung eines Geräuschs durch eine Schallquelle, zu reagieren, und sich von den Schwierigkeiten der oben erwähnten Techniken zu befreien, wird derzeit die Möglichkeit erforscht, die Technologie der Schallkristalle zu verwenden. Diese Technologie besteht darin, Schalldiffusoren in vorbestimmten Abständen zueinander anzuordnen, um Frequenzbereiche der von der Quelle emittierten Schallwellen für Wellenlängen proportional zur Periode (Abstand) der Diffusoren zu blockieren.
Um wirksam sein zu können, erfordern diese Schallkristalle mehrere Reihen von Diffusoren, was sehr dicke Barrieren erzeugt, die zwischen 50 cm und 2 m Dicke liegen, was sie auf äußere Anwendungen beschränkt, wie insbesondere für Lärmschutzbarrieren, zum Beispiel für die Schallisolierung der Bahngleise oder der Umgebungen von Verkehrswegen für Kraftfahrzeuge, insbesondere die Autobahnen. In einer bekannten Anwendung bestehen die Diffusoren aus von porösen Werkstoffen umgebenen Resonatoren, um den Wirksamkeitsfrequenzbereich zu vergrößern (siehe SÁNCHEZ-PÉREZ et al., „Noise certification of a sonic crystal acoustic screen designed using a triangular lattice according to the standards EN 1793 (-1;-2;-3)“, EuroNoise, 2015). Außerdem ist anzumerken, dass die Diffusoren teuer und komplex in der Anwendung sind. Tatsächlich besteht jeder Diffusor aus drei Elementen, nämlich einem Metallrohr, das innen mit einer Steinwolle bedeckt ist, wobei das Ganze von einem mikroperforierten Aluminiumrohr bedeckt wird. In der Praxis ist dieser Zusammenbau komplex, und der Erhalt eines mikroperforierten Rohrs ist schwierig, da es kein kommerzielles Angebot gibt. So wäre die Installation einer Lärmschutzmauer über eine Strecke von einem Meter sehr teuer und ohne Wirksamkeitsgarantie, da diese Art einer technologischen Lösung sich noch im Entwicklungsstadium befindet.
Aus der Druckschrift US2011/0100746 ist es ebenfalls bekannt, gelochte und mit einem Fluid (Luft oder Wasser) gefüllte Kautschukstreifen zu verwenden. Diese Art von Werkstoff wird verwendet, um zwei Medien zu verbinden und die Vibrationen daran zu hindern, von einem zum anderen überzugehen. Er ist optimiert, um die Kompressionswellen zu bearbeiten, die sich in Richtung der Stapelung der Löcher ausbreiten. Die bearbeiteten Frequenzbereiche sind viel zu hoch, um auf Probleme niederfrequenter Isolierungen angewendet werden zu können. Dies ist insbesondere mit der Wahl der Werkstoffe und ihrer mechanischen Eigenschaften verbunden, die verhindern, auf niedrigere Frequenzen herunterzugehen.
Schließlich sind aus der Druckschrift FR3010225 die Werkstoffe mit absorbierenden Zellen bekannt, die eine poröse Schicht und zwischen zwei Seiten der porösen Schicht angeordnete Schallresonatoren enthalten. Wenn sie für Schallisolierungsanwendungen verwendet werden, wirken nur die Resonanzen der Resonatoren und ermöglichen es, die Isolierung über sehr reduzierte Frequenzbereiche zu verbessern. Dies kann nützlich sein, um die Respirationsfrequenz der doppelten Wände zu bearbeiten, ermöglicht aber nicht, die Isolierung in einem breiten Band zu vergrößern. Die Größe der Resonatoren zur Bearbeitung niedriger Frequenzen kann ebenfalls kritisch sein und kann schnell mehrere Zentimeter Durchmesser und mehrere Meter Länge erreichen. Dies ist bei Transportanwendungen problematisch.
Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, eine einfache, wirksame und wirtschaftliche Lösung dieser Probleme bereitzustellen.
Kurzfassung der Erfindung
Zu diesem Zweck schlägt sie ein schallisolierendes Paneel vor, das eine eine erste Seite und eine zweite Seite enthaltende Schicht enthält und eine Vielzahl von Diffusoren enthält, die zwischen die erste Seite und die zweite Seite eingefügt sind, wobei die Diffusoren so in der Schicht angeordnet sind, dass sie ein periodisches Gitter von Zellen bilden, die gemäß einer Richtung parallel zu den ersten und zweiten Seiten nebeneinander angeordnet sind, wobei jede Zelle mindestens einen Diffusor enthält, wobei das Paneel außerdem Dichtmittel aufweist, die den Durchgang von Luft von außerhalb des Paneels in die Schicht verhindern können.
Das Paneel gemäß der vorliegenden Druckschrift, das ein vibro-akustisches Metamaterial ist, besteht so aus einer elastischen Feststoffmatrix und aus diffundierenden steifen Einschlüssen, d.h. Vibrationsdiffusoren (und nicht Schallresonatoren), die im Inneren der Matrix angeordnet sind. Die Erfindung kann auf eine einfache Wand oder innerhalb einer doppelten Wand anstelle eines klassischen porösen Werkstoffs, wie oben erwähnt, verwendet werden. Der Vorteil ist, niedrige Frequenzen für dünne Dicken bearbeiten zu können, und eine relativ geringe hinzugefügte Masse dort, wo die klassischen Werkstoffe eine große Dicke und eine große hinzugefügte Masse erfordern.
Die Bearbeitung der Schallwellen innerhalb des Werkstoffs erfolgt anders als im Stand der Technik. Die vorgeschlagene Paneelkonfiguration ermöglicht eine geringe Ausbreitungsgeschwindigkeit der Vibrationswellen in der Schicht/Matrix, vor allem, wenn der Youngsche Modul klein genug ist und insbesondere zwischen 1 kPa und 100 MPa liegt. Eine geringe Ausbreitungsgeschwindigkeit der mechanischen Wellen in der Schicht des Paneels bedingt kleine Wellenlängen und erfordert folglich kleine diffundierende Einschlüsse, was dazu führt, ein Paneel kleiner Dicke im Vergleich mit dem Stand der Technik zu erhalten. Indem es gelingt, niederfrequente Schallwellen (große Wellenlängen) in Vibrationswellen im Werkstoff (kleine Wellenlängen) umzuwandeln, kann man sie also im Bereich der Diffusoren blockieren, was sie daran hindert, das Paneel von einer Seite zur anderen, d.h. in einer Richtung, die die erste Seite und die zweite Seite durchquert, zu durchqueren. Außerdem kann die Massendichte der Schicht zwischen 5 und 1000 kg/m³ liegen.
Da das Paneel dazu bestimmt ist, auf einen Träger wie eine Platte montiert zu werden, die als Befestigungsträger an einer Mauer oder irgendeiner anderen Wand dient, die schallisoliert werden soll, vergrößert dieses die Schallisolierung der Platte mit einer dünnen Überdicke. Diese Überdicke kann auf der Seite der Schallemissionsquelle oder auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet werden. Sie ist aber wirksamer, wenn sie auf der Seite der Quelle angeordnet ist, da es einfacher ist, Schallwellen zu dämpfen, ehe sie eine Tragplatte erreichen, als zu versuchen, die Vibrationen einer Platte zu dämpfen, die bereits in Bewegung ist. In der Praxis kann die Seite, die dazu bestimmt ist, auf einen Träger aufgebracht zu werden, mit einer Klebefolie zum Zweck der Befestigung auf dem Träger versehen sein.
Um ein vibro-akustisches Paneel zu erhalten, das auf dem Gebiet der hörbaren Akustik (20 Hz - 20 kHz), und insbesondere im Frequenzbereich zwischen 50 und 4000 Hz, wirksam ist, müssen also drei Elemente zusammengebracht werden : eine flexible Matrix oder Werkstoff mit einem geringen Youngschen Modul, ein periodisches Gitter von Zellen, die je mindestens einen Diffusor enthalten, und sicherstellen, dass die Luftschallwellen in elastische Wellen im Werkstoff umgewandelt werden. Ohne eines von ihnen funktioniert diese Technik nicht bei den interessierenden Netzfrequenzen (zwischen 50 und 4000 Hz). Die Zellen sind hier alle gleich.
Die Hinzufügung von Luftdichtheitsmitteln ermöglicht es, dass die ganze Schallenergie mechanisch zum Paneel übertragen wird.
Die Anmelderin schlägt somit ein Paneel vor, das die Verwendung der klassischen absorbierenden Werkstoffe, insbesondere der porösen Werkstoffe und der metaporösen Werkstoffe, die dafür bekannt sind, dass sie bei der Schallabsorption (wenig reflektierte Wellen) wirksam, aber bei der Isolierung (die Wellen durchqueren leicht den Werkstoff) sehr wenig wirksam sind, umdisponiert. Wenn der Werkstoff porös ist, entfernt die Hinzufügung einer luftdichten Folie auf die Fläche der Schicht die Absorptionseigenschaften des porösen Werkstoffs, ermöglicht aber, nur das Gerüst anzuregen. Auf diese Weise breitet sich sehr wenig Schallenergie in der in den Poren des Werkstoffs enthaltenen Luft aus. Dies ist ein grundsätzlicher Unterschied im Vergleich mit den anderen existierenden metaporösen Schallschutzwerkstoffen, insbesondere denjenigen des Patents US9818393B2 , in dem der poröse Werkstoff als ein äquivalentes Fluid angesehen wird, in dem die Schallenergie sich ausbreitet und verflüchtigt, und in dem die Vibration des Gerüsts gering ist. Anders gesagt, der größte Teil der Schallenergie breitet sich in den Poren aus, d.h. in dem Gerüst der Poren.
Der Youngsche Modul der Diffusoren kann höher sein als der Youngsche Modul des Werkstoffs der Schicht und vorzugsweise sehr deutlich höher, d.h. mindestens zehnmal so hoch.
Gemäß einem anderen Merkmal ist die Schicht eine poröse Matrix, wie zum Beispiel ein Polyurethanschaumstoff, ein Schaumstoff mit Formgedächtnis, Polyesterfasern und ein Polyethylenschaumstoff. Die poröse Matrix kann eine Porosität zwischen 0,5 und 0,99 aufweisen. Insbesondere kann die Porosität zwischen 0,7 und 0,99 liegen. Die Vergrößerung der Porosität ermöglicht es, der Matrix des Werkstoffs Flexibilität zu verleihen, wodurch die Dämpfung der sehr niedrigen Frequenzen erhöht wird. Die Matrix kann offene Poren oder geschlossene Poren haben.
Wenn eine poröse Matrix mit offenen Poren verwendet wird, können die Dichtmittel zum Beispiel eine luftisolierende Folie enthalten, die die erste Seite der Schicht bedeckt. Diese Folie kann eine Dicke mindestens gleich 0,05 mm aufweisen. Diese Mindestdicke ermöglicht es, die Strapazierfähigkeit der Folie zu garantieren. Die luftisolierende Folie kann eine Dicke von weniger als 0,5 mm aufweisen. Tatsächlich wird die Folie jenseits dieser Dicke zu schwer und ähnelt einer Platte.
In einer besonderen Ausführung kann die Folie in Form einer gespannten aufweisenden Membran auf der ersten Seite der Schicht vorliegen, die die Schalldiffusoren enthält, d.h. aufnimmt.
Die Dichtmittel können einen spezifischen Widerstand gegen den Durchgang der Luft mindestens höher als 50000 N.m^-4.s aufweisen. Unter diesem Wert ist der Luftwiderstand zu gering und erzeugt Lecks, die keine gute Schallisolierung ermöglichen.
Die Schicht kann eine nicht poröse Matrix sein, zum Beispiel auf der Basis von Kautschuk. In diesem Fall kann die Schicht keine wie oben beschriebene dichte Folie aufweisen, wenn die Dichtheit der nicht porösen Matrix ausreichend ist. Selbstverständlich ist es klar, dass die die Diffusoren aufnehmende Schicht eine Bimaterial-Struktur haben könnte, d.h. mit einer oder mehreren Teilschichten. Wenn die Teilschicht, die dazu bestimmt ist, als erste die Schallwellen zu empfangen, nicht luftdicht ist (zum Beispiel eine Teilschicht mit poröser Matrix), wäre es dann notwendig, eine wie oben beschriebene luftisolierende Folie hinzuzufügen. Der Begriff Teilschicht bezeichnet hier eine gegebene Dicke der die Diffusoren aufnehmenden Werkstoffschicht, wobei der Begriff « Teil » keine relative Anordnung angibt.
In einer gegebenen Ausführung sind die Diffusoren gerade Zylinder, deren Mantellinien im Wesentlichen parallel zur ersten Seite und zweiten Seite der Werkstoffschicht sind, die die Diffusoren aufnimmt. Die erste Seite und die zweite Seite können eben sein. Alle Diffusoren können gleich sein. Sie können eine hohle, massive oder mit inneren Verstärkungswänden versehene innere Struktur aufweisen.
Die Diffusoren können sich über die ganze Länge des Paneels erstrecken und können über ihre ganze Abmessung, die sich von einem ersten Ende bis zum gegenüberliegenden zweiten Ende erstreckt, keine Öffnung aufweisen.
Der Youngsche Modul der Diffusoren kann mindestens zehnmal höher sein als der Youngsche Modul der Schicht. Dieser Wert ermöglicht die Gewährleistung eines ausreichend großen Steifheitskontrasts zwischen der eigenen Struktur der Schicht und den Diffusoren, um Bragg-Bandlücken zu erzeugen.
Es können Diffusoren verwendet werden, die aus Metall wie Aluminium, Stahl oder Kupfer hergestellt sind. Die Diffusoren können ebenfalls aus Polymermaterial vom Typ PVC, Polypropylen, PET, PETG, Acetat, Polycarbonat hergestellt werden. Andere Materialien wie Papier, Wellpappe, Kraftpapier oder mit Phenol behandeltes Papier könnten ebenfalls geeignet sein.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung kann, wenn der Abstand α zwischen den Zellen gleich der Dicke des Paneels ist, der Abstand definiert werden als $α = \frac{V_{T}}{2 f_{0}},$
wobei f₀ die Mittenfrequenz eines anvisierten (oder interessierenden) Frequenzbereichs ist und V_T die Geschwindigkeit der Scherwellen im Werkstoff darstellt. Jede Zelle kann einen oder mehrere Diffusoren enthalten, wobei ein gegebener Diffusor einer Zelle um den Wert α zum entsprechenden Diffusor in der benachbarten Zelle beabstandet ist. Dieses Paneel hat somit die Besonderheit, Zellen mit quadratischem Querschnitt zu haben. Wenn eine Quelle Schallwellen in die Luft emittiert, breiten sich die mechanischen Wellen gemäß zwei Richtungen aus : die Längswellen (Kompression) und die Querwellen (Scherbeanspruchung). Im Paneel sind letztere die langsameren. Wenn theoretisch zum Erhalt einer optimalen Isolierung eine genaue Bemessung der Diffusoren obligatorisch ist, hat die Anmelderin festgestellt, dass es möglich ist, eine signifikante Wirkung zu erhalten, wenn die Periode gleich der Hälfte der Scherwellenlänge ist, wie vorher angegeben.
In noch einer anderen Ausführung gemäß der vorliegenden Druckschrift wäre es möglich, dass die Werkstoffschicht mindestens eine Zone enthält, deren Dicke einen positiven Gradienten des Youngschen Moduls aufweist, der von der ersten Seite zur zweiten Seite gerichtet ist. So könnte der Gradient sich von der ersten Seite bis zur zweiten Seite oder nur über einen Teil der Schicht erstrecken. So sind viele Kombinationen möglich. Der Begriff « positiver Gradient » bezeichnet eine Erhöhung des Youngschen Moduls.
Die vorliegende Druckschrift betrifft auch eine Einheit, die ein Paneel enthält, dessen zweite Seite auf eine Seite einer Tragplatte aufgebracht ist.
Die Tragplatte weist vorzugsweise einen Youngschen Modul höher als der Youngsche Modul der Schicht auf.
Die Tragplatte kann einen Youngschen Modul mindestens zehnmal höher als der Youngsche Modul der Schicht aufweisen.
Die Kombination einer Schicht mit poröser Matrix, die Diffusoren umfasst, wobei die Schicht eine mit einer luftisolierenden Folie bedeckte erste Seite und eine auf eine Tragplatte aufgelegte zweite Seite hat, mit dem Youngschen Modul der Diffusoren und dem Youngschen Modul der Tragplatte sehr deutlich höher als der Youngsche Modul der Schicht, erweist sich als besonders wirksam, um die Schallwellen im hörbaren Bereich zu absorbieren.
Es wird angemerkt, dass der Youngsche Modul der Diffusoren und der Youngsche Modul der Tragplatte im Wesentlichen gleich sein können.
Figurenliste

[1] stellt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Paneels dar ;
[2] ist ein Graph der Entwicklung der Vibrationsübertragung in dB abhängig von der Frequenz bei mehreren Einfallswinkeln auf das Paneel der 1 ;
[3] stellt einen Graph dar, der den Übertragungsverlust (in Dezibel) abhängig von der Frequenz (logarithmische Skala) für das Paneel der 1 sowie mit einem Bezugspaneel darstellt;
[4] stellt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Paneels dar ;
[5] ist ein Graph der Entwicklung der Vibrationsübertragung in dB abhängig von der Frequenz bei mehreren Einfallswinkeln auf das Paneel der 4 ;
[6] stellt einen Graphen dar, der den Übertragungsverlust (in Dezibel) abhängig von der Frequenz (logarithmische Skala) für das Paneel der 4 sowie mit einem Bezugspaneel darstellt;
[7] stellt eine Vielzahl von Diffusoren dar, die dazu bestimmt sind, mit einem erfindungsgemäßen Paneel verwendet zu werden ;
[8] stellt eine andere mögliche Ausführung eines erfindungsgemäßen Paneels dar.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die 1 und 4 stellen eine erste Ausführungsform einer Einheit 10, die ein erfindungsgemäßes Paneel 10a enthält, bzw. eine zweite Ausführungsform einer Einheit 12 dar, die ein Paneel 12a enthält.
In den beiden vorgeschlagenen verschiedenen Ausführungen wird das Paneel 10a, 12a von einer Tragplatte 14 getragen. In den verschiedenen Beispielen ist die Platte 14 aus Holz hergestellt. Diese Platte hat eine Masse von 3,5 kg. Die Verwendung einer absorbierenden Platte, wie aus Holz, ermöglicht es, den Schwächungsindex zu verstärken, wodurch die Schallisolierung verstärkt wird.
Das Paneel 10a, 12a enthält eine Schicht 10b, 12b, die eine erste Seite 10c, 12c und eine zweite Seite 10d, 12d aufweist, die einander gegenüber liegen. Die zweite Seite 10d, 12d ist mit der Tragplatte 14 in Kontakt, zum Beispiel mittels eines Klebemittels wie einer Klebefolie. Wie in 1 zu sehen, enthält die Schicht 10a, 12a mehrere nebeneinander angeordnete Zellen. Es ist klar, dass es sich hier nicht um strukturell voneinander unterschiedliche Zellen 10e, 12e handelt. Jede Zelle 10e, 12e enthält einen Diffusor 10f, 12f1, 12f2, und alle Zellen 10e, 12e sind gleich. Bezüglich 1 bilden die Diffusoren 10f so eine Reihe gemäß einer Richtung parallel zu den ersten und zweiten Seiten. Bezüglich 4 bilden die Diffusoren 12f1 eine erste Reihe gemäß einer Richtung parallel zu den ersten und zweiten Seiten, und die Diffusoren 12f2 bilden eine zweite Reihe gemäß einer Richtung parallel zu den ersten und zweiten Seiten. Die zweite Reihe von Diffusoren 12f2 ist zwischen der ersten Reihe 12f1 und der zweiten Seite 12d angeordnet.
In den 1 und 4 sind die Diffusoren im Schnitt dargestellt. Die Diffusoren 10f, 12f1, 12f2 haben eine gemäß einer Richtung im Wesentlichen lotrecht zur Schnittebene längliche Form und erstrecken sich parallel zur ersten Seite 10c, 12c und zweiten Seite 10d, 12d. Die Diffusoren 10f, 12f1, 12f2 sind hier gerade kreisförmige Zylinder, deren Mantellinien im Wesentlichen parallel zur ersten Seite 10c, 12c und zur zweiten Seite 10d, 12d der Werkstoffschicht 10a, 12a sind, die die Diffusoren 10f, 12f1, 12f2 aufnimmt. Andere Formen von geraden Zylindern sind in 8 dargestellt.
Um eine gute Dämpfung der niedrigen Frequenzen des hörbaren Bereichs zu erhalten, ist das schallisolierende Paneel 10a, 12a derart, dass die die Diffusoren aufnehmende Schicht aus einem Werkstoff hergestellt ist, der einen Youngschen Modul zwischen 1 kPa und 100 MPa hat und eine Massendichte zwischen 5 und 1000 kg/m³ aufweist. Außerdem enthält die Schicht 10a, 12a Dichtmittel, die den Durchgang von Luft von außerhalb des Paneels in die Schicht verhindern können. Diese Dichtmittel sind in 1 durch die gestrichelte Linie 16 auf der ersten Seite der Schicht 10a, 12a dargestellt. Diese Dichtmittel 16 können integrierender Bestandteil der Schicht sein, wenn die die Schicht 10a, 12a bildende Struktur diese Luftdichtheit erlaubt, oder von einer luftisolierenden Folie gebildet werden, die die erste Seite der Schicht bedeckt, wenn der Werkstoff es nicht erlaubt, die Funktion der Luftdichtheit an sich zu gewährleisten. In diesem letzteren Fall stellt die Linie 16 also eine luftdichte Folie dar. Diese dichte Folie kann auf die erste Seite der Schicht 10a aufgebracht werden.
Das so konfigurierte Paneel 10a, 12a, d.h. mit einer flexiblen Matrix mit einem geringen Youngschen Modul, einem periodischen Gitter von Zellen 10e, 12e, die mindestens einen Diffusor 10f, 12f1, 12f2 (in 1 nur ein Diffusor und in 4 zwei Diffusoren) und Luftdichtheitsmittel enthalten, die es ermöglichen, die Umwandlung der von einer Schallquelle emittierten Luftschallwellen in Schallwellen im Feststoff sicherzustellen, ermöglicht es, eine gute Dämpfung bei den interessierenden Netzfrequenzen, d.h. zwischen 50 und 4000 Hz, zu erhalten.
So ist es möglich, einen beliebigen Werkstoff zu verwenden, der einen geringen Youngschen Modul und effektive Dichte hat. Dies ermöglicht es, geringe Ausbreitungsgeschwindigkeiten mechanischer Wellen (<<340m/s) zu erhalten. Die zugeordneten Wellenlängen sind dann kleiner als in der Luft, was eine kleine räumliche Periode der Diffusoren (einige Zentimeter) zum Erhalt einer Wirkung bei niedriger Frequenz impliziert. Die Werkstoffe mit einem Youngschen Modul zwischen 1 kPa und 100 MPa und einer Massendichte zwischen 5 und 1000 kg/m³, vorzugsweise zwischen 10 und 100 kg/m³, erfüllen diese Bedingung.
Der Werkstoff der Schicht 10b, 12b kann eine poröse Matrix mit offenen oder geschlossenen Poren haben, wie zum Beispiel der Melaminschaumstoff Basoctect Typ G+ von BASF, ein Polyurethanschaumstoff, ein Schaumstoff mit Formgedächtnis, ein Polyesterfasern enthaltender Schaumstoff, der Schaumstoff Stratocell Whisper, ein Polyesterschaumstoff, ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Schaumstoff. Die Schaumstoffe, wie diejenigen aus Polyethylen, können durch ein Vernetzungsverfahren erhalten werden. Diese Schaumstoffe haben eine innere Struktur mit offenen Poren. Selbstverständlich können die Schaumstoffe durch andere Verfahren als ein Vernetzungsverfahren erhalten werden.
Die poröse Matrix kann eine Porosität zwischen 0,5 und 0,99 aufweisen. Insbesondere kann die Porosität zwischen 0,7 und 0,99 liegen. Die Vergrößerung der Porosität ermöglicht es, der Matrix des Werkstoffs Flexibilität zu verleihen, wodurch die Dämpfung der sehr niedrigen Frequenzen erhöht wird.
Die ganze Schallenergie muss mechanisch auf den Werkstoff übertragen werden. Wenn es ein homogener Werkstoff ist, erfolgt diese Übertragung auf natürliche Weise, aber wenn es ein Werkstoff ist, der diese Übertragung nicht gewährleistet, wie ein poröser Werkstoff mit offenen Poren, muss die erste Seite, die der Schallquelle ausgesetzt ist, abgedichtet werden, indem eine dünne Schicht von undurchlässigem Werkstoff aufgebracht wird, zum Beispiel durch Hinzufügen einer dichten Folie. Dies hindert die Energie daran, sich in den offenen Poren des Werkstoffs auszubreiten und verhindert so eine Ausbreitung der Schallwellen gemäß den Gesetzen der Luftakustik. Die verwendbaren Verkleidungen, um die luftdichte Folie 16 zu bilden, sind zum Beispiel: alle Folien einer Dicke 0,05 bis 0,5 mm und insbesondere die laminierten, gerasterten oder texturierten Aluminiumfolien, die Polymerfolien vom Typ PVC, Vinyl, Polypropylen und jedes Material mit einem spezifischen Widerstand gegen den Durchgang von Luft höher als 50000 N.m^-4.s.
Im erfindungsgemäßen schallisolierenden Paneel 10a, 12a breiten sich Längswellen (d.h. die Kompressionswellen) und Querwellen (d.h. die Scherwellen) aus. Die Anmelderin hat aber festgestellt, dass die Querwellen sich als die langsamsten Wellen im Paneel 10a, 12a erweisen. Um eine optimale Schallisolierung zu erhalten, wenn eine präzise Bemessung theoretisch obligatorisch ist, hat die Anmelderin bemerkt, dass es möglich ist, eine signifikante Wirkung der Reduzierung der Schallübertragung zu haben, wenn der Abstand α zwischen den Zellen 10e, 12e gleich der Hälfte der Scherwellenlänge ist: $α = \frac{V_{T}}{2 f_{0}}$
mit ƒ₀ der Mittenfrequenz des zu bearbeitenden Frequenzbereichs und V_T der Geschwindigkeit der Scherwellen im Werkstoff.
Tatsächlich hat die Anmelderin festgestellt, dass eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Querwellen im Paneel und dem Abstand der Zelle aufgebaut werden kann, unter der Bedingung, dass die Dicke des Paneels im Wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Zellen ist. Man sieht, dass im Fall der 1 der Abstand zwischen den Zellen (alle gleich) gleich dem Abstand zwischen den Diffusoren ist. Wenn die Zelle mehrere Diffusoren enthält und alle Zellen gleich sind, ist der Abstand zwischen einem gegebenen Diffusor und dem ihm entsprechenden Diffusor in der benachbarten Zelle gleich dem Abstand zwischen den Zellen.
Die Verwendung dieser Formel ermöglicht es, die Definition des Paneels zu vereinfachen, da es nicht notwendig ist, eine Berechnung durch finite Elemente durchzuführen, um die Anordnung und die Abmessungen der Diffusoren zu kennen, um eine gute Absorption zu erhalten.

Im in 1 vorgeschlagenen Beispiel haben die Diffusoren 10f seitlich einen Abstand von 6 cm, der Schaumstoff ist Melamin, das einen Youngschen Modul von 100 kPa aufweist. Die Diffusoren haben alle den gleichen Durchmesser, der 1,2 cm beträgt, und die Tragplatte ist aus Holz, das einen Youngschen Modul von 1 Gpa und eine Dicke von 1 cm aufweist. Die Abmessungsparameter des schallisolierenden Paneels sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst: [Tabelle 1]

	Dicke der Matrix	Breite der Einzelzelle	Radius der Diffusoren	Dicke der Wand des Diffusors	Anzahl von Reihen	Anzahl von Diffusoren pro Zelle
Name und Einheit	Em (cm)	l (cm)	r (cm)	Et (cm)	n	ni
Merkmale des Paneels der 1	3	3	0.6	0.1	1	1

Der Graph der 2, experimentell erhalten, enthält mehrere Kurven. Jede Kurve stellt die Vibrationsübertragung in dB abhängig von der Frequenz und für einen gegebenen Einfallswinkel der Schallwellen auf die erste Seite des Paneels dar. Die Einfallswinkel sind auf dem Graphen angezeigt. Man stellt fest, dass die Übertragung für die geringen Einfallswinkel niedriger ist. In diesen Kurven sieht man, dass es zwischen etwa 250 Hz und 750 Hz eine geringe Vibrationsübertragung gibt, und dass die Energie somit wenig durch die Schicht hindurch übertragen wird.
Die Kurve der 3, experimentell erhalten, veranschaulicht den Übertragungsverlust in der Ordinate abhängig von der Frequenz. Die Kurve 18 stellt die Übertragungsverluste (Verhältnis zwischen der Schallstärke auf der Seite der Quelle und derjenigen auf der Empfangsseite) im Paneel der 1 dar, und die Kurve 20 stellt den Übertragungsverlust in einem Bezugspaneel dar, das von einer Matrix eines gleichen Werkstoffs wie das Paneel der 1, aber ohne Diffusoren und Luftdichtheit gebildet wird.
Man stellt das Vorhandensein eines Spitzenwerts bei den Übertragungsverlusten bei etwa 400 Hz fest, der sich zwischen 300 und 800 Hz ausbreitet, was die Wirksamkeit der für die Schallisolierung bei niedriger Frequenz vorgeschlagenen Konfiguration beweist, d.h. bei den hörbaren niedrigen Frequenzen.
4 stellt eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Paneels 12b dar, wobei jede Zelle 12e zwei Diffusoren enthält, wobei die Zellen 12e nebeneinander angeordnet sind, um eine periodische Struktur zu bilden. Jede Zelle 12e enthält einen ersten Diffusor mit einem ersten Radius und einen zweiten Diffusor mit einem zweiten Radius größer als der erste Radius. Der erste Diffusor 12f1 ist näher bei der ersten Seite 12c angeordnet, während der zweite Diffusor 12f2 näher bei der zweiten Seite 12d angeordnet ist. Die Zelle 12e wiederholt sich periodisch gemäß dem Gesetz, das den oben erwähnten Abstand α vorgibt.

In dieser zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Paneels haben die Diffusoren 12f1, 12f2 einen seitlichen Abstand von 6 cm, der Schaumstoff ist Melamin mit einem Youngschen Modul von 100 kPa. Es werden zwei Diffusoren verwendet, und sie haben unterschiedliche Durchmesser. Die Tragplatte ist aus Holz mit einem Youngschen Modul von 1 Gpa und einer Dicke von 1 cm. Die Abmessungsparameter des schallisolierenden Paneels der 4 sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst: [Tabelle 2]

	Dicke der Matrix	Breite der Einzelzelle	Radius der Diffusoren	Dicke der Wand des Diffusors	Anzahl von Reihen	Anzahl von Diffusoren pro Zelle
Name und Einheit	Ein (cm)	l (cm)	r (cm)	Et (cm)	n	ni
Merkmale des Paneels der 4	3	6	0,6 und 0,7	0,1	2	2

Der Graph der 5, durch numerische Simulation erhalten, enthält mehrere Kurven. Jede Kurve stellt die Vibrationsübertragungsverluste in dB abhängig von der Frequenz und für einen gegebenen Einfallswinkel der Schallwellen auf die erste Seite 10c des Paneels 10a dar. Die Einfallswinkel sind auf dem Graphen angezeigt. Man stellt fest, dass die Übertragung für die geringen Einfallswinkel niedriger ist. Auf diesen Kurven beobachtet man, dass es zwischen etwa 400 Hz und 1000 Hz eine geringe Vibrationsübertragung gibt, und dass die Energie folglich wenig durch die Schicht hindurch übertragen wird.
Die Kurve der 6, durch numerische Simulation erhalten, veranschaulicht die Übertragungsverluste in der Ordinate abhängig von der Frequenz. Die Kurve 22 stellt die Übertragungsverluste im Paneel der 4 dar, und die Kurve 24 stellt die Übertragungsverluste nur für eine Holzplatte dar.
Man beobachtet, dass bis zu etwa 1000 Hz der Übertragungsverlust für das erfindungsgemäße Paneel um etwa 5 dB höher ist, was die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Konfiguration für die Schallisolierung bei niedriger Frequenz beweist.
Die beiden oben erwähnten Beispiele zeigen deutlich, dass es mit einer Konfiguration eines schallisolierenden Paneels gemäß der Erfindung möglich ist, die Schallisolierung bei sehr niedrigen Frequenzen konsequent zu erhöhen.
Im Gegensatz zu den Konfigurationen des Stands der Technik ist es möglich, selbst mit nur einer Reihe von Diffusoren 10f (1) eine gute Isolierung zu haben. Dies rührt daher, dass es mehrere Wellen gibt, die sich gleichzeitig auf einer ziemlich dünnen Schicht ausbreiten. Die Wahrscheinlichkeit, dass sie auf einen Diffusor treffen, ist also sehr hoch. Um eine noch größere Wirkung zu erhalten, kann die Hinzufügung mehrerer Reihen von Diffusoren 12f1, 12f2 (4) es ermöglichen, die Leistungen der Einheit noch zu erhöhen, wie dies in 5 zu sehen ist, wo das Frequenzband mit einer größeren Übertragungsamplitude verbreitert ist. Es ist aber offensichtlich, dass dies auch zu Lasten einer größeren Dicke oder Masse erfolgt.

Die nachfolgende Tabelle fasst die Wertebereiche zusammen, die zur Herstellung des Werkstoffs verwendet werden können. Die Wandelbarkeit der in der nachfolgenden Tabelle angezeigten Parameter beruht auf der Tatsache, dass die präzise Geometrie erst nach Optimierung erhalten werden kann, unter Berücksichtigung der Parameter der Matrix und des zu bearbeitenden Frequenzbereichs. [Tabelle 3]

	Dicke der Matrix	Breite der Einzelzelle	Radius Rohr	Dicke Rohr	Anzahl von Reihen	Anzahl von Diffusoren pro Reihe und pro Einzelzelle
Einheit	Em (cm)	l (cm)	r (cm)	Et (cm)	n	ni
Merkmale des Paneels	0.1 bis 50	0.3Em bis 5^Em	0.2^Em bis 0.8^Em	0.05 bis 1	1 bis 10	1 bis 4

Abmessungswerkzeuge wurden mit Hilfe der Software Comsol® und mittels der Methode der finiten Elemente entwickelt. Hierzu wird der Werkstoff der Matrix als ein elastischer Feststoff angesehen, und seine äquivalenten mechanischen Parameter werden angegeben. Die Vibrationsmodi einer Einzelzelle werden für alle Einfallswinkel berechnet, was es so ermöglicht, die Bandlücken zu identifizieren : Frequenzbänder, für die es keinen Modus gibt, unabhängig vom Einfallswinkel. Es ist dann möglich, die Geometrie der Elementarzelle, insbesondere die Periodizität der Rohre, abhängig von der gewünschten Bandlücke abzustimmen. Das Ergebnis ist zufriedenstellend, wenn die aus Längs- und Querwellen im elastischen Feststoff bestehende Vibration sich nicht bis zur Platte ausbreitet. Es ist möglich, die Frequenzbereiche zu ändern, für die der Werkstoff wirksam ist, indem die folgenden Parameter geändert werden :

- Dicke der Matrix
- Periodizität der Einschlüsse
- Radius der Einschlüsse
- Youngscher Modul der Matrix
- Dichte der Matrix
- Geometrie der Einschlüsse
- Werkstoff und Dicke der dichten Folie
- Dämpfungsfaktor des Werkstoffs, der die Dichtheit erlaubt.

7 veranschaulicht verschiedene Formen von mit der Erfindung verwendbaren Diffusoren. Die erste Reihe stellt hohle Diffusoren 28 dar, die die Form einer zylindrischen oder rohrförmigen Wand aufweisen. Die zweite Reihe stellt Diffusoren 30 dar, die eine zylindrische oder rohrförmige hohle Wand 32 mit inneren Verstärkungswänden 34 enthalten, die die Innenseiten der zylindrischen Wand 32 verbinden. Die dritte Reihe enthält Diffusoren 36 mit Hohlstruktur, die innen einen mechanischen Masse-Feder-Resonator 38 aufnehmen, d.h. einen mechanischen Absorber, bei dem die Energie unter der Wirkung der Resonanz des Masse-Feder-Systems abgeleitet wird (Masse = zentrale Masse in schwarz und Feder = innere Verstärkungswände). Der Resonator oder innere Masse enthält eine äußere zylindrische Wand 40, deren Innenseiten durch Verbindungsbrücken 42 mit dem Resonator 38 verbunden sind. Das Prinzip ist dasjenige einer Masse verbunden mit einer Feder, von der eine an die Masse gelieferte Anfangsverschiebung progressiv von der Verschiebung der mit der Feder verbundenen Masse absorbiert wird. Es ist das Prinzip des dynamischen Absorbers, das es dann erlaubt, ein anderes Frequenzband als dasjenige der Bandlücken zu bearbeiten, d.h. eine Bearbeitung auf der Resonanzfrequenz des Masse-Feder-Systems. Das Funktionsprinzip unterscheidet sich also von einem Schallresonator, bei dem eine Resonanz der Luft in einem Hohlraum erhalten wird (Helmholtz-Resonator). Die vierte Reihe stellt Diffusoren 44 mit Hohlstruktur ähnlich denjenigen der dritten Reihe dar. In diesen Ausführungen ist aber jede innere Masse 46 mit der rohrförmigen Wand 48 oder äußeren zylindrischen Wand mittels einer einzigen Verbindungsbrücke 50 verbunden. So weist diese Art von Diffusor 44 eine schwächere Steifheit der Einheit Masse 46 und Verbindungsbrücke 50 auf, wodurch eine bessere Ableitung der Energie im Vergleich mit den Ausführungen der dritten Reihe erlaubt wird, in der jede Masse 38 mit der äußeren zylindrischen Wand 40 durch mehrere Verbindungsbrücken 42 verbunden ist.
In den obigen Ausführungen kann jede Verbindungsbrücke eine ebene Wand sein, die sich von einem Ende der zylindrischen Wand zum anderen erstreckt.
Schließlich veranschaulicht 8 als Beispiel eine mögliche Variante der ersten Ausführungsform. In dieser enthält jede Zelle 24 zwei Diffusoren 26a, 26b mit einem Abstand a, wobei die Zelle 24 einen Abstand α zur benachbarten Zelle hat. Die Diffusoren 26a, 26b sind hier gleich, könnten aber auch unterschiedlich sein, d.h. unterschiedliche Radien, unterschiedliche Standorte oder auch Formen wie in 7 dargestellt haben.
Es ist klar, dass die präzise Definition eines Paneels, d.h. die Positionen, die Standorte und die Abmessung der Diffusoren, durch Simulation durch finite Elemente durchgeführt werden kann. Es gibt also viele mögliche Kombinationen bezüglich der Positionen, Standorte und Abmessungen der Diffusoren, die es ermöglichen, eine gute Schallisolierung zu haben, soweit das Paneel erfindungsgemäße Merkmale aufweist. Zusammengefasst ermöglicht gemäß der vorliegenden Druckschrift die dichte Folie, eine Luftdichtheitsbarriere zu erzeugen. Diese wird (durch Kleben oder ein anderes mechanisches Befestigungsmittel) auf die erste Seite der Schicht aufgebracht, die die Diffusoren aufnimmt, um eine Deckschicht zu erzeugen und die Schallisolierung zu verbessern (d.h. die Vibrations- und Schallübertragungen zu beiden Seiten zu verringern), indem mehrere Schallphänomene kombiniert werden, von denen die zwei wichtigsten sind :

- eine Vibrationsentkopplung zwischen der einfallenden Schallwelle und der Tragplatte dank der Folie und dem porösen Werkstoff der Schicht, die wie eine doppelte Wand wirken, bei der eine der Wände von der Platte und die andere von der Folie gebildet wird, wobei die Folie eine ausreichend geringe Dicke haben muss, wie weiter oben erwähnt,
- die Umwandlung der Schallwellen der Quelle in Vibrationswellen (insbesondere Quer- und Scherwellen) in der elastischen Werkstoffschicht, die dann durch das Vorhandensein der Diffusoren gestoppt werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2011/0100746 [0011]
FR 3010225 [0012]
US 9818393 B2 [0020]

Claims

Schallisolierendes Paneel (10), das eine eine erste Seite (10c) und eine zweite Seite (10d) umfassende Schicht (10a) umfasstund eine Vielzahl von Diffusoren umfasst, die zwischen die erste Seite und die zweite Seite eingefügt sind, wobei die Diffusoren (10f) so in der Schicht angeordnet sind, dass sie ein periodisches Gitter von Zellen bilden, die gemäß einer parallel zu der ersten (10c) und der zweiten (10d) Seite verlaufenden Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei jede Zelle (10e) mindestens einen Diffusor (10f) umfasst, wobei das Paneel außerdem Dichtmittel (16) aufweist, die den Durchgang von Luft von außerhalb des Paneels in die Schicht (10a) verhindern können.
Paneel nach Anspruch 1, wobei der Youngsche Modul der Diffusoren höher als der Youngsche Modul des Werkstoffs der Schicht ist.
Paneel nach Anspruch 2, wobei der Youngsche Modul der Diffusoren mindestens zehnmal höher als der Youngsche Modul des Werkstoffs der Schicht ist.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Youngsche Modul der Schicht zwischen 1 kPa und 100 MPa liegt und/oder die Massendichte der Schicht zwischen 5 und 1000 kg/m3 liegt.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schicht (10a) eine poröse Matrix mit offenen oder geschlossenen Poren ist, wie zum Beispiel ein Polyurethanschaumstoff, ein Schaumstoff mit Formgedächtnis und Polyesterfasern.
Paneel nach Anspruch 5, wobei die poröse Matrix eine Porosität zwischen 0,5 und 0,99, insbesondere zwischen 0,7 und 0,99, aufweist.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schicht eine nicht poröse Matrix ist, zum Beispiel auf der Basis von Kautschuk.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Diffusoren (10f) gerade Zylinder sind, deren Mantellinien im Wesentlichen parallel zu der ersten Seite (10c) und der zweiten Seite (10d) der die Diffusoren (10f) aufnehmenden Werkstoffschicht (10a) sind.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei alle Diffusoren (10f) identisch sind.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Diffusoren (10f) eine hohle, massive oder mit inneren Verstärkungswänden versehene innere Struktur aufweisen.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Luftdichtheitsmittel eine luftisolierende Folie (16) umfassen, die die erste Seite (10c) der Schicht (10a) bedeckt.
Paneel nach Anspruch 11, wobei die luftisolierende Folie eine Dicke von mindestens gleich 0,05 mm aufweist.
Paneel nach Anspruch 12, wobei die luftisolierende Folie eine Dicke von weniger als 0,5 mm aufweist.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Dichtmittel einen spezifischen Widerstand gegen den Durchgang von Luft, mindestens höher als 50000 N.m^-4.s aufweisen.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Abstand α zwischen den Zellen so ist, dass gilt $α = \frac{V_{T}}{2 f_{0}},$
wobei ƒ₀ die Mittenfrequenz eines anvisierten Frequenzbereichs darstellt und V_T die Geschwindigkeit der Scherwellen ist.
Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Werkstoffschicht mindestens eine Zone umfasst, deren Dicke einen positiven Gradienten des Youngschen Moduls aufweist, der von der ersten Seite (10c) zur zweiten Seite (10d) gerichtet ist.
Einheit, die ein Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 16 umfasst, wobei die zweite Seite auf eine Seite einer Tragplatte aufgebracht ist.
Einheit nach Anspruch 17, wobei die Tragplatte einen Youngschen Modul höher als der Youngsche Modul der Schicht aufweist.
Einheit nach Anspruch 18, wobei die Tragplatte einen Youngschen Modul von mindestens zehnmal höher als der Youngsche Modul der Schicht aufweist.