DE3233654A1 - Schallabsorbierendes bauelement und verwendung desselben im hoch-, tief-, tunnel- und fahrzeugbau - Google Patents

Schallabsorbierendes bauelement und verwendung desselben im hoch-, tief-, tunnel- und fahrzeugbau

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DE3233654A1 DE19823233654 DE3233654A DE3233654A1 DE 3233654 A1 DE3233654 A1 DE 3233654A1 DE 19823233654 DE19823233654 DE 19823233654 DE 3233654 A DE3233654 A DE 3233654A DE 3233654 A1 DE3233654 A1 DE 3233654A1
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Description

■ ι-
H K ϊ> C Il H K 1 H U N G
Die Erfindung betrifft ein schallabsorbierendes Bauelement aus rasterförmigen nebeinanderliegende becherförmige Vertiefungen aufweisenden Folien, deren dem Schallfeld auszusetzende Bodenflächen bei Schalleinfall zu verlustbehafteten Schwingungen anregbar sind, wobei die oberen Ränder der becherförmigen Vertiefungen gemeinsam durch eine weitere ebene Materialbahn abgedeckt sind ·
Mit einem derartigen schallabsorbierenden Bauelement, wie es in seiner Grundausführung in der deutschen Offenlegungsschrift 27 58 041 beschrieben ist, erfolgt die Schallabsorption durch Platten-Eigenschwingungen der Flächen der becherförmigen Vertiefungen, und zwar hauptsächlich der Bodenflächen, deren Abmessungen so gewählt sind, daß ihre Eigenschwingungen in den Frequenzbereich des hörbaren Schalls fallen.
Die beiden wesentlichen Charakteristika soleher schallabsorbierender Bauelemente sind die relative Verteilung der Schallabsorptionsfähigkeit auf die verschiedenen Hörschallfrequenzen und das absolute Schallabsorptionsvermögen für die verschiedenen Hörschallfrequenzen über den gesamten Hörschallf requenzbereich hinweg. Die relative Verteilung der Schallabsorptionsfähigkeit sollte unter Berücksichtigung der frequenzabhängigen Schallempfindlichkeit des menschlichen Ohrs und des jeweils am Anwendungsort des schallabsorbierenden Bauelements auftretenden Hörschallfrequenzspektrums möglichst gleichmäßig über den gesamten Hörschallfrequenzbereich verteilt sein, damit die auftretende Schallenergie über das gesamte Hörschallfrequenzspektrum hinweg möglichst gleichmäßig absorbiert wird. Das absolute Schallabsorptionsvermögen für die verschiedenen Hörschallfrequenzen sollte möglichst
hoch sein, damit so viel Schallenergie wie möglich 'absorbiert und damit der Schallpegel so stark wie möglich abgesenkt wird. Die beiden vorgenannten Charakteristika lassen sich durch eine sogenannte Schallabsorptionskurve erfassen, welche die Abhängigkeit des Schallabsorptionsvermögens von der Schallfrequenz wiedergibt.
Insgesamt ist es infolgedessen erwünscht, bei möglichst gleichmäßiger Verteilung der Schallabsorptionsfähigkeit auf die verschiedenen Hörschallfrequenzen ein hohes integrales Schallabsorptionsvermögen, wie es durch Integration der Schallabsorptionskurve über den interessierenden Hörschallfrequenzbereich ermittelt werden kann, zu erreichen. Die relative Verteilung der Schallabsorptionsfähigkeit auf die verschiedenen Hörschallfrequenzen läßt sich, wie in der deutschen Offenlegungsschrift 21 .58 041 und in der deutschen Offenlegungsschrift 29 21 050 beschrieben ist, dadurch vergleichmäßigen, daß die Anzahl der möglichen verschiedenen Platteneigenschwingungen und der Harmonischen derselben sowie der Oberschwingungen dieser Platteneigenschwingungen schlechthin möglichst groß gemacht wird. Das kann in der verschiedensten Weise geschehen, zum Beispiel dadurch, daß <3ie Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen rechteckig statt quadratisch ausgebildet werden, weil rechteckige Platten mehr Eigenschwingungszustände als quadratische Platten haben, sowie dadurch, daß man mehrere Gruppen von rasterförmig nebeneinanderliegenden becherförmigen Vertiefungen vorsieht, die sich dadurch unterscheiden, daß die Bodenflächen der verschiedenen Gruppen untersuhiedlich groß sind.
So hat sich bei den Untersuchungen, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben, gezeigt, daß es mit den bisherigen schallabsorbierenden Bauelementen, bei denen die becherförmigen Vertiefungen jeweils eine Bodenfläche von 8 cm χ 9 cm haben, nicht möglich ist, die Schallenergie gleichzeitig in
tiefen und hohen Hörschallfrequenzbereichen befriedigend zu ' absorbieren; diese Tatsache ist weiter unten anhand der Figur 6 erläutert.
Theoretisch und praktisch läßt sich dadurch, daß becherförmige Vertiefungen mit kleineren Bodenflächen, zum Beispiel mit Bodenflächen von 9 cm χ 4 cm, verwendet werden, im höheren Hörschallfrequenzbereich eine Absorptionsverbesserung erzielen, jedoch kommt es gleichzeitig im mittleren und tiefen Hörschallfrequenzbereich zu einer Verschlechterung der Schallabsorptionsfähigkeit; diese Verhältnisse sind weiter unten anhand der Figur 7 erläutert. Verwendet man dagegen becherförmige Vertiefungen mit größeren Bodenflächen, so wird umgekehrt eine Verbesserung des Schallabsorptionsvermögens im tiefen Hörschallfrequenzbereich erzielt, jedoch verschlechtert sich in diesem Falle gleichzeitig das Schallabsorptionsvermögen im mittleren und höheren Hörschallfrequenzbereich.
Um nun eine Vergleichmäßigung der Schallabsorptionsfähigkeit bei den verschiedenen Hörschallfrequenzen zu erzielen, wäre es daher, wie oben bereits angedeutet und in der deutschen Offenlegungsschrift 29 21 050 beschrieben, erforderlich, nebeneinander becherförmige Vertiefungen mit kleinen und großen Bodenflächen in dem schallabsorbierenden Bauelement vorzusehen. Eine solche Lösung hat aber den Nachteil, daß das absolute Schallabsorptionsvermögen absinkt, weil - abgesehen von Überschneidungen im mittleren Hörschallfrequenzbereich - nun für den unteren Hörschallfrequenzbereich nur die eine Hälfte der becherförmigen Vertiefungen und im oberen Hörschallfrequenzbereich nur die andere Hälfte der becherförmigen Vertiefungen wirksam ist, sofern beispielsweise davon ausgegangen wird, daß sich die gesamte Anzahl der becherförmigen Vertiefungen hälftig aus solchen mit kleinerer Bodenfläche und aus solchen mit größerer Bodenfläche zusammensetzt.
Insgesamt ergibt sich also bei gleichbleibender Gesamtfläche der Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen zwar eine Vergleichmäßigung der Absorptionskurve, also eine Verbesserung der relativen Verteilung der Schallabsorptionsfähigkeit, jedoch auf einem viel flacheren Niveau des absoluten Schallabsorptionsvermögens für die verschiedenen Hörschallfrequenzen, so daß das absolute integrale Schallabsorptionsvermögen für den gesamten Hörschallfrequenzbereich, wie an sich zu erwarten, nicht verbessert wird.
Es wurde nun völlig überraschenderweise im Rahmen der vorliegenden Erfindung gefunden, daß sich entgegen allen Erwartungen gleichzeitig sowohl eine wesentliche Verbesserung der relativen Verteilung der Schallabsorptionsfähigkeit auf die
15' verschiedenen Hörschallfrequenzen als auch - abgesehen von gewissen Spitzen - eine merkliche Erhöhung des absoluten Schallabsorptionsvermögens für die verschiedenen Hörschallfrequenzen erzielen läßt, indem ein schallabsorbierendes Bauelement der eingangs genannten Art so ausgebildet wird, daß die Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen durch eine oder mehrere sickenförmige Vertiefungen, deren Tiefe merklich geringer als die Tiefe der becherförmigen Vertiefungen ist, in Unterflächen unterteilt werden.
Auf diese Weise wird die, .zunächst als unlösbar angesehene, Aufgabe gelöst, bei gleichbleibender Gesamtfläche der Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen bzw. bei gleichbleibender Menge des einzubringenden Absorptionsmaterials das Absorptionsvermögen bei tiefen und hohen Frequenzen anzuheben und dabei gleichzeitig das integrale Schallabsorptionsvermögen für den gesamten Frequenzbereich zu erhöhen; diese Tatsache ist weiter unten anhand der Figur 8 näher erläutert.
Es wird also die Größe der Bodenfläche der becherförmigen Vertiefungen zunächst so groß gewählt, daß der tiefe Frequenz-
bereich ausreichend abgedeckt wird, und um den honen Frequenzbereich abzudecken, werden in diese Bodenflächen Unterflächen durch die sickenförmigen Vertiefungen derart eingebracht, daß die großen Bodenflächen jeweils für sich ungehindert schwingen können, und daß die schwingenden Unterflächen für sich und additiv die höheren Frequenzen erfassen.
Wie bei den Versuchen im Rahmen der Erfindung gefunden wurde, dürfen aber die sickenförmigen Vertiefungen nur einen Teil der Tiefe der becherförmigen Vertiefungen ausmachen, da sonst das Schwingungsvermögen der großen Bodenflächen, welche durch die sickenförmigen Vertiefungen unterteilt sind, unterbunden wird.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die sickenförmigen Vertiefungen in einem solchen schallabsorbierenden Bauelement vorgesehen, bei dem die jeweils benachbarten Seitenbzw. Mantelflächen der becherförmigen Vertiefungen durch je eine gemeinsame Seiten- bzw. Mantelfläche ersetzt sind, wie Inder deutschen Offenlegungsschrift 30 30 238 beschrieben.
Die sickenförmigen Vertiefungen können die Seiten- bzw. Mantelflächen der becherförmigen Vertiefungen durchsetzen, wodurch sich ein besonders einfacher Aufbau und eine besonders gute Herstellbarkeit bei solchen schallabsorbierenden Bauelementen ergibt, bei denen jede becherförmige Vertiefung ihre eigenen Seiten- bzw. Mantelflächen hat, wie zum Beispiel in den deutschen Offenlegungsschriften 27 28 041 und 29 21 050 beschrieben.
Es ist jedoch auch möglich, die sickenförmigen Vertiefungen so auszubilden, daß sie eigene Stirnflächen haben, welche die sickenförmigen Vertiefungen an ihren Längsenden abschließen. Eine solche Ausführungsform ist bei dem vorerwähnten schallabsorbierenden Bauelement zu bevorzugen, bei dem die
jeweils benachbarten Seiten- bzw. Mantelflächen def "becherförmigen Vertiefungen durch je eine gemeinsame Seiten- bzw. Mantelfläche ersetzt sind. Bei solchen schallabsorbierenden Bauelementen können die sickenförmigen Vertiefungen weiter bevorzugt so ausgebildet sein, daß ihre Stirnflächen im Abstand von den gemeinsamen Seiten- bzw. Mantelflächen der becherförmigen Vertiefungen vorgesehen sind, so daß die Schwingungsfähigkeic der großen Bodenflächen bzw. der gesamten Bodenflächen möglichst wenig beeinträchtigt wird. Insbesondere kann hxe^bei die Ausbildung so sein, daß die Stirnflächen der sickenförmigen Vertiefungen auf dem Niveau der Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen mit den gemeinsamen Seiten- bzw. Mantelflächen der becherförmigen Vertiefungen zusammentreffend vorgesehen sind und ihr Abstand von diesen gemeinsamen Seiten- bzw. Mantelflächen nach den Bodenflächen der sickenförmigen Vertiefungen hin zunimmt. Auf diese Weise wird sowohl eine optimale Unterteilung der Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen erreicht als auch eine Beeinträchtigung der Eigenschwingungen der gesamten Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen vermieden.
Vorzugsweise sind die sickenförmigen Vertiefungen bei geradlinig begrenzten Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen parallel zu einer oder mehreren seitlichen Begrenzungslinien der Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen verlaufend ausgebildet. In jeder Bodenfläche der becherförmigen Vertiefungen können dabei wenigstens zwei sich kreuzende, vorzugsweise rechtwinklig zueinander verlaufende, sickenförmige Vertiefungen vorgesenen sein.
Schließlich kann eine noch mehr erhöhte Vergleichmäßigung der Schallabsorptionsfähigkeit in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß mehrere sickenfömiige Vertiefungen unterschiedlicher Tiefe in einer Bodenfläche der becherförmigen Vertiefung derart vorgesehen sind, daß die durch
die sickenförmigen Vertiefungen größerer Tiefe gebildeten
Unterflächen durch die sickenförmigen Vertiefungen kleinerer Tiefe in weitere Unterflächen unterteilt werden.
Das erfindungsgemäße schallabsorbierende Bauelement kann als bei Schalleinfall zu verlustbehafteten Schwingungen anregbarer Folienabsorber gemäß der Erfindung im Hoch-, Tief- und
Tunnelbau sowie im Land-, Wasser- und Luftfahrzeugbau verwendet werden. Dieses schallabsorbierende Bauelement ist also in außerordentlich vielseitiger Weise überall dort anwendbar, wo unerwünschte Schallenergie, die in einen geschlossenen oder offenen Raum eindringt oder in einem solchen Raum erzeugt wird, absorbiert und damit der Schallpegel in
diesem Raum wesentlich herabgesetzt werden soll, wobei unter einem offenen Raum ganz allgemein auch ein nichtabgegrenzter Außenraumbereich, zum Beispiel die nähere Umgebung einer Autobahn, eines Flughafens o.dgl., verstanden werden soll.
Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 9 der Zeichnung anhand einiger besonders bevorzugter Ausfuhrungsformen und anhand von Versuchsergebnissen näher erläutert; es zeigen:
Figur 1 eine Querschnittsansicht durch eine bevorzugte erste Ausführungsform eines Teils eines schallabsorbierenden Bauelements nach der Erfindung;
Figur 2 eine Aufsicht auf den in Figur 1 dargestellten
Teil der Ausführungsform eines schallabsorbierenden Bauelements;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht auf einen Teil der
Ausführungsform eines schallabsorbierenden Bauelements
gemäß den Figuren 1 und 2;
35
-* ι ι »„j
Figur 4 eine Aufsicht auf dinett Teil feitiös sch4l lab sorbierenden Bauelements gemäß einer, zweiten Alisführüngsform nach der Erfindung, wobei der gezeigte ή?$1ΐ de^ Bchallabsorbierenden Bauelements perspfektivisbh ilfid halb auseinandergenommen dargestellt ist» um" die ober^ Folie deutlicher zu zeigeil, welche die Bodenflächfen der becherförmigen Vertiefungen bildet, und wobei außerdem hur dröi jeweils kreuzförmige stLckehförmi^e' Vertiefungen eingezdibhnet sind, während tatsächlich diese sickenförmigeii Vertiefungen in jeder ^er Bodehflächen der becherform!geh Vertiefungen vorgesehen sind;
Figur 5 eine perspektivische Ahsicht eiriet einzelnen Bodenfläche mit sickeflförtttiger Vertiefung aus dem fechallabsorbierenden Bauelement der Figur! A),
Figur 6 eine Schdilallsor^tiansfeptektruih, Welches das Schallabsorptiönsventiögeti ieineö äbhallaüäorbierehden Bauelements gemäß der DE-OS Ü 58 04 i wiedei"-gibt, wobei die Bodeiifläötifen dfer becherförmigen Vertiefungen eine Größe von S>2 citl 3i 9,2 ctti hatterij
Figur 7 ein der Figur 6 ÖtitSprechtendeS ädhallaüsörptionsspektrum, wobei jedoch die Bodehflächen der becherförmigen Vertiefungen eine Größe VOh 9,2 cht χ 4,2* cm h&tten;
Figur 8 mehrere Schallabajbrptibhäkurven 2iur Vfefahschaulichung der mit einem drfih(|üngsgenikßen schailaLäotbierenden Bauelement gegenüber anderen sfenallabSofÜierehaeh Bauelementen, bei deherl die Bodönflächeh der becherförmigen Vertiefungen keine sickenföritti^en Vertiefungen hatten, erzielten Wirkung; und
Figur 9 ein Absorptionsspektrum1, das an feinem Bauelement nach der Erfindung etemesdfeH wurde.
Es sei zunächst anhand der Figuren 1 bis 3 eine erste Ausführungsform eines schallabsorbierenden Bauelements erläutert, wobei zu beachten ist, daß jeweils nur ein Eckstück eines solchen Bauelements, welches sich über große Flächen von mehreren Quadratmetern und mehr erstrecken kann, dargestellt ist. Das insgesamt mit 1 bezeichnete schallabsorbierende Bauelement besteht aus rasterförmig nebeneinanderliegenden becherförmigen Vertiefungen* 2, die in einer Folie, vorzugsweise einer Kunststoffolie, eingeprägt, beispielsweise durch Tiefziehen darin ausgebildet, sind. Diese becherförmigen Vertiefungen 2 besitzen Bodenflächen 3, die dem Schallfeld des zu absorbierenden Schalls zugewandt sind und die von diesem Schallfeld zu verlustbehafteten Platten-Eigenschwingungen angeregt werden, weil ihre Größe, ihr Flächengewicht sowie ihre sonstigen Kennwerte so abgestimmt sind, daß ihre Platten-Eigenschwingungsfreguenzen im Hörschallfrequenzbereich liegen. Die oberen Ränder 4 der becherförmigen Vertiefungen 2 sind gemeinsam durch eine weitere ebene Materialbahn 5 abgedeckt, so daß der Innenraum der becherförmigen Vertiefungen 2 luftdicht oder im wesentlichen luftdicht abgeschlossen ist; eine Luftdichtheit ist nicht unbedingt notwendig. Infolgedessen ist im Innenraum der becherförmigen Vertiefungen 2 der gleiche Druck wie in der umgebenden Atmosphäre vorhanden. Die ebene Materialbahn kann eine nichtschwingungsfähige Materialbahn sein, es ist jedoch auch möglich, daß es eine schwingungsfähige Materialbahn, beispielsweise eine Folie, ist.
Die Bodenflächen 3 der becherförmigen Vertiefungen 2 sind durch eine oder mehrere sickenförmige Vertiefungen 6 in Unterflächen 7 unterteilt. Die Tiefe t dieser Vertiefungen 6 ist merklich geringer als die Tiefe T der becherförmigen Vertiefungen (siehe Figur 1).
Wie man besonders deutlich aus Figur 3 ersieht, durchsetzen die sickenförmigen Vertiefungen 6 die Seiten- bzw. Mantel-
flächen 8 der becherförmigen Vertiefungen 2. '*·'"'
Außerdem verlaufen die sickenförmigen Vertiefungen 6 in den im vorliegenden Ausführungsbeispiel rechteckig ausgebildeten Bodenflächen 3 jeweils parallel und senkrecht au den seitlichen Begrenzungslinien dieser Bodenflächen 3. Vorliegend sind zwei sich kreuzende, ite cn twink Ii g zueinander verlaufende sickenförmige Vertiefungen 6 in jeder Bodenfläche 3 vorgesehen, so daß einfe gesamte Bodeftfläche 3 einer becherförmigen Vertiefung 2 hifer gewissermaßen aus vier Unterflächen 7 und zwei sickenföririigen Vertiefungen 6 besteht.
Es ist auch möglich, wenngleich iii der Zeichnung nicht dargestellt, jede der unterflächen 7 durch eine öder mehrere weitere sickenförmige Vertiefungen in Unter-tJnterflachen zu unterteilen, wobei hierbei vorzugsweise diese zusätzlichen sickenförmigen Vertiefungen eine kleinere Tiefe als die sikkenförmigen Vertiefungen 6 haben, jedoöh nicht unbedingt haben müssen.
Es sei nun anhand der Figuren 4 und 5 eine zweite Aüsführungsform eines insgesamt mit 9 bezeichnetet! schallabsorbierenden Bauelements erläutert, von dem in Figutf 4 nur ein Eckstück in unvollständig Zusammengebautem Zustand dargestellt ist.
Bei diesem schallabsorbierenden Bauelement 9 sind die jeweils benachbarten Seiten- bzw. Mantelflächen der becherförmigen Vertiefungen 10 vbn einer &emdinsarten Seiten- bzw. Mantenflache 11 gebildet, während die Öodenflächen 12 der becherförmigen Vertiefungeh von einer gemeinsamen Folie 13 gebildet werden. Eine ebene MaterialbaHn 14 deckt die oberen (welche in Figur 4 unten liegen) Ränder der becherförmigen Vertiefungen 10 gemeinsam ab und ist vorzugsweise eine nichtschwingungsfähige Materialbahn, d*h. eine durch Schallschwingungen im zusammengebauten Zustand des Bauelements nicht zu Platten-Eigenschwingungen anrQgbare Materialbahn.
Sickenförmige Vertiefungen 15 sind im Prinzip in"Ger gleichen Weise wie in der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 in den Bodenflächen 12 der becherförmigen Vertiefungen 10 vorgesehen, jedoch mit gewissen Abweichungen, die nachstehend erläutert sind:
Wie die Figur 5 zeigt, welche eine vergrößerte Darstellung einer einzigen Bodenfläche 12 einer becherförmigen Vertiefung 10 ist, haben die beiden gekreuzt verlaufenden sickenförmigen Vertiefungen 15 eigene Stirnflächen 16, die die sickenförmigen Vertiefungen 15 an ihren Längsenden, d.h. also an ihren Enden, die sich im Bereich der gemeinsamen Seiten- bzw. Mantelflächen 11 befinden, abschließen. Diese Stirnflächen 16 sind im Abstand von den gemeinsamen Seiten- bzw. Mantelflächen angeordnet. Jedoch sind die sickenförmigen Vertiefungen auf dem Niveau der Bodenflächen 6, welche durch diese sickenförmigen Vertiefungen 15 in ünterflachen 17 unterteilt werden, bis an die gemeinsamen Seiten- bzw. Mantelflächen 11 herangeführt. Dagegen haben die Stirnfiächen 16 der sickenförmigen Vertiefungen 15 ansonsten einen, wenngleich verhältnismäßig geringen, Abstand von den Seitenbzw. Mantelflächen 11, der nach den Bodenflächen 18 der sikkenförmigen Vertiefungen hin zunimmt (siehe Figur 5).
Schließlich sei auf die Figuren 6, 7 und 8 Bezug genommen, welche Versuchsergebnisse zeigen:
Die Figuren 6 und 7 veranschaulichen das Frequenzabsorptionsspektrum von schallabsorbierenden Bauelementen, bei denen die vorhandenen rasterförmig vorgesehenen becherförmigen Vertiefungen keine sickenförmigen Vertiefungen besaßen, wobei im Falle der Figur 6 die Abmessung der Bodenflächen 8,2 cm χ 9,2 cm und in Figur 8 die Abmessung der Bodenflächen 9,2 cm χ 4,2 cm betrug. Ein Vergleich dieser beiden Figuren zeigt, daß durch die Verkleinerung der Bodenflächen zwar das
-1S-
auf der Ordinate dargestellte Schallabs *rptionsvermögen bei den auf der AbBzibse dargestellten höheren Frequenzen zunahm, jedoch bei deil hihdrigeren Freque lzen abgenommen hat (auf der Abszisse öifid Ui& Frequenzen in Hertz angegeben) .
In Figur 8 sind die'fiii den Figuren 6 untl 7 dargestellten sowie weitere Versutih&ercjebnisse zusaininenfef äßt, und zwar sind vier SchallabsbrptiöhkkUrven dargestellt, welche die Abhängigkeit des längs der bfdlitläte aufgetragenen Schallabsorptions-Vermögens von äer lötigs der Abszisse aufgetragenen Frequenz veranschaulichen, riänilicni.
(a) die Kurve I iöfe tdiöjfeliige Schallabs erzielt wird, wörih aid becherförmig
>rptionskürve, die sn Vertiefungen verhältnismäßig cjrbßö febdenflacheh ha)eh. Mah sieht, daß
sich ein nmxihtälöö ÄJaöorptionsvermö ergibt, währetid ,daö AbsorptionsVerm quenz aus riacH
Seiten sehr s
(b) Die Kurve II ist IdiÖ" Schallabsorptii ergibt, wehn 'άίύ ia^iilietförmigen Ver mäßig kleitte Bö^riflMöhen haben? ma sorptionsmaxiMuiti
mehr als 1000
bei etwa 800 Hz
3geh von dieser Fre-
abnimmt.
mökurve, die sich
»ι ;
:iefungen verhältnis-1 sieht» daß das Ab-ίζ liegt und vorwie
gend höherö Ffe^üeHiüeh absorbiert wferden.
(c) Die Kurve ΪΙΙ iöt ülejenige Absbrptlonskurve, die sich ergibt, wenn 00^ 'UUt iäecherfönnigenj Vertiefungen verhältnismäßig kldinö ÖÖdenflächeti unö 50% verhältnismäßig große Boderi^lSdHöÜji haben; man sieht, daß sich zwar gegenüber den KÜifVäii I und II eine vergleichrnäßigung des Absorptiörisyeritiö^0hs über dfeln gesamten Frequenzbereich hinweg ferefib-b». jedoch absolut' die Werte des Absorptions Vermögätiö UgI- den verschieöenen Frequenzen kleiner als im frallö der Kurven I und II sind, so daß in dem jeWeiligfert Räütti etwa die doppelte Menge an Absorbern vorgesehen üuiii tHüß.
-leDie Kurve IV ist diejenige Absorptionskurve, üi.e' sich ergibt, wenn becherförmige Vertiefungen mit verhältnismäßig großen Bodenflächen vorgesehen werden, wobei diese Bodenflächen durch sickenförmige Vertiefungen in vier Unterflächen gemäß der Erfindung unterteilt sind; man sieht, daß sowohl gegenüber den Kurven I und II eine Vergleichmäßigung der Schallabsorption über.den gesamten Frequenzbereich hinweg als auch gegenüber der Kurve III eine Erhöhung des absoluten Absorptionsvermögens bei den verschiedenen Frequenzen erreicht wird.
In der Figur 9 ist schließlich in einer den Figuren 6 und entsprechenden Weise ein gemessenes Schallabsorptionsspektrum gezeigt, aufgrund dessen die Kurve IV in Figur 8 erstellt worden ist, wobei die becherförmigen Vertiefungen eine Bodenfläche von 8,8 cm χ 7,4 cm hatten und diese Bodenfläche durch sickenförmige Vertiefungen, deren Tiefe geringer als die Tiefe der becherförmigen Vertiefungen war, in vier gleich große Unterflächen unterteilt worden war.
Es sei erneut auf die Figur 5 Bezug genommen, in der durch die beiden strichpunktierten parallelen Linien angedeutet ist, daß die Stirnfläche 16 und die ihr benachbarte Hälfte der zugeordneten Bodenfläche 18 auch so ausgebildet sein können, daß beide eine gemeinsame, stetig verlaufende Stirnund-Bodenflache 20 bilden, d.h. also, daß die Stirnfläche und die ihr benachbarte Hälfte der Bodenfläche 18 nicht über einen Knick oder eine sonstige Unstetigkeit ineinander übergehen. In Figur 5 ist diese Abwandlung aus Gründen der klareren Darstellung nur für eine einzige Stirnfläche 16 und |lie ihr benachbarte Hälfte der zugeordneten Bodenfläche 18 (lurch die strichpunktierten Linien 19 angedeutet, tatsächiich jedoch ist diese Abwandlung bei allen Stirnflächen 16 land Bodenflächen 18 vorgesehen, so daß beispielsweise alle yier sich dann ergebenden Stirn-und-Bodenflachen 20 auf eimer gemeinsamen Halbkugelfläche liegen können. Es ist jedoch
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Leerseite

Claims (11)

3733654 KRAUS & VVEiSERT l'ATENTANWAl T f UND 2TUHEl A.S SE N ET VF.HTHF.TEH VOR OCM EUriOIJÄlfaC'H[ N ΙΆΉ'ΝΙΛΜΓ i.WALTER Kf(AUb DIPLOMCHEMIKi K ■ DR-INS. ANN[KAH Wr l'.l RT DI I Ί .-1 N Cj. [ AC H Ι·ί1 C. HT U N < . CHFMK MGAHDSTRASSE. 15 · D-BOUO MÜNCHEN 71 · TELEFON l)H!)/i!)iOi/-7'l /(I ;ll T L Ll. X O!> - al ii 1 D l> Upnt «I TELEGRAMM KRAUSF3ATEINr 3372 JS/an FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG e.V. 8000 München EWALD DÖRKEN AG 5804 Herdecke Schallabsorbierendes Bauelement und Verwendung desselben im Hoch-, Tief-, Tunnel- und Fahrzeugbau PATENTANSPRÜCHE
1. Schallabsorbierendes Bauelement aus rasterförmig nebeneinanderliegende becherförmige Vertiefungen aufweisenden Folien, deren dem Schallfeld auszusetzende Bodenflächen bei Schalleinfall zu verlustbehafteten Schwingungen anregbar sind, wobei die oberen Ränder der becherförmigen Vertiefungen gemeinsam durch eine weitere ebene Materialbahn abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Bodenflächen (3;12) der becherförmigen Vertiefungen (2;10) durch eine oder mehrere sickenförmige Vertiefungen (6; 15), deren Tiefe (t) merklich geringer als die Tiefe (T) der becherförmigen Vertiefungen (2; 10)·- ist, in Unterflächen (7; 17) unterteilt sind.
2. Schul] absorbierendem Baut-.lenient nach Anspiucli 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sickenförmigen Vertiefungen (15) in einem solchen schallabsorbierenden Bauelement (9) vorgesehen sind, bei dem die jeweils benachbarten Seiten- bzw. Mantelflächen der becherförmigen Vertiefungen (10) durch je eine gemeinsame Seiten- bzw. Mantelfläche (11) ersetzt sind.
3. Schallabsorbierendes Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sickenförmigen Vertiefungen (6) die Seiten- bzw. Mantelflächen (8) der becherförmigen Vertiefungen (2) durchsetzen.
4. Schallabsorbierendes Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sickenförmigen Vertiefungen (15) eigene Stirnflächen (16) haben, welche die sickenförmigen Vertiefungen (15) an ihren Längsenden abschließen.
5. Schallabsorbierendes Bauelement nach Anspruch 2 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (16) der sickenförmigen Vertiefungen (15) im Abstand von den gemeinsamen Seiten- bzw. Mantelflächen (11) der becherförmigen Vertiefungen (10) vorgesehen sind.
6. Schallabsorbierendes Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (16) der sickenförmigen Vertiefungen (15) auf dem Niveau der Bodenflächen (12) mit den gemeinsamen Seiten- bzw. Mantelflächen (11) der becherförmigen Vertiefungen (10) zusammentreffend vorgesehen sind und ihr Abstand von diesen gemeinsamen Seiten- bzw. Mantelflächen (11) nach den Bodenflächen (18) der sickenförmigen Vertiefungen (15) hin zunimmt, insbesondere je eine Stirnfläche (16) und die ihr benachbarte halbe Bodenfläche (18) auf einer gemeinsamen stetig verlaufenden Fläche liegen.
7. Schallabsorbierendes Bauelement nach einem tier Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sickenförmigen Vertiefungen (6;15) bei geradlinig begrenzten Bodenflächen (3;12) der becherförmigen Vertiefungen (2;10) parallel zu einer oder mehreren seitlichen Begrenzungslinien der Bodenflächen (3;12) der becherförmigen Vertiefungen (2; 10) verlaufen.
8. Schallabsorbierendes Bauelement nach einem der Ansprüehe 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in
jeder Bodenfläche (3;12) der becherförmigen Vertiefungen (2; 10) wenigstens zwei sich kreuzende, vorzugsweise rechtwinklig zueinander verlaufende, sickenförmige Vertiefungen (2; 10) vorgesehen sind.
15
9. Schallabsorbierendes Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere sickenförmige Vertiefungen (2;10) unterschiedlicher Tiefe vorgesehen sind derart, daß die durch die sickenförmigen Vertiefungen (2;10) größerer Tiefe (t) gebildeten Unterflächen (7; 17) durch sickenförmige Vertiefungen kleinerer Tiefe in weitere Unterflächen unterteilt sind.
10. Schallabsorbierendes Bauelement nach einem der Ansprüehe 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß zwei oder mehr schallabsorbierende Bauelemente (1;9) zum Zwecke ihrer senkrecht hängenden Anordnung an ihren Rückseiten miteinander verbunden, insbesondere verschweißt sind, wobei gegebenenfalls die weitere ebene Materialbahn (5,14) weggelassen ist.
11. Verwendung eines schallabsorbierenden Bauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 10, als bei Schalleinfall zu verlustbehafteten Schwingungen anregbarer Folienabsorber im Hoch-, Tief- und Tunnelbau sowie im Land-, Wasser- und Luftfahrzeugbau.
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