DE3533294A1

DE3533294A1 - Schalldaempfungsvorrichtung zum gebrauch in einem raum od.dgl.

Info

Publication number: DE3533294A1
Application number: DE19853533294
Authority: DE
Inventors: Arthur Mandarich Eugene Oreg. Noxon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-10-01
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1986-04-10
Also published as: FR2571076A1; GB2165084A; CA1229801A; JPH0581040B2; GB2165084B; FR2571076B1; JPS6188300A; AU4814585A; GB8522420D0; SG20389G; US4548292A; HK29989A

Description

D - 8000 München 5

Unser 7eichen/Our ref.
Datum/Date

N 132 18.09.1985

ARTHUR MANDARICH NOXON
Eugene, Oregon 97401
V. St.A.

Schalldämpfungsvorrichtung zum Gebrauch in einem Raum od.dgl.

Die Erfindung betrifft eine Schalldämpfungsvorrichtung für einen Raum, ein Zimmer od.dgl., die den Abklingfaktor von Raumresonanzen vergrößert, ohne die akustische Helligkeit des Raums übermäßig zu dämpfen.

Die US-PS 4 362 222 beschreibt eine Dämpfereinheit, die in einer Ecke angeordnet wird. Die Vorteile, die sich aus
Schalldämpfungsmethoden ergeben, sind in dieser US-Patentschrift angegeben, wobei insbesondere Niederfrequenzabsorption ohne die Verwendung von Helmholtz-Resonatoren angegeben ist. Eine absorbierende Tafel erstreckt sich diagonal über die Raumsehnittstelle einer Decke und einer Wand

und legt ein Volumen mit einer strömungswiderstandsbehafteten Oberfläche fest, die Druckschwankungen ebnet, welche aus reflektierenden Schallwellen resultieren.

Diffraktionsschalldärapfer gibt es in vielen Variationen. Einige sind mit Glasfasern gefüllt, wogegen andere innen hohl sind und eine Haut aus einer Glasfaserdecke aufweisen. Einige Schalldämpfer weisen Helmholtz-Resonatoren zum Verbessern der Niederfrequenzabsorption bei maximaler Schallabsorption auf. Die US-PS 2 160 638 beschreibt ein mit Fasern vollgepacktes Rohr mit einer gelochten Metallhaut. Die US-PS 2 502 020 zeigt eine gelochte Metallhaut mit einem hohlem Innenraum und einer Faserauskleidung unmittelbar auf der Innenseite der Haut. Die US-PS 2 706 530 zeigt ein rechteckiges aufgehängtes Absorptionmittel mit Resonatoröffnungen. Die US-PS 4 319 661 zeigt eine Einheit, bei der diskrete Helmholtz-Resonatoren an den Enden des Rohres gemäß der US-PS 2 160 638 zur Niederfrequenzabsorption bei etwa 125 Hz angebracht sind.

Die gegenwärtig umfangreiche Verwendung von Akustikplatten an Decken und oberen Wandoberflächen dient zum Steuern der Abklingfaktoren von höheren Frequenzen oberhalb von 500 Hz. Zum Absorbieren von Energie in dem Niederfrequenzbereich wird häufig eine große Menge an Schalldämmstoff benutzt, wodurch unerwünschtermaßen die akustische Helligkeit eines Raums verringert wird. Der moderne Raum mit seinem Abklingfaktor der höheren Frequenzen, der durch architektonische Standardakustikbehandlangen der Wände und der Decke gesteuert wird, weist immer noch ein Hauptproblem bei der Steuerung der Raumresonanz und der Abklingrate der niedrigeren Frequenzen auf.

Die Erfindung schafft eine Schalldämpfungsvorrichtung zum Gebrauch in einem Raum, mit einem durchgehenden

Schallschluck- oder -dämmteil von langgestreckter, rohrförmiger Gestalt, mit Verschlußeinrichtungen, die an den entgegengesetzten Enden des Dämmteils angebracht sind und mit diesem eine Kammer begrenzen, mit einem porösen Flächenmaterial um das Schalldämmteil und mit einem Reflektor, der über dem porösen Flächenmaterial angeordnet ist und eine Reflexionszone, hat, die sich nur teilweise um das Därnmteil erstreckt, um Wellenfrequenzen von ungefähr 300 Hz und darüber zu reflektieren, wobei das Dämmteil zum Dämpfen der niedrigen Frequenzen dient.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der

Schalldämpfungsvorrichtung nach der Erfindung, die in einem Raum angeordnet ist,

Fig. 2 eine Querschnittansicht nach der

Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht nach der

Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht eines gelochten Re

flektors, der aus Darstellungsgründen von der Sclialldämpfungsvorrichtung entfernt und in die Ebene abgewickelt worden ist,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie in Fig.

4, die aber einen modifizierten gelochten Reflektor zeigt,

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Fig. 6 eine Seitenansicht eines Reflek

tors aus einer biegsamen oder weichen Masse (limp mass) und

Fig. 7 eine Seitenansicht eines modifi

zierten Reflektors aus einer biegsamen oder weichen Masse.

Die Zeichnung zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete Schalldämpfungsvorrichtung, die in einer Ecke eines Raums angeordnet ist, welche durch den Schnitt von zwei Wänden W1, W2 und einer Bodenoberfläche FS gebildet ist.

Die Schalldämpfungsvorrichtung 1 hat eine langgestreckte Form und weist einen oberen und einen unteren Verschluß 2 bzw. 3 für ein Schalldämmteil auf, das als ein Faserrohr 4 gezeigt ist, welches aus Glasfasern bestehen kann. Eine Hülle 5 kann aus einem Gewebe bestehen, die mit dem Raumdekor kompatibel ist. Innerhalb der Hülle 5 befindet sich ein Verstärkungsteil 6 aus einem offenen Maschendrahtgitter, das an seinem oberen und seinem unteren Ende durch nicht dargestellte Mittel an den Verschlüssen 2 und 3 befestigt ist. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Schallwellenreflektors 7 ist eine dünne Platte oder Tafel aus steifem Material, das eine erste Serie von gegenseitigen Abstand aufweisenden Perforationen 8 hat. Die Größe und der Abstand der Perforationen 8 werden auf weiter unten noch näher erläuterte Weise so berechnet, daß sie den Niederfrequenzanteil jeder Schallwelle durchlassen, wogegen die äußere Oberfläche des Reflektors 7 den Anteil der Wellen mit Frequenzen über 500 Hz reflektiert. Der Kontakt des Reflektors 7 mit dem benachbarten starren Gebilde der Schalldämpfungsvorrichtung 1 wird durch beiderseits desselben angeordnete poröse dünne Lagen oder Platten 9 bzw. 10, die aus offenzelligem Schaumstoff bestehen können,

verhindert.

Wie erwähnt hat der Reflektor 7 in der bevorzugten Ausführungsform eine erste Serie von Perforationen 8 auf etwa einem Drittel der Reflektorflache zur Bildung einer Schallreflexionszone RZ. Eine zweite Serie von Perforationen 11 befindet sich auf den übrigen beiden Dritteln des Reflektors 7, die Schalldämmzonen AZ darstellen. Bei der Anordnung in der zylindrischen Schalldämmvorrichtung 1 kann die Zone RZ einen Bogen oder eine Ausdehnung von 120° einnehmen, wogegen die Zonen AZ die übrige Ausdehnung von 240° ausmachen. Die Zonen RZ und AZ können sich in ihrer Bogenabmessung ändern, wobei die Zone RZ eine maximale Bogenabmessung von ungefähr 180° hat, um eine unerwünschte Schallwellenreflexion zu den nahegelegenen Wänden W1, W2 _zu verhindern.

Die optimale Anordnung der Schalldämpfungsvorrichtung 1 in einem Raum ergibt eine Winkelhalbierende der durch die Wände W1, W2 gebildeten Ecke, die die Zone RZ halbiert, wobei sich die Zonen AZ nahe den beiden Wandoberflächen befinden.

Der Reflektor 7 kann aus einem 4,57 μια dicken Aluminiumblech stehen. Die Perforationen 8 können Löcher mit einem Durchmesser von 0,635 cm und Mittenabständen von 4,45 cm sein, so daß sich insgesamt eine offene Fläche in der Zone RZ von etwa 2% ergibt, was gemäß folgender Formel zu einer Überschneidungsfrequenz fx von 320 Hz führt. fx = 102 £, wobei ρ das Verhältnis von offener Fläche zu geschlossener Fläche in Prozent in der Zone RZ und d der Lochdurchmesser in Zentimetern ist. Die Perforationen 1 1 sind so groß wie es der Festigkeitsverband der dünnen Platte oder Lage gestattet.

Fig. 5 zeigt einen modifizierten Reflektor 12, bei dem nur eine Zone RZ vorgesehen ist, zur Anordnung in der Schalldämpfungsvorrichtung 1, wie es in der Beschreibung der analogen Zone bei dem oben beschriebenen Reflektor angegeben ist. Das Lochkriterium von Perforationen 14 in der Zone RZ ist ebenfalls so wie oben angegeben.

Fig. 6 zeigt einen Reflektor aus einer nachgiebigen Masse (limp mass reflector) der hier aus einer biegsamen dünnen Platte oder Lage 15 besteht, beispielsweise aus Vinyl, und so groß ist, daß er das mit Schaumstoff bedeckte Rohr 4 vollständig bedeckt. Die dünne Platte oder Lage hat eine reflektierende Zone RZ und absorbierende Zonen AZ, wobei die Zonenausrichtung in bezug auf den Raum W1 - W2 so wie bei dem zuerst beschriebenen Reflektor 7 ist. Die Zone RZ ist ungelocht, wogegen die Zonen AZ gelocht sind, wobei die Löcher 16 einen Durchmesser haben, der nur durch den Festigkeitsverband der dünnen Platte oder Lage begrenzt wird.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Reflektors 17 aus einer nachgiebigen Masse, bei dem nur eine Reflexionszone RZ benutzt wird und die gelochten Zonen AZ nicht vorhanden sind. Die Zone RZ des Reflektors 17 würde bezüglich der sich schneidenden Wandoberflächen auf oben beschriebene Weise angeordnet werden.

Für den Reflektor aus biegsamer Masse kann eine dünne Platte oder Lage aus Vinyl mit einem Flächengewicht von 629,99 g/m² benutzt werden.

Eine überschneidungsfrequenz fx kann durch folgende Formel bestimmt werden: ^ _ 226796 , wobei w das Flächengewicht

der dünnen Platte oder Lage aus nachgiebiger Masse in Gramm pro Quadratmeter ist. Die Überschneidungsfrequenz fx für die dünne Platte oder Lage aus nachgiebiger Masse würde demgemäß 360 Hz bei einer Lage oder Platte betragen, die ein Flächengewicht von 629,99 g/m² hat.

Die vorstehend beschriebene Schalldämpfungsvorrichtung 1 wird am besten genutzt, wenn sie in einer Raumecke angeordnet ist, weil in diesem Fall die Raumresonanz vorteilhaft ausgenutzt und das Zerstreuen von hohen Frequenzen gefördert wird. Die Schalldämpfungsvorrichtung 1 kann in der Mitte zwischen benachbarten Ecken angeordnet werden, wobei sich eine gewisse Reduzierung der Wirksamkeit ergibt. Darüber hinaus kann die Schalldämpfungsvorrichung 1 in verschiedenen Längen und in Vielfachanordnung benutzt werden, indem mehrere Vorrichtungen übereinander gestapelt werden. Bei Bedarf kann für zwei Schalldämpfungsvorrichtungen 1 eingemeinsamer Endverschluß benutzt werden, um eine Schalldämpfungsvorrichtung großer Länge zu schaffen.

Bei der hier beschriebenen Schalldämpfungsvorrichtung 1 dient also eine Oberfläche als Tiefpaßfilter, um die Niederfrequenzabsorptionseigenschaften aufrechtzuerhalten, ohne die akustische Helligkeit des Raums zu reduzieren. Die Schalldämpfungsvorrichtung 1 kann als im Raum freistehendes Möbelstück ausgebildet sein. Das an den Enden verschlossene Rohr 4 enthält in seiner inneren Kammer Umgebungsluft und ist außen von dem gelochten Schallreflexionsteil 7 umgeben, wobei die Lochgröße und der Loehabstand als mechanisches Tiefpaßüberschneidungs- oder -Überleitsystem dienen. Eine überschneidungs- oder Uberleitoption ist auch durch die ungelochte dünne Platte oder Lage gegeben, welche die absorbierende Rohroberfläche wenigstens teilweise bedeckt.

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Leerseite

Claims

D-8000 München 5 Unser 7eichen/Our ref. N 1 Dalum/Dale 18.09.1985 ARTHUR MANDARICH NOXON Eugene, Oregon 97 401 V.St.A. f Patentansprüche:

1. Schalldämpfungsvorrichtung zum Gebrauch in einem Raum

od.dgl., gekennzeichnet durch ein durchgehendes Schall- *

dämmteil (4) von langgestreckter, rohrförmiger Gestalt, -j

durch Verschlüsse (2, 3), die an den entgegengesetzten En- * den des Schalldämmteils (4) angebracht sind und mit diesem eine Kammer begrenzen, durch ein poröses Flächenmaterial (10), das um das Schalldämmteil (4) angebracht ist, und durch einen Reflektor (7), der dem porösen Flächenmaterial (1.0) überlagert ist und eine Reflexionszone hat, die sich nur teilweise um das Schalldämmteil (4) erstreckt, um Wellenfrequenzen von ungefähr 300 Hz und darüber zu reflektieren, wobei das Schalldämmteil (4) zum Dämpfen der niedrigeren Frequenzen dient.

2. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) aus steifem Material gebildet ist.

- 2 -

3. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor sowohl Schallwellenreflexionsals auch -absorptionszonen (RZ, AZ) hat.

4. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen (RZ, AZ) gelocht sind.

5. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionszone (RZ) eine offene Gesamtfläche von etwa 2% hat.

6. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionszone (RZ) eine Ausdehnung hat, die nicht größer als die Hälfte des Umfangs der Schalldämpfungsvorrichtung (1) ist.

7. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor eine dünne Platte oder Lage (15, 17) aus einer biegsamen Masse ist.

8. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7, 15) sowohl eine Reflexionszone (RZ) als auch eine Absorptionszone (AZ) hat.

9. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionszone (RZ) ungelocht ist.

10. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionszone (RZ) eine Ausdehnung hat, die nicht größer als die Hälfte des Umfangs der Schalldämpfungsvorrichtung (1) ist.