DE69331827T3 - Reflektionsarme strukturelle elemente und schalltoter raum - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft schalltote Räume und insbesondere neue reflexionsarme Keile und Bauelemente zum Aufbau solcher Räume.
  • Ein schalltoter Raum ist ein Raum, in dem akustische Freifeld_Bedingungen herrschen. Für praktische Messungen muss er außerdem frei von Fremdgeräuschstörungen sein. Eine Umgebung, die diese Bedingungen erfüllt, ist Voraussetzung für akustische Präzisionsmessungen. Schalltote Räume verwendet man weit und breit bei der Entwicklung von leiseren Produkten in vielen Industrien und Instituten einschließlich Flugzeug- und Elektroindustrie, Transport- und Nachrichtenwesen, Büromaschinen, medizinische Forschung und Universitäten.
  • Ein akustisches Freifeld existiert in einem homogenen isotropen Medium, das frei von reflektierenden Begrenzungen ist. In einer idealen Freifeldumgebung würde das umgekehrt quadratische Gesetz perfekt gelten. Das heißt, der von einer sphärisch strahlenden Schallquelle erzeugte Schalldruckpegel (LP) nimmt mit jeder Verdopplung der Entfernung von der Quelle um sechs Dezibel (6 dB) ab. Ein Raum oder eine Kapsel, der bzw. die ausgelegt und gestaltet ist, so eine Umgebung herzustellen, wird schalltoter Raum genannt.
  • Ein schalltoter Raum muss normalerweise auch eine Umgebung mit kontrolliertem Schalldruckpegel (LP) ohne übermäßige Temperatur-, Druck- oder Feuchtigkeitsschwankungen herstellen. Im Freien können lokale Schwankungen dieser Bedingungen sowie Wind und Reflexionen vom Boden die gleichförmige Abstrahlung von Schallwellen wesentlich und unvorhersagbar stören. Das heißt, dass man ein echtes akustisches Freifeld wahrscheinlich nur innerhalb eines schalltoten Raums antrifft.
  • Damit ein ideales Freifeld mit perfekten umgekehrt quadratischen Gesetzmäßigkeiten existiert, müssen die Begrenzungen unter allen Einfallswinkeln einen einheitlichen Schallschluckkoeffizienten haben.
  • Konventionell ist ein reflexionsarmes Element so definiert, dass es überall im interessierenden Frequenzbereich einen Schallschluckkoeffizienten bei senkrechtem Einfall von nicht weniger als 0,99 hat. In so einem Fall ist die niedrigste Frequenz in einem Wobbeldurchgang mit kontinuierlich kleiner werdender Frequenz, bei der der Schallschluckkoeffizient bei senkrechtem Einfall 0,99 beträgt, als die Grenzfrequenz definiert. In einem schalltoten Raum werden daher 99% der Schallenergie auf oder über der Grenzfrequenz verschluckt. Für weniger als ideale Bedingungen können andere Schallschluckkoeffizienten aufgestellt werden, um eine Grenzfrequenz zu definieren.
  • Wie oben erwähnt, ist es eine weitere Eigenschaft eines echten Freifeldes, dass sich Schall in Übereinstimmung mit dem umgekehrt quadratischen Gesetz verhält. Zur Beurteilung von Keilen, die man in Räumen zur Simulation von Freifeldbedingungen verwendet, hat man die Keile in der Vergangenheit in einem Impedanzrohr geprüft. Ein völlig schalltoter Raum kann auch so definiert werden, dass seine Abweichungen von den umgekehrt quadratischen Gesetzmäßigkeiten je nach Frequenz maximal ungefähr 1 bis 1,5 dB betragen. Teilschalltote Räume, d.h. Räume mit reflexionsarmen Wänden und Decken, die auf vorhandenen schallreflektierenden Böden wie z.B. Beton, Asphalt, Stahl oder anderen Oberflächen errichtet sind, können je nach Frequenz um maximal ungefähr 3 dB vom umgekehrt quadratischen Gesetz abweichen.
  • Die nachstehende Tabelle spiegelt die maximal zulässigen Differenzen zwischen den gemessenen und theoretischen Pegeln für völlig schalltote und teilschalltote Räume wider: Maximal zulässige Differenzen zwischen den gemessenen und theoretischen Pegeln
    Figure 00020001
  • Wegen des sehr hohen Schallschluckgrades, der in einem schalltoten Raum nötig ist, enthalten konventionelle reflexionsarme Elemente typischerweise völlig freiliegendes schallschluckendes Material oder schallschluckende Füllelemente, die mit einem Drahtkäfig bedeckt sind, um das schallschluckende Material einzuschließen und etwas zu schützen. Typische Drahtnetzüberzüge haben ungefähr 90 bis 95 % freien Raum, damit möglichst viel von dem schallschluckenden Material den Schallwellen ausgesetzt ist, dem Material aber noch ein gewisser Schutz gegeben wird.
  • Ein Nachteil bei reflexionsarmen Bauelementen wie oben erläutert ist, dass in sehr industriellen Umgebungen die Drahtnetzstruktur den Elementen möglicherweise keinen ausreichenden physischen Schutz gibt. Das schallschluckende Material kann daher durch unabsichtlichen Stoß, der in einer sehr industriellen Umgebung ziemlich vorhersehbar ist, leicht verformt werden.
  • Ein weiterer Nachteil der konventionellen reflexionsarmen Elemente ist die mögliche medizinische Gefährdung. Die schallschluckenden Materialien wie z.B. Glaswolle, Steinwolle oder Schaumstoffe können sehr erosiv sein. Im Laufe des Gebrauchs könnten solche Materialien zu in der Luft schwebenden Teilchen erodieren, die in die Lunge inhaliert werden könnten.
  • Ein weiterer Nachteil der konventionellen reflexionsarmen Elemente und ihrer Drahtnetzüberzüge ist, dass sich in sehr industriellen Anwendungen schnell Ölspritzer und Schmutz auf den schallschluckenden Materialien ansammeln können. Dies kann die Schallschluckleistung des Materials behindern und außerdem eine Feuergefahr bilden. Reinigen des schallschluckenden Materials ist schwierig und unproduktiv.
  • Daher besteht Bedarf nach einem reflexionsarmen Element, das ein sehr hohes Maß an Schallschluckfähigkeiten und ausreichenden Schutz für das schallschluckende Material liefert.
  • Die Merkmale einer konventionellen reflexionsarmen Struktur, die in einem schalltoten Raum verwendet werden kann und die ungeschützte keilförmige reflexionsarme Elemente verwendet, sind in der US-A-4 477 505 offenbart.
  • Beispiele für Schallschluckeinheiten, die für einen schalltoten Raum ungeeignet wären, sind in der FR-A-2 311 146 und der FR-A-2 635 603 beschrieben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine im wesentlichen geschlossene Schallschluckeinheit gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen.
  • Die Überzugfläche ist aus einem Schutzmaterial gebildet und weist im perforierten Zustand eine geringe freie Fläche auf. Vorzugsweise ist die Überzugfläche perforiertes Blech wie z.B. Stahlblech. Die Überzugfläche kann aber auch aus anderen steifen Materialien mit schlechten Schallschuckeigenschaften wie z.B. Holz oder Kunststoff bestehen. Der Boden kann ebenfalls eine perforierte Fläche aus im wesentlichen schallreflektierendem Material aufweisen. Die freie Fläche jeder perforierten Fläche braucht nur ungefähr 7% der Gesamtfläche der Überzugfläche zu betragen. In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Überzugflächen eine freie Fläche von ungefähr 23%, mit Perforierungen von 2,381 × 10–3 m (3/32'') Durchmesser auf 4,763 × 10–3 m (3/16'') Mittelpunkten. Das Freiflächenverhältnis kann als Funktion der verlangten physischen und akustischen Leistung variieren. Die Perforierungen können typischerweise kreisförmig, rechteckig oder dreieckig sein oder irgendwelche anderen Formen erhalten.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung enthält das reflexionsarme Glied eine Schicht schallschluckendes Material auf ihrem Boden, wobei ein Luftraum zwischen dem schallschluckenden Material auf dem Boden und dem der Wandglieder vorgesehen ist.
  • Der Luftraum stellt dem Konstrukteur einen Mechanismus für eine leichte Feinabstimmung der Leistung zur Verfügung. Beispielsweise hat die Tiefe des Luftraums Einfluss auf die Grenzfrequenz der Vorrichtung. Zum Beispiel hat sich als allgemeine Regel gezeigt, je größer der Luftraum, desto niedriger die Grenzfrequenz der Vorrichtung. Andere Mittel zur Beeinflussung der Grenzfrequenz sind z.B. die Dicke und Dichte des akustischen Füllmaterials.
  • Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft ein reflexionsarmes Glied liefern, das die gewünschte akustische Leistung hat und das dennoch vollständig in einem metallischen oder anderen festen perforierten Schutzgehäuse aus Kunststoff oder Holz eingeschlossen ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann außerdem eine Schallschluckeinheit liefern, die stoßfest ist.
  • Weiterhin kann sie ein reflexionsarmes Glied liefern, das die Ausbreitungsmöglichkeiten von erosiver Glasfaser oder anderen Dämpfungsmaterialien in die Luft möglichst klein macht.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die Erfindung ein reflexionsarmes Glied liefern kann, das im Falle von Ölspritzern oder anderen Ansammlungen von Schmutzablagerungen leicht gereinigt und neu gestrichen werden kann und das sehr brandhemmend ist.
  • Noch ein Vorteil ist, dass die vorliegende Erfindung ein reflexionsarmes Glied liefern kann, das leicht hergestellt und ausgetauscht werden kann und das leicht eingestellt oder abgestimmt werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die vorliegende Erfindung ein reflexionsarmes Glied liefern kann, das weniger schallschluckende Materialien als ein konventionelles Element verwendet, so dass es wirtschaftlicher herstellbar ist.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 zeigt einen Querschnitt eines konventionellen reflexionsarmen Keils nach dem Stand der Technik;
  • 2A zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines reflexionsarmen Keils gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2B zeigt einen Querschnitt eines Paares reflexionsarme Keile gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3A zeigt eine aus einer Vielzahl von Keilelementen gebildete Platte;
  • 3B zeigt eine expandierte Ansicht eines Teils von 3A mit einem Luftströmungskanal;
  • 4 zeigt graphisch die Abweichungen von den umgekehrt quadratischen Gesetzmäßigkeiten für zwei mit Keilelementen von 2A ausgestattete Akustikräume; und
  • 5A-5D zeigen verschiedene Querschnitte von reflexionsarmen Strukturen gemäß der Erfindung.
  • 1 zeigt einen konventionellen reflexionsarmen Keil 10. Wie gezeigt, wird zuerst eine Schallschluckschicht 14 direkt an der Oberfläche des schalltoten Raums wie z.B. den Wänden und der Decke des Raums angebracht. Danach werden eine Reihe von reflexionsarmen Keilen direkt auf der Schallschluckschicht angeordnet. Jeder Keil 10 besteht aus einem schallschluckenden Material 12. Verschiedene Beispiele für schallschluckende Materialien sind Glaswolle, Steinwolle, Holz oder schallschluckender Schaumstoff. Die Keileinheit bedeckt ein Schutzüberzug 16 wie z.B. ein Drahtnetz-Käfig oder _Korb mit ungefähr 95% oder mehr freiem Raum. Der Schutzüberzug 16 kann die schallschluckenden Keile zwar etwas vor kleineren Stößen schützen, die Drahtnetzkonstruktion kann das Material 12 aber nicht wirksam vor wesentlichen physischen Stößen oder davor schützen, das es Ölspritzern, Schmutz und anderen industriellen Ablagerungen ausgesetzt ist.
  • 2A zeigt den Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung. Ein reflexionsarmes Element 21 enthält eine allgemein flache Platte 25, die aus schallschluckendem Material gebildet ist. Die flache Platte wird zuerst an den Oberflächen des schalltoten Raums wie z.B. den Wänden und der Decke angebracht. Danach wird ein reflexionsarmes Keilelement 21 angrenzend an die erste Platte 25 angeordnet, vorzugsweise mit einem Luftraum 22 zwischen der ersten Platte 25 und dem reflexionsarmen Keilelement 21. Wie gezeigt, hat das reflexionsarme Keilelement 21 allgemein einen dreieckigen Querschnitt, mit einem Bodenglied 29 und einem Paar schräge Wandglieder 26. Die schrägen Wandglieder und das Bodenglied können gekrümmte Oberflächen haben. Das Bodenglied 29, das vorzugsweise parallel zu der Platte 25 angeordnet ist, ist schalldurchlässig. Vorzugsweise besteht das Bodenglied 29 aus einem perforierten Blech mit einer freien Fläche im Bereich von ungefähr 7% bis 50% der Gesamtfläche des Bodens.
  • Die Wandglieder 26 enthalten jeweils eine Schicht schallschluckendes Material 27 und eine Überzugschicht 20. Wie gezeigt, besteht jede Überzugschicht 20 aus einem steifen Schutzmaterial, das eine wesentliche Fortpflanzung von Schallenergie in das schallschluckende Material ermöglicht. Die Überzugschicht 20 kann aus einem perforierten schallreflektierenden Material wie z.B. Metall gebildet werden. Die freie Fläche der Überzugschicht 20 braucht nur ungefähr 7% zu betragen und kann in Abhängigkeit von den verlangten akustischen und physischen Eigenschaften variieren.
  • Wie in 2A gezeigt, ist das reflexionsarme Keilelement 21 im wesentlichen hohl und enthält einen freien Raum 30. Wie weiterhin in 2B gezeigt, kann jedoch eine Schicht schallschluckendes Material 28 auf dem Bodenglied 29 angeordnet sein. Wie gezeigt, kann die schallschluckende Schicht 28 allgemein einen rechteckigen Querschnitt mit einer geringeren Breite als das Bodenglied 29 haben. Somit gibt es einen Luftraum zwischen der Schicht 28 und den an das Bodenglied 29 angrenzenden Endteilen jeder Wand 26. Die Größe der Schicht 28 kann in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung variieren. Somit kann die gesamte Oberfläche des Bodengliedes 29 mit einer Schicht schallschluckendem Material bedeckt sein. Die Höhe der schallschluckenden Schicht kann vergrößert werden, um den inneren Luftraum des Keils 21 kleiner zu machen und somit die Vorrichtung nach Wunsch abzustimmen.
  • Gemäß der Erfindung ist beabsichtigt, dass eine erste Platte 25 entlang aller Wände und der Decke eines Raums verlegt wird. Danach werden eine Reihe von reflexionsarmen Keilelementen 21 angrenzend an jede Platte 25 angeordnet, wobei die Bodenglieder 29 allgemein parallel zu der Platte 25 angeordnet werden und wobei die Spitze jedes reflexionsarmen Keilelements 21 in Richtung auf das Innere des Raums zeigt. Die reflexionsarmen Keilelemente können durch ein an den Enden der Platte angeordnetes Stützsystem im Abstand von der Platte 25 gehalten werden.
  • Um ungefähr ähnliche Resultate wie bei dem in 1 gezeigten konventionellen reflexionsarmen Keil zu erhalten, kann der in 2A gezeigte reflexionsarme Keil gemäß der Erfindung eine Höhe j = 0,508 m (20''), einen Luftraum I = 0,203 m (8'') und eine Dicke der schallschluckenden Schicht p = 0,305 m (12'') haben. Daher beträgt die Gesamttiefe h des reflexionsarmen Keils ungefähr 40 Inch. Die freie Fläche der perforierten Überzugflächen kann 23% betragen, mit Perforierungen von 2,381 × 10–3 m (3/32'') Durchmesser auf 4,763 × 10–3 m (3/16'') Mittelpunkten. Es sind viele alternative Gestaltung möglich, wie z.B. andere Größen für den Luftraum 22, die schallschluckende Schicht 24 und die schallschluckenden Schichten 28 und 27, um die gleiche Grenzfrequenz zu erzeugen. Die Grenzfrequenz der in 2A gezeigten und oben erläuterten Struktur beträgt ungefähr 60 Hz.
  • 2B zeigt ein Paar reflexionsarme Keile von 2A, die nebeneinander angeordnet sind. In einem typischen schalltoten Raum sind eine Vielzahl von reflexionsarmen Keilen nebeneinander angeordnet, um eine Platte zum Bau eines Wand-, eines Decken- oder eines Bodengliedes auszubilden.
  • Für einen vollständigen schalltoten Raum können alle Raumoberflächen wie z.B. Wände, Boden und Decke mit den in 2A-2B gezeigten Strukturen bedeckt werden. Je nach dem Luftraum und den verschiedenen Abmessungen der schallschluckenden Schichten können verschiedene Frequenzeigenschaften resultieren. Bei manchen Anwendungen ist beabsichtigt, dass es möglicherweise keinen Luftraum zwischen den flachen Platten 24 bzw. 25 und den Keilelementen 21 bzw. 40 gibt.
  • 3A zeigt eine Vielzahl von reflexionsarmen Keilen 41, die nebeneinander angeordnet sind, um eine Platte auszubilden. Wie gezeigt, ist beabsichtigt, dass ein Luftströmungskanal 42 zwischen den Keilen angeordnet ist, so dass Luft zwischen der flachen Platte 25 und der Keilplatte, durch den Kanal 42 und in den schalltoten Raum strömen kann. Unter Bezugnahme auf 3B enthält der Luftströmungskanal ein Paar im Abstand angeordnete Schichten aus schallschluckendem Material 44, mit einem Luftraum dazwischen. Über jeder Schicht schallschluckendem Material kann eine perforierte Überzugschicht 46 angeordnet sein. Somit kann ein System mit leiser Luftströmung geschaffen werden.
  • 4 zeigt einen Graphen 110 der Abweichungen vom umgekehrt quadratischen Gesetz für einen in Übereinstimmung mit den in 2A gezeigten Keilgestaltungen konstruierten schalltoten Raum. Der Keil in 2A enthält perforierte metallene Schutzverkleidungen mit den Abmessungen H = 1,106m (40 Inch), J = 0,508m (20 Inch), Luftraum L = 0,203 m (8 Inch) und der schallschluckenden Schicht P = 0,305 m (12 Inch). Man beachte, dass die 1,106m (40 Inch) tiefe Bauart eines perforierten Keils von 2 Abweichungen von weniger als 1 dB vom umgekehrt quadratischen Gesetz erzeugt.
  • 5A-5D zeigen verschiedene Querschnitte von anderen reflexionsarmen Elementen gemäß der Erfindung. 5A zeigt eine aus schallschluckendem Material gebildete flache Platte 55, die angrenzend an ein reflexionsarmes Element 51 angeordnet ist, das einen Boden 59 und eine halbkreisförmige Wand 56 hat, die ein Paar Wandglieder aufweist. Gemäß der Erfindung enthält das Wandglied 56 eine Schicht schallschluckendes Material 54 und eine Überzugschicht 50. Außerdem können der Boden und die Überzugschicht 50 aus einem steifen perforierten Material wie z.B. Metall, Holz oder Kunststoff mit einer freien Fläche im Bereich von ungefähr 7% bis 50%, vorzugsweise 23%, der Gesamtfläche der jeweiligen Boden- und Wandglieder gebildet sein. Außerdem kann gemäß der Erfindung das reflexionsarme Element 51 im wesentlichen hohl sein und eine Schicht schallschluckendes Material 58 auf dem Boden 59 aufweisen. Die Größe der Schicht 58 kann in Übereinstimmung mit der Anwendung so variiert werden, dass der gesamte Raum zwischen der Wand 56 und dem Boden 59 mit schallschluckendem Material gefüllt sein kann.
  • Ähnlich zeigt 5B eine im wesentlichen flache Platte 65, die aus schallschluckendem Material gebildet ist, das angrenzend an ein reflexionsarmes Element 61 angeordnet ist, das einen Boden 69 und eine Wand 66 mit einem Profil wie ein Kreisbogen hat, die ein Paar Wandglieder aufweist. Das Wandglied 66 enthält eine Schicht schallschluckendes Material 64 und eine Überzugschicht 60. Der Boden 69 und die Überzugschicht 60 können aus einem steifen perforierten Material wie z.B. Metall, Holz oder Kunststoff mit einer freien Fläche im Bereich von ungefähr 7% bis 50%, vorzugsweise 23%, der Gesamtfläche der jeweiligen Boden- und Wandglieder gebildet sein. Außerdem kann gemäß der Erfindung das reflexionsarme Element 61 im wesentlichen hohl sein und eine Schicht schallschluckendes Material 68 auf dem Boden 69 aufweisen. Die Größe der Schicht 68 kann in Übereinstimmung mit der Anwendung so variiert werden, dass der gesamte Raum zwischen der Wand 66 und dem Boden 69 mit schallschluckendem Material gefüllt sein kann.
  • 5C zeigt ein im wesentlichen flaches Plattenglied 75, das aus schallschluckendem Material gebildet ist, das angrenzend an ein reflexionsarmes Element 71 angeordnet ist, das einen Boden 79 und ein Paar exponentiell verjüngte Wandglieder 76 hat, von denen auf eines Bezug genommen wird. Das Wandglied 76 enthält eine Schicht schallschluckendes Material 74 und eine Überzugschicht 70. Der Boden 79 und die Überzugschicht 70 können aus einem steifen perforierten Material wie z.B. Metall, Holz oder Kunststoff mit einer freien Fläche im Bereich von ungefähr 7% bis 50%, vorzugsweise 23%, der Gesamtfläche der jeweiligen Boden- und Wandglieder gebildet sein. Außerdem kann gemäß der Erfindung das reflexionsarme Element 71 im wesentlichen hohl sein und eine Schicht schallschluckendes Material 78 auf dem Boden 79 aufweisen. Die Größe der Schicht 78 kann in Übereinstimmung mit der Anwendung so variiert werden, dass der gesamte Raum zwischen der Wand 76 und dem Boden 79 mit schallschluckendem Material gefüllt sein kann.
  • 5D zeigt ein im wesentlichen flaches Plattenglied 85, das aus schallschluckendem Material gebildet ist, das angrenzend an ein reflexionsarmes Element 81 angeordnet ist, das ein Paar Wandglieder in Form eines gewellten Profilgliedes 86 hat. Das gewellte Profilglied 86 enthält eine Schicht schallschluckendes Material 84 und eine Überzugschicht 80. Der Boden 89 und die Überzugschicht 80 können aus einem steifen perforierten Material wie z.B. Metall, Holz oder Kunststoff mit einer freien Fläche im Bereich von ungefähr 7% bis 50%, vorzugsweise 23%, der Gesamtfläche der jeweiligen Boden- und Wandglieder gebildet sein. Außerdem kann gemäß der Erfindung das reflexionsarme Element 81 im wesentlichen hohl sein und eine Schicht schallschluckendes Material 88 auf dem Boden 89 aufweisen. Die Größe der Schicht 88 kann in Übereinstimmung mit der Anwendung so variiert werden, dass der gesamte Raum zwischen der Wand 86 und dem Boden 89 mit schallschluckendem Material gefüllt sein kann.
  • Der Fachmann erkennt, dass schallschluckende Räume gemäß der vorliegenden Erfindung auch für Unterwasserprüfungen verwendet werden können. Somit kann der gesamte schalltote Raum in Wasser verwendet werden, und der in den vorher beschriebenen Ausführungsformen vorgesehene Luftspalt kann mit Wasser gefüllt werden. Außerdem kann als schallschluckes Material Glasfaser verwendet werden. Als Folge kann eine Freifeldumgebung unter Wasser für verschiedene Schallprüfungen in einer Laborsituation erzeugt werden, die Bequemlichkeit und Effizienz liefert.
  • Die obigen grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung und ihre Varianten ermöglichen wirtschaftliche Kompromisse bei der Konstruktion von schalltoten Räumen, je nach den bei akustischen Messungen verlangten Genauigkeiten und außerdem der Raumverfügbarkeit sowie Ausnutzungsbetrachtungen.
  • Wesentlich ist aber, dass die vorliegende Erfindung reflexionsarme Elemente liefert, die den verlangten hohen Schallschluckgrad liefern und außerdem vollständig in einem steifen Schutzüberzug eingeschlossen sein können. Im Gegensatz zu der konventionellen Einsicht im Stand der Technik, dass reflexionsarme Elemente aus vollständig oder im wesentlichen vollständig bloßliegendem schallschluckendem Material auszubilden waren, liefert die vorliegende Erfindung reflexionsarme Elemente, die im wesentlichen in schützenden Metallüberzügen eingeschlossen sind, die vorzugsweise nur 23% freie Fläche haben, aber auch nur 7% freie Fläche zu haben brauchen. Und die geschützten reflexionsarmen Elemente der Erfindung liefern im wesentlichen den gleichen hohen Schallschluckgrad und die Isolation, die konventionelle ungeschützte Vorrichtungen liefern.
  • Wie oben angegeben, gibt der perforierte Überzug für die Schallschluckeinheiten Schutz gegen Stoß, Abtragung und Schmutzansammlung. Außerdem ermöglicht es der zwischen den Platten vorgesehene freie Raum, weniger schallschluckendes Material zu verwenden.
  • Die vorhergehende Beschreibung zeigt nur bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In ihren breiteren Aspekten ist die Erfindung daher nicht auf die hierin gezeigten und beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt, sondern man kann innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche Abweichungen davon vornehmen, ohne ihre Hauptvorteile zu opfern.

Claims (20)

  1. Im wesentlichen geschlossene Schallschluckeinheit für einen schalltoten Raum, mit: einem im wesentlichen flachen Plattenelement (25, 55, 65, 75, 85) mit einer schalldämpfenden Materialschicht; und reflexionsarmem Element (21, 51, 61, 71, 81), das angrenzend an das flache Plattenelement angeordnet ist, wobei das reflexionsarme Element einen Boden (29, 59, 69, 79, 89) und ein schalldurchlässiges Wandelement (26, 56, 66, 76, 86) aufweist, wobei das Wandelement eine Schicht schalldämpfendes Material (27,48, 54, 64, 74, 84) enthält und das Wandelement weiterhin einen Schutzüberzug (20, 40, 50,60, 70, 80) darüber enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das reflexionsarme Element hohl ist und der Schutzüberzug eine im wesentlichen feste Schutzüberzugfläche (20, 50, 60, 70, 80) aus einem schallreflektierenden Material mit darin ausgebildeten Perforierungen aufweist, wobei die Perforierungen einen freien Raum ausbilden und wobei der freie Raum der perforierten Überzugfläche mindestens ungefähr 7% der Gesamtfläche der Überzugfläche beträgt, und bei der das reflexionsarme Element (21, 51, 61, 71, 81) vom Plattenelement beabstandet ist.
  2. Schallschluckeinheit nach Anspruch 1, bei der das reflexionsarme Element (51) einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt hat.
  3. Schallschluckeinheit nach Anspruch 1, bei der das reflexionsarme Element (51, 61, 71, 81) einen im wesentlichen bogenförmigen Querschnitt hat.
  4. Schallschluckeinheit nach Anspruch 1, bei der das reflexionsarme Element (71) einen im wesentlichen exponentiell verjüngten Querschnitt hat.
  5. Schallschluckeinheit nach Anspruch 1, bei der das reflexionsarme Element (81) im wesentlichen einen gewellten Querschnitt hat.
  6. Schallschluckeinheit nach Anspruch 1, wobei der Raum zwischen dem flachen Plattenelement (25, 55, 65, 75, 85) und dem reflexionsarmen Element (21, 51, 61, 71, 81) dafür eingerichtet ist, mit Wasser gefüllt zu werden.
  7. Schallschluckeinheit nach Anspruch 1, wobei das reflexionsarme Element (21) einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt hat.
  8. Schallschluckeinheit nach Anspruch 1, wobei das reflexionsarme Element (21, 51, 61, 71, 81) eine Innenschicht (28, 58, 68, 78, 88) schalldämpfendes Material enthält, die auf dem Boden angeordnet ist.
  9. Schallschluckeinheit nach Anspruch 8, wobei die Innenschicht aus schalldämpfendem Material (28) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat.
  10. Schallschluckeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das schallreflektierende Material Metall ist.
  11. Schallschluckeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das schallreflektierende Material Kunststoff ist.
  12. Schallschluckeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das schallreflektierende Material Holz ist.
  13. Schallschluckeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der freie Raum der perforierten Überzugfläche (20, 50, 60, 70, 80) mindestens ungefähr 7% bis 50% der Gesamtfläche der Überzugfläche beträgt.
  14. Schallschluckeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der freie Raum der perforierten Überzugfläche (20, 50, 60, 70, 80) 23% der Gesamtfläche der Überzugfläche beträgt.
  15. Schallschluckeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Vielzahl der reflexionsarmen Elemente (21, 41, 81) umfasst, die angrenzend an das Plattenelement angeordnet sind.
  16. Schallschluckeinheit nach Anspruch 15, wobei die reflexionsarmen Elemente perforierte Bodenelemente und Überzugflächen mit freien Flächen haben in einem Bereich von ungefähr 7% bis 30% der Gesamtfläche jedes Bodenelements bzw. jeder Überzugfläche.
  17. Schallschluckeinheit nach Anspruch 16, wobei die perforierten Bodenelemente und die Überzugflächen eine freie Raumfläche haben in einem Bereich von ungefähr 23% der Gesamtfläche jedes Bodenelements bzw. jeder Überzugfläche.
  18. Schallschluckeinheit nach Anspruch 15, wobei die Platte einen Luftströmungskanal (42) zur Erzeugung eines Luftströmungsweges zwischen dem Raum zwischen der ersten Platte und der Platte enthält, der Luftströmungskanal zwei beabstandete Seitenwände enthält und jede Seitenwand aus schalldämpfendem Material gebildet ist.
  19. Schallschluckeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das schalldurchlässige Wandelement ein Wandelement eines Paars von Wandelementen ist, die jeweils den Schutzüberzug enthalten.
  20. Schalltoter Raum mit einer akustischen Antwort, die eine maximale Abweichung vom inversen quadratischen Gesetz von ungefähr 3 dB erzeugt, wobei der Raum eine im wesentlichen geschlossene Schallschluckeinheit enthält, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht.
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