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Einrichtung zur Schalldämpfun'g von Räumen Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zur Schalldämpfung von Räumen, bei der schalenförmige Dämpfungskörper
aus Faserstoff mit ihrer Hohlseite den Raumabschlußflächen zugekehrt verlegt sind.
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Es ist bekannt, die akustischen Eigenschaften eines Raumes dadurch
zu verändern, daß man einen Vorhang aus Fries oder anderen luftdurchlässigen Stoffen
unmittelbar auf die Begrenzungsflächen des Raumes oder in einem gewissen Abstand
hiervon anbringt. Die Art der Dämpfung ist späterhin dahingehend abgeändert wurden,
daß mehrere Vorhänge g ge gebenenfalls verschiedener Webart in bestimmten Abständen
von den Wänden angeordnet wurden. Desgleichen ist es vorgeschlagen- worden, die
Begrenzungsflächen mit einer mehr oder weniger starken Schicht von Fasern aus Wolle,
Watte, Kapok, Glas oder Schlackenwolle usw. zu bedecken. Diese Mittel werden lose,
fest oder auch schichtweise in verschiedener Dichte auf den Begrenzungsflächen,angebracht.
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Die eben erwähnten Stoffe haben ein großes Schluckvermögen für hohe
Frequenzen, da die Schichtstärke des Dämpfungsmittels in der Regel groß gegenüber
der Wellenlänge der hohen Frequenzen ist. Die hohen Frequenzen werden daher beim
Eindringen in das Dämpfungsmittel bereits bis zum Auftreffen auf die Wände stark
geschwächt, und der von der Wand reflektierte Teil der Schallwellen läuft sich dann
praktisch im Dämpfungsmittel tot, so daß in den. Raum keine von den Wänden reflektierten
Wellen hoher Frequenz mehr zurückgelangen. Um auch die tiefen Frequenzen wirksain
dämpfen zu können, werden sehr starke Schichten dieser Dämpfungsmittel erforderlich.
So ist beispielsweise für ioo Schwin 'gungen in der Sekunde eine Schichtstärke von
etwa i in erforderlich. Bei mittleren Räumen würde dann aber bereits ein großer
Teil des Raumvolumens vom Dämpfungsmittel ausgefüllt werden was oft nicht zulässig
ist. Auch sind die Kosten, welche hierbei aufzuwenden sind, recht beträchtlich,
Die tiefen Frequenzen lassen sich mit den vorstehend genannten Mitteln aber auch
bei ,großer Schichtstärke nur unvollkommen dämpfen.
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Ferner ist bekannt, eine mit Rippen versehene Faserstoffplatte als
Dämpfungsbelag an den Wänden der akustisch zu beeinflussenden Räume anzubringen.
Eine solche Platte wirkt wie die vorher beschriebene Anordnun- vorzugsweise auf
die hohen Frequenzzen ein. Die tiefen Frequenzen lassen sich mit diesem Mittel nur
unvollkommen dämpfen,
da die Wandungen dieses Hohlkörpers wegen
der Versteifungsrippen nicht im tiefen Frequen7bereich schwingen können. Außerdem
liegt der Hohlkörper mit der eigentlich wirksamen Fläche auf der Wand auf und ist
mit dieser durch Nägel fest vel,-bunden, so daß er auf keinen Fall in Schwingungen
geraten kann.
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Die Dämpfungswirkung dieses Hohlkörpers unterscheidet sich in nichts
von der Dämpfungswirkung eines auf der Wand angeordneten Belages oder in unmittelbarer
Nähe der Wand angeordneten Vorhanges. Er ist also wie diese bekannten Dämpfungsmittel
ein Vertreter der Dämpfung durch poröse Absorption, die sich praktisch nur für die
Dämpfung der hohen Frequenzen eignet.
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Ferner ist bekannt, einen sehr flachen Hohlkörper aus einem Gemisch
von Gips und Sägespänen als Dämpfungsmittel zu verwenden, der mit seiner Hohlseite
der zu dämpfenden Wand zugelzehrt ist. Dieser Hohlkörper kann, -wenn überhaupt Dämpfungswirkungen
eintreten, wegen des benutzten Werkstoffes lediglich zur Dämpfung hoher Frequenzen
benutzt werden. Für tiefe Frequenzen ist die mit Rücksicht auf die mechanische Festigizeit
dieses Werkstoffes erforderliche Wandstärke und die innere Steifheit züi groß.
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Des weiteren ist bekannt, Faserstoffplatten auf einem Lattengerüst
hohlliegend vor der Wand des Raumes zu befestigen. Diese Anordnung hat den Nachteil,
daß die Größe der Platten der Größe der Wand angepaßt werden muß und daß die Anbringung'
verhältnismäßig umständlich ist, da erst der Aufbau eines Lattengerüstes erforderlich
wird. Ein weiterer Na chteil ist, daß nur ein einziges schwingendes Element vorhanden
ist, so daf-' eine Abstimmung auf mehrere benachbarte Frequenzen, die zur Erzielung
guter Dämpfun-swirkungen über einen großen Bereich bei solchen Anordnungen erwünscht
ist, nicht zu erzielen ist.
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Eine weiter bekannte Anordnung bezieht sich auf die akustische Abschirmung
von Störgeräuschen, z. B. auf die akustische Ab-
schirmung der Kabine eines
Flugzeuges gegenüber den Motorgeräuschen. Bei dieser bekannten Anordnum, ist ein
ralimenartiges Gestell vorgesehen, ül )er das ein schwingungsfähiges, membranähnliches
Gebilde aus einem mit einer undurchlässigen Schicht bedeckten Gewebe gespannt ist.
Unterhalb dieser Ilembran sind dämpfende Stoffe, wie Filz, angebracht. Auch dieses
Gebilde ist hinsichtlich der Ferti-ung und des Aufbaus in dem aktistisch zu Verbessernden
Raum verhältnismäßig verwickelt. Da dieser membranartige. durch Filz gedämpfte Teil
seiner I#lembraneigenschaft wegen über den Rahmen gespannt werden muß, ist dieses
Mittel praktisch weiii--er zu gebrauchen als die vorher erwähnte. auf einem Lattengerüst
befestigte Faserstoffplatte, die den technischen Anforderungen an die Fertigung
und die Anhringung wesentlich ZD Lesser genügt.
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Die beiden letzterwähnten Anordnungen können als Vertreter der Dämpfung
durch Resonatoren, also durch schwingungsfähige Gebilde, angesehen werden. Die Absorption
durch Resonatoren ermöglicht auch eine Dämpfun.,- der tiefen Frequenzen. Durch das
Schwingen des Resonators wird dein auftreffenden Schallfeld Energie entzogen. Die
ent-7o-ene Energie wird durch die innere Rei-11nIng des benutzten Werkstoffes zum
größten Teil vernichtet.
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Wie erwähnt, eignen sich diese Resonatoren bei entsprechender Ausbildung
besonders gut zur Dämpfung der tiefen und mittleren Frequenzen. Die bisher bekannten
Einrichtun-en leiden jedoch unter dem Nachteil, daß bei ihrer Anbringung in dem
zu dämpfenden Raum technische Schwierigkeiten züi überwinden sind und ein beträchtlicher
Zeit- und Arbeitsaufwand erforderlich ist, uni einen bestimmten Raum akustisch einwandfrei
zu verbessern.
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Die Erfindung betrifft min eine Einrichtun- zur Schalldämpfung von
Räumen, bei der schalenförinige Dänipfungskörper init ihrerzHohlseite den Raumabschlußflächen
zugekehrt verlegt sind, die dadurch gekenn-Z, 2-, zeichnet ist, daß der Boden und
die Wände der aus Faserstoff bestehenden Dilinpfungskarper in ihren Abmessungen
auf tiefe Frequenzen abgestimmt sind. Solche Hohlkörper haben gegenüber den Faserstoffplatten
insbesondere den Vorteil, daß nicht nur eine einzige dämpfende Wand vorhanden ist.
Es dämpfen auch die Seitenwände des Faserstoffkörpers, so daß mit -weniger Werkstoff
und damit mit weniger Rauniverhist hochwertige Dämpfungen erzielt werden können.
Darüber hinaus wirken die Seitenwände ,gleichsam als Schotten. Es werden nämlicb
die etwa auftretenden Ouerschwingungen ebenfalls gedämpft.
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Die Hohlkörper gemäß der Erfindung lassen sieh auch viel leichter
an der Wand anbringen als die auf dein Gerüst anzuordnenden Faserstoffplatten. Wenn
man derartige Holilkörper mit einem Flansch versieht, können sie mit kleinen Nägeln
an der Wand befestigt oder auch an die Wand angeklebt werden, eine außerordentlich
einfache und zweckmäßige Befestigungsart. Wie Versuche ergeb'en haben, läßt sich
in außerordentlich kurzer Zeit ein verhältnismäßig großer, alzustisch tiii-ünstiger
Raum so beeinflussen, daß
die NachhalleigenschaAen den Axiforderungen
an eine gute Raumakustik Rechnung tragen.
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Bei der Anordnung solcher Hohlkörper, insbesondere wenn man diese
mit geneigten Wänden ausbildet, ist es außerdem noch möglich, diese in einem geringen
Abstand voneinander anzubringen, so daß in an sich bekannter Weise eine Schallzerstreuung
bewirkt wird, die die Dämpfungswirkung noch unterstÜtzt.
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Als Faserstoffe kommen neben aufgeschlossenen Fasern pflanzlicher
Herkunft, wie Zellulosefasern von Bäumen, Gräsern, Baumwolle o. dgl., auch tierische
Fasern, wie Wolle, in Betracht. Diese Fasern können in der verschiedensten Art verarbeitet
sein. Sie können mehr oder weniger stark verfilzt sein - besonders stark
verfilzt sind die Fasern bei Gebilden, welche nach dem Pappenguß-oder ähnlichen
Verfahren hergestellt sind -,
oder sie werden in gesponnenem oder gewebtem
Zustand zu Hohlkörpern verarbeitet.
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Diese Hohlkörper werden längs der Begrenzungsflächen des Raumes verlegt
oder im Raum freihängend angeordnet. Beim Auf-
treffen von Schallwellen auf
diese Hohlkörper werden deren Wände in Schwingungen versetzt. Die Schwingungen der
Wände der Hohlkörper klingen jedoch sehr schnell ab, weil die innere Reibung des
Werkstoffes sehr groß ist. Hierdurch wird erreicht, daß von den Wänden der Hohlkörper
die Schallwellen in hohem Maß absorbiert werden.
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Besonders bei Schallwellen tiefer Frequenz iolgen die Wände der Hohlkörper
verhältnismäßig leicht den durch die Luft übertragenen Schwingungen. Mit steigender
Frequenz fällt die Schwingfähigkeit der Wände des Hohlkörpers allmählich ab. Die
am oberen Hörbereich liegenden Frequenzen werden nicht nennenswert absorbiert. Man
kann nun eine wirks 4 ame Dämpfung der hohen Frequenzen auch bei Verwendung der
vorerwähnten Hohlkörper dadurch erzielen, daß man ihre Oberfläche mehr oder weniger
aufrauht oder darauf andere Faserstoffe als Gewebe und/ oder in loser Form auf den
Hohlkörpern anbringt. Die Tiefe der Aufrauhung bzw. die Schichtstärke der zusätzlich
aufzutragenden Stoffe richtet sich jeweils nach den akustisehen Bedingungen, welche
an den zu dämpfenden Raum gestellt werden. Vorzug#-weise wird man die Flächen des
Hohlkörpers aufrauhen, die zum Innern des Raumes hin gelegen sind.
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Man kann aber auch so vorgehen, daß ein Teil der Begrenzungsflächen
des Raumes mit den einfachen Hohlkörpern bedeckt'wird und ein anderer Teil in der
bisher üblichen Form mit mehr oder weniger losen Stoffen oder Geweben belegt wird.
Besonders gute Ergebnisse wurden mit Hohlkörpern erzielt, welche nach dein Pappengußverfahren
hergestellt sind. Gerade diese Hohlkörper weisen eine außerordentlich hohe innere
Dämpfung auf. Es ist auf diese Weise mit einfachen Mitteln möglich, jede erforderliche
Abstimmung durch Veränderung von Elastizität, Dichte und Dämpfung zu erreichen.
Besonders die tiefen Frequenzen, deren wirksame Dämpfung bisher erhebliche Schwierigkeiten
bereitete, lassen sich durch eine leicht zu verwirklichende tiefe Abstimmung des
Hohlkörpers sehr gut dämpfen. Hierbei haben nach dem Pappengußverfahren hergestellte
Hohlkörper, abgesehen von den geringen Herstellungskosten, den Vorteil, daß sie
-nur geringes Gewicht haben und in praktisch jeder beliebigen Form angefertig twerden
können. So ist es auch möglich, bei größeren Abmessungen des Dämpfungskörpers, also
dann, wenn die durch seine Masse und seine Elastizität bedingte Eigenresonanz zu
niedrig ist, die Körper mit Versteifungsrippen auszustatten, die die Elastizität
so stark verringern, daß die Abstimmung des Dämpfungskörpers wieder in dein zu dämpfenden
Frequenzbereich liegt. Gegebenenfalls können die Hohlkörper mit Löchern gleichen
oder verschiedenen Durchmessers versehen -%%,erden, wobei die Löcher mehr oder -,veniger
dicht verteilt sein können. Es ist in diesem Falle dann aber darauf zu achten, daß
die Abstimmung der Körper nicht leidet. Diese Ausbildun- wirkt sich insbesondere
hinsichtlich der Dämpfung der hohen Frequenzen aus (Reibungsdämpfung).
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Die Abbildungen zeigen mehrere Ausführungsbeispiele von Hohlkörpern
gemäß der Erfindung.
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In den Abbildungen sind einander entsprechende Teile mit entsprechenden
Bezugszeichen versehen.
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Die mit dem Index a versehenen Abbildungen -stellen jeweils die Seitenrisse
durch diese Körper dar, während die Grundrisse der Körper jeweils mit dem Index
b bezeichnet sind. '
Der Hohlkörper i ist vorzugsweise war,-nenförmig
ausgebildet, und zwar sind die Seitenwände2 bis 5 entweder, wie in den Abbildungen
dargestellt, geneigt zur Ach.-richtung ausgeführt, oder aber die Wände können auch
senkrecht stehend ausgebildet sein.
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Gegebenenfalls wird an den Rändern der Seitenwände noch ein kleiner
Ansatz 6 vorgesehen. Die Wände 2 bis 5 sind ihrerseits auf der einen
Seite von der Wand 7 begrenzt. Die Hohlkörper werden nun an den Wänden, Decken,
Fußböden, Pfeilern, Gesimsen o. dg#. derart befestigt, daß die Ränder der Wände
el
2 bis 5 an ihren Kanten möglichst auf den Begrenzungsflächen
des Raumes aufliegen, so daß zwischen den Begrenzun-sflächen und den Hohlkörpern
ein praktisch abgeschlossener Luftraum 8 entsteht. Selbstverständlich sind
an den Hohlkörpern i noch besondere Auf-. hängevorrichtun,gen vorgesehen, die sich
je nach der Fläche, an der die Körper befestigt werden, richten.