EP0811097B1 - Plattenresonator - Google Patents

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EP0811097B1
EP0811097B1 EP96905783A EP96905783A EP0811097B1 EP 0811097 B1 EP0811097 B1 EP 0811097B1 EP 96905783 A EP96905783 A EP 96905783A EP 96905783 A EP96905783 A EP 96905783A EP 0811097 B1 EP0811097 B1 EP 0811097B1
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EP
European Patent Office
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plate
resonator
resonator according
plate resonator
sound
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Application number
EP96905783A
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English (en)
French (fr)
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EP0811097A1 (de
Inventor
Helmut Fuchs
Jörg HUNECKE
Xueqin Zha
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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    • E04B2001/8461—Solid slabs or blocks layered

Definitions

  • the invention relates to a plate resonator for broadband damping of rooms, for example in closed, relatively small rooms, for example: 4 x 5 m 2 and 3 m in height.
  • the transfer function of a rectangular room with the dimensions of, for example, 5 x 4 x 3 m 3 shows in the undamped unfinished state with constant airborne sound excitation level differences of up to 40 dB between the maxima and minima for any transmission and reception points. If you consider that in a real situation the transfer function of the room, as shown in Figure 1 , is superimposed on that of a bass instrument, it becomes clear that the room can play along if you leave your natural resonances untreated.
  • the spatial intensity distribution of the sound field at a certain frequency is as uneven as the frequency dependence of the entire room (see Fig . 2 ). But the decay behavior of the room during a transmission pause is also perceived as very uncomfortably fluctuating at frequencies between two resonance peaks by sensitive ears.
  • the "distortions” that distort the sound up to the well-known "roar” of language and music all too often make such a demanding job unnecessarily difficult for demanding artists and sound engineers.
  • a sound-absorbing multilayer board is known from DE 74 27 551 U1 has holes with a perforation area of at least 5% on the front. behind it then there is the absorbent foam plastic. Furthermore, from US-PS 32 15 225 a similar arrangement known with an inner layer of a plasterboard or Asbestos cement board; however, the front panel is also partially reflective with a cushioning pad, similar to an anti-drumming covering in passenger cars.
  • the object of the invention is to provide a plate resonator that is simple in construction is and does not need artificial mineral fibers. This is according to the invention by the Plate resonator solved according to claim 1, some advantageous applications are in Claim 16 and advantageous embodiments characterized in the subclaims.
  • the component according to the invention can be attached, for example, to the ceiling in a punctiform, strip-like or full-surface manner with the aid of adhesive, adhesive strips or so-called Velcro fasteners (4).
  • Velcro fasteners (4) For assembly and disassembly as well as return or disposal of the eB, it would in any case be advantageous if the connections (3) of the front and back panels as well as those of the panel resonator and structure (5) could be detached again at any time without residues that are difficult to remove or dispose of. Numerous materials and connection technologies used in the textile and packaging industry are available for this.
  • FIG. 5 An example of this, such as is recommended for wall cladding, is shown in Figure 5: the narrow angle rails (8), which are dowelled in the raw component using small plates (9) and give the eB support and fixation, remain invisible behind the front plate.
  • the front panel can be locked, for example, by means of hard rubber pins on the back of the front panel as shown in Figure 6 , which snap into prepared holes in the panels (10) of the corner profiles in the manner of push buttons (11).
  • the attachment can be designed so that the interior designer or decorator finds a structurally well fixed, stable, smooth surface that he can paint, print, coat, cover or structure as required without significantly changing its acoustic properties.
  • the sound absorber does not stand in the way of the interior, but offers itself as an additional design element (e.g. also as a mirror) if the component is attached to the wall or is in the room.
  • Figure 10 shows an example of such an ⁇ e measurement: measured from 100 Hz upwards with third-octave noise and below 100 Hz with sine excitation with the natural resonances (down to 35 Hz). If you only cover about 10% of the total area in the corners and edges with this prototype, its transfer function (see Fig. 1) can be smoothed according to Fig. 11 to hardly more than 10 dB level fluctuation below 100 Hz. The component according to the invention thus provides a very effective means of avoiding or eliminating the "booming" in small rooms.
  • Figure 12 shows the reverberation time of a recording studio optimized with various prototypes (all with a construction depth of only 100 mm and a weight of 7 - 20 kg / m 2 ): with an approx. 30% occupancy, the reverberation time only increases below 63 Hz to slightly higher Values.
  • the front plate with its vibrations can to a certain extent "adapt" to the spatial and temporal structure of the room modes and thus optimally deform and resonate due to its completely free mobility.
  • this forced resonance is most pronounced in the corners and edges of the rectangular spaces, in which the airborne sound energy is concentrated at the low frequencies of the lowest eigenmodes of the room.
  • a front panel supported at most at the 4 corners is so low (at least below 10 Hz) with its lowest natural frequency f 1.0 according to [10] that every room mode between 50 and 100 Hz finds adjacent panel modes with which it can vibrate coupled.
  • GI for the plate supported on two opposite edges at a distance L, use GI.
  • the back plate not only acts as a self-resilient element with high “inner” (viscoelastic) losses but with all-round open access to the airborne sound waves also as a (in relation to airborne sound) practically rigid, but open-pored structure with As is known, high "external” friction in the transient formed Shear layers.
  • image 14a shows the plate resonator according to Figure 4.
  • Figure 14b shows that a soft foam layer 101 is arranged in the sound direction in front of the front panel 1, front panel and Pad are connected by means of an all-over adhesive 102.
  • Figure 14c shows one another possibility, namely the attachment of another thin front panel 103, the was constructed in the same way as the front panel 1, and that with the soft foam pad 101 is connected by the full-surface adhesive 104.
  • Figure 14d shows another variant, the attachment of a further soft foam layer 105 by means of an adhesive 106 the front panel 103.
  • the soft foam pads 101 and 105 are in particular for absorption at higher frequencies advantageous.
  • the design according to Figure 14c causes the second plate to be an additional one Mass and the soft foam pad 101 acts as an additional spring.
  • the soft foam pads can be of different thicknesses to sound absorb different frequencies.
  • Another particularly advantageous application of the basic idea of the invention is for larger halls or rooms with a high ceiling are particularly advantageous.
  • Figure 15a shows the plate resonator adapted for such applications.
  • the plate resonator on the back of the back plate 2 has a thin one
  • the Plate resonator according to Figure 15 a is by means of the suspensions 18 from the ceiling 5 suspended.
  • the suspensions 18 are expediently designed such that they are variable in length in the well-known false ceilings.
  • Figure 15b the plate resonator with a soft foam layer 101 is also analogous to Figure 14b equipped.
  • Figure 15c shows another way of using the Plate resonator without the plate resonator on a rigid ceiling or back wall is appropriate.
  • the plate resonator is floating in a tub 110, e.g. B. from Metal or plastic, with the tub having large holes, with a Perforated area> 30%.
  • the trough 110 is then on the supporting beams below the ceiling 111 stored.
  • Figure 15d shows a variant of 15c, where the plate 1a on the Tray 110 rests and the soft foam pad 101 floating in the tray 110 lies.
  • Fleece cover 120 shown for better handling.
  • Figure 16 shows the plate resonator as a sound absorber effective on both sides with a 2-mass / spring system
  • the back plate 2a is arranged between plates 1b and 1c is and on these plates 1a and 1c on the other side soft foam pads 101 are attached.
  • Soft foam pad, plate and back plate 2a are again using full-surface bonds bonded together and form a sandwich structure.
  • This sound absorber can again be wrapped in a fleece 120 and by means of a tub or border 110 may be suspended. This arrangement comes in for high rooms Question.
  • This sound absorber can also be used in normal high rooms and For example, be designed as a partition, wall element or room divider.
  • the Tray or border 110 should then be off the floor or one if necessary existing edition be acoustically decoupled.
  • the plate resonator not only works as an absorber (silencer) but also as Soundproofing for the rooms above, in the case of Figure 15, or the ones next to it Rooms in the case of use as a wall element or room divider.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenresonator zur breitbandingen Bedämpfung von Räumen, z.B. in geschlossenen, relativ kleinen Räumen, z.B: 4 x 5 m2 und 3 m Höhe.
Schalldämpfende Maßnahmen in geschlossenen Räumen dienen bisher vor allem zwei ganz unterschiedlichen Zielen:
  • möglichst guter Übertragung zwischen Schallquellen und auf diese fixierten Zuhörern ("Raumakustik"),
  • möglichst geringer Einwirkung von Schallquellen auf durch diese belastete Arbeitsplätze ("Lärmbekämpfung").
Während es im ersten Fall darauf ankommt, Schallereignisse im Raum so unverfälscht, natürlich und effektvoll wie möglich stattfinden zu lassen, geht es im zweiten Fall darum, diese so stark wie möglich in ihrem Geräuschspektrum zu verändern, wenn dabei nur ihre Lautstärke genügend reduziert werden kann. Neben dieser traditionellen Aufgabe für Akustiker wird einem dritten Problembereich bei Bauherren und Planern zunehmend Aufmerksamkeit geschenkt:
  • der Rückwirkung kleiner Räume auf das Schallereignis (vor allem bei tiefen Frequenzen) und einer damit verbundenen ganz anderen Art von Belastungen an besonders hochwertigen Arbeitsplätzen:
Schlechte Sprachverständlichkeit und starke Klangverfärbung können die Arbeitsbedingungen von z.B. Sprechern, Musikern, Lehrern und Ton-ingenieuren sehr nachhaltig beeinträchtigen. Da diese "Raumrückwirkung" es Musikern in der Gruppe massiv erschwert, sich selbst zu hören und zu kontrollieren, animiert sie zum lauten Spielen. In nicht richtig bedämpften kleineren Räumen (z.B. in Kellergewölben, aber auch in teilweise überdachten Orchestergräben) können so durchaus gehörschädigende Schallpegel weit über 100 dB(A) aufgebaut werden.
Die Übertragungsfunktion eines Rechteckraumes mit den Abmessungen von z.B. 5 x 4 x 3 m3 weist im ungedämpften Rohbau-Zustand bei konstanter Luftschall-Anregung Pegelunterschiede bis zu 40 dB zwischen den Maxima und Minima für beliebige Sendeund Empfangspunkte auf. Wenn man bedenkt, daß sich in einer realen Situation die Übertragungsfunktion des Raumes, wie in Bild 1 dargestellt, mit derjenigen eines Baßinstruments überlagert, wird deutlich, daß der Raum kräftig mitspielen kann, wenn man seine Eigenresonanzen unbehandelt läßt. So ungleichförmig wie die Frequenzabhängigkeit des ganzen Raumes ist, so ungleichmäßig ist die räumliche Intensitätsverteilung des Schallfeldes bei einer bestimmten Frequenz (s. Bild 2). Aber auch das Abklingverhalten des Raumes während einer Sendepause wird bei Frequenzen zwischen zwei Resonanzspitzen von empfindlichen Ohren als sehr unangenehm schwankend empfunden. Den Klang verfälschende "Verzerrungen" bis hin zum bekannten "Dröhnen" bei Sprache wie Musik machen so anspruchsvollen Künstlern und Toningenieuren ihre qualifizierte Arbeit allzuoft unnötig schwer.
Das Problem ist aber, in abgeschwächter Form, auch in Hörsälen, Sitzungsräumen und Wohnzimmern weit verbreitet, wenn diese nur schwach möbliert sind; nur wissen die Nutzer mit weniger geschulten Ohren den Grund für ihr Unwohlsein in solchen Räumen oft nicht zu artikulieren. Die Tatsache, daß in manchen Räumen an Teilen der Decke hinter Lochplatten eine dünne Schicht aus z.B. Mineralfasern in gut gemeinter Absicht installiert wurde, kann das Problem übrigens nicht lösen; auch die nachträgliche Anbringung absichtsvoll strukturierter Weichschaumplatten hilft nicht richtig weiter, läßt manchmal die Problematik bei tiefen Frequenzen sogar noch deutlicher hervortreten.
So ist aus der DE 74 27 551 U1 eine schallabsorbierende Mehrschichtplatte bekannt, die frontseitig Löcher mit einem Lochflächenanteil von mindestens 5 % aufweist. Dahinter befindet sich dann der absorbierende Schaumkunststoff. Weiterhin ist aus der US-PS 32 15 225 eine ähnliche Anordnung bekannt mit einer Innenschicht aus einer Gipsplatte oder Asbestzementplatte; allerdings ist die Frontplatte zum Teil auch reflektierend ausgebildet mit einer dämpfenden Auflage, ähnlich einem Antidröhnbelag in Personenkraftwagen.
2. Nachteile konventioneller Schallabsorber
Im Bereich des Studiobaus ist es seit langem üblich, bei Bedarf spezielle Tiefen-Absorber in kleine Aufnahme- und Wiedergaberäume einzubauen. Allerdings beanspruchen diese bisher viel Raum und erfordern den Einsatz großer Mengen künstlicher Mineralfasern (KMF). Mit den bekannten "Kassetten-Decken", "Baß-Fallen" und "Kanten-Absorbern" ist es allerdings noch relativ teuer und raumverschwendend, bei tieferen Frequenzen die unbedingt notwendige Absorption zu besorgen [2] ([2] Fuchs, H.V.: Zur Absorption tiefer Frequenzen in Tonstudios. Rundfunktechnische Mitteilungen 36 (1992), H. 1, S. 1-11). Anstelle glatter Raumbegrenzungen entsprechend dem jeweiligen architektonischen Entwurf springen diese Absorber förmlich aus der Wand oder Decke heraus. Bei späteren Nachbesserungen weiß man sich im allgemeinen nur mit ebenfalls ziemlich voluminösen "Ecken-Stehern" mehr schlecht als recht zu helfen. Seit Jahren beschäftigt sich die Anmelderin mit der Entwicklung verschiedener Alternativer/Faserfreier Absorber für den technischen Schallschutz [3] ([3] Fuchs, H.V.; Ackermann, U.; Rambausek, N.: Schallschutz: Schallabsorber für einen breiten Frequenzbereich. Deutsches Architektenblatt 22 (1990), H.7, S. 1129-1132). Mit dem sogenannten "Membran-Absorber" nach [2] (Bild 3) konnten bereits einige Nachteile konventioneller Absorber abgebaut werden:
  • 1. er kommt ohne den Einsatz der als gesundheitsgefährdend verdächtigen KMF aus,
  • 2. er kann bei einer Bautiefe von nur 100 mm z.B. auf Frequenzen unter 100 Hz abgestimmt werden,
  • 3. er zeichnet sich durch eine rundum hermetisch abgeschlossene Bauweise aus,
  • 4. er läßt sich mit seinen allseitig völlig glatten Oberflächen und seiner innen angebrachten Wabenstruktur ganz aus nur einem Material, z.B. Stahl oder Aluminium, herstellen,
  • 5. er läßt sich als selbständiges, stabiles Bauteil äußerst mobil und vielseitig einsetzen.
    • Bei zahlreichen Anwendungen in der Raumakustik wurden aber auch einige Nachteile des MA deutlich:
  • 1. seine relativ schmalbandig auf tiefe Frequenzen abgestimmte Wirksamkeit erfordert in vielen Fällen die Anbringung zusätzlicher poröser oder faseriger Absorber neben oder vor dem MA zur Bedämpfung mittlerer und hoher Frequenzen,
  • 2. seine eigenständige, kompakte und kantige Bauweise läßt sich nicht in jedes architektonische Konzept einfügen,
  • 3. Seine Herstellung ist im Vergleich zu allen herkömmlichen raumakustischen Verkleidungen von Decken und Wänden sehr teuer.
    • In den meisten raumakustischen Anwendungen kommt die außerordentliche Robustheit der MA, die durch ihren äußeren "Rahmen", ihre (bei einseitiger Auslegung) rückseitige "Wanne" sowie ihre inneren "Waben" bedingt wird, gar nicht zur Geltung. Dagegen will man die Absorber häufig viel lieber hinter einer großflächig tapezierten Fläche (z.B. auch einer "Vorsatzschale") verschwinden lassen. Manchen Architekten und Bauherren sehen irgendwie hervortretende Tiefen-Absorber auch zu technisch aus.
    Herkömmliche Mitschwinger als Schallabsorber, auch die sogenannten Folien-, Membranund Platten-Resonatoren (s. z.B. Tafel 7, S. 409- 420 in [4] (Fasold, W.; Sonntag, E.; Winkler, H.: Bau- und Raumakustik. Verlag Bauwesen, Berlin, 1987.)) weisen zwar oft eine mehr oder weniger ebene Oberfläche auf. Die Platten aus z.B. Holzspan, Hartfaser, Sperrholz oder Gipskarton werden aber üblicherweise auf einer Unterkonstruktion aus Holzbalken und -leisten montiert, die naturgemäß immer etwas "arbeitet". Deswegen lassen sich solche "Vertäfelungen" zwar streichen, aber kaum dauerhaft übertapezieren. Man meint (s. S. 207 in [5]: Biehn K.; Gruhl, S.: Absorptionsschalldämpfer. In: Lärmbekämpfung. Hrsg. W. Schirmer, Verlag Tribüne, Berlin 1989), daß die Schalldämpfung bei und in der Nähe der aus Masse der Platte und Federsteife des zwischen Platte und schallharter Rückwand eingeschlossenen Luftkissens definierten Resonanzfrequenz durch die inneren Verluste bestimmt wird. Zusätzlich z.B. in der Form einer losen porösen Absorberfüllung im Luftvolumen eingebrachte "Strömungswiderstände" können nach dieser weit verbreiteten Vorstellung die Bandbreite dieser Resonanz-Schalldämpfer etwas vergrößern. Es lag daher nahe, den Luftraum aus diesen und einigen hygienischen und praktischen Gründen heraus stets rundum durch Leisten oder Rahmen mehr oder weniger dicht abzuschließen.
    In (Fasold, W.: Schallabsorber und ihr Einsatz in Wohn- und Gesellschaftsbauten. In: Taschenbuch Akustik, Teil II. Hrsg. W. Fasold et al., Verlag Technik, Berlin, 1984) heißt es hierzu explizit: "Der Schallabsorptionsgrad bei der Resonanzfrequenz beträgt etwa 0,5 bis 0,8, ohne Dämmstoff im Luftraum nur 0,3 bis 0,5. Voraussetzung ist dabei, daß die Platte tatsächlich frei schwingen kann; der Dämmstoff darf deshalb keinesfalls fest zwischen Wand und Platte eingestopft werden ... Günstig wirkt sich eine Kassettierung des Luftvolumens aus, weil dadurch die Schallausbreitung im Luftraum unterbunden wird."
    Aus DE 94 00 092.1 U ist ein Schallschutzelement mit schalldämmender und schallabsorbierender Wirkung bekannt, das eine Lochblechfläche mit seitlicher Umrandung aufweist, einen in der Umrandung enthaltenen Schallabsorber und einen einstellbaren Abstandshalter zur Rückwand. Dieses Element dient als Schallabsorber aufgrund der Schall absorption des Schaumes und soll als Helmholtz-Resonator aufgrund des Hohlraumes der durch den variablen Abstandshalter hervorgerufen ist, frequenzabhängig geregelt werden. Die Lochbleche bewirken, daß der Schall durch die Löcher in den Schaum und durch den Schaum hindurchtreten kann und zum einen von dem Schaum absorbiert wird und in dem Raum dahinter durch den Resonatorraum ebenfalls absorbiert wird. Dieses Element ist zum einen kein Plattenresonator, da der Schaum keine Rückwand hat und daher in dem Schaum keine Resonanz auftreten kann, zum anderen ist die Wirkungsweise durch die Ausbildung als Hohlraumresonator anders.
    Aus der US 4,468,431 ist eine Sandwich-Anordnung zur thermischen Isolierung und Schwingungsdämpfung, bevorzugt im Flugzeugbau, bekannt. Diese Sandwich-Struktur wird auf die Flugzeugstruktur geklebt, deren Schwingungen gedämpft werden sollen. Zu diesem Zweck weist die Sandwich-Struktur ein geschäumtes Polyimid auf, das auf einer oder beiden Seiten mittels einer nicht vollflächigen Klebung mit einer dünnen Folie aus z.B. Aluminium kaschiert ist. Die Schwingungen der Metallwand des Flugzeuges werden durch das angeklebte Sandwichmaterial gedämpft, eine Resonanz kann hier also nicht auftreten. Diese Anordnung entspricht mehr dem im Karosseriebau bekannten Antidröhnbelag, der die Schwingungen der Blechstrukturen dämpfen soll bzw. den Schall dämmen.
    Aufgabe der Erfindung ist es, einen Plattenresonator zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und ohne künstliche Mineralfasern auskommt. Dies wird erfindungsgemäß durch den Plattenresonator nach Anspruch 1 gelöst, einige vorteilhafte Anwendungen sind in Anspruch 16 und vorteilhafte Ausgestaltungen in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
    3.1 Merkmale des neuartigen Schallabsorbers
    Im folgenden wird die Erfindung anhand der Bilder 1-15 erläutert, wobei die Bilder 1-3 den Stand der Technik darstellen.
    Die Bilder zeigen:
    Bild 1:
    Übertragungsfunktion eines etwa 5 x 4 x 3 m3 großen Rechteckraumes im Rohbauzustand
    Bild 2:
    Durch Schwärzung angedeutete Schalldruckverteilung eines 7,1 x 6,2 x 2,3 m3 großen Rechteckraumes [1]
    Bild 3:
    Kompaktabsorber nach DE 35 04 208 (MA), bestehend aus:
    (a) Rückwand bzw. Wanne
    (b) Waben- bzw. Kassetten-Struktur
    (c) Hohlkammern, nur mit Luft gefüllt
    (d) Schwingungsfähige Lochmembran
    (e) Schwingungsfähige Deckmembran
    Bild 4:
    Verbundplatten-Resonator (schematisch) zur breitbandigen Bedämpfung kleiner Räume
    1 Freischwingende Frontplatte (z.B. 0,5 bis 2 mm St oder AL)
    2 Mitschwingende poröse Dämpfungsschicht (z.B. 50 bis 200 mm Melaminharz- Weichschaum)
    3, 4 Ganzflächige adhäsive Verbindung zwischen Front- und Rückenplatte bzw. Rückenplatte und Rohbauteil 5
    5 Decke des Raumes
    6, 7 Wände des Raumes
    Bild 5:
    Verdeckte Kanten-Befestigung eines Verbundplatten-Resonators in einer Raumecke
    Bild 6:
    Formschlüssige oder Schraubverbindungen zwischen Frontplatte und Eckprofilen gem. Bild 5
    Bild 7:
    Sichtbare Kanten-Befestigung eines Verbundplatten-Resonators in einer Raumecke
    Bild 8:
    Absorptionsgrad α5 einer Holzkassettendecke [3]
    Bild 9:
    Sogenannte "Baßfalle" [3]
    Bild 10:
    (Äquivalenter) Absorptionsgrad eines Prototyps des erfindungsgemäßen Bauteils mit
    einer Einzelfläche von jeweils 1,4 m2, in 4 Raumecken angeordnet [10]
    Bild 11:
    Übertragungsfunktion des Raumes wie in Bild 1 nach dem Einbau von 6 jeweils 1,4 m2
    großen Plattenresonators in den Raumecken
    Bild 12:
    Nachhallzeit eines Tonstudios mit 30 % ALFA-Auskleidung
    Bild 13:
    Gemäß Bild 10 "liegend" angeordnete Prototypen des Plattenresonators.
    Bild 14
    Eine weitere Variante des Plattenresonators
    a) wie Bild 4
    b) mit zusätzlicher Weichschaumauflage
    c) mit zusätzlicher Platte 103 auf der Weichschaumauflage 101
    d) mit einer weiteren Weichschaumauflage 105 auf der Platte 103
    Bild 15
    Eine Weiterentwicklung ohne starre Rückwand
    a) als 2-Massen/Feder-System
    b) mit zusätzlicher Weichschaumauflage 101
    c) der Plattenresonator in einer Wanne 110, wobei beide Platten 1 und 1a "schwimmend" gelagert sind
    d) mit Vlies-Abdeckung 120 mit einer schwimmenden Platte und einer auf der Wanne aufliegenden Platte 1a
    Bild 16
    Eine weitere Ausführung des Plattenresonators bei der Verwendung als Wandelement oder im Raum hängendes Element, z.B. als Vorsatzschale.
    Gegenüber dem Stand der Technik verzichtet das erfindungsgemäße Bauteil gemäß Bild 4 auf
    • den umlaufenden Rahmen
    • die rückseitige Wanne
    • die streifenförmige Unterkonstruktion,
    • jegliche Kassettierung im Luftzwischenraum
    • den losen Strömungswiderstand daselbst.
    Stattdessen kennzeichnet den erfindungsgemäßen Plattenresonator:
  • 1. eine dünne Frontplatte (1) mit extrem niedriger innerer Reibung aus Metall (z.B. 0,5 bis 2,0 mm St oder AL),
  • 2. eine den gesamten Zwischenraum zwischen Frontplatte und Rohbauteil einnehmende dicke Rückenplatte (2) mit extrem hoher innerer Reibung (z.B. 50 bis 200 mm eines feinzellig geschäumten Elastomers, wie es als Polyurethan oder Polyäthylen auch für die Schwingungsisolierung von Maschinen und Gebäuden Verwendung findet),
  • 3. eine dauerhafte, vollflächige, feste Verbindung (3) zwischen Front- und Rückenplatte, so daß jede durch Luftschall vom Raum her angeregte Schwingung der Frontplatte vollständig auf die Rücken-platte übertragen wird, beide also stets gemeinsam als komplexes Masse/Feder/Reibung-Schwingsystem in Resonanz geraten und so dem Schallfeld Energie entziehen,
  • 4. eine großflächig (0,5 bis 2,0 m2) in Raumecken mit besonders hoher schallenergiedichte nach Art eines Trampolins aufspannbare, in allen ihren Elementen frei nachgiebige, ebene, bis zu ihren Rändern homogen aufgebaute, wand- oder deckenparallele Struktur,
  • 5. eine allseitig zwar durch die Elastomer-Platte geschlossene, aber den seitlichen Schalleintritt in die Rückenplatte nicht behindernde Berandung.
    • Dabei kann die Befestigung des erfindungsgemäßen Bauteils, z.B. an der Decke, punktförmig, streifenförmig oder ganzflächig mit Hilfe von Klebstoff, Klebstreifen oder sogenannten Klettverbindungen (4) geschehen. Für Montage und Demontage sowie Rückführung oder Entsorgung des e.B. wäre es jedenfalls von Vorteil, wenn die Verbindungen (3) von Front- und Rückenplatte ebenso wie die von Plattenresonator und Baukörper (5) ohne schlecht entfernbare oder zu entsorgende Rückstände jederzeit wieder gelöst werden könnten. Hierfür stehen zahlreiche in der Textil- und Verpackungsindustrie verwendete Materialien und Verbindungstechniken zur Verfügung. Man kann aber auch Befestigungselemente, die zur Montage von Fassadenelementen (außen) und Vorsatzschalen (innen) in vielfältiger Ausführungsform zum Einsatz kommen, so verwenden, daß das an das inhomogene Schallfeld in kleinen Räumen angepaßte erzwungene Mitschwingen der innig verbundenen Front- und Rückenplatten so wenig wie möglich durch diese behindert wird. Ein solches Beispiel, wie es sich z.B. zur Wandauskleidung empfiehlt, zeigt Bild 5: die schmalen Winkelschienen (8), die z.B. mittels kleiner Platten (9) im Rohbauteil verdübelt werden und dem e.B. Halt und Fixierung geben, bleiben hinter der Frontplatte unsichtbar. Die Arretierung der Frontplatte kann z.B. formschlüssig durch an der Rückseite der Frontplatte angebrachte Hartgummi-Zapfen nach Bild 6 geschehen, die in vorbereitete Löcher in den Platten (10) der Eckprofile nach Art von Druckknöpfen (11) einrasten. In jedem Falle empfiehlt sich die Anbringung einer dauerelastisch nachgiebigen Schicht (3) aus einem Elastomer auch zwischen der Frontplatte und den Eckprofilen. Aber auch eine Verschraubung ohne (12) oder mit (13) einer gewissen Einsenkung an den Durchgangslöchern der Frontplatte nach Bild 6 ist denkbar. Man kann bei sichtbarer Kantenbefestigung, wie in Bild 7 skizziert, auch die Kanten-Überdeckungen als Stilmittel zur Gestaltung der Oberfläche mit einsetzen. Jedenfalls kann die Befestigung so gestaltet werden, daß der Innenarchitekt oder Dekorateur eine statisch gut fixierte, stabile, glatte Oberfläche vorfindet, die er nach Belieben überstreichen, bedrucken, beschichten, bespannen oder strukturieren kann, ohne seine schalltechnischen Eigenschaften wesentlich zu verändern. Der Schallabsorber steht damit dem Innenausbau nicht im Wege, sondern bietet sich als zusätzliches Gestaltungselement (z.B. auch als Spiegel) an, wenn das Bauteil an der Wand befestigt ist oder im Raum steht.
    4. Akustische Wirkungsweise des Verbundplatten-Resonators
    Wie alle vom einfallenden Luftschall zum Mitschwingen anzuregenden Schallabsorber muß auch das erfindungsgemäße Bauteil auf den gewünschten Frequenzbereich abgestimmt werden. Für Räume unter ca. 200 m3 ist der Frequenzbereich von 125 bis 63 oder gar 50 Hz von besonderem Interesse [1] ([1] Fuchs, H.V.; Hunecke, J.: Der Raum spielt mit bei tiefen Frequenzen. Das Musikinstrument 42 (1993), H. 8, S. 40-46.). Wenn in der Literatur überhaupt Absorptionsgrade unter 125 Hz zu finden sind (s. Tafel 7 in [4]), so werden Zahlenwerte von kaum mehr als 0,6 bei 100 Hz und selten mehr als 0,3 bei 63 Hz angegeben. Dies hat wohl drei Ursachen:
  • (a) Zum einen beginnen auch in genormten Hallräumen unter 125 unüberwindliche meßtechnische Probleme, die genau mit den hier im Vordergrund stehenden Raum-Resonanzen zusammenhängen, gegen welche die so tief abgestimmten Absorber später bevorzugt eingesetzt werden sollen.
  • (b) Zum anderen fällt es offenbar schwer, Platten-Resonatoren herkömmlicher Bauart so tief mit ausreichender Bandbreite abzustimmen. Man nimmt daher manchmal zu ziemlich voluminösen und zerklüfteten "Kassettendecken" (Bild 8), "Baßfallen" (Bild 9) und "Kantenabsorbern" Zuflucht, deren Bautiefe D dann allerdings bei einem Viertel der Wellenlänge λ liegen sollte, D≅8500f [cm] mit der Frequenz f [Hz].
  • (c) Schließlich erscheint es nach dem heutigen Stand des Wissens gar nicht sinnvoll, den hier anvisierten Tiefenabsorber in der herkömmlichen Art und Weise durch den Absorptionsgrad, gemessen in einem möglichst diffusen Schallfeld wie im Hallraum nach DIN 52 212 zu kennzeichnen. Ein an die spätere Anordnung in den Ecken oder Kanten eines Rechteckraumes besser angepaßtes Meß-, Prüf- und Beurteilungsverfahren läßt die Wirksamkeit dieser speziellen Resonanzabsorber viel deutlicher erkennen. Ähnlich der zur Ermittlung der Nachklingzeiten bei tiefen Frequenzen erfolgreich eingeführten Methode [7] ([7] Oelmann, J.; Zha, X.: Zur Messung der "Nachhallzeiten" bei geringer Eigenmodendichte. Rundfunktechnische Mitteilungen 30 (1986), H. 6, S. 257 - 268) wird dabei das Abklingen an einer Mikrofonposition in einer Raumecke bei den verschiedenen Eigenresonanzen des Raumes bestimmt. Aus der Differenz der so sauber meßbaren Abklingzeiten t0 ohne bzw. tm mit den ebenfalls in den Ecken angebrachten Absorbern kann man dann, wie üblich, eine auf die Bauteiloberfläche S bezogene (oder "effektive") Absorptionsfläche Ae als "äquivalenten" Absorptionsgrad
    Figure 00120001
    definieren und so verschiedene Absorber für diese spezielle Anwendung gezielt miteinander vergleichen.
    • Bild 10 zeigt ein Beispiel einer solchen αe-Messung: ab 100 Hz aufwärts mit Terzrauschen und unterhalb 100 Hz mit Sinus-Anregung bei den Eigenresonanzen (bis 35 Hz herunter) gemessen. Wenn man mit diesem Prototyp nur etwa 10 % der gesamten Raumbegrenzungsfläche in den Ecken und Kanten belegt, so läßt sich seine Übertragungsfunktion (vgl. Bild 1) gemäß Bild 11 auf kaum mehr als 10 dB Pegelschwankung unter 100 Hz glätten. Mit dem erfindungsgemäßen Bauteil steht damit ein sehr effektives Mittel zur Verfügung, um in kleinen Räumen das "Dröhnen" zu vermeiden bzw. zu beseitigen. Bild 12 zeigt die mit verschiedenen Prototypen (alle mit nur 100 mm Bautiefe und einem Flächengewicht von 7 - 20 kg/m2) optimierte Nachhallzeit eines Tonstudios: bei einer ca. 30%-igen Belegung steigt die Nachklingzeit erst unterhalb 63 Hz auf etwas höhere Werte an.
    4.1 Feder/Masse-System mit konzentrierten Elementen
    Als "Tiefenschlucker" ist der Platten- oder Paneele-Resonator gem. Tafel 7 in [4] in vielen Konzertsälen anzutreffen. Seine Resonanzfrequenz läßt sich nach [8] ([8] Cremer, L.; Müller, H.A.: Die wissenschaftlichen Grundlagen der Raumakustik, Band 1, Hirzel Verlag, Stuttgart, 1978) (§§ 29 bis 31) durch f0 = c0 2π ρ0 ρt·t·D ≅ 600 m"D [Hz] mit c0; ρ0 Schallgeschwindigkeit und Dichte der Luft im Zwischenraum der Dicke D[cm] zwischen der Platte mit der Dicke t, der Dichte St sowie dem Flächengewicht m" [kg/m2] verläßlich abschätzen. Man weiß zwar, daß die innere Reibung der in der Nähe der Randeinspannung verformten Platte nicht ausreicht, um eine brauchbare Absorption zu erreichen. Wie hoch und breit diese aber durch zumindest teilweise "Hinterfüllung" des Luftraumes mit "Schluckstoff", in dem die Luftbewegung durch Scherkräfte in den Grenzschichten des als starr angenommenen Poren- oder Fasergerüsts bedämpft wird, tatsächlich ausfällt, bliebt stets Messungen, bevorzugt im Hallraum, vorbehalten. In [6] heißt es auf S. 921 hierzu: "Die Vielzahl von Einflüssen auf die Schallabsorption, die insbesondere von der Art der Befestigung (der Platte) herrührt, macht die Bemessung von Plattenschwingern etwas unsicher. Es ist daher empfehlenswert, sich auf Meßergebnisse zu stützen." (s.a. Tafel 6.29 in [6]). Außerdem führten Betrachtungen wie diejenigen unter Ziffer 7 in [9] ([9] Fuchs, H.V.; Zha, X.: Transparente Vorsatzschalen als Schallabsorber im Plenarsaal des Bundestages. Bauphysik 16 (1994), H. 3, S. 69-80) immer wieder dahin, daß zur Erzielung kleiner Kennwiderstände und damit großer Bandbreite relativ leichte Platten und große Bautiefen bei tiefen Frequenzen unausweichlich schienen. Diesem Dilemma versuchte der unter Ziffer 7.2 in [9] beschriebene Membran-Absorber mit der zusätzlich unterhalb der Platten-Resonanz nach Gl. (3) anschließenden Helmholtz-Resonanz mit einigem Erfolg zu begegnen. Auch mit verhältnismäßig schweren Loch- und Deckmembranen ließen sich recht breitbandige Schallabsorber entwickeln [10] ([10] Hunecke, J.; Zhou, X.: Resonanz- und Dämpfungsmechanismen in Membran-Absorbern. VDI Berichte 938, Düsseldorf: VDI-Verlag, 1992, S. 187-196). Aber auch der Membran-Absorber bleibt mit seiner relativ engen Kassettierung dem lokal wirksamen Feder/Masse-System mit konzentrierter Masse und Luftfeder verhaftet. Allerdings wurde in [10] schon deutlich, daß man die Deckmembran, in Anpassung an die Geometrie der Kassettierung, auch in ihren Eigenfrequenzen anregen kann.
    4.2 Angepaßte Schwingung der frei beweglichen Frontplatte
    Bei Plattenabmessungen in der Größenordnung von 1 bis 2 m kann sich die Frontplatte mit ihren Schwingungen in gewisser Weise an die räumliche und zeitliche Struktur der Raummoden "anpassen" und so wegen ihrer rundum freien Beweglichkeit optimal verformen und mitschwingen. Am stärksten wird dieses erzwungene Mitschwingen natürlich in den Ecken und Kanten der Rechteckräume, in denen sich die Luftschall-Energie bei den tiefen Frequenzen der niedrigsten Eigenmoden des Raumes stark konzentriert. Eine allenfalls an den 4 Ecken aufgestützte Frontplatte liegt mit ihrer tiefsten Eigenfrequenz f1,0 nach [10] so niedrig (jedenfalls unter 10 Hz), daß jede Raummode zwischen 50 und 100 Hz benachbarte Plattenmoden findet, mit denen sie gekoppelt schwingen kann. Für die an zwei im Abstand L einander gegenüberliegenden Rändern aufgestützte Platte wird mit GI. (6,41) in [8] f1=0,45cL tL2 mit der Longitudinalwellengeschwindigkeit cL im Plattenmaterial ein Anhaltswert für die Grundfrequenz der Platte angegeben, für 2,5 mm Stahl und L = 1m mit cL = 5.100 m/s also z.B. f1 ≅ 6 Hz. Durch die Kopplung dieser Plattenschwingungen mit einem Luftzwischenraum zur Wand oder Decke würde die Anregung der Platte schon ziemlich kompliziert. Aber auch ohne Rechnung kann man sich wohl vorstellen, daß ihre Schwingungen kaum mehr nur durch eine Hinterfüllung mit einem losen Strömungswiderstand bedämpft werden kann. Für derartig schwere Platten muß man sich stattdessen viel massiverer Dämpfungsmaßnahmen bedienen:
    4.3 Mitschwingende Rückenplatte
    So wie man durch Körperschall angeregte Bleche z.B. im Karosseriebau mit einem viskoelastischen ("Antidröhn"-) Belag bedämpft, so könnte man daran denken, die vom Luftschall erzwungenen Schwingungen der Frontplatte durch einen etwa gleich dicken, z.B. bituminösen Belag zu absorbieren. Die Erfindung geht aber noch einen entscheidenden Schritt weiter: sie ersetzt den gesamten Luftzwischenraum durch eine sowohl federnde, als auch dämpfende Elastomer-Platte. Diese reduziert mit ihrer gegenüber Luft kleineren Schallgeschwindigkeit CD die Resonanzfrequenz nach Gl.(3), gleichzeitig wirkt aber in derselben Gleichung ihre größere Dichte ρD in anderer Richtung: fD = CD 2π ρD ρt D t
    Die Rückenplatte wirkt aber nicht nur als selbst federndes Element mit hohen "inneren" (viskoelastischen) Verlusten sondern, bei rundum offenem Zugang der Luftschallwellen auch noch als (dem Luftschall gegenüber) praktisch starre, aber offenporige Struktur mit bekanntermaßen hoher "äußerer" Reibung in den sich bildenden instationären Scherschichten.
    Den verschiedenen Wirkungsmechanismen entsprechend lassen sich typischerweise 3 starke Dämpfungseffekte im Absorptionssprektrum von Bild 10 ablesen, das nach einem auf das spezielle Problem zugeschnittenen Meßverfahren ermittelt wurde:
  • 1) Das Wirkungsmaximum liegt für eine 0,8 mm dicke Stahl-Frontplatte im Verbund mit einer 100 mm dicken PU-Schaum-Platte in ungefährer Übereinstimmung mit GI. (3) und (5) zwischen 50 und 100 Hz. Für noch schwerere Frontplatten verschiebt sich dieses Maximum tendentiell zu noch tieferen Frequenzen, erreicht aber nur noch etwas geringere Werte der auf die Bauteiloberfläche bezogenen äquivalenten Absorptionsfläche nach Gl. (2). Dabei spielt es keine große Rolle, in welchen der Raumecken die Absorber aufgestellt oder etwa auch, wie in Bild 13 angedeutet, liegend (bzw. entsprechend an der Decke befestigt) angeordnet werden.
  • 2) Besonders starke Absorptions-Spitzen treten bei den einzelnen Raum-Resonanzen auf Werte weit oberhalb 1 (bis maximal 2,5) dürfen nicht verwundern, da die Absorber ja eben nicht gleichmäßig an allen Begrenzungsflächen eines diffusen Hallfeldes, sondern ganz bewußt dort plaziert werden, wo sie ihre maximale Wirksamkeit entfalten. Außerdem wirken die Resonanzabsorber nicht nur dissipativ, d.h. dämpfend, auf die Raummoden, sondern auch reaktiv, d.h. die Eigenresonanz verstimmend. Die Resonanzen des Hohlraumes und der Verbundplatte bilden zusammen neue, jetzt aber stark bedämpfte, großräumig gekoppelte Schwingungen. Deshalb ist die äquivalente Absorption, wie sie sich aus den Nachhallmessungen nach GI. (2) ergibt, auch besonders stark, wenn zwei Eigenfrequenzen dicht beieinander liegen.
  • 3) Oberhalb etwa 100 Hz zeigt Bild 10 ebenfalls eine Absorption weit oberhalb 0,5 bis an 1, die nicht durch Mitschwingen der Verbundplatte erklärt werden kann. Obgleich die frontal auftreffenden Schallwellen von der Verbundplatte bei höheren Frequenzen eigentlich total reflektiert werden müßten, sorgt die endliche Ausdehnung und die rundum offene Bauweise des erfindungsgemäßen Bauteils dafür, daß Schallwellen bei mittleren Frequenzen (zwischen etwa 100 und 1000 Hz) durch Beugung in die poröse Rückenplatte gelangen und dort wie in einem konventionellen passiven Absorber in Wärme umgewandelt werden. Diesen Effekt kann man im erfindungsgemäßen Bauteil selbst dann noch sehr vorteilhaft nützen, wenn man bei einer völlig geschlossenen Wand- oder Deckenauskleidung zwischen den unterschiedlich abgestimmten erfindungsgemäßen Bauteilen schmale (etwa 50 - 100 mm breite) Streifen gleicher Bautiefe wie derjenigen des erfindungsgemäßen Bauteils aus einem offenporigen Material einbaut, so daß eine ebene, geschlossene schachbrettartige Anordnung, wie z.B. in Bild 13 angedeutet, entsteht. So ist es möglich, die Nachhallzeit eines Raumes nahezu beliebig frequenzabhängig einzustellen, z.B. so wie in Bild 12. Das e.B. stellt damit einen Breitband-Absorber mit variabler Frequenz-Charakteristik für die verschiedensten Anwendungen dar.
    • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Bildern 14, 15 und 16 dargestellt. Bild 14a zeigt den Plattenresonator gemäß Bild 4. Bild 14b zeigt daß eine Weichschaum-Auflage 101 in Schallrichtung vor der Frontplatte 1 angeordnet ist, wobei Frontplatte und Auflage mittels einer ganzflächigen Klebung 102 verbunden sind. Bild 14c zeigt eine weitere Möglichkeit und zwar die Anbringung einer weiteren dünnen Frontplatte 103, die genauso aufgebaut wurde wie die Frontplatte 1, und die mit der Weichschaumauflage 101 durch die ganzflächige Verklebung 104 verbunden ist. Bild 14d zeigt eine weitere Variante, die Anbringung einer weiteren Weichschaumauflage 105 mittels einer Verklebung 106 an der Frontplatte 103.
    Die Weichschaumauflagen 101 und 105 sind insbesondere zur Absorption bei höheren Frequenzen von Vorteil. Die Ausgestaltung nach Bild 14c bewirkt, daß die zweite Platte als zusätzliche Masse und die Weichschaumauflage 101 als zusätzliche Feder wirkt. Die Weichschaumauflagen können dabei verschieden dick ausgebildet sein, um Schall bei verschiedenen Frequenzen zu absorbieren.
    Eine weitere besonders vorteilhafte Anwendung des Grundgedankens der Erfindung ist für größere Hallen bzw. Räume mit einer hohen Decke besonders vorteilhaft. In derartigen Gebäuden z. B. Repräsentationsräumen und Industriehallen wird dann die Decke künstlich heruntergezogen bzw. tiefergehängt. In Industriebauten sind dann oft unterhalb der Decke Lüftungskanäle, elektrische und/oder pneumatische Leitungen oder Kanäle angeordnet.
    In Bild 15a ist der Plattenresonator für derartige Anwendungen angepaßt dargestellt. Für diesen Zweck weist der Plattenresonator auf der Rückseite der Rückenplatte 2 eine dünne
    Platte 1a analog zu der Frontplatte 1 auf, so daß der Resonator mit den beiden Massen der Platten 1 und 1a mit der dazwischenliegenden Feder 2 schwingt, wobei die beiden Platten 1 und 1a gegeneinander schwingen, wie sie das auch nach Bild 14c tun. Der Plattenresonator nach Bild 15 a ist mittels der Abhängungen 18 von der Decke 5 abgehängt. Die Abhängungen 18 sind zweckmäßigerweise längenvariabel ausgestaltet wie bei den allgemein bekannten Unterdecken.
    In Bild 15b ist zusätzlich der Plattenresonator mit einer Weichschaumauflage 101 analog zu Bild 14b ausgestattet. Bild 15c zeigt eine weitere Möglichkeit der Verwendung des Plattenresonators, ohne daß der Plattenresonator an einer starren Decke oder Rückwand angebracht ist. Hier liegt der Plattenresonator schwimmend in einer Wanne 110, z. B. aus Metall oder Kunststoff, wobei die Wanne großflächige Löcher aufweist, mit einem Lochflächenanteil > 30%. Die Wanne 110 ist dann unterhalb der Decke auf Tragbalken 111 gelagert. In Bild 15d ist eine Variante von 15c dargestellt, wo die Platte 1a auf der Wanne 110 aufliegt und die Weichschaumauflage 101 schwimmend in der Wanne 110 liegt. In Bild 15d ist zusätzlich zwischen den Plattenresonator und der Wanne 110 eine Vlies-Abdeckung 120 zur besseren Handhabung eingezeichnet.
    Bild 16 zeigt den Plattenresonator als beidseitig wirksamen Schallabsorber mit einem 2-Massen/Feder-System, wobei die Rückenplatte 2a zwischen Platten 1b und 1c angeordnet ist und auf diesen Platten 1a und 1c auf der jeweils anderen Seite Weichschaumauflagen 101 angebracht sind. Weichschaumauflage, Platte und Rückenplatte 2a sind wieder mittels ganzflächiger Verklebungen miteinander verbunden und bilden eine Sandwich-Struktur. Dieser Schallabsorber kann wieder in ein Vlies 120 eingehüllt und mittels einer Wanne bzw. Umrandung 110 aufgehängt sein. Diese Anordnung kommt für hohe Räume in Frage. Dieser Schallabsorber kann auch in normal hohen Räumen verwendet werden und zum Beispiel als Zwischenwand, Wandelement oder Raumteiler ausgebildet sein. Die Wanne bzw. Umrandung 110 sollte dann von dem Fußboden bzw. einer gegebenenfalls vorhandenen Auflage schalltechnisch entkoppelt sein.
    Der Plattenresonator arbeitet aber nicht nur als Absorber (Schalldämpfer) sondern auch als Schalldämmung für die darüberliegenden Räume, im Fall von Bild 15, oder die danebenliegenden Räume im Fall dert Anwendung als Wandelement oder Raumteiler.
    Literatur
  • [1] Fuchs, H.V.; Hunecke, J.: Der Raum spielt mit bei tiefen Frequenzen. Das Musikinstrument 42 (1993), H. 8, S. 40-46.
  • [2] Fuchs, H.V.: Zur Absorption tiefer Frequenzen in Tonstudios. Rundfunktechnische Mitteilungen 36 (1992), H. 1, S. 1-11.
  • [3] Fuchs, H.V.; Ackermann, U.; Rambausek, N.: Schallschutz: Schall-absorber für einen breiten Frequenzbereich. Deutsches Architektenblatt 22 (1990), H.7, S. 1129-1132.
  • [4] Fasold, W.; Sonntag, E.; Winkler, H.: Bau- und Raumakustik. Verlag Bauwesen, Berlin, 1987.
  • [5] Biehn K.; Gruhl, S.: Absorptionsschalldämpfer. In: Lärmbekämpfung. Hrsg. W. Schirmer, Verlag Tribüne, Berlin 1989.
  • [6] Fasold, W.: Schallabsorber und ihr Einsatz in Wohn- und Gesell-schaftsbauten. In: Taschenbuch Akustik, Teil II. Hrsg. W. Fasold et al., Verlag Technik, Berlin, 1984.
  • [7] Oelmann, J.; Zha, X.: Zur Messung der "Nachhallzeiten" bei geringer Eigenmodendichte. Rundfunktechnische Mitteilungen 30 (1986), H. 6, S. 257- 268
  • [8] Cremer, L.; Müller, H.A.: Die wissenschaftlichen Grundlagen der Raumakustik, Band I, Hirzel Verlag, Stuttgart, 1978.
  • [9] Fuchs, H.V.; Zha, X.: Transparente Vorsatzschalen als Schallabsorber im Plenarsaal des Bundestages. Bauphysik 16 (1994), H. 3, S. 69-80.
  • [10] Hunecke, J.; Zhou, X.: Resonanz- und Dämpfungsmechanismen in Membran-Absorbern. VDI Berichte 938, Düsseldorf: VDI-Verlag, 1992, S. 187-196.

    • Claims (16)

    1. Plattenresonator zur Schalldämpfung mit einer dünnen Frontplatte (1) aus Metall,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (1) bei Frequenzen < 125 Hz zu Resonanzschwingungen anregbar ist und daß er weiterhin aufweist
      eine Rückenplatte (2) aus einem Elastomer, z.B. Polyurethan oder Polyäthylen,
      eine vollflächige feste Verbindung (3) zwischen Frontplatte (1) und Rückenplatte (2), z.B. durch doppelseitiges Klebeband,
      eine allseitig durch die Rückenplatte (2) geschlossene, den seitlichen Schalleintritt in die Rückenplatte nicht behindernde Berandung.
    2. Plattenresonator nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenresonator Kantenbefestigungen (8, 10, 15) aufweist, durch die er an der Decke oder Wand befestigbar, ist.
    3. Plattenresonator nach einem der Ansprüche 1 - 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (1) und Rückenplatte (2) mit den Kantenbefestigungen durch Schraub-, Klebe- oder Steckverbindungen befestigt sind.
    4. Plattenresonator nach einem der Ansprüche 1 - 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenplatte (2) aus einem schwer entflammbaren oder unbrennbaren Melaminharzschaum besteht mit einer bevorzugten Dichte von 10 kg/m3 und einer Dicke von 50 - 500 mm, vorzugsweise 100 mm.
    5. Plattenresonator nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (1) aus Stahl besteht mit einer Plattendicke von 0,1 - 5 mm.
    6. Plattenresonator nach Anspruch 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Plattendicke der Frontplatte (1) 1 mm beträgt.
    7. Plattenresonator nach einem der Ansprüche 1-6,
      dadurch gekennzeichnet, daß vor der Frontplatte (1) eine Weichschaumauflage (101) angebracht ist.
    8. Plattenresonator nach einem der Ansprüche 1-7,
      dadurch gekennzeichnet, daß auf der Weichschaumauflage (101) eine weitere dünne Platte (103) aus Metall oder hartem Kunststoff angebracht ist.
    9. Plattenresonator nach einem der Ansprüche 1-8,
      dadurch gekennzeichnet, daß auf der Platte (103) eine weitere Weichschaumauflage (105) angebracht ist.
    10. Plattenresonator nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenresonator zusätzlich eine Deckplatte (1a), die mittels einer vollflächigen Verbindung (3a) mit der Rückenplatte (2) verbunden ist, aufweist und eine Abhängung (18), mittels welcher der Plattenresonator (1, 2, 1a) von der Decke (5) abhängbar ist, vorgesehen ist.
    11. Plattenresonator nach Anspruch 10,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenresonator in einer Wanne (110), die zum Beispiel auf Tragbalken (111) aufliegen kann, angeordnet ist.
    12. Plattenresonator nach Anspruch 11,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (110) mit dem darin enthaltenen Plattenresonator von der Auflagefläche schalltechnisch entkoppelt ist.
    13. Plattenresonator nach einem der Ansprüche 1-12,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenresonator ganz oder zum Teil von einer Vlies-Abdeckung (120) umhüllt ist.
    14. Verwendung des Plattenresonators nach einem der Ansprüche 1-13 als Wandelement oder im Raum hängendes Element oder Raumteiler.
    15. Verwendung nach Anspruch 14,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenresonator an der Wand oder Decke lösbar, z.B. mittels Klettverschluß, angebracht ist.
    16. Verwendung nach Anspruch 14,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenplatte (2) durch eine Verklebung (4) an der Decke oder Wand befestigt ist.
    EP96905783A 1995-02-24 1996-02-23 Plattenresonator Expired - Lifetime EP0811097B1 (de)

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