EP1340221B1

EP1340221B1 - Schichtwerkstoff zur Schalldämpfung

Info

Publication number: EP1340221B1
Application number: EP00993916A
Authority: EP
Inventors: Thomas Wiegel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2020-11-21
Also published as: EP1340221A1; DE50015321D1; WO2002043047A1; ATE405917T1; AU2001228261A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schichtwerkstoff zur Beeinflussung des Schwing-, Abstrahl- und/oder Klangverhaltens von insbesondere flächigen schallabstrahlenden Elementen.
Störende und schädigende Geräusche sind Haupt-Streßfaktoren unserer akustischen Umwelt. Sie entstehen, wenn sich in einer Struktur Funktionsteile bewegen, die die Struktur selbst und/oder angekoppelte leichte, flächige Teile zu Schwingungen anregen. Die Intensität und klangliche Beschaffenheit dieser Schallabstrahlung werden von funktionalen Vorgaben, insbesondere Stabilität und Gewicht, bestimmt und sind meist derart, daß verbessernde Maßnahmen notwendig sind.
Nach dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Maßnahmen zur Beeinflussung (Dämpfung) des Schwing-, Abstrahl-und/oder Klangverhaltens von flächigen schallabstrahlenden Elementen (Bauelementen, Formteilen etc.) bekannt. Hierzu zählen Antidröhnmaterialien (Masse- und Reibungserhöhung), Sandwichkonstruktionen (Ausnutzung unterschiedlicher Materialeigenschaften), Abstandshalter, Steifigkeitsveränderungen, Resonanzbedämpfung, Verringerung der Schwingungseinleitung, Überleitung in weniger strahlungsfähige Teile der Konstruktion, aktive Maßnahmen mit phasenverschobenen Bewegungen etc. Schichtwerkstoffe zur Geräuschdämpfung finden sich in EP 0745738 , FR1187471 , oder auch EP0557 597 .
Die vorstehend aufgezählten Maßnahmen sind jedoch teilweise sehr aufwendig und insbesondere dann unzureichend, wenn einerseits Stabilitäts- und Gewichtsvorgaben zu erfüllen sind, andererseits der technische und wirtschaftliche Wunsch/Zwang besteht, Schallabstrahlung und Vibration um ein vertretbares Maß zu verringern, angenehmer zu gestalten oder zusätzlich aktiv zu beeinflussen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schichtwerkstoff der angegebenen Art zu schaffen, der bei einem einfachen Aufbau, einem geringen Gewicht und einer einfachen Installationsmöglichkeit eine besonders effektive Beeinflussung, insbesondere Dämpfung, des Schwing-, Abstrahl-und/oder Klangverhaltens von insbesondere flächigen schallabstrahlenden Elementen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Schichtwerkstoff der angegebenen Art dadurch gelöst, daß er mindestens zwei übereinander angeordnete und miteinander verbundene Schichten je aus mit Abstand parallel oder winklig zueinander angeordneten stabförmigen Trägerelementen umfaßt, deren Anfangs- und Endpunkte mit anderen Trägerelementen oder im am schallabstrahlenden Element installierten Zu-stand mit diesem verbunden sind und die mit winklig hierzu angeordneten Trägerelementen der gleichen Schicht und/oder einer benachbarten Schicht Knotenpunkte bilden.
Durch die stabförmigen Träger- bzw. Strukturelemente der Schichten lassen sich zum einen die für die Beeinflussung/Bedämpfung (speziell tiefer Frequenzen) geforderten langsamen Wellengeschwindigkeiten am einfachsten erreichen, da Stäbe nicht nur langsamere (Longitudinal-) Wellengeschwindigkeiten als flächige Elemente aufweisen, sondern die langsamsten überhaupt, zum anderen ermöglichen derartige Stäbe besonders steife und leichte Strukturen.
Da jedes einzelne Träger- bzw. Strukturelement in Material, Abmessung und Lage zum flächigen schallabstrahlenden Element definierbar ist, können die akustischen Grundelemente Masse, Feder, Reibung, Steifigkeit frei (also weitgehend unabhängig voneinander) jedem einzelnen Flächenelement zugeordnet werden, und dessen Amplitude, Frequenz und Phase sind in besonders weiten Grenzen gestaltbar. Durch die gleichzeitig erzielte bessere Verfügbarkeit von Energie (bezogen auf gleiches Gewicht) werden die bekannten Optimierungsgrenzen der Bedämpfung überwunden. Durch die Gestaltbarkeit von Frequenz- und Phasenverhalten sowie die kontrollierte Erzeugung von Nahfeldern können überdies psychoakustische Phänomene im Produktbereich genutzt werden.
Der Schichtwerkstoff ist durch die freie Definierbarkeit seiner Strukturelemente völlig modular und kann damit auf unterschiedlichste akustische Rahmenbedingungen eingestellt werden (Flächengröße, Anregungsintensität, Anregungsspektren, Anregungsorte, Flächenmoden, Flächenform, Randbedingungen). Auch sind unterschiedlichste Aufgabenstellungen erfüllbar, beispielsweise Optima für alle Betriebszustände, gewünschte Klangeigenschaften, geringste Luftschallabstrahlung, geringste Auslenkung etc.
Durch die einfache Integrierbarkeit von aktiven Elementen kann diese Optimierung noch besser auf zufällige Einwirkungen der Umgebung reagieren bzw. differenziertere Ergebnisse erzeugen.
Jede die stabförmigen Trägerelemente aufweisende Schicht (Trägergitter oder Trägerreihe/Trägerschar) muß eine Überleitungsfunktion von der Fläche des flächigen schallabstrahlenden Elementes, auf der der Schichtwerkstoff angeordnet wird, auf den Schichtwerkstoff und eine Austauschfunktion der Trägerschichten untereinander gewährleisten und so dimensioniert werden, daß die Rasterauflösung (Abstand entsprechender Knotenpunkte bzw. Berührungspunkte) der gestellten akustischen Aufgabe gerecht wird, was beispielsweise im Dämpfungsfall bedeutet, daß die Abstände der Berührungs/Rasterpunkte klein gegenüber der Wellenlänge der zu bedämpfenden Wellenart sein müssen, und ein Material mit so geringer Wellengeschwindigkeit gewählt wird, daß mehrere Phasenzustände der unteren Grenzfrequenz in der Fläche Platz finden. Des weiteren muß das Raster (die Struktur) Einflüsse, wie Temperatur, Schock- oder Krafteinwir-kungen (Zentrifugalkräfte, Beschleunigungen), unbeschadet überstehen. Dies wird durch eine entsprechende Formgebung, Strukturierung, Dimensionierung und Materialauswahl und ggf. durch zusätzliche Stabilisierungs- oder Schutzelemente realisiert.
Um das Schwing-, Abstrahl- und/oder Klangverhalten eines flächigen schallabstrahlenden Elementes zu beeinflussen, wird der erfindungsgemäß ausgebildete Schichtwerkstoff mit der entsprechenden Fläche des schallabstrahlenden Elementes verbunden (daran befestigt), beispielsweise damit verklebt. Die Fläche, deren Schwing-, Abstrahl- und/oder Klangverhalten verändert werden soll, kann eben, sphärisch oder beliebig gekrümmt geformt sein. Darüber hinaus möglich sind zylindrische und kegelförmige Körper, Kugeln, Torusringe und alle Körper und Strukturen mit dünnwandigen, leichten Begrenzungsflächen.
Schwingungen des flächigen Elementes (Biegewellen) werden auf den daran befestigten Schichtwerkstoff im Prinzip vollflächig übertragen. Im Werkstoff werden mehrere kohärente Wellen angeregt, mindestens zwei parallel zur Fläche. Hinzu treten können eine Welle senkrecht zur Fläche und zwei weitere parallel zur Fläche und Raleigh-ähnliche Wellen. Der Engergieaustausch der Wellen erfolgt über die Berührungs/Knotenpunkte.
Die bekannten Bedingungen für kohärente Wellen sind gegeben. Im Werkstoff entsteht ein zeitlich und/oder räumlich statistisches Wellenbild, denn beliebig viele Punkte der Fläche des schallabstrahlenden Elementes sind phasenstarr zu beliebig vielen Punkten im Werkstoff zugeordnet und von einem Punkt der Fläche des schallabstrahlenden Elementes bestehen mehrere phasendefinierte Wege zu einem beliebigen Punkt des Werkstoffes. Da Phase, Ort und Richtung der Wellen beherrschbar sind, kommt es zu Wellenauslöschungen, wobei die mechanische Energie in Wärme umgewandelt wird (durch die große Oberfläche des Werkstoffes wird eine gute Wärmeabgabe an die Umgebung erzielt).
Die erfindungsgemäß in den Schichten verwendeten Trägerelemente ermöglichen prinzipiell sehr leichte, stabile Strukturen und/oder weisen die geringstmöglichen Longitudinalwellengeschwindigkeiten auf. Sie besitzen eine große, nicht strahlungsfähige Oberfläche und nahezu unbegrenzte Kombinationsmöglichkeiten.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Schichtwerkstoff ist prinzipiell modular. Das bedeutet, daß jedem einzelnen oder gruppierten Trägerelement (oder einem Teil davon) und jeder Gruppe von Trägerelementgruppen eine spezielle Lage, Abmessung, Form und ein Material zugeordnet werden können. Über diese modulare Zuordnung hinaus können den Trägerelementen und auch dem zugehörigen flächigen schallabstrahlenden Element selbst die akustischen Grundelemente Masse, Steifigkeit, Reibung und Feder in bestimmbarem Maß und im Rahmen der verfügbaren Ressourcen bzw. Vorgaben nach Maßgabe der akustischen Ziele zugeordnet werden.
Das flächige schallabstrahlende Element, dessen Schwing-, Abstrahl- und/oder Klangverhalten verändert werden soll, kann eben, sphärisch oder beliebig gekrümmt sein.
Im Gebrauch wird der erfindungsgemäß ausgebildete Schichtwerkstoff an das flächige schallabstrahlende Element gekoppelt. Der Schichtwerkstoff transformiert die angeregten Biegewellen in andere Wellenarten, beispielsweise in Quasi-Longitudinalwellen, d.h. in transversal zur Abstrahlungsrichtung gerichtete Wellenfronten. Dies bedeutet einen Übergang von einer eindimensionalen Vorstellung der schallabstrahlenden Fläche zur einer Fläche mit flächennahem Raum und begründet eine räumliche und wellenbasierte (mehrdimensionale) Vorstellung/Behandlung der Fläche selbst.
Die Bewegung des flächigen schallabstrahlenden Elementes (Biegewelle) wird durch eine Hebel/Umlenkungsfunktion (Übertragung von Drehmomenten bzw. Scherkräften) und ein Berührungs/Koppelungspunkteraster in mehrere parallel zur Fläche (senkrecht zur Abstrahlbewegung) verlaufende Wellenfronten und/oder in nichtstrahlungsfähige in gleicher Richtung schwingende Strukturelemente übergeleitet, was durch den im Nahbereich der Fläche angeordneten Schichtwerkstoff geschieht, der geschichtete, transversal orientierte und mit dem flächigen Element phasendefiniert gekoppelte Funktionselemente in Form von geschichteten Trägergittern oder sich kreuzenden Trägerlinienscharen aufweist.
Um die Wellenfronten zu transportieren, müssen die Funktionselemente wellenfähig sein, d.h. in Wellenausbreitungsrichtung allgemein, statistisch oder periodisch homogen sein, und in Phase und Richtung definierbare Wellenfronten erzeugen, was durch ihre Form, Lage und Materialeigenschaften erzielbar ist.
Zur gegenseitigen Bedämpfung/Beeinflussung der im Schichtwerkstoff erzeugten Wellenfronten müssen alle/ausgewählte Wellenfronten phasendefiniert koppelbar sein, was durch Kreuzung, d.h. durch Kopplungspunkte (ein Kopplungspunkteraster) ausgebildet als Berührungs- und/oder Knotenpunkte der wellenfronttragenden Funktionselemente, erzielbar ist. Diese bilden gleichzeitig die phasendefinierten Überleitungspunkte zwischen Fläche und entlegeneren Strukturelementen und schaffen multiple phasendefinierte Wellenerregungszentren, die Voraussetzung für kohärente Wellen.
Die Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor. Hierzu ist im einzelnen folgendes auszuführen:

Die Trägerelemente sind vorzugsweise länger ausgebildet als ihre größte Querschnittsabmessung. Hierbei ist der Begriff "Länge" als die Strecke von Knotenpunkt zu Knotenpunkt definiert.
Es können zwei oder mehrere übereinander angeordnete Schichten Anwendung finden, die den erfindungsgemäß ausgebildeten Schichtwerkstoff bilden. Zwischen diesen Schichten aus den einzelnen Trägerelementen können ein oder mehrere schallabstrahlungsneutrale Zwischenschichten angeordnet sein. Ferner kann der Schichtwerkstoff eine schallabstrahlungsneutrale Endschicht aufweisen.
Die Trägerelemente einer Schicht sind vorzugsweise in geraden oder knickenden Trägerlinien und diese zu parallelen oder winklingen Scharen angeordnet, so daß sich Schichten aus Trägerelementscharen oder Trägerelementgittern ergeben.

Was die Form bzw. den Querschnitt eines einzelnen Trägerelementes anbetrifft, so kann dieses eine quadratische, rechteckige, vieleckige, kreisförmige, elliptische oder unregelmäßige Querschnittskontur besitzen. Der Querschnitt kann voll oder hohl ausgebildet sein, hohl geschichtet sein, eine Seele und ein oder merere Mäntel besitzen und aus unterschiedlichen Materialien im Querschnitt oder einem Teil davon bestehen. Es können auch beliebige Kombinationen Anwendung finden.
Was die Form der Trägerelemente anbetrifft, so können diese eine über ihre Länge gleichbleibende Querschnittskontur besitzen. Der Querschnitt kann sich jedoch auch verändern, insbesondere zur Ausformung besonderer großflächiger Knotenpunkte. Insbesondere können über die Länge kontinuierlich variable Querschnittsveränderungen und auch variable Materialzusammensetzungen realisiert werden. Typische Querschnittsabmessungen eines Trägerelementes liegen bei 0,01 bis 10 mm (Durchmesser).
Was das Material der Trägerelemente anbetrifft, so kann dieses plastisch, plasto-elastisch oder elastisch ausgebildet sein. Es können gasförmige, flüssige, feste, blasenförmige, tropfenförmige, faserförmige, fadenförmige, amorphe etc. Einschlüsse vorhanden sein. Die Oberfläche kann beispielsweise rauh, aber auch glatt ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen Knotenpunkte entstehen als Kreuzungsbereich von Trägerelementen einer Schicht und/oder von sich berührenden Schichten und/oder einer Auswahl/aller vorhandenen Schichten. Knotenpunkte entstehen, wenn eine Schicht als Gitter ausgebildet ist und/oder wenn sich zwei Scharen von Trägerelementen sich berührender Schichten winklig schneiden. Je nach Abstimmung von Trägerabstand, Trägerlage und Trägerlänge ergeben sich ein oder mehrere Kopplungsraster. Zur Erzielung einer Werkstoffverdichtung können die Anfangs- und/oder Endpunkte der Trägerelemente im Kreuzungsbereich ein- oder beidseitig in der Höhe verjüngt sein.
Das Material der Knotenpunkte (Berührungspunkte/flächen) kann von dem der Oberfläche der Trägerelemente abweichen.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Schichtwerkstoff besteht aus mindestens zwei übereinander angeordneten Schichten. Benachbarte Schichten stehen hierbei über Knotenpunkte (Berührungspunkte) in Kontakt miteinander. Benachbarte Schichten könnnen gleich oder verschieden ausgebildet sein. Insbesondere gibt es Ausführungsformen, bei denen Schichten unterschiedliche Materialeigenschaften besitzen.
Wie erwähnt, kann der Schichtwerkstoff eine schallabstrahlungsneutrale Endschicht aufweisen, um eine Abdeckung zur Verfügung zu stellen. Diese Endschicht kann beispielsweise aus dünnen Folien, Vliesen, Geweben, geschäumten flächigen Materialien bestehen. Die Abdeckung wirkt gegen mechanische Beanspruchungen und/oder Hitze/Kälte, aggressive Medien. Möglich ist auch, den Werkstoff zwischen zwei Flächen einzubauen.
Die Befestigung der einzelnen Schichten aneinander bzw. die Befestigung des Schichtwerkstoffes am flächigen schallabstrahlenden Element erfolgt vorzugsweise durch Kleben, hierbei insbesondere durch Schmelz-, Reaktions-, UVhärtende, Kontakt-, Haft-Klebesysteme. Eine Alternative hierzu stellt Ultraschallschweißen dar.
Der Schichtwerkstoff kann als Formteil oder als flächiges Halbzeug hergestellt werden. Entsprechende Zuschnitte können beispielsweise durch Laser- oder Wasserstrahlschneidetechniken hergestellt werden.
Als bevorzugtes Material für die Trägerelemente finden Elastomere Verwendung, insbesondere aus plastischen, nicht fließenden, speziell Polyisobutyl.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: eine räumliche Ansicht einer ersten Ausführugnsform eines aus mehreren Schichten bestehenden Schichtwerkstoffteiles;
Figur 2: eine zweite Ausführungsform eines aus mehreren Schichten bestehenden Schichtwerkstoffteiles;
Figur 3: eine Queransicht des Teiles der Figur 2;
Figur 4: eine Längsansicht des Teiles der Figur 2;
Figur 5: eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Schichtwerkstoffteiles;
Figur 6: eine Draufsicht auf noch eine weitere Ausführungsform eines Schichtwerkstoffteiles;
Figur 7: eine vergrößerte räumliche Detailansicht eines Schichtwerkstoffteiles, das im wesentlichen der Ausführungsform von Figur 1 entspricht;
Figur 8a-g: sieben verschiedene Ausführungsformen eines Schichtwerkstoffes im Schnitt;
Figur 9a-k: elf verschiedene Ausführungsformen von Trägerelementen für Schichtwerkstoffe;
Figur 10: eine räumliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Schichtwerkstoffteiles; und
Figur 11: eine räumliche Ansicht noch einer weiteren Ausführungsform eines Schichtwerkstoffteiles.

Das in Figur 1 in räumlicher Ansicht dargestellte Schichtwerkstoffteil besitzt Rechteckform und besteht aus fünf übereinander angeordneten Schichten, die jeweils aus gitterförmig angeordneten Trägerelementen 1 und 2 bestehen, welche rechtwinklig zueinander angeordnet sind und an ihren Kreuzungsstellen Knotenpunkte 3 bilden. Benachbarte Schichten stehen miteinander über ihre Knotenpunkte 3 in Kontakt.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Schichtwerkstoffteil in Längs- und Querrichtung leicht gekrümmt ausgebildet ist. Auch bei dieser Ausführungsform sind mehrere Schichten aus sich rechtwinklig kreuzenden Trägerelementen 2, 3 übereinander angeordnet, wobei im mittleren Bereich des Teiles mehr Schichten übereinander angeordnet sind als in dem Randbereich 4. Die Seitenansicht der Figur 3 zeigt, daß im mittleren Bereich sieben Schichten übereinander angeordnet sind, während dies in den Randbereichen 4 nur noch vier sind. Die Seitenansicht der Figur 4 zeigt die gleiche Ausführungsform, wobei hier jedoch der in Figur 4 rechte Endbereich die gleiche Anzahl von Schichten wie der mittlere Bereich aufweist. Auch bei dieser Ausfüh-rungsform setzen sich die Schichten aus gitterförmig ange-ordneten Trägerelementen 1, 2 zusammen, die sich unter einem rechten Winkel schneiden. Über die entsprechenden Knotenpunkte 3 stehen benachbarte Schichten miteinander in Kontakt.
Bei der Ausführungsform der Figur 5 erstrecken sich die Trägerelemente 1 einer Schicht kreisförmig, während die Trägerelemente 2 dieser Schicht radial verlaufen. Auch hierbei werden wiederum Knotenpunkte 3 gebildet.
Figur 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der sich die Trägerelemente 1 einer Schicht spiralförmig bzw. evolventenförmig erstrecken, während die anderen Trägerelemente 2 dieser Schicht radial verlaufen. Auch hier werden wiederum Knotenpunkte 3 gebildet.
Bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform sind insgesamt sieben Schichten übereinander angeordnet. Eine Schicht besteht aus einer Schar von Trägerelementen 1, 2, die bei dieser Ausführungsform in einer Schicht parallel und mit Abstand voneinander angeordnet sind. Die Trägerelemente benachbarter Schichten sind rechtwinklig zueinander angeordnet. Hierbei ergeben sich somit Knotenpunkte 3 an den Berührungspunkten der Trägerelemente benachbarter Schichten 6. Bei 5 ist eine schräg angeordnete Verstrebung dargestellt, die zur Stabilisierung des Schichtwerkstoffes dient. Des weiteren sind bei 6 Unterstützungspunkte gezeigt, um die Spannweite der Trägerelemente zwischen zwei Kontaktpunkten zu verringern. Für diese Unterstützungspunkte 6 stehen die gleichgerichteten Trägerelemente 2 miteinander in Kontakt.
Figur 8 zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele des Aufbaus des Schichtwerkstoffs. Bei der Ausführungsform der Figur 8a sind die Trägerelemente 1, 2 einer Schicht parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordnet. Die Trägerelemente benachbarter Schichten sind rechtwinklig zuein-ander angeordnet, so daß sich der in Figur 8a dargestellte Schichtaufbau ergibt. Figur 8a entspricht auch einem Fall, bei dem Folien zwischen den Trägerelementen der einzelnen Schichten angeordnet sind.
Bei Figur 8b ist im wesentlichen der gleiche Aufbau gewählt, wobei auch hier die Trägerelemente 1, 2 benachbarter Schichten rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
Bei der Ausführungsform der Figur 8c sind die Trägerelemente an den Kontaktpunkten verjüngt, so daß sich ein engerer Abstand von benachbarten Schichten ergibt.
Bei der Ausführungsform der Figur 8d ist der Schichtwerkstoff gekrümmt ausgebildet, wobei diese Krümmung in jeder einzelnen Schicht ausgeprägt ist.
Die Ausführungsform der Figur 8e zeigt gegeneinander verschobene Trägerelemente von verschiedenen Schichten.
Gemäß Figur 8f sind Verstrebungen 5 als gesonderte Überleitungsträger vorgesehen.
Schließlich zeigt die Ausführungsform der Figur 8g eine Schichtung unterschiedlicher Höhe, die in den Randbereichen geringer ist als im Mittelbereich.
Figur 9 zeigt verschiedene Querschnittskonturen von Trägerelementen, wobei Figur 9k eine Längsansicht eines Trägerelementes zeigt, das sich über seine Länge aus unterschiedlichen Materialien zusammensetzt.
Figur 9a zeigt eine rechteckige und eine elliptische Querschnittsform. Figur 9b zeigt eine quadratische, kreisförmige, sechseckige und tropfenförmige Querschnittsform. Figur 9c zeigt eine hohle Querschnittsform, während Figur 9d eine Querschnittsform aus Vollmaterial zeigt.
Gemäß Figur 9e setzt sich der Querschnitt aus einer Vielzahl von Einzelfäden bzw. Einzelfasern zusammen, so daß sich die Form einer "Litze" (eines Bündels) ergibt. Gemäß Figur 9f besteht der Querschnitt aus einem Mantel und einer Seele. Bei Figur 9g sind gasförmige Einschlüsse in der Form von Blasen oder Röhren vorgesehen. Gemäß Figur 9h sind feste bzw. flüssige Einschlüsse in der Form von Körnern, Splittern, Fäden, Fasern, Kugeln etc. vorgesehen. Die Ausführungsformen der Figuren 9i und 9j zeigen unterschiedliche Materialien in einem Querschnitt.
Schließlich zeigen die Figuren 10 und 11 zwei schematische räumliche Darstellungen von weiteren Ausführungsformen von Schichtwerkstoffen, wobei in Figur 10 der Schichtwerkstoff aus mehreren Schichten gebildet wird, in denen die Trägerelemente teilweise gleiche und unterschiedliche Winkellagen einnehmen. Figur 11 zeigt einen Fall, bei denen die Trägerelemente der unterschiedlichen Schichten im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Berührungspunkte können über elektromechanische Elemente realisiert werden.
Bei sich bewegenden (drehenden) Teilen kann der Werkstoff über Positionierungshilfen angebracht werden.
zweckmäßigerweise können die stabförmigen Trägerelemente auch aus mehreren Schichten bestehen, d.h. Laminate darstellen.

Claims

Schichtwerkstoffteil zur Verbindung mit insbesondere flächigen schallabstrahlenden Elementen zur Beeinflussung des Schwing-, Abstrahl- und/oder Klangverhaltens derselben, das mindestens zwei übereinander angeordnete und miteinander verbundene Schichten (6) je aus mit Abstand parallel oder winklig zueinander angeordneten Trägerelementen (1, 2) umfasst, deren Anfangs- und Endpunkte mit anderen Trägerelementen (1, 2) oder mit einem schallabstrahlenden Element verbindbar sind und die mit winklig hierzu angeordneten Trägerelementen (1, 2) der gleichen Schicht (6) und/oder einer benachbarten Schicht (6) über Berührungspunkte (3) in Kontakt stehen, wobei das Material der Trägerelemente (1, 2) plastisch, plasto-elastisch oder elastisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (1, 2) als Stäbe ausgebildet sind, deren Querschnittsabmessungen bei 0,01 bis 10 mm (Durchmesser bzw. größte Querschnittsabmessung) liegen, und dass der Abstand von Berührungspunkt (3) zu Berührungspunkt (3) größer ist als die größte Querschnittsabmessung der Trägerelemente (1, 2).
Schichtwerkstoffteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (1 bzw. 2) einer Schicht (6) in geraden oder knickenden Linien angeordnet sind, die parallele oder winklige Scharen bilden.
Schichtwerkstoffteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente einer Schicht gitterförmig angeordnet sind.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Trägerelemente (1, 2) aufweisenden Schichten (6) eine schallabstrahlungsneutrale Zwischenschicht angeordnet ist.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine schallabstrahlungsneutrale Endschicht aufweist.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Besührungspunkte (3) eine Beschichtung aufweisen.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Besührungspunkte (3) verjüngt sind.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Trägerelemente (1, 2) im Querschnitt rund, elliptisch, vieleckig in unregelmäßiger oder regelmäßiger Weise ausgebildet sind.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelemente (1, 2) im Querschnitt voll, hohl und/oder beschichtet ausgebildet sind.
Schichtwerkstoffteil nach einem der voranangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelemente aus Einzelfäden bzw. Einzelfasern bestehen oder solche aufweisen.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelemente (1, 2) Einschlüsse aus gasförmigen, festen und/oder flüssigen Materialien besitzen.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelemente in sich elektro-mechanische Elemente (Aktoren/Reaktoren) aufweisen.
Schichtwerkstoffteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabstrahlungsneutrale Zwischenschicht elektrische Leiter, elektrische Anschlüsse und/oder elektromechanische Elemente enthält.
Schichtwerkstoffteil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromechanischen Elemente Bewegungen senkrecht und/oder parallel zu dem entsprechenden Punkt des Flächenelementes ausführen und/oder aufnehmen.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Trägerelemente allgemein, statistisch oder periodisch homogen ist.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichet, daß die Trägerelemente in Längsrichtung Segmente mit unterschiedlichen Eigenschaften aufweisen.
Schichtwerkstoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Trägerelemente (1, 2) aus mehreren Schichten bestehen.