EP1955317A2 - Schallschutzwand zur schallisolierung eines maschinenraumes, insbesondere einer papiermaschine - Google Patents

Schallschutzwand zur schallisolierung eines maschinenraumes, insbesondere einer papiermaschine

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Publication number
EP1955317A2
EP1955317A2 EP06794002A EP06794002A EP1955317A2 EP 1955317 A2 EP1955317 A2 EP 1955317A2 EP 06794002 A EP06794002 A EP 06794002A EP 06794002 A EP06794002 A EP 06794002A EP 1955317 A2 EP1955317 A2 EP 1955317A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sound
wall according
cavity
sheet
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06794002A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Graf-Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1955317A2 publication Critical patent/EP1955317A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects

Definitions

  • Soundproofing wall for soundproofing of a machine room, in particular one
  • the invention relates to a soundproofing wall for sound insulation or sound absorption of a machine room with a machine for producing, finishing and / or processing a moving material web, in particular a paper machine room.
  • the present invention relates to a paper machine with such a soundproof wall.
  • EP 1 160 500 A1 describes a shielding device comprising a plurality of shielding walls attached to transverse and / or longitudinal beams of the machine frame of a paper machine or the like and extending over a plurality of successive process sections Shielding walls are advantageously displaced in the longitudinal direction of the machine.
  • Each shielding wall is made of a thin-walled material, such as aluminum sheet, plastic or composite material with a thickness of 2 to 5 millimeters.
  • the inside or back is provided with a sound-insulating material.
  • the German Gebrausmuster DE 297 18 392 U1 describes a personal sound insulation system for web-fed rotary presses, in particular for printing presses.
  • sound-absorbing elements are designed in this utility model disclosed consisting of a solid sheet, an absorber material, usually a mineral fiber product, and a perforated plate as a mechanical protection of the absorber. Either the perforated plate faces the noise emitting machine so that the absorber material absorbs the noise, or the solid plate faces the machine so that the sound waves are reflected at the solid plate.
  • the hood has a double-walled construction, consisting of an inner wall and an outer wall, wherein between the two walls, an air channel is formed through which hot air is passed into the engine room.
  • the inner wall may for example be provided with openings through which the hot air passes.
  • the conventional soundproofing devices can be classified into two types.
  • the first type includes closed, moisture and dirt resistant surfaces that reflect sound waves from the machine.
  • the second type has open surfaces with sound absorbing materials such as fibers, foams or fabrics that do not substantially reflect the sound waves but absorb them.
  • a disadvantage of these sound-absorbing surfaces is that they are sensitive to moisture and dirt, because the sound-absorbing materials absorb moisture and dirt from the engine room, whereby their absorption capacity is reduced or impossible, and resulting in a necessary replacement of the absorbent materials in regular , leads to comparatively short intervals.
  • Known sound-absorbing soundproof walls are therefore not suitable for use in the "wet" lots of paper machines such as the headbox, the wire and the press section.
  • the invention has for its object to present a soundproofing wall for sound insulation of a machine room, which has a water and dirt insensitive, the engine room facing surface and at the same time allows effective sound absorption.
  • the soundproofing wall according to the invention for soundproofing a machine room, in which a machine for producing, finishing and / or processing a moving material web is arranged, has a planar element with an outer surface made of a water and dirt-resistant material.
  • planar element is to be understood as meaning any element which has a flat surface which is suitable for enclosing the machine room or the machine at least partially in the circumferential direction, whereby the planar element or its surface can either be completely flat or substantially be flat or curved or spherical, for example, such that it has a concave or convex curvature.
  • the soundproof wall according to the invention further has an inner surface which is opposite to the outer surface, that is, the two surfaces are arranged on opposite sides of the sheet-like element.
  • a plurality of through holes in the form of holes or slots is provided which extend completely through the planar element.
  • the holes can have any desired shape, for example round, circular, oval or angular.
  • the holes are designed as circular holes or as slots, with different hole shapes can be combined.
  • the soundproof wall has a cavity which is filled with air in such a way that it contains a stationary volume of air.
  • stationary air volume any air volume to which no continuous and defined flow is imposed, that is, with the exception of vibrations and, for example thermal circulation flows within the air volume, the air volume is unmoved.
  • the soundproof wall according to the invention has a housing which consists of a front side, a rear side and at least one side part, wherein these sides and the at least one side part are preferably formed as flat plates and enclose the cavity.
  • the front side may comprise the planar element or be completely formed by this.
  • planar element and / or the outer surface thereof may be completely or substantially completely flat.
  • the housing completely seals the cavity except for the passage openings and in particular one or a plurality of drainage openings or encloses the cavity, the drainage openings being formed in particular in the lower side part,
  • the cavity is delimited by the inner surface of the planar element, so that the cavity is in a flow-conducting or air-conducting connection by means of the passage openings with the outside of the sheet-like element and thus the engine room.
  • Airborne sound vibrations on the side of the outer surface, that is, in the engine room, can thus by a swinging air flow through the passage openings through the air volume in the cavity to vibrate, so that on the one hand the air volume oscillates in the cavity, and on the other hand swinging air from the air volume through the through holes out of the cavity and into it flows.
  • the through-holes when embodied as holes, in particular as circles, have a diameter of less than 0.1 meter, and if they are designed as slots, they have a width of advantageously less than 0, 1 meter up.
  • the width is to be understood as the width perpendicular to the longitudinal axis of the slots.
  • the length of the slots in the direction of the longitudinal axis may also be limited, for example to 0.5 meters, 0.3 meters or a maximum of 0.1 meters.
  • advantageously smaller limiting values may be provided, for example 1 centimeter, 0.5 centimeter or 1 millimeter.
  • the limit may also be in the micrometer range, for example between 1 and 10 microns.
  • the soundproofing wall according to the invention is particularly insensitive to moisture or dirt, and the outer surface can also be easily cleaned become. Nevertheless, not only one or in special cases no sound wave reflection occurs on the outer surface, but the soundproof wall absorbs the sound due to the passage openings provided in the planar element.
  • the passage openings may also be located on the side of the soundproofing wall facing away from the noise source. In this case, then the volume of air in the cavity and the closed surface of the noise source faces, in order to reduce the reverberation time in the surrounding space.
  • the outer surface of the sheet-like element may be formed, for example, of plastic, wood or metal. Either the flat element can be coated with a suitable material or completely formed from such a material. It is also a multi-layered design of the sheet element into consideration, in which case advantageously at least the outer layer, the that layer which forms the outer surface is made of one of the named materials.
  • the outer surface of the sheet member is advantageously free of a fibrous, foam and / or fabric-like material.
  • the acoustic properties of the soundproofing wall according to the invention are such that in principle no fibrous, foamed and / or fabric-like materials are required for airborne sound absorption.
  • a combination with fibers, foams or fabrics is possible, in particular if they are arranged in the cavity of the soundproof wall, which also absorbs the volume of air that is excited by the sound waves to vibrate.
  • the volume of air on its front side is limited by the planar element with the passage openings and on its opposite rear side by the sound-absorbing material.
  • the thickness of the planar element which is designed in particular as a flat plate, for example, be 0.1 millimeters to 500 millimeters.
  • the cavity located behind the planar element can either be empty, that is to say be filled exclusively with air or additionally comprise airborne sound absorbing materials.
  • the resulting Helmholtz resonator group converts sound energy into heat energy, thus producing airborne sound absorption.
  • the main characteristics of the sound insulation wall are described by the acoustic parameters sound absorption ("sound absorption level”) and sound insulation ("insulation degree”).
  • the frequency characteristic of the sound absorption coefficient of the soundproofing wall can be adapted to the frequency characteristic of the sound pressure emission of the sound emitting areas of the engine room, in a paper machine, for example, the headbox, the screen and / or the press section, that is in the frequency range of the maximum sound pressure emissions of the sound-emitting Areas, in particular of paper machines, the sound absorption coefficient of the soundproofing wall should be as high as possible.
  • the structure of the soundproof wall or of the planar element can be single-shelled, double-shelled or multi-shelled.
  • the soundproof wall or parts thereof can be made easy and movable for better accessibility of the machine room and for better handling. Access to the sound-emitting areas can thus be safely ensured.
  • the soundproof wall or parts thereof may, for example, be liftable or rotatable, displaceable, foldable or hinged (advantageously upwards or to the side). The installation of see-through elements (for example windows) in the soundproof wall is possible.
  • the soundproofing wall according to the invention effects a substantial reduction in the sound pressure level in the environment of, for example, paper machines, in particular in the vicinity of moist or wet noise areas, such as the head box, the wire section and the press section of paper machines.
  • the soundproof wall according to the invention can be classified primarily in the group of resonance absorbers. With an additional provision of the described sound-absorbing materials in the cavity, the absorption effect is extended by the group of porous absorbers.
  • resonance absorbers In general, under resonance absorbers, mass-spring type resonance systems are used
  • Cross-sectional constriction in this case, for example, the hole, gap or slot in the sheet-like element
  • the spring by an air volume behind it
  • Paper machine noise matched ratio of hole diameter or slot geometry, plate thickness (thickness of the sheet element) and the underlying air volume.
  • Substantial influence on the resonance curve can have porous absorbers installed in the resonator volume.
  • porous absorbers can be explained as follows: Excited by the alternating pressure of a sound wave, the air molecules in the pores of the absorber material oscillate back and forth. The flow around the fibers or the flow through the pores causes viscous frictional forces. By deflections and constrictions or extensions between the fibers or pores occur pulse losses, causing absorption of higher frequencies. Lower frequencies are absorbed as a result of the heat exchange between the compressed and dilated air and the fiber material (isothermal rather than adiabatic compression of the air).
  • Advantageous for a good sound absorption is an optimally matched to the surrounding sound field (for example paper machine noise) specific flow resistance of the porous material.
  • films or membranes between the sheet member with the through holes and the rear end of the air volume in particular an additional fiber, foam and / or fabric-like sound-absorbing material can be inserted.
  • Such films or membranes in the air volume additionally act as moisture protection for the underlying absorption material and, as shown, can absorb particularly low-frequency sound vibrations.
  • the surfaces of the soundproof wall as set forth, for example, the sheet-like element and an advantageously provided housing and / or in the
  • Cavity inserted absorbent material can, but need not be even.
  • Curved or spherical embodiments (convex or concave) of the surfaces can lead to an improvement of the acoustic absorption, reflection or insulation properties.
  • Figure 1 shows: in cross-section the inventive soundproof wall for a machine within a machine room
  • FIG. 2 shows a plan view of one side of the soundproof wall, viewed from the machine room
  • FIG. 1 schematically shows a machine room 1 with a machine 2, for example a paper or cardboard machine.
  • the engine room 1 is limited at least on one side, advantageously on several or all sides, by a soundproof wall according to the invention and thus sound-insulated.
  • a soundproof wall according to the invention and thus sound-insulated.
  • the soundproof wall has a planar element 3, which faces in the embodiment shown with its outer surface 4 the machine room 1 and the machine 2 and thus the noise source.
  • the sheet-like element 3 has a plurality of passage openings 6, which connect its outer surface 3 with its oppositely disposed inner surface 5.
  • the inner surface 5 delimits the machine room 1 or the machine 2 facing side of a cavity 7 completely, which is completely enclosed by the housing 9 of the soundproof wall.
  • Housing 9 a front side, which is formed by the sheet-like element 3, an opposite and parallel or not parallel to the front side arranged rear side, and, due to the rectangular cross-section of the cavity 7, four side parts, the front side with the back along the outer periphery connect the sound insulation wall together.
  • the soundproof wall is, for example, hexagonal.
  • the soundproof wall on four side parts and has a single cavity 7.
  • an air volume is provided adjacent to the inner surface 5 of the sheet member 3, and the remaining part of the cavity 7 is filled by an absorbent material 8, such as a fiber, foam and / or fabric material.
  • the absorption material on the sheet-like element 3 or to completely fill the cavity 7 with it.
  • the lower side part of the housing 9 has a drainage opening 10, through which moisture that enters the cavity 7, can drain.
  • FIG. 2 shows a plan view of the planar element 3 from FIG.
  • the plan view is shown from the engine room 1, or seen from the machine 2.
  • various forms of through-holes 6 are exemplified, as they can be used, inter alia, in the soundproof wall according to the invention each alone or in combinations.
  • the illustrated examples of the shapes of through holes 6 include circular through holes, slit-shaped Through openings, which extend over the entire width or height of the soundproof wall, openings in the form of short slits, which are provided diagonally in the soundproof wall, or which are provided horizontally or vertically in the soundproof wall.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schallschutzwand zur Schallisolierung eines Maschinenraumes mit einer Maschine zur Herstellung, Veredelung und/oder Verarbeitung einer laufenden Materialbahn, insbesondere eines Papiermaschinenraumes, mit einem flächigen Element, das eine äußere Oberfläche aus einem wasser- und schmutzunempfindlichen Material und eine innere, der äußeren Oberfläche entgegengesetzte Oberfläche aufweist. In dem flächigen Element ist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen in Form von Löchern oder Schlitzen vorgesehen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schallschutzwand einen Hohlraum aufweist, der mit einem stationären Luftvolumen gefüllt ist und durch die innere Oberfläche des flächigen Elementes begrenzt wird, so dass Luftschwankungen auf der Seite der äußeren Oberfläche durch die Durchgangsöffnungen das Luftvolumen in dem Hohlraum zum Schwingen aus dem Hohlraum heraus und in diesen hinein anregen.

Description

Schallschutzwand zur Schallisolierung eines Maschinenraumes, insbesondere einer
Papiermaschine
Die Erfindung betrifft eine Schallschutzwand zur Schallisolierung oder Schallabsorption eines Maschinenraumes mit einer Maschine zur Herstellung, Veredelung und/oder Verarbeitung einer laufenden Materialbahn, insbesondere eines Papiermaschinenraumes. Gemäß einer besonderen Ausführung betrifft die vorliegende Erfindung eine Papiermaschine mit einer solchen Schallschutzwand.
Der Automatisierungsgrad und die Bahngeschwindigkeiten von Maschinen zur Herstellung, Veredelung und/oder Verarbeitung einer laufenden Materialbahn, insbesondere von Papiermaschinen, werden zunehmend gesteigert. Dies führt dazu, dass die Maschinen immer lauter werden, das heißt die Lärmemission nimmt zu. Gleichzeitig werden die vom Gesetzgeber vorgegebenen maximal zulässigen Werte für die Lärmemission vermindert. Insbesondere diese Kombination erfordert für neue Papiermaschinen oder auch für bestehende Papiermaschinen die Installation von Lärmschutzvorrichtungen, insbesondere in Form von Schallschutzwänden.
Die europäische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer EP 1 160 500 A1 beschreibt eine Abschirmvorrichtung, die eine Vielzahl von Abschirmwänden umfasst, die an Quer- und/oder Längstraversen des Maschinengestells einer Papiermaschine oder dergleichen angebracht sind, und welche über mehrere aufeinander folgende Prozessabschnitte reichen, wobei die Abschirmwände vorteilhaft in Längsrichtung der Maschine verschiebbar sind. Jede Abschirmwand ist aus einem dünnwandigen Material, wie Aluminiumblech, Kunststoff oder Verbundwerkstoff mit einer Stärke von 2 bis 5 Millimeter gefertigt. Die Innenseite beziehungsweise Rückseite ist mit einem schallisolierenden Material versehen.
Das deutsche Gebrausmuster DE 297 18 392 U1 beschreibt ein personenbezogenes Schallschutzsystem für Rollenrotationsmaschinen, im einzelnen für Druckmaschinen. Dabei werden in diesem Gebrauchsmuster schallabsorbierend ausgelegte Elemente offenbart, die aus einem Vollblech, einem Absorbermaterial, in der Regel ein Mineralfaserprodukt, und einem Lochblech als mechanischer Schutz des Absorbers bestehen. Entweder wird das Lochblech der lärmemittierenden Maschine zugewandt, so dass das Absorbermaterial den Lärm absorbiert, oder das Vollblech wird der Maschine zugewandt, so dass die Schallwellen an dem Vollblech reflektiert werden.
Die internationale Veröffentlichung WO 96/34145 beschreibt eine Haube für eine Papiermaschine, mittels welcher Warmluft in den Maschinenraum geleitet wird. Hierzu weist die Haube einen doppelwandigen Aufbau auf, bestehend aus einer Innenwand und einer Außenwand, wobei zwischen den beiden Wänden ein Luftkanal ausgebildet ist, durch welchen Warmluft in den Maschinenraum geleitet wird. Dabei kann die Innenwand beispielsweise mit Öffnungen versehen sein, durch welche die Warmluft hindurchtritt.
Weitere Maschinenverkleidungen zur Schalldämpfung werden in den Dokumenten DE 90 07 329 U1 , DE 197 42 787 A1 und DE 41 05 033 A1 offenbart.
Die herkömmlichen Schallschutzvorrichtungen lassen sich in zwei Typen klassifizieren. Der erste Typ umfasst geschlossene, feuchtigkeits- und schmutzunempfindliche Oberflächen auf, die die Schallwellen aus der Maschine reflektieren. Der zweite Typ weist offene Oberflächen mit schallabsorbierenden Materialien wie Fasern, Schäumen oder Geweben auf, die die Schallwellen im wesentlichen nicht reflektieren, sondern absorbieren. Als nachteilig ist an diesen schallabsorbierenden Oberflächen jedoch anzusehen, dass sie feuchtigkeits- und schmutzempfindlich sind, weil die schallabsorbierenden Materialien die Feuchtigkeit und den Schmutz aus dem Maschinenraum aufnehmen, wodurch ihre Absorptionsfähigkeit vermindert oder unmöglich wird, und was zu einem notwendigen Austausch der Absorptionsmaterialien in regelmäßigen, vergleichsweise kurzen Intervallen führt. Bekannte schallabsorbierende Schallschutzwände sind daher für den Einsatz in den „nassen" Partien von Papiermaschinen wie dem Stoffauflauf, der Sieb- und der Pressenpartie nicht geeignet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schallschutzwand zur Schallisolierung eines Maschinenraums darzustellen, welche eine wasser- und schmutzunempfindliche, dem Maschinenraum zugewandte Oberfläche aufweist und zugleich eine wirkungsvolle Schallabsorption ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Schallschutzwand mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Schallschutzwand zur Schallisolierung eines Maschinenraumes, in welchem eine Maschine zur Herstellung, Veredelung und/oder Verarbeitung einer laufenden Materialbahn angeordnet ist, weist ein flächiges Element mit einer äußeren Oberfläche aus einem wasser- und schmutzunempfindlichen Material auf. Unter dem Begriff „flächiges Element" ist dabei jedes Element zu verstehen, das eine flächige Oberfläche aufweist, welche geeignet ist, den Maschinenraum beziehungsweise die Maschine wenigstens teilweise in Umfangsrichtung zu umschließen. Dabei kann das flächige Element beziehungsweise seine Oberfläche entweder vollständig eben beziehungsweise im wesentlichen eben oder gebogen beziehungsweise sphärisch ausgeführt sein, beispielsweise derart, dass es eine konkave oder konvexe Krümmung aufweist.
Die erfindungsgemäße Schallschutzwand weist ferner eine innere Oberfläche auf, welche der äußeren Oberfläche entgegengesetzt ist, das heißt die beiden Oberflächen sind auf entgegengesetzten Seiten des flächigen Elementes angeordnet.
In dem flächigen Element ist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen in Form von Löchern oder Schlitzen vorgesehen, welche vollständig durch das flächige Element hindurchreichen. Die Löcher können eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise rund, kreisrund, oval oder eckig ausgeführt sein. Insbesondere sind die Löcher als kreisrunde Löcher oder als Langlöcher ausgeführt, wobei verschiedene Lochformen miteinander kombiniert werden können. - A -
Erfindungsgemäß weist die Schallschutzwand einen Hohlraum auf, welcher derart mit Luft befüllt ist, dass er ein stationäres Luftvolumen beinhaltet. Unter stationärem Luftvolumen ist dabei jegliches Luftvolumen zu verstehen, dem keine kontinuierliche und definierte Strömung auferlegt ist, das heißt mit Ausnahme von Schwingungen und beispielsweise thermischen Kreislaufströmungen innerhalb des Luftvolumens ist das Luftvolumen unbewegt.
Die erfindungsgemäße Schallschutzwand weist ein Gehäuse auf, das aus einer Vorderseite, einer Rückseite und wenigstens einem Seitenteil besteht, wobei diese Seiten und das wenigstens eine Seitenteil vorzugsweise als flächige Platten ausgebildet sind und den Hohlraum umschließen. Die Vorderseite kann dabei das flächige Element umfassen oder durch dieses vollständig ausgebildet sein.
Das flächige Element und/oder die äußere Oberfläche desselben kann vollständig oder im wesentlichen vollständig eben ausgebildet sein.
Das Gehäuse dichtet den Hohlraum bis auf die Durchgangsöffnungen und insbesondere eine oder eine Vielzahl von Entwässerungsöffnungen vollständig ab bzw. umschließt den Hohlraum, wobei die Entwässerungsöffnungen insbesondere im unteren Seitenteil ausgebildet sind,
Der Hohlraum wird durch die innere Oberfläche des flächigen Elementes begrenzt, so dass der Hohlraum in einer strömungsleitenden beziehungsweise luftleitenden Verbindung mittels der Durchgangsöffnungen mit der Außenseite des flächigen Elementes und damit dem Maschinenraum steht. Luftschallschwingungen auf der Seite der äußeren Oberfläche, das heißt im Maschinenraum, können somit durch eine schwingende Luftströmung durch die Durchgangsöffnungen hindurch das Luftvolumen im Hohlraum zum Schwingen anregen, so dass einerseits das Luftvolumen im Hohlraum schwingt, und andererseits Luft aus dem Luftvolumen schwingend durch die Durchgangsöffnungen aus dem Hohlraum heraus und in diesen hinein strömt. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weisen die Durchgangsöffnungen, wenn sie als Löcher, insbesondere als Kreise ausgeführt sind, einen Durchmesser von weniger als 0,1 Meter auf, und wenn sie als Schlitze ausgeführt sind, weisen sie eine Breite von vorteilhaft weniger als 0,1 Meter auf. Als Breite ist dabei die Breite senkrecht zur Längsachse der Schlitze zu verstehen. Jedoch kann auch die Länge der Schlitze in Richtung der Längsachse begrenzt sein, beispielsweise auf 0,5 Meter, 0,3 Meter oder maximal 0,1 Meter. Anstelle der genannten Grenzwerte für die Durchmesser und/oder die Breite können vorteilhaft kleinere Grenzwerte vorgesehen sein, beispielsweise 1 Zentimeter, 0,5 Zentimeter oder 1 Millimeter. Der Grenzwert kann auch im Mikrometerbereich liegen, beispielsweise zwischen 1 und 10 Mikrometer.
Insbesondere, wenn die äußere Oberfläche des flächigen Elementes unmittelbar dem Maschinenraum zugewandt ist beziehungsweise das flächige Element in dieser Ausrichtung an der Maschine, beispielsweise einer Papiermaschine befestigt ist, ist die erfindungsgemäße Schallschutzwand besonders unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit oder Schmutz, und die äußere Oberfläche kann zudem leicht gereinigt werden. Trotzdem tritt an der äußeren Oberfläche nicht nur eine oder in Sonderfällen keine Schallwellenreflektion auf, sondern die Schallschutzwand absorbiert aufgrund der in dem flächigen Element vorgesehenen Durchgangsöffnungen den Schall.
Alternativ oder zusätzlich können auch auf der der Lärmquelle abgewandten Seite der Schallschutzwand sich die Durchgangsöffnungen befinden. In diesem Falle ist dann das Luftvolumen im Hohlraum und die geschlossene Oberfläche der Lärmquelle zugewandt, um die Nachhallzeit im umgebenden Raum zu reduzieren.
Die äußere Oberfläche des flächigen Elementes kann beispielsweise aus Kunststoff, Holz oder Metall ausgebildet sein. Entweder kann das flächige Element mit einem entsprechenden Werkstoff beschichtet oder vollständig aus einem solchen Werkstoff ausgebildet sein. Es kommt auch eine mehrschichtige Ausbildung des flächigen Elementes in Betracht, wobei dann vorteilhaft wenigstens die äußere Schicht, das heißt jene Schicht, die die äußere Oberfläche ausbildet, aus einem der genannten Werkstoffe ausgebildet ist.
Im Hinblick auf die Feuchtigkeits- und Schmutzunempfindlichkeit ist die äußere Oberfläche des flächigen Elementes vorteilhaft frei von einem faser-, schaum- und/oder gewebeartigen Material. Die akustischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schallschutzwand sind nämlich derart, dass grundsätzlich keine faser-, schäum- und/oder gewebeähnliche Materialien zur Luftschallabsorption benötigt werden. Eine Kombination mit Fasern, Schäumen oder Geweben ist jedoch möglich, insbesondere wenn diese in dem Hohlraum der Schallschutzwand angeordnet werden, welcher auch das Luftvolumen, das durch die Schallwellen zum Schwingen angeregt wird, aufnimmt. Insbesondere wird das Luftvolumen auf seiner Vorderseite durch das flächige Element mit den Durchgangsöffnungen und auf seiner entgegengesetzten Rückseite durch das schallabsorbierende Material begrenzt.
Die Dicke des flächigen Elementes, welches insbesondere als ebene Platte ausgeführt ist, kann beispielsweise 0,1 Millimeter bis 500 Millimeter betragen. Wie dargelegt, kann der hinter dem flächigen Element gelegene Hohlraum entweder leer, das heißt ausschließlich mit Luft befüllt sein oder zusätzlich luftschallabsorbierende Materialien umfassen. Die so entstandene Helmholtz-Resonatorgruppe wandelt Schallenergie in Wärmeenergie um und bewirkt so eine Luftschallabsorption.
Die wesentlichen Eigenschaften der Schallschutzwand werden durch die akustischen Parameter Schallabsorption („Schallschluckgrad") und Schalldämmung („Isoliergrad") beschrieben. Die Frequenzcharakteristik des Schallabsorptionsgrades der Schallschutzwand kann an die Frequenzcharakteristik der Schalldruckemission der schallemittierenden Bereiche der im Maschinenraum positionierten Maschine, bei einer Papiermaschine, beispielsweise des Stoffauflaufes, der Sieb- und/oder der Pressenpartie, angepasst sein, das heißt im Frequenzbereich der maximalen Schalldruckemissionen der schallemittierenden Bereiche, insbesondere von Papiermaschinen, sollte der Schallabsorptionsgrad der Schallschutzwand möglichst hoch sein. Wie dargelegt, kann der Aufbau der Schallschutzwand beziehungsweise des flächigen Elementes einschalig, zweischalig oder mehrschalig sein. Die Schallschutzwand beziehungsweise Teile derselben können zur besseren Zugänglichkeit des Maschinenraumes und zur besseren Handhabung leicht und beweglich gestaltet sein. Der Zugang zu den schallemittierenden Bereichen kann dadurch sicher gewährleistet bleiben. Die Schallschutzwand beziehungsweise Teile derselben können zum Beispiel heb- oder drehbar, verschiebbar, faltbar oder klappbar (vorteilhaft jeweils nach oben beziehungsweise zur Seite) sein. Der Einbau von Durchsichtelementen (beispielsweise Fenstern) in die Schallschutzwand ist möglich.
Die erfindungsgemäße Schallschutzwand bewirkt eine wesentliche Reduktion der Schalldruckpegel in der Umgebung von beispielsweise Papiermaschinen, insbesondere in der Umgebung von feuchten beziehungsweise nassen Lärmbereichen, wie dem Stoffauflauf, der Sieb- und der Pressenpartie von Papiermaschinen.
Die erfindungsgemäße Schallschutzwand lässt sich primär in die Gruppe der Resonanzabsorber einordnen. Bei einem zusätzlichen Vorsehen von den beschriebenen schallabsorbierenden Materialien im Hohlraum wird die Absorptionswirkung um die Gruppe der porösen Absorber erweitert.
Die Wirkungsweise von Resonanzabsorbern ist die folgende: Im allgemeinen werden unter Resonanzabsorbern Resonanzsysteme vom Typ Masse-Feder nach Art des
Helmholtzresonators verstanden. Dabei wird als Schwingmasse die Luft in einer
Querschnittsverengung (vorliegend zum Beispiel dem Loch, Spalt oder Schlitz in dem flächigen Element) und die Feder durch ein dahinterliegendes Luftvolumen
(vorliegend in dem Hohlraum der Schallschutzwand) definiert. Vorteilhaft für eine gute Schallabsorption ist ein optimal auf das umgebende Schallfeld (zum Beispiel mit
Papiermaschinenlärm) abgestimmtes Verhältnis von Lochdurchmesser beziehungsweise Schlitzgeometrie, Plattendicke (Dicke des flächigen Elementes) und dem dahinterliegenden Luftvolumen. Wesentlichen Einfluss auf die Resonanzkurve können im Resonatorvolumen installierte poröse Absorber haben.
Die Wirkungsweise von porösen Absorbern kann wie folgt dargelegt werden: Angeregt durch den Wechseldruck einer Schallwelle oszillieren die Luftmoleküle in den Poren des Absorbermaterials hin und her. Durch die Umströmung der Fasern beziehungsweise Durchströmung der Poren entstehen viskose Reibungskräfte. Durch Umlenkungen und Verengungen oder Erweiterungen zwischen den Fasern beziehungsweise Poren treten Impulsverluste auf, was eine Absorption höherer Frequenzen bewirkt. Tiefere Frequenzen werden infolge des Wärmeaustausches zwischen der komprimierten und dilatierten Luft und dem Fasermaterial (isotherme anstatt adiabatischer Kompression der Luft) absorbiert. Vorteilhaft für eine gute Schallabsorption ist ein optimal auf das umgebende Schallfeld (zum Beispiel Papiermaschinenlärm) abgestimmter spezifischer Strömungswiderstand des porösen Materials.
Der Fachmann kann durch Versuche einen optimalen Schallabsorptionsgrad durch Einstellen der oben genannten Parameter ermitteln.
Um eine Verbesserung der tieffrequenten Absorptionseigenschaften der erfindungsgemäßen Schallschutzwand zu erreichen, können Folien oder Membrane zwischen dem flächigen Element mit den Durchgangsöffnungen und dem hinteren Ende des Luftvolumens, insbesondere einem zusätzlichen faser-, schäum- und/oder gewebeartigen schallabsorbierenden Material eingefügt werden. Solche Folien oder Membrane im Luftvolumen wirken zusätzlich als Feuchtigkeitsschutz für das dahinterliegende Absorptionsmaterial und können, wie dargestellt, besonders tieffrequente Schallschwingungen absorbieren.
Die Oberflächen der Schallschutzwand, wie dargelegt beispielsweise des flächigen Elementes sowie eines vorteilhaft vorgesehenen Gehäuses und/oder des im
Hohlraum eingefügten Absorptionsmaterials können, aber müssen nicht eben sein.
Gebogene oder sphärische Ausführungsformen (konvex oder konkav) der Flächen, insbesondere periodisch gewölbte Oberflächen, das heißt Flächen die ein periodisches Muster mit Aussparungen und Vorsprüngen auf ihrer Oberfläche aufweisen, können zu einer Verbesserung der akustischen Absorptions-, Reflektions- oder Dämmeigenschaften führen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert werden.
Figur 1 zeigt: im Querschnitt die erfindungsgemäße Schallschutzwand für eine Maschine innerhalb eines Maschinenraumes
Figur 2 zeigt: eine Draufsicht auf eine Seite der Schallschutzwand, vom Maschinenraum aus betrachtet
In der Figur 1 ist schematisch ein Maschinenraum 1 mit einer Maschine 2, beispielsweise einer Papier- oder Kartonagenmaschine, dargestellt. Der Maschinenraum 1 wird wenigstens auf einer Seite, vorteilhaft auf mehreren oder allen Seiten, durch eine erfindungsgemäße Schallschutzwand begrenzt und damit schallisoliert. Selbstverständlich ist es möglich, die Schallschutzwand unmittelbar an der, in der oder neben der Maschine 2 anzuordnen, beispielsweise wie die im Dokument EP 1 160 500 A1 dargestellten Abschirmwände.
Die Schallschutzwand weist ein flächiges Element 3 auf, das bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit seiner äußeren Oberfläche 4 dem Maschinenraum 1 beziehungsweise der Maschine 2 und damit der Lärmquelle zugewandt ist. Das flächige Element 3 weist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 6 auf, welche seine äußere Oberfläche 3 mit seiner entgegengesetzt angeordneten inneren Oberfläche 5 verbinden.
Die innere Oberfläche 5 begrenzt die dem Maschinenraum 1 beziehungsweise der Maschine 2 zugewandte Seite eines Hohlraumes 7 vollständig, der durch das Gehäuse 9 der Schallschutzwand vollständig umschlossen wird. Dabei weist das Gehäuse 9 eine Vorderseite auf, die durch das flächige Element 3 gebildet wird, eine entgegengesetzt und parallel oder nicht parallel zu der Vorderseite angeordnete Rückseite und, aufgrund des rechteckigen Querschnittes des Hohlraumes 7, vier Seitenteile, welche die Vorderseite mit der Rückseite entlang des äußeren Umfangs der Schallschutzwand miteinander verbinden.
Anstelle von vier Seitenteilen könnten auch noch mehr Seitenteile vorgesehen sein, so dass die Schallschutzwand beispielsweise sechseckig ist.
Im vorliegenden Beispiel weist aber die Schallschutzwand vier Seitenteile auf und besitzt einen einzigen Hohlraum 7. Alternativ ist es jedoch möglich, den Hohlraum 7 zu unterteilen.
In dem Hohlraum 7 ist angrenzend an der inneren Oberfläche 5 des flächigen Elementes 3 ein Luftvolumen vorgesehen, und der restliche Teil des Hohlraumes 7 wird durch ein Absorptionsmaterial 8 ausgefüllt, beispielsweise ein Faser-, Schaum- und/oder Gewebematerial.
Alternativ ist es auch möglich, das Absorptionsmaterial am flächigen Element 3 anzuordnen oder auch den Hohlraum 7 damit vollständig auszufüllen.
Das untere Seitenteil des Gehäuses 9 weist eine Entwässerungsöffnung 10 auf, durch welche Feuchtigkeit, die in den Hohlraum 7 gelangt, ablaufen kann.
In der Figur 2 ist eine Draufsicht auf das flächige Element 3 aus Figur 1 dargestellt.
Die Draufsicht ist vom Maschinenraum 1 aus, beziehungsweise der Maschine 2 aus gesehen dargestellt. Dabei sind beispielhaft verschiedene Formen von Durchgangsöffnungen 6 dargestellt, wie sie unter anderem in der erfindungsgemäßen Schallschutzwand jeweils allein oder in Kombinationen verwendet werden können. Wie man sieht, umfassen die dargestellten Beispiele der Formen von Durchgangsöffnungen 6 kreisförmige Durchgangsöffnungen, schlitzförmige Durchgangsöffnungen, die über die gesamte Breite oder Höhe der Schallschutzwand reichen, Öffnungen in Form von kurzen Schlitzen, die diagonal in der Schallschutzwand vorgesehen sind, oder die waagerecht beziehungsweise senkrecht in der Schallschutzwand vorgesehen sind.
Bezugszeichenliste
1 Maschinenraum
2 Maschine
3 flächiges Element
4 äußere Oberfläche
5 innere Oberfläche
6 Durchgangsöffnung
7 Hohlraum
8 Absorptionsmaterial
9 Gehäuse
10 Entwässerungsöffnung

Claims

Patentansprüche
1. Schallschutzwand zur Schallisolierung eines Maschinenraumes (1 ) mit einer Maschine (2) zur Herstellung, Veredelung und/oder Verarbeitung einer laufenden Materialbahn, insbesondere eines Papiermaschinenraumes, mit einem flächigen Element (3), das eine äußere Oberfläche (4) aus einem wasser- und schmutzunempfindlichen Material und eine innere, der äußeren Oberfläche (4) entgegengesetzte Oberfläche (5) aufweist, wobei in dem flächigen Element (3) eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (6) in
Form von Löchern oder Schlitzen vorgesehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Schallschutzwand einen Hohlraum (7) aufweist, der mit einem stationären Luftvolumen gefüllt ist und durch die innere Oberfläche (5) des flächigen Elementes (3) begrenzt wird, so dass Luftschwankungen auf der Seite der äußeren Oberfläche (4) durch die Durchgangsöffnungen (6) das Luftvolumen in dem Hohlraum (7) zum Schwingen aus dem Hohlraum (7) heraus und in diesen hinein anregen.
2. Schallschutzwand gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (6) einen Durchmesser oder eine Breite von weniger als 0,1 m, insbesondere von weniger als 1 cm oder weniger als 1 mm aufweisen.
3. Schallschutzwand gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche (4) des flächigen Elementes (3) dem Maschinenraum (1 ) zugewandt ist.
4. Schallschutzwand gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche (4) des flächigen Elementes (3) vom Maschinenraum (1) abgewandt ist.
5. Schallschutzwand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche (4) des flächigen Elementes (3) aus Kunststoff, Holz oder Metall ausgebildet ist, wobei das flächige Element (3) insbesondere mit Kunststoff oder Metall beschichtet oder vollständig hieraus ausgebildet ist.
6. Schallschutzwand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche (4) des flächigen Elementes (3) frei von einem faser-, schäum- und/oder gewebeartigen Material ist.
7. Schallschutzwand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (7) neben dem Luftvolumen ein schallabsorbierendes Material (8), insbesondere Faser-, Schaum- und/oder Gewebematerial, beinhaltet.
8. Schallschutzwand gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das schallabsorbierende Material (8) auf der dem flächigen Element (3) entgegengesetzten Seite des Luftvolumens angeordnet ist.
9. Schallschutzwand gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das schallabsorbierende Material (8) auf der Seite des flächigen Elementes (3) angeordnet ist.
10. Schallschutzwand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallschutzwand ein Gehäuse (9) aufweist, das aus einer Vorderseite, einer Rückseite und wenigstens einem Seitenteil besteht, wobei diese Seiten und das wenigstens eine Seitenteil vorzugsweise als flächige Platten ausgebildet sind und den Hohlraum (7) umschließen, und die Vorderseite das flächige Element (3) umfasst oder durch dieses vollständig ausgebildet ist.
11. Schallschutzwand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (3) und/oder die äußere Oberfläche (4) desselben vollständig oder im wesentlichen vollständig eben ist.
12. Schallschutzwand gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) den Hohlraum (7) bis auf die Durchgangsöffnungen (6) und insbesondere eine oder eine Vielzahl von Entwässerungsöffnungen (10), wobei die letzteren insbesondere im unteren Seitenteil ausgebildet sind, vollständig abdichtet umschließt.
13. Schallschutzwand gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Durchgangsöffnungen (6) und dem schallabsorbierenden
Material (8), insbesondere in dem Luftvolumen, eine Folie und/oder eine Membran eingebracht ist.
14. Papiermaschine oder Kartonagenmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schallschutzwand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
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