WO2006077119A1 - Sound-absorbing box - Google Patents

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WO2006077119A1
WO2006077119A1 PCT/EP2006/000454 EP2006000454W WO2006077119A1 WO 2006077119 A1 WO2006077119 A1 WO 2006077119A1 EP 2006000454 W EP2006000454 W EP 2006000454W WO 2006077119 A1 WO2006077119 A1 WO 2006077119A1
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WO
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metal sheets
module
module according
sound
fastened
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/000454
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German (de)
French (fr)
Inventor
Helmut V. Fuchs
Norbert Rambausek
Karlheinz Bay
Peter BRANDSTÄTT
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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.)
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Publication date
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/82—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only
    • E04B1/84—Sound-absorbing elements
    • E04B1/86—Sound-absorbing elements slab-shaped
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • E04B1/84—Sound-absorbing elements
    • E04B2001/8423—Tray or frame type panels or blocks, with or without acoustical filling
    • E04B2001/8442—Tray type elements

Definitions

  • the invention relates to a silencer box, which is designed as a hermetically sealed module for soundproofing with completely smooth, a cavity enclosing surface.
  • a silencer box which consists of a honeycomb structure within a frame / a tub, which are closed on one or both sides each with a perforated and a smooth unperforated membrane (Figure 2). At the edge of this built without any damping material membrane absorber in turn occurs the connection of the two membrane elements with the frame of the tub conspicuous in appearance.
  • EP 0750777 describes a film absorber constructed from a plurality of planar layers at a distance from each other.
  • the mounting of the foils and the regular or irregular cassetting to be arranged between the foils and a rigid wall boundary led to a very non-uniform appearance if one wanted to manufacture functional muffler boxes according to this construction manual.
  • cuboid silencer backdrop with sound absorbing filling is known.
  • Such cuboid silencer scenes are to be installed in gas channels or shafts for damping the flow noise. They include a sound-absorbing filling and a skin with which the filling is circumferentially covered and bound on all sides of the box. To the four are attached to the corners of the filling L-shaped corner reinforcement elements present stiffening the filling and the silencer backdrop.
  • the skin may consist of a foil strip or a glue binding.
  • Corner reinforcing elements can be designed as sheet metal angles, whose two legs are each provided with at least one claw element. With the claw element, the sheet metal angles are pressed into the filling with bias.
  • a novel muffler box in which the vibrating plates, membranes or foils do not rest on a frame, tub or otherwise Substructure be attached, but even by appropriate shaping and intermediate damping materials as spacers and the outer Form and at the same time form the soundproof frame.
  • It can be a hermetically sealed module for sound attenuation with completely smooth, a cavity enclosing surface form.
  • two quadrangular metal sheets are present, which in each case in at least two opposite edges bent in the same direction edges, wherein the two metal sheets are arranged enclosing a cavity. At the edges of the metal sheets there is a fastened or fastened connection between the metal sheets.
  • the resulting module is easy to handle and has a defined and limited installation depth.
  • a completed module can be designed visually appealing and thus be used in places where known sound absorbers do not meet the design requirements.
  • At least one further quadrangular metal sheet of the aforementioned kind is present. This holds the module, which has two enclosing a cavity metal sheets, from one side. This forms another cavity.
  • a further embodiment provides that the metal sheets have different basis weights.
  • the basis weights increase inwardly from the outer surface.
  • fastened or fastened connection is only positive. But it is also possible, the fastened or fastened connection is realized by gluing and / or screwing and / or riveting.
  • the cavities forming are at least partially filled with porous and / or fibrous damping material. This results in a constant depth of sound improved sound absorption.
  • Damping material are filled, that vibrations on the cavities enclosing surfaces, evoked by a sound field occurring on the
  • Damping material are transferable, and in the damping material by high internal friction into heat are convertible.
  • FIG 1 Conventionally constructed absorber for technical sound insulation
  • FIG. 1 Membrane absorber according to EP 0213 163 consisting of tub, honeycomb structure and perforated membrane
  • Figure 3 Square inner cable for soundproofing according to DE 43 12 883
  • Figure 4 composite plate resonator according to EP 0 811 097, consisting of vibrating plate, damping material, adhesive compound, rigid 'rear wall
  • Figure 6 View of a silencer box
  • Figure 7 Single-sided staggered constructed silencer box, preferably with porous / fibrous absorber in the interstices 9 to 11 with 12 to 14 increasing basis weight of the metal moldings
  • FIG. 8 Detail drawing of a corner point
  • Figure 9 flow channel with deflection and passive sound-absorbing deflection vanes in combination with the completed module according to the invention for broadband sound attenuation
  • the self-contained, completely hermetically sealed with a completely smooth surface compact absorber module 17 consists in the simplest case of 2, each double folded sheet metal plates 12, enclosing a cavity, so glued to the in Fig. 5, for example, 20 mm wide drawn bends, be screwed or riveted that an externally completely smooth-surfaced scenery, cassette or box is formed (Figure 6), the only at some of their preferably rectangular edges show at most tiny joints that easily by means of sealing material or filler, durable and, z. B. Also in connection with a surface coating all surfaces, virtually invisible can be closed. Alternatively, you can, also in conjunction with a decorative
  • the interior space 9, 10, 11 is filled with a material that participates in the various plate vibrations, but with high internal friction that the vibrations are converted into heat.
  • this damping material must have a certain flexibility, but - in contrast to conventional artificial mineral fibers or soft foams - does not need air movement on thin fibers or in small open pores to act as a damping.
  • the movement received by the plates can take place underneath and against one another due to the friction of layers of the filling material.
  • the inner Helmholtz resonator is omitted, compared to EP 0811097 certain bending waves on the vibrating plate and the attenuation of bent around the edges of the vibrating plate and thus penetrating into the damping material airborne sound waves omitted.
  • the basic module of the new product (FIG. 6) can be broadened and improved in its area of effect by further mass / spring systems of one or more sides on the other mass / spring systems: If successively lighter metal sheets, membranes or Foils set at a variable distance, the appearance remains basically the same. However, since the lower frequency components of the sound field pass the lighter panels almost unhindered and stimulate the heavier panel arranged behind it to resonate and thus absorb, creating an almost arbitrarily broadband effective sound absorber, if only enough (from the sound entry to the basic module of higher to ever lower frequencies, differently tuned) resonators one behind the other under a common cover accommodates, which at the same time the the most highly tuned resonator, which in turn forms everything around the closing envelope.
  • FIG. 9 shows an arrangement in which the silencer modules according to the invention are used in combination with a deflection 15.
  • the deflection 15 the flow coming from the right is deflected downwards.
  • Passive sound-absorbing deflecting vanes 16 are used for this purpose.
  • the inflowing gas first flows past the modules 17, with which an attenuation mainly of the low frequencies takes place.

Abstract

The invention relates to a hermetically sealed sound-absorbing module (12, 13, 14) that has a smooth surface all around, said surface enclosing a hollow space. The module (12, 13, 14) comprises two rectangular metal sheets, at least two opposite borders of which are provided with edges that are bent in the same direction. The metal sheets are disposed so as to enclose a hollow space (9, 10, 11), a fixed connection between the metal sheets being provided on the edges of the metal sheets.

Description

Patentanmeldung: Schalldämpferbox Patent application: silencer box
Anmelderin:applicant:
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e .V.Fraunhofer-Gesellschaft for the promotion of applied research e .V.
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Schalldämpferbox, welche als hermetisch abgeschlossenes Modul zur Schalldämpfung mit rundum glatter, einen Hohlraum umschließender, Oberfläche ausgebildet ist .The invention relates to a silencer box, which is designed as a hermetically sealed module for soundproofing with completely smooth, a cavity enclosing surface.
Stand der TechnikState of the art
Konventionell gefertigte Schallabsorber und Schalldämpfer mit einer üblichen Füllung aus porösem oder faserigem Dämpfungsmaterial treten mit einem mehr oder weniger stabilen Rahmen oder einer Art Wanne für dieses Luftschall absorbierende Material in Erscheinung (Figur 1) . Damit das Dämpfungsmaterial -mindestens teilweise- den - Luftschallwellen zugänglich bleibt , wird der zum Raum oder Kanal hin offene Teil des Rahmens/der Wanne mit einer Folie, einem Vlies oder/und einer perforierten Platte abgedeckt , die gleichzeitig einen gewissen Berührungs- und Abriebschutz darstellt . Derartigen Schallschutz- und Akustik-Erzeugnissen sieht man wegenConventionally manufactured sound absorbers and silencers with a conventional filling of porous or fibrous damping material appear with a more or less stable frame or a kind of tub for this airborne sound absorbing material (Figure 1). In order for the damping material - at least partially - the airborne sound waves remains accessible to the space or channel open part of the frame / the tub is covered with a film, a non-woven or / and a perforated plate, which also represents a certain contact and abrasion protection , Such soundproofing and acoustic products can be seen because of
• ihres inhomogenen Aufbaus ,• their inhomogeneous structure,
• ihrer unterschiedlichen Materialien, • ihrer verschieden strukturierten Oberflächen,• their different materials, • their differently structured surfaces,
• der äußerlich sichtbaren Verbindungselemente zwischen Rahmen/Wanne und akustisch transparenten Abdeckungen• the externally visible connecting elements between frame / tub and acoustically transparent covers
ihre schalltechnische Funktion oftmals störend an. Auch bei ihrer Handhabung stören die teilweise rauen Oberflächen und die kantigen Materialübergänge . Schließlich, und vor allem, lassen sich aber die dem Schallfeld transparent zugewandten Flächen, auch wenn sie in der Regel eben gestaltet sind, wegen ihrer Perforation oder Porosität kaum für die optische Gestaltung z . B . durch Schrift und Farbe nutzen, ohne die Funktion des Bauteils als Schallabsorber zu beeinträchtigen .Their sound technical function often disturbing. The sometimes rough surfaces and the angular material transitions also interfere with their handling. Finally, and above all, but the sound field transparent facing surfaces, even if they are usually flat, because of their perforation or porosity hardly for the optical design z. B. use by writing and color, without affecting the function of the component as a sound absorber.
Aus EP 0213163 ist eine Schalldämpfer-Box bekannt , die aus einer Wabenstruktur innerhalb eines Rahmens/einer Wanne besteht , die ein- oder beidseitig mit j eweils einer gelochten und einer glatten ungelochten Membran verschlossen werden (Figur 2) . Am Rand dieses ohne jedes Dämpfungsmaterial aufgebauten Membran-Absorbers tritt wiederum die Verbindung der beiden Membran-Elemente mit dem Rahmen der Wanne auffällig in Erscheinung.From EP 0213163 a silencer box is known, which consists of a honeycomb structure within a frame / a tub, which are closed on one or both sides each with a perforated and a smooth unperforated membrane (Figure 2). At the edge of this built without any damping material membrane absorber in turn occurs the connection of the two membrane elements with the frame of the tub conspicuous in appearance.
In DE 4312883 wird eine absorbierende Auskleidung für Schornsteine und Kamine beschrieben, die übliche zylindrische Schornstein-Innenzüge durch sogenannte Eckige Innenzüge ersetzt (Figur 3) . Ihre völlig glatte, aus ebenen Elementen fugenlos zusammengesetzte Oberfläche tritt aber allenfalls als Wandverkleidung (im Schornstein: weitgehend unsichtbar) in Erscheinung .In DE 4312883 an absorbent lining for chimneys and chimneys is described, the usual cylindrical chimney inner cables replaced by so-called square inner cables (Figure 3). Their completely smooth surface, seamlessly composed of flat elements but at best appears as a wall cladding (in the chimney: largely invisible) in appearance.
Die Patentschrift EP 0811097 beschreibt einen Platten- Resonator ähnlich dem im Eckigen Innenzug (Figur 3) , der ebenfalls bevorzugt als Wandverkleidung einzusetzen ist , bei welchem aber die Stirnflächen ähnlich wie die Frontflächen in Figur 1 Schallwellen zugänglich gemacht werden (Figur 4) . Auch hier treten unterschiedliche Materialien mit scharfen Übergängen deutlich in Erscheinung .The patent EP 0811097 describes a plate resonator similar to that in Eckigen inner cable (Figure 3), which is also preferably used as a wall covering, but in which the end faces similar to the front surfaces in Figure 1 sound waves are made available (Figure 4). Here, too, different materials with sharp transitions clearly appear.
Schließlich wird in EP 0750777 ein aus mehreren ebenen Schichten im Abstand zu einander aufgebauter Folien- Absorber beschrieben. Die Halterung der Folien und der zwischen den Folien und einer starren Wandbegrenzung anzuordnenden regelmäßigen oder unregelmäßigen Kassettierung führte wiederum zu einem sehr ungleichförmigen Erscheinungsbild, wollte man nach dieser Bauanleitung funktionsfähige Schalldämpfer-Boxen fertigen.Finally, EP 0750777 describes a film absorber constructed from a plurality of planar layers at a distance from each other. The mounting of the foils and the regular or irregular cassetting to be arranged between the foils and a rigid wall boundary in turn led to a very non-uniform appearance if one wanted to manufacture functional muffler boxes according to this construction manual.
Aus der DE 197 00 767 ist eine quaderförmige Schalldämpferkulisse mit Schall absorbierender Füllung bekannt . Derartige quaderförmige Schalldämpferkulissen sind in Gaskanäle oder Schächte zur Dämpfung der Strömungsgeräusche einzubauen. Sie umfassen eine Schall absorbierende Füllung und eine Haut , mit der die Füllung an allen Quaderschmalseiten umlaufend abgedeckt und gebunden ist . Zu dem sind vier an den Quaderecken der Füllung angebrachte L-förmige Eckverstärkungselemente vorhanden, welche die Füllung und die Schalldämpferkulisse versteifen. Die Haut kann dabei aus einem Folienstreifen oder einer Leimbindung bestehen. DieFrom DE 197 00 767 a cuboid silencer backdrop with sound absorbing filling is known. Such cuboid silencer scenes are to be installed in gas channels or shafts for damping the flow noise. They include a sound-absorbing filling and a skin with which the filling is circumferentially covered and bound on all sides of the box. To the four are attached to the corners of the filling L-shaped corner reinforcement elements present stiffening the filling and the silencer backdrop. The skin may consist of a foil strip or a glue binding. The
Eckverstärkungselemente können als Blechwinkel ausgeführt sein, deren beide Schenkel jeweils mit wenigstens einem Krallelement versehen sind. Mit dem Krallelement sind die Blechwinkel in die Füllung mit Vorspannung eingedrückt .Corner reinforcing elements can be designed as sheet metal angles, whose two legs are each provided with at least one claw element. With the claw element, the sheet metal angles are pressed into the filling with bias.
Aus der DE 25 13 946 sind Kulissenschalldämpfer für strömende Gase in Lüftungs- und Klimaanlagen mit einem rohrförmigen Kanal von vorzugsweise rechteckigem bzw. quadratischem Querschnitt bekannt . In diesem Kanal sind die mit Absorptionsmaterial ausgefüllten Kulissen eingesetzt . Sie teilen den Kanal in mehrere parallel zu einander verlaufende Strömungskanäle auf . Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie auf einer der beiden dem strömenden Gas zugekehrten Seite offen und auf der anderen geschlossen ausgebildet sind. Die Kulissen können aus kleineren, in Strömungsrichtung hintereinander anzuordnenden Teilkulissen gebildet sein.From DE 25 13 946 slotted silencer for flowing gases in ventilation and air conditioning systems with a tubular channel of preferably rectangular or square cross section are known. In this channel filled with absorbent material backdrops are used. They divide the channel into several parallel flow channels. They are characterized in that they are open on one of the two sides facing the flowing gas and closed on the other. The scenes can be formed from smaller, in the flow direction to be arranged behind the other part scenes.
Merkmale der neuartigen Schalldämpfer-BoxFeatures of the new silencer box
Unter Berücksichtigung des aktuellen Standes des Wissens und der Technik von Schallabsorbern auf der Basis von Platten-Resonatoren lässt sich eine neuartige Schalldämpfer-Box -beschreiben, bei welcher die schwingenden Platten, Membranen oder Folien nicht auf einem Rahmen, einer Wanne oder einer sonst wie gearteten Unterkonstruktion befestigt werden, sondern selbst durch entsprechende Formgebung und zwischengelagerte Dämpfungsmaterialien als Abstandshalter auch die äußere Form und gleichzeitig den schallundurchlässigen Rahmen bilden. Es lässt sich ein hermetisch abgeschlossenes Modul zur Schalldämpfung mit rundum glatter, einen Hohlraum umschließender Oberfläche, bilden. Dabei sind zwei viereckige Blechtafeln vorhanden, die an mindestens zwei gegenüberliegenden Rändern j eweils in die gleiche Richtung umgebogene Kanten aufweisen, wobei die beiden Blechtafeln einen Hohlraum umschließend angeordnet sind . An den Kanten der Blechtafeln ist eine befestigte oder befestigende Verbindung zwischen den Blechtafeln vorhanden.Taking into account the current state of knowledge and technology of plate resonator based sound absorbers, a novel muffler box can be described in which the vibrating plates, membranes or foils do not rest on a frame, tub or otherwise Substructure be attached, but even by appropriate shaping and intermediate damping materials as spacers and the outer Form and at the same time form the soundproof frame. It can be a hermetically sealed module for sound attenuation with completely smooth, a cavity enclosing surface form. In this case, two quadrangular metal sheets are present, which in each case in at least two opposite edges bent in the same direction edges, wherein the two metal sheets are arranged enclosing a cavity. At the edges of the metal sheets there is a fastened or fastened connection between the metal sheets.
Das sich so ergebende Modul ist leicht handhabbar und hat eine definierte und begrenzte Bautiefe zum Einbau. Ein abgeschlossenes Modul kann optisch ansprechend gestaltet werden und damit auch an Stellen eingesetzt werden, an denen bekannte Schallabsorber den gestalterischen Anforderungen nicht gerecht werden.The resulting module is easy to handle and has a defined and limited installation depth. A completed module can be designed visually appealing and thus be used in places where known sound absorbers do not meet the design requirements.
In einer Weiterbildung ist mindestens eine weitere viereckige Blechtafel der vorgenanten Art vorhanden . Diese fasst das Modul , welches zwei einen Hohlraum umschließende Blechtafeln aufweist , von einer Seite ein. Damit bildet sich ein weiterer Hohlraum aus .In a further development, at least one further quadrangular metal sheet of the aforementioned kind is present. This holds the module, which has two enclosing a cavity metal sheets, from one side. This forms another cavity.
Dadurch werden die Schalldämpfungseigenschaften bei moderater Erhöhung der Bautiefe verbessert .This improves the soundproofing properties with a moderate increase in overall depth.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Blechtafeln unterschiedliche Flächengewichte aufweisen. Vorzugsweise nehmen die Flächengewichte von der äußeren Oberfläche nach innen zu.A further embodiment provides that the metal sheets have different basis weights. Preferably, the basis weights increase inwardly from the outer surface.
Es ist möglich, dass die befestigte oder befestigende Verbindung nur formschlüssig erfolgt . Es ist aber auch möglich, die befestigte oder befestigende Verbindung durch eine Verklebung und/oder Verschraubung und/oder Vernietung verwirklicht ist .It is possible that the fastened or fastened connection is only positive. But it is also possible, the fastened or fastened connection is realized by gluing and / or screwing and / or riveting.
In einer Weiterbildung sind die sich ausbildenden Hohlräume zumindest teilweise mit porösem und/oder faserigem Dämpfungsmaterial gefüllt . Damit ergibt sich bei gleich bleibender Bautiefe eine verbesserte Schalldämpfung .In one development, the cavities forming are at least partially filled with porous and / or fibrous damping material. This results in a constant depth of sound improved sound absorption.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die sich ausbildenden Hohlräume des Moduls so mitAn advantageous embodiment of the invention provides that the forming cavities of the module so with
Dämpfungsmaterial gefüllt sind, dass Schwingungen auf den die Hohlräume umschließenden Oberflächen, hervorrufbar durch ein auftretendes Schallfeld, auf dasDamping material are filled, that vibrations on the cavities enclosing surfaces, evoked by a sound field occurring on the
Dämpfungsmaterial übertragbar sind, und im Dämpfungsmaterial durch hohe innere Reibung in Wärme umwandelbar sind.Damping material are transferable, and in the damping material by high internal friction into heat are convertible.
In aero-akustischen Windkanälen sowie großen Zu- und Abluftkanälen z . B . von Gasturbinenanlagen zur Stromerzeugung werden Schalldämpfer in Umlenkungen als strömungsgünstige und Schall absorbierende Umlenkschaufeln eingesetzt , bei denen die Umlenkschaufeln mit Schall absorbierendem Material belegt sind. Durch die Umlenkung werden mittlere und hohe Frequenzen wirkungsvoll akustisch bedämpft .In aero-acoustic wind tunnels and large supply and exhaust air ducts z. B. of gas turbine plants for power generation mufflers are used in deflections as aerodynamic and sound-absorbing turning vanes, in which the turning vanes are covered with sound absorbing material. The diversion effectively dampens medium and high frequencies acoustically.
Die Nachteile bei ti-e-f-en Frequenzen bleiben aber bestehen:The disadvantages of ti-e-f-en frequencies remain:
• geringe Wirkung bei angestrebten Bautiefen,Low effect at desired depths,
• erhebliche Bautiefe der absorbierenden Umlenkungen für die geforderte akustische Wirkung . Es wurde erkannt dass die Verwendung eines oben beschriebenen Moduls als Schalldämpfer in einem aero- akustischen Windkanal oder einem Zu- und Abluftkanal , insbesondere in Kombination mit Umlenkschaufeln eine breitbandige, also auch bei tiefen Frequenzen wirksame, Dämpfung ermöglicht , wobei eine beschränkte Bautiefe genügt .• considerable depth of the absorbing deflections for the required acoustic effect. It was recognized that the use of a module described above as a muffler in an aero-acoustic wind tunnel or an inlet and outlet air duct, in particular in combination with turning vanes a broadband, thus effective even at low frequencies, damping allows a limited depth.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigenFurther details and advantages of the invention will be described below with reference to the figures. Show
Figur 1 : Konventionell aufgebaute Absorber für den technischen SchallschutzFigure 1: Conventionally constructed absorber for technical sound insulation
• Figur Ia Wand-Auskleidung • Figur Ib Schallschutz Kapsel• Figure Ia wall lining • Figure Ib soundproofing capsule
• Figur Ic Kulissen-Schalldämpfer• Figure Ic scenery silencer
Figur 2 : Membran Absorber nach EP 0213 163 bestehend aus Wanne, Wabenstruktur und LochmenbranFigure 2: Membrane absorber according to EP 0213 163 consisting of tub, honeycomb structure and perforated membrane
Figur 3 : Eckiger Innenzug zur Schalldämpfung nach DE 43 12 883Figure 3: Square inner cable for soundproofing according to DE 43 12 883
Figur 4 : Verbund-Platten-Resonator nach EP 0 811 097 , bestehend aus Schwingblech, Dämpfungsmaterial , adhäsive Verbindung, starre-' RückwandFigure 4: composite plate resonator according to EP 0 811 097, consisting of vibrating plate, damping material, adhesive compound, rigid 'rear wall
Figur 5 : Abgekantete Metalltafeln zum Bau einer Schalldämpferbox nach Figur 6Figure 5: Abgekantete metal panels for the construction of a silencer box of Figure 6
Figur 6 : Ansicht einer Schalldämpferbox Figur 7 : Einseitig gestaffelte aufgebaute Schalldämpfer- Box, vorzugsweise mit porösem/faserigem Absorber in den Zwischenräumen 9 bis 11 mit 12 bis 14 zunehmenden Flächengewicht der Formteile aus MetallFigure 6: View of a silencer box Figure 7: Single-sided staggered constructed silencer box, preferably with porous / fibrous absorber in the interstices 9 to 11 with 12 to 14 increasing basis weight of the metal moldings
Figur 8 : DetailZeichnung eines EckpunktesFIG. 8: Detail drawing of a corner point
Figur 9 : Strömungskanal mit Umlenkung und passiven schallabsorbierenden Umlenkschaufeln in Kombination mit dem erfindungsgemäßen abgeschlossenen Modul für breitbandige SchalldämpfungFigure 9: flow channel with deflection and passive sound-absorbing deflection vanes in combination with the completed module according to the invention for broadband sound attenuation
Das erfindungsgemäß gebildete selbstständige, rundum hermetisch mit völlig glatter Oberfläche abgeschlossene Kompakt-Absorber-Modul 17 besteht im einfachsten Fall aus 2 , jeweils zweifach umgekanteten Blechtafeln 12 , die einen Hohlraum umschließend, so an den in Figur 5 beispielsweise 20 mm breit gezeichneten Abkantungen verklebt , verschraubt oder vernietet werden, dass eine äußerlich völlig glattflächige Kulisse, Kassette oder Box entsteht (Figur 6) , die einzig an einigen ihrer vorzugsweise rechteckigen Kanten allenfalls winzige Fugen erkennen lassen, die mittels Dichtmaterial oder Spachtelmasse leicht , dauerhaft und, z . B . auch in Verbindung mit einer alle Flächen beschichtenden Oberflächenbearbeitung, praktisch unsichtbar verschlossen werden können . Alternativ kann man, auch in Verbindung mit einer dekorativenThe self-contained, completely hermetically sealed with a completely smooth surface compact absorber module 17 consists in the simplest case of 2, each double folded sheet metal plates 12, enclosing a cavity, so glued to the in Fig. 5, for example, 20 mm wide drawn bends, be screwed or riveted that an externally completely smooth-surfaced scenery, cassette or box is formed (Figure 6), the only at some of their preferably rectangular edges show at most tiny joints that easily by means of sealing material or filler, durable and, z. B. Also in connection with a surface coating all surfaces, virtually invisible can be closed. Alternatively, you can, also in conjunction with a decorative
Oberflächenbeschichtung die Kanten z . B . mit einem selbstklebenden Metall- oder KunstStoffband abkleben. Jedenfalls erscheint so ein in seiner Größe beliebig variierbarer Quader, z . B . aus Stahl oder Aluminium, dessen Hohlraum vorzugsweise mit porösem oder faserigem Dämpfungsmaterial vollständig oder teilweise gefüllt ist, dem man seine schalltechnische Funktion aber in keiner Weise ansieht . Seine rundum völlig geschlossene Hülle wirkt akustisch in seinen beiden großen Seitenflächen als auf diese Fläche bezogene Masse , die mit der in seinem Inneren eingeschlossenen Luft als Feder ein Feder/Masse- System bildet . Außerdem können sich, j e nach Anregung durch ein auftreffendes Schallfeld, auch Biegewellen auf den großen Flächen ausbilden. Um beide Schwingungsarten optimal zu bedampfen und so dem Schallfeld in der Nähe der Box Energie zu entziehen, ist der Innenraum 9 , 10 , 11 so mit einem Material gefüllt, dass dieses die verschiedenen Platten-Schwingungen zwar mitmacht , aber mit hoher innerer Reibung, so dass die Schwingungen in Wärme umgewandelt werden. Dieses Dämpfungsmaterial muss zwar eine gewisse Nachgiebigkeit aufweisen, braucht aber - im Gegensatz zu herkömmlichen künstlichen Mineralfasern oder Weichschäumen - keine Luftbewegung an dünnen Fasern oder in kleinen offenen Poren, um dämpfend zu wirken. Genau so gut kann die von den Platten aufgenommene Bewegung durch die Reibung von Schichten des Füllmaterials unter- und gegeneinander erfolgen . Als Füllung kommt deswegen j edes weiche Material in Frage, z . B . Schnipsel oder Flocken aus nachwachsenden Rohstoffen, textile Abfälle („Lumpen") oder andere entsprechend konditionierte Recycling-Materialien.Surface coating the edges z. B. Mask off with a self-adhesive metal or plastic tape. In any case, such appears in its size arbitrarily variable cuboid, z. B. of steel or aluminum, the cavity of which is preferably porous or fibrous Damping material is completely or partially filled, but you can see its sound engineering function in any way. Its all-round completely closed shell acts acoustically in its two large side surfaces as mass related to this surface, which forms a spring / mass system with the air enclosed in its interior as a spring. In addition, depending on the excitation by an incident sound field, bending waves can also be formed on the large surfaces. In order to optimally steam both types of vibration and thus extract energy from the sound field in the vicinity of the box, the interior space 9, 10, 11 is filled with a material that participates in the various plate vibrations, but with high internal friction that the vibrations are converted into heat. Although this damping material must have a certain flexibility, but - in contrast to conventional artificial mineral fibers or soft foams - does not need air movement on thin fibers or in small open pores to act as a damping. Just as well, the movement received by the plates can take place underneath and against one another due to the friction of layers of the filling material. As a filling is therefore j edes soft material in question, z. B. Chips or flakes of renewable raw materials, textile waste ("rags") or other appropriately conditioned recycled materials.
Die akustische Wirksamkeit dieses einfachsten, beidseitig wirksamen Platten-Resonators wird ohne wesentliche Einschränkung durch die neuartige Formgebung und Oberflächengestaltung ( z . B . auch lackiert , beschichtet oder tapeziert) - in bekannter Weise - bestimmt durch • die Längen- , Breiten- und Dickenabmessungen der beispielsweise quaderförmigen Box,The acoustic effectiveness of this simple, double-acting plate resonator is without significant restriction by the novel shape and surface design (eg, painted, coated or wallpapered) - determined in a known manner The length, width and thickness dimensions of, for example, the cuboid box,
• die Dicke der beiden Blechtafeln,• the thickness of the two metal sheets,
• den Ort der Anbringung im Schallfeld ( z .B . unmittelbar oder in einigem Abstand vor einer schallharten Wand, in einer Raumkante oder -ecke) .• the place of installation in the sound field (eg directly or at some distance in front of a reverberant wall, in a room edge or corner).
Gegenüber dem Membran-Absorber nach EP 0213163 entfällt hier allerdings der dort innen liegende Helmholtz- Resonator, gegenüber EP 0811097 entfallen gewisse Biegewellen auf dem Schwingblech sowie die Dämpfung der um die Kanten des Schwingbleches gebeugten und so in das Dämpfungsmaterial eindringenden Luftschallwellen.Compared with the membrane absorber according to EP 0213163, however, the inner Helmholtz resonator is omitted, compared to EP 0811097 certain bending waves on the vibrating plate and the attenuation of bent around the edges of the vibrating plate and thus penetrating into the damping material airborne sound waves omitted.
Den Ausführungen in EP 0750777 folgend lässt sich das Grund-Modul des neuen Erzeugnisses (Figur 6) durch weitere ein- oder beidseitig vorgesetzte weitere Masse/Feder- Systeme nach Figur 7 in seinem Wirkungsbereich verbreitern und verbessern: Wenn man sukzessive leichtere Blechtafeln, Membranen oder Folien in variablem Abstand vorsetzt , so bleibt das Erscheinungsbild grundsätzlich gleich. Da aber die tieferen Frequenzanteile des Schallfeldes die leichteren Tafeln fast ungehindert passieren und die dahinter angeordnete schwerere Tafel zum Mitschwingen und damit zum Absorbieren anregen, entsteht ein nahezu beliebig breitbandig wirksamer Schallabsorber, wenn man nur genügend viele (vom Schalleintritt bis zum Grund-Modul von höheren zu immer tieferen Frequenzen, unterschiedlich abgestimmte) Resonatoren hintereinander unter einer gemeinsamen Abdeckung unterbringt , welche gleichzeitig den am höchsten abgestimmten Resonator und die wiederum alles um schließende Hülle bildet .Following the remarks in EP 0750777, the basic module of the new product (FIG. 6) can be broadened and improved in its area of effect by further mass / spring systems of one or more sides on the other mass / spring systems: If successively lighter metal sheets, membranes or Foils set at a variable distance, the appearance remains basically the same. However, since the lower frequency components of the sound field pass the lighter panels almost unhindered and stimulate the heavier panel arranged behind it to resonate and thus absorb, creating an almost arbitrarily broadband effective sound absorber, if only enough (from the sound entry to the basic module of higher to ever lower frequencies, differently tuned) resonators one behind the other under a common cover accommodates, which at the same time the the most highly tuned resonator, which in turn forms everything around the closing envelope.
In Figur 9 ist eine Anordnung gezeigt , bei der die erfindungsgemäßen Schalldämpfermodule in Kombination mit einer Umlenkung 15 eingesetzt werden . In der Umlenkung 15 wird die von rechts kommende Strömung nach unten umgelenkt . Hierzu dienen passive schallabsorbierende Umlenkschaufeln 16. Das anströmende Gas strömt zunächst an den Modulen 17 vorbei , mit denen eine Dämpfung vor allem der tiefen Frequenzen erfolgt . FIG. 9 shows an arrangement in which the silencer modules according to the invention are used in combination with a deflection 15. In the deflection 15, the flow coming from the right is deflected downwards. Passive sound-absorbing deflecting vanes 16 are used for this purpose. The inflowing gas first flows past the modules 17, with which an attenuation mainly of the low frequencies takes place.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
I Wanne 2 WabenstrukturI tub 2 honeycomb structure
3 Lochmembran3 perforated membrane
4 Deckmembran4 cover membrane
5 Schwingblech5 swinging plate
6 Dämpfungsmaterial 7 adhäsive Verbindung6 damping material 7 adhesive connection
8 starre Rückwand8 rigid back wall
9 erster Zwischenraum9 first gap
10 zweiter Zwischenraum10 second gap
II dritter Zwischenraum 12 erstes FormteilII third space 12 first molding
13 zweites Formteil13 second molding
14 drittes Formteil14 third molding
15 Umlenkung15 diversion
16 Umlenkschaufeln 17 Schalldämpfer-Modul16 turning vanes 17 Silencer module
12 12

Claims

Patentansprüche claims
1. Hermetisch abgeschlossenes Modul (17) zur Schalldämpfung mit rundum glatter, einen Hohlraum umschließender, Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei viereckige Blechtafeln (12 , 13 , 14) vorhanden sind, die an mindestens zwei gegenüberliegenden Rändern j eweils in die gleiche Richtung umgebogene Kanten aufweisen, wobei die beiden Blechtafeln einen Hohlraum ( 9 , 10 , 11) umschließend angeordnet sind, wobei an den Kanten der Blechtafeln eine befestigte oder befestigende Verbindung zwischen den Blechtafeln (12 , 13 , 14) vorhanden ist .1. Hermetically sealed module (17) for sound attenuation with completely smooth, a cavity enclosing, surface, characterized in that two quadrangular metal sheets (12, 13, 14) are present, which in each case bent in at least two opposite edges in the same direction Have edges, wherein the two metal sheets a cavity (9, 10, 11) are arranged enclosing, wherein at the edges of the metal sheets, a fastened or fastened connection between the metal sheets (12, 13, 14) is present.
2. Modul nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere viereckige Blechtafel (13 , 14) der vorgenannten Art , das zwei einen Hohlraum umschließende Blechtafeln aufweisende Modul von einer Seite einfasst , wobei sich mindestens ein weiterer Hohlraum ausbildet .2. Module according to claim 1, characterized in that at least one further quadrangular metal sheet (13, 14) of the aforementioned type, which encloses two enclosing a cavity metal sheets module from one side, wherein at least one further cavity is formed.
3. Modul nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Blechtafeln (12 , 13 , 14) unterschiedliche3. Module according to claim 2, characterized in that the metal sheets (12, 13, 14) different
Flächengewichte aufweisen, wobei vorzugsweise die Flächengewichte von der äußeren Oberfläche nach innen zunehmen.Have basis weights, wherein preferably the basis weights increase from the outer surface inward.
4. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die befestigte oder befestigende4. Module according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fastened or fastened
Verbindung nur formschlüssig erfolgt .Connection only occurs positively.
5. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die befestigte oder befestigende Verbindung durch eine Verklebung und/oder Verschraubung und/oder Vernietung verwirklicht ist .5. Module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fastened or fastened Connection is realized by a bond and / or screwing and / or riveting.
6. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die sich ausbildenden Hohlräume ( 9 , 10 , 11) zumindest teilweise mit porösem und/oder faserigem Dämpfungsmaterial gefüllt sind.6. Module according to one of claims 1 to 5, characterized in that the forming cavities (9, 10, 11) are at least partially filled with porous and / or fibrous damping material.
7. Modul nach einem der vorheregehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich ausbildenen Hohlräume7. Module according to one of the preceding claims, characterized in that the forming cavities
(9, 10 , 11) so mit Dämpfungsmaterial gefüllt sind, dass Schwingungen auf den die Hohlräume umschließenden Oberflächen, hervorrufbar durch ein auftreffendes Schallfeld, auf das Dämpfungsmaterial übertragbar sind, und im Dämpfungsmaterial durch hohe innere Reibung in Wärme umwandelbar sind.(9, 10, 11) are filled with damping material such that vibrations on the surfaces enclosing the cavities, which can be transmitted by an incident sound field, are transferable to the damping material and in the damping material can be converted into heat by high internal friction.
8. Verwendung des Moduls (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Schalldämpfer in Windkanälen oder Zu- und Abluftkanälen, insbesondere in Kombaination mit Umlenkungen (15) .8. Use of the module (17) according to one of the preceding claims for silencers in wind tunnels or supply and exhaust air ducts, in particular in Kombaination with deflections (15).
9. Verwendung des Moduls nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (17) in9. Use of the module according to claim 8, characterized in that the module (17) in
Strömungsrichtung vor einer Umlenkschaufel (16) angebracht ist .Flow direction in front of a turning vane (16) is mounted.
10. Einrichtung zur Schalldämpfung in einem Kanal mit einer Umlenkung (15) mit passiven schallabsorbierenden Umlenkschaufeln (16) , dadurch gekennzeichnet , dass in Strömungsrichtung vor den Umlenkschaufeln (16) Module (17) nach einem der Anprüche 1 bis 7 angeordnet sind. 10. A device for soundproofing in a channel with a deflection (15) with passive sound-absorbing turning vanes (16), characterized in that in the flow direction in front of the turning vanes (16) modules (17) according to any one of claims 1 to 7 are arranged.
11. Einrichtung nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass die Module (17) so angeordnet sind, dass ein niedriger Druckverlust entsteht . 11. Device according to claim 10, characterized in that the modules (17) are arranged so that a low pressure loss occurs.
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