Schallabsorber, insbesondere für schalltote Räume

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine schallabsorbierende Auskleidung, insbesondere für schalltote Räume, mit einer Mehrzahl nebeneinandergesetzter, im wesentlichen keilförmiger Schallabsorber aus schallabsorbierendem Material, sowie einen Schallabsorber hierfür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

[0002] Etwa um Richtcharakteristiken von Schallquellen aufzunehmen oder um Schallwandler oder Schallmeßgeräte zu überprüfen und zu eichen, werden Untersuchungen in extrem reflexionsarmen Schallmeßräumen durchgeführt, die als schalltote Räume bezeichnet werden und eine Schallausbreitung wie im Freifeld ohne Beeinflussung durch Reflexionen zulassen. Zur Verhinderung der Reflexion sind derartige Räume mit schallschluckenden Materialien ausgekleidet, die üblicherweise eine stark gegliederte Oberflächenstruktur aufweisen. Hierfür eignen sich insbesondere keilförmig ausgebildete Absorberelemente, d. h. Elemente, deren Querschnitt in Richtung auf die Raumwand zunimmt. Diese bekannten keilförmigen Absorber sind entweder symmetrisch ausgebildet, wobei ihre beiden konvergierenden Flächen den gleichen Neigungswinkel mit der Basisfläche besitzen (DE-C-809599) oder aber asymmetrisch ausgebildet, wobei nur eine Keilfläche des Absorberelements geneigt verläuft, während die andere einen rechten Winkel mit der Basisfläche bildet (DE-C-2 502 846). Durch die Zickzack-Form der Oberfläche, die bei einer Anordnung mehrerer dieser keilförmigen Absorber entsteht, ergibt sich ein kontinuierlicher Übergang von der Luft in das Schallschluckmaterial, da eine bevorzugte Ebene für Reflexionen nicht mehr vorhanden ist.

[0003] Von besonderer Bedeutung ist dabei die Schallabsorption bei tiefen Frequenzen. In diesem Zusammenhang wird als untere Grenzfrequenz f_o diejenige Frequenz bezeichnet, bei der der Schallreflexionsfaktor r über einen Wert von 0,1 hinaus ansteigt, also die Schalldruckamplitude der reflektierten Welle mehr als 1/10 der Amplitude der einfallenden Welle entspricht. Der Wert des Schallreflexionsfaktors r von 0,1 entspricht einem Schallabsorptionsgrad von 99% der auftreffenden Schallenergie. Unterhalb der unteren Grenzfrequenz f_o steigt der Schallreflexionsfaktor r über 0,1 an, so daß für tiefere Frequenzen keine ausreichende Schallabsorption mehr erzielt werden kann, während für alle höheren Frequenzen der Schallreflexionsfaktor r meist deutlich unter 0,1 liegt, wenn ein geeignetes poröses Material für die Schallabsorber verwendet wird.

[0004] Der Grund für das Auftreten einer recht deutlich definierten unteren Grenzfrequenz für eine ausreichende Schallabsorption, unterhalb der ein steiler Abfall der Schallabsorption erfolgt, dürfte darin liegen, daß bei noch tieferen Frequenzen der Schwingungsbauch des Geschwindigkeitsmaximums der einfallenden und an der schallharten Raumwand reflektierten Welle in einem solchen Abstand von der schallharten Raumwand zu liegen kommt, der die Länge der dort montierten Schallabsorber überschreitet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die untere Grenzfrequenz zu tieferen Frequenzen hin problemlos dadurch verschoben werden kann, daß die keilförmigen Schallabsorber eine größere, von der Raumwand abstehende Länge erhalten, wobei die untere Grenzfrequenz etwa diejenige ist, deren Wellenlänge dem vierfachen Wert des Abstandes der Spitze der Absorberelemente von der Raumwand entspricht. Daraus folgt, daß eine für schalltote Räume ausreichende Schallabsorption nur für diejenigen Frequenzen erzielt werden kann, deren Wellenlänge kleiner ist als der vierfache Abstand der Spitze der Absorberelemente von der Raumwand, so daß also das Maß 2/4 noch in dem Absorbermaterial aufweisenden Abstand von der Raumwand zu liegen kommt. Dabei ist das in unmittelbarer Nachbarschaft der Raumwand liegende Absorptionsmaterial relativ weniger wirksam, da die Schallschnelle in der voll reflektierenden Ebene der schallharten Raumwand definitionsgemäß Null ist und erst im Abstand von der schallharten Raumwand endliche und immer größere Werte annimmt, bis das Maximum in einem Abstand von A14 erreicht ist.

[0005] Eine Verbesserung der Absorptionsfähigkeit von keilförmigen Absorbern dieser Art im Sinne einer weiteren Absenkung der unteren Grenzfrequenz f_o kann gemäß der Lehre der DE-C-878 731 dadurch erreicht werden, daß man die Schallabsorber in einem bestimmten Abstand von der Raumwand anordnet und an ihrer Basisfläche mit einer schallharten Platte abdeckt, die zwischen den Basisflächen der Absorberkeile Öffnungen aufweisen. Der akustische Wirkungsmechanismus dieses Luftspaltes zwischen der Basisfläche der Absorberkeile bzw. der dortigen schallharten Platte und der schallharten Raumwand ist nicht im einzelnen bekannt. Es ist denkbar, daß sich hierbei Effekte einstellen, wie sie bei sogenannten Helmholtz-Resonatoren bekannt sind. Dabei könnte die zusätzliche Grenzfläche für die Schallausbreitung, die durch die Basisfläche der Schallabsorber gebildet ist, auch Schallenergie absorbieren; jedoch ist die Basisfläche im Falle der DE-C-878 731 durch die schallharte Platte mit Öffnungen zwischen den Absorberkeilen abgedeckt, so daß die Platte gewissermaßen als schallharte Raumwand wirkt und hinter dieser zusätzlich ein Luftresonator vorgesehen ist.

[0006] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine schallabsorbierende Auskleidung bzw. einen Schallabsorber hierfür zu schaffen, der bei vorgegebener Einbautiefe eine weitere Absenkung der unteren Grenzfrequenz ohne zusätzlichen Materialeinsatz ermöglicht.

[0007] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

[0008] Der Abstand zwischen der erfindungsgemäß nicht akustisch dicht abgeschlossenen Basisfläche von in den Abmessungen vorgegebenen Schallabsorbern und der schallharten Raumwand führt zu einer Verlagerung der Materialverteilung der Absorberelemente von der Raumwand weg, wobei für nicht zu große Spaltbreiten zwischen der Basisfläche und der Raumwand das gegenüber einer Anlage der Basisfläche an der Raumwand dort fehlende Material zu keinen merklichen Nachteilen führt, während das gegenüber einer Anlage der Basisfläche an der Raumwand durch den dortigen Spalt an der Vorderseite der Absorberelemente hinzukommende Material erhebliche Dämpfungswirkung im Bereich der unteren Grenzfrequenz f_o entfaltet und so akustisch überaus wirksam ist. Neben etwaigen sonstigen Effekten im Sinne einer zusätzlichen Vernichtung von Schallenergie ergibt ein Abstand zwischen der Basisfläche der Absorberelemente und der Raumwand bei sonst gleichen Abmessungen, insbesondere gleicher Keillänge, der Absorberelemente somit den Vorteil einer Absenkung der unteren Grenzfrequenz ohne zusätzlichen Materialeinsatz.

[0009] Solange somit der Spalt zwischen der Basisfläche der Absorberelemente und der Raumwand nicht zu groß ausfällt, kann eine Absenkung der unteren Grenzfrequenz auf diese Weise zwar ohne zusätzlichen Materialeinsatz erfolgen, jedoch ist in jedem Falle die Einbautiefe der Schallabsorber zu vergrößern, also die Dicke des an die Innenseite der Raumwand anschließenden Absorptionsbereiches. Dies vermindert die nutzbare Raumgröße. Für eine noch weitergehende Absenkung der unteren Grenzfrequenz ist darüber hinaus auch erhöhter Materialeinsatz unausweichlich, wenn ein Maximalwert des Spaltes zwischen der Basisfläche der Absorberelemente und der Raumwand nicht überschritten werden soll.

[0010] Die weitere wesentliche Maßnahme der Anbringung einer Ausnehmung in der Basisfläche des Absorbers ergibt überraschenderweise eine weitere deutliche Absenkung der unteren Grenzfrequenz ohne jegliche sonstige zusätzliche Änderungen an den Absorberelementen oder deren räumlicher Anordnung. Bestimmt man den Frequenzgang bzw. den Reflexionsfaktor r nach DIN 52 215 im Kundtschen Rohr, so erhält man für den erfindungsgemäßen Schallabsorber eine untere Grenzfrequenz, die deutlich kleiner ist als die untere Grenzfrequenz desselben Absorbers in derselben Einbaulage, der in seiner Basisfläche jedoch keine Ausnehmung aufweist. Bei einer durchgeführten Vergleichsmessung ergab sich, daß die Grenzfrequenz von 94 Hz auf 84 Hz, also um mehr als 10%, abgesenkt wurde. Es liegt auf der Hand, daß die Ausnehmung darüber hinaus auch zu einer entsprechenden Material- und insbesondere Gewichtseinsparung führt. Ferner können Schwankungen des Raumgewichts des Absorptionsmaterials der Schallabsorber in der Größenordnung von ± 10% bei gleichbleibender Einbautiefe aufgefangen werden, so daß die für ein Nenn-Raumgewicht ermittelte Grenzfrequenz auch bei Raumgewichtsschwankungen erhalten bleibt, die ohne eine solche Ausnehmung in der Basisfläche stärkere Auswirkungen auf die Grenzfrequenz haben.

[0011] Eine wissenschaftliche Klärung dieser Phänomene ist noch nicht gelungen. Die erfindungsgemäß erzielbaren Wirkungen waren auch nicht zu erwarten, da durch die Wegname von Material im Bereich der Basisfläche - abgesehen von der natürlich zu erwartenden Material- und Gewichtseinsparung - im akustischen Bereich an sich nur Nachteile zu erwarten waren. Zwar liegt die Basisfläche in einem Bereich des Schallabsorbers, der hinsichtlich der Schallabsorption in der einleitend erläuterten Weise nicht bevorzugt wirksam ist, insbesondere nicht bei tiefen Frequenzen, deren große Wellenlänge in diesem Bereich nur relativ geringe Geschwindigkeitsamplituden und damit Dämpfungsmöglichkeiten ergibt. Auf alle Fälle wäre aber durch diese Maßnahme allenfalls eine mehr oder weniger geringfügige, in jedem Falle aber vorhandene Verminderung der Gesamtschallabsorption und damit auch der Schallabsorption im Bereich der unteren Grenzfrequenz zu erwarten gewesen, keinesfalls aber eine Verbesserung der Schallabsorption vor allem im Bereich der unteren Grenzfrequenz. Bei höheren Frequenzen ergeben Messungen auch tatsächlich in der theoretisch zu erwartenden Weise eine Verminderung der Schallabsorption infolge der Materialausnehmung bei bestimmten Frequenzen, jedoch ist diese Verminderung der Schallabsorption bei erfindungsgemäßen Schallabsorbern unkritisch, da bei höheren Frequenzen der Grenzwert des Schallreflexionsfaktors r von 0,1 im einen wie im anderen Fall sicher unterschritten wird. Durch empirisch ermittelte spezielle Formgebung der Ausnehmung läßt sich darüber hinaus bei Bedarf auch bei bestimmten höheren Frequenzen eine Verminderung der Schallabsorption gegenüber einer glatten Basisfläche gezielt ausschließen.

[0012] Zur Erklärung des gefundenen Phänomens scheidet auch eine Analogie zur Wirkungsweise des Abstandes oder Spaltes zwischen der Basisfläche der Schallabsorber und der Raumwand aus; denn im Falle des Vorsehens lediglich eines solchen Spaltes ergibt sich die verbesserte Schallabsorption bei tiefen Frequenzen einfach aus dem Umstand, daß Absorberelemente vorgegebener Keillänge durch den Spalt mit ihren Spitzen einen größeren Abstand von der schallharten Raumwand erhalten und so in der theoretisch erklärbaren und oben erläuterten Weise bei tieferen Frequenzen zunehmend wirksam werden. Würden hingegen bei mit der Basisfläche an der Raumwand anliegenden Absorberelementen ohne sonstige Änderung der Lage zur Bildung eines solchen Spaltes im Bereich der Basisflächen Scheiben herausgeschnitten, ergäben sich hingegen keine besseren Schallabsorptionseigenschaften bei tieferen Frequenzen, sondern es würde in der zu erwartenden Weise lediglich eine, wenn auch sehr geringfügige, Verminderung der Gesamtabsorption dadurch auftreten, daß Material, wenn auch an einer nicht kritischen Stelle, weggefallen ist. Im Unterschied hierzu aber ergibt sich erfindungsgemäß durch die bloße Maßnahme einer Wegnahme von Material durch die Ausnehmung im Bereich der Basisfläche eine deutliche Absenkung der unteren Grenzfrequenz sowie eine stärkere Unabhängigkeit der Schallabsorption von Schwankungen der Raumdichte des Schallabsorptionsmaterials, was somit auf ganz anderen Wirkungsmechanismen beruhen muß. Es ist zu unterstellen, daß durch derartige Ausnehmungen im Bereich der Basisfläche zwar ebenfalls eine geringfügige Absenkung der Gesamt-Schallabsorption durch Wegfall von Schallabsorptionsmaterial auftritt, diese Auswirkung aber insbesondere im Bereich tiefer Frequenzen weit mehr als kompensiert wird durch ein noch undefinierbares Phänomen, weiches letztlich zu einer deutlichen Verbesserung der Schallabsorptionseigenschaften speziell im Bereich tiefer Frequenzen führt.

[0013] Aus der DD 81 712 sind zwar zur Wandverkleidung dienende Paneele bekannt, die außer einem optisch ansprechenden Aussehen auch Schallabsorptionseigenschaften besitzen sollen und hierzu auch aus offenzelligen verschäumten Kunststoffen hergestellt sein können, also aus einem Schallabsorptionsmaterial. Diese Paneele besitzen im wesentlichen U-Form und damit an ihrer der Wand benachbarten Seite einen großen Hohlraum, der der Gewichtsersparnis dient und auch akustisch wirksam sein soll, um insbesondere bei tiefen Frequenzen eine Schallabsorption zu erzielen. Offensichtlich ist dabei an einen Effekt wie bei einem Helmholtz-Resonator gedacht, wie er vermutlich auch bei den einleitend erläuterten bekannten Schallabsorberkeilen für schalltote Räume dadurch auftritt, daß zwischen der Basisfläche der Absorberkeile und der Raumwand ein Spalt vorgesehen ist. Jedoch handelt es sich bei diesen bekannten Paneelen für eine generelle Schallabsorption in gebrauchsbedingt schallbelasteten Räumen um eine dekorative Wandverkleidung mit einer gewissen, weder hinsichtlich Absorptionsfrequenzen noch hinsichtlich Schallabsorptionsgrad genau definierten akustischen Wirksamkeit. Die Innenseite des Mittelsteges der U-Form entspricht dabei schalltechnisch im wesentlichen der Basisfläche gattungsgemäßer Absorberkeile, während die seitlichen Schenkel der U-Form lediglich den Abstand zur Wand überbrücken, um dort ein Ankleben der Paneele zu ermöglichen. Um gattungsgemäße Schallabsorberkeile für schalltote Räume zu schaffen, müßte sich an der Außenseite des Mittelsteges der U-Form ein langer schlanker Keil anschließen, mit einer so großen Länge, welche ;'/4 der unteren Grenzfrequenz entspricht. Um diese ohne Verlängerung dieser Keile dann noch weiter absenken zu können, müßte sodann die erfindungsgemäße Ausnehmung an der der Basisfläche gattungsgemäßer Keile entsprechenden Innenfläche des Mittelsteges der U-Form vorgesehen werden, eine Maßnahme, für die sowohl in konstruktiver als auch funktioneller Hinsicht aus der DD 81 712 keinerlei Hinweis zu entnehmen ist. Die flache Keilform des Mittelsteges der U-Form, die ebenfalls der DD 81 712 zu entnehmen ist, dient offensichtlich nur zur Erhöhung der Steifigkeit der Paneele und ist schon deshalb nicht mit gattungsgemäßen, schlanken Keilen mit einer Länge von beispielsweise 1 m vergleichbar, weil die extrem flache Keilform dieser bekannten Paneele keinerlei ins Gewicht fallende Vergrößerung der Einbautiefe ergibt.

[0014] Aus der FR-A-946 235 ist es bekannt, ein schallabsorbierendes Element aus einer Grundplatte mit im Beispielsfalle rund 20 cm Kantenlänge zu bilden, auf der eine Vielzahl von spitzen Kegeln mit einer Höhe von 10 cm, maximal 20 cm, angeordnet ist. Die Kegel können dabei aus einem zur Schallabsorption gemeinhin wenig wirksamen Material bestehen, beispielsweise sogar aus Holz. Mit einer solchen stachelartigen Anordnung einer Vielzahl schlanker, kurzer Kegel aus ggf. schallhartem Material soll eine Verbesserung der Schallabsorption gegenüber üblichen Keilen aus schallabsorbierendem Material etwa gemäß der DE-C-878 731 erzielt werden, obwohl die dortigen Keile eine Länge von beispielsweise fast 1 m haben mögen und üblicherweise eine noch größere Länge besitzen. Dabei können die schlanken, kurzen Kegel rückwärtige Ausnehmungen zur Aufnahme eines Einsatzkörpers besitzen, der seinerseits wiederum einen Hohlraum aufweisen kann und beispielsweise als Gitter ausgebildet sein kann. Dadurch gebildete rückwärtige Ausnehmungen in den Kegeln können jedoch schon deshalb nicht im Sinne der Erfindung akustisch wirksam sein, weil die Basisfläche der Kegel in jedem Falle unmittelbar auf die zugehörige Stützplatte aufgesetzt ist, so daß die Ausnehmungen an der Rückseite der beispielsweise hölzernen Kegel dicht abgeschlossen sind.

[0015] Für die Ausnehmung in der Basisfläche des Schallabsorbers können verschiedene Querschnittsformen gewählt werden, sofern die im Anspruch 1 angegebene Bedingung erfüllt bleibt, daß der lichte Querschnitt der Ausnehmung zum Inneren des Absorbers hin abnimmt. So kann der Grundriß der Ausnehmung an der Basisfläche beispielsweise die Form eines Vielecks besitzen. Vorzugsweise besitzt die Ausnehmung in einem Längsschnitt des Absorberelementes senkrecht zur Raumwand die Umrißform eines Dreiecks, Rechtecks oder Trapezes.

[0016] Eine solche rechteckige Schnittform kann die Basisfläche, die beispielsweise ein Quadrat oder ein Rechteck größerer Fläche ist, vollständig durchsetzen, so daß die Ausnehmung an zwei einander gegenüberliegenden Seiten offen ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn von der Basisfläche her ein Keil mit rechteckiger Grundfläche derart eingeschnitten wird, daß sich ein durchgehender Schlitz ergibt. Sofern ein symmetrischer Keil in den Absorber eingeschnitten wird, ergibt sich zugleich ein linearer Anstieg der beiden Seitenflächen der Ausnehmung.

[0017] Ein nichtlinearer Anstieg ergibt sich bei Formen der Ausnehmung, die sich spitzförmig verjüngen, d. h. bei pyramiden- oder kegelförmiger Gestaltung. Daneben sind noch Mischformen denkbar, bei denen die Verjüngung stufenförmig erfolgt oder eine Kombination von Keil und abgerundeter Kante vorliegt.

[0018] Die Ausnehmungen können entweder nachträglich in einen bereits gefertigten Schallabsorber eingeschnitten oder eingestanzt werden, oder aber durch Verwendung entsprechend ausgebildeter Formen bereits von vorneherein im Schallabsorber vorgesehen sein. Es spielt dabei keine Rolle, ob die Schallabsorber mit einem Schaft versehen sind, oder aber lediglich eine Keil- oder Pyramidenform aufweisen. Die Fläche der Ausnehmung in der Basisfläche des Schallabsorbers kann in einem weiten Bereich variieren, beispielsweise können sämtliche Kanten der Ausnehmung mit den Seitenlinien der Basisfläche zusammenfallen. Vorzugsweise beträgt die Grundfläche der Ausnehmung in der Ebene der Basisfläche etwa die Hälfte bis ein Viertel der Basisfläche.

[0019] Die Tiefe der Ausnehmung, die von der Basisfläche bis zum Scheitel der Ausnehmung reicht, kann ebenfalls in einem weiten Bereich variieren. Sie kann sich beispielsweise bis fast zur Spitze des Schallabsorbers erstrecken. Vorzugsweise beträgt die Tiefe der Ausnehmung ein Drittel bis ein Achtel der Gesamtauskleidungstiefe, wobei unter Gesamtauskleidungstiefe die Gesamtlänge des Schallabsorbers einschließlich des Abstandes des Schallabsorbers von der Raumwand verstanden wird.

[0020] Der Schallabsorber selbst kann aus den üblicherweise offenzelligen Materialien bestehen, beispielsweise kunststoffgebundenen Mineralfasern oder Schaumkunststoff. Die fertigen Schallabsorber können an ihrer Oberfläche imprägniert werden. Weiterhin können die kunststoffgebundenen Mineralfaserschichten mit einem Vlies oder einem textilen Oberflächenschutz aus Kunst- oder Naturfasern umhüllt sein. Hierzu eignet sich insbesondere eine engmaschige, jedoch akustisch transparente, gestrickte Umhüllung, die aus synthetischen Fasern besteht, welche zumindest schwerentflammbar sind. Eine solche Umhüllung bildet zugleich eine Art Rieselschutz für Mineralfaserpartikel. Mit einem solchen schwerentflammbaren Gestrick als Umhüllung in Kombination mit Schallabsorptionsmaterial auf der Basis von Mineralfasern lassen sich jegliche behördliche Brandschutzbestimmungen erfüllen. Die textile Umhüllung kann von Mikroorganismen nicht als Nahrungsquelle verwendet werden, so daß sich auf dem Absorber keine Mikroorganismen ansiedeln können, was ebenfalls zuweilen von Bedeutung ist. Versuche mit Schimmelpilzen, Hefen, grampositiven und gramnegativen Bakterien sowie Sporenbildnern haben gezeigt, daß auch in feuchter Atmosphäre keinerlei Befall auftritt. Eine solche elastische gestrickte Umhüllung hält durch Haftreibung an der rauhen Oberfläche des Mineralfasermaterials, wobei eine gewisse Verkrallung auftritt. Durch elastische Vorspannung der Umhüllung können Absorberelemente größerer Bauhöhe aus einzelnen Mineralfaserschichten aufgebaut werden, die durch die Umhüllung in ihrer gegenseitigen Lage stabilisiert und insgesamt umspannt werden. Im Bereich der Basisfläche der Absorberkeile wird die Umhüllung durch ihre elastische Eigenschaft nach innen gezogen, so daß ihr Rand in den Bereich der Ausnehmung zu liegen kommt und keine Verdickungen wie Wülste durch das Material der Umhüllung an der Basisfläche auftreten, welche beispielsweise die Befestigung erschweren würden. Dies ist ein besonderer Vorteil einer solchen Umhüllung bei erfindungsgemäßen Schallabsorbern, jedoch ist die Verwendung einer solchen elastischen schlauchförmigen Umhüllung aus Strickmaterial, welches insbesondere in Maschenreihenrichtung erheblich größere Dehnbarkeit besitzen kann als in Maschenstäbchenrichtung, nicht auf erfindungsgemäße Schallabsorberelemente beschränkt.

[0021] Die mit der erfindungsgemäßen Ausnehmung versehenen Schallabsorber können zum Bau von schalltoten Räumen in mehreren Reihen oder mäanderartig angeordnet werden. Sofern die Reihenform gewählt wird, ist es zweckmäßig, die Basisfläche der Schallabsorber quadratisch auszubilden, um die in einer weiteren Reihe anzuordnenden Schallabsorber um jeweils 90° verdreht montieren zu können.

[0022] Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schallabsorber in einer räumlichen Ansicht ohne Umhüllung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schallabsorber gemäß Fig. 1, jedoch mit Umhüllung und in seiner Zuordnung zu einer Raumwand, und

Fig. 3 ein Diagramm mit zwei Reflexionskurven, in dem ein bekannter Absorber und ein erfindungsgemäßer Absorber verglichen werden.

[0023] Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Schallabsorber besitzt ein keilförmiges Oberteil 1, das in der vorliegenden Ausführungsform symmetrisch ausgebildet ist. An das Oberteil 1 schließt sich ein quaderförmiger Schaft 2 an, der eine quadratische Basisfläche 3 hat. In diesen quaderförmigen Schaft 2 ist von der Basisfläche 3 her eine keilförmige Ausnehmung 4 symmetrisch zur Längsachse des Absorbers eingeschnitten, so daß ein durchgehender Schlitz gebildet ist.

[0024] Der dargestellte Schallabsorber besteht aus Mineralfasermaterial, welches in Lagen 7 begrenzter Dicke hergestellt wird. Derartige Lagen 7 von Mineralfasermaterial sind in der veranschaulichten Weise zur Bildung des Schallabsorbers im Beispielsfalle jeweils flächengleich übereinandergestapelt, wobei im Bedarfsfalle eine Heftung der einzelnen Lagen 7 etwa durch Klebstoff erfolgen kann. Eine weitere Lagesicherung der Lagen 7 im Verbund erfolgt durch eine in Fig. 2 veranschaulichte Umhüllung 8 in Form eines elastischen Schlauches, der im wesentlichen nur in seiner in Umfangsrichtung liegenden Maschenreihenrichtung dehnbar ist, die in Fig. 2 mit Pfeil 9 veranschaulicht ist. In Maschenreihenrichtung gemäß Pfeil 9 jedoch weist die schlauchartige Umhüllung 8 sehr große Dehnbarkeit auf und ist beispielsweise gegenüber dem ungespannten Zustand auf den dreifachen Umfang oder noch mehr dehnbar. Eine solche Dehnbarkeit läßt sich mit Maschenware gut erzielen, wobei im einfachsten Fall die in Maschenstäbchenrichtung liegenden Maschenhenkel in der Strick- oder Wirkmaschine zu erheblicher Länge ausgezogen werden, so daß auch bei einfacher, glatter Ware ohne elastischen Faden die Dehnbarkeit in Maschenreihenrichtung dadurch erzielbar ist, daß die in Maschenstäbchenrichtung liegenden langen Maschenhenkel in Maschenreihenrichtung verformt werden. Die Umhüllung 8 ist aus den einleitend geschilderten Gründen engmaschig ausgebildet und auf einer Rundstrickmaschine hergestellt, die mit einer hohen Nadelzahl arbeitet. Die Umhüllung 8 besteht im Beispielsfalle aus synthetischen, schwerentflammbaren Fasern, die der Gruppe der Acrylfasern angehören. Im vorliegenden Fall wurden Kunstfasern auf Acrylnitrilbasis verwendet.

[0025] Die Kunstfasern haben folgende physikalische Eigenschaften:

- Reißfestigkeit 1,8-2,2 g/dtex

- Bruchdehnung 45-55%

- relative Knotenfestigkeit 95%

- Kochwasserschrumpf 1-2%

- spezifisches Gewicht 1,35 g/cm³

- Feuchtigkeitsaufnahme 1-2%

- Glasumwandlungspunkt 83-85°C

- Lichtechtheit (Blauskala) Note 6

(in jeder Farbtiefe, d. h. kein Vergilben)

[0026] Der die Umhüllung 8 bildende Schlauch kann auf der Rundstrickmaschine zunächst endlos vorgefertigt, sodann in die gewünschte Länge geschnitten und an einem Ende beispielsweise mit einer bei 10 angedeuteten Überwendlingskettenstichnaht wie einer Sicherheitsnaht oder einer imitierten Sicherheitsnaht, oder auch auf sonstige geeignete Weise verschlossen werden. Die Montage des so gebildeten Schlauches auf dem Schallabsorber kann im einfachsten Fall dadurch erfolgen, daß der Schlauch nach Anbringung der Naht aufgerollt wird und nach Ansetzen mit der Naht 9 auf die Spitze des Schallabsorbers über dessen Körper abgerollt wird. Bei ungünstigen Formen des Schallabsorbers kann dies jedoch zu handwerklichen Schwierigkeiten führen, da eine starke Haftreibung durch Verkrallen zwischen den Maschen der Umhüllung 8 und der faserigen Oberfläche des Schallabsorbers besteht. In einem solchen Fall kann in nicht näher dargestellter Weise als Montagehilfe ein Rohr mit glatter Oberfläche verwendet werden, dessen Durchmesser den Außendurchmesser des Schallabsorbers vollständig umschreibt und auf dessen Außenumfang der die Umhüllung 8 bildende Schlauch problemlos aufgezogen werden kann. Durch Abziehen dieses Montagehilfsrohres zwischen dem Schallabsorber und dem aufgezogenen Schlauch kontrahiert der Schlauch und bildet so die elastisch relativ straff anliegende Umhüllung 8 am Außenumfang des Schallabsorbers, wo keine Relativbewegungen mehr auftreten müssen. Die Umhüllung 8 ist gegenüber der aus Fig. 2 ersichtlichen Länge L des Schallabsorbers etwas länger gehalten, so daß das offene Ende 8a der Umhüllung 8 sich über der Basisfläche 3 kontrahiert und mit seinem Rand in die Ausnehmung 4 hineingelegt werden kann. Damit ist auch der das rückwärtige Ende des Schallabsorbers bildende und zur Lagerung dienende Teil der Basisfläche 3 von einer flachen Lage der Umhüllung 8 abgedeckt und liegen Materialwülste am Ende der Umhüllung lose in der Ausnehmung 4, so daß sie eine saubere Lagerung des Schallabsorbers an der Basisfläche 3 nicht behindern.

[0027] Der erfindungsgemäße Schallabsorber, der gemäß Fig. 2 die Länge L besitzt, wird in einem Abstand 5 von einer Raumwand 6 angeordnet und bildet damit einen Hohlraum oder Spalt zwischen der Raumwand 6 und dem Absorber.

[0028] Die Länge L bildet zusammen mit dem Abstand 5 die Gesamtauskleidungstiefe der erfindungsgemäßen Schallabsorberanordnung.

[0029] In dem in Fig. 3 gezeigten Diagramm sind die Meßergebnisse einer Vergleichsmessung zwischen einem bekannten keilförmigen Schallabsorber ohne eine Ausnehmung und dem erfindungsgemäßen keilförmigen Schallabsorber dargestellt. Die Schallreflexionskurve A entspricht dabei dem bekannten Absorber, während die Kurve B dem Absorber mit der erfindungsgemäßen Ausnehmung entspricht. In beiden Fällen wurde ein Absorberkeil eingesetzt, dessen Gesamtlänge L 850 mm betrug und der in einem Abstand von 50 mm von der Raumwand 6 angeordnet war. Für beide Absorberarten wurde ein Material aus kunststoffgebundenen Mineralfasern mit einem Raumgewicht von 33,7 kg/m³ verwendet. Aufgrund der Vergleichsmessung ist ersichtlich, daß die Grenzfrequenz des bekannten Schallabsorbers bei 94 Hz liegt, während die untere Grenzfrequenz des erfindungsgemäßen Schallabsorbers 84 Hz beträgt. Der für Schallmessungen im schalltoten Raum ausnutzbare Frequenzbereich wurde also um fast 11% vergrößert. Schallabsorber für schalltote Räume weisen untere Grenzfrequenzen im Bereich von höchstens 100 Hz auf, und sollten hinsichtlich der unteren Grenzfrequenz so tief wie möglich liegen.

Ansprüche

1. Schallabsorbierende Auskleidung, insbesondere für schalltote Räume, mit einer Mehrzahl nebeneinandergesetzter, im wesentlichen keilförmiger Schallabsorber aus schallabsorbierendem Material, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Basisfläche (3) der Schallabsorber einen Abstand zur schallharten Raumwand (6) aufweist,

b) daß im Bereich der Basisfläche (3) der Schallabsorber mindestens eine Ausnehmung (4) vorgesehen ist, deren lichter Querschnitt zum Inneren des Schallabsorbers hin abnimmt und

c) daß die Basisfläche (3) der Schallabsorber nicht akustisch dicht abgeschlossen ist.

2. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Querschnitt der Ausnehmung (4) linear abnimmt.

3. Auskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Querschnitt der Ausnehmung (4) eine Rechteckform aufweist.

4. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung als über die gesamte Höhe des Schallabsorbers durchgehender Schlitz ausgebildet ist.

5. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Querschnitt der Ausnehmung (4) eine dreieck-, trapez- oder kreisförmige Gestalt aufweist.

6. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsfläche der Ausnehmung (4) die Hälfte bis ein Viertel der Basisfläche (3) des Absorbers beträgt.

7. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Ausnehmung (4) ein Drittel bis ein Achtel der Gesamtauskleidungstiefe des im Abstand (5) zur Raumwand'(6) montierten Schallabsorbers beträgt.

8. Schallabsorber für eine schallabsorbierende Auskleidung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, welcher im wesentlichen keilförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Basisfläche (3) des Absorbers mindestens eine Ausnehmung (4) vorgesehen ist, deren lichter Querschnitt zum Inneren des Absorbers hin abnimmt, und daß die Ausnehmung (4) als durchgehender Schlitz ausgebildet ist.

9. Schallabsorber, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Oberflächenschutz eine engmaschige, jedoch akustisch transparente, gestrickte Umhüllung (8) vorgesehen ist, die aus synthetischen Fasern besteht, welche zumindest schwer entflammbar sind.

10. Schallabsorber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Umhüllung (8) dienender Schlauch in der in Umfangsrichtung liegenden Maschenreihenrichtung (Pfeil 9) extrem stark, vorzugsweise auf mehr als das Dreifache der Umfangslänge gegenüber dem unbelasteten Zustand, dehnbar ist.

11. Schallabsorber nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber eine rauhe Oberfläche aufweist und die Umhüllung (8) auf dieser durch Verkrallung gehalten ist.

12. Schallabsorber nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er aus kunststoffgebundenen Mineralfasern besteht, die vorzugsweise in einzelnen Lagen (7) vorgefertigt und in den Lagen (7) zur Bildung des Schallabsorbers gestapelt sind.

Claims

1. Sound absorbing cladding, especially for anechoic chambers, having a plurality of adjacent, substantially wedge-shaped sound absorbers of sound absorbing material, characterized in that

a) the base surface (3) of the sound absorber is spaced from the acoustically hard chamber wall,

b) the sound absorber is provided with at least one recess (4) in the region of the base surface (3), the cross-section of which tapers towards the interior of the sound absorber, and

c) the base surface (3) of the sound absorber is not acoustically tightly sealed.

2. Cladding according to claim 1, characterized in that the tapering cross-section of the recess (4) tapers linearly.

3. Cladding according to claim 1 or claim 2, characterized in that the tapering cross-section of the recess (4) has a rectangular form.

4. Cladding according to any of claims 1 to 3, characterized in that the recess is formed as a straight slit over the whole height of the sound absorber.

5. Cladding according to claim 1, characterized in that the tapering cross-section of the recess (4) has a triangular, trapezoidal or circular form.

6. Cladding according to any of claims 1 to 5, characterized in that the opening of the recess (4) into the base surface extends for a half to a quarter of the base area (3) of the absorber.

7. Cladding according to any of claims 1 to 6, characterized in that the depth of the recess (4) amounts to a third to an eighth of the whole depth of the sound absorber mounted with spacing (5) from the reflective wall (6).

8. Sound absorber for a sound absorbing cladding according to at least one of claims 1 to 7, which is formed substantially in a wedge shape, characterized in that in the region of the base surface (3) of the absorber at least one recess (4) is formed, the cross-section of which tapers toward the interior of the absorber and the recess is formed as a straight slit.

9. Sound absorber especially according to claim 8, characterized in that a tightly knitted but acoustically transparent cover (8) is provided as protection for the surface, which comprises synthetic fibres which are, at least to some extent, flame resistant.

10. Sound absorber according to claim 9, characterized in that a sleeve serving as a cover (8) is highly extensible in the circumferential, course-wise direction (arrow 9), preferably to more than three times the circumference in the unstretched condition.

11. Sound absorber according to claim 9 or claim 10, characterized in that the absorber has a rough surface and the cover (8) ist held thereon by snagging thereto.

12. Sound absorber according to any one of claims 8 to 11, characterized in that it is comprised of resin bonded mineral fibres which are preferably prepared as individual layers (7) and the layers (7) stapled together to form the sound absorber.

Revendications

1. Revêtement absorbant acoustique, en particulier pour chambres sourdes, comportant un grand nombre d'absorbeurs acoustiques, essentiellement en forme de coin et en matériau acoustiquement absorbant, disposés les uns à côté des autres, caractérisé

a) en ce que la surface de base (3) des absorbeurs acoustiques se trouve à une certaine distance de la paroi réverbérante (6),

b) en ce que dans la zone de la surface de base (3) des absorbeurs acoustiques il est prévu au moins un évidement (4) dont la section nette diminue en allant vers l'intérieur de l'absorbeur acoustique, et

c) et en ce que la surface de base (3) des absorbeurs acoustiques n'est pas fermée de façon étanche au point de vue acoustique.

2. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section nette de l'évidement (4) diminue linéairement.

3. Revêtement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la section nette de l'évidement (4) présente une forme rectangulaire.

4. Revêtement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'évidement a la forme d'une fente débouchante sur toute la hauteur de l'absorbeur acoustique.

5. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section nette de l'évidement (4) présente une forme triangulaire, trapézoïdale ou circulaire.

6. Revêtement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la surface d'entrée de l'évidement (4) représente de la moitié à un quart de la surface de base (3) de l'absorbeur.

7. Revêtement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la profondeur de l'évidement (4) représente de un tiers à un huitième de la profondeur totale du revêtement de l'absorbeur acoustique monté à une certaine distance (5) de la paroi de la chambre (6).

8. Absorbeur acoustique pour revêtement absorbant acoustique selon au moins l'une des revendications 1 à 7, ayant essentiellement la forme d'un coin, caractérisé en ce que dans la zone de la surface de base (3) de l'absorbeur est prévu au moins un évidement (4) dont la section nette diminue en allant vers l'intérieur de l'absorbeur et en ce que l'évidement (4) a la forme d'une forme débouchante.

9. Absorbeur acoustique, en particulier selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on prévoit comme protection de surface une enveloppe (8) tricotée, à maille étroite mais transparente acoustiquement, constituée de fibres synthétiques qui sont au moins difficilement inflammables.

10. Absorbeur acoustique selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une manche qui sert d'enveloppe (8) peut s'allonger très fortement dans la direction (flèche 9) des rangées de mailles situées dans la direction périphérique, de préférence de plus du triple par rapport à son état non tendu.

11. Absorbeur acoustique selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que l'absorbeur présente une surface rugueuse en ce que l'enveloppe (8) est maintenue sur cette surface comme par des griffes.

12. Absorbeur acoustique selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il est constitué de fibres minérales liées par un produit synthétique, de préférence préfabriquées en différentes couches (7) et empilées en couches (7) pour constituer l'absorbeur acoustique.

Zeichnung