EP3246479A1 - Absorbereinheit zum absorbieren von schall - Google Patents

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EP3246479A1
EP3246479A1 EP16170670.0A EP16170670A EP3246479A1 EP 3246479 A1 EP3246479 A1 EP 3246479A1 EP 16170670 A EP16170670 A EP 16170670A EP 3246479 A1 EP3246479 A1 EP 3246479A1
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EP
European Patent Office
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plates
plate
absorber unit
unit according
absorber
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EP16170670.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3246479B1 (de
EP3246479C0 (de
Inventor
Walter Baumann
Abhay Siddeshwar Rajmane
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.)
G and H SCHALLSCHUTZ GmbH
Original Assignee
G and H Schallschutz GmbH
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Publication date
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    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162Selection of materials
    • G10K11/168Plural layers of different materials, e.g. sandwiches

Definitions

  • the invention relates to an absorber unit for absorbing sound, in particular in closed rooms.
  • noise levels In the automotive industry, low-reflection rooms are used to study the exterior noise of vehicles.
  • the noise levels must be recorded in a suitable acoustic environment in order to record, evaluate and, if necessary, process them in a way that enables sound design.
  • psychoacoustics which accounts for large proportions, especially at low frequencies, which are reflected in the human stomach, for example, so there is a need for suitable acoustic environments in this frequency range.
  • Low-reflection rooms have been lined with structured absorbers since the 1950s, in particular with so-called cube or wedge absorbers. Their essential feature is that they have a degree of absorption ⁇ > 99%, measured according to DIN EN ISO 10534-2 in the impedance tube from a certain frequency, called limit frequency f g . This property of a single absorber transfers to the room when its space boundary surfaces are lined accordingly. The quality of the acoustic free field, which results from the absorber properties, can then be determined with the aid of DIN EN ISO 3745 or DIN EN ISO 26101.
  • absorber lengths t in the range of ⁇ g / 4 or ⁇ g / 5 would be necessary to achieve a specific limit frequency f g in the case of structured absorbers, where ⁇ g means the wavelength at the cutoff frequency.
  • ⁇ g means the wavelength at the cutoff frequency.
  • Absorption at low frequencies and less space is basically to be achieved by resonators.
  • the lining depth can be considerably reduced (t ⁇ 0.5 m), but the resonance produces a discontinuous absorption curve, which also leads to discontinuities in the anechoic chamber so that the acoustic field field itself fluctuates and the measurement error resulting therefrom no longer spatially is to be assigned.
  • a resonance frequency alone is not sufficient for the applications described above, since the claim to the degree of absorption applies not only to the resonant frequency but to all frequencies above the cutoff frequency.
  • the absorber unit comprises a plurality of plates of absorbent material for sound, wherein at least two adjacent Plates are arranged to form an intermediate air space spaced from each other so that they form a cavity resonator for frequencies below 50 Hz.
  • the plates of absorbing material itself absorb a wider frequency spectrum, while at the same time serving as boundaries for airspaces, each of which has a less broad but low frequency absorption spectrum.
  • the plates can combine two absorption mechanisms and absorb the desired broad frequency spectrum extending to low frequencies with little space requirement and intercept discontinuities.
  • a flat absorber is provided, which has a low installation depth and at the same time good absorption properties in a wide frequency range, which extends to very low frequencies has.
  • the cavity resonator or several or all of the cavity resonators may have a natural frequency of less than 50 Hz, in particular less than 40 Hz, in particular less than 35 Hz, in particular 30 Hz.
  • the absorber unit preferably consists of individual absorber and air layers, which are arranged so that the highest possible degree of absorption is achieved with the lowest possible installation depth. This is achieved by optimizing the spacing and thicknesses of the plates as well as a suitable choice of absorbent material, because the absorptivity of the resonators depends on the spacings of the plates and the absorption characteristics of the plates on the thickness of the plates as well as their flow resistance.
  • the degree of absorption, from which the cutoff frequency is defined is set to 90%.
  • structured absorbers have a degree of absorption of 99%. Measurements with conventional flat absorbers in the higher frequency range (f> 400 Hz) show that the requirements according to DIN EN ISO 3745 can be met even if the absorption coefficient is set at about 90%.
  • the absorbent material may comprise an anisotropic fabric having fibers, the plates being formed and arranged such that the fibers extend in at least one of the plates along the direction of the plate sequence in the absorber unit.
  • fiber direction is used as follows: It is assumed that a majority of the fibers in a plate runs approximately in the same direction, referred to as the fiber direction. In the preferred examples, this corresponds approximately to the direction of the plate sequence or a direction transverse thereto, but this does not mean that all the fibers are exactly parallel or transverse to this direction or exactly parallel to one another.
  • the direction of the plate sequence typically corresponds to the direction in which the sound strikes the absorber unit during operation.
  • the absorbent material may comprise, for example, mineral wool or open-cell foams.
  • Mineral wool is an anisotropic material that consists of fiber layers glued together. In this case, mineral wool with a fiber direction along the sound direction aligned fibers typically has the lowest flow resistance.
  • Typical length-related flow resistance (DIN EN 29053) of mineral wool, depending on density and arrangement, is between 5 and 35 kPa * s / m 2 .
  • Waves are predominantly absorbed when there is a good impedance matching in the transition region between two media, in this case between air and absorption material. In the structured absorbers of the prior art, this is accomplished by the shaping. In the case of the (flat) absorbers according to the invention, the impedance matching is preferably carried out by adjusting the flow resistance of the absorbent material. Therefore, materials with very low flow resistances are preferably used.
  • the plates may comprise mineral wool in a special installation position.
  • intrinsically stable mineral wool panels with low flow resistance can be used.
  • mineral wool ensures non-flammability class A according to DIN EN 13501.
  • Other materials that have suitable stability and flow resistance are also conceivable.
  • the sheets of absorbent material are preferably formed to have inherent stability. This facilitates installation in the absorber unit, since no special support structures must be provided.
  • the plates may be arranged such that the fiber direction alternates between a progression along the direction of the plate sequence and perpendicular to the direction of the plate sequence from plate to plate.
  • the absorber unit can have at least, in particular exactly three, plates.
  • the fibers of the middle plate may run along the direction of the plate sequence and the fibers of the other two plates may be transverse to the direction of the plate sequence.
  • the thickness of the plates can be between 150 mm and 300 mm.
  • the distances between the plates can be between 100 mm and 200 mm.
  • the plates can all have the same thicknesses and spacings or at least partially different thicknesses and distances from one another.
  • the absorber unit may comprise at least, in particular precisely, three plates, the thickness of one middle plate being smaller than the thickness of the two adjacent plates and the two adjacent plates having different thicknesses.
  • the absorber unit may comprise a boundary surface which, with respect to the direction of the plate sequence, is arranged adjacent to one of the two outermost plates.
  • the plate closest to the boundary surface may be thicker than the middle plate and thinner than the plate farthest from the boundary surface.
  • the plate closest to the boundary surface may have a thickness of 250 mm
  • the middle plate may have a thickness of 200 mm
  • the plate farthest from the boundary surface may have a thickness of 300 mm.
  • the absorber unit may comprise a boundary surface which, with respect to the direction of the plate sequence, is arranged adjacent to one of the two outermost plates.
  • the distance between the middle plate and the plate closest to the boundary surface may be greater than the distance between the plate closest to the boundary surface and the boundary surface and smaller than the distance between the middle plate and the farthest from the boundary surface lying plate.
  • the distance between the middle plate and the plate closest to the boundary surface may be 150 mm, the distance between the plate closest to the boundary surface and the boundary surface is 100 mm and the distance between the middle plate and the farthest from the Limiting surface away lying plate 200 mm.
  • the total thickness of the absorber unit may be less than or equal to 1.5 m, preferably less than 1.4 m, in particular 1.2 m.
  • the total thickness can be between 1.1 m and 1.4 m.
  • At least one of the plates may be covered by a perforated plate on one or both main sides of the plate or in the form of a perforated plate cassette. especially the In the operation of the sound source closest plate may be advantageously formed in the form of a perforated plate cassette.
  • At least one of the plates can be designed in the form of a linkage package. In particular, the plates that are not directly facing the sound in operation, can be integrated into a backdrop package.
  • perforated metal cassettes and / or backdrop packages is advantageous because the structure of the plates themselves and the absorber unit is simple and inexpensive.
  • the absorber unit can be designed such that the air spaces can be used for the installation of cables or pipes. This allows an advantageous structure in the corresponding applications, where for the power supply and / or data exchange, such as sensors or the like, many cables must be laid.
  • FIG. 1 a first preferred embodiment of the absorber unit 1 is shown, the three plates 2, 3, 4 of absorbent material, which are alone or in perforated metal cassettes or scenes built also called absorber packets.
  • the direction of the plate sequence is here indicated by the arrow 5.
  • Arrow 6 indicates the approximate direction in which sound will strike the absorber unit during operation. It should be noted that the absorber unit may also have a different number of absorber packages.
  • the absorption material of all absorber packages mineral wool whose fibers in the middle absorber packet 3 along the direction of the plate sequence of the absorber packages (ie in operation of the sound direction) and in the other two absorber packages transverse to it.
  • an open-cell foam can also be used for the two outer absorber packages.
  • the orientation of the fibers may also be chosen differently, or other materials may be used as long as there are suitable flow resistances.
  • values for the thickness and distances may also deviate from these values, which mainly depends on the materials used and the desired absorption properties.
  • the absorber unit may be limited by an element 7, for example a wall or a boundary surface, which is part of the absorber unit.
  • the first absorber packet 2 is in operation directly facing the sound source.
  • the first absorber package is directly facing the interior of the room.
  • the first absorber packet is preferably in the form of a plate which is installed in a perforated perforated metal sheet cassette (not shown here). This can optionally also be color-coated.
  • the two rear absorber packages 3, 4 are each preferably in the form of a linkage package (not shown here), in which the respective plate is integrated, formed. They can be arranged according to the measurement specification behind the room inside absorber package.
  • a backdrop package includes a frame in which the plate is fitted.
  • the plate can be inserted into the gate frame and held by projections on the inner walls or at the edges of the gate frame on the inner walls. These projections may extend in particular along several, in particular all, sides of the slide frame.
  • the plates are supported along their edges and can be inserted into the frame, guided by the projections.
  • the plates can be inserted from above.
  • the frame is slightly wider than the inserted plate. It would also be possible to provide in the frame a groove in which the plate is inserted.
  • a band for example a perforated belt, can be drawn past from one link side to the other behind a plate.
  • each gate frame exactly one plate is typically used along the sound direction. It is possible that a plurality of plates are stacked, for example, when the plates are made smaller in size than the frame. For example, a plate could be 1200 x 600 mm, while the height of the link frame may be about 3 meters, so that several plates are stacked must be used.
  • the plate or the plates may be formed of exactly one type of mineral wool or have a layer structure of layers of different types of mineral wool.
  • the backdrop frame can be perforated or formed from smooth sheet metal.
  • the sets of wings When the sets of wings are set up, they can be placed on the floor and, if necessary, stacked on top of each other. This is particularly advantageous for room heights greater than 3 meters, because the slide frames should not be chosen arbitrarily large to ensure stability.
  • the scenes with brackets that are attached to the walls connected, for example, be screwed.
  • the air layers between the individual packages can optionally be used for installations of all kinds (cables, pipes, etc.), which is not shown here.
  • FIG. 2 shows a section of the embodiment described above. Here, the fiber directions are indicated by hatching.
  • FIG. 3 shows an oblique view of an essentially as in the first embodiment formed absorber unit, but having a boundary surface 7. No wall shown here, as the absorber unit can in principle also be used freestanding.
  • a cavity resonator is also generated between the boundary surface and the third absorber package. Again, the distance can be chosen differently.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Absorbereinheit zum Absorbieren von Schall, insbesondere in geschlossenen Räumen, umfassend mehrere Platten aus Absorptionsmaterial für Schall, wobei wenigstens zwei benachbarte Platten unter Bildung eines dazwischenliegenden Luftraums so beabstandet zueinander angeordnet sind, dass sie für Frequenzen unterhalb von 50 Hz einen Hohlraumresonator bilden

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Absorbereinheit zum Absorbieren von Schall, insbesondere in geschlossenen Räumen.
  • In der Automobilindustrie werden reflexionsarme Räume zum Untersuchen der Außengeräusche von Fahrzeugen verwendet. Die Geräuschpegel müssen in einer geeigneten akustischen Umgebung aufgenommen werden, um diese qualitativ und quantitativ zu erfassen, zu beurteilen, und gegebenenfalls auch so zu verarbeiten, dass Sounddesign möglich ist.
  • Dabei wird der Bedarf an reflexionsarmen Räumen mit Grenzfrequenzen fg weit unter 50 Hz immer größer. Aufgrund derzeitiger Entwicklungen in Automobilbereich verschiebt sich das durch den Verbrennungsmotor hervorgerufene Mündungsgeräusch am Auspuffrohr zu immer tieferen Frequenzbereichen bis hin zu etwa 30 Hz. Des Weiteren treten tiefe Frequenzen dann auf, wenn Luftströmung über das Fahrzeug streicht. Es kommt dann am Heckteil zu Wirbelablösungen, die einen sehr tieffrequenten Quellschall verursachen, das sogenannte "Wummern". Diese Situation wird in der Automobilindustrie im Windkanal bei Luftströmung untersucht. Auch hier reichen die Geräuschanteile bis in den 30 Hz-Bereich hinunter.
  • Ein Gebiet, das damit verknüpft ist, ist die Psychoakustik, die gerade bei tiefen Frequenzen, die sich beim Menschen beispielsweise in der Magengegend niederschlagen, große Anteile verbucht, so dass Bedarf an geeigneten akustischen Umgebungen in diesem Frequenzbereich besteht.
  • Reflexionsarme Räume werden seit den 1950ziger Jahren mit strukturierten Absorbern ausgekleidet, insbesondere mit sogenannten Würfel- oder Keilabsorbern. Deren wesentliches Merkmal ist, dass sie ab einer bestimmten Frequenz, Grenzfrequenz fg genannt, einen Absorptionsgrad α > 99% aufweisen, gemessen nach DIN EN ISO 10534-2 im Impedanzrohr. Diese Eigenschaft eines einzelnen Absorbers überträgt sich auf den Raum, wenn dessen Raumbegrenzungsflächen entsprechend ausgekleidet werden. Die Güte des akustischen Freifeldes, die sich aus den Absorber-Eigenschaften ergibt, kann dann mit Hilfe von DIN EN ISO 3745 bzw. DIN EN ISO 26101 festgestellt werden.
  • Bei strukturierten Auskleidungen ist eine Grenzfrequenz von 38 Hz bei einer Absorbertiefe von 1,7 m bekannt. Tiefere Grenzfrequenzen mit strukturierten Absorbern wurden bisher nicht erzielt.
  • Abgesehen von dieser Begrenzung wären zur Erzielung einer bestimmten Grenzfrequenz fg bei strukturierten Absorbern erfahrungsgemäß Absorberlängen t im Bereich von λg/4 bzw. λg/5 nötig, wobei λg die Wellenlänge bei der Grenzfrequenz bedeutet. Bei einer Grenzfrequenz von fg = 30 Hz bedeutet dies rechnerisch eine Absorbertiefe im Bereich von 2,28 m < t < 2,86 m. Dies wäre aufgrund des immens großen Platzbedarfs für die Absorber und des dann benötigten Innenraums zur Messung wirtschaftlich nicht vertretbar.
  • Absorption bei tiefen Frequenzen und geringerem Platzbedarf ist grundsätzlich durch Resonatoren herbeizuführen. Bei Resonanzabsorbern kann zwar die Auskleidungstiefe erheblich reduziert werden (t < 0,5 m), durch die Resonanz entsteht jedoch eine unstetige Absorptionskurve, die im reflexionsarmen Raum ebenfalls zu Unstetigkeiten führt so dass das akustische Raumfeld selbst schwankt und der davon ausgehende Messfehler räumlich nicht mehr zuzuordnen ist.
  • Außerdem reicht allein eine Resonanzfrequenz für die oben beschriebenen Anwendungen nicht aus, da der Anspruch an den Absorptionsgrad nicht nur bei der Resonanzfrequenz gilt, sondern für alle Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz.
  • Um dieses Problem zu beheben, ist es bekannt, Breitband-Absorptionsmaterial mit einer Resonatorplatte zu kombinieren, was zwar die Resonanzgüte einerseits verringert, andererseits jedoch zu einem breitbandigeren Absorptionsbereich führt und mit dem vorgesetzten Absorptionsstoff auch mittlere und höhere Frequenzen zugänglich macht (siehe zum Beispiel "Broadband compact absorbers for anechoic linings", Helmut V. Fuchs et al., CFA/DAGA'04, Strasbourg, 22-25/03/2004, Seiten 955 und 956).
  • Aufgrund der resonanzartigen Struktur sind hier jedoch Messungen im Impedanzrohr kaum ausführbar, da die Einspann- oder Randbedingungen der Platte für die Lage und Amplitude der Resonanz eine entscheidende Rolle spielen. Hallraummessungen nach ISO 354 sind zwar ohne weiteres möglich, jedoch entbehren derartige Messungen bei sehr hohen Absorptionsgraden jegliche Genauigkeit, da das zugrundeliegende physikalische Modell (nach Sabine) zusammenbricht und nicht mehr gilt. Eine direkte, genaue physikalische Messung dieses Absorbertyps ist also nicht möglich.
  • Es ist also eine Aufgabe der Erfindung, eine Absorbereinheit bereitzustellen, die in einem breiten Frequenzspektrum, das sich bis in einen niedrigen Frequenzbereich erstreckt, einen hohen Absorptionsgrad hat, dabei Unstetigkeiten der Resonanz vermeidet und zugleich eine geringe Auskleidungstiefe ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Absorbereinheit mehrere Platten aus Absorptionsmaterial für Schall umfasst, wobei wenigstens zwei benachbarte Platten unter Bildung eines dazwischenliegenden Luftraums so beabstandet zueinander angeordnet sind, dass sie für Frequenzen unterhalb von 50 Hz einen Hohlraumresonator bilden.
  • Durch die Platten aus Absorptionsmaterial selbst wird ein breiteres Frequenzspektrum absorbiert, wobei sie gleichzeitig als Begrenzungen für Lufträume dienen, die jeweils ein weniger breites, dafür aber im niedrigen Frequenzbereich angesiedeltes Absorptionsspektrum aufweisen. Somit können die Platten zwei Absorptionsmechanismen kombinieren und mit wenig Platzbedarf das erwünschte breite und sich zu niedrigen Frequenzen hin erstreckende Frequenzspektrum absorbieren und Unstetigkeiten abfangen. Durch eine solche Anordnung wird ein Flachabsorber bereitgestellt, der eine geringe Einbautiefe und zugleich gute Absorptionseigenschaften in einem breiten Frequenzbereich, der sich bis hin zu sehr niedrigen Frequenzen erstreckt, aufweist.
  • Insbesondere kann der Hohlraumresonator bzw. mehrere oder alle der Hohlraumresonatoren eine Eigenfrequenz von weniger als 50 Hz, insbesondere weniger als 40 Hz, insbesondere von weniger als 35 Hz, insbesondere von 30 Hz aufweisen.
  • Die Absorbereinheit besteht vorzugsweise aus einzelnen Absorber- und Luftschichten, die so angeordnet sind, dass ein möglichst hoher Absorptionsgrad bei möglichst geringer Einbautiefe erzielt wird. Dies wird durch Optimieren des Abstands und der Dicken der Platten sowie einer geeigneten Wahl des Absorptionsmaterials erreicht, weil der Absorptionsgrad der Resonatoren von den Abständen der Platten und die Absorptionseigenschaften der Platten von der Dicke der Platten sowie deren Strömungswiderstand abhängen. Insbesondere wird der Absorptionsgrad, ab dem die Grenzfrequenz definiert wird, auf 90% eingestellt. Im Vergleich haben strukturierte Absorber einen Absorptionsgrad von 99%. Messungen mit konventionellen Flachabsorbern im höheren Frequenzbereich (f > 400 Hz) zeigen, dass den Anforderungen nach DIN EN ISO 3745 auch dann noch entsprochen werden kann, wenn der Absorptionsgrad etwa bei 90% eingestellt ist.
  • Das Absorptionsmaterial kann einen anisotropen Stoff mit Fasern umfassen, wobei die Platten derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Fasern zumindest in einer der Platten entlang der Richtung der Plattenabfolge in der Absorbereinheit verlaufen.
  • Der Begriff Faserrichtung wird dabei folgendermaßen verwendet: Es wird angenommen, dass eine Mehrzahl der Fasern in einer Platte etwa in die gleiche Richtung verläuft, als Faserrichtung bezeichnet. In den bevorzugten Beispielen entspricht diese etwa der Richtung der Plattenabfolge oder einer Richtung quer dazu, was jedoch nicht heißt, dass alle Fasern exakt parallel oder quer zu dieser Richtung oder exakt parallel zueinander verlaufen.
  • Nach dem Einbau entspricht die Richtung der Plattenabfolge typischerweise der Richtung, in der der Schall im Betrieb auf die Absorbereinheit trifft.
  • Das Absorptionsmaterial kann beispielsweise Mineralwolle oder offenzellige Schaumstoffe umfassen. Mineralwolle ist ein anisotroper Stoff, der aus miteinander verklebten Faserlagen besteht. Dabei weist typischerweise Mineralwolle mit einer Faserrichtung entlang der Schallrichtung ausgerichteten Fasern den niedrigsten Strömungswiderstand auf.
  • Typische längenbezogene Strömungswiderstände (DIN EN 29053) von Mineralwolle liegen, je nach Dichte und Anordnung, bei 5 bis 35 kPa*s/m2.
  • Wellen werden vorwiegend dann absorbiert, wenn eine gute Impedanzanpassung im Übergangsbereich zwischen zwei Medien, hier also zwischen Luft und Absorbtionsmaterial, erfolgt. Bei den strukturierten Absorbern des Stands der Technik wird dies durch die Formgebung bewerkstelligt. Bei den erfindungsgemäßen (flachen) Absorbern erfolgt die Impedanzanpassung vorzugsweise durch Einstellung des Strömungswiderstandes des Absoprtionsmaterials. Daher werden bevorzugt Materialien mit sehr niedrigen Strömungswiderständen verwendet.
  • Viele derartige Materialien weisen kaum Eigenstabilität auf, beispielsweise Watte oder lose Glaswolle. Die Verwendung von Mineralwolle reduziert dieses Problem und verleiht Eigenstabilität. Insbesondere können die Platten Mineralwolle in spezieller Einbaulage umfassen. Insofern können durch geeignete Anordnung eigenstabile Mineralwolleplatten mit niedrigem Strömungswiderstand benutzt werden. Zudem stellt Mineralwolle Nichtbrennbarkeit Klasse A nach DIN EN 13501 sicher. Andere Materialien, die geeignete Stabilität und geeigneten Strömungswiderstand aufweisen sind ebenfalls denkbar.
  • Die Platten aus Absorptionsmaterial sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie Eigenstabilität aufweisen. Dies erleichtert den Einbau in die Absorbereinheit, da keine speziellen Stützstrukturen vorgesehen werden müssen.
  • Die Platten können derart angeordnet sein, dass die Faserrichtung zwischen einem Verlauf entlang der Richtung der Plattenabfolge und senkrecht zur Richtung der Plattenabfolge von Platte zu Platte abwechselt.
  • Die Absorbereinheit kann mindestens, insbesondere genau drei, Platten aufweisen. Insbesondere können bei genau drei Platten die Fasern der mittleren Platte entlang der Richtung der Plattenabfolge verlaufen und die Fasern der beiden anderen Platten quer zur Richtung der Plattenabfolge verlaufen.
  • Die Dicke der Platten kann zwischen 150 mm und 300 mm betragen. Die Abstände zwischen den Platten können zwischen 100 mm und 200 mm betragen. Die Platten können alle die gleichen Dicken und Abstände oder zumindest teilweise unterschiedliche Dicken und Abstände voneinander aufweisen.
  • Die Absorbereinheit kann mindestens, insbesondere genau, drei Platten umfassen, wobei die Dicke einer mittleren Platte geringer ist als die Dicke der beiden benachbarten Platten und wobei die beiden benachbarten Platten unterschiedliche Dicken haben.
  • Die Absorbereinheit kann eine Begrenzungsfläche umfassen, die, bezogen auf die Richtung der Plattenabfolge, benachbart zu einer der beiden äußersten Platten angeordnet ist. Insbesondere kann dann die der Begrenzungsfläche am nächsten liegenden Platte dicker sein als die mittlere Platte und dünner als die am weitesten von der Begrenzungsfläche entfernt liegende Platte.
  • Insbesondere kann dann die der Begrenzungsfläche am nächsten liegenden Platte eine Dicke von 250 mm aufweisen, die mittlere Platte eine Dicke von 200 mm aufweisen und die am weitesten von der Begrenzungsfläche entfernt liegende Platte eine Dicke von 300 mm aufweisen.
  • Die Absorbereinheit kann eine bzw. die Begrenzungsfläche umfassen, die, bezogen auf die Richtung der Plattenabfolge, benachbart zu einer der beiden äußersten Platten angeordnet ist. Insbesondere kann dann der Abstand zwischen der mittleren Platte und der der Begrenzungsfläche am nächsten liegenden Platte größer sein als der Abstand zwischen der der Begrenzungsfläche am nächsten liegenden Platte und der Begrenzungsfläche und kleiner als der Abstand zwischen der mittleren Platte und der am weitesten von der Begrenzungsfläche entfernt liegenden Platte.
  • Insbesondere kann dann der Abstand zwischen der mittleren Platte und der der Begrenzungsfläche am nächsten liegenden Platte 150 mm betragen, der Abstand zwischen der der Begrenzungsfläche am nächsten liegenden Platte und der Begrenzungsfläche 100 mm betragen und der Abstand zwischen der mittleren Platte und der am weitesten von der Begrenzungsfläche entfernt liegenden Platte 200 mm betragen.
  • Die Gesamtdicke der Absorbereinheit kann kleiner oder gleich 1,5 m sein, vorzugsweise kleiner als 1,4 m, insbesondere 1,2 m sein. Beispielsweise kann die Gesamtdicke zwischen 1,1 m und 1,4 m liegen.
  • Mindestens eine der Platten kann durch ein Lochblech auf einer oder beiden Hauptseiten der Platte abgedeckt oder in Form einer Lochblechkassette ausgebildet sein. Insbesondere die im Betrieb der Schallquelle am nächsten liegende Platte kann vorteilhaft in Form einer Lochblechkassette ausgebildet sein. Mindestens eine der Platten kann in Form eines Kulissenpaketes ausgebildet sein. Insbesondere die Platten, die im Betrieb nicht direkt dem Schall zugewandt sind, können in ein Kulissenpaket integriert sein.
  • Die Verwendung von Lochblechkassetten und/oder Kulissenpaketen ist vorteilhaft, da der Aufbau der Platten selbst und der Absorbereinheit einfach und günstig ist.
  • Die Absorbereinheit kann derart ausgebildet sein, dass die Lufträume zur Installation von Kabeln oder Rohren verwendbar sind. Dies ermöglicht einen vorteilhaften Aufbau bei den entsprechenden Anwendungen, wo zur Stromversorgung und/oder zum Datenaustausch, beispielsweise von Sensoren oder Ähnlichem, viele Kabel verlegt werden müssen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigt:
  • Fig. 1
    eine schematische, nicht maßstabsgetreue Schrägansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Absorbereinheit,
    Fig. 2
    eine schematische, nicht maßstabsgetreue Schnittansicht der ersten Ausführungsform und
    Fig. 3
    eine schematische, nicht maßstabsgetreue Schrägansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Absorbereinheit.
  • In Figur 1 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform der Absorbereinheit 1 gezeigt, die drei Platten 2, 3, 4 aus Absorptionsmaterial umfasst, die allein oder in Lochblechkassetten oder Kulissen eingebaut auch als Absorberpakete bezeichnet werden. Die Richtung der Plattenabfolge ist hier mit dem Pfeil 5 gekennzeichnet. Pfeil 6 kennzeichnet die ungefähre Richtung, in der im Betrieb der Schall auf die Absorbereinheit treffen wird. Es sei angemerkt, dass die Absorbereinheit auch eine andere Anzahl an Absorberpaketen aufweisen kann.
  • Zwischen zwei benachbarten Absorberpaketen ist jeweils ein Luftraum 8 angeordnet. Vorzugsweise ist dabei das Absorptionsmaterial aller Absorberpakete Mineralwolle, deren Fasern in dem mittleren Absorberpaket 3 entlang der Richtung der Plattenabfolge der Absorberpakete (also im Betrieb der Schallrichtung) verlaufen und in den anderen beiden Absorberpaketen quer dazu. Alternativ kann für die beiden äußeren Absorberpakete auch ein offenzelliger Schaumstoff verwendet werden. Die Ausrichtung der Fasern kann jedoch auch anders gewählt werden oder andere Materialien können verwendet werden, solange geeignete Strömungswiderstände vorliegen.
  • Die drei Absorberpakete können beispielsweise eine Dicke von d = 300 mm, e = 200 mm und f = 250 mm und einen Abstand von a = 200 mm bzw. b = 150 mm aufweisen. Allerdings können Werte für die Dicke und Abstände auch von diesen Werten abweichen, was vor allem von den verwendeten Materialien und den gewünschten Absorptionseigenschaften abhängt.
  • Die Absorbereinheit kann durch ein Element 7, beispielsweise eine Wand oder eine Begrenzungsfläche, die Teil der Absorbereinheit ist, begrenzt sein. Beispielsweise kann, wie in der Figur 1 gezeigt, die Absorbereinheit im Betrieb, beispielsweise in einem Abstand von c = 100 mm, an einer Wand (oder der Decke) eines Raums befestigt sein, die vorzugsweise einen hohen Strömungswiderstand aufweist.
  • Das erste Absorberpaket 2 ist im Betrieb direkt der Schallquelle zugewandt. Wenn die Absorbereinheit beispielsweise an der Decke oder Wand eines Raumes befestigt ist, ist das erste Absorberpaket direkt dem Rauminneren zugewandt. Vorzugsweise ist das erste Absorberpaket in Form einer in einer perforierten Lochblechkassette (hier nicht gezeigt) eingebauten Platte ausgebildet. Diese kann wahlweise auch farblich beschichtet sein. Die beiden hinteren Absorberpakete 3, 4 sind jeweils vorzugsweise in Form eines Kulissenpaketes (hier nicht gezeigt), in dem die jeweilige Platte integriert ist, ausgebildet. Sie können entsprechend der Messvorschrift hinter dem rauminnenseitigen Absorberpaket angeordnet sein.
  • Ein Kulissenpaket umfasst einen Kulissenrahmen, in den die Platte eingepasst ist. So kann die Platte in den Kulissenrahmen eingelegt und durch Vorsprünge an den Innenwänden oder an den Kanten des Kulissenrahmens an den Innenwänden gehalten werden. Diese Vorsprünge können insbesondere entlang mehrerer, insbesondere aller, Seiten des Kulissenrahmens verlaufen. So werden die Platten entlang ihrer Kanten gestützt und können in den Rahmen, geführt durch die Vorsprünge, eingeschoben werden. Beispielsweise können die Platten von oben eingeschoben werden. Dabei ist der Kulissenrahmen etwas breiter als die eingelegte Platte. Es wäre ebenfalls möglich, im Rahmen eine Nut vorzusehen, in der die Platte eingesetzt ist. Zum zusätzlichen Stützen und um eine Ausbeulung der Platten zu vermeiden, kann ein Band, beispielsweise ein Lochband von einer Kulissenseite zur anderen hinter einer Platte vorbeigezogen sein.
  • In jedem Kulissenrahmen ist typischerweise entlang der Schallrichtung genau eine Platte eingesetzt. Es ist möglich, dass mehrere Platten übereinander angeordnet sind, beispielsweise wenn die Platten in einer kleineren Größe gefertigt werden als der Rahmen. Beispielsweise könnte eine Platte 1200 x 600 mm groß sein, während die Höhe der Kulissenrahmen etwa 3 Meter betragen kann, so dass mehrere Platten übereinander eingesetzt werden müssen. In einem Kulissenrahmen kann die Platte bzw. können die Platten aus genau einer Art von Mineralwolle ausgebildet sein oder eine Schichtstruktur von Lagen verschiedener Arten von Mineralwolle aufweisen.
  • Der Kulissenrahmen kann gelocht oder aus Glattblech ausgebildet sein. Wenn die Kulissenpakete aufgebaut werden, können diese auf den Boden gestellt und gegebenenfalls, wenn erforderlich, aufeinander gestapelt werden. Dies ist vor allem bei Raumhöhen größer 3 Meter vorteilhaft, weil die Kulissenrahmen zum Sicherstellen der Stabilität nicht beliebig groß gewählt werden sollten. Um ein Kippen zu verhindern und die Abstände sicher einzustellen, können die Kulissen mit Auslegern, die an den Wänden befestigt sind, verbunden, beispielsweise verschraubt sein.
  • Die Luftschichten zwischen den einzelnen Paketen können optional für Installationen aller Art (Kabel, Rohre, etc.) genutzt werden, was hier nicht gezeigt ist.
  • Figur 2 zeigt einen Schnitt der oben beschriebenen Ausführungsform. Hier sind die Faserrichtungen mittels der Schraffierung angedeutet.
  • Figur 3 zeigt eine Schrägansicht einer im Wesentlichen wie in der ersten Ausführungsform ausgebildeten Absorbereinheit, die jedoch eine Begrenzungsfläche 7 aufweist. Hier keine Wand abgebildet, da die Absorbereinheit prinzipiell auch freistehend verwendet werden kann.
  • Die Begrenzungsfläche kann beispielsweise in einem Abstand von c = 100 mm von dem dritten Absorberpaket 4 angeordnet sein und weist vorzugsweise eine hohe Strömungsimpedanz auf. So wird auch zwischen der Begrenzungsfläche und dem dritten Absorberpaket noch ein Hohlraumresonator erzeugt. Auch hier kann der Abstand anders gewählt sein.
  • Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.

Claims (15)

  1. Absorbereinheit (1) zum Absorbieren von Schall, insbesondere in geschlossenen Räumen, umfassend mehrere Platten (2, 3, 4) aus Absorptionsmaterial für Schall, wobei wenigstens zwei benachbarte Platten (2, 3, 4) unter Bildung eines dazwischenliegenden Luftraums (8) so beabstandet zueinander angeordnet sind, dass sie für Frequenzen unterhalb von 50 Hz einen Hohlraumresonator bilden.
  2. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Hohlraumresonator eine Eigenfrequenz von weniger als 50 Hz, insbesondere weniger als 40 Hz, insbesondere von weniger als 35 Hz, insbesondere von 30 Hz aufweist.
  3. Absorbereinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Absorptionsmaterial einen anisotropen Stoff mit Fasern umfasst, wobei die Platten derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Fasern zumindest in einer der Platten (2, 3, 4) entlang der Richtung der Plattenabfolge (5) in der Absorbereinheit (1) verlaufen.
  4. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Absorptionsmaterial Mineralwolle oder offenzellige Schaumstoffe umfasst.
  5. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Platten (2, 3, 4) aus Absorptionsmaterial derart ausgebildet sind, dass sie Eigenstabilität aufweisen.
  6. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Absorptionsmaterial Fasern umfasst und die Platten (2, 3, 4) derart angeordnet sind, dass die Faserrichtung zwischen einem Verlauf entlang der Richtung der Plattenabfolge (5) und senkrecht zur Richtung der Plattenabfolge (5) von Platte zu Platte abwechselt.
  7. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Absorptionsmaterial Fasern umfasst, umfassend mindestens drei Platten (2, 3, 4), wobei die Fasern der mittleren der drei Platten (3) entlang der Richtung der Plattenabfolge (5) verlaufen und die Fasern der beiden anderen Platten (2, 4) quer zur Richtung der Plattenabfolge (5) verlaufen.
  8. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Dicke der Platten (2, 3, 4) zwischen 150 mm und 300 mm beträgt und/oder wobei die Abstände zwischen den Platten (2, 3, 4) zwischen 100 mm und 200 mm betragen.
  9. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Platten (2, 3, 4) gleiche oder zumindest teilweise unterschiedliche Dicken und Abstände voneinander aufweisen.
  10. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend mindestens drei der Platten (2, 3, 4), wobei die Dicke der mittleren Platte (3) der drei Platten geringer ist als die Dicke der beiden benachbarten Platten (2, 4) und die beiden benachbarten Platten (2, 4) unterschiedliche Dicken haben.
  11. Absorbereinheit nach Anspruch 10, wobei die Absorbereinheit (1) eine Begrenzungsfläche (7) umfasst, die benachbart zu einer der beiden äußersten Platten (4) angeordnet ist, und wobei die der Begrenzungsfläche (7) am nächsten liegenden Platte (4) dicker ist als die mittlere Platte (3) und dünner als die am weitesten von der Begrenzungsfläche (7) entfernt liegende Platte (2).
  12. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend drei bzw. die drei der Platten (2, 3, 4) wobei die Absorbereinheit (1) die bzw. eine Begrenzungsfläche (7) umfasst, die benachbart zu einer der beiden äußersten Platten (2, 4) angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen der mittleren Platte (3) der drei Platten und der der Begrenzungsfläche (7) am nächsten liegenden Platte (4) größer ist als der Abstand zwischen der der Begrenzungsfläche (7) am nächsten liegenden Platte (4) und der Begrenzungsfläche (7) und kleiner als der Abstand zwischen der mittleren Platte (3) und der am weitesten von der Begrenzungsfläche (7) entfernt liegenden Platte (2).
  13. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Gesamtdicke der Absorbereinheit (1) kleiner oder gleich 1,5 m ist, vorzugsweise kleiner als 1,4 m, insbesondere 1,2 m ist.
  14. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei mindestens eine der Platten (2, 3, 4) durch ein Lochblech auf einer oder beiden Hauptseiten der Platte abgedeckt oder in Form einer Lochblechkassette ausgebildet ist.
  15. Absorbereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei mindestens eine der Platten (2, 3, 4) in ein Kulissenpaket integriert ist.
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