DE102020116396A1 - Sound absorber - Google Patents

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Abstract

Der erfindungsgemäße Schallabsorber (10) umfasst mindestens einen Resonator (11). Ein Spaltkanal (25) umgrenztes Volumen (13). Vorteilhafterweise wird dieser Tieffrequenzabsorber mit einem Hochfrequenzabsorber kombiniert, beispielsweise in Form einer oder mehrerer Wabenplatten, die über einen Abstandshalter mit dem Spaltkanalelement (12) verbunden sind. Die Anbringung dieses Mittel- und Hochfrequenzabsorber (30) an dem Spaltkanalelement (12) verbessert außerdem die Tieftonabsorption. Es wird insgesamt ein multifrequenter Schallabsorber erhalten, der insbesondere mittlere und tiefe Frequenzen dämpft.The sound absorber (10) according to the invention comprises at least one resonator (11). A gap channel (25) delimited volume (13). This low-frequency absorber is advantageously combined with a high-frequency absorber, for example in the form of one or more honeycomb panels, which are connected to the gap channel element (12) via a spacer. The attachment of this medium and high frequency absorber (30) to the gap channel element (12) also improves the low-frequency absorption. Overall, a multi-frequency sound absorber is obtained, which in particular attenuates medium and low frequencies.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schallabsorber, der insbesondere zur Absorption tiefer Frequenzen geeignet ist.The invention relates to a sound absorber which is particularly suitable for absorbing low frequencies.

Tieffrequente Schallabsorber sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise werden zur Schallabsorption Helmholtzresonatoren eingesetzt.Low-frequency sound absorbers are known in principle, for example Helmholtz resonators are used for sound absorption.

In dem Fachartikel „Simulated and Experimental Research of Multi-Band accoustic Metamaterial with a Single Resonant Structure“, Huaijun Chen und Changlin Ding, (Materials 2019, 12, 3469; doi:10.3390/ ma12213469) wird vorgeschlagen, innerhalb eines etwa kugelförmigen Helmholtzresonators einen weiteren Helmholtzresonator anzuordnen. Es können damit Dämpfungskurven mit mehreren Minima erzeugt werden. Bei einem weiteren in diesem Artikel angegebenen Ausführungsbeispiel sind drei kugelförmige Resonatoren ineinander geschachtelt.In the specialist article "Simulated and Experimental Research of Multi-Band Accoustic Metamaterial with a Single Resonant Structure", Huaijun Chen and Changlin Ding, (Materials 2019, 12, 3469; doi: 10.3390 / ma12213469) it is suggested to have a spherical Helmholtz resonator to arrange another Helmholtz resonator. It can be used to generate damping curves with several minima. In a further embodiment given in this article, three spherical resonators are nested within one another.

In dem Fachartikel „A double layer acoustic absorber as potential substitute for traditional microperforated elements", Fabio Auriemma; Proceedings of Meetings on Acoustics, Vol. 30, 030004 (2017) ; doi:10.1121/2.0000598 (https://doi.org/10-1121/2.0000598) werden Schlitzkanalstrukturen vorgeschlagen und berechnet, die eine akustische Dämpfung aufweisen.In the specialist article "A double layer acoustic absorber as potential substitute for traditional microperforated elements", Fabio Auriemma; Proceedings of Meetings on Acoustics, Vol. 30, 030004 (2017) ; doi: 10.1121 / 2.0000598 (https://doi.org/10-1121/2.0000598), slot channel structures are proposed and calculated that have acoustic damping.

Weiter ist aus dem Fachartikel „Ultrathin reflective acoustic metasurface based on the synergetic coupling of resonant cavity and labyrinthine beams“, S.K. Han, W. Zhang, G.J. Ma, C.W. Wu und Z. Chen, Modern Physics letters B 1850144 World scientific publishing company, doi: 10.1142/S0217984918501440 die Kopplung einer Schlitzstruktur an einen Resonator bekannt.Furthermore, from the specialist article "Ultrathin reflective acoustic metasurface based on the synergetic coupling of resonant cavity and labyrinthine beams", S.K. Han, W. Zhang, G.J. Ma, C.W. Wu and Z. Chen, Modern Physics letters B 1850144 World scientific publishing company, doi: 10.1142 / S0217984918501440 known the coupling of a slot structure to a resonator.

Außerdem sind schalldämpfende Wabenstrukturen beispielsweise aus der US 2015/0008281 A1 , der US 3,822,762 , der US 5,543,198 , der EP 2 388 135 B1 sowie der EP 1 845 200 A1 bekannt.In addition, sound-absorbing honeycomb structures are, for example, from US 2015/0008281 A1 , the U.S. 3,822,762 , the U.S. 5,543,198 , the EP 2 388 135 B1 as well as the EP 1 845 200 A1 known.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen multifrequenten Schallabsorber zu schaffen, der insbesondere zu der Absorption bzw. Dämpfung tieffrequenten Schalls geeignet ist.It is the object of the invention to create a multi-frequency sound absorber which is particularly suitable for the absorption or attenuation of low-frequency sound.

Diese Aufgabe wird mit einem Schallabsorber nach Anspruch 1 gelöst:This object is achieved with a sound absorber according to claim 1:

Der erfindungsgemäße Schallabsorber weist einen Resonator mit einem in einem Gehäuse ausgebildeten Resonanzvolumen sowie mit einem Spaltkanalelement auf, das eine von mindestens einem Luftspalt durchsetzten Wand aufweist. Zwischen dem Resonator und dem Spaltkanalelement ist ein Volumen ausgebildet, das einerseits akustisch an das Spaltkanalelement und andererseits akustisch an die Schalleingangsöffnung des Resonators koppelt. Das insoweit beschriebene aus Resonator, Spaltkanalelement und dazwischen liegendem Volumen gebildete Grundelement baut flach und eignet sich dennoch zur Absorption tiefer Frequenzen. Der Resonator kann eine oder mehrere Resonanzfrequenzen aufweisen, die vorzugsweise allesamt im tiefen Frequenzbereich von beispielsweise unter 200 Hz liegen.The sound absorber according to the invention has a resonator with a resonance volume formed in a housing and with a gap channel element which has a wall penetrated by at least one air gap. A volume is formed between the resonator and the slit channel element, which on the one hand couples acoustically to the slit channel element and on the other hand acoustically to the sound inlet opening of the resonator. The basic element formed from the resonator, the gap channel element and the volume in between has a flat structure and is nevertheless suitable for the absorption of low frequencies. The resonator can have one or more resonance frequencies, all of which are preferably all in the low frequency range of, for example, below 200 Hz.

Es hat sich gezeigt, dass das zwischen dem Spaltkanalelement und dem Resonator angeordnete Volumen einen erheblichen Einfluss auf die Dämpfung bei tiefen Frequenzen hat. Deswegen ist über den Abstand des Spaltkanalelements von dem Resonator die Dämpfung bei tiefen Frequenzen steuerbar. Außerdem sind über die Anzahl der Spaltkanäle die Dämpfungseigenschaften steuerbar.It has been shown that the volume arranged between the gap channel element and the resonator has a considerable influence on the damping at low frequencies. For this reason, the damping at low frequencies can be controlled via the distance between the gap channel element and the resonator. In addition, the damping properties can be controlled via the number of slit channels.

Der Resonator ist vorzugsweise ein Helmholtzresonator, an dessen Schalleingangsöffnung ein internes Luftvolumen angekoppelt ist. Vorzugsweise ist das Luftvolumen in Form einer Kanalstruktur ausgebildet, wobei diese Kanalstruktur eine oder mehrere Verzweigungen sowie eine oder mehrere Abbiegungen aufweisen kann. Die Kanalstruktur kann beispielsweise mehrere ineinander geschachtelte Helmholtzresonatoren ergeben, die in einer Ebene und somit zweidimensional angeordnet ist. Vorzugsweise erstreckt sich diese Ebene quer zu der Richtung der Schalleingangsöffnung. Die ineinander geschachtelten Helmholzresonatoren sind vorzugsweise auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt.The resonator is preferably a Helmholtz resonator, to whose sound inlet opening an internal volume of air is coupled. The air volume is preferably designed in the form of a channel structure, it being possible for this channel structure to have one or more branches and one or more bends. The channel structure can, for example, result in a number of Helmholtz resonators nested one inside the other, which are arranged in one plane and thus two-dimensionally. This plane preferably extends transversely to the direction of the sound inlet opening. The nested Helmholz resonators are preferably tuned to different frequencies.

Ineinander geschachtelte Helmholtzresonatoren können gebildet werden, indem die Kanalstruktur mehrere rundringförmige, polygonringförmige oder rechteckringförmige, konzentrisch zueinander angeordnete Abschnitte aufweist, die jeweils über eine Schalldurchtrittsöffnung miteinander verbunden sind. Damit lässt sich ein breiter Frequenzbereich festlegen, in dem eine erhebliche Schalldämpfung auftritt.Helmholtz resonators nested in one another can be formed by the channel structure having a plurality of annular, polygonal or rectangular ring-shaped, concentrically arranged sections which are each connected to one another via a sound passage opening. This allows a broad frequency range to be defined in which considerable sound attenuation occurs.

Das Spaltkanalelement weist einen Luftspalt auf, dessen Querschnitt vorzugsweise die Form eines langgestreckten Rechtecks aufweist. Das Rechteck ist vorzugsweise schlank, d.h., sein Seitenverhältnis kann größer als 1:10 vorzugsweise größer als 1:20 sein. Der Luftspalt kann in Schallausbreitungsrichtung eine Länge aufweisen, die ein Vielfaches der Länge der kurzen Seite des rechteckigen Querschnitts beträgt. Er kann jedoch in Schallausbreitungsrichtung kürzer sein als die Länge der langen Seite des Rechtecks. Der Luftspalt kann einem geraden oder einem mehrfach gefalteten Pfad folgend ausgebildet sein. In dem Spaltkanalelement können ein oder mehrere solcher Luftspalte vorgesehen sein. Auf das Spaltkanalelement auftreffender Umgebungsschall wird durch den Luftspalt an das zwischen dem Spaltkanalelement und dem Resonator eingeschlossenen Volumen gekoppelt. Der Schall wird dann über die Schalleingangsöffnung aus dem Volumen in den Resonator geleitet.The gap channel element has an air gap, the cross section of which preferably has the shape of an elongated rectangle. The rectangle is preferably slim, ie its aspect ratio can be greater than 1:10, preferably greater than 1:20. The air gap can have a length in the direction of sound propagation which is a multiple of the length of the short side of the rectangular cross section. However, it can be shorter in the direction of sound propagation than the length of the long side of the rectangle. The air gap can be formed following a straight path or a path that is folded several times. One or more such air gaps can be provided in the gap channel element. Striking the gap channel element Ambient sound is coupled through the air gap to the volume enclosed between the gap channel element and the resonator. The sound is then conducted from the volume into the resonator via the sound inlet opening.

Dem Spaltkanalelement kann ein Hochfrequenzabsorber vorgelagert sein. Dieser kann wiederum über einen Hohlraum an das Spaltkanalelement angeschlossen sein. Der Hochfrequenzabsorber kann aus einem oder mehreren Wabenelementen bestehen, deren Waben beidseits offen sind. Schallquellenseitig kann das Wabenelement oder der sonstige Hochfrequenzabsorber eine textilbedeckte Fläche aufweisen.A high-frequency absorber can be arranged in front of the gap channel element. This can in turn be connected to the gap channel element via a cavity. The high-frequency absorber can consist of one or more honeycomb elements, the honeycombs of which are open on both sides. On the sound source side, the honeycomb element or the other high-frequency absorber can have a textile-covered surface.

Insgesamt wird so ein Schallabsorptionselement mit breitbandigen Schallabsorptionseigenschaften geschaffen, das stark schalldämpfend bis in den Tieffrequenzbereich hinein wirkt und eine geringe Dicke aufweist.Overall, a sound absorption element with broadband sound absorption properties is created, which has a strong sound-absorbing effect down to the low-frequency range and is thin.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung und von Ansprüchen. Es zeigen:

  • 1 einen Schallabsorber, in perspektivischer Ansicht unter Veranschaulichung seiner schichtweise angeordneten verschiedenen Funktionseinheiten,
  • 2 den Schallabsorber nach 1, in einer Explosionsdarstellung zur Veranschaulichung seines inneren Aufbaus,
  • 3 einen zu dem Schallabsorber gehörigen Resonanzor sowie das zugehörige Spaltkanalelement, in Querschnittsdarstellung,
  • 4 den Resonator in Draufsicht mit abgenommener oberer Abschlusswand,
  • 5 das Spaltkanalelement in Draufsicht,
  • 6 eine Ausführungsvariante des Spaltkanalelements,
  • 7 eine alternative Ausführungsform des Resonators in einer der 4 entsprechenden Darstellung.
Further details of advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the drawing, the description and the claims. Show it:
  • 1 a sound absorber, in a perspective view showing its various functional units arranged in layers,
  • 2 the sound absorber 1 , in an exploded view to illustrate its internal structure,
  • 3 a resonance core belonging to the sound absorber as well as the associated gap duct element, in a cross-sectional view,
  • 4th the resonator in plan view with the upper end wall removed,
  • 5 the split duct element in plan view,
  • 6th a variant of the split duct element,
  • 7th an alternative embodiment of the resonator in one of the 4th corresponding representation.

1 veranschaulicht eine Schallabsorberanordnung, die flächenhaft ausgedehnt ausgebildet sein kann. Diese Schallabsorberanordnung enthält mindestens einen Schallabsorber 10, der einen rechteckigen, einen quadratischen, einen polygonalen, beispielsweise sechseckigen oder sonstigen Umriss, aufweisen kann. Die gesamte Schallabsorberanordnung kann mehrere solcher Schallabsorber 10 aufweisen, die jeweils seitlich aneinander anschließend oder mit Zwischenräumen angeordnet sind und die eine ebene oder anderweitig geformte Fläche festlegen. Benachbarte Schallabsorber sind in 1 lediglich symbolisch gestrichelt angedeutet. 1 illustrates a sound absorber arrangement which can be designed to be extended over a large area. This sound absorber arrangement contains at least one sound absorber 10 , which can have a rectangular, square, polygonal, for example hexagonal or other outline. The entire sound absorber arrangement can have several such sound absorbers 10 have, which are each arranged laterally adjoining one another or with gaps and which define a flat or otherwise shaped surface. Adjacent sound absorbers are in 1 only indicated symbolically by dashed lines.

Der Schallabsorber 10 besteht aus einer Anzahl von übereinander angeordneten Einzelelementen, wie aus 2 ersichtlich ist. Zu dem Schallabsorber 10 gehört insbesondere ein Resonator 11, der akustisch an ein Spaltkanalelement 12 angeschlossen ist. Zwischen dem Resonator 11 und dem Spaltkanalelement 12 ist ein Volumen 13 begrenzt, das insbesondere in 3 dargestellt ist.The sound absorber 10 consists of a number of individual elements arranged one above the other, such as 2 can be seen. To the sound absorber 10 in particular includes a resonator 11 acoustically connected to a split duct element 12th connected. Between the resonator 11 and the gap channel element 12th is a volume 13th limited, especially in 3 is shown.

Der Resonator 11 weist ein Gehäuse 14 auf, in dessen oberer, vorzugsweise ebener Gehäusewand 15 eine Schalleingangsöffnung 16 angeordnet ist. Die Schalleingangsöffnung 16 kann eine runde oder eckige Durchgangsöffnung sein, die offen oder mit einer schallübertragenden Membran versehen ist. Der Resonator 11 kann auch mehrere Schalleingangsöffnungen aufweisen, die zu miteinander gekoppelten oder zu voneinander akustisch isolierten Helmholtz-Resonatoren gehören.The resonator 11 has a housing 14th on, in the upper, preferably flat housing wall 15th a sound inlet opening 16 is arranged. The sound inlet opening 16 can be a round or angular opening that is open or provided with a sound-transmitting membrane. The resonator 11 can also have several sound inlet openings that belong to Helmholtz resonators that are coupled to one another or acoustically isolated from one another.

Das Gehäuse 14 des Resonators 11 umschließt einen Innenraum 17, in dem durch mehrere, z.B. gemäß 4 ineinander geschachtelte Wandanordnungen 18, 19, 20 eine Kanalstruktur 21 festgelegt ist. Diese ist in 4 gestrichelt angedeutet und erstreckt sich von der Schalleingangsöffnung 16 bis zu der äußeren Umfassungswand des Gehäuses 14. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Wandanordnungen vorgesehen. Die Form und Anzahl derselben kann jedoch variieren. Bei diesem Resonatortyp sind die einzelnen Wandanordnungen 18 bis 20 jeweils als unterbrochener Ring (Reckteckring, Sechseckring, Rundring oder dergleichen) ausgebildet. An der Unterbrechungsstelle der ansonsten ringförmigen Wandanordnung ist jeweils eine Schallübertrittsöffnung 22, 23, 24 ausgebildet. Jede Schallübertrittsöffnung stellt eine Verzweigung der Kanalstruktur 21 dar, an der Abschnitte der Kanalstruktur 21 sich treffen oder voneinander weg führen.The case 14th of the resonator 11 encloses an interior 17th , in which by several, e.g. according to 4th nested wall arrangements 18, 19, 20 form a channel structure 21 is fixed. This is in 4th indicated by dashed lines and extends from the sound inlet opening 16 up to the outer peripheral wall of the housing 14th . In the present embodiment, three wall arrangements are provided. However, the shape and number thereof may vary. In this type of resonator, the individual wall arrangements 18 to 20 are each designed as an interrupted ring (rectangular ring, hexagonal ring, round ring or the like). A sound transfer opening 22, 23, 24 is formed at the point of interruption of the otherwise ring-shaped wall arrangement. Each sound transfer opening represents a branch of the channel structure 21 represent, at the sections of the channel structure 21 meet or lead away from each other.

Die Wandanordnungen 18, 19, 20 sind vorzugsweise so gegeneinander gedreht, dass die Schallübertrittsöffnung 22, 23, 24 jeweils voneinander weg weisen. Wird die Schalleingangsöffnung 16 als Ziffernblatt gedacht, steht die Schallübertrittsöffnung 22 auf 9.00 Uhr, die Schallübertrittsöffnung 23 der nächst größeren Wandanordnung 19 auf 3.00 Uhr und die Schallübertrittsöffnung 24 der größten Wandanordnung 20 wiederum auf 9.00 Uhr. Es ist aber auch möglich, einzelne Schallübertrittsöffnungen mit anderen Orientierungen, beispielsweise auf 6.00 Uhr oder 12.00 Uhr anzuordnen.The wall arrangements 18, 19, 20 are preferably rotated relative to one another in such a way that the sound passage openings 22, 23, 24 each point away from one another. Becomes the sound inlet opening 16 Conceived as a dial, the sound transfer opening 22 is at 9 a.m., the sound transfer opening 23 of the next larger wall arrangement 19 is at 3 a.m. and the sound transfer opening 24 of the largest wall arrangement 20 is again at 9 a.m. However, it is also possible to arrange individual sound passage openings with other orientations, for example at 6 a.m. or 12 p.m.

Es versteht sich, dass die oben beschriebene Kanalstruktur 21 ein Ausführungsbeispiel darstellt, an dem Abwandlungen möglich sind. Jedoch hat sich die in 4 dargestellte Struktur als vorteilhaft erwiesen.It is understood that the channel structure described above 21 represents an embodiment to which modifications are possible. However, the in 4th shown structure proved to be advantageous.

Vorzugsweise stehen die Größen der Schallübertrittsöffnungen 22 bis 24 in einem festen Verhältnis zur Größe der jeweiligen Wandanordnung 18 bis 20. Vorzugsweise gilt mit der Vermaßung in 4 a/A = b/B = c/C.The sizes of the sound transfer openings 22 to 24 are preferably in a fixed ratio to the size of the respective wall arrangement 18 to 20. Preferably, with the dimensions in 4 a / A = b / B = c / C.

Das Volumen 13 ist außen vorzugsweise durch einen Distanzhalter 25 umgrenzt, der den Resonator 11 mit dem Spaltkanalelement 12 verbindet und einen geschlossenen eckigen Ring bildet. Er kann als gesondertes Element bereitgestellt oder als Teil des Resonators 11 oder des Spaltkanalelements 12 ausgebildet sein.The volume 13th is preferably on the outside by a spacer 25th that delimits the resonator 11 with the split channel element 12th connects and forms a closed angular ring. It can be provided as a separate element or as part of the resonator 11 or the split channel element 12th be trained.

Das Volumen 13 ist vorzugsweise leer, d.h., frei von darin angeordneten Wänden, Dämpfungsmaterialien oder sonstigen Elementen. Die Größe des Volumens wird durch die Höhe des Abstandshalters 25 bestimmt, wobei die Größe des Volumens 13 die Stärke der Dämpfungswirkung maßgeblich beeinflusst. Einen noch größeren Einfluss auf die Dämpfungswirkung hat die Anzahl der in dem Spaltkanalelement 12 vorgesehenen Luftspalte 26.The volume 13th is preferably empty, ie free of walls, damping materials or other elements arranged therein. The size of the volume is determined by the height of the spacer 25th determined, being the size of the volume 13th significantly influences the strength of the damping effect. The number of in the gap channel element has an even greater influence on the damping effect 12th provided air gap 26th .

Wie 3 zeigt, weist das Spaltkanalelement 12 mindestens einen Luftspalt 26 auf, der sich von einer Eintrittsöffnung 27 zu einer Austrittsöffnung 28 erstreckt. Das Spaltkanalelement 12 wird z.B. durch eine dünne, z.B. aus mehreren, z.B. drei Lagen bestehende plattenartige Wand 29 gebildet, in deren mittlerer Lage der Luftspalt 26 verläuft. Die Austrittsöffnung 28 koppelt akustisch an das Volumen 13. Der Luftspalt 26 ist, wie 3 zeigt, schlitzartig eng. 5 die eine Draufsicht auf das Spaltkanalelement 12 zeigt, lässt erkennen, dass die Breite des Luftspalts 26 groß ist. Somit ergibt sich ein vorzugsweise rechteckiger Querschnitt des Luftspalts 26 mit großem Seitenverhältnis. Während die in 3 vertikal zu messende Höhe klein ist, ist die in 5 vertikal zu messende Breite groß. Das Seitenverhältnis ist vorzugsweise größer als 1:10, weiter vorzugsweise größer als 1:20. Dabei kann die in 5 und 3 jeweils horizontal zu messende Länge des Luftspalts 26 etwas kleiner, genauso groß oder auch größer als die Breite des Luftspalts 26 sein.As 3 shows, has the gap channel element 12th at least one air gap 26th on that extends from an inlet opening 27 to an outlet opening 28 extends. The split channel element 12th is for example by a thin, for example, consisting of several, for example three layers, plate-like wall 29 formed, in the middle position of the air gap 26th runs. The outlet opening 28 acoustically couples to the volume 13th . The air gap 26th is like 3 shows, slit-like narrow. 5 which is a top view of the gap channel element 12th shows that the width of the air gap 26th is great. This results in a preferably rectangular cross section of the air gap 26th with large aspect ratio. While the in 3 height to be measured vertically is small, the in 5 width to be measured vertically large. The aspect ratio is preferably greater than 1:10, more preferably greater than 1:20. The in 5 and 3 Length of the air gap to be measured horizontally in each case 26th slightly smaller, the same size or larger than the width of the air gap 26th being.

Durch die akustische Ankopplung des Volumens 13 mittel des Spaltkanalelements 12 an ein vorgelagertes Volumen, einen vorgelagerten Schalldämpfer oder vorgelagerten Luftraum mit Schallquelle ergibt sich eine gute Dämpfung im Niederfrequenzbereich. Es kann insbesondere eine breitbandige Dämpfung bis in den Bassbereich (42 Hz) erreicht werden.Through the acoustic coupling of the volume 13th means of the split channel element 12th on an upstream volume, upstream silencer or upstream air space with sound source results in good attenuation in the low frequency range. In particular, broadband damping down to the bass range (42 Hz) can be achieved.

Sowohl der Resonator 11 als auch der Abstandshalter 25 wie auch das Spaltkanalelement 12 können aus schallharten Materialien mit glatten Oberflächen oder auch aus Materialien mit porösen oder rauen Oberflächen wie Harz, Papier, Holz oder auch geeigneten Kunststoff, bestehen. Zum Beispiel kann das Spaltkanalelement 12 aus mehreren, zum Beispiel drei Lagen Flachmaterials mit unterschiedlichen Ausschnitten gefertigt sein, die zum Beispiel flächenhaft miteinander verklebt sind. Ebenso kann die Gehäusewand 15 mit dem übrigen Gehäuse 14 verklebt und der Abstandshalter 25 mit dem Spaltkanalelement 12 und dem Resonator 11 verklebt sein, sodass sich eine kompakte nicht demontierbare Einheit bildet.Both the resonator 11 as well as the spacer 25th as well as the split channel element 12th can consist of reverberant materials with smooth surfaces or materials with porous or rough surfaces such as resin, paper, wood or suitable plastic. For example, the gap channel element 12th be made of several, for example three layers of flat material with different cutouts, which are glued together over a large area, for example. Likewise, the housing wall 15th with the rest of the housing 14th glued and the spacer 25th with the split channel element 12th and the resonator 11 be glued, so that a compact non-removable unit is formed.

Wie aus 2 hervorgeht, kann der bislang geschilderte Schalldämpferaufbau mit weiteren Schalldämpfern kombiniert werden. Insbesondere kann zwischen der Schallquelle und dem Spaltkanalelement ein Mittel- und Hochfrequenzdämpfer 30 vorgesehen sein. Zu diesem können beispielsweise eine oder mehreren Wabenplatten 31, 32 gehören, zwischen denen, zumindest optional, ein Abstandshalter 33 angeordnet sein kann. Außerdem kann zu dem Hochfrequenzdämpfer 30 ein weiterer Abstandshalter 34 gehören, der einen Innenraum umgrenzt, der zwischen der Wabenplatte 32 und dem Spaltkanalelement 12 festgelegt ist.How out 2 As can be seen, the silencer structure described so far can be combined with other silencers. In particular, a medium and high frequency damper can be placed between the sound source and the gap channel element 30th be provided. For example, one or more honeycomb panels can be added to this 31 , 32 include, between which, at least optionally, a spacer 33 can be arranged. In addition, the high frequency damper 30th another spacer 34 belong, which delimits an interior space between the honeycomb panel 32 and the gap channel element 12th is fixed.

Die Wabenelemente 31, 32 sind beispielsweise aus Papier, Kartonagen, Kunststoff, Aluminium oder ähnlichen Materialien bestehende Strukturen mit einheitlicher, in 2 vertikaler Durchgangsrichtung. Die einzelnen Waben sind an der oberen wie auch der unteren Flachseite des jeweiligen Wabenelements 31, 32 offen. In 2 sind zur vereinfachten Veranschaulichung Rechteckwaben dargestellt. Es kann sich jedoch auch um Sechseckwaben, Dreieckwaben oder ähnliche Wabenstrukturen handeln. Vorzugsweise weisen die beiden Wabenplatten 31, 32 dabei unterschiedliche Dicken auf. Außerdem kann die Wabenplatte 31 an der der Schallquelle zugewandten Seite mit einer textilen Abdeckung 35 versehen sein. An der Unterseite der Wabenplatte 31 kann ebenfalls ein Textil 36 angebracht sein. Ein solcher Schallabsorber zeichnet sich durch breitbandige Schallabsorption bis zu sehr tiefen Frequenzen hin aus.The honeycomb elements 31 , 32 are for example made of paper, cardboard, plastic, aluminum or similar materials existing structures with uniform, in 2 vertical direction of passage. The individual honeycombs are on the upper as well as the lower flat side of the respective honeycomb element 31 , 32 open minded. In 2 rectangular honeycombs are shown for simplified illustration. However, it can also be a hexagonal honeycomb, triangular honeycomb or similar honeycomb structures. The two honeycomb panels preferably have 31 , 32 different thicknesses. In addition, the honeycomb panel 31 on the side facing the sound source with a textile cover 35 be provided. On the underside of the honeycomb panel 31 can also be a textile 36 to be appropriate. Such a sound absorber is characterized by broadband sound absorption down to very low frequencies.

6 veranschaulicht eine abgewandelte Form eines Spaltkanalelements 12', das einen gefalteten Luftspalt 26 aufweist. Dieser weist deswegen eine vergrößerte Länge bei ansonsten unveränderter Höhe und Breite auf. Mit einem solchen Spaltkanalelement 12' lassen sich besonders tiefe Absorptionsfrequenzen erreichen. Auch dieses Spaltkanalelement kann aus mehreren Lagen Flachmaterial erstellt werden, wobei die einzelnen Lagen verschiedene Ausschnitte aufweisen und miteinander flächenhaft verklebt sind. 6th Figure 3 illustrates a modified form of gap channel element 12 'having a pleated air gap 26th having. This therefore has an increased length with otherwise unchanged height and width. With such a gap channel element 12 ', particularly low absorption frequencies can be achieved. This gap channel element can also be created from several layers of flat material, the individual layers having different cutouts and being glued together over a large area.

7 veranschaulicht eine abgewandelte Ausführungsform eines Resonators, der wie der Resonator 11 als äußerlich flacher Kasten ausgebildet sein kann. In seinem von dem Gehäuse 14 umgebenen Innenraum 17 ist eine von einer Wandanordnung 37 festgelegte Kanalstruktur 21 abgegrenzt, die mehrere Kurven oder Abbiegungen 37 aufweisen kann. Die Kanalstruktur kann ein- oder mehrfach verzweigt oder auch unverzweigt sein. Es können ein oder mehrere Schalleingangsöffnungen 16 vorgesehen sein, um ein oder mehrere Resonanzfrequenzen festzulegen. 7th Figure 3 illustrates a modified embodiment of a resonator that is like the resonator 11 designed as an externally flat box can be. In his of the case 14th surrounding interior 17th is one of a wall arrangement 37 defined channel structure 21 demarcated multiple curves or turns 37 may have. The channel structure can be branched one or more times or also unbranched. There can be one or more sound inlet openings 16 be provided in order to set one or more resonance frequencies.

Der erfindungsgemäße Schallabsorber 10 umfasst mindestens einen Resonator 11. Ein Spaltkanalelement 12 und dazwischen ein von einem Abstandshalter 25 umgrenztes Volumen 13. Vorteilhafterweise wird dieser Tieffrequenzabsorber mit einem Hochfrequenzabsorber kombiniert, beispielsweise in Form einer oder mehrerer Wabenplatten, die über einen Abstandshalter mit dem Spaltkanalelement 12 verbunden sind. Die Anbringung dieses Mittel- und Hochfrequenzabsorber 30 an dem Spaltkanalelement 12 verbessert außerdem die Tieftonabsorption. Es wird insgesamt ein multifrequenter Schallabsorber erhalten, der insbesondere mittlere und tiefe Frequenzen dämpft.The sound absorber according to the invention 10 comprises at least one resonator 11 . A split channel element 12th and in between one of a spacer 25th bounded volume 13th . This low-frequency absorber is advantageously combined with a high-frequency absorber, for example in the form of one or more honeycomb panels, which are connected to the gap channel element via a spacer 12th are connected. The attachment of this medium and high frequency absorber 30th on the gap channel element 12th also improves the low-frequency absorption. Overall, a multi-frequency sound absorber is obtained, which in particular attenuates medium and low frequencies.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
SchallabsorberSound absorber
1111th
ResonatorResonator
1212th
SpaltkanalelementSplit channel element
1313th
Volumenvolume
1414th
Gehäusecasing
1515th
GehäusewandHousing wall
1616
SchalleingangsöffnungSound inlet opening
1717th
Innenrauminner space
18 - 2018-20
WandanordnungenWall arrangements
2121
KanalstrukturChannel structure
22 - 2422-24
SchallübertrittsöffnungSound passage opening
2525th
AbstandshalterSpacers
2626th
SpaltkanalGap canal
2727
EintrittsöffnungInlet opening
2828
AustrittsöffnungOutlet opening
2929
WandWall
3030th
HochfrequenzdämpferHigh frequency damper
31, 3231, 32
WabenelementeHoneycomb elements
33, 3433, 34
AbstandshalterSpacers
35, 3635, 36
TextilTextile
3737
AbbiegungenTurns

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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  • EP 1845200 A1 [0006]EP 1845200 A1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

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Claims (15)

Schallabsorber mit einem Resonator (11), der ein in einem Gehäuse (14) ausgebildeten Innenraum (17) mit einer schalldurchlässigen, in einer Gehäusewand (15) ausgebildeten Schalleingangsöffnung (16) aufweist, mit einem Spaltkanalelement (12), das eine von mindestens einem Luftspalt (26) durchsetzte Gehäusewand (29) aufweist zusammen mit der Gehäusewand (15) des Resonators (11) und einer Umfangswand (25) ein Volumen (13) begrenzt.Sound absorber With a resonator (11) which has an interior (17) formed in a housing (14) with a sound-permeable sound input opening (16) formed in a housing wall (15), with a gap channel element (12) which has a housing wall (29) penetrated by at least one air gap (26), together with the housing wall (15) of the resonator (11) and a peripheral wall (25) delimits a volume (13). Schallabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator (11) ein Helmholtzresonator ist.Sound absorber after Claim 1 , characterized in that the resonator (11) is a Helmholtz resonator. Schallabsorber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator (11) einen sich an die Schallöffnung (16) anschließende Kanalstruktur (21) aufweist.Sound absorber after Claim 1 or 2 , characterized in that the resonator (11) has a channel structure (21) adjoining the sound opening (16). Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (21) eine oder mehrere Verzweigungen aufweist.Sound absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the channel structure (21) has one or more branches. Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (21) eine oder mehrere Abbiegungen (37) aufweist.Sound absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the channel structure (21) has one or more bends (37). Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (21) mehrere Rund-, Polygonal- oder Rechteckring-förmige konzentrisch zueinander angeordnete Abschnitte aufweist, die jeweils über eine Schalldurchtrittsöffnung (22, 23, 24) miteinander verbunden sind.Sound absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the channel structure (21) has several circular, polygonal or rectangular ring-shaped sections arranged concentrically to one another, each of which is connected to one another via a sound passage opening (22, 23, 24). Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Abschnitte der Kanalstruktur (21) in einer Ebene liegen, die sich quer zu der Schalleingangsöffnung (16) erstreckt.Sound absorber according to one of the preceding claims, characterized in that all sections of the channel structure (21) lie in a plane which extends transversely to the sound inlet opening (16). Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (26) des Spaltkanalelements (12) einen Querschnitt in Form eine langgestreckten Rechtecks aufweist.Sound absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the air gap (26) of the gap channel element (12) has a cross section in the form of an elongated rectangle. Schallabsorber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechteck ein Seitenverhältnis aufweist.Sound absorber after Claim 8 , characterized in that the rectangle has an aspect ratio. Schallabsorber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (26) eine Länge aufweist, die ein Vielfaches der Länge der kurzen Seite des rechteckigen Querschnitts beträgt.Sound absorber after Claim 9 , characterized in that the air gap (26) has a length which is a multiple of the length of the short side of the rectangular cross section. Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (26) sich von einer Eintrittsöffnung (27) zu einer Austrittsöffnung (28) parallel zu der Gehäusewand (15) erstreckend angeordnet ist.Sound absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the air gap (26) is arranged extending from an inlet opening (27) to an outlet opening (28) parallel to the housing wall (15). Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (26) einem ein- oder mehrfach gefalteten Pfad folgend ausgebildet ist.Sound absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the air gap (26) is designed to follow a path that is folded one or more times. Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltkanalelement (12) akustisch an einen Mittel- und Hochfrequenzabsorber (31) angeschlossen ist.Sound absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the gap channel element (12) is acoustically connected to a medium and high frequency absorber (31). Schallabsorber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittel- und Hochfrequenzabsorber (31) über einen von einem Abstandshalter (34) umschlossenen Hohlraum an das Spaltkanalelement (12) angeschlossen ist.Sound absorber after Claim 13 , characterized in that the medium and high frequency absorber (31) is connected to the gap channel element (12) via a cavity enclosed by a spacer (34). Schallabsorber nach Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittel- und Hochfrequenzabsorber (31) wenigstens ein Wabenelement (31) mit einer schallquellenseitig textilbedeckten Fläche (35) aufweist.Sound absorber after Claims 13 or 14th , characterized in that the medium and high frequency absorber (31) has at least one honeycomb element (31) with a surface (35) covered with textile on the sound source side.
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