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SchaUdämmplatte mit offenen Zellen Die Erfindung betrifft eine Schalldämmplatte
mit offenen Zellen auf beiden Hauptflächen der Platte, die miteinander über einen
Strömungswiderstand verbunden sind.
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Bisher war es besonders schwierig, diejenige Schallenergie zu vernichten,
die bei der Strömung eines Strömungsmittels, beispielsweise von Luft in einem Lüftungskanal,
Windtunnel oder in einem anderen umschlossenen Raum auftritt. Diese Schwierigkeiten
waren insbesondere in den Fällen von besonderer Tragweite, in denen eine wirksame
Schalldämpfung erfolgen soll, ohne daß die Strömung eines solchen Strömungsmittels
unnötigerweise vermindert oder eingeschränkt wird. Bei den bisher bekannten Einrichtungen
war es häufig erforderlich, die Wandungen des Raumes mit Dämpfungsmaterial von erheblichen
Abmessungen zu bekleiden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Bei einigen anderen
Anlagen, bei denen die Wandungen mit einem unebene oder unregelmäßige Oberflächen
aufweisenden Dämpfungsmaterial bekleidet waren, wurde die Strömung behindert, so
daß der sachgemäße Einbau des schalldämmenden Materials besonders schwierig war.
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Es sind ferner Schalldämmplatten aus Zellenmaterial bekanntgeworden,
welches offene Ausschnitte oder Schlitze aufweist; zwischen den Ausschnitten kam
keine merkliche Wechselwirkung zustande. Als Nachteil konnte auch festgestellt werden,
daß die einzelnen Ausschnitte sich nicht einander überlappen oder ein sich wiederholendes
Muster bilden, welches zur Entstehung einer wirksamen akustischen Impedanz führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß sind von den Hauptflächen der Schalldämmplatte ins
Innere gehende kammartig ausgebildete ineinandergreifendeSchlitze vorgesehen, deren
Tiefe innerhalb einer Strecke gleich der halben Wellenlänge des Störschalls, in
Plattenlängsrichtung gesehen, abnimmt, um danach auf den Anfangswert zu springen
und folgend wieder ebenso allmählich abzunehmen usf.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Schalldämmplatte nach der
Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß die Platten aus offenzelligem Material
mitAbstand nebeneinanderliegend angeordnet sind, wobei die einander gegenüberstehenden
Hauptinnenseiten der Platten einen Kanal bilden, der von dem Schall der Länge nach
durchströmt werden kann, und daß die miteinander abwechselnden Teile der Ausschnitte
in jeder Platte längs des Kanals nach einer sich wiederholenden Sprungstelle angeordnet
sind, wodurch ein sich wiederholendes Muster akustischer Impedanz erzeugt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform verlaufen die Längsseiten der
Platten in im wesentlichen flachene parallelen Ebenen, und die in die Platten von
der einen Seite aus eindringenden Ausschnitte wechseln mit den von der anderen Seite
aus eindringenden Ausschnitten ab.
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Es können beispielsweise vier mit Abstand voneinander angeordnete
Platten aus einem offenzelligen Zellenmaterial vorgesehen sein.
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Der Hauptvorteil der neuen Schalldämmplatte besteht darin, daß sie
rasch und leicht auch in kleine Räume eingebaut werden kann und die Strömung der
Luft oder eines anderen Strömungsmittels durch den Raum hindurch nicht in unzulässiger
Weise beeinträchtigt.
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In der Beschreibung soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
im einzelnen näher beschrieben werden. In der Zeichnung ist F i g. 1 eine
schaubildliche Darstellung einer ersten Ausführungsform der Schalldämmplatte nach
der Erfindung, F i g. 2 die Seitenansicht eines schallabsorbierenden Blocks,
F i g. 2 a eine der F i g. 2 ähnhche Ansicht einer weiteren Schalldämmplatte
in Form eines schallabsorbierenden Blocks in verkleinerter Darstellung,
F
i g. 3 die Ansicht eines Schnittes nach Linie 3-3
der F i
g. 2, F i -. 4 eine Draufsicht auf eine andere Ausf ührungsform
einer Schalldämmplatte, wobei einzelne Teile aus Gründen der Cibersichtlichkeit
weggelassen sind, F i g. 5 eine Draufsicht auf eine Schalldämmplatte
nach einer dritten Ausführungsform, wobei auch hier wieder bestimmte Teile der übersichtlichkeit
wegen fortgelassen sind, und F i g. 6 eine Draufsicht auf eine Schalldämmplatte
nach einer vierten Ausführungsform, wobei einige Teile im Interesse der Obersichtlichkeit
fortgelassen sind.
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Die Schalldämmplatten können aus schalldämmendem Material verschiedener
Ausführung hergestellt werden. Für einige Verwendungsgebiete werden sie mit Vorteil
aus Tafeln aus Zellglas angefertigt, die so bearbeitet wurden, daß zwischen den
Zellen in bestimmtem Ausmaß eine Verbindung besteht. Nach einem bekannten Verfahren
zum Herstellen eines derartiaen Schalldämmstoffes wird eine Platte oder ein Block
aus Zellenglas mit geschlossenen nebeneinanderliegenden Zellen in eine Kammer gesetzt,
die nach dem Schließen im Innern unter einen steiaenden Gasdruck gesetzt wird, so
daß nach und nach durch das Material von Zelle zu Zelle laufende Kanäle gebrochen
werden, ohne jedoch den Aufbau anderweitig zu zerbrechen.
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Danach werden die Platten oder Tafeln, wie beschrieben, weiterbearbeitet
und stellen außerordentlich wirksame Schallabsorber dar.
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Die F i g. 1 zeigt eine Schalldämmplatte 10, die in
einen Luftkanal oder in einen anderen eingeschlossenen Raum eingebaut werden kann.
Die Strömungsrichtung der SchJ-lenergie ist durch den Pfeil 11 angedeutet.
Die Luft kann den Kanal in derselben Richtung durchwandern wie die Schallenergie,
wie dies der Fall sein kann bei Klimaanlagen oder bei Anlagen, bei denen beispielsweise
ein Ansauggebläse oder -ventilator an dem einen Ende des Kanals verwendet wird.
Bei der in den Zeichnungen dargestellten Einrichtung wird jedoch angenommen, daß
die Schallenergie in der entgegengesetzten Richtung wandert wie die Luft, etwa bei
Verwendung eines Entlüfters oder einer ähnlichen Vorrichtung, die Luft durch den
Kanal zieht. Während der Pfeil 11
die Richtung der Schallfortpflanzung nach
der F ig. 1
von rechts nach links zeigt, wandert die Luft durch die Schalldämmplatte
10 von links nach rechts.
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Die Schalldämmplatte 10 besteht aus zwei Platten 12 und
13 aus offenzelligem Material, und diese stehen mit Abstand im wesentlichen
parallel nebeneinander und sind längs einer Längskante an einer unteren Platte 14
befestigt, die aus Schalldämmstoff bestehen kann oder auch nicht. Die gegenüberstehenden
oberen Längskanten der Platten 12 und 13 werden an einer oberen, nicht dargestellten
Platte befestigt, so daß ein Lüftungskanal entsteht. Die Platten 12 und
13 können so angeordnet werden, daß sie die ge g enüberstehenden Wandungen
des Kanals bedecken, wobei der zwischen den Platten befindliche Bereich der eigentliche,
von der Luft durchströmte Kanal ist.
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Die Platte 12 setzt sich aus einer Anzahl von Dämmabschnitten
15, 16, 17 und 18 zusammen, die, zu einer Reihe ausgerichtet, Kante
an Kante mittels eines ereeigneten Klebemittels aneinander befestigt sind. Ebenso
setzt sich die Platte 13 aus einer Anzahl von Dämmabschnitten 19,
20, 21 und 22 zusammen, die gleichfalls zu einer Reihe ausgerichtet aneinander befestigt
sind. Zum Befestigen der verschiedenen Plattenabschnitte aneinander kann jedes geeignete
Klebemittel verwendet werden.
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Jeder der Dämmabschnitte 15, 16, 17 und 18 der Platte
12 und der Abschnitte 19, 20, 21 und 22 der Platte 13 ist aus einer
Anzahl von langgestreckten Dämmblöcken 23 (F i g. 2) zusammengesetzt,
die aufeinandergestapelt und aneinander befestigt den betreffenden Plattenabschnitt
bilden. Alle Dämmblöcke 23 weisen den gleichen Aufbau sowie zwei entgegengesetzte
parallele Seitenflächen 24 und 25
auf, die sich in einer Längsrichtung in
Ebenen erstrecken, die parallel zur Richtung der Strömungsmittelströmung durch die
Schalldämmplatte 10 liegen. Wie am besten aus der F i g. 3
zu ersehen ist, ist die Seitenfläche 24 eines jeden Blockes zum Teil von zwei Längsblockkanten
26 und 27 begrenzt, während die Seitenfläche 25 ebenso von
den Längsblockkanten 28 und 29 begrenzt ist.
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Jeder der Dämmblöcke 23 weist eine Anzahl von Einschnitten
in Form kammartig ausgebildeter, ineinandergreifender Schlitze 30, 31, 32
und 33 auf, die, von den betreffenden Längsblockkanten 26, 27
und
28, 29 ausgehend. sich nach innen erstrecken. Die Schlitze liegen zueinander
parallel. Die Schlitze 30 und 31 wechseln miteinander ab und sind
längs der Seitenfläche 24 gleich weit voneinander entfernt, wobei der Ouerabstand
in der F i g. 2 dargestellt ist. Die Schlitze 32 und 33 wechseln
gleichfalls miteinander ab und sind längs der Seitenfläche 25 gleich weit
voneinander entfernt. Die Schlitze 32 liegen in den Ebenen der Schlitze
31, und die Schlitze 31 und 32 erstrecken sich von den betreffenden
entgegengesetzten diagonalen Längsblockkanten 27 und 28
ausgehend,
wie am besten aus F i g. 3 zu ersehen ist. Ebenso liegen die Schlitze
33 in den Ebenen der Schlitze 30, die von den diagonal gegenüberliegenden
Längsblockkanten 26 und 29 des Blockes 23 ausgehen.
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Aus noch zu erläuternden Gründen ist die Tiefe aller Schlitze
30, 31, 32 und 33 nach gewissen vorherbestimmten Regeln sorgfältig
bemessen. Die Tiefe der Schlitze 30 und 31, die von der Seitenfläche
24 am linken Ende des Dämmblockes nach der F i g. 2 sich in den Dämmblock
23 hinein erstrecken, ist verhältnismäßig groß, während die längs der Seitenfläche
24 weiter recht-, liegenden Schlitze 30 und 31
allmählich und gleichmäßig
kleiner werden. Daher ist der Ouerabstand b am linken Ende des Dämmblockes,
der die Tiefe der Schlitze 30 und 31 in der Nähe dieses linken Endes
darstellt. erheblich größer als der Ouerabstand c am rechten Ende des Dämmblockes,
der die Tiefe der Schlitze 30 und 31 in der Nähe dieses rechten Endes
darstellt. Andererseits ist die Tiefe der Schlitze 32 und 33, die
in den Dämmblock, von der entgegengesetzten Seitenfläche 25 am linken Ende
des Dämmblockes ausgehend, eindringen, verhältnismäßig klein, während die Tiefe
der Schlitze 32, 33, die längs der Seitenfläche 25 weiter rechts liegen,
allmählich gleichmäßig größer wird. Die Tiefe der Schlitze 32, 33 am linken
Ende des Blockes wird durch die Strecke Querabstand c an diesem linken Ende
dargestellt, während die Tiefe dieser Schlitze am rechten Ende des Dämmblockes
23 durch die verhältnismäßig größere Strecke Ouerabstand
b
am rechten Ende des Däminblockes dargestellt wird. Wie aus F i g. 2 zu ersehen
ist, ist die Summe der Querabstände b und c an jedem Ende des
Dämmblockes 23 etwas größer, als die Blockbreite beträgt.
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Die Schlitze 30 und 31 an der Seitenfläche 24 wechseln
mit den Schlitzen 32 und 33 an der Seitenfläche 25 ab. Das
heißt, die innenliegenden Enden der Schlitze 30 und 31 überlappen
die innenliegenden Enden der Schlitze 32 und 33. Es ist besser, wenn
die Schlitze 30 und 31 nicht auf die Schlitze 32
und
33 treffen. Die benachbarten Schlitze 30, 31, 32
und 33 liegen
jedoch genügend nahe, so daß infolge der offenen Zellen des Dämmblockmaterials in
gewissem Ausmaß eine Verbindung zwischen den Schlitzen besteht.
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Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung
werden die Schlitze 30,
31, 32 und 33 vorzugsweise in die Dämmblöcke
23
eingeschnitten, bevor diese zu den verschiedenen, die Platten 12 und
13 bildenden Abschnitte zusammengesetzt werden. Zur Herstellung der Schlitze
kann jedes geeignete Mittel, beispielsweise eine Kreissäge, verwendet werden. Die
innenliegenden Enden der Schlitze 30, 31, 32 und 33 werden vorzugsweise
längs einer gekrümmten Bahn angeordnet, die von scharfen Kanten oder Ecken frei
ist. Das Volumen der Schlitze ist groß im Vergleich zu dem Volumen einer typischen
Zelle im Dämmaterial, das die Dämmblöcke 23 bildet, obwohl die Breite der
Schlitze erheblich schmaler ist als die Wellenlängen des Hörschalls, den das Filter
'hauptsächlich absorbieren soll.
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Bei einer gut dämpfenden Platte, die aus einem Material mit offenen
Zellen hergestellt wurde, deren Durchmesser ungefähr 1 mm betrug, besaßen
die Schlitze 30, 31, 32 und 33 in den verschiedenen Dämmblöcken
23 eine Breite von 3 mm. Der Querabstand a nach F i
g. 2 betrug 19 mm, wobei die Schlitze 30 und 31 an der
Seitenfläche 24 die Schlitze 32 und 33 an der Seitenfläche
25 um ungefähr 25 mm überlappten. Bei dieser Ausführungsform war jeder
Block 23 61 cm lang, 23 cm breit und 10 cm stark. Bei Blöcken
mit diesen Abmessungen war der Querabstand b in F i g. 2
19 cm und der Querabstand c 6,35 cm lang.
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Wie bereits bemerkt, sind die die Platte 12 bildenden Dämmabschnitte
15, 16, 17 und 18 und die Dämmblöcke 23 sowie die entsprechenden
Dämmblöcke und Dämmabschnitte 19, 20, 21 und 22 zusammengestapelt und aneinander
befestigt. Die Dämmblöcke sind in jedem Abschnitt so angeordnet, daß die Seitenflächen
24 an der einen Seitenfläche und die Seitenflächen25 an der anderen Seite des Stapels
liegen. Beim Zusammenbau der Schalldämmplatte 10 (F i g. 1 ) liegen
die Blöcke 23 in den Dämmabschnitten 15 und 16 derart, daß
die Seitenflächen 25 nach innen gerichtet sind und im Kontakt mit der die
Schalldämmplatte durchströmenden Luft stehen, während die Seitenflächen 24 dieser
Dämmblöcke an den entgegengesetzten Seiten der Dämmabschnitte 15 und
16 nach außen gerichtet sind. Andererseits sind die Blöcke in den Dämmabschnitten
17 und 18 derart angeordnet, daß die Seitenflächen 24 nach innen und
die Seitenflächen 25 nach außen gerichtet sind. Diese Dämmabschnitte
15, 16, 17 und 18 bilden in der Längsrichtung aneinandergereiht und
zusammengeklebt die Platte 12. Die nach innen gerichteten Seitenflächen 24 und
25 liegen in einer Ebene und bilden eine innenliegende Hauptfläche 34 der
Platte 12, während die nach außen gerichteten Seitenflächen 24 und 25 gleichfalls
in einer Ebene liegen und eine äußere Hauptfläche 35 dieser Platte bilden.
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Bei der Anordnung der Dämmblöcke 23 der verschiedenen Plattenabschnitte
in der oben beschriebenen Weise bilden die innenliegenden Enden der Schlitze
30, 31, 32 und 33 an jeder Platte 12 und 13
ein in der Längsrichtung
verlaufendes Zickzackmuster. Beispielsweise ist die Tiefe der Schlitze
32
und 33 an den innenliegenden Seitenflächen 25 der Blöcke
des Dämmabschnittes 16, von denen in der F i g. 1 nur die Schlitze
33 sichtbar sind, verhältnismäßig gering am linken Ende dieses Abschnittes,
während die Tiefe der Schlitze 32 und 33 weiter rechts längs der Seitenflächen
25 des Dämmabschnittes 16 nach und nach gleichmäßig anwächst. Die
Tiefe der Schlitze 30 und 31 an den Seitenflächen 24 der Dämmblöcke
des Dämmabschnittes 17 ist verhältnismäßig groß an demjenigen Ende dieses
Dämmabschnittes, das sich an das rechte Ende des Dämmabschnittes 16 anschließt;
die Tiefe wird jedoch allmählich geringer bei den sich dem entgegengesetzten Ende
des Dämmabschnittes 17 annähernden Schlitzen. Die innenliegenden Enden der
mit Abstand einander abwechselnden Schlitze 30 und 31 dringen in die
Dämmblöcke 23 des Dämmabschnittes 16 von den Seitenflächen 24 aus
ein, während die Schlitze 32 und 33 in die Dämmblöcke des Dämmabschnittes
17 von den Seitenflächen 25
aus eindringen und gleichfalls diesem Zickzackmuster
folgen.
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Ebenso bilden die innenliegenden, mit Abstand einander abwechselnden
Enden der verschiedenen Schlitze 30, 31, 32 und 33 der I?ämmblöcke
23 in den Dämmabschnitten 20 und 21 der Platte 31 ein Zickzackmuster.
So sind beispielsweise die Schlitze 32 und 33 in der Nähe der linken
Enden der Dämmblöcke im Dämmabschnitt 20 und die Schlitze 30 und
31 in der Nähe der rechten Enden der Dämmblöcke im Dämmabschnitt 21 verhältnismäßig
flach. Andererseits sind die Schlitze 32 und 33 an den rechten Enden
der Dämmblöcke im Dämmabschnitt 20 und die Schlitze 30 und 31 an den
linken anstoßenden Enden der Dämmblöcke im Dämmabschnitt 21 verhältnismäßig tief.
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Das von den innenliegenden Enden der Schlitze in den Dämmabschnitten
16 und 17 der Platte 12 und in den Dämmabschnitten 20 und 21 der Platte
13
gebildete Zickzackmuster wiederholt sich und kehrt sich um für
je zwei Plattenabschnitte über die Länge der Platten hinweg.
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Bei jeder Wiederholung des Zickzackmusters der Schlitze
30, 31, 32 und 33 in den Platten 12 und 13
erfolgt eine plötzliche
Änderung der Tiefe der Schlitze. So ist beispielsweise die Tiefe der in die Dämmplatte
12 an der inneren Hauptfläche 34 am rechten Ende des Dämmabschnittes 15 eindringenden
Schlitze verhältnismäßig groß, während die Tiefe der sich unmittelbar anschließenden
Schlitze 32 und 33 an der Hauptfläche 34 am linken Ende des Dämmabschnittes
16 verhältnismäßig gering ist. An den Zwischenstellen, beispielsweise bei
Y ' erf olgt eine ähnliche Änderung der Schlitztiefe und damit der
akustischen Impedanz im Gegensatz zur plötzlichen Änderung an den Stellen
X.
Die Ebenen der Schlitze in den angrenzenden Dämmabschnitten
15 und 16 der Dämmplatte 12 und in den angrenzenden Dämmabschnitten
19 und und 20 der Dämmplatte 13 treffen auf die Hauptflächen 34 und
36 unter Winkeln auf, die etwas kleiner als 90' sind, gemessen in
bezug auf die Strömungsrichtung der Schallenergie in der Schal]-dämmplatte10, während
die Ebenen der Schlitze in den angrenzenden Dämmabschnitten17 und 18 der
Platte 12 und in den angrenzenden Dämmabschnitten 21 und 22 der Platte
13 auf die Hauptflächen 34 und 36 unter einem Winkel auftreffen, der
etwas größer als 90## ist, gemessen in der genannten Richtung. Die Schlitze in denjenigen
Abschnitten, die nicht an einer Stelle einer plötzlichen Änderung der Schlitztiefe
aufeinanderstoßen, liegen in Ebenen, die miteinander einen Winkel bilden.
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Die oben beschriebene Ausführungsform bewirkt eine außerordentlich
wirksame Herabsetzung des Geräuschpegels, der bei der Strömung der Luft oder eines
anderen Gases zwischen den innenliegenden Hauptflächen 34 und 36 der Platten
12 und 13 auftritt. Die sich durch die Schalldämmplatte 10 zwischen
diesen Hauptflächen in der Richtung des Pfeiles 11 bewegende Schallenergie
besteht größtenteils aus Schwankungen des Luftdruckes. Infolgedessen bewegt sich
die Luft in die Schlitze 30, 31, 32
und 33 hinein und aus diesen heraus.
Die verhältnismäßig geringe Weite dieser Schlitze stellt für die Luft einen schmalen
Durchlaß dar, wenn die Luft in den Halsteil des Schlitzes an der betreffenden Hauptseite
eintritt. Diese engen Durchlässe setzen der Luftströmung einen großen Widerstand
entgegen, wodurch die Schallenergie wirksam vermindert wird.
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Außerdem erfolgt, wenn sich die Luft in die Schlitze hinein und aus
diesen herausbewegt, eine Resonanz, deren Frequenz von der Tiefe des Schlitzes bestimmt
wird. Dadurch wird die Menge der in die Schlitze ein- und ausströmenden Luft stark
erhöht, und die Masse der Luft weist eine Induktanz auf, die zusammen mit der akustischen
Kapazität der Schlitze einen abgestimmten Kreis darstellt. Bei einer Resonanz steigt
die Amplitude der Luftbewegung im Schlitz auf einen Wert an, der größer ist als
derjenige Wert, der normalerweise im Kanal auf Grund der sich durch die Schalldämmplatte
10 bewegenden Schallenergie auftritt. Der Widerstand gegen die Luftströmung
durch die Schlitze wird von den engen Durchlässen verursacht (wie auch der Widerstand
gegen die Luftströmung infolge der offenen Zellen des Materials in der Nähe der
Schlitze). Er bewirkt eine Dämpfung des Resonanzkreises, und als Folge der Einwirkung
dieser Dämpfung auf die durch die Schlitze strömenden Luft wird eine wirksame Schalldämpfung
erreicht.
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Dadurch, daß Schlitze mit unterschiedlicher Tiefe vorgesehen sind,
von denen jeder eine verhältnismäßig geringe Weite aufweist und einen engen Luftdurchlaß
bildet, verändert sich die Eigenfrequenz von Schlitz zu Schlitz, wodurch die Resonanz
sich über ein Band von Schallfrequenzen in der Schalldämmplatte 10 erstreckt.
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Strömt die zwischen den Hauptflächen 34 und 36
befindliche Luft
in die innenliegenden Enden der Schlitze 30, 31, 32 und 33 ein, so
unterstützt das sägezahnförmige Muster die Dämpfung. Bei der in den F i
g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindunc, wechselt das
sägezahnförmige Muster bei C
jeder halben Wellenlänge derjenigen Schallfrequenzen,
für die die Anlage hauptsächlich entworfen ist. Daher ist die Strecke zwischen den
plötzlichen Änderungen der Schlitztiefe (die Stellen X), gemessen in der Längsrichtung
des Filters. im wesentlichen gleich einer halben Wellenlänge dieser Frequenzen.
Dies gilt sowohl für die Dämmplatte 12 und 13. Diese Stellen X an
der Dämmplatte 12 liegen gegenüber den entsprechenden Stellen X an
der Dämmplatte 13
Diese periodische Wiederholung des Schlitzmusters erzeugt
an den Stellen X eine Fehlanpassung, die zu einer sehr großen Gesamtabsorption der
Schallenergie führt.
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Wie bereits erwähnt, dringen bei gewissen besonders vorteilhaften
Ausführungsformen die Schlitze 30, 31, 32 und 33 in die Dämmplatten
12 und 13
von den betreffenden innenliegenden Hauptflächen 34 und
36 aus ein und wechseln sich mit Abstand mit den Schlitzen 30, 31, 32
und 33 ab, die in die Platten 12 und 13 von den entsprechenden äußeren
Hauptflächen 35 und 37 aus eindringen. Die von den Schallwellen in
den von den inneren Hauptflächen 34 und 36 ausgehenden Schlitzen erzeugten
Druckschwankungen verursachen ähnliche Druckschwankungen in einer umgebenden Zone
des offenzelligen Blockmaterials, welche Schwankungen ihrerseits auf die Luft in
den eingeschachtelten Schlitzen einwirkt, die von den äußeren Hauptflächen
35 und 37 ausgehen. Infolgedessen wird der Widerstand gegen die Bewegung
der Luft in die und aus den Schlitzen vergrößert und der Grad der Schallabsorption
weiter erhöht. Diese Schlitzanordnung verbreitert ferner das Frequenzband, für das
die Dämmplatte 10 besonders wirksam ist.
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Die F i g. 4 zeigt teilweise eine Draufsicht auf ein akustisches
Filter 40 einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das Filter 40 umfaßt eine
Anzahl von Platten 41, 42, 43 und 44 aus einem Material mit offenen Zellen. die
mit Abstand parallel zueinander in flachen parallelen Ebenen verlaufen und zwischen
geeigneten, nicht dargestellten Platten liegen, die in einen Luftkanal od. dgl.
eingebaut sind. Die beiden inneren Platten 42 und 43 bestehen aus je vier
Ab-
schnitten 45, 46, 47 und 48, die aus den Schalldämmblöcken 23 in
der gleichen Weise zusammengesetzt sind, wie in F i g. 1 beschrieben. Die
äußeren Platten 41 und 44 setzen sich aus je vier Abschnitten 45a, 46a,
47a und 48a zusammen, die selbst wieder zu Schalldämmblöcken 23a zusammengesetzt
sind (F i g. 2 a). Obwohl in F i g. 4 auch hier nur einer der Blöcke
34a der Platten 41 und 44 ausführlich dargestellt ist, sind die Blöcke selbstverständlich
einander gleich und weisen die sich von den innenliegenden Längsflächen 25a nach
innen erstreckenden Schlitze 32 a und 33 a auf. Die entgegengesetzten
Seiten 24a der Platten 41 und 44 liegen an der Außenseite des Filters 40.
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Die von den inneren verschachtelten Enden der Schlitze 30, 31,
32 und 33 der inneren Platten 42 und 43 gebildeten sägezahnförmigen Muster
sind in F i g. 4 schematisch durch die Mittellinien 49 dargestellt, welche
Muster im wesentlichen den von den Schlitzen der Dämmplatten 12 und 13 nach
der F i g. 1 gebildeten Mustern gleichen. Daher gleichen die Abschnitte 45,
46, 47 und 48 der Platte 43 nach der F i g. 4 im wesentlichen den Abschnitten
15, 16,
17 und 18 der Dämmplatte 12 nach der F i
g. 1.
Ebenso entsprechen die Abschnitte 48, 47, 46 und
45
der Platte 42 den Dämmabschnitten 19, 20, 21 bzw. 22 der F i g. 1.
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Die von den innenliegcaden Enden der Schlitze 32 a und
33 a in den äußeren Platten 41 und 44 gebildeten Sägezahnmuster sind
durch die Mittellinien ea schematisch dargestellt und hegen umgekehrt zu dem Muster
in den Platten 42 und 43. Nach F i g. 4 sind beispielsweise die Schlitze
an der Längsfläche 25a der die Platte 41 bildenden Blöcke api linken Ende
des Abschnittes 45 a verhältnismäßig tief. Die weiter rechts davon liegenden
Schlitze des Ab-
schnittes 45 a werden allmählich flacher, bis das
linke Ende des Abschnittes 46a der Platte 41 erreicht ist. An dieser StelleX' ändert
sich wie gewöhnlich die Tiefe der Scliiitze der Sägezahnform entsprechend, und sie
werden wieder tief und allmählich und gleichmäßig flacher, so daß die Schlitze an
den Blockseiten 45a in der Nähe des rechten Endes des Abschnittes 46a, Stelle Y',
flach sind. Die von den Flächen 25 a ausgehenden Schlitze am anstoßenden
Ende des Abschnittes 47 a der Platte 41 sind dagegen auch flach und werden
mit der Annäherung an das rechte Ende des Abschnittes 47a immer tiefer, an welcher
Stelle die Tiefe sich nochmals in Sägezahnform plötzlich ändert.
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Die Abmessungen sind so gewählt, daß die Entfernung der einen von
der anderen StelleX', an der die Tiefe der Schlitze und damit der Impedanz sich
plötzlich ändert, einer halben Wellenlänge der zu absorbierenden Hauptschallfrequeni
entspricht.
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Die von Schall begleitete Luft strömt in drei parallelen Bahnen durch
das Filter40 von rechts nach links. Die Richtung der Schallenergieströmung zwischen
den Platten 41 und 42, 42 und 43 sowie 43 und 44 wird durch die Pfeile
50, 51 bzw, 52 angezeigt. Der die längs dieser Bahnen strömende
Luft begleitende Schall wird von den jede Bahn umsäumenden Platten in der beschriebenen
Weise gedämpft. Durch Anordnung mehrerer Kanäle für die das Filter 40 durchströmende
Luft wird die Luftverarbeitungskapazität des Filters erhöht und desgleichen die
akustische Gesamtimpedanz.
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Die F i g. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
eines Luftfilters 60. Das Filter 60
setzt sich aus den auf Abstand
stehenden Längsplatten 61, 62 sowie 63 und 64 zusammen. Jede dieser
Platten umfaßt vier Abschnitte 65, 66, 67 und 68, die aus den Dämmblöcken
23 in der gleichen Weise zusammengesetzt sind wie die Platten 12 und
13 bei der Ausführungsform nach F i g. 1. Die Seitenflächen 24 und
25 der Blöcke 23 in jeder der Platten 61, 62, 63 und 64 nach
F i g. 5 bilden an jeder Platte die einander gegenüberstehenden Hauptflächen
69 und 70.
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Die Platten 61 und 62 liegen an der einen Seite und
sind voneinander durch eine Anzahl von Ab-
standsstücken 72 getrennt,
wodurch zwischen diesen Platten ein abgeschlossener Luftraum 73 gebildet
wird. Das in der Mitte angeordnete Abstandsstück 72 ist etwas kürzer als
die Abstandsstücke 72 an den Enden der Platten 61 und 62, mit
der Folge, daß der Luftraum 73 in der Mitte verengt ist. Die Abschnitte
65 und 66 der Platte 61 liegen in der Längsrichtung aneinander
an und bilden mit den aneinander anliegenden Abschnitten 67 und
68 der Platte 61 einen kleinen Winkel. Ebenso liegen die Abschnitte
65, und 66 der Platte 62 in der Längsrichtung aneinander an
und bilden einen kleinen umgekehrten Winkel in bezug auf die aneinander anstoßenden
Abschnitte 67
und 68 der Platte 62.
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Durch die oben beschriebene Plattenkonstruktion wird für die in den
Kanal strömende Luft eine sich abwechselnd erweiternde und verengende öffnung geschaffen.
Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsforin ist für die das Filter
60 durchströmende Luft in der Mitte des Kanals eine erweiterte öffnung und
an jedem Ende dieses Filters einer verhältnismäßig enge öffnung vorgesehen. Die
Hauptseiten 69
und 70 der Platten 61, 62, 63 und 64 liegen an
der Seite von Zickzackbahnen, die die Wirkung der Zickzackmuster zu erhöhen suchen.
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Bei gewissen vorteilhaften Ausführungsforinen der Erfindung sind in
einem akustischen Filter mehrere Luftbahnen vorgesehen, wobei zwischen benachbarten
Bahnen zwei Platten angeordnet sind. Wie in F i g. 6 dargestellt, ie ein
- akustisches Filter 80 mit drei parallelen Kanälen 81, 82
und 83 für die das Filter in Begleitung von Schall durchströmende Luft vorgesehen.
Nach Fig. 6 liegt der Kanal 81 im oberen Teil des Filters
80 und wird von den beiden Platten 84 und 85 gebildet. Die Platte
84 befindet sich an der einen Seite des Kanals 81 an der Außenseite des Filters,
während die Platte 85 an der entgegengesetzten Seite des Kanals
81 liegt und in einer zur Platte 84 parallelen Ebene verläuft. Jede der Platten
84 und 85 besteht aus vier aufeinander ausgerichteten Abschnitten
86, 87, 88 und 89, die aus den Dämmblöcken 23 zusammengesetzt
sind, wie bei der Ausführungsforrn nach F i g. 1 beschrieben. Die inneren
verschachtelten Enden der Schlitze in der Platte 84 sind längs einer Zickzackbahn
angeordnet, wie in F i g. 6 durch eine Mittellinie 90 angedeutet,
die der Zickzackbahn der Schlitze in der Platte 13
nach F i g. 1 gleicht,
während die verschachtelten Enden der Schlitze 85 einer Zickzackbahn folgen,
die der Bahn der Schlitze in der Platte 12 nach F i g. 1 gleicht und die
in F i g. 6 durch eine Mittellinie 91 angedeutet ist.
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Eine Platte 92 wird von drei Abstandsstücken 93
parallel
zur Platte 85 gehalten, wodurch zwischen diesen Platten ein Luftraum 94 gebildet
wird. Die Platte 92 bildet die eine Seite des in der Mitte liegenden Kanals
82, während die andere Seite dieses Kanals von einer Platte 95 gebildet
wird. In F i g. 6
ist das Zickzackmuster der verschachtelten Teile der Schlitze
in der Platte 92 schematisch durch eine Mittellinie 96 dargestellt,
während das Muster der Schlitze in der Platte 95 durch eine Mittellinie dargestellt
ist.
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Parallel zu der Platte 95 ist eine Platte 98 angeordnet.
Die Platten 95 und 98 liegen zwischen den benachbarten Kanälen
82 und 83 und sind voneinander durch drei Abstandsstücke
99 getrennt, wodurch zwischen diesen Platten ein Luftraum 100
gebildet
wird. Die Platte 98 begrenzt den unteren Kanal 83 an der einen und
eine Platte 101 an der anderen Seite, welche Platte 101 an der Außenseite
des Filters 80 liegt. Jede der Platten 98 und 101 besteht gleichfalls
aus vier aufeinander ausgerichteten Abschnitten 86, 87, 88 und
89, die aus den akustischen Blöcken 23 zusammengesetzt sind. Wie durch
eine Mittellinie 102 angedeutet, verlaufen die verschachtelten Enden der Schlitze
in der Platte 98
längs eines Zickzackmusters gleich dem der Schlitze in der
Platte 13 nach F i g. 1, während die verschachtelten Enden der Schlitze
in der Platte 101 einem
Muster folgen, das durch die Mittellinie
103 angedeutet ist, d. h., das dem Muster der Schlitze in der Platte
12 gleicht, Bei einigen Ausführungsformen ist es von Vor-teil, Bleche 104 und
105 aus Aluminiumfolie od. dgl. vorzusehen, die in den Lufträumen 94 und
100, wie dargestellt, angeordnet sind. Der linke Teil des Bleches 104 nach
F i g. 6 ist am linken Abstandsstück 93 im Raum 94 befestigt und an
die angrenzende Hauptfläche der Platte 85 angeklebt. Der Mitteteil des Bleches
104 ist am mittleren Abstandsstück 93 befestigt, wobei das Blech längs der
angrenzenden Hauptfläche der Platte 92 verläuft, während das rechte Ende
am rechten Abstandsstück 93
befestigt ist. In der gleichen Weise ist das Blech
105
im Luftraum 100 zwischen den Platten 95 und 98
befestigt.
Das linke Ende des Bleches 105 ist am linken Abstandsstück 99 befestigt,
verläuft längs der angrenzenden Hauptfläche der Platte 98 quer über den Luftraum
100 am mittleren Abstandsstück 99
und längs der anschließenden Hauptfläche
der Platte 95 zum rechten Abstandsstück 99.
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Die am weitesten außen liegenden Platten 84 und 101 des Filters
80 sind mit den Blechen 106 und 107
versehen, von denen jedes
an der betreffenden Platte angeklebt ist und aus Aluminiumfolie oder einem ähnlichen
Material besteht. Das Blech 106 verläuft in einer im wesentlichen flachen
Ebene und ist an der Hauptaußenseite der Platte 84 befestigt. Der Teil des Bleches
106, der an den rechten beiden Abschnitten 88 und 89 der Platte
84 nach F i g. 6
befestigt ist, weist eine Anzahl von öffnungen
108
auf, die Luftdurchlässe darstellen. Der übrige Teil des Bleches 102 an
den Plattenabschnitten 86 und 87
ist andererseits verhältnismäßig undurchlässig
für Luft. Ebenso liegt das Blech 107 in einer flachen Ebene und ist an der
Hauptaußenseite der untersten Platte 101 befestigt. Durch den an den beiden
rechten Abschnitten 86 und 87 der Platte 101 anliegenden Teil
des Bleches 103 erstrecken sich mehrere öffnungen 109, während der
an den beiden linken Abschnitten 88 und 89 anliegende Teil des Bleches
luftundurchlässig ist.
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Die Impedanz des Filters 80 im rechten Teil des Kanals
82 unterscheidet sich ebenfalls von der Impedanz im linken Teil des Kanals.
Die Druckschwankungen der Luft an den Abschnitten 88 und 89 der Platte
92 und an den Abschnitten 86 und 87 der Platte 95 verursachen
eine Luftbewegung in die und aus den Schlitzen dieser Abschnitte, welche Luftbewegung
jedoch vom rechten Teil der Bleche 104 und 105 eingeschränkt wird, Die Luftbewegung
an den linken Abschnitten 86 und 87 der Platte 92 und an den
linken Abschnitten 88 und 89 der Platte 95
wird andererseits
durch die Schlitze in diesen Ab-
schnitten auf die Lufträume 94 und
100 übertragen.
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Die Wirkung der Luft im unteren Kanal 83 ist gleich der Wirkung
im oberen Kanal 81, wobei die akustische Impedanz in der Nähe der rechten
beiden Abschnitte der Platten 98 und 101 von der Impedanz in der Nähe
der linken beiden Abschnitte dieser Platten abweicht.
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Die Fehlanpassung der Impedanz in den Luftkanälen 81, 82 und
83 verbessert weiterhin die gesamte Schallabsorption des Filters
80. Wie aus F i g. 6
zu ersehen ist, werden die Stellen, an denen ein
Wechsel der Impedanz auf Grund der Bleche 104, lOS, 106 und 107 (Stellen
Z) erfolgt, vorzugsweise in der Nähe der verhältnismäßig langsamen Änderungen der
Schlitztiefe der Platten angeordnet, während die Stellen der plötzlichen Veränderung
der Schlitztiefe von den Stellen Z entfernt liegen. Bei anderen guten Anlagen
kann die Lage der StellenZ in bezug auf die Stellen plötzlicher Änderungen der Schlitztiefe
verändert werden, um die günstigste akustische Dämpfung für das besondere Frequenzband
zu erzielen, das die Anlage absorbieren soll.
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Wie bereits bemerkt, werden die Bleche 104, 105,
106
und 107 vorzugsweise aus Aluminiumfolie oder einem ähnlichen Material hergestellt.
Bei anderen guten Ausführungsformen jedoch können diese Tafeln aus einem verhältnismäßig
steifen Material, beispielsweise aus Sperrholz, bestehen.
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Akustische Anlagen, die nach den dargestellten verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung konstruiert sind, stellen außerordentlich wirksame Schallabsorber
dar. Außerdem weisen diese Ausführungen auf Grund der offenen Zellen des Materials
eine hohe innere Dämpfung auf, die eine wesentliche Weiterleitung des Schalles verhindert.
Daher treten die bei Verwendung der meisten steifen Materialien beobachteten Vibrationen
bei den aus ZelIenglas mit offenen Zellen hergestellten Anlagen in nennenswertem
Ausmaß nicht auf. Infolgedessen brauchen bei der Anlage nur die von der Luft verursachten
Geräusche gedämpft zu werden, so daß höchst wirksame und wirschaftliche Ergebnisse
erzielt werden.
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Wie bereits bemerkt, ist bei gewissen vorteilhaften Ausführungsformen
der Erfindung die Entfernung zwischen den Stellen eines plötzlichen Wechsels der
Tiefe der verschiedenen Schlitze gleich einer halben Wellenlänge einer im Hörbereich
vorherrschenden Frequenz. Bei anderen Ausführungsformen können diese plötzlichen
Änderungen auf ein besonderes Schallfrequenzband abgestimmt werden, wobei die Entfernung
zwischen den Stellen plötzlicher Änderungen in jeder Platte zusammen mit den Abmessungen
und der Anordnung der Schlitze veränderlich sein kann, so daß bei einer gegebenen
Anlage die Schallenergie über im wesentlichen den ganzen Hörfrequenzbereich hinweg
absorbiert wird.
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Sollte es erwünscht sein, die Luftverarbeitungskapazität über den
Wert hinaus zu vergrößern, die mittels eines einzelnen Filters erreicht werden kann,
beispielsweise mittels der in den Zeichnungen dargestellten Filter 10, 40,
60 oder 80, so können mehrere Filter parallel verwendet werden, die
mehrere schallabsorbierende Durchlässe bilden, die an den Luftkanal angeschlossen
werden. Die Filter können auch hintereinander benutzt werden, um eine stärkere Dämpfung
zu er-zielen. Bei dieser letztgenannten Anordnung können die verschiedenen Platten
angrenzender Filter in der Längsrichtung aufeinander ausgerichtet werden und aneinanderstoßen,
oder die Platten können auf Abstand stehen, wodurch das akustische Irnpedanzmuster
der Anlage weiter verändert werden kann.