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EINRICHTUNG ZUM KLIMATISIEREN EINES FAHR-
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BAREN TONSTUDIOS (O-WAGEN) Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Übertragungswagen werden in zunehmendem Maße anstelle stationärer
Regieeinrichtungen zur Produktion hochwertiger Tonaufnahmen (z.B. Konzertmitschnttte)
verwendet, um die teueren technischen Einrichtungen (Mischpulte, Verhallungs- und
Verzögerungsgeräte und dgl.) möglichst häufig und damit wirtschaftlich nutzen zu
können.
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Dabei entsteht jedoch das Problem, in dem relativ kleinen Abhörbereich
des O-Wagens das von den Abhörbedingungen großer Regieräume gewohnte Hörbild zu
erzeugen.
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Generell treten in Räumen bei allen Frequenzen durch Wandreflexionen
stehende Wellen bzw. Raummoden auf, die aus örtlichen Periodizitäten in der Schalldruckverteilung
bestehen.
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Oberhalb einiger 100 Hz ist diese Erscheinung nicht besonders störend,
da wegen der geringen Periodenlängen die unterschiedliche Lage der Maxima und Minima
wenig ausfällt. Außerdem treten in diesem Frequenzbereich
selbst
bei kleineren Räumen ausgeprägte Raummoden bei so dicht benachbarten Frequenzen
auf, daß sich ihre Auswirkungen statistisch ausmitteln.
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Bei Frequenzen mit Wellenlängen in der Größenordnung der Raumdimensionen,
bei üblichen Abmessungen von 0-Wagen also unterhalb einiger 100 Hz, werden jedoch
unterschiedliche Frequenzbereiche je nach Ausbildung der zugeordneten Raummoden
unterschiedlich stark angeregt und in Abhängigkeit vom Hörort unterschiedlich stark
wahrgenommen. Beide Effekte führen zu ortsabhängigen Klangeindrücken bei dem an
unterschiedlichen Plätzen im 0-Wagen befindlichen Aufnahmepersonal, was letztlich
zu Unsicherheiten in der Beurteilung der produzierten Tonaufnahme führt.
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Die Existenz von Raummoden ist an das Vorhandensein reflektierender
Raumbegrenzungen gebunden, kann also durch schalldämpfende Wandanordnungen beeinflußt
werden.
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Der Einbau solcher Anordnungen zur Vermeidung stehender Wellen ist
jedoch in einem 0-Wagen durch den ohnehin schon knappen Innenraum auaerordentl ich
erschwert, was Insbesondere für tiefe Frequenzen gilt, bei denen die erforderlichen
Konstruktionstiefen der absorbierenden Wandanordnungen mit der Wellenlänge wachsen.
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Zudem standen bislang nur die Seitenwände des 0-Wagens für Schalldämpfungsmaßnahmen
zur Verfügung, da der Raum unterhalb des Wagendachs für das Luftverteilsystem der
Klimaanlage benötigt wird und eine Höhenverringerung des Abhörbereiches die Standhöhe
unterschreiten würde.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, die Abhörbedingungen
In einem O-Wagen Insbesondere hinsichtlich der Beurteilung tiefer Frequenzen wesentlich
zu verbessern, ohne die Klimatisierung und die Nutzung des O-Wagens zu beeinträchtigen.
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Diese Aufgabe wird erflndungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Welterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Klimatislerungseinrichtung sind
die zur Dämpfung tieffrequenter Raummoden erforderlichen Maßnahmen integriert, ohne
die Raumhöhe im Abhörbereich des O-Wagens zu verringern und ohne die Qualität der
Klimatisierung zu beeinträchtigen. Auf diese Weise werden die Abhörbedingungen Im
Abhörbereich des Ü-Wagens vor allem hinsichtlich der Beurteilung tiefer Frequenzen
vergleichmäßigt und hinsichtlich der Klangfarbe verbessert. Zu dem genannten Vorteil
tritt ins-.
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besondere der Umstand hinzu, daß die von dem Klimagerät erzeugten
Luf-tgeräusche bereits In dem Luftverteilsystem gedämpft und die in bisher üblichen
Verteilsystemen auftretenden Resonanzerscheinungen größtenteils vermieden werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in
den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf
eine bekannte Kl imatisierungseinrichtung eines Ü-Wagens; Fig. 2 eine schematische
Draufsicht auf ein erstes, prinzipielles Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Kl
imatislerungselnrichtung; Fig. 3 einen Vertikalschnltt durch die Kl imatiserungseinrichtung
nach Fig. 2; Fig. 4 eine graphische Darstellung für den Verlauf der Luft-Strömungsgeschwindigkeit
in dem Verheizkasten der Kl lmatlsierung'selnrichtung nach Fign. 2 und 3 In dessen
Längsrichtung, und zwar mit und ohne Verwendung von Strömungshindernissen; Fig.
5 eine graphische Darstellung für den Verlauf des Überdrucks in dem Verteilkasten
der Klimatisierungseinrichtung nach Fign. 2 und 3 in dessen Längsrichtung, und zwar
mit und ohne Verwendung von Strömungshindernissen; Fig. 6 eine Draufsicht auf eine
weitere praxisnahe Ausführungsform der erfindungsgemäßen KlimatisierXngseinrichtung;
Fig. 7 eine graphische Darstellung für den Frequenzgang der Einfügungsdämmung bei
der Klimatisierungseinrichtung nach Fig. 6, gemessen anhand einer bestimmten Schallpegeldifferenz;
Fig. 8 eine graphische Darstellung für den längenabhängigen Verlauf der in den Abhörbereich
des Ü-Wagens über die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung einströmenden
Luftmenge, und zwar ohne und mit in zwei Varianten (Fig. 9 und 10) angeordneten
Strömungshindernissen; Fig. 11 eine graphische Darstellung für den Frequenz-
gang
des Schallabsorptionsgrades in dem Verteilkasten der Klimatisierungseinrichtung
nach Fig. 6, und Fig. 12 eine graphische Darstellung ähnlich wie In Fig. 11, Jedoch
für den Bereich des Zusatzschalldämpfers in dem Verteilkasten der Kilmatisierungseinrichtung
nach Fig. 6.
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Das Schema eines bisher üblichen Systems zur Lüftung bzw.
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Klimatisierung eines O-Wagens ist in Fig. 1 dargestellt.
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Einer im Dachbereich (oder auf dem Wagendach) befindlichen Klimabox
10 folgt ein Schalldämpfer, der als Rundschalldämpfer oder - wie dargestellt - als
Kulissenschalldämpfer 20 mit handelsüblichen, breitbandig wirkenden Elementen zur
Schalldämpfung bestückt ist. Das nachfolgende Kanalsystem 30 besteht i.a. aus Blechkanälen
31, 32, die zum Teil ihrerseits Verzweigungen aufweisen und in Luftauslässen 33a,
33b unterschiedlicher Art enden.
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Dabei kann es sich um runde Luftauslässe 33a mit Luftleitflächen,
Düsenleisten 33b oder um sogenannten Rieseldecken handeln.
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Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Klimatlslerungselnrichtung folgt der Klimabox 10 ein den gesamten zur Verfügung
stehenden Raum nutzenderKammer-Schal ldämpfer 40, dessen Dämpfungsmaximum auf den
Frequenzbereich der größten Schallabstrahlung der Klimabox 10 eingestellt werden
kann. Der anschl ießende flache Verteilkasten 50 überdeckt den gesamten mit Luft
zu versorgende Bereich des 0-Wagens. Dabei muß die Trennfläche zwischen dem Verteilkasten
50 und dem Wageninneren einen so hohen Strömungswiderstand aufweisen, daß sich in
dem Verteilkasten 50 ein ausreichender Luftdruck aufbauen kann. Hierzu ist die Bodenfläche
des Verteilkastens 50 aus einer Schicht 52 aus porösem oder faserförmigem Material
und einer die Schicht 52 tragenden perforierten Lochplatte 53 ausgebildet.
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In dem Luftverteilkasten 50 befinden sich in dessen Längsrichtung
hintereinander im Abstand angeordnete Strömungshindernisse S1 aus vorzugsweise porösem
Material, die im dargestellten Beispielsfalle abwechselnd an die eine (55) oder
andere (56) Seitenwand des Verteilkastens 50 an-
schließen. Die
Strömungshindernisse 51 können den Hohlraum auch in der Höhe ganz oder tellweise
(Fig. 3) ausfüllen.
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Mit der Kurve 60 In Fig. 4 ist dargestellt, daß sich in dem Verteilkasten
50 ohne Strömungshindernisse 51 die Luftgeschwindigkeit vom Lufteintritt in Strömungsrichtung
nur langsam verringert und beim Auftreffen auf die gegenüberliegende Stirnwand 54
des Verteilkastens 50 abrupt abgebaut wird.
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Bei geeigneter Anordnung von Strömungshindernissen ergibt sich jedoch
der prinzipielle Verlauf gemäß Kurve 61, bei der die Luftgeschwindigkeit gleichmäßiger
über die Länge des Luftverteilkastens 50 abgebaut wird.
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Unter der Annahme eines konstanten Strömungswiderstandes der Trennfläche
zwischen Luftvertellkasten 50 und Wageninnenraum ergeben die Kurven 60, 61 (Fig.
4) wegen der Konstanz der Summe aus potentieller und kinetischer Energie in einer
Strömung den in Fig.5 dargest.Verlauf der Kurven 70, 71 des Überdruckes in dem Luftverteilkasten
50 für die Ausführung ohne Hindernisse (Kurve 70) und für die erfindungsgemäße Ausführung
mit geeigneten Strömungshindernissen (Kurve 71). Der in Kurve 71 dargestellte; nahezu
gleichmäßige Überdruck in dem Verteilkasten hat die erwünschte gleichmäßige Ausströmung
von klimatisierter Luft aus dem Luftverteilkasten 50 in das Wageninnere zur FQlge.
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In Fig. 6 ist ein praxisnahes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Einrichtung dargestellt, dessen wichtigste Teile in einer Modellanordnung Im Maßstab
1:5 gegenüber Originalabmessungen hergestellt wurden, um daran Messungen vornehmen
zu können.
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Der Schalldämpfer 40 an der Ausblasseite der Kl imabox 10 wurde dabei
so gestaltet, daß sich zwei gleichwertige Teilkanäle 81 ergeben, wodurch bei konstant
gehalienem Gesamt-Kanalquerschnitt der absorbierend wirksame Umfang der Kanäle und
damit die Schallpegel .sendende Wirkung des Schalldämpfers 40 vergrößert.wurden.
Der Luftverteilkasten 90 ist durch eine Folge von achssymmetrisch angeordneten Dämpferkammern
91 in zwei Teilkästen 90a, 90b unterteilt.
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Die von den Dämpferkammern 91 belegte Bodenfläche des Vertellkastens
50 ist so gewählt, daß der auf die restlochen Bodenflächen beschränkte Ausströmungsbereich
in den Abhörbereich des O-Wagens nicht über dem Haupta.rbeitsplatz liegt und dieser
von direkter Luftströmung freigehalten ist. Die Dämpferkammern 91 nehmen in ihrer
Bneite - in Strömungsrichtung gesehen - stetig zu und sind mit Fasermaterial ausgefüllt.
Die Trennfläche der Teilkästen 90a, 90b zum Abhörbereich des 0-Wagens wird wie im
Falle von Fig. 2 durch eine Lochplatte und eine Faserschicht gebildet. Die Dämpferkammern
91 stellen einen zusätzlichen Schalldämpfer für die Luftgeräusche dar, der für den
Raum als dicke absorbierende Schicht wirkt.
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In Fig. 7 sind für das' Modell des Ausführungsbeispiels nach Fig.
6 Meßwerte eingetragen, die die schalidämmende Wirkung der Luftverteileinrichtung
beschreiben. Dabei wurde über den Luftkanal vom Lautsprecher erzeugtes Rauschen
in den Innenr'aum des 0-Wagen-Modelles eingespeist und der sich dabei einstellende
Schallpegels im Wageninneren mit den Werten verglichen, die sich bei direkter Einspielung
über einen gleichen Luftkanal ohne Luftverteileibrichtung ergeben. Der mit eingetragene
Maßstab, der für die Ausführung in Originalabmessungen gilt, zeigt, daß oberhalb
ioa Hz Schallpegelreduzierungen für das L-uftgeräusch von mindest.ens 10 dB erreicht
werden können, oberhalb 200 Hz sogar 25 dB und mehr.
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Fig. 8 zeigt für. dasselbe Modell bei unterschiedlichen -in den Fign.
9 und 10 dargestellten - Anordnungen der Strömungshindernisse in den Luftvertellkästen
das ausströmende Luftvolumen in Abhängigkeit vom Lufteintritt der Luftverteilkästen.
Zum Vergleich wurde die Kurve I eingezeichnet, die bei sonst gleichen Verhältnissen
die gemessene Ortsabhänglgkelt der Luftversorgung bei weggelassenen Strömungshindernissen
zeigt. Während die zu Fig. 9 gehörende Kurve II noch einen zu großen Druckstau -
und damit verbunden ein Maximum der Ausströmungsgeschwindigkeit - vor dem durchgehenden
Strömungshindernls aufweist, zeigt die zu Fig. 10 gehörende Kurve III einen befriedigenden
Verlauf, der durch die Wahl der Strömungshindernisse nach Wunsch verändert werden
kann.
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Die Fign. 11 und 12 zeigen Kurven für den Absorptionsgrad, der für
die Deckenbereiche der Luftverteilkästen 90a, 90b (Fig. 11) und des Zusatzschalldämpfers
(Dämpfungskammern 91) (Fig. 12) gültig ist. Die Messungen erfolgten .im.Impedanzmeßrohr,
gelten zunächst also nur für den senkrechten Schalleinfall, sind nach den Erfahrungen
der Akustik jedoch grundsätzlich auf allgemeine Schalleinfallsrichtungen übertragbar.
Lediglich die scharfen Einbrüche, wie z.B. in Fig. 11 erkennbar, sind eine spezielle
Eigenschaft der Messung unter einem ausgewählten Winkel.
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Insbesondere der Bereich des Zusatzschalldämpfers (Dämpferkammern91)
erweist sich als ein für die Raumakustik des Innenraumes wertvoller Tiefenabsorber.
Jedoch ergeben sich auch für den Bereich der Luftverteilkästen 90a, 90b bereits
oberhalb 125 Hz Absorptionsgrade von über 35 %, die bei der Größe der verfügbaren
Flächen zu einer deutlichen Bedämpfung stehender Wellen führen.
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