DE29512787U1 - Noise protection device, especially for roadsides and tunnels - Google Patents
Noise protection device, especially for roadsides and tunnelsInfo
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Description
Lärmschutzeinrichtung, insbesondere für Straßenränder und Untertunnelunqen Noise protection devices, especially for roadsides and tunnels
Die Erfindung betrifft eine Lärmschutzeinrichtung, insbesondere für Straßenränder und Untertunnelungen, aus flachen, eine Vielzahl von Resonatoren aufweisenden Bauelementen, die zu einer lärmschluckenden Anordnung miteinander kombinierbar sind.The invention relates to a noise protection device, in particular for roadsides and tunnels, made of flat components having a large number of resonators, which can be combined with one another to form a noise-absorbing arrangement.
Es gibt Lärmschutzeinrichtungen, insbesondere Lärmschutzwände, die den auftreffenden Schall mindestens teilweise absorbieren und zum Teil diffus reflektieren. Solche Lärmschutzwände können Gerüste aus Beton, Holz oder Metall aufweisen und mit Bepflanzungen versehen sein. Es sind auch schallabsorbierende Füllungen aus Faserstoffen, wie Mineralwolle, bekannt. Wirksamer für die Lärmvernichtung sind die Lärmschutzwände, die Resonatoren enthalten und als Hohlraumschwinger wirken. Derartige Lärmschutzwände sind beispielsweise aus der DE-A-23 14 396 und der CH 578 657 bekannt. Lärmschutzeinrichtungen, die auf Basis der in den beiden Druckschriften beschriebenen Resonatoren arbeiten, zeigenThere are noise protection devices, in particular noise protection walls, that at least partially absorb the incoming sound and partially reflect it diffusely. Such noise protection walls can have frames made of concrete, wood or metal and can be covered with plants. Sound-absorbing fillings made of fibrous materials such as mineral wool are also known. Noise protection walls that contain resonators and act as cavity vibrators are more effective for eliminating noise. Such noise protection walls are known, for example, from DE-A-23 14 396 and CH 578 657. Noise protection devices that work on the basis of the resonators described in the two publications show
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gute schallabsorbierende Eigenschaften. Jedoch sind die in den Druckschriften angedeuteten Möglichkeiten, die Schallabsorption auf einen genügend breiten Frequenzbereich auszudehnen, entweder zu aufwendig oder nicht zufriedenstellend.good sound-absorbing properties. However, the possibilities suggested in the publications for extending sound absorption to a sufficiently wide frequency range are either too complex or unsatisfactory.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bekannten, mit Resonatoren arbeitenden Lärmschutzeinrichtungen dahingehend zu verbessern, daß mit einem möglichst geringen Aufwand eine gute Abstimmung der Lärmschutzeinrichtungen auf die störenden Lärmquellen möglich ist.The invention is therefore based on the object of improving the known noise protection devices that work with resonators in such a way that a good coordination of the noise protection devices with the disturbing noise sources is possible with the least possible effort.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lärmschutzeinrichtung voneinander verschiedene Resonatoren aufweist, die auf verschiedene Frequenzbereiche ansprechen. Bei der Erfindung sind die einzelnen Resonatoren akustisch voneinander getrennt, so daß keine Kopplung von zwei oder mehr Resonatoren untereinander erfolgt. Vielmehr sind die einzelnen Resonatoren unterschiedlich hinsichtlich ihrer räumlichen Ausbildung gestaltet. Insbesondere ist die Tiefe des Resonanzraumes und die Gestaltung der Löcher des Resonators in Abhängigkeit von der gewünschten verschiedenen Resonanz unterschiedlich gestaltet. Dadurch ist es möglich, bei einem einfachen Aufbau der Lärmschutzwand eine Anpassung an die Frequenzbreite der Lärmquellen vorzunehmen. Dies ist insbesondere für Lärmschutzwände an Straßen wichtig, wo Fahrzeuge mit unterschiedlichen Motoren, Motordrehzahlen und Geschwindigkeiten vorbeifahren, so daß Motorgeräusche und Reifengeräusche sich in einem relativ breiten Frequenzbereich bewegen und trotzdem wirksam absorbiert werden müssen, um beispielsweise Anwohner wirksam zu schützen. Die erfindungsgemäße Lärmschutzeinrichtung ist aber nicht nur für Straßen geeignet, sondern auch für die Lärmvernichtung an anderen lärmerzeugenden Stellen, wie Flughafen, Schießplätzen und dergleichen. Hohlraumresonatoren der bekannten Art haben bei baugleicher Ausführung normalerweise einen Absorptionsbereich, der relativ eng ist. So können Resonatoren, deren Absorptionsmaximum bei beispiels-The invention is characterized in that the noise protection device has different resonators that respond to different frequency ranges. In the invention, the individual resonators are acoustically separated from one another, so that two or more resonators are not coupled to one another. Rather, the individual resonators are designed differently in terms of their spatial configuration. In particular, the depth of the resonance chamber and the design of the holes in the resonator are designed differently depending on the desired different resonance. This makes it possible to adapt the noise barrier to the frequency range of the noise sources with a simple structure. This is particularly important for noise barriers on roads, where vehicles with different engines, engine speeds and speeds drive past, so that engine noise and tire noise move in a relatively wide frequency range and still have to be effectively absorbed in order to effectively protect residents, for example. The noise protection device according to the invention is not only suitable for roads, but also for noise elimination in other noise-generating places, such as airports, shooting ranges and the like. Cavity resonators of the known type normally have an absorption range that is relatively narrow when constructed identically. Resonators whose absorption maximum is, for example,
weise 800 Hz liegt, noch Frequenzen im Bereich zwischen 700 und 900 Hz absorbieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, verschiedene Resonatoren vorzusehen, deren Absorptionsmaximum sich um 100 bis max. 200 Hz unterscheidet, wobei die Differenz bei tieferen Frequenzen vorzugsweise geringer ist. Durch geeignete Kombination solcher unterschiedlicher Resonatoren und entsprechende mengenmäßige Verteilung dieser Resonatoren kann die Absorptionswirkung einer Lärmschutzeinrichtung spezifisch den störenden Lärmquellen angepaßt werden und zwar sowohl hinsichtlich der Bandbreite der Frequenz als auch hinsichtlich der Intensität bestimmter Frequenzen. Die erfindungsgemäße Lärmschutzeinrichtung kann somit über den gesamten Bereich von ca. 200 bis ca. 3000 Hz wirksam Schall vernichten. Es ist auch möglich, die Resonatoren so abzustimmen, daß kleinere Bereiche innerhalb dieses größeren Bereiches erfaßt werden, beispielsweise ein Bereich von 200 bis 600 oder 400 bis 1000 Hz, 1000 bis 2000 Hz und 1000 bis 3000 Hz.800 Hz, nor absorb frequencies in the range between 700 and 900 Hz. According to a preferred embodiment of the invention, various resonators are provided whose absorption maximum differs by 100 to max. 200 Hz, whereby the difference is preferably smaller at lower frequencies. By suitably combining such different resonators and distributing these resonators accordingly, the absorption effect of a noise protection device can be specifically adapted to the disturbing noise sources, both in terms of the bandwidth of the frequency and in terms of the intensity of certain frequencies. The noise protection device according to the invention can thus effectively eliminate sound over the entire range from approx. 200 to approx. 3000 Hz. It is also possible to tune the resonators to cover smaller ranges within this larger range, for example a range of 200 to 600 or 400 to 1000 Hz, 1000 to 2000 Hz and 1000 to 3000 Hz.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die unterschiedlichen Resonatoren bei der erfindungsgemäßen Lärmschutzeinrichtung zu verwirklichen. Bei einer Ausführungsform sind die Resonatoren innerhalb eines mehrere Resonatoren aufweisenden Bauelementes jeweils gleich ausgebildet, und es sind in einer Lärmschutzeinrichtung voneinander verschiedene, auf verschiedene Frequenzen ansprechende Bauelemente vorgesehen. Durch geeignete Kombination derartiger verschiedener Bauelemente, beispielsweise zu einer Lärmschutzwand, kann der gewünschte Frequenzbereich für die Absorption zusammengestellt werden. Andererseits ist es auch möglich, daß mindestens einzelne Bauelemente verschiedene, auf unterschiedliche Frequenzen ansprechende Resonatoren besitzen. Dabei sind die unterschiedlichen Resonatoren vorzugsweise so abgestimmt, daß sie auf benachbarte Frequenzbereiche ansprechen. Solche Bauelemente mit unterschiedlichen Resonatoren können dann untereinander oder mit Bauelementen, die lauter gleicheThere are various ways of implementing the different resonators in the noise protection device according to the invention. In one embodiment, the resonators within a component having several resonators are each designed the same, and components that are different from one another and respond to different frequencies are provided in a noise protection device. By suitably combining such different components, for example to form a noise protection wall, the desired frequency range for absorption can be put together. On the other hand, it is also possible for at least individual components to have different resonators that respond to different frequencies. The different resonators are preferably tuned so that they respond to adjacent frequency ranges. Such components with different resonators can then be connected to one another or to components that have the same frequency range.
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Resonatoren enthalten, kombiniert werden. Unabhängig von der Verschiedenheit der Resonatoren sind die Bauelemente mit besonderem Vorteil, jeweils in Bezug auf ihre äußere Erscheinung und ihre Außenmaße, gleich ausgebildet. Dadurch können sie sich ohne Schwierigkeiten beliebig miteinander kombinieren lassen.Resonators can be combined. Regardless of the differences between the resonators, the components are, with particular advantage, designed in the same way in terms of their external appearance and external dimensions. This means that they can be combined with one another in any way without difficulty.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthalten die einzelnen Bauelemente jeweils mindestens zwei eine Vielzahl von Resonatoren aufweisende Resonatorbausteine, die vorzugsweise in ein Gehäuse eingeschlossen sind. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus Metall, beispielsweise pulverlackbeschichtetem Aluminium, oder Holz oder anderen nichtmetallischen Werkstoffen, und nimmt die auf die Bauelemente einwirkenden mechanischen Kräfte auf. Dabei ist die auf der akustisch wirksamen Seite der Resonatoren vorgesehene Vorderwand des Gehäuses in an sich bekannter Weise gelocht. Der Lochanteil liegt vorzugsweise über 50 %, vorzugsweise zwischen 60 und 90 % der Oberfläche der Vorderwand. Der Luftwiderstand der gelochten Vorderwand soll möglichst gering sein. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Lochdurchmesser der Löcher in der Vorderwand möglichst groß ist, vorzugsweise größer als 10 mm, insbesondere größer als 12 mm. Die Löcher können aber auch von der Kreisform abweichen. So kann die Vorderwand auch aus Streckmetall bestehen, das geschlitzte bzw. rautenförmige Löcher aufweist und einen sehr hohen Lochanteil besitzt. Eigenschwingungen der Vorderwand sollen vermieden werden. Dies kann durch eine entsprechende Profilierung bzw. Rippenbildung verhindert werden.In one embodiment of the invention, the individual components each contain at least two resonator modules having a large number of resonators, which are preferably enclosed in a housing. The housing is preferably made of metal, for example powder-coated aluminum, or wood or other non-metallic materials, and absorbs the mechanical forces acting on the components. The front wall of the housing provided on the acoustically effective side of the resonators is perforated in a manner known per se. The hole proportion is preferably over 50%, preferably between 60 and 90% of the surface of the front wall. The air resistance of the perforated front wall should be as low as possible. This can be achieved by making the hole diameter of the holes in the front wall as large as possible, preferably larger than 10 mm, in particular larger than 12 mm. However, the holes can also deviate from the circular shape. The front wall can also be made of expanded metal, which has slotted or diamond-shaped holes and a very high hole proportion. Natural vibrations of the front wall should be avoided. This can be prevented by appropriate profiling or rib formation.
Die Resonatorbausteine, die ca. 20 bis über 100 Resonatoren umfassen können, können in bekannter Weise aus einem geschlossenzelligen Kunststoff, insbesondere Polystyrol, geschäumt sein und bilden somit einen leichten, aber ausreichend steifen Körper. Die Resonanzräume der einzelnen Resonatoren werden von einer gelochten Vorderwand der Resonator-The resonator modules, which can contain between 20 and over 100 resonators, can be foamed in a known manner from a closed-cell plastic, especially polystyrene, and thus form a light but sufficiently rigid body. The resonance chambers of the individual resonators are separated by a perforated front wall of the resonator
bausteine gebildet, sowie von stegartigen Trenn- und Seitenwänden, die die Resonanzräume seitlich umschließen. Die Rückwand des Resonatorkörpers kann in bekannter Weise offen sein, wobei die Rückwand der Resonatoren von der Gehäuserückwand gebildet werden kann. Zwischen Gehäuserückwand und dem Resonatorkörper kann eine Fasermatte eingelegt sein, wie dies aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt ist. Diese stützt sich auf den Zwischenwänden bzw. Stegen des Resonatorkörpers abdichtend ab, so daß die einzelnen Resonatoren akustisch voneinander getrennt sind.building blocks, as well as web-like partitions and side walls, which enclose the resonance chambers at the sides. The rear wall of the resonator body can be open in a known manner, whereby the rear wall of the resonators can be formed by the rear wall of the housing. A fiber mat can be inserted between the rear wall of the housing and the resonator body, as is also known from the prior art. This rests on the partition walls or webs of the resonator body in a sealing manner, so that the individual resonators are acoustically separated from one another.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind innerhalb mindestens einzelner Bauelemente Resonatorbausteine nebeneinander angeordnet, die voneinander verschiedene, auf verschiedene Frequenzen ansprechende Resonatoren aufweisen. Hierbei ist es möglich, daß die Resonatoren eines Resonatorbausteines jeweils gleich sind und in einem Bauelement voneinander verschiedene, auf verschiedene Frequenzen ansprechende Resonatorbausteine angeordnet sind. Es ist aber auch möglich, daß die Resonatoren eines Resonatorbausteins voneinander verschieden sind. In einem Bauelement können Resonatorbausteine gleicher Art oder verschiedener Art enthalten sein. Die Resonatorbausteine können Resonatoren mit unterschiedlicher Raumtiefe aufweisen. Dies heißt, es können Resonatorbausteine vorgesehen sein, deren Resonatoren in sich die gleiche Raumtiefe besitzen aber eine andere Raumtiefe als die Resonatoren eines anderen Resonatorbausteins. Es können auch in einem Resonatorbaustein verschiedene Resonatoren mit unterschiedlicher Raumtiefe vorgesehen sein. Eine unterschiedliche Raumtiefe der Resonatoren kann an der Vorderwand eines Resonatorbausteins, insbesondere eines geschäumten Resonatorkörpers, vorgesehen sein, indem beispielsweise die Vorderwand an den Stellen von Resonatoren mit geringerer Raumtiefe zurückversetzt ist. Es ist aber auch möglich und dies ist bevorzugt, die unterschiedliche Raumtiefe der Resonatoren an der Rückseite vorzusehen und den dadurch gebildeten unterschiedlichenIn one embodiment of the invention, resonator modules are arranged next to one another within at least individual components, which have different resonators that respond to different frequencies. It is possible for the resonators of a resonator module to be the same and for different resonator modules that respond to different frequencies to be arranged in one component. However, it is also possible for the resonators of a resonator module to be different from one another. A component can contain resonator modules of the same type or of different types. The resonator modules can have resonators with different spatial depths. This means that resonator modules can be provided whose resonators have the same spatial depth but a different spatial depth than the resonators of another resonator module. Different resonators with different spatial depths can also be provided in one resonator module. A different spatial depth of the resonators can be provided on the front wall of a resonator module, in particular a foamed resonator body, for example by setting the front wall back at the locations of resonators with a smaller spatial depth. However, it is also possible and preferred to provide the different spatial depth of the resonators on the rear side and to give the resulting different
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Zwischenraum zwischen dem Resonatorkörper und der Gehäuserückwand durch ein oder mehrere entsprechende Ausgleichsstücke zu kompensieren, die die Resonatorrückwand bilden.The gap between the resonator body and the rear wall of the housing must be compensated by one or more corresponding shims that form the rear wall of the resonator.
Bei einem Bauelement ist zwischen der gelochten Vorderwand des Gehäuses und der gelochten Vorderwand des Resonatorbausteins vorzugsweise eine Fasermatte bzw. Faserplatte angeordnet. Dabei hat sich herausgestellt, daß der Durchströmungswiderstand dieser Fasermatte für Luft für die Schallabsorptionseigenschaften der erfindungsgemäßen Lärmschutzeinrichtung von Bedeutung ist. Ein Strömungswiderstand (gemessen nach DIN 52213) im Bereich von 40 bis 70, insbesondere 50 bis 60 K Pas/m^ hat sich als besonders geeignet erwiesen.In a component, a fiber mat or fiber plate is preferably arranged between the perforated front wall of the housing and the perforated front wall of the resonator module. It has been found that the flow resistance of this fiber mat for air is important for the sound absorption properties of the noise protection device according to the invention. A flow resistance (measured according to DIN 52213) in the range of 40 to 70, in particular 50 to 60 K Pas/m^ has proven to be particularly suitable.
Das Gehäuse eines Bauelementes ist, abgesehen von der luftdurchlässigen Vorderwand, vorzugsweise im wesentlichen geschlossen, wobei trotzdem kleine Austrittsöffnungen für eingedrungenes und/oder kondensiertes Wasser vorteilhaft sind. Solche Austrittsöffnungen werden vorzugsweise an Stellen angeordnet, die gegen die gelochte Vorderseite vorzugsweise pneumatisch abgedichtet sind, aber trotzdem das Auslaufen von Wasser ermöglichen. Weiterhin kann mit Vorteil im Bereich der Gehäuserückwand, insbesondere wenn diese aus Metall besteht, eine wärme- und feuchtigkeitshemmende Schicht vorgesehen sein. Eine solche Schicht verhindert die Bildung von Kondenswasser an der Innenseite der Gehäuserückwand und schützt vor Korrosion. Dies ist besonders günstig, wenn, was bevorzugt ist, die Resonatorräume von der Außenwelt nicht durch eine Sperrschicht, wie zum Beispiel eine Folie, abgetrennt sind, so daß ein freier Luftzutritt von außen in die Resonatorräume möglich ist.The housing of a component is, apart from the air-permeable front wall, preferably essentially closed, although small outlet openings for ingress and/or condensed water are nevertheless advantageous. Such outlet openings are preferably arranged at locations that are preferably pneumatically sealed against the perforated front, but still allow water to escape. Furthermore, a heat and moisture-inhibiting layer can advantageously be provided in the area of the housing rear wall, especially if it is made of metal. Such a layer prevents the formation of condensation on the inside of the housing rear wall and protects against corrosion. This is particularly advantageous if, as is preferred, the resonator chambers are not separated from the outside world by a barrier layer, such as a film, so that free air access from outside into the resonator chambers is possible.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Bechreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung und den Unteransprüchen. Hierbei können dieFurther features of the invention emerge from the following description of embodiments in conjunction with the drawing and the subclaims. Here, the
einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander bei einer Ausführungsform verwirklicht sein.individual features can be implemented individually or in combination with one another in an embodiment.
Fig. 1 zeigt einen Horizontalquerschnitt durch eine Lärmschutzeinrichtung nach der Erfindung, undFig. 1 shows a horizontal cross-section through a noise protection device according to the invention, and
Fig. 2 zeigt einen Vertikalquerschnitt durch ein Bauelement einer anderen Ausführungsform.Fig. 2 shows a vertical cross-section through a component of another embodiment.
Bei der in der Zeichnung in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist eine Schallschutzeinrichtung aus einer Vielzahl, in der Regel mehr als 50, flachen quaderförmigen Bauelementen 1 zusammensetzbar, zum Beispiel zu einer Wand oder gatterförmig, d.h. parallel zueinander auf Lücke gesetzt. Auch andere Anordnungen sind möglich. Die Bauelemente 1 besitzen ein Gehäuse 2, zum Beispiel aus mit Pulverlack beschichtetem Aluminiumblech. Das Gehäuse 2 weist an der schallaktiven Vorderwand 3 Löcher 4 auf, wobei der Lochanteil mindestens ca. 50 %, vorzugsweise 70 bis 80 % beträgt. Das Gehäuse 2 ist an seinen Schmalseiten 5 sowie an der Rückwand 6 geschlossen, abgesehen von kleinen Ablauflöchern 7 für Kondenswasser an der Unterseite 8 im Bereich der Rückwand 6.In the embodiments of the invention described in the drawing in Figures 1 and 2, a soundproofing device can be assembled from a large number, usually more than 50, flat cuboid-shaped components 1, for example to form a wall or in a gate-like manner, i.e. placed parallel to one another on a gap. Other arrangements are also possible. The components 1 have a housing 2, for example made of powder-coated aluminum sheet. The housing 2 has holes 4 on the sound-active front wall 3, with the hole proportion being at least approx. 50%, preferably 70 to 80%. The housing 2 is closed on its narrow sides 5 and on the rear wall 6, apart from small drainage holes 7 for condensate on the underside 8 in the area of the rear wall 6.
Bei auf Lücke gesetzter gatterförmiger Anordnung der Bauelemente können auch jeweils zwei Bauelemente Rücken an Rücken zu einem kombinierten Bauelement zusammengefaßt sein, wobei das Gehäuse anstelle der Rückwände eine Zwischenwand zur akustischen Trennung der Resonatoren aufweist.If the components are arranged in a gap-like gate-like arrangement, two components can be combined back to back to form a combined component, whereby the housing has an intermediate wall instead of rear walls to acoustically separate the resonators.
Jedes Bauelement 1 hat bei den beschriebenen Ausführungsformen eine Höhe von 50 cm, eine Länge von 4 m und eine Tiefe von ca. 13 cm. In jedem Bauelement befinden sich vier Resonatorbausteine mit einer Höhe von ca. 48 cm, einer Länge von ca. 9 8 cm und einer Tiefe von 9 cm, die im Bauelement 1 in Längsrichtung aneinandergereiht sind. Die ResonatorbausteineIn the embodiments described, each component 1 has a height of 50 cm, a length of 4 m and a depth of approximately 13 cm. Each component contains four resonator modules with a height of approximately 48 cm, a length of approximately 98 cm and a depth of 9 cm, which are lined up lengthwise in the component 1. The resonator modules
A 27 921 - 8—* ··A 27 921 - 8—* ··
9 weisen eine Vielzahl von zum Beispiel 50 Hohlraumresonatoren 10 auf, die den Frequenzbereich, der absorbiert wird, bestimmen. Zur Bildung der Hohlraumresonatoren sind Resonatorkörper 11 vorgesehen, die die Resonatoren 10 im wesentlichen zu einem einstückigen Körper zusammenfassen. Die Resonatorkörper weisen eine gemeinsame gelochte Vorderwand 12 auf, von der Trennwände 13 ausgehen, die die einzelnen Resonatoren voneinander abgrenzen. Die Trennwände 13 können kreuz und quer unter Bildung von Resonatoren 10 mit rechteckigem oder quadratischem Grundriß verlaufen. Die Resonatoren können aber auch einen rautenförmigen oder wabenförmigen Grandriß besitzen. Ein Resonator, der beispielsweise im Bereich von 800 plus/minus 100 Hz absorbiert, kann eine Grundfläche von 8,5 &khgr; 8,5 cm besitzen und 81 (9 &khgr; 9) Löcher ausweisen. Der Lochdurchmesser liegt bei ca. 4 mm und die Lochtiefe in der Vorderwand 12 beträgt ca. 17 mm. Der Lochanteil in der Vorderwand beträgt ca. 14 % und die Resonatorentiefe ca. 8 cm. Die Baumaße für andere Frequenzbereiche lassen sich anhand der Helmholtz'sehen Gleichung ermitteln.9 have a large number of, for example, 50 cavity resonators 10, which determine the frequency range that is absorbed. To form the cavity resonators, resonator bodies 11 are provided, which essentially combine the resonators 10 into a single-piece body. The resonator bodies have a common perforated front wall 12, from which dividing walls 13 extend, which separate the individual resonators from one another. The dividing walls 13 can run criss-cross to form resonators 10 with a rectangular or square outline. The resonators can also have a diamond-shaped or honeycomb outline. A resonator that absorbs in the range of 800 plus/minus 100 Hz, for example, can have a base area of 8.5 x 8.5 cm and have 81 (9 x 9) holes. The hole diameter is approximately 4 mm and the hole depth in the front wall 12 is approximately 17 mm. The hole proportion in the front wall is approximately 14% and the resonator depth is approximately 8 cm. The dimensions for other frequency ranges can be determined using the Helmholtz equation.
Die Resonatorkörper 11 sind bei den beschriebenen Ausführungsformen an der Rückseite offen, wobei die akustische Rückseite der Resonatoren in verschiedener Weise ausgebildet sein kann, wie nachfolgend noch beschrieben wird.In the described embodiments, the resonator bodies 11 are open at the rear, whereby the acoustic rear side of the resonators can be designed in various ways, as will be described below.
Zur zusätzlichen Schalldämmung befinden sich zwischen Gehäusevorderwand 3 und den Resonatorkörpern 11 sowie zwischen der Gehäuserückwand 6 und den Resonatorkörpern 11 Mineralfasermatten 14 und 15 bzw. 15' zwischen die die Resonatorkörper 11 eingespannt sind. Dabei besitzt die Mineralfasermatte 14 an der gelochten Vorderseite eine Stärke von jeweils ca. 20 mm und einen Strömungswiderstand im Bereich von 50 - 60 Rayl (entsprechend 50 - 60 KNS/m2 oder 50 - 60 K Pas/m2; gemessen nach DIN 52213). Dieser Strömungswiderstand hat sich als besonders günstig auf die Schallabsorptionseigenschaften der erfindungsgemäßen Lärmschutzeinrichtung erwiesen. DasFor additional sound insulation, mineral fiber mats 14 and 15 or 15' are located between the housing front wall 3 and the resonator bodies 11 and between the housing rear wall 6 and the resonator bodies 11, between which the resonator bodies 11 are clamped. The mineral fiber mat 14 has a thickness of approx. 20 mm on the perforated front side and a flow resistance in the range of 50 - 60 Rayl (corresponding to 50 - 60 KNS/m 2 or 50 - 60 K Pas/m 2 ; measured according to DIN 52213). This flow resistance has proven to have a particularly favorable effect on the sound absorption properties of the noise protection device according to the invention. The
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Raumgewicht liegt bei ca. 180 kg/m3. Die hintere Mineralfasermatte 15 bzw. 15' ist etwas weicher und lockerer aufgebaut als die vordere Mineralfasermatte 14. Sie dient dazu, den Schall im Bereich der Rückwand der Resonatoren zu absorbieren und den reflektierten Anteil diffus zu gestalten. Ihr Raumgewicht liegt normalerweise bei ca. 70 kg/m3. Ihre Materialstärke liegt bei mindestens 10 mm. Es kann bei größeren Materialstärken eine Pressung erfolgen.The density is approximately 180 kg/m 3 . The rear mineral fiber mat 15 or 15' is somewhat softer and more loosely constructed than the front mineral fiber mat 14. It serves to absorb the sound in the area of the rear wall of the resonators and to diffuse the reflected portion. Its density is normally approximately 70 kg/m 3 . Its material thickness is at least 10 mm. Pressing can be carried out for thicker materials.
Die erfindungsgemäßen Lärmschutzeinrichtungen weisen Hohlraumresonatoren unterschiedlicher Art auf, die in verschiedenen Frequenzbereichen wirken. Es können die Bauelemente der Lärmschutzeinrichtung jeweils gleiche Resonatoren aufweisen, wobei die Resonatoren von Bauelement zu Bauelement verschieden sind, d.h. mindestens zwei, vorzugsweise mindestens vier verschiedene Bauelementetypen vorhanden sind. Es ist mit Vorteil auch möglich, daß die Bauelemente jeweils verschiedene Resonatoren aufweisen und hierzu mehrere Resonatorbausteine enthalten, die jeweils gleiche Resonatoren aufweisen, wobei die Resonatoren aber von Resonatorbaustein zu Resonatorbaustein verschieden sind. Auch Kombinationen dieser Bauart mit der vorbeschriebenen Bauart sind möglich.The noise protection devices according to the invention have cavity resonators of different types that operate in different frequency ranges. The components of the noise protection device can each have the same resonators, whereby the resonators differ from component to component, i.e. at least two, preferably at least four different types of components are present. It is also advantageously possible for the components to each have different resonators and for this purpose to contain several resonator modules, each of which has the same resonators, whereby the resonators differ from resonator module to resonator module. Combinations of this type with the type described above are also possible.
Weiterhin ist es möglich, innerhalb eines Resonatorbausteins die einzelnen Resonatoren unterschiedlich auszubilden. Solche unterschiedliche Resonatoren aufweisenden Resonatorbausteine können dann untereinander und/oder mit den Resonatorbausteinen bzw. Bauelementen der vorbeschriebenen Arten kombiniert werden. Dadurch ist es in einfacher Weise möglich, eine Lärmschutz einrichtung den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Die Bauelemente sind unabhängig davon, ob die darin enthaltenenen Resonatorbausteine bzw. Resonatoren voneinander verschieden sind oder nicht, äußerlich vorzugsweise gleich gestaltet, so daß einheitliche Lärmschutzeinrichtungen mit in verschiedenen Frequenzbereichen arbeitenden Bauelementen aufgebaut werden können.It is also possible to design the individual resonators differently within a resonator module. Such resonator modules with different resonators can then be combined with each other and/or with the resonator modules or components of the types described above. This makes it easy to adapt a noise protection device to the respective requirements. The components are preferably designed the same externally, regardless of whether the resonator modules or resonators contained therein are different from each other or not, so that uniform noise protection devices can be constructed with components operating in different frequency ranges.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung gehören zu dem Typ, bei dem die Resonatorbausteine jeweils verschieden ausgebildet, d.h. in verschiedenen Bereichen absorbierende Resonatoren aufweisen- Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Trennwände 13 des Resonatorkörpers je nach Raumtiefe des Resonators unterschiedlich tief ausgebildet. Zusätzlich kann entsprechend den Bedingungen der Helmholtz7sehen Gleichung der Lochdurchmesser der Löcher 16 in der gelochten Vorderwand 12 und die Lochtiefe, d.h. die Wandstärke der Vorderwand 12 variiert werden, um eine Abstimmung auf die gewünschten Frequenzbereiche zu erzielen. Zum Ausgleich der unterschiedlich tiefen Resonatorräume weist der Resonatorbaustein 9 eine Rückwand 17 auf, die auf die offene Seite der Resonatorkörper 11 paßt und an den Stellen, an denen die Trennwände 13 kürzer sind, eine entsprechende Verdickung und an den Stellen, an denen die Trennwände länger sind, eine entsprechende Ausnehmung aufweist. Die Mineralfasermatte 15 ist bei dieser Ausführungsform zwischen die ausgleichende Rückwand 17 und den Resonatorkörper 11 gelegt. Falls notwendig, kann die Mineralfasermatte 15 auch in verschiedene Teilstücke unterteilt sein.The embodiments of the invention shown in Figures 1 and 2 belong to the type in which the resonator modules are each designed differently, i.e. have absorbing resonators in different areas. In the embodiment of the invention shown in Fig. 1, the partition walls 13 of the resonator body are designed to have different depths depending on the depth of the resonator. In addition, according to the conditions of the Helmholtz equation 7 , the hole diameter of the holes 16 in the perforated front wall 12 and the hole depth, i.e. the wall thickness of the front wall 12, can be varied in order to achieve tuning to the desired frequency ranges. To compensate for the different depths of the resonator spaces, the resonator module 9 has a rear wall 17 which fits on the open side of the resonator body 11 and has a corresponding thickening at the points where the partition walls 13 are shorter and a corresponding recess at the points where the partition walls are longer. In this embodiment, the mineral fiber mat 15 is placed between the compensating rear wall 17 and the resonator body 11. If necessary, the mineral fiber mat 15 can also be divided into different parts.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird die Rückseite der Resonatoren von der Rückwand 6 des Gehäuses 2 gebildet. Die Trennwände 13' des Resonatorkörpers 11 enden in einer Ebene. Dementsprechend ist die Mineralfasermatte 15' ebenfalls eben angeordnet. Zur Ausbildung der unterschiedlich tiefen Resonatoren ist die gelochte Vorderwand 12' abgestuft ausgebildet, so daß gegeneinander versetzte Vorderwandabschnitte vorgesehen sind. Auch hier können Lochtiefe und Lochdurchmesser der Löcher 16' in geeigneter Weise variiert sein, um die gewünschten Resonanzbedingungen zu erhalten. Da die Vorderwand 3 des Gehäuses 2 im wesentlichen eben ist, abgesehen von einer Profilierung zur Versteifung der Vorderwand, sind dieIn the embodiment according to Fig. 2, the rear side of the resonators is formed by the rear wall 6 of the housing 2. The partition walls 13' of the resonator body 11 end in one plane. Accordingly, the mineral fiber mat 15' is also arranged flat. To form the resonators of different depths, the perforated front wall 12' is designed in a stepped manner, so that front wall sections are provided that are offset from one another. Here too, the hole depth and hole diameter of the holes 16' can be varied in a suitable manner in order to obtain the desired resonance conditions. Since the front wall 3 of the housing 2 is essentially flat, apart from a profile for stiffening the front wall, the
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durch die abgestufte Ausbildung der Vorderwand 12' der Resonatorkörper 11 gebildeten Hohlräume zweckmäßigerweise durch zusätzliche Mineralfasermattenstücke 18 ausgefüllt, die eine weitere Vernichtung von Schall ermöglichen. An der Innenseite der Gehäuserückwand 6 ist mit Vorteil eine Isolierschicht 19, beispielsweise aus geteerter Pappe oder einem geschlossenzelligen Schaumstoff angeordnet, die die Resonatorhohlräume sowohl wärmeisolierend als auch feuchtigkeitsisolierend von der Gehäuserückwand 6 trennt. Dadurch wird die Bildung von Kondenswasser an der Gehäuserückwand verhindert. Dies ist besonders dann bevorzugt, wenn, wie es bei der Erfindung vorteilhafterweise der Fall ist, ein freier Luftzutritt durch die Gehäusevorderwand 3, die Mineralfasermatte 14 und die Löcher 16 bzw. 16' in die Hohlräume der Resonatoren 10 möglich ist, weil durch den freien Luftzutritt auch je nach Witterung Feuchtigkeit in die Resonatoren gelangen kann, die sich dann bei Abkühlen der Rückwand an dieser niederschlagen könnte.The cavities formed by the stepped design of the front wall 12 ' of the resonator body 11 are expediently filled with additional mineral fiber mat pieces 18, which enable further destruction of sound. An insulating layer 19, for example made of tarred cardboard or a closed-cell foam, is advantageously arranged on the inside of the housing rear wall 6, which separates the resonator cavities from the housing rear wall 6 in a way that is both heat-insulating and moisture-insulating. This prevents the formation of condensation on the housing rear wall. This is particularly preferred when, as is advantageously the case with the invention, free air access is possible through the housing front wall 3, the mineral fiber mat 14 and the holes 16 or 16' into the cavities of the resonators 10, because the free air access can also allow moisture to get into the resonators depending on the weather, which could then condense on the rear wall when it cools down.
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