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WO2017055124A1 - Schallabsorbierendes element - Google Patents

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Info

Publication number
WO2017055124A1
WO2017055124A1 PCT/EP2016/072165 EP2016072165W WO2017055124A1 WO 2017055124 A1 WO2017055124 A1 WO 2017055124A1 EP 2016072165 W EP2016072165 W EP 2016072165W WO 2017055124 A1 WO2017055124 A1 WO 2017055124A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sound
facing
openings
absorbing element
support plate
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/072165
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Bähler
Original Assignee
Akustik & Raum Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akustik & Raum Ag filed Critical Akustik & Raum Ag
Priority to CH00406/18A priority Critical patent/CH713133B1/de
Priority to DE112016004408.9T priority patent/DE112016004408A5/de
Publication of WO2017055124A1 publication Critical patent/WO2017055124A1/de

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    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/82—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only
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    • E04B2001/8485—Solid slabs or blocks with acoustical cavities, with or without acoustical filling the cavities opening onto the face of the element the opening being restricted, e.g. forming Helmoltz resonators
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    • E04B2001/849—Groove or slot type openings
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    • E04B1/84—Sound-absorbing elements
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    • E04B2001/848—Solid slabs or blocks with acoustical cavities, with or without acoustical filling the cavities opening onto the face of the element
    • E04B2001/8495—Solid slabs or blocks with acoustical cavities, with or without acoustical filling the cavities opening onto the face of the element the openings going through from one face to the other face of the element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/0867—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements having acoustic absorption means on the visible surface

Definitions

  • the present invention relates to a sound absorbing member and a method of manufacturing a sound absorbing member.
  • the acoustics often play an important role in the furnishing of public areas, especially in public buildings, but also in the home and furniture industry.
  • suitable sound-absorbing elements for the cladding of walls should be provided, which should ensure the intended purpose corresponding acoustic properties of the room.
  • the sound absorbing elements are typically subject to a number of requirements, e.g. good absorption values, low cost, sufficient mechanical stability, good aesthetics, ease of installation, adequate fire protection properties, etc.
  • Sound-absorbing elements which comprise a carrier plate with through-holes, a perforated cover layer on the front side of the carrier plate and a porous absorption layer, such as fleece, on the back side of the carrier plate.
  • the carrier plate and the cover layer with the holes serve as sound-permeable layers for protection against eyes and eyes, wherein the sound absorption is achieved by the absorption layer on the back of the carrier plate.
  • Helmholtz resonators constitute, in which the mass of air in the holes with the sound field respond and the incident sound energy is converted into kinetic energy of the air mass se.
  • Helmholtz resonators may not require a separate porous absorption layer, but may be combined with such.
  • a better appearance of the sound-absorbing element can be achieved by a microperforated cover layer.
  • a sound absorbing device having a plate-shaped core and first and second surfaces.
  • a first coating and a second coating cover the first and second surfaces of the core, respectively.
  • the first and the second coating are provided with grid-like arranged holes.
  • the core is provided with a number of substantially parallel aligned grooves which penetrate the two surfaces of the core. By means of bonding, the coatings are glued to the surfaces, wherein a part of the holes of the coatings open into the grooves of the core.
  • For an improved static behavior of the core along a frame-like edge region is designed groove-free.
  • a further improvement of the torsional stiffness is achieved in that the core has a number of struts, which are also groove-free, so that the core is divided by the number of struts in several areas with grooves.
  • the cover layers arranged on both sides of the core against bending and twisting.
  • WO201 3/1 59240 shows a resonator with a cover layer with a microperforation; a carrier layer having a plurality of through openings such as in particular holes or slits; and an intermediate layer holding the cover layer spaced from the support layer, the intermediate layer being configured to establish a communicating connection to enhance the sound absorbing effect between the microperforation of the cover layer and openings of the support layer.
  • the top layer is retained on the interim ⁇ rule layer to the support layer in particular stable spaced, with a cohesive connection such as an adhesive bond between the outer layer and the intermediate layer and is provided between the intermediate layer and the backing layer.
  • the intermediate layer is particularly sound-permeable, so that there is an acoustically effective, communicating connection between the micro-perforation of the cover layer and the openings of the carrier layer and the sound-absorbing effect of the microperforation of the cover layer and the openings of the carrier layer is created.
  • a reduction of the openings of the carrier plate is disadvantageous for the sound absorption, since that part of the incident sound, which does not hit an opening, is reflected again.
  • the holes of the cover layer which do not open into an opening of the support plate, do not contribute to the sound absorption, since the sound passing through the holes is reflected by the support plate again.
  • a sound-absorbing element comprises a support plate with a sound-facing surface and a sound surface facing away from the sound, and a stabilization layer with micro-perforation-forming holes arranged on the sound-facing surface of the support plate.
  • the carrier plate has sound-facing openings on the sound-facing surface and sound-remote openings on the sound-facing surface, wherein the sound-facing and sound facing away from openings communicating via channels and the majority of the surfaces of the sound-facing openings is greater than the surfaces of the sound-emitting openings.
  • a portion of the holes forming the micro-perforation are communicatively connected to a plurality of the sound-facing openings for the acoustically active effect, in particular for the formation of Helmholtz resonators and microabsorbers.
  • the sound-absorbing element is usually applied to the lining of the inside of a room to the walls, so that the sound-emitting surface of the support plate to the wall and the sound-facing surface of the support plate are oriented towards the room.
  • the sound-absorbing element but can also be hanging on the ceiling of a room or free-standing, z. B. as a partition mounted.
  • the on the sound-facing surface of the Support plate arranged stabilization layer which is visible from a person who is in the room, serves both for stabilization and for optical coverage of the support plate.
  • the micro-perforation advantageously ensures both the transmission of the incident sound and a good visual appearance, since the holes of the micro-perforation are visible to the naked eye only at a short distance, e.g. B. under 50-60 cm, are visible.
  • the IViikroperforation has the advantage that a visually disturbing Moire effect can be avoided.
  • the sound-facing and sound-emitting openings and the channels of the carrier plate are generated in one step from the sound-facing surface of the carrier plate ago.
  • the sound-facing and / or sound-emitting surface of the support plate is planar formed such that the channels each communicating with each other independent sound-facing openings, each communicating with each other independent sound-emitting openings. This has an advantageous effect on the mechanical stability of the carrier plate.
  • the channels which connect the sound-facing and the sound-facing openings communicating, usually have in the cross-section perpendicular to the support plate a varying profile and open at the sound-facing and the sound-facing surface in the respective sound away and sound facing openings.
  • the openings may be larger than at openings of conventional support plates, in which the channels perpendicular to the support plate in cross section have a constant profile without the mechanical stability of the support plate is reduced, since the loss of mechanical stability due to the smaller area of the openings is compensated on the sound-emitting surface of the carrier plate.
  • the openings on the sound-emitting surface of the support surface may be smaller than in conventional openings, without affecting the sound absorption of the sound-absorbing element, since the smaller sound-emitting openings is compensated by the larger area of the openings on the sound-facing surface.
  • the configuration of the channels and the sound-facing and sound-facing openings sufficient mechanical stability can be ensured such that can be dispensed with an additional stabilizing edge without openings and thus the openings uniformly over the entire carrier plate can be arranged distributed.
  • This is advantageous in that a cutting of the carrier plate in the application of sound ⁇ absorbent member usually does not lead to a reduction in the mechanical stability or a reduction of the absorption characteristics due to blanks, which would cut off an edge or cut around a periphery thereof ,
  • the configuration of the channels and the sound-facing and sound-facing openings further offers the advantage that a stabilization layer on the sound ⁇ facing surface of the support plate is sufficient to provide sufficient mechanical stability, in particular torsional stiffness of the sound-absorbing element.
  • a stabilization layer on the sound ⁇ facing surface of the support plate is sufficient to provide sufficient mechanical stability, in particular torsional stiffness of the sound-absorbing element.
  • two stabilization layers are required to ensure a comparable mechanical stability.
  • the reduction to a stabilization layer is advantageous for the reduction of manufacturing costs. Since the micro-perforation forming holes of the stabilization layer usually by suitable piercing methods, such as. B. punching or z. B. with a suitable laser, the reduction to a stabilization layer can also further reduce the cost, which is another advantage.
  • the number of holes of the microperforation of the stabilization layer, which communicates with openings on the sound-absorbing th surface are connected and acoustically active can be increased without greatly affecting the mechanical stability of the support plate, which optimally affects the sound absorption.
  • This is in comparison to conventional sound-absorbing elements, in which an increase in the number of communicating with openings of the carrier plate holes of the micro perforation with constant microperforation usually accompanied by an increase in the openings and thus a reduction in mechanical stability, advantageous.
  • the channels preferably form Helmholtz resonators and microabsorbers with optimum sound absorption properties by means of the wall of the space or a cover on the sound-facing surface of the carrier plate and the holes of the micro-perforation of the stabilization layer.
  • the mutual compensatory effect of the optimal sound absorption by the larger surface of the sound-facing openings and the sufficient mechanical stability by the smaller surface of the soundproof openings allows the production of sound-absorbing elements, which have a smaller thickness compared to conventional sound-absorbing elements with comparable sound absorption and mechanical stability , which has a favorable effect on the manufacturing costs.
  • the channels may be formed perpendicular to the support plate axially symmetrical, preferably frusto-conical.
  • axisymmetric means rotational symmetry with respect to an axis, wherein the rotational symmetry may also include discrete rotations.
  • the channels have circular cross-sections with a diameter tapering along the channels.
  • the diameter of the channels decreases from the sound-facing surface of the carrier plate toward the sound-deflecting surface of the carrier plate, which increases the mechanical stability without reducing the sound-facing open area.
  • the diameter of the channels can be tapered continuously and / or gradually.
  • the sound-facing openings preferably have diameters between 4 mm and 9 mm, more preferably between 5 mm and 8 mm, particularly preferably 6 mm. In embodiments with circular cross-sections of the channels, the sound-facing openings preferably have diameters between 6 mm and 10 mm, more preferably between 7 mm and 9 mm, particularly preferably 8 mm.
  • the channels have depressions, preferably cone depressions, more preferably spot depressions.
  • the channels are formed as stepped holes.
  • the reductions offer the advantage that the surface of the sound-facing openings can be increased without greatly impairing the mechanical stability of the support plate.
  • the sound absorption properties of the sound-absorbing element can be optimized in a flexible manner.
  • the depressions have a depth of at least 2 mm. In further embodiments, the depressions have a depth between 2 mm and 6 mm.
  • the depressions preferably have a depth of at least 1 2.5% of the thickness of the carrier plate, more preferably of at least 1 6.5% of the thickness of the carrier plate.
  • the channels can be formed symmetrically symmetrical, preferably pyramidal truncated.
  • the sound-facing and sound-facing openings are slit-shaped and the channels perpendicular to the support plate symmetrical plane, preferably formed part circle segment.
  • This form of channels has the advantage that it can be made in a simple and cost-effective manner by a milling machine, as will be explained below.
  • the radius of the pitch circle segment is chosen so that the Helmholtz resonator formed by the channel and the holes of the M icroperforation and Microabsorber can provide sufficient sound absorption.
  • the pitch circle segment is understood as meaning the sectional area between a circle segment and a rectangle lying on the base line of the circle segment.
  • the part-circle-segment-shaped channels are understood as three-dimensional bodies, which have a thickness of the slot-shaped openings and a projection of a partial circle segment.
  • a number of channels of circular cross-section and a number of channels are plane-symmetrical, preferably circular-segment-shaped. Accordingly, a number of sound-facing openings may be circular and a number of sound-facing openings may be slit-shaped.
  • the channels are arranged offset from one another.
  • the staggered arrangement of the channels in the carrier plate has the advantage that localized weak points in the carrier plate can be avoided and the general mechanical stability of the carrier plate can be increased. Since the incident sound can usually be assumed to be uniform over a sound absorbing element, the offset arrangement of the channels does not adversely affect the sound absorption characteristics of the element.
  • a non-woven layer and / or a M ineralfaserwolle für arranged on the sound-emitting surface of the support plate has the advantage that the carrier plate and the stabilization ons harsh, which in particular by the formation of the Helmholtz resonators and M ikroabsorbern preferably represent reactive absorber, can be combined with passive absorbers such as a nonwoven layer and / or a M ineralfaserwolle für and so the sound absorption properties can be further optimized.
  • the sound remote openings have a length of between 40 mm and 70 mm, more preferably 60 mm or before ⁇ preferably 50 mm, and have a width between 2 mm and 4.5 mm, white ⁇ ter preferably between 2.5 mm and 4.5 mm, more preferably 3 mm or preferably 4 mm.
  • the M take ikroperforation forming holes between 2. 1% and 6.6%, more preferably 2.5%, more preferably 6%, more before Trains t ⁇ 3% or 4.5% of the area of the stabilization layer a.
  • the sound-eliminating openings occupy between 1 0% and 20%, more preferably between 1 0% and 1 5%, more preferably 1 2%, or even more preferably 1 4% of the area of the carrier plate.
  • the sound-facing openings occupy between 20% and 30%, more preferably 25%, or even more preferably 28.5% of the area of the backing plate.
  • the sound-emitting openings take the sound-emitting openings between 20% and 50%, preferably between 23% and 47%, more preferably between 26% and 32% of the area of the carrier plate.
  • the sound-facing openings occupy between 30% and 60%, preferably between 40% and 55%, more preferably between 46% and 53%, of the surface of the carrier plate.
  • the lengths and / or widths and / or diameters of the sound-facing and / or the sound-facing openings can be varied.
  • the distances between the sound-facing and / or the sound-facing openings along axes of the support plate can be varied.
  • the variation of the lengths and / or widths and / or diameters of the sound-deflecting and / or the sound-facing openings and / or the distances between the sound-deflecting openings and / or the sound-facing openings makes it possible to produce various open areas of the sound-absorbing element.
  • a carrier plate may be equipped with sound-deflecting and sound-facing openings as follows: The width of the sound-remote openings is 4 mm, the length 60 mm.
  • the sound-emitting openings are each spaced with 1 20 mm from each other.
  • the proportion of the surface of the sound-emitting openings on the surface of the support plate is 1 2.5%.
  • the proportion of the surface of the sound-facing openings on the surface of the support plate is 25%.
  • the ratio of the areas of the surfaces of the sound-facing away from the sound-facing surfaces is 1: 2.
  • a carrier plate can be equipped with sound-deflecting and sound-facing openings as follows:
  • the width of the soundproof openings is 3.50 mm, the length 60 mm.
  • the distance of the sound-facing openings along a transverse axis of the support plate is in each case 1 0 mm.
  • the sound-emitting openings are each spaced with 1 20 mm from each other.
  • the proportion of the surface of the sound-emitting openings on the surface of the support plate is 1 2.96%.
  • the proportion of the surface of the sound-facing openings on the surface of the support plate is 25.93%.
  • the ratio of the areas of the surfaces of the sound-facing away from the sound-facing surfaces is 1: 2.
  • a carrier plate can be equipped with sound-deflecting and sound-facing openings as follows:
  • the width of the sound-remote openings is 3 mm, the length 70 mm.
  • the distance of the sound-facing openings along a transverse axis of the support plate is in each case 1 0 mm.
  • the sound-emitting openings are each spaced at 1 00 mm apart.
  • the proportion of the surface of the sound- deposited openings on the surface of the support plate is 1 6. 1 5%.
  • the proportion of the surface of the sound-facing openings on the surface of the support plate is 23.08%.
  • the ratio of the areas of the surfaces of the sound-turned away to the sound-facing surfaces is 1: 1 .43.
  • a support plate having channels of circular cross-sections may be provided with remote sound and sound-facing Publ ⁇ voltages as follows:
  • the diameter of the openings facing away from sound is 6 mm.
  • the distance of the sound-emitting openings along a transverse axis of the support plate is 7 mm, wherein each along the transverse axis successive sound-emitting openings along a longitudinal axis of the support plate are offset by 7 mm.
  • Mutually unopposed along the transverse axis successive sound-emitting openings thus have a distance of 1 4 mm.
  • the diameter of the sound-facing openings is 8 mm.
  • the proportion of the surface of the sound-emitting openings on the surface of the support plate is 28.84%.
  • the proportion of sound-facing openings on the surface of the support plate is 5 1 .26%.
  • the ratio of the areas of the surfaces of the sound-facing to the sound-facing surfaces is 1: 1 .77.
  • the number of holes 1 0'204.
  • the ratio of the sum of the surfaces of the sound-facing openings and the sum of the surfaces of the sound-emitting openings of the Support plate x 1, where x preferably between 1. 1 and 2.5, more preferably between 1 .4 and 2.2, more preferably 1 .77 or more preferably 2.
  • At least one edge of the sound-absorbing element has a first connection element and at least one further edge of the element has a second connection element, so that the element can be connected to a further element via the first and the second connection element.
  • the first connection element may be a comb and the second connection element may be a groove, so that the element can be connected to a further element by a comb-groove connection.
  • the connection elements may be designed as click-lock elements, so that the sound-absorbing elements can be connected to one another by a click-lock mechanism. This has the advantage that the sound-absorbing element can be a modular element which can be used as required, e.g. can be put together to make a wall cladding without having to cut the elements to size.
  • connection elements are formed so that the joints between the sound-absorbing elements at a sufficient distance, z. B. greater than 2 m, unrecognizable to the eye. This has the advantage that from a sufficient distance a panel with the sound-absorbing elements can appear visually seamless.
  • the stabilization layer comprises a plywood.
  • the stabilization layer comprises a synthetic resin.
  • the stabilization layer comprises a lacquer.
  • the stabilization layer comprises a laminate.
  • the laminate may be a continuous pressure laminate (CPL).
  • CPL continuous pressure laminate
  • the micro-perforation forming holes have a diameter between 250 ⁇ and 550 ⁇ , more preferably 300 ⁇ or preferably 500 ⁇ on.
  • This dimensioning has the advantage that the holes forming the micro-perforation are both acoustically active and also sufficiently small that they are spaced at a sufficient distance, eg. B. greater than 50-60 cm, unrecognizable to the eye and thus can form a visually pleasing surface.
  • the carrier plate consists of pressboard.
  • the carrier plate is made of gypsum fiber. These materials have the advantage of being easy to process and inexpensive.
  • the carrier plate is made of wood fibers.
  • the carrier plate may be configured as a medium density fiberboard (M DF) or as a high density fiberboard (HDF).
  • the invention relates to a method for producing a sound-absorbing element according to the present disclosure, characterized in that the sound-facing and sound-facing openings and the channels are each generated in one step from the sound-facing surface of the carrier plate ago.
  • the sound-facing and sound-facing openings and the channels are milled by a milling machine in the support plate, wherein the inner Fräsform the channels at least partially corresponds to the Fräsblatt and the openings and channels by a consecutive up / down and / or longitudinal movement milled the milling blade and / or the sound-absorbing element.
  • milling blades are arranged on one shaft or a plurality of spaced-apart shafts of a milling machine.
  • the carrier plate to be processed is guided in the feed direction, on the shaft or the shafts which are perpendicular to the feed direction. hen and are aligned parallel to the surface of the carrier plate.
  • the support plate is brought by means of a feed device, not shown in the area of the shaft / n or Fräsbi decisivter. These are in a parked position. These can then be delivered, whereby the openings of the carrier plate are milled. Thereafter, these are brought back into the parked position and the carrier plate is advanced by one step. By repeating this process, the entire support plate can be provided with openings.
  • the milling blades can be arranged in a method with a milling machine with a shaft at twice the distance of the slot-shaped openings of the support plate. The openings can then be milled offset with the Frästryn this one shaft.
  • the acoustically and sonically facing openings and channels are preferably drilled.
  • the reductions are generated in the same step as the channels.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of a sound-absorbing element from the sound-facing side
  • FIG. 2 shows a perspective view of the sound-absorbing element from FIG. 1 from the sound-remote side;
  • FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of a sound-absorbing element from the sound-facing side
  • FIG. 2 shows a perspective view of the sound-absorbing element from FIG. 1 from the sound-remote side
  • Fig. 3 is a sectional view of the sound-absorbing element along the
  • Fig. 4 is a sectional view of the sound-absorbing element along the
  • FIG. 5 shows a perspective view of a further embodiment of a sound-absorbing element from the sound-facing side
  • FIG. 6 is an illustration of an arrangement of sound-facing and sound-facing openings of another embodiment of the carrier plate from the sound-facing side;
  • FIG. 7 shows a perspective view of a further embodiment of a sound-absorbing element from the sound-facing side.
  • Figure 1 shows a perspective view of an embodiment of a sound-absorbing element 1 from the sound-facing side with a view of the Sound-facing surface of the support plate 1 2.
  • the sound-absorbing element comprises a stabilization layer 1 1 and a support plate 1 2.
  • a part of the stabilization layer 1 1 schematically shown cut out.
  • the stabilization layer 1 1 is on the sound-facing surface of the support plate 1 2, z. B. by gluing, attached.
  • the rear sound-facing surface is not visible in the figure.
  • the support plate 1 2 has sound-facing openings 1 2 1 on the sound-facing surface and sound-emitting openings 1 22 on the sound-emitting surface, which are communicatively connected by channels 1 23.
  • the surface of the sound-facing openings 1 2 1 is larger than the surface of the sound-emitting openings 1 22, so that in the perspective view shown from the sound side facing the side walls 1 23 1 of the channels 1 23 are visible.
  • the stabilization layer 1 1 has a microperforation-forming holes 1 1 1 on. A portion of the holes 1 1 1 communicates with the sound-facing openings 1 2 1 communicating.
  • the sound-absorbing element 1 shown is designed to be open on the surface facing away from the sound, ie no additional layer is applied to the surface of the support plate 1 2 facing away from the sound. When cladding a wall with the sound-absorbing element 1 shown, the wall closes the sound-emitting opening
  • the sound-facing opening 1 2 1 and the holes 1 1 1 1 Helmholtz resonators and microabsorber are formed.
  • the sound-facing openings 1 2 1 are arranged offset from each other, which is favorable to the me- chanical stability of the support plate 1 2 affects.
  • the stabilization layer 1 1 consists eg of plywood.
  • the support plate 1 2 is for example a gypsum fiber board.
  • the sound-facing and sound-emitting openings 1 2 1, 1 22 and the channels 1 23 are milled using a milling machine in the support plate 1 2.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the sound-absorbing element 1 from FIG. 1 from the side facing away from the sound, with a view of the sound-deflecting surface of the carrier plate 1 2.
  • the sound-deflecting openings 12 are clearly visible.
  • the sound-facing openings 1 2 1 are covered by the stabilization layer 1 1, wherein the micro-perforation forming holes are not shown in this figure.
  • a longitudinal edge of the sound-absorbing element 1 is shown cut so that the part-circle segment-shaped channels 1 23 are visible.
  • the sound-facing openings 1 2 1 are communicatively connected to the sound-emitting openings 1 22 through the channels 1 23, which is achieved by the pitch circle segment shape of the channels 1 23, that the surface of the sound-facing openings 1 21 is greater than the surface of the sound-emitting openings 1 22 ,
  • FIG. 3 shows a sectional view of the sound-absorbing element 1 along the section line AA in FIG. 1.
  • the sides of the channels 1 23 extend perpendicular to the support plate 1 2 and communicate communicating the sound-facing openings 1 2 1 with the sound-emitting openings 1 22.
  • the stabilization layer 1 1 is not shown in the figure for the sake of simplicity. Due to the part-circle segment-shaped channels 1 23, which arranged offset are, in this sectional view, each second channel 1 23 through the support plate 1 2 shown continuously.
  • FIG. 4 shows a sectional illustration of the sound-absorbing element 1 along the section line B-B in FIG. 1.
  • the channels 1 23 are formed part-circle segment-shaped.
  • the pitch circle segments correspond to the shapes of the milling blades of the milling machine, which dive into the support plate 1 2 during milling such that the channels shown 1 23 with the sound-facing and sound-facing openings 1 2 1, 1 22 are milled out of the support plate 1 2.
  • the configuration of the channels 1 23 which connect the sound-facing and sound-deflecting openings 1 21, 1 22 makes possible the configuration in which the surface of the sound-facing openings 1 2 1 is larger than the area of the sound-facing openings 1 is 22.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a further embodiment of a sound-absorbing element 1 'from the sound-facing side.
  • the sound-absorbing element 1 ' comprises a stabilization layer 1 1' and a support plate 1 2 '.
  • a part of the stabilization layer 1 1 ' is shown schematically cut out in the figure.
  • the stabilization layer 1 1 ' is on the sound-facing surface of the support plate 1 2', z. B. by gluing, attached.
  • the support plate 1 2 ' has sound-facing openings 1 2 1' on the sound-facing surface and sound-emitting openings 1 22 'on the sound-emitting surface, which passes through channels 123 'communicatively connected.
  • the channels 123 ' are formed as holes with circular cross-sections and along the channels 123' tapered diameter.
  • the tapered diameters along the channels 123 ' are achieved by depressions 124' which emanate from the sound-facing openings 121 'and open into cylindrical portions of the channels 123'.
  • the support plate 12 ' is shown cut at a corner so that two channels 123' are shown cut in the direction along the channels 123 '.
  • the countersinks 124 ' are designed as conical countersinks.
  • the support plate 12' is partially cut out at the height of the depressions 124 '.
  • the depressions 124 ' result in that the surfaces of the sound-facing openings 121' are each larger than the surfaces of the sound-eliminating openings 122 '.
  • the stabilization layer 11' has a micro-perforation-forming holes 111 '. A portion of the holes 111 'is communicatively connected to the sound-facing openings 121'.
  • the sound-absorbing element 1 'shown is shown open on the surface facing away from the sound, that is, no additional layer is applied to the surface of the support plate 12' facing away from the sound.
  • the wall closes the sound-deflecting openings 122', so that through the wall, the sound-deflecting opening 122 ', the channel 123', the sound-facing opening 121 'and the holes 111' Helmholtz Resonators and microabsorbers are formed.
  • the sound-facing openings 121 ', the channels 123' and the sound-emitting openings are arranged over the support plate 12' in a regular non-offset pattern, ie successive sound-facing openings 121 'or openings 122' remote from the sound lie on the same transverse axis or longitudinal axis of the support plate 12 '.
  • FIG. 6 shows a representation of an arrangement of sound-facing openings 121 "and sound-deflecting openings 122" and channels 123 "of a further embodiment of the support panel from the sound-facing side
  • the sound-facing openings 121" and the sound-remote openings 122 are communicatively connected by channels 123" , From the sound-facing openings 121 ", there are depressions 124", which respectively open into cylindrical sections of the channels 123 ".
  • the sound-facing openings 121" are circular in shape with a diameter d.
  • the sound-deflecting openings 122 "and the channels 123" are formed with a diameter d 'circular.
  • the surfaces of the sound-facing openings 121" are each larger than the surfaces of the sound-deflecting openings 122 "The sound-facing openings 121" and with them the channels 123 "as well as the sound-remote Openings 122 "are arranged offset to one another in a grid.
  • the transverse direction x of the support plate are each a series of sound-facing openings 121 "at intervals a to each other, in each case between two sound-facing openings 121", which are arranged in the x-direction at a distance a to each other, another sound-facing opening 121 "by a '/ 2 is offset in the longitudinal direction y of the carrier plate.
  • a a '.
  • the sound-absorbing element 1''' comprises a stabilization layer 11 '' and a carrier plate 1 2 '''.
  • a part of the stabilization layer 1 1 "' is shown schematically cut out in the figure
  • the stabilization layer 1 1"' is on the sound-facing surface of the
  • the carrier plate 1 2 “'has sound-facing openings 1 2 1"' on the surface facing the sound and sound-removed openings 1 22 "'on the surface facing away from the sound, which pass through channels 1 23"'.
  • the channels 1 23 "' are formed as stepped holes 1 24"' with circular Ouerten and along the channels 1 23 "'tapered diameter.
  • the tapered diameters along the channels 1 23 "' are achieved by the stepped holes 1 24"', which divide the channels respectively into two cylindrical sections of different diameters, the cylindrical section which opens into the sound-facing openings 1 2 1 "' , Has a larger diameter than the cylindrical portion which opens into the sound-emitting openings 1 22 ".
  • the support plate 1 2 "' is shown cut at one corner, so that two channels 1 23"' are shown cut in the direction along the channels 1 23 "'
  • the support plate 12"' partially cut out cut shown.
  • the stepped bores 124 "'cause the surfaces of the sound-facing openings 121"' to be larger than the areas of the sound-eliminating openings 122 "'.
  • the stabilization layer 11"' has microperforation-forming holes 111 "'"'is communicatively connected to the sound-facing openings 121''.

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Abstract

Es wird ein Schallabsorbierendes Element (1') gezeigt, umfassend eine Trägerplatte (12') mit einer schallzugewandten und einer schallabgewandten Oberfläche, und eine an der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte (12') angeordnete Stabilisationsschicht (11') mit eine Mikroperforation bildenden Löchern (111'), wobei die Trägerplatte (12') schallzugewandte Öffnungen (121') auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen (122') auf der schallabgewandten Oberfläche aufweist, wobei die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen (121'; 122') kommunizierend über Kanäle (123') in Verbindung stehen, wobei die Mehrzahl der Flächen der schallzugewandten Öffnungen (121') grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen (122') ist, und wobei ein Anteil der die Mikroperforation bildenden Löcher (111') mit einer Mehrzahl der schallzugewandten Öffnungen (121') zur akustisch aktiven Wirkung, insbesondere zur Bildung von Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorbern, kommunizierend verbunden ist.

Description

Schallabsorbierendes Element
GEBI ET DER ERFIN DUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein schallabsorbierendes Element und ein Verfahren zum Herstellen eines schallabsorbierenden Elements.
HINTERGRUN D DER ERFI N DU NG
Bei Ausstattungen von öffentlich zugänglichen Räumen, insbesondere in öffentlichen Gebäuden, aber auch im Wohnungs- und Möbelbau spielt oft die Akustik eine wichtige Rolle. Im Gebiet der Raumakustik sollen dabei geeignete schallabsorbierende Elemente zur Verkleidung von Wänden bereitgestellt werden, welche dem Bestimmungszweck entsprechende akustische Eigenschaften des Raumes sicherstellen sollen. An die schallabsorbierenden Elemente werden typischerweise eine Reihe von Anforderungen gestellt, welche z.B. gute Absorptionswerte, niedrige Kosten, ausreichende mechanische Stabilität, guter ästhetischer Eindruck, einfache Montage, ausreichende Brandschutzeigenschaften usw., umfassen.
Bekannt sind schallabsorbierende Elemente, welche eine Trägerplatte mit durchgehenden Löchern, eine gelochte Deckschicht auf der Vorderseite der Trägerplatte und eine poröse Absorptionsschicht, wie zum Beispiel Vlies, auf der Rückseite der Trägerplatte umfassen. Die Trägerplatte und die Deckschicht mit den Löchern dienen als schalldurchlässige Schichten für Sicht- und Berührungsschutz, wobei die Schallabsorption durch die Absorptionsschicht auf der Rückseite der Trägerplatte erreicht wird.
Eine weitere Art von schallabsorbierenden Elementen stellen Elemente mit Helm- holtz-Resonatoren dar, bei welchen die Luftmasse in den Löchern mit dem Schallfeld reagiert und die auftreffende Schallenergie in kinetische Energie der Luftmas¬ se umgewandelt wird. Helmholtz-Resonatoren benötigen unter Umständen keine separate poröse Absorptionsschicht, können aber auch mit solchen kombiniert werden.
Für ästhetische Zwecke kann eine bessere Optik des schallabsorbierenden Elements durch eine mikroperforierte Deckschicht erreicht werden. Eine solche ist z.B. in EP 1876308 offenbart, welche eine schallabsorbierende Vorrichtung mit einem plattenförmigen Kern und einer ersten und einer zweiten Oberfläche zeigt. Eine erste Beschichtung und eine zweite Beschichtung bedecken die erste bzw. die zweite Oberfläche des Kerns. Die erste und die zweite Beschichtung sind mit rasterartig angeordneten Löchern versehen. Der Kern ist mit einer Anzahl im Wesentlichen parallel ausgerichteten Rillen versehen, welche die beiden Oberflächen des Kerns durchdringen. Mittels Verklebung werden die Beschichtungen auf die Oberflächen geklebt, wobei ein Teil der Löcher der Beschichtungen in die Rillen des Kerns münden. Für ein verbessertes statisches Verhalten ist der Kern entlang eines rahmenartigen Randbereiches rillenfrei ausgestaltet. Eine weitere Verbesserung der Verwindungssteifigkeit wird dadurch erzielt, dass der Kern eine Anzahl Streben auf weist, die ebenfalls rillenfrei sind, so dass der Kern durch die Anzahl Streben in mehrere Bereiche mit Rillen aufgeteilt ist. Insbesondere stabilisieren auch die beidseitig angeordneten Deckschichten den Kern gegen Durchbiegen und Verwinden.
Die WO201 3/1 59240 zeigt einen Resonator mit einer Deckschicht mit einer Mikroperforation; eine Trägerschicht mit mehreren durchgehenden Öffnungen wie insbesondere Bohrungen oder Schlitzungen; und eine Zwischenschicht, welche die Deckschicht beabstandet von der Trägerschicht hält, wobei die Zwischenschicht ausgebildet ist, um zur Verbesserung der schallabsorbierenden Wirkung zwischen der Mikroperforation der Deckschicht und Öffnungen der Trägerschicht eine kommunizierende Verbindung zu erstellen. Die Deckschicht ist über die Zwi¬ schenschicht an der Trägerschicht insbesondere stabil beabstandet gehalten, wobei eine stoffschlüssige Verbindung wie beispielsweise eine Verklebung zwischen der Deckschicht und der Zwischenschicht sowie zwischen der Zwischenschicht und der Trägerschicht vorgesehen ist. Die Zwischenschicht ist insbesondere schalldurchlässig ausgeführt, so dass zwischen der M ikroperforation der Deckschicht und den Öffnungen der Trägerschicht eine akustisch wirksame, kommunizierende Verbindung besteht und die schallabsorbierende Wirkung der Mikroperforation der Deckschicht und den Öffnungen der Trägerschicht erstellt ist.
DARSTELLU NG DER ERFI N DUNG
Die verschiedenen Anforderungen an schallabsorbierende Elemente, wie z.B. gute Absorptionswerte, niedrige Kosten, ausreichende mechanische Stabilität, insbesondere Verwindungssteifigkeit, guter ästhetischer Eindruck, einfache Montage usw. sind oft schwierig gleichzeitig zu erfüllen. Z. B. kann für eine erhöhte Verwin- dungssteifigkeit im Randbereich der Trägerplatte ein Rahmen ohne Löcher vorgesehen sein, was aber die Absorptionswirkung des schaliabsorbierenden Elements verringert. Ausserdem sind solche Trägerplatten nicht als zuschneidbare modulare Standardelemente geeignet, da beim Zuschneiden der Rahmen abgeschnitten oder durchgeschnitten werden kann, so dass solche Trägerplatten als teure Einzelanfertigung für die jeweilige Anwendung hergestellt werden müssen. Umgekehrt sind in der Regel möglichst grosse oder viele Öffnungen in der Trägerplatte erwünscht, da durch diese der Schall aufgenommen werden kann, was zwar vorteilhaft für die Absorptionswirkung ist, sich aber nachteilig auf die mechanische Stabilität auswirkt. Eine Verkleinerung der Öffnungen der Trägerplatte ist nachteilhaft für die Schallabsorption, da derjenige Teil des auftreffenden Schalls, der nicht auf eine Öffnung trifft, wieder reflektiert wird. Bei einem schallabsorbierenden Element mit Mikroperforation z. B., tragen die Löcher der Deckschicht, welche nicht in eine Öffnung der Trägerplatte münden, nicht zur Schallabsorption bei, da der durch die Löcher durchtretende Schall von der Trägerplatte wieder reflektiert wird. Eine ausreichende Verwindungssteifigkeit ohne die Löcher der Trägerplatte zu verkleinern oder einen Teil der Löcher wegzulassen, kann z. B. wie oben bereits erwähnt dadurch erreicht werden, dass auf der Rückseite der Trägerplatte eine zweite Deckschicht mit gleichen physikalischen Eigenschaften wie die erste Deckschicht auf der Vorderseite der Trägerplatte aufgebracht wird. Die zweite Deckschicht erhöht allerdings durch das zusätzliche Material und die zusätzlichen Herstellungsschritte die Kosten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik der schallabsorbierenden Elemente zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein schallabsorbierendes Element und einem Verfahren zur Herstellung eines schallabsorbierenden Elements gemäss der unabhängigen Ansprüche gelöst. Beispielhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und in der vorliegenden Offenbarung gegeben.
Ein erfindungsgemässes schallabsorbierendes Element umfasst eine Trägerplatte mit einer schallzugewandten und einer schallabgewandten Oberfläche, und eine an der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte angeordnete Stabilisati- onsschicht mit eine Mikroperforation bildenden Löchern. Die Trägerplatte weist schallzugewandte Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche und schall- abgewandte Öffnungen auf der schallabgewandten Oberfläche auf, wobei die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen kommunizierend über Kanäle in Verbindung stehen und die Mehrzahl der Flächen der schallzugewandten Öffnungen grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen ist. Ein Anteil der die M ikroperforation bildenden Löcher ist mit einer Mehrzahl der schallzugewandten Öffnungen zur akustisch aktiven Wirkung, insbesondere zur Bildung von Helmholtz-Resonatoren und M ikroabsorbern, kommunizierend verbunden.
Das schallabsorbierende Element wird in der Regel zur Verkleidung der Innenseite eines Raumes an die Wände angebracht, so dass die schallabgewandte Oberfläche der Trägerplatte zur Wand hin und die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte zum Raum hin orientiert sind. Das schallabsorbierende Element kann aber z.B. auch hängend an der Decke eines Raumes oder auch frei stehend, z. B. als Trennwand, montiert werden. Die an der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte angeordnete Stabilisationsschicht, welche von einer Person, die sich im Raum aufhält, sichtbar ist, dient sowohl zur Stabilisation als auch zur optischen Abdeckung der Trägerplatte.
Die Mikroperforation stellt vorteilhafterweise sowohl die Durchlässigkeit des auftreffenden Schalls als auch ein gutes optisches Erscheinungsbild sicher, da die Löcher der M ikroperforation von blossem Auge nur in einer kurzen Entfernung, z. B. unter 50-60 cm, sichtbar sind. Ausserdem bietet die IViikroperforation den Vorteil, dass ein optisch störender Moire -Effekt vermieden werden kann.
Vorzugsweise sind die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen und die Kanäle der Trägerplatte in einem Schritt von der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte her generiert.
Vorzugsweise ist die schallzugewandte und/oder schallabgewandte Oberfläche der Trägerplatte planar derart ausgebildet, dass die Kanäle jeweils untereinander unabhängige schallzugewandte Öffnungen mit jeweils untereinander unabhängigen schallabgewandten Öffnungen kommunizierend verbinden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die mechanische Stabilität der Trägerplatte aus.
Die Kanäle, welche die schallabgewandten und die schallzugewandten Öffnungen kommunizierend verbinden, haben in der Regel im Ouerschnitt senkrecht zur Trägerplatte ein variierendes Profil und münden an der schallabgewandten sowie der schallzugewandten Oberfläche in die jeweiligen schallabgewandten sowie schallzugewandten Öffnungen. Diese Konfiguration der Kanäle und der schallab- gewandten und schallzugewandten Öffnungen, wobei eine Mehrzahl der Flächen der schallzugewandten Öffnungen grösser als die Flächen der schallabwandten Öffnungen ist, hat den Vorteil, dass die Trägerplatte beide Anforderungen der optimalen Schallabsorption durch die Bereitstellung von genügend offener Fläche wie auch der ausreichenden mechanischen Stabilität, insbesondere Verwindungs- steifigkeit, erfüllen kann. Auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerfläche können die Öffnungen grösser sein als bei Öffnungen von herkömmlichen Trägerplatten, bei welchen die Kanäle senkrecht zur Trägerplatte im Querschnitt ein konstantes Profil aufweisen, ohne dass die mechanische Stabilität der Trägerplatte verringert wird, da der Verlust der mechanischen Stabilität durch die kleinere Fläche der Öffnungen auf der schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte kompensiert wird. Umgekehrt können die Öffnungen auf der schallabgewandten Oberfläche der Trägerfläche kleiner als bei herkömmlichen Öffnungen sein, ohne die Schallabsorption des schallabsorbierenden Elements zu beeinträchtigen, da die kleineren schallabgewandten Öffnungen durch die grössere Fläche der Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche kompensiert wird. Es bietet sich daher der Vorteil, dass die Fläche der Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte für eine gute Schallabsorption und die Fläche der Öffnungen auf der schallabgewandten Oberfläche für eine ausreichende mechanische Stabilität optimiert werden können.
Insbesondere kann durch die Konfiguration der Kanäle und der schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen eine ausreichende mechanische Stabilität derart gewährleistet werden, dass auf einen zusätzlich stabilisierenden Rand ohne Öffnungen verzichtet werden kann und die Öffnungen somit gleichmässig über die gesamte Trägerplatte verteilt angeordnet sein können. Dies ist insofern vorteilhaft, als dass ein Zuschneiden der Trägerplatte bei der Anwendung des schall¬ absorbierenden Elements in der Regel nicht zu einer Verringerung der mechanischen Stabilität oder einer Verringerung der Absorptionseigenschaften aufgrund von Zuschnitten führt, welche einen Rand wegschneiden oder um einen Rand herum schneiden würden.
Die Konfiguration der Kanäle und der schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen bietet weiter den Vorteil, dass eine Stabilisationsschicht auf der schall¬ zugewandten Oberfläche der Trägerplatte ausreicht, um eine ausreichende mechanische Stabilität, insbesondere Verwindungssteifigkeit, des schallabsorbierenden Elements bereitzustellen. Bei den herkömmlichen schallabsorbierenden Elementen sind für vergleichbare Flächen von Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte typischerweise zwei Stabilisationsschichten erforderlich, um eine vergleichbare mechanische Stabilität zu gewährleisten. Die Reduzierung auf eine Stabilisationsschicht ist vorteilhaft für die Reduktion der Herstellungskosten. Da die Mikroperforation bildenden Löcher der Stabilisationsschicht in der Regel durch geeignete Lochungsverfahren, wie z. B. Stanzen oder z. B. mit einem geeigneten Laser, hergestellt werden, kann die Reduzierung auf eine Stabilisationsschicht zudem die Herstellungskosten weiter senken, was einen weiteren Vorteil darstellt.
Durch die grösseren Flächen der Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte kann die Anzahl der Löcher der Mikroperforation der Stabilisationsschicht, welche kommunizierend mit Öffnungen auf der schallzugewand- ten Oberfläche in Verbindung stehen und akustisch aktiv zusammenwirken können, erhöht werden, ohne die mechanische Stabilität der Trägerplatte stark zu beeinträchtigen, was sich optimal auf die Schallabsorption auswirkt. Dies ist im Vergleich zu herkömmlichen schallabsorbierenden Elementen, bei welchen eine Erhöhung der Anzahl der mit Öffnungen der Trägerplatte kommunizierenden Löcher der Mikroperforation bei gleichbleibender Mikroperforation in der Regel mit einer Vergrösserung der Öffnungen und damit einer Verringerung der mechanischen Stabilität einhergeht, vorteilhaft.
Vorzugsweise bilden die Kanäle mit Hilfe der Wand des Raumes oder einer Abdeckung auf der schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte und den Löchern der M ikroperforation der Stabilisationsschicht Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorber mit optimalen Schallabsorptionseigenschaften.
Die gegenseitige kompensatorische Wirkung der optimalen Schallabsorption durch die grössere Fläche der schallzugewandten Öffnungen und der ausreichenden mechanischen Stabilität durch die kleinere Fläche der schallabgewandten Öffnungen ermöglicht die Herstellung von schallabsorbierenden Elementen, welche im Vergleich zu herkömmlichen schallabsorbierenden Elementen mit vergleichbarer Schallabsorption sowie mechanischer Stabilität eine geringere Dicke aufweisen, was sich günstig auf die Herstellungskosten auswirkt.
Die Kanäle können senkrecht zur Trägerplatte axialsymmetrisch, vorzugsweise kegelstumpfförmig ausgebildet sein. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist unter axialsymmetrisch eine Rotationssymmetrie bezüglich einer Achse zu verstehen, wobei die Rotationssymmetrie auch diskrete Rotationen umfassen kann.
In einer Ausführungsform weisen die Kanäle kreisförmige Querschnitte mit einem entlang den Kanälen sich verjüngenden Durchmesser auf.
Vorteilhafterweise nimmt der Durchmesser der Kanäle von der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte zur schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte hin ab, was die mechanische Stabilität erhöht, ohne die schallzugewandte offene Fläche zu reduzieren. Der Durchmesser der Kanäle kann sich kontinuierlich und/oder stufenweise verjüngen.
In Ausführungsformen mit kreisförmigen Querschnitten der Kanäle weisen die schallabgewandten Öffnungen vorzugsweise Durchmesser zwischen 4 mm und 9 mm, weiter vorzugsweise zwischen 5 mm und 8 mm, besonders bevorzugt von 6 mm, auf. In Ausführungsformen mit kreisförmigen Querschnitten der Kanäle weisen die schallzugewandten Öffnungen vorzugsweise Durchmesser zwischen 6 mm und 1 0 mm, weiter vorzugsweise zwischen 7 mm und 9 mm, besonders bevorzugt von 8 mm, auf.
In einer Ausführungsform weisen die Kanäle Senkungen, vorzugsweise Kegelsen- kungen, weiter vorzugsweise Plansenkungen, auf. Alternativ oder in Ergänzung sind die Kanäle als Stufenbohrungen ausgebildet.
Die Senkungen bieten den Vorteil, dass die Fläche der schallzugewandten Öffnungen vergrössert werden kann, ohne die mechanische Stabilität der Trägerplatte stark zu beeinträchtigen. Durch eine geeignete Wahl der Dimensionen der Senkungen und/oder der Stufenbohrungen können auf eine flexible Weise die Schallabsorptionseigenschaften des schallabsorbierenden Elements optimiert werden.
In bestimmten Ausführungsformen weisen die Senkungen eine Tiefe von mindestens 2 mm auf. In weiteren Ausführungsformen weisen die Senkungen eine Tiefe zwischen 2 mm und 6 mm auf. Vorzugsweise weisen die Senkungen eine Tiefe von mindestens 1 2.5% der Dicke der Trägerplatte, weiter vorzugsweise von mindestens 1 6.5% der Dicke der Trägerplatte auf.
In einer Variante können die Kanäle ebenensymmetrisch, vorzugsweise pyrami- denstumpfförmig, ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform sind die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen schlitzförmig ausgebildet und die Kanäle senkrecht zur Trägerplatte ebenensymmetrisch, vorzugsweise teilkreissegmentförmig ausgebildet. Diese Form der Kanäle hat den Vorteil, dass sie auf einfache und kostengünstige Weise durch eine Fräsmaschine hergestellt werden kann, wie weiter unten erläutert wird. Vorzugsweise ist der Radius des Teilkreissegments so gewählt, dass der durch den Kanal und den Löchern der M ikroperforation gebildete Helmholtz-Resonator und Mikroabsorber eine ausreichende Schallabsorption bereitstellen kann. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird als Teilkreissegment die Schnittfläche zwischen einem Kreissegment und einem auf der Basislinie des Kreissegments liegenden Rechtecks verstanden. Die teilkreissegmentförmigen Kanäle werden als dreidimensionale Körper verstanden, welche eine Dicke der schlitzförmigen Öffnungen und eine Projektion eines Teilkreissegments aufweisen.
In bestimmten Ausführungsformen ist eine Anzahl von Kanälen mit kreisförmigem Querschnitt und eine Anzahl von Kanälen ebenensymmetrisch, vorzugsweise telkreissegmentförmig, ausgebildet. Entsprechend kann eine Anzahl von schallzugewandten Öffnungen kreisförmig und eine Anzahl von schallzugewandten Öffnungen schlitzförmig ausgebildet sein.
Vorzugsweise sind die Kanäle zueinander versetzt angeordnet. Die versetzte Anordnung der Kanäle in der Trägerplatte hat den Vorteil, dass lokalisierte Schwachstellen in der Trägerplatte vermieden und die allgemeine mechanische Stabilität der Trägerplatte erhöht werden kann. Da der auftreffende Schall in der Regel als uniform über ein schallabsorbierendes Element angenommen werden kann, hat die versetzte Anordnung der Kanäle keine negative Auswirkung auf die Schallabsorptionseigenschaften des Elements.
In einer Ausführungsform ist an der schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte eine Vliesschicht und/oder eine M ineralfaserwolleschicht angeordnet. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Trägerplatte und die Stabilisati- onsschicht, welche insbesondere durch die Bildung der Helmholtz-Resonatoren und M ikroabsorbern vorzugsweise reaktive Absorber darstellen, mit passiven Absorbern wie einer Vliesschicht und/oder einer M ineralfaserwolleschicht kombiniert werden können und so die Schallabsorptionseigenschaften weiter optimiert werden können. In bestimmten Ausführungsformen weisen die schallabgewandten Öffnungen eine Länge zwischen 40 mm und 70 mm, weiter vorzugsweise 60 mm oder vor¬ zugsweise 50 mm, auf und weisen eine Breite zwischen 2 mm und 4.5 mm, wei¬ ter vorzugsweise zwischen 2.5 mm und 4.5 mm, weiter vorzugsweise 3 mm oder vorzugsweise 4 mm, auf. Vorzugsweise nehmen die M ikroperforation bildenden Löcher zwischen 2. 1 % und 6.6% , weiter vorzugsweise 2.5%, besonders bevorzugt 6% , weiter bevor¬ zugt 3 % oder 4.5 %, der Fläche der Stabilisationsschicht ein.
In bestimmten Ausführungsformen nehmen die schallabgewandten Öffnungen zwischen 1 0% und 20%, weiter vorzugsweise zwischen 1 0% und 1 5 %, weiter vorzugsweise 1 2% oder weiter vorzugsweise 1 4%, der Fläche der Trägerplatte ein.
In bestimmten Ausführungsformen nehmen die schallzugewandten Öffnungen zwischen 20% und 30%, weiter vorzugsweise 25 % oder weiter vorzugsweise 28.5%, der Fläche der Trägerplatte ein . In weiteren Ausführungsformen, insbesondere in Ausführungsformen mit Kanälen mit kreisförmigen Querschnitten, nehmen die schallabgewandten Öffnungen zwischen 20% und 50%, vorzugsweise zwischen 23 % und 47 %, weiter vorzugsweise zwischen 26% und 32 % , der Fläche der Trägerplatte ein.
In weiteren Ausführungsformen, insbesondere in Ausführungsformen mit Kanälen mit kreisförmigen Querschnitten, nehmen die schallzugewandten Öffnungen zwischen 30% und 60%, vorzugsweise zwischen 40% und 55 %, weiter vorzugsweise zwischen 46% und 53 %, der Fläche der Trägerplatte ein.
Die Längen und/oder Breiten und/oder Durchmesser der schallabgewandten und/oder der schallzugewandten Öffnungen können variiert werden. Ebenso können die Abstände zwischen den schallabgewandten und/oder den schallzu- gewandten Öffnungen entlang von Achsen der Trägerplatte variiert werden. Die Variation der Längen und/oder Breiten und/oder Durchmesser der schallabgewandten und/oder der schallzugewandten Öffnungen und/oder der Abstände zwischen den schallabgewandten Öffnungen und/oder den schallzugewandten Öffnungen ermöglicht das Erzeugen verschiedener offener Flächen des schallab- sorbierenden Elements. Es ist auch möglich, durch die Variation der Längen und/oder der Breiten und/oder der Durchmesser der schallabgewandten und/oder der schallzugewandten Öffnungen und/oder der Abstände zwischen den schallabgewandten und/oder den schallzugewandten Öffnungen die Anteile der Flächen der schallabgewandten und/oder der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte zu variieren. Es können auch die Verhältnisse dieser Anteile variiert werden. Es ist aber auch möglich, die Anteile so zu variieren, dass die Verhältnisse der Anteile gleich bleiben. Beispielsweise kann eine Trägerplatte wie folgt mit schallabgewandten sowie schallzugewandten Öffnungen ausgestattet sein: Die Breite der schallabgewandten Öffnungen beträgt 4 mm, die Länge 60 mm. Der Abstand der schallabgewandten Öffnungen entlang einer Querachse der Trägerplatte beträgt jeweils 1 2 mm. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Querachse von 1 000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Querachse 1 000 mm/( 1 2 mm + 4 mm)=62.5. Entlang einer zur Querachse senkrecht liegenden Längsachse der Trägerplatte, wobei Längs- und Querachse der Trägerplatte parallel zur schallabgewandten sowie schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte liegen, sind die schallabgewandten Öffnungen jeweils mit 1 20 mm voneinander beabstandet. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Längsachse von 1 000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Längsachse 1 000 mm/ 1 20 mm=8.33. Entlang der Längachse haben die schallabgewandten Öffnungen insgesamt eine Ausdehnung von 8.33*60 mm = 500 mm. Der Anteil der Fläche der schallabgewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 1 2.5% . Der Anteil der Fläche der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 25% . Das Verhältnis der Anteile der Flächen der schallabgewandten zu den schallzugewandten Flächen ist 1 :2.
In einem weiteren Beispiel kann eine Trägerplatte wie folgt mit schallabgewandten sowie schallzugewandten Öffnungen ausgestattet sein: Die Breite der schallabgewandten Öffnungen beträgt 3.50 mm, die Länge 60 mm. Der Abstand der schallabgewandten Öffnungen entlang einer Querachse der Trägerplatte beträgt jeweils 1 0 mm. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Querachse von 1 000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Querachse 1 000 mm/( 1 0 mm + 3.50 mm)=74.07. Entlang einer zur Querachse senkrecht liegenden Längsachse der Trägerplatte, wobei Längs- und Querachse der Trägerplatte parallel zur schallabgewandten sowie schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte liegen, sind die schallabgewandten Öffnungen jeweils mit 1 20 mm voneinander beabstandet. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Längsachse von 1 000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Längsachse 1 000 mm/ 1 20 mm=8.33. Entlang der Längachse haben die schallabgewandten Öffnungen insgesamt eine Ausdehnung von 8.33*60 mm = 500 mm. Der Anteil der Fläche der schallabgewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 1 2.96%. Der Anteil der Fläche der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 25.93 %. Das Verhältnis der Anteile der Flächen der schallabgewandten zu den schallzugewandten Flächen ist 1 :2.
In einem weiteren Beispiel kann eine Trägerplatte wie folgt mit schallabgewandten sowie schallzugewandten Öffnungen ausgestattet sein: Die Breite der schallabgewandten Öffnungen beträgt 3 mm, die Länge 70 mm. Der Abstand der schallabgewandten Öffnungen entlang einer Querachse der Trägerplatte beträgt jeweils 1 0 mm. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Querachse von 1 000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Querachse 1 000 mm/( 1 0 mm + 3 mm )=76.92. Entlang einer zur Querachse senkrecht liegenden Längsachse der Trägerplatte, wobei Längs- und Querachse der Trägerplatte parallel zur schallabgewandten sowie schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte liegen, sind die schallabgewandten Öffnungen jeweils mit 1 00 mm voneinander beabstandet. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Längsachse von 1 000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Längsachse 1 000 mm/ 1 00 mm= 1 0. Entlang der Längachse haben die schallabgewandten Öffnungen insgesamt eine Ausdehnung von 1 0*70 mm = 700 mm. Der Anteil der Fläche der schallabge¬ wandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 1 6. 1 5 %. Der Anteil der Fläche der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 23.08% . Das Verhältnis der Anteile der Flächen der schallabgewandten zu den schallzugewandten Flächen ist 1 : 1 .43.
In einem weiteren Beispiel kann eine Trägerplatte mit Kanälen mit kreisförmigen Querschnitten wie folgt mit schallabgewandten sowie schallzugewandten Öff¬ nungen ausgestattet sein: Der Durchmesser der schallabgewandten Öffnungen beträgt 6 mm. Der Abstand der schallabgewandten Öffnungen entlang einer Querachse der Trägerplatte beträgt jeweils 7 mm, wobei jeweils entlang der Querachse aufeinanderfolgende schallabgewandte Öffnungen entlang einer Längsachse der Trägerplatte um 7 mm versetzt sind. Zueinander unversetzt entlang der Querachse aufeinanderfolgende schallabgewandte Öffnungen weisen somit einen Abstand von 1 4 mm auf. Der Durchmesser der schallzugewandten Öffnungen beträgt 8 mm. Der Anteil der Fläche der schallabgewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 28.84% . Der Anteil der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 5 1 .26% . Das Verhältnis der Anteile der Flächen der schallabgewandten zu den schallzugewandten Flächen ist 1 : 1 .77. Bei einer Fläche der Trägerplatte von 1 m2 beträgt die Anzahl der Löcher 1 0'204.
Vorzugsweise ist das Verhältnis der Summe der Flächen der schallzugewandten Öffnungen und der Summe der Flächen der schallabgewandten Öffnungen der Trägerplatte x: 1 , wobei x vorzugsweise zwischen 1 . 1 und 2.5, weiter vorzugsweise zwischen 1 .4 und 2.2 liegt, weiter vorzugsweise 1 .77 oder weiter vorzugsweise 2 ist.
In einer Ausführungsform weist mindestens eine Kante des schallabsorbierenden Elements ein erstes Anschlusselement und mindestens eine weitere Kante des Elements ein zweites Anschlusselement auf, so dass das Element mit einem weiteren Element über das erste und das zweite Anschlusselement verbindbar ist. Das erste Anschlusselement kann ein Kamm und das zweite Anschlusselement eine Nut sein, so dass das Element mit einem weiteren Element durch eine Kamm-Nut- Verbindung verbindbar ist. Optional können die Anschlusselemente als Klickverschlusselemente ausgebildet sein, so dass die schallabsorbierenden Elemente durch einen Klickverschlussmechanismus miteinander verbindbar sind. Dies hat den Vorteil, dass das schallabsorbierende Element ein modulares Element sein kann, welches je nach Bedarf z.B. zu einer Verkleidung einer Wand zusammenge- setzt werden kann, ohne die Elemente gross zuschneiden zu müssen. Die Kamm- Nut-Verbindung oder der Klickverschlussmechanismus bieten ausserdem den Vorteil, dass die schallabsorbierenden Elemente auf eine einfache und schnelle Weise montiert werden können. Vorzugsweise sind die Anschlusselemente so ausgebildet, dass die Fugen zwischen den schallabsorbierenden Elementen auf einem genügenden Abstand, z. B. grösser als 2 m, für das Auge unerkennbar sind. Dies hat den Vorteil, dass ab einem genügenden Abstand eine Verkleidung mit den schallabsorbierenden Elementen optisch fugenlos erscheinen kann.
In einer Ausführungsform umfasst die Stabilisationsschicht ein Furnierholz. Alternativ oder in Ergänzung umfasst die Stabilisationsschicht ein Kunstharz.
Alternativ oder in Ergänzung umfasst die Stabilisationsschicht einen Lack.
Alternativ oder in Ergänzung umfasst die Stabilisationsschicht ein Laminat. Das Laminat kann ein Continuous Pressure Laminate (CPL) sein. Solche Materialien bieten den Vorteil, dass damit die Stabilisationsschicht optisch ansprechend ausgestaltet werden kann.
Vorzugsweise weisen die Mikroperforation bildenden Löcher einen Durchmesser zwischen 250 μηη und 550 μιτι, weiter vorzugsweise 300 μηη oder vorzugsweise 500 μιτι, auf. Diese Dimensionierung bietet den Vorteil, dass die IVlikroperforation bildenden Löcher sowohl akustisch aktiv sind als auch genügend klein, dass sie auf einem genügenden Abstand, z. B. grösser als 50-60 cm, für das Auge unerkennbar sind und somit eine optisch ansprechende Fläche bilden können.
In einer Ausführungsform besteht die Trägerplatte aus Pressspan.
In einer Ausführungsform besteht die Trägerplatte aus Gipsfaser. Diese Materialien haben den Vorteil, dass sie einfach zu bearbeiten und kostengünstig sind. In einer Ausführungsform besteht die Trägerplatte aus Holzfasern. Zum Beispiel kann die Trägerplatte als mitteldichte Faserplatte ( M DF) oder als hochdichte Faserplatte (HDF) ausgestaltet sein.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines schallabsorbierenden Elements gemäss der vorliegenden Offenbarung, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen und die Kanäle jeweils in einem Schritt von der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte her generiert werden.
Dies bietet den Vorteil, dass das Herstellungsverfahren vereinfacht werden kann und die Herstellungskosten reduziert werden können.
In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen und die Kanäle durch eine Fräsmaschine in die Trägerplatte eingefräst, wobei die innere Fräsform der Kanäle zumindest teilweise dem Fräsblatt entspricht und die Öffnungen und Kanäle durch eine konsekutive Auf-/Ab- und/oder Längsbewegung des Fräsblatts und/oder des schallabsorbierenden Elements gefräst werden.
Ein beispielhaftes Verfahren mit einer Fräsmaschine zur Herstellung eines schallabsorbierenden Elements ist folgend dargestellt: Auf einer Welle oder mehreren voneinander beabstandeten Wellen einer Fräsmaschine sind jeweils Fräsblätter angeordnet. Die zu bearbeitende Trägerplatte wird in Vorschubrichtung, an der Welle oder den Wellen vorbeigeführt, die rechtwinklig zur Vorschubrichtung ste- hen und parallel zur Oberflache der Trägerplatte ausgerichtet sind. Die Trägerplatte wird mittels einer nicht dargestellten Vorschubeinrichtung in den Bereich der Welle/n bzw. der Fräsbiätter gebracht. Diese befinden sich in einer abgestellten Position. Diese können dann zugestellt werden, wodurch die Öffnungen der Trägerplatte ausgefräst werden. Danach werden diese wieder in die abgestellte Position gebracht und die Trägerplatte wird um einen Schritt vorgeschoben. Durch Wiederholung dieses Vorgangs kann die ganze Trägerplatte mit Öffnungen versehen werden.
Optional können die Fräsblätter bei einem Verfahren mit einer Fräsmaschine mit einer Welle im doppelten Abstand des Abstandes der schlitzförmigen Öffnungen der Trägerplatte angeordnet sein. Die Öffnungen können dann mit den Fräsblättern dieser einen Welle zueinander versetzt gefräst werden.
In Ausführungsformen mit Kanälen mit kreisförmigen Ouerschnitten werden die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen und die Kanäle vorzugsweise gebohrt. Vorzugsweise werden die Senkungen im gleichen Schritt wie die Kanäle generiert.
LISTE DER FIGU REN
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren und der dazugehörigen Beschreibungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements von der schallzugewandten Seite her; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des schallabsorbierenden Elements aus Fig. 1 von der schallabgewandten Seite her;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung des schallabsorbierenden Elements entlang der
Schnittlinie A-A in Fig. 1 ;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung des schallabsorbierenden Elements entlang der
Schnittlinie B-B in Fig. 1 ;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements von der schallzugewandten Seite her;
Fig. 6 eine Darstellung einer Anordnung von schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen einer weiteren Ausführungsform der Trägerplatte von der schallzugewandten Seite her;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements von der schallzugewandten Seite her.
BESCH REI BUNG EXEM PLARISCHER AUSFÜ H RU NGSFORMEN
Um die Erfindung zu veranschaulichen, werden bevorzugte Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren näher beschrieben.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements 1 von der schallzugewandten Seite her mit Sicht auf die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte 1 2. Das schallabsorbierende Element umfasst eine Stabilisationsschicht 1 1 und eine Trägerplatte 1 2. Um die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte 1 2 und die schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 sichtbar darzustellen, ist in der Figur ein Teil der Stabilisationsschicht 1 1 schematisch ausgeschnitten gezeigt. Die Stabilisationsschicht 1 1 ist auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte 1 2, z. B. durch Aufkleben, angebracht. Die rückwärtige schallabgewandte Oberfläche ist in der Figur nicht sichtbar. Die Trägerplatte 1 2 weist schallzugewandte Öffnungen 1 2 1 auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen 1 22 auf der schallabgewandten Oberfläche auf, welche durch Kanäle 1 23 kommunizierend verbunden sind. Die Fläche der schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 ist grösser als die Fläche der schallabgewandten Öffnungen 1 22, so dass in der gezeigten perspektivischen Ansicht von der schallzugewandten Seite her die Seitenwände 1 23 1 der Kanäle 1 23 sichtbar sind. Die Stabilisationsschicht 1 1 weist eine Mikroperfo- ration bildende Löcher 1 1 1 auf. Ein Anteil der Löcher 1 1 1 ist mit den schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 kommunizierend verbunden. Das gezeigte schallabsorbierende Element 1 ist auf der schallabgewandten Oberfläche offen gestaltet, d.h. auf die schallabgewandte Oberfläche der Trägerplatte 1 2 ist keine zusätzliche Schicht angebracht. Bei einer Verkleidung einer Wand mit dem gezeigten schallabsorbierenden Element 1 schliesst die Wand die schallabgewandten Öffnung
1 22, so dass durch die Wand, die schallabgewandte Öffnung 1 22, den Kanal
1 23 , die schallzugewandte Öffnung 1 2 1 und der Löcher 1 1 1 Helmholtz- Resonatoren und Mikroabsorber gebildet werden. Die schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 sind zueinander versetzt angeordnet, was sich günstig auf die me- chanische Stabilität der Trägerplatte 1 2 auswirkt. Die Stabilisationsschicht 1 1 ist besteht z.B. aus Furnierholz. Die Trägerplatte 1 2 ist z.B. eine Gipsfaserplatte. Die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen 1 2 1 , 1 22 sowie die Kanäle 1 23 sind mit Hilfe einer Fräsmaschine in die Trägerplatte 1 2 gefräst.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des schallabsorbierenden Elements 1 aus Fig. 1 von der schallabgewandten Seite her, mit Sicht auf die schallabgewand- te Oberfläche der Trägerplatte 1 2. In dieser Ansicht sind die schallabgewandten Öffnungen 1 22 gut sichtbar. Die schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 werden durch die Stabilisationsschicht 1 1 abgedeckt, wobei die Mikroperforation bildenden Löcher in dieser Figur nicht gezeigt sind. Eine Längskante des schallabsorbierenden Elements 1 ist derart geschnitten gezeigt, dass die teilkreissegmentförmigen Kanäle 1 23 sichtbar sind. Die schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 sind mit den schallabgewandten Öffnungen 1 22 durch die Kanäle 1 23 kommunizierend verbunden, wobei durch die Teilkreissegmentform der Kanäle 1 23 erreicht wird, dass die Fläche der schallzugewandten Öffnungen 1 21 grösser als die Fläche der schallabgewandten Öffnungen 1 22 ist.
Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung des schallabsorbierenden Elements 1 entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1 . In der gezeigten Richtung verlaufen die Seiten der Kanäle 1 23 senkrecht zur Trägerplatte 1 2 und verbinden kommunizierend die schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 mit den schallabgewandten Öffnungen 1 22. Die Stabilisationsschicht 1 1 ist in der Figur der Einfachheit halber nicht gezeigt. Aufgrund der teilkreissegmentförmigen Kanäle 1 23 , welche versetzt angeordnet sind, ist in dieser Schnittdarstellung jeder zweite Kanal 1 23 durch die Trägerplatte 1 2 durchgehend dargestellt.
Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung des schallabsorbierenden Elements 1 entlang der Schnittlinie B-B in Fig. 1 . In der gezeigten Richtung ist ersichtlich, dass die Kanäle 1 23 teilkreissegmentförmig ausgebildet sind. Die Teilkreissegmente entsprechen den Formen der Fräsblätter der Fräsmaschine, welche beim Fräsen derart in die Trägerplatte 1 2 eintauchen, dass die gezeigten Kanäle 1 23 mit den schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen 1 2 1 , 1 22 aus der Trägerplatte 1 2 ausgefräst werden. Weiter ist ersichtlich, dass durch die gezeigte Form der Kanäle 1 23, welche die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen 1 21 , 1 22 kommunizierend verbinden, die Konfiguration ermöglicht wird, bei der die Fläche der schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 grösser als die Fläche der schallabgewandten Öffnungen 1 22 ist.
Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements 1 ' von der schallzugewandten Seite her. Das schallabsorbierende Element 1 ' umfasst eine Stabilisationsschicht 1 1 ' und eine Trägerplatte 1 2'. Um die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte 1 2' und die schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 ' sichtbar darzustellen, ist in der Figur ein Teil der Stabilisationsschicht 1 1 ' schematisch ausgeschnitten gezeigt. Die Stabilisationsschicht 1 1 ' ist auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte 1 2', z. B. durch Aufkleben, angebracht. Die Trägerplatte 1 2' weist schallzugewandte Öffnungen 1 2 1 ' auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen 1 22 ' auf der schallabgewandten Oberfläche auf, welche durch Kanäle 123' kommunizierend verbunden sind. Die Kanäle 123' sind als Bohrungen mit kreisförmigen Querschnitten und einem entlang der Kanäle 123' sich verjüngenden Durchmesser ausgebildet. Die sich verjüngenden Durchmesser entlang der Kanäle 123' werden durch Senkungen 124' erreicht, welche von den schallzugewandten Öffnungen 121' ausgehen und in zylinderförmige Abschnitte der Kanäle 123' münden. Um die Kanäle 123' und die schallabgewandten Öffnungen 122' besser darzustellen, ist die Trägerplatte 12' an einer Ecke geschnitten dargestellt, so dass zwei Kanäle 123' in Richtung entlang der Kanäle 123' geschnitten dargestellt sind. In der gezeigten Ausführungsform sind die Senkungen 124' als Kegelsenkungen ausgebildet. Um in der Figur die Senkungen 124' besser darzustellen, ist die Trägerplatte 12' teilweise auf der Höhe der Senkungen 124' abgestuft ausgeschnitten gezeigt. Die Senkungen 124' führen dazu, dass die Flächen der schallzugewandten Öffnungen 121' jeweils grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen 122' sind, Die Stabilisationsschicht 11 ' weist eine Mik- roperforation bildende Löcher 111' auf. Ein Anteil der Löcher 111' ist mit den schallzugewandten Öffnungen 121' kommunizierend verbunden. Das gezeigte schallabsorbierende Element 1' ist auf der schallabgewandten Oberfläche offen gezeigt, d.h. auf die schallabgewandte Oberfläche der Trägerplatte 12' ist keine zusätzliche Schicht angebracht. Bei einer Verkleidung einer Wand mit dem gezeigten schallabsorbierenden Element 1' schliesst die Wand die schallabgewandten Öffnungen 122', so dass durch die Wand, die schallabgewandte Öffnung 122', den Kanal 123', die schallzugewandte Öffnung 121' und der Löcher 111' Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorber gebildet werden. Die schallzugewandten Öffnungen 121', die Kanäle 123' und die schallabgewandten Öff- nungen 122' sind über die Trägerplatte 12' hinweg in einem regelmässigen un- versetzten Raster angeordnet, d.h. aufeinander folgende schallzugewandte Öffnungen 121' oder schallabgewandte Öffnungen 122' liegen jeweils auf der gleichen Querachse bzw. Längsachse der Trägerplatte 12'.
Figur 6 zeigt eine Darstellung einer Anordnung von schallzugewandten Öffnungen 121" und schallabgewandten Öffnungen 122" sowie Kanälen 123" einer weiteren Ausführungsform der Trägerplatte von der schallzugewandten Seite her. Die schallzugewandten Öffnungen 121" und die schallabgewandten Öffnungen 122" sind durch Kanäle 123" kommunizierend verbunden. Von den schallzugewandten Öffnungen 121" gehen Senkungen 124" aus, welche jeweils in zylinderförmige Abschnitte der Kanäle 123" münden. Die schallzugewandten Öffnungen 121" sind mit einem Durchmesser d kreisförmig ausgebildet. Die schallabgewandten Öffnungen 122" sowie die Kanäle 123" sind mit einem Durchmesser d' kreisförmig ausgebildet. Aufgrund der Senkungen 124" wird erreicht, dass d > d' ist und daher die Flächen der schallzugewandten Öffnungen 121" jeweils grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen 122" sind. Die schallzugewandten Öffnungen 121" und mit ihnen die Kanäle 123" sowie die schallabgewandten Öffnungen 122" sind zueinander versetzt in einem Raster angeordnet. Entlang der Querrichtung x der Trägerplatte sind jeweils eine Reihe von schallzugewandten Öffnungen 121" in Abständen a zueinander angeordnet, wobei jeweils zwischen zwei schallzugewandten Öffnungen 121", welche in x-Richtung im Abstand a zueinander angeordnet sind, eine weitere schallzugewandte Öffnung 121 " um a'/2 in Längsrichtung y der Trägerplatte versetzt angeordnet ist. Entlang der Längsrichtung y sind die schallzugewand- ten Öffnungen 1 2 1 " im Abstand a' zueinander angeordnet. Bei der gezeigten Ausführungsform ist a=a'.
Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines schailabsorbierenden Elements 1 "' von der schallzugewandten Seite her. Das schallabsorbierende Element 1 "' umfasst eine Stabilisationsschicht 1 1 "' und eine Trägerplatte 1 2 "'. Um die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte 1 2"' und die schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 "' sichtbar darzustellen, ist in der Figur ein Teil der Stabilisationsschicht 1 1 "' schematisch ausgeschnitten gezeigt. Die Stabilisationsschicht 1 1 "' ist auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte 1 2"', z.B. durch Aufkleben, angebracht. Die Trägerplatte 1 2"' weist schallzugewandte Öffnungen 1 2 1 "' auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen 1 22"' auf der schallabgewandten Oberfläche auf, welche durch Kanäle 1 23 "' kommunizierend verbunden sind. Die Kanäle 1 23"' sind als Stufenbohrungen 1 24"' mit kreisförmigen Ouerschnitten und einem entlang der Kanäle 1 23 "' sich verjüngenden Durchmesser ausgebildet. Die sich verjüngenden Durchmesser entlang der Kanäle 1 23"' werden durch die Stufenbohrungen 1 24"' erreicht, welche die Kanäle jeweils in zwei zylinderförmige Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufteilen, wobei der zylinderförmige Abschnitt, der in die schallzugewandten Öffnungen 1 2 1 "' mündet, einen grösseren Durchmesser aufweist als der zylinderförmige Abschnitt, der in die schallabgewandten Öffnungen 1 22" mündet. Um die Kanäle 1 23"' und die schallabgewandten Öffnungen 1 22"' besser darzustellen, ist die Trägerplatte 1 2"' an einer Ecke geschnitten dargestellt, so dass zwei Kanäle 1 23"' in Richtung entlang der Kanäle 1 23 "' geschnitten dargestellt sind. Um in der Figur die Stu- fenbohrung 124"' besser darzustellen, ist die Trägerplatte 12"' teilweise abgestuft ausgeschnitten gezeigt. Die Stufenbohrungen 124"' führen dazu, dass die Flächen der schallzugewandten Öffnungen 121"' jeweils grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen 122"' sind, Die Stabilisationsschicht 11"' weist eine Mikroperforation bildende Löcher 111"' auf. Ein Anteil der Löcher 111"' ist mit den schallzugewandten Öffnungen 121"' kommunizierend verbunden.

Claims

Patentansprüche
1. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"'), umfassend eine Trägerplatte (12, 12', 12"') mit einer schallzugewandten und einer schallabgewandten Oberfläche, und eine an der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') angeordnete Stabilisationsschicht (11, 11', 11"') mit eine Mikroperforation bildenden Löchern (111, 111', 111"'), wobei die Trägerplatte (12, 12', 12"') schallzugewandte Öffnungen (121, 121', 121", 121"') auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen (122, 122', 122", 122"') auf der schallabgewandten Oberfläche aufweist, wobei die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121"'; 122, 122', 122", 122"') kommunizierend über Kanäle (123, 123', 123", 123"') in Verbindung stehen, wobei die Mehrzahl der Flächen der schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 12Γ") grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen (122, 122', 122", 122"') ist, und wobei ein Anteil der die Mikroperforation bildenden Löcher ( 111 , 111 ', 111 "') mit einer Mehrzahl der schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121 "') zur akustisch aktiven Wirkung, insbesondere zur Bildung von Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorbern, kommunizierend verbunden ist.
2. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (123, 123', 123", 123"') senkrecht zur Trägerplatte (12, 12', 12"') axialsymmetrisch, vorzugsweise kegelstumpfförmig, oder ebenensymmetrisch, vorzugsweise pyramidenstumpfförmig, ausgebildet sind.
3. Schallabsorbierendes Element (1', Γ") nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (123'. 123", 123"') kreisförmige Querschnitte mit einem entlang den Kanälen (123', 123", 123"') sich verjüngenden Durchmesser (d, d') aufweisen.
4. Schallabsorbierendes Element (Γ, Γ") nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schallzugewandten Öffnungen ( 12 Γ, 121", 121"') Durchmesser zwischen 6 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 7 mm und 9 mm, besonders bevorzugt von 8 mm aufweisen.
5. Schallabsorbierendes Element ( 1 ) nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen (121; 122) schlitzförmig ausgebildet sind und die Kanäle (123) senkrecht zur Trägerplatte (12) ebenensymmetrisch, vorzugsweise teilkreissegmentförmig ausgebildet sind.
6. Schallabsorbierendes Element (1 ) nach Patentanspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten Öffnungen (122) eine Länge zwischen 40 mm und 70 mm, vorzugsweise 60 mm, weiter vorzugsweise 50 mm, und eine Breite zwischen 2 mm und 4.5 mm, vorzugsweise zwischen 2.5 mm und 4.5 mm, weiter vorzugsweise 3 mm, weiter vorzugsweise 4 mm, aufweisen.
7. Schallabsorbierendes Element (1 ', 1 "') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (123', 123", 123"') Senkungen (124, 124"), vorzugsweise Kegelsenkungen, weiter vorzugsweise Plansenkungen, aufweisen oder als Stufenbohrungen ( 124"') ausgebildet sind.
8. Schallabsorbierendes Element (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (123, 123") zueinander versetzt angeordnet sind
9. Schallabsorbierendes Element nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte eine Vliesschicht und/oder eine Mineralfaserwolleschicht angeordnet ist.
10. Schallabsorbierendes Element (1, V, Γ") nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperforation bildenden Löcher (111, 111', 111"') zwischen 2.1% und 6.6%, vorzugsweise 2.5%, bevorzugt 6%, weiter bevorzugt 3% oder 4.5%, der Fläche der Stabilisationsschicht (11, 11 ', 11 "') einnehmen.
11. Schallabsorbierendes Element (1, 1', Γ") nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten Öffnungen (122, 122', 122", 122"') zwischen 10% und 20%, vorzugsweise zwischen 10% und 15%, weiter vorzugsweise 12%, weiter vorzugsweise 14%, der Fläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') einnehmen.
12. Schallabsorbierendes Element (1, Γ, 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121"') zwischen 20% und 30%, vorzugsweise 25%, weiter vorzugsweise 28.5%, der Fläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') einnehmen.
13. Schallabsorbierendes Element (1, V, 1"') nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten Öffnungen (122, 122'. 122", 122'") zwischen 20% und 50%, vorzugsweise zwischen 23% und 47%, weiter vorzugsweise zwischen 26% und 32% der Fläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') einnehmen.
14. Schallabsorbierendes Element (1, ^', Γ") nach einem der Patentansprüche 1 bis 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121"') zwischen 30% und 60%, vorzugsweise zwischen 40% und 55%, weiter vorzugsweise zwischen 46% und 53% der Fläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') einnehmen.
15. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Summe der Flächen der schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121"') und der Summe der Flächen der schallabgewandten Öffnungen (122, 122', 122", 122'") der Trägerplatte (12, 12', 12"') x:1 ist, wobei x zwischen 1.1 und 2.5, vorzugsweise zwischen 1.4 und 2.2 liegt, weiter vorzugsweise 1.77 oder weiter vorzugsweise 2 ist.
16. Schallabsorbierendes Element nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kante des schallabsorbierenden Elements ein erstes Anschlusselement und mindestens eine weitere Kante des Elements ein zweites Anschlusselement aufweist, so dass das Element mit einem weiteren Element über das erste und das zweite Anschlusselement verbindbar ist.
17. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisationsschicht (11, 11', 1 Γ") ein Furnierholz und/oder Kunstharz und/oder Lack und/oder ein Laminat, vorzugsweise ein Continuous Pressure Laminate (CPL), umfasst.
18. Schallabsorbierendes Element (1, Γ, Γ") nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperforation bildenden Lö- eher (111, 111', 111 "') einen Durchmesser zwischen 250 μιτι und 550 μιτι, vorzugsweise 300 μιτι, weiter vorzugsweise 500 μιτι, aufweisen.
19. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (12, 12', 12"') aus Pressspan oder Gipsfaser oder Holzfasern, vorzugsweise eine mitteldichte Faserplatte (MDF) oder eine hochdichte Faserplatte (HDF) bildend, besteht.
20. Verfahren zum Herstellen eines schallabsorbierenden Elements (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121 "'; 122, 122', 122", 122"') und die Kanäle (123, 123', 123", 123'") jeweils in einem Schritt von der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') her generiert werden.
21. Verfahren nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen (121, 122) und die Kanäle (123) durch eine Fräsmaschine in die Trägerplatte eingefräst werden, wobei die innere Fräsform der Kanäle (123) zumindest teilweise dem Fräsblatt entspricht und die Öffnungen (121, 122) und Kanäle (123) durch eine konsekutive Auf-/Ab- und/oder Längsbewegung des Fräsblatts und/oder des schallabsorbierenden Elements ( 1 ) gefräst werden.
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