Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine flexible, schallabsorbierende Vorrichtung und deren Verwendungen.

Schallabsorber werden dazu eingesetzt, um Schallenergie zu vermindern und damit die Schallintensität zu verringern. Die Schallabsorption kann dabei darin bestehen, die Schallenergie in kinetische Energie umzuwandeln, wenn das schallabsorbierende Material elastisch oder beweglich verformbar ist, wodurch der Pegel des aus dem Schallabsorber austretenden Schalls verringert ist. Dabei muss zwischen der Schallabsorption (zur Reduktion von Schallreflexionen) und der Schallisolation (der Abschirmung gegenüber Schall) unterschieden werden.

Der in einem Raum erzeugte Schall, der sich als Luftschallwelle darin ausbreitet, kann beim Auftreffen auf die Begrenzungsflächen des Raumes je nach deren Oberflächenbeschaffenheit teilweise absorbiert und teilweise reflektiert werden. So sind beispielsweise Teppiche als Bodenbeläge Schallabsorber, welche eine zufrieden- stellende Minderung luftgetragener Geräusche ermöglichen. Einem ähnlichen Zweck können Vorhänge vor Fenstern oder Wandbehänge dienen, welche die Schallreflexion mindern oder unterbinden.

Schallabsorber werden heute vielfältig eingesetzt und sind nicht nur aus der Bauakustik in Gebäuden bekannt, sondern werden ebenso beispielsweise in Fahrzeugen eingesetzt.

So wird beispielsweise in WO 2004/107314 A1 ein Schallabsorber beschrieben, der aus zwei miteinander verbundenen thermoplastisch und/oder duroplastisch gebundenen Textilfaservliesen besteht. Das der Schallemissionsquelle zugewandte Textilfaservlies weist dabei eine Schichtdicke, eine Dichte und einen Strömungswiderstand auf, der sich von den entsprechenden Werten des der Schallemissionsquelle abgewandten Textilfaservlieses unterscheidet. Auf diese Weise wird eine für die jeweilige Anwendung im Kfz-Bereich optimierte Absorption im niedrigen und mittleren Frequenzbereich ermöglicht.

Aus DE 20 2015 000 252 U1 ist ein Trennvorhang mit mindestens zwei Behangbahnen für Sport-, Mehrzweck-, Industrie- und Veranstaltungshallen bekannt. Dieser Trennvorhang besteht aus einer oben angebauten Hochzugeinrichtung mit elektrischem, hydraulischem oder hündischem Antrieb, welcher mit dem Gebäudeteil fest verbunden ist. Bei dem Trennvorhang besteht dabei mindestens ein Teil der Behanginnenseite aus einer schallabsorbierenden Schicht.

DE 10 2015 012 760 A1 offenbart ein akustisches Modul zum Beeinflussen von Schall in einem Raum oder einer akustischen Umgebung im Freien. Dieses akustische Modul umfasst einen Schallabsorber, der an der zum Rauminneren oder zur freien Umgebung gerichteten Oberfläche mit einer schallreflektierenden Oberflächenstruktur versehen ist, wobei die Oberflächenstruktur durch mindestens einen Aktor aus einer Formgedächtnislegierung (Formgedächtnis-Aktor) zwischen zwei Stellungen stufenlos verstellbar ist. In einer geschlossenen Stellung ist der Schallabsorber durch die Oberflächenstruktur verdeckt und die Oberflächenstruktur bildet eine den auftreffenden Schall reflektierende Fläche. In einer geöffneten Stellung dringt der auftreffende Schall in den Schallabsorber ein. Hierdurch können die Schallabsorptionsfläche des akustischen Moduls und somit raumakustische Parameter, insbesondere die Nachhallzeit im Raum oder in der akustischen Umgebung im Freien, variabel eingestellt werden. Beim Auftreffen von Schallwellen auf die geschlossene Oberflächenstruktur werden die Schallwellen reflektiert, wodurch die Nachhallzeit erhöht wird. Beim Auftreffen von Schallwellen auf die geöffnete Oberflächenstruktur können die Schallwellen durch den dahinterliegenden Schallabsorber absorbiert werden, wodurch die Nachhallzeit reduziert wird. Durch bedarfsgerechte Bestromung des Formgedächtnis-Aktors kann für die Oberflächenstruktur zwischen der geschlossenen Stellung und der geöffneten Stellung jede beliebige Zwischenstellung realisiert werden.

In WO 2010/145997 A1 wird ein textiles Flächengebilde beschrieben mit mindestens einer Gewebelage aus Fasermaterial, wobei eine erste Oberfläche der Gewebelage vollflächig eine erste Beschichtungslage aus Beschichtungsmaterial und eine zweite Oberfläche der Gewebelage vollflächig eine zweite Beschichtungslage aus dem gleichen Beschichtungsmaterial aufweist. Das textile Flächengebilde weist Mikrokanäle auf, wobei die Gewebelage zur Bildung der Mikrokanäle durchdrungen ist, so dass in einige Mikrokanäle Filamente der Gewebelage in die Mikrokanäle hineinreichen und die Mikrokanäle durch die erste Beschichtungslage und durch die Gewebelage verlaufen und zumindest einige der Mikrokanäle in ihrer seitlichen Begrenzung Beschichtungsmaterial und Fasermaterial aufweisen. Des Weiteren betrifft WO 2010/145997 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines solchen textilen Flächengebildes.

Die gattungsgemäßen und bekannten Schallabsorber sind für sich genommen für die jeweilige Anwendung vorteilhaft, weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie teilweise nur sehr enge Frequenzspektren für die Schallabsorption aufweisen. Zudem sind vorhangartig ausgebildete Schallabsorber entweder sehr schwer und relativ starr oder bringen nur ein wenig zufriedenstellendes Maß an Schallabsorption. Starre, schaltbare Aufbauten wie in DE 10 2015 012 760 A1 belegen dauerhaft die zugehörigen Wandflächen, außerdem sind zum Rauminneren hin öffnende Klappensysteme im offenen Zustand anfällig gegen Verbiegung oder andere Beschädigungen. Ferner bergen in den Raum hinein öffnende Klappen ein gewisses Verletzungsrisiko.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schallabsorber bereitzustellen, der in sich flexibel ist und universell eingesetzt werden kann, so dass er nur einen temporären Raum- bzw. Wandflächenbedarf hat und temporär eine gute Schallabsorption bietet. Es soll ferner ein Schallabsorber geschaffen werden, der über ein breites Frequenzspektrum für die Schallabsorption verfügt.

Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) gelöst, umfassend zumindest drei parallel zueinander angeordnete offenporige Bahnen (101a, 101 b, 101c), wobei zwei benachbarte offenporige Bahnen (101a, 101 b, 101 c) jeweils einen Zwischenraum (103a, 103b) definieren, und zwischen den offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101c) in den Zwischenräumen (103a, 103b) angeordnete Abstandselemente (105), die in einer ersten Richtung (Y) linienförmig ausgerichtet sind, wobei die Abstandselemente (105) fest mit zwei benachbarten offenporigen Bahnen (101 ) verbunden sind, wobei die Abstandselemente (105) in einem ersten Zwischenraum (103a) um ein Maß (M) parallel versetzt zu den Abstandselementen (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) hat den Vorteil, dass sie einerseits aus- und eingerollt werden kann, ohne dazu fest installierte und/oder externe Abstandselemente zu benötigen. Der Raum- bzw. Wandflächenbedarf für die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) ist daher nur temporär. Andererseits bietet sie beim Ausrollen den Vorteil, dass durch die vorgesehenen Abstandselemente (105) die benötigten Abstände der einzelnen offenporigen Bahnen (101 ) direkt eingestellt werden. Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) ist ferner dazu ausgelegt, dass sie mit einfachen Werkzeugen nachträglich auf das benötigte Maß gebracht werden kann. Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) hat ein geringes Gewicht und lässt sich im eingerollten Zustand gut transportieren. Soweit die erfindungsmäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) vor einer Fensterfläche ausgerollt wird, kann sie neben der akustischen Funktion gleichzeitig auch Verschattungs-, Blendschutz- oder Lichtverteilungs-Funktionen übernehmen. Nachstehend wird die Erfindung im Detail beschrieben.

Wenn in der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) Merkmale genannt werden, so beziehen sich diese auch auf die erfindungsgemäßen Verwendungen, wie sie nachstehend beschrieben werden. Ebenso beziehen sich Merkmale, die in der Beschreibung der erfindungsgemäßen Verwendungen angeführt werden, auf die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ).

Der Begriff„offenporig“ bedeutet im Kontext der vorliegenden Erfindung, dass von der Oberfläche her ein erheblicher Anteil aller Hohlräume und/oder Kanäle in dem verwendeten Material miteinander in Verbindung stehen (im Gegensatz bspw. zu einer dichten Folie). Die offenporigen Bahnen (101 ) haben daher eine Durchlässigkeit für Schallwellen.

Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest drei parallel zueinander angeordnete offenporige Bahnen (101a, 101 b, 101 c), wobei zwei benachbarte offenporige Bahnen (101 a, 101 b, 101c) jeweils einen Zwischenraum (103a, 103b) definieren.

Die Zwischenräume (103a, 103b) sind, wie auch schematisch aus den Figuren 1 und 2a deutlich wird, hohl, d.h. sie bilden Kammern, die an den Enden, das heißt seitlich, offen sind. Die Zwischenräume (103a, 103b) sind mit Luft (aus der Umgebung) gefüllt.

Die zumindest drei offenporigen Bahnen (101 a, 101 b, 101c) haben die gleiche Größe und werden passgenau übereinander angeordnet, so dass sie parallel zueinander liegen. Grundsätzlich sind die offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101 c) in ihren Abmessungen (Länge, Breite) nicht beschränkt und können in beliebiger Breite sowie prinzipiell endlos ausgeführt werden. Praktisch werden jedoch Maße gewählt, insbesondere für die Breite, die maschinell mit sinnvollem Aufwand realisierbar sind.

Die offenporigen Bahnen (101 a, 101 b, 101 c) lassen sich gemeinsam auf eine entsprechende Einrichtung wie eine Rolle (5) (oder Walze oder Haspel) einrollen bzw. von dieser ausrollen. Hierzu sind die offenporigen Bahnen (101 a, 101 b, 101 c) ausreichend biegsam ausgelegt und besitzen vorzugsweise eine Elastizität.

Zwischen den offenporigen Bahnen (101 a, 101 b, 101 c) sind in den Zwischenräumen (103a, 103b) Abstandselemente (105) angeordnet, die in einer ersten Richtung (Y) linienförmig ausgerichtet sind. Die Formulierung„in einer ersten Richtung (Y) linienförmig ausgerichtet“ bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass die Abstandselemente (105) in der ersten Richtung (Y), das heißt über die Breite der offenporigen Bahnen (101 ), ausgerichtet und durchgehend oder nebeneinander angeordnet sind. Die einzelnen Anordnungen von Abstandselementen (105) sind in den verschiedenen Zwischenräumen (103a, 103b) parallel zueinander angeordnet und verlaufen in der gleichen Richtung.

Diese linienförmige Ausrichtung verläuft in einer ersten bevorzugten Ausführungsform geradlinig parallel oder im Wesentlichen parallel zur Ober- bzw. Unterkante der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) bzw. zu der Achse des Ausrollens.

In einer dazu alternativen Ausführungsform kann die linienförmige Ausrichtung der Abstandselemente (105) zwar geradlinig, aber in einem Winkel zur Ober- bzw. Unterkante der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ), das heißt schräg, verlaufen.

In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform können die Abstandselemente (105) gekrümmt linienförmig ausgerichtet sein, beispielsweise in einem Bogen oder in Form einer Sinuswelle.

Die flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) zeichnet sich dadurch aus, dass die Abstandselemente (105) fest mit zwei benachbarten offenporigen Bahnen (101 a, 101 b, 101c) verbunden sind, wobei die Abstandselemente (105) in einem ersten Zwischenraum (103a) um ein Maß (M) parallel versetzt zu den Abstandselementen (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) angeordnet sind.

Die Bezeichnung„schallabsorbierend“, wie sie hier verwendet wird, bedeutet im Sinn der Erfindung, dass die Vorrichtung (1 ) dazu ausgelegt ist, eine erhebliche Reduktion der Schallreflexion gegenüber der dahinterliegenden Raumbegrenzung, bzw. Wand zu bewirken. Diese Reduktion ist oftmals abhängig von der Schallfrequenz und kann in günstigen Fällen mehr als 90 % betragen.

Unter „flexibel“ wird vorliegend verstanden, dass die flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) biegsam und vorzugsweise elastisch ist, so dass diese reversibel eingerollt werden kann, ohne dass die einzelnen offenporigen Bahnen (101 ) dauerhaft verformt werden oder brechen.

Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) hat den Vorteil, dass sie platzsparend eingerollt werden kann, da durch das parallele Versetzen der Abstandselemente (105) in den einzelnen Zwischenräumen (103a, 103b) um das Maß (M) beim Einrollen die Anordnungen der Abstandselemente (105) nicht übereinander zu liegen kommen, sondern versetzt zueinander. Damit wird das Einrollen nicht erschwert und es ergeben sich im eingerollten Zustand der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) keine Ausbauchungen. Eine schematische Darstellung dieser Anordnung wird in Figur 2a wiedergegeben.

Beim Ausrollen bietet die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) den Vorteil, dass keine fest installierten und/oder externen Abstandselemente notwendig sind, um die offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101c) auf dem gewünschten Abstand zueinander zu halten, da diese Funktion von den integrierten Abstandselementen (105) übernommen wird.

Dass die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) im Vergleich zu herkömmlichen Schallabsorbern ein geringes Gewicht aufweist, macht sie nicht nur für den Transport vorteilhaft. Für Anwendungen eines schaltbaren Schallabsorbers, bei denen es auf einen Ausgleich zwischen geringem Gewicht und guter Schallabsorption ankommt, beispielsweise bei der Nachrüstung in Bestandsgebäuden, stellt die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) einen interessanten Kandidaten dar. „Schaltbar“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die schallabsorbierende Wirkung bewusst verändert werden kann, insbesondere zwischen größtmöglicher Schallabsorption und keiner Schallabsorption.

Mit der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) wird ein neuartiger Schallabsorber geschaffen, der über ein breites Frequenzspektrum für die Schallabsorption verfügt und damit flexibel und universell einsetzbar ist.

Das Maß (M), um das die Abstandselemente (105) in einem ersten Zwischenraum (103a) parallel versetzt zu den Abstandselementen (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) angeordnet sind, beträgt das 0,5-fache bis 15-fache, bevorzugt das 1 -fache bis 10-fache, des Durchmessers der Abstandselemente (105). Das gleiche Maß (M) gilt ebenso für den Versatz der Abstandselemente (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) zu den Abstandselementen (105) in einem dritten Zwischenraum (103c).

Die Abstandselemente (105) sind innerhalb eines Zwischenraums (103a, 103b) in der Länge der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ), das heißt in der zweiten Richtung (X), in einem Abstand (A) abgeordnet, der das 2-fache bis 40-fache, bevorzugt das 5-fache bis 30-fache, des Durchmessers der Abstandselemente (105) beträgt.

In einer Abwandlung dieses Merkmals ist der gewählte Abstand (A) über die zweite Richtung (X) nicht konstant, sondern vergrößert sich vom Anfang der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ), das heißt von der Rolle (5) her, kontinuierlich bis zu deren Ende, das heißt deren freiem Ende. Die Formulierung„fest verbunden“ bedeutet im Kontext der vorliegenden Erfindung, dass die Abstandselemente (105) kraftschlüssig mit den offenporigen Bahnen (101 ) verbunden sind, insbesondere durch Kleben. Alternativ können die Abstandselemente (105) auch stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen, mit den offenporigen Bahnen (101 ) verbunden sein. Diese feste Verbindung sorgt einerseits dafür, dass die Abstandselemente an ihrer Position gehalten werden, während andererseits ein Verrutschen der einzelnen offenporigen Bahnen (101 ) gegeneinander ebenfalls vermieden wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) reversibel ausrollbar und einrollbar. Hierdurch ist sie noch universeller einsetzbar.

In einer Ausführungsform ist das Material der offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101 c) ausgewählt aus Textilien, Fasergelegen, Fasergeweben, Fasergewirken, Vliesen, Filzen, nicht gewebten textilen Materialien („non-woven fabrics“) und Kombinationen davon. Als Fasern für diese Materialien kommen organische Fasern (wie z.B. Polymerfasern), anorganische Fasern (wie z.B. Glasfasern, Keramikfasern) und/oder natürliche Fasern (wie z.B. Baumwolle, Hanf) zur Anwendung. Die Nutzung anorganischer Fasern ist insbesondere da von Interesse, wo hierdurch erhöhte Brandschutzanforderungen erfüllt werden können.

Abhängig vom gewünschten Einsatzzweck können eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien für die offenporigen Bahnen (101 a, 101 b, 101 c) verwendet werden. Durch die Kombination verschiedener Materialien für die offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101c) können maßgeschneidert unterschiedliche Frequenzabsorptionsspektren der Schallfrequenz eingestellt werden. Außerdem kann durch die Wahl der Materialien auch das Lichttransmissionsvermögen und die thermische Isolationswirkung im ausgerollten Zustand eingestellt werden.

In einer dazu alternativen Ausführungsform ist das Material der offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101 c) ausgewählt aus Schaumstoffen, geschäumten Kunststoffen, natürlichen offenporigen Materialien (beispielsweise Pilzmyzelen) und Kombinationen davon. Auch mit diesen Materialien können gezielt Frequenzspektren der Schallabsorption eingestellt werden.

In Kombination der beiden vorstehend genannten alternativen Ausführungsformen können benachbarte offenporige Bahnen (101 a, 101 b, 101 c) aus zumindest zwei unterschiedlichen Materialarten ausgewählt sein, was die Variabilität bei der Schallabsorption noch vergrößert. Ferner können die unterschiedlichen Materialien für die offenporigen Bahnen (101 a, 101 b, 101c) so kombiniert werden, dass sich nicht nur eine optimierte Schallabsorption ergibt, sondern auch ästhetische Aspekte berücksichtigt werden können.

Ein weiterer positiver Effekt, wenngleich auch nicht Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ergibt sich darin, dass die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) eine gewisse thermische Isolation bietet, so dass neben der Schallabsorption auch eine Wärmedämmung gegeben ist. Hierzu tragen die Zwischenräume (103a, 103b) bei, die mit Luft (aus der Umgebung) gefüllt sind.

Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen wurden im System einer erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von 45 mW/Km gemessen.

Es ist insbesondere bevorzugt, wenn die benachbarten offenporigen Bahnen unterschiedliche Schallabsorptionsspektren aufweisen. Diese Unterschiede in den Schallabsorptionsspektren können einerseits durch die Art des Materials für die offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101c) und andererseits über deren Struktur bzw. Textur eingestellt werden.

Ebenso ist es in einer weiteren Ausführungsform möglich, dass die benachbarten offenporigen Bahnen zumindest zwei unterschiedliche Strömungswiderstände aufweisen. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass das gesamte Schallabsorptionsvermögen aller offenporigen Bahnen (101 ) optimal ausgenutzt werden kann.

Um eine noch bessere Schallabsorption zu ermöglichen, kann zumindest die dem Rauminneren zugewandte offenporige Bahn (101a) eine Perforation (1011 ) aufweisen. Diese Perforation kann durch Löcher unterschiedlicher Größe ebenso wie durch Schlitze vorgesehen werden. Ebenso können die offenporigen Bahnen genadelt sein.

Der Ausdruck„dem Rauminneren zugewandt“ bedeutet, da davon ausgegangen wird, dass in einem Raum oder Gebäude eine Schallquelle vorhanden ist, dass diese offenporige Bahn (101a) zur dieser Schallquelle in dem entsprechenden Raum gerichtet ist.

Eine Perforation der zumindest dem Rauminneren zugewandten offenporigen Bahn (101a) ist dann notwendig und sinnvoll, wenn diese dem Rauminneren zugewandte offenporige Bahn (101a) einen hohen Strömungswiderstand aufweist.

In einer speziellen Ausführungsform können auch alle weiteren offenporigen Bahnen (101 b, 101 c) eine Perforation wie vorstehend definiert aufweisen. Damit wird das Schallabsorptionsvermögen aller offenporigen Bahnen (101 ) noch optimaler ausgenutzt.

Die Anzahl der offenporigen Bahnen (101 ) in der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) ist grundsätzlich nicht begrenzt. Sinnvollerweise werden drei offenporige Bahnen mit zwei dazwischen angeordneten Zwischenräumen (103a, 103b) als untere Grenze angesetzt. Eine praktisch sinnvolle Obergrenze liegt bei 25 offenporigen Bahnen (101 ). Insbesondere sind für die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) 5 bis 15 offenporige Bahnen (101 ) bevorzugt.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfassen die Abstandselemente (105) ein elastisches Material, das komprimierbar ist, insbesondere reversibel komprimierbar. Unter „komprimierbar“ bzw. „reversibel komprimierbar“ wird in der vorliegenden Erfindung die Eigenschaft eines Materials verstanden, das unter einer gewissen Last zusammengedrückt werden kann (um 20 % bis 40 %, vorzugsweise 25 % bis 35 %, des Volumens im unbelasteten Zustand), sich aber bei Wegnahme der Last wieder vollständig in den ursprünglichen Zustand und die ursprünglichen Abmessungen entspannt. Die Abstandselemente (105) weisen dabei ein Elastizitätsmodul zwischen 50 kPa und 5 MPa, bevorzugt zwischen 100 kPa und 1 MPa, auf.

Der Effekt des vorstehend genannten platzsparenden Einrollens - und damit auch des platzsparenden Aufbewahrens und Transportierens - wird noch weiter verbessert, wenn die Abstandselemente (105) reversibel komprimierbar sind. Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) lässt sich daher unter Kompression der Abstandselemente (105) noch enger einrollen und nimmt noch weniger Platz weg.

Die Abstandselemente (105) der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) können kugelförmig oder strangförmig ausgebildet sein. Dadurch, dass die Abstandselemente (105) kugelförmig ausgebildet werden, wird eine sehr einfache Anbringung derselben ermöglicht. Die Zwischenräume (103a, 103b) werden in Kammern unterteilt, die in einem vorher festlegbaren Umfang miteinander in Verbindung stehen. Die einzelnen kugelförmigen Abstandselemente (105) können dazu in einem Abstand zueinander angeordnet werden, der das 0-fache (d.h. kein Abstand) bis 10-fache des Durchmessere der Abstandselemente (105) beträgt. Die auf diese Weise möglichen Konvektionsströmungen wirken sich nur wenig auf die Schallabsorption des Materials aus. Dem steht als Vorteil der wesentlich geringere Materialbedarf bei kugelförmigen Abstandselementen gegenüber. Wenn die Abstandselemente (105) strangförmig ausgebildet werden und sich über die vollständige Breite, das heißt, in der ersten Richtung (Y), erstrecken, definieren sie innerhalb der Zwischenräume (103a, 103b) Kammern, die im Großen und Ganzen nur an den Enden, das heißt seitlich, offen sind. Um mechanische Probleme zu vermeiden, hat es sich als sinnvoll herausgestellt, strangförmig ausgebildete Abstandselemente (105) nur parallel zur Ober- bzw. Unterkante der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) vorzusehen.

Die Abstandselemente (105) haben vorzugsweise einen Durchmesser von 2 mm bis 12 mm, insbesondere von 3 mm bis 10 mm, bevorzugt von 4 mm bis 8 mm. Der Durchmesser der kugelförmigen Abstandselemente (105) entspricht dem Kugeldurchmesser, während der Durchmesser der strangförmigen Abstandselemente (105) dem Strangquerschnitt entspricht.

Als Material für die Abstandselemente (105) können geschäumte thermoplastische Elastomere eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polyester (wie z.B. Polybutylenadipat-Terephthalat (PBAT) oder Polybuthylensuccinat), Polyamide, Polyolefine sowie Copolymerisate von Polystyrol mit Butadien oder Isopren. Unter den genannten Materialien ist thermoplastisches Polyurethan für die Abstandselemente (105) besonders bevorzugt, da es hinsichtlich der reversiblen Komprimierbarkeit und der Verarbeitbarkeit die besten Eigenschaften aufweist.

In einer speziellen Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) ferner eine Tragstruktur (109), die an einem ersten Ende der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) die zumindest drei parallel zueinander angeordneten offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101 c) aufnimmt. Diese Tragstruktur (109) dient einerseits zum festen, aber möglichst reversiblen Aufnehmen der einzelnen offenporigen Bahnen (101 ) und andererseits der Befestigung der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) an einer Rolle (5).

Zusätzlich oder alternativ kann in dieser speziellen Ausführungsform die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) ferner ein Abschlusselement (107) umfassen, das an einem freien zweiten Ende der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) angebracht ist, das heißt, an dem Ende, das von einer Rolle (5) ausgerollt wird.

Der Ausdruck„angebracht“ umfasst erfindungsgemäß eine kraftschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Klemmen (reversible Verbindung), oder eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen. Um beim Ausrollen ein schnelles Einströmen von Luft oder anderen umgebenden Gasen in die Zwischenräume (103a, 103b) zu gewährleisten, wird das Abschlusselement (107) zweckmäßigerweise mit Öffnungen versehen, die einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufweisen. Bei Anwendungen, bei denen die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) ausgerollt hängend eingesetzt wird, dient das Abschlusselement (107) als Gewicht zur Verbesserung des Hängeverhaltens. Gleichzeitig kann das Abschlusselement (107) einen abschließenden Abstandsgeber für die einzelnen offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101 c) darstellen. Abhängig von der konkreten Anwendung der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) kann das Abschlusselement (107), das auch in einzelne Segmente unterteilt sein kann, auch nachträglich angebracht werden.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ), wie sie vorstehend beschrieben wurde, zur zumindest temporären Verringerung der akustischen Nachhallzeit in Räumen und/oder Gebäuden.

Unter diesen Räumen und/oder Gebäuden können im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise einfache Hallen oder mobile Gebäude wie Zelte verstanden werden, wie sie zum Beispiel als Notunterkünfte oder Festzelte dienen, sofern sie sog. schallharte Wände aufweisen. Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) kann, wie vorstehend beschrieben, in einfacher und platzsparender Weise transportiert werden und entfaltet nach ihrem Einrollen ihre vorteilhaften Eigenschaften als Schallabsorber (sowie in gewissem Rahmen als thermische Isolierung).

Werden die vorstehend genannten Räume und/oder Gebäuden nicht mehr benötigt oder einer anderen Nutzung zugeführt, kann die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) in einfacher Weise demontiert und wieder eingerollt werden. Eine Wiederverwendung der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) ist daher ohne Weiteres möglich, was einerseits Kostenvorteile mit sich bringt und andererseits Müll bzw. zu rezyklierende Materialien verringert.

Ein weiterer, dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ), wie sie vorstehend beschrieben wurde, zur zumindest temporären akustischen Entkopplung von Räumen (B), die durch mindestens eine Durchgangsöffnung (D) miteinander verbunden sind.

Bei dieser Verwendung können moderne, offen gehaltene Büroräume (B) zeitweise mit einer Schallabsorption gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet zu werden, um beispielsweise bei Besprechungen oder Telefonaten den betreffenden Büroraum (B) akustisch von seiner Umgebung zu entkoppeln. Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine flexible, schallabsorbierende und thermisch isolierende Einrichtung (3), die zunächst die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung (1 ) umfasst, wie sie vorstehend beschrieben wurde.

Darüber hinaus umfasst diese erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende und thermisch isolierende Einrichtung (3) zumindest eine Folienbahn (301 ) auf der vom Raum abgewandten Seite, wobei die zumindest eine Folienbahn (301 ) zu der benachbarten offenporigen Bahn (101 a, 101 b, 101 c) der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) einen Abstandsraum (303a) definiert, in dem Abstandhalter (305) angeordnet sind, die in einer ersten Richtung (Y) linienförmig ausgerichtet sind. Dabei sind die Abstandhalter (305) fest mit der zumindest einen Folienbahn (301 ) und der benachbarten offenporigen Bahn (101a, 101 b, 101 c) verbunden. Die Abstandhalter (305) sind in dem Abstandsraum (303a) um ein Maß (M2) parallel versetzt zu den Abstandselementen (105) in einem Zwischenraum (103a, 103b) der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) angeordnet. Das Maß (M2) entspricht dabei in seiner Dimension vorzugweise dem Maß (M), wie es vorstehend definiert wurde.

Die Abstandsräume (303a) sind ähnlich wie die Zwischenräume (103a, 103b) hohl, d.h. auch sie bilden Kammern, die an den Enden, das heißt seitlich, offen sind. Die Abstandsräume (303a) sind ebenfalls mit Luft (aus der Umgebung) gefüllt.

Diese erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende und thermisch isolierende Einrichtung (3) kombiniert die vorstehend bereits beschriebenen schallabsorbierenden Vorteile der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) mit einer von der Anmelderin entwickelten Technologie einer thermischen Isoliervorrichtung.

Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Verwendung der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden und thermisch isolierenden Einrichtung (3) zur zumindest temporären akustischen Dämpfung und thermischen Isolierung von Räumen und/oder Gebäuden. Dies ist beispielsweise dann von Interesse, wenn in einem Bestandsgebäude erhaltenswerte Gestaltungselemente an der Wand nicht dauerhaft mit Schallabsorptions- oder Dämmungsvorrichtungen überbaut werden sollen. In dieser Anwendung können eventuell auch die verschattende oder lichtlenkende Funktion von Interesse sein, die bei geeigneter Ausführung der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden und thermisch isolierenden Einrichtung (3) erreicht werden können.

Vorstehend wurde die Erfindung an dem Beispiel einer erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung (1 ) mit drei offenporigen Bahnen (101a, 101 b, 101 c) und zwei durch diese definierte Zwischenräume (103a, 103b) beschrieben. Diese Beschreibung ist nicht beschränkend auszulegen und jede weitere offenporige Bahn (101 ) und jeder weitere Zwischenraum (103) wird mit einem weiteren Buchstaben des Alphabets bezeichnet, beispielsweise offenporige Bahnen (101 d, 101e) und Zwischenräume (103c, 103d), ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. In der vorliegenden Beschreibung wird aus Gründen der besseren Lesbarkeit teilweise auf die Verwendung der Buchstaben verzichtet und alle offenporigen Bahnen mit (101 ) oder alle Zwischenräume mit (103) pauschal bezeichnet.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2a eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung in eingerolltem Zustand,

Fig. 2b eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung in eingerolltem und komprimiertem Zustand,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ausgerollten flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1 mit Perforation 101 1 in der dem Rauminneren zugewandten offenporigen Bahn 101 a,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer offenen Bürostruktur mit schaltbarer

Schallabsorption und

Fig. 6 eine grafische Darstellung des Schallabsorptionsgrads a aufgetragen gegen die Schallfrequenz F für ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. Der vorliegenden Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, zwischen den einzelnen offenporigen Bahnen 101 versetzt die Abstandselemente 105 aus einem elastischen Material aufzubringen, um einen mattenförmigen Schallabsorber herzustellen. Im eingerollten Zustand weist dieser mattenförmige Schallabsorber eine Lagendicke auf, die nur etwas mehr als die Höhe eines Abstandselements 105 beträgt (vgl. Figur 2a). Insbesondere kann im komprimierten Zustand der Abstandselemente 105 eine Lagendicke erreicht werden, die nur etwas mehr als die Höhe eines komprimierten Abstandselements 105 beträgt (vgl. Figur 2b).

Im ausgerollten Zustand summieren sich dagegen die durch die Abstandselemente 105 auf Abstand gehaltenen offenporigen Bahnen 101 zu einem Vielfachen des unkomprimierten Zustands der Abstandselemente 105, wie in Figur 1 dargestellt wird. Werden also beispielsweise elf parallel zueinander angeordnete offenporige Bahnen 101 durch zehn Lagen Abstandselemente 105 mit einem Durchmesser von 5 mm entfaltet, ergibt sich eine Dicke der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1 in ausgerolltem Zustand von ca. 5 cm, während im eingerollten Zustand durch die Kompression der Abstandselemente 105 eine Dicke von weniger als 5 mm erreicht wird.

Figur 3 stellt schematisch eine ausgerollte flexible, schallabsorbierende Vorrichtung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, bei der die einzelnen offenporigen Bahnen 101 an ihrem oberen Ende mit der Tragstruktur 109 verbunden sind, welche wiederum an der Rolle 5 befestigt ist. Am unteren Ende der einzelnen offenporigen Bahnen 101 ist das Abschlusselement 107 vorgesehen, auf welches vorstehend schon eingegangen wurde.

In Figur 4 wird schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1 mit Perforation 101 1 gezeigt, die hier nur in der dem Rauminneren zugewandten offenporigen Bahn 101a dargestellt ist. Die darunter liegenden offenporigen Bahnen 101 b, 101c können ebenfalls Perforationen aufweisen.

Figur 5 zeigt schematisch eine offene Bürostruktur, wie sie in modernen Gebäuden häufig vorzufinden ist. Zu Verbesserung der Kommunikation werden hier keine klassischen Bürotüren, sondern offene Durchgänge D vorgesehen, und die Wände bestehen zumindest teilweise aus Glas. Nachteilig an diesen offenen Bürostrukturen aus Wänden mit schallharten Oberflächen ist jedoch, dass Geräusche (bspw. Telefonate, Besprechungen) sowohl von innen nach außen als auch von außen nach innen dringen, mit einem gewissen Nachhall, was die innerhalb und außerhalb arbeitenden Personen stören kann. Büroausrüster haben dieses Problem erkannt und bieten zusammen mit den offenen Bürostrukturen feste Schallabsorber an, die im Durchgangsbereich D zu einer Büroeinheit B vorgesehen werden, um auftretenden Schall zumindest teilweise zu absorbieren. Diese sind jedoch nicht variabel und es besteht daher keine Möglichkeit für eine in der Büroeinheit B arbeitende Person, Geräusche von außen wahrzunehmen, beispielsweise eine Türglocke oder eine Telefonklingel.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, anstelle des festen Schallabsorbers eine flexible, schallabsorbierende Vorrichtung 1 vorzusehen und somit die Schallabsorption schaltbarer zu machen. Will die Person in der Büroeinheit B nicht gestört werden, kann die flexible, schallabsorbierende Vorrichtung 1 ausgerollt werden und absorbiert somit von außen eindringenden und von innen herausdringenden Schall. Gleichzeitig erfüllt die ausgerollte flexible, schallabsorbierende Vorrichtung 1 eine Hinweisfunktion, dass die betreffenden Person nicht gestört werden will. Das könnte zusätzlich noch durch einen Schriftzug (z.B. „Bitte nicht stören“) auf der ausgerollten flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1 deutlich gemacht werden.

Ist die betreffende Person in der Büroeinheit B wieder ansprechbar und kann zum Beispiel auf eine Türglocke oder eine Telefonklingel hören, wird die flexible, schallabsorbierende Vorrichtung 1 wieder eingerollt, die akustische Entkopplung ist damit aufgehoben.

Figur 6 zeigt eine Messung des Schallabsorptionsgrads a an einer erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1. Der Schallabsorptionsgrad a wurde in einem akustischen Impedanzrohr mit einem Querschnitt von 20 cm x 20 cm gemessen. Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung 1 wird in der Legende als „Beadtex“ bezeichnet. Als Referenz diente eine gleich dicke Basotect®-Platte („Basotect® G“).„Basotect®“ (eine eingetragene Marke der BASF SE) ist ein flexibler, offenzeiliger Schaumstoff aus Melaminharz (duroplastischer Kunststoff), dessen typisches Kennzeichen die filigrane räumliche Netzstruktur ist, die aus schlanken und damit leicht verformbaren Stegen gebildet wird. Das hauptsächliche Anwendungsgebiet von Basotect® ist der Einsatz als Schallabsorber-Material in Gebäuden.

Für das vorliegende Ausführungsbeispiel der flexiblen, schallabsorbierenden Vorrichtung 1 wurden fünf Lagen eines handelsüblichen Akustik-Textils („495 AC“; Fa. Clipso) mittels Abstandselementen 105 aus expandiertem thermoplastischem Polyurethan (ETPU) verklebt, die einen mittleren Durchmesser von ca. 5 mm hatten und in einem Abstand von ca. 5 cm voneinander angeordnet waren. Die Wärmeleitfähigkeit dieses Aufbaus wurde mit 48 mW/Km bestimmt. Die in einem Impedanzrohr mit einem Querschnitt von 20 cm x 20 cm gemessene Schallabsorptionskurve ist in Figur 6 wiedergegeben. Zum Vergleich ist eine für eine Basotect®-Platte gleicher Dicke gemessene Kurve dargestellt. Die Messung erfolgte nach ISO CD 10534-2 in einem Impedanzmesskanal WS01 von Norsonic Tippkemper. Die Anwendungsmöglichkeiten für die erfindungsgemäße flexible schallabsorbierende Vorrichtung 1 sind vielfältig. So können beispielsweise denkmalgeschützte Räume akustisch optimiert werden, zum Beispiel bei Konzerten, ohne jedoch dauerhafte optische Veränderungen vornehmen zu müssen. Die flexible schallabsorbierende Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann relativ unauffällig unter der Decke installiert und nur bei Bedarf wie ein Vorhang ausgerollt werden.

Ein weiteres Einsatzgebiet ergibt sich beispielsweise für die akustische Trennung von Raumteilen, wenn zum Beispiel Übersetzungen vorgenommen werden müssen. Diese akustischen Trennungen können jedoch nach Wegfall der Übersetzungsnotwendigkeit eingerollt und die Unterteilung des Raumes damit wieder aufgehoben werden. Ähnliches gilt in Konferenzräumen, wenn zwischen Gruppenarbeiten und Frontaldiskussionen gewechselt werden soll, kann flexible schallabsorbierende Vorrichtung 1 einfach aus- und eingerollt werden.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ergibt sich beispielsweise für Großraumbüros, bei denen, abhängig von der Nutzung, zum Beispiel für Besprechungen, temporär ein Raum abgetrennt und akustisch gedämpft werden kann.

Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung 1 bietet darüber hinaus Funktionen zur Verschattung, zum Blendschutz und/oder zur Lichtverteilung in Räumen. Wird die flexible, schallabsorbierende Vorrichtung 1 vor Fensteröffnungen ausgerollt, kann sowohl eine Verschattung als auch ein Blendschutz erreicht werden, abhängig davon, welches Material für die offenporigen Bahnen 101 ausgewählt wird. Wenn das Material der offenporigen Bahnen 101 transluzent ausgestaltet ist, kann durch eine Fensteröffnung einfallendes Licht im Raum verteilt werden, ohne dort befindliche Personen zu blenden.

Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende Vorrichtung 1 weist als positiven Nebeneffekt auch ein gewisses Maß an Wärmedämmung auf, da zwischen den einzelnen offenporigen Bahnen Luftschichten vorhanden sind, welche eine Isolation bewirken.

Dieser positive Nebeneffekt kann in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dahingehend verbessert werden, dass die erfindungsgemäße flexible, schall- absorbierende Vorrichtung 1 mit zumindest einer Folienbahn 301 kombiniert wird, die einen weiteren Abstandsraum 303a definiert, welcher zur thermischen Isolierung beiträgt. Mit dieser erfindungsgemäßen flexiblen, schallabsorbierenden und thermisch isolierenden Einrichtung 3 lassen sich beispielsweise Altbauten, auch denkmalgeschützte Bauten, akustisch und energetisch nachrüsten, ohne schwere Eingriffe in die ggf. denkmalgeschützte Bausubstanz vornehmen zu müssen. Die erfindungsgemäße flexible, schallabsorbierende und thermisch isolierende Einrichtung 3 kann dabei als eine Art Vorhang vor Fenstern und Türen aus- und eingerollt werden, um zumindest in den Nachtstunden sowohl eine akustische Dämpfung als auch eine thermische Isolierung zu ermöglichen.

Bezugszeichen

1 flexible, schallabsorbierende Vorrichtung

101 offenporige Bahn

101a, 101 b, 101 c, .. offenporigen Bahnen

101 1 Perforation

103 Zwischenraum

103a, 103b, 103c, .. Zwischenräume

105 Abstandselement

107 Abschlusselement

109 Tragstruktur

3 flexible, schallabsorbierende und thermisch isolierende

Einrichtung

301 Folienbahn

303 Abstandsraum

305 Abstandhalter

5 Rolle

A Abstand der Abstandselemente 105

B Büroeinheit

D Durchgang zur Büroeinheit B

M Maß des Versatzes der Abstandselemente 105

M2 Maß des Versatzes der Abstandselemente 105 zu den

Abstandhaltern 305

X zweite Richtung, in Ausrollrichtung der flexiblen,

schallabsorbierenden Vorrichtung 1

Y erste Richtung, senkrecht zur Ausrollrichtung der flexiblen schallabsorbierenden Vorrichtung 1