Die Erfindung betrifft einen Schallabsorber gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind Schallabsorber für die Verwendung im Freien bekannt. Diese werden meist entlang von Verkehrswegen, wie etwa viel befahrenen Straßen und /oder Eisenbahngeleisen, angeordnet, um die Lärmbelastung der Umgebung zu reduzieren.

Im Gegensatz zu Schallabsorbern für die Anordnung in Innenräumen müssen derartige Schallabsorber für den Außeneinsatz eine gewisse Wetterfestigkeit aufweisen. Diese müssen unempfindlich gegen Nässe und Schmutz sein. Weiters sollen diese einen Lärmschutz bzw. eine Lärmverminderung über einen langen Zeitraum gewährleisten. Aufgrund dieser Anforderung kommen viele Konzepte aus dem Innenraumbereich für die Nutzung im Freien nicht in Frage, da diese meist Hohlräume aufweisen, die im Freien sehr schnell und je nach Größe von Vögeln oder Insekten besiedelt oder schlicht durch Laub oder andere Gegenstände verstopft werden, und dadurch jedoch deren Wirksamkeit verlieren. Weiters können sich Witterungseinflüsse, wie Regen, Schnee und Eis negativ auf die Wirkung derartiger Konzepte auswirken.

Es sind Kunststoffschaumplatten bekannt, welche eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse aufweisen, und auch bei exponierter Anordnung im Freien über einen ausreichend langen Zeitraum chemisch stabil bleiben. Diese Kunststoffschaumplatten weisen eine im Wesentlichen geschlossene Oberfläche auf, wodurch diese keine Verstecks- bzw. Nistmöglichkeiten für Vögel oder Insekten bieten. Auch sind diese unempfindlich gegen Eis und Erosion. Nachteilig an derartigen Kunststoffschaumplatten ist deren relativ geringes Schallabsorbitionsvermögen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Schallabsorber der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und weicher witterungsbeständig ist und ein hohes Schallabsorbitionsvermögen aufweist, welches Schallabsorbitionsvermögen einfach an unterschiedliche Anforderungen anpassbar ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

Dadurch kann ein witterungsbeständiger Schallabsorber geschaffen werden, welcher durch die Schallabsorberausnehmungen bzw. Öffnungen in dessen Oberfläche ein hohes Schallabsorptionsvermögen aufweist. Dabei hat sich gezeigt, dass die Anzahl sowie die konkreten Abmessungen und Formgebungen der Schallabsorberausnehmungen sowohl das Maß des Schallabsorptionsvermögens bestimmen, als auch die Frequenzverteilung bzw. den Frequenzgang des Schallabsorptionsvermögens. Durch Vorgabe bzw. Veränderung der Schallabsorberausnehmungen kann daher das Schallabsorptionsvermögen einfach an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.

Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Patentansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Paneel für eine Verkehrswegelärmschutzwand mit einer ersten Ausführungsform eines gegenständlichen Schallabsorbers im Aufriss;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines gegenständlichen Schallabsorbers im Querschnitt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen Schallabsorber 1 für eine Verkehrswegelärmschutzwand, wobei der Schallabsorber 1 wenigstens eine Kunststoffschaumplatte 2 umfasst, wobei eine erste Oberfläche 3 der Kunststoffschaumplatte 2 eine vorgebbare Anzahl Schallabsorberausnehmungen 4 zur Vorgabe eines Absorptionsverhaltens mit vorgebbarem Frequenzgang aufweist, welche Schallabsorberausnehmungen 4 sich jeweils lediglich über einen Teil einer Dicke 5 der Kunststoffschaumplatte 2 erstrecken.

Dadurch kann ein witterungsbeständiger Schallabsorber 1 geschaffen werden, welcher durch die Schallabsorberausnehmungen 4 bzw. Öffnungen in dessen Oberfläche 3 ein hohes Schallabsorptionsvermögen aufweist. Dabei hat sich gezeigt, dass die Anzahl sowie die konkreten Abmessungen und Formgebungen der Schallabsorberausnehmungen 4 sowohl das Maß des Schallabsorptionsvermögens bestimmen, als auch die Frequenzverteilung bzw. den Frequenzgang des Schallabsorptionsvermögens. Durch Vorgabe bzw. Veränderung der Schallabsorberausnehmungen 4 kann daher das Schallabsorptionsvermögen einfach an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.

Gegenständliche Schallabsorber 1 sind für die Verwendung in einer Lärmschutzwand, insbesondere einer Verkehrswegelärmschutzwand, vorgesehen. Bei dem Verkehrsweg kann es sich um jede Art eines Verkehrsweges handeln, insbesondere um einen Verkehrsweg, auf welchem Motorfahrzeuge betrieben werden. Insbesondere handelt es sich bei dem Verkehrsweg um eine Straße, Eisenbahngeleise, eine Start/Landebahn, einen Fluss oder Kanal usw. Weiters kann der Einsatz bei allen anderen Lärmquellen im Freien vorgesehen sein, etwa bei einem Freiluftkonzert, einem Schießstand oder einem Raketenstartplatz.

Der gegenständliche Schallabsorber 1 ist bevorzugt Teil eines Paneels 14, und als solcher von einem Rahmen 15 umschlossen. Weiters weist das Paneel 14 bevorzugt eine Rückwand auf. Es kann jedoch auch ein Einsatz bzw. eine Verwendung des Schallabsorbers 1 für sich allein, daher ohne jede weitere Stützkonstruktion vorgesehen sein.

Der Schallabsorber 1 umfasst wenigstens eine Kunststoffschaumplatte 2. Bei dem Kunststoffschaum kann es sich an sich um jede Art eines Kunststoffschaumes handeln. Als besonders bevorzugt haben sich Polyethylenschaumplatten erwiesen. Allerdings können auch Kunststoffschaumplatten umfassend Polypropylen vorgesehen sein. Die Kunststoffschaumplatte 2 weist Poren 11 auf. Es kann vorgesehen sein, dass diese Poren 11 in der Mehrzahl offenzellig und/oder geschlossenzellig sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl der Poren 11 geschlossen sind. Dadurch weist die Kunststoffschaumplatte 2 eine bessere Formstabilität und Witterungsbeständigkeit auf, als entsprechende Kunststoffschaumplatten 2 mit offenen Zellen bzw. Poren. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Poren 11 eine mittlere Porengröße größer 2 mm aufweisen.

In Fig. 2 sind einige dieser Poren 11 schematisch dargestellt, wobei aus Gründen der darstellerischen Übersichtlichkeit darauf verzichtet wurde die Poren 11 über den gesamten Querschnitt darzustellen.

Weiters haben sich Kunststoffschaumplatten 2 mit einer Härte zwischen 15 und 70 Shore A als besonders geeignet erwiesen. Eine zu geringe Härte geht meist mit einer geringen Formstabilität einher, wohingegen eine zu hohe Härte die innere Dämpfung des Werkstoffes verringert.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kunststoffschaumplatte 2 eine Dichte zwischen 15 und 50 kg/m ³ aufweist.

Die Kunststoffschaumplatte 2 weist eine erste Oberfläche 3 auf, welche dazu vorgesehen ist, im Betrieb der Schall- bzw. Lärmquelle zugewandt zu sein. Die erste Oberfläche 3 ist, bezogen auf die Poren 11, besonders bevorzugt geschlossen, und weist daher an der Oberfläche 3 selbst keine, bzw. nur eine geringe Anzahl an offenen Poren auf. Selbstverständlich wird die erste Oberfläche 3 durch die Schallabsorberausnehmungen 4 geöffnet.

Es ist vorgesehen, dass die erste Oberfläche 3 eine vorgebbare Anzahl Schallabsorberausnehmungen 4 zur Vorgabe eines Absorptionsverhaltens und Reflexionsverhaltens mit vorgebbarem Frequenzgang aufweist. Bei den betreffenden Verhalten handelt es sich um das Absorptionsverhalten bzw. Reflexionsverhalten für Luftschall. Das Absorptionsverhalten kann auch als Schallabsorptionsverhalten bezeichnet werden. Weiters bezieht sich die Vorgabe des Absorptionsverhaltens bzw. des Reflexionsverhaltens auf das entsprechende Verhalten des gesamten Schallabsorberelements 1, und nicht des Absorptionsverhaltens bzw. Reflexionsverhaltens einer einzigen Schallabsorberausnehmungen 4. Es hat sich gezeigt, dass durch Form, Tiefe 7, Anzahl und konkreter Anordnung der Schallabsorberausnehmungen 4 das Absorptionsverhalten bzw. Reflexionsverhaltens des gesamten Schallabsorbers 1 bestimmt werden kann.

Dabei ist das Maß der Absorption stets bei bestimmten Frequenzen zu betrachten, da dies naturgemäß nicht über den gesamten relevanten bzw. durch den Menschen wahrnehmbaren Frequenzbereich hinweg konstant ist bzw. sein kann. Als Frequenzgang bzw. ein Frequenzverhalten wird daher ein Maß der Absorption über der Frequenz verstanden. An sich ist der Begriff Frequenzgang für den Fachmann eindeutig zu verstehen.

Es ist wesentlich, dass sich die Schallabsorberausnehmungen 4 jeweils lediglich über einen Teil einer Dicke 5 der Kunststoffschaumplatte 2 erstrecken. Deren Tiefe 7 ist daher geringer als die Dicke 5 der gesamten Kunststoffschaumplatte 2.

Dadurch kann erreicht werden, dass keinesfalls eine Schalldurchgangsöffnung besteht. Auch in dem Fall, dass hinter der Kunststoffschaumplatte 2 eine Abschlussplatte, etwa eine Holz- oder Metallplatte angeordnet sein sollte, wird dadurch die Schalldämmung verbessert, da sichergestellt ist, dass der Schall nicht direkt auf eine schallharte Oberfläche trifft.

Neben dem Umstand, dass die Schallabsorberausnehmungen 4 die Kunststoffschaumplatte 2 nicht vollständig durchdringen, ist weiters auch eine Mindesttiefe relevant um die erwünschte Wirkung zu erzielen. Diesbezüglich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schallabsorberausnehmungen 4 eine Tiefe 7 von wenigsten 30%, insbesondere wenigstens 50%, der Dicke 5 der Kunststoffschaumplatte 2 aufweisen.

Auf die Poren 11 der Kunststoffschaumplatte 2 wurde bereits eingegangen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass durch jede der Schallabsorberausnehmungen 4 jeweils eine Mehrzahl an Poren 11 geöffnet und mit der ersten Oberfläche 3 verbunden sind. Dadurch kann der zu verringernde Schall in die innere Struktur der Kunststoffschaumplatte 2 eindringen, und dort an den unterschiedlichen Strukturen gebrochen, reflektiert und somit gedämpft werden. Die Schallabsorberausnehmungen 4 können unterschiedliche Formen und Abmessungen aufweisen. Dabei können auch an ein und derselben Kunststoffschaumplatte 2 unterschiedlich ausgebildete Schallabsorberausnehmungen 4 aufscheinen.

Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Schallabsorberausnehmungen 4 hinterschneidungsfrei ausgebildet sind. Hinterschneidungsfrei bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Schallabsorberausnehmungen 4 frei von Hinterschneidungen sind. Eine Breite 8 der Schallabsorberausnehmungen 4 ist daher bevorzugt mit zunehmender Tiefe 7 gleichbleibend oder enger werden. Eine Verbreiterung der einzelnen Schallabsorberausnehmung 4 zunehmender Tiefe 7 erfolgt nicht. Die Schallabsorberausnehmungen 4 sind daher insbesondere keine Helmholzresonatoren. Dies hat insbesondere hinsichtlich der Herstellung Vorteile, da die Schallabsorberausnehmungen 4, etwa mittels einer Säge- oder Bohr- bzw. Schmelzanordnung, einfach in die Kunststoffschaumplatte eingebracht werden können.

Gemäß einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform sind eine vorgebbare Anzahl, insbesondere sämtliche, der Schallabsorberausnehmungen 4 jeweils in Form einer Nut 6 mit vorgebbarer Tiefe 7 ausgebildet. Dies hat insbesondere hinsichtlich der Herstellung Vorteile, da eine solche Nut 6, etwa mittels einer Sägeanordnung, einfach geschnitten werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass die Nut 6 jedenfalls eine endliche Breite aufweist und im Gegensatz zu einem bloßen Einschnitt mit einer Klinge auch tatsächlich zwei Seitenwände 10 aufweist, welche zueinander beabstandet sind. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Nut 6 eine Breite 8 von wenigstens 1mm, insbesondere wenigstens 2 mm, vorzugsweise wenigstens 3 mm, aufweist. Es hat sich gezeigt, dass schmälere Nuten 6 nur eine sehr geringe Wirkung haben. Dabei kann in diesem Zusammenhang bevorzugt vorgesehen sein, dass die Breite der Nuten 6 nicht größer als 20 mm ist.

Die Nuten 6 können sich über eine gesamte Länge bzw. Breite einer Kunststoffschaumplatte 2 erstrecken oder nur über einen Teil. Beide Varianten sind in Fig. 1 dargestellt. Die Nuten 6 können auch kurvenförmig angeordnet sein. Gemäß einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine vorgebbare Anzahl, insbesondere sämtliche, der Schallabsorberausnehmungen 4 jeweils in Form eines Sacklochs 9 mit vorgebbarer Tiefe 7 ausgebildet sind. Diese Sacklöcher 9 können dabei einen beliebigen Grundriss aufweisen, wie etwa in Fig. 1 gezeigt, in welcher elliptische Sacklöcher 9, 16 sowie fünfeckige Sacklöcher 9, 17 dargestellt sind. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Sacklöcher 9 rund, vorzugsweise kreisrund, ausgebildet sind. Der Begriff rund umfasst dabei auch sog. Gleichdicke.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Sacklöcher 9 jedenfalls eine endliche Breite bzw. einen entsprechenden Durchmesser aufweist und im Gegensatz zu einem bloßen Einstich mit einer Nadel auch tatsächlich eine Öffnung mit Seitenwänden 10 ausbildet, welche zueinander beabstandet sind. Bevorzugt weisen die Sacklöcher 9 eine Fläche von wenigstens 0,7 mm ² , insbesondere wenigstens 2 mm ² , auf. Der Bezug auf die Fläche ermöglicht eine genaue Bestimmung der Größe ungeachtet der Form.

Die Schallabsorberausnehmungen 4 weisen Seitenwände 10 auf.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Seitenwände 10, insbesondere über die gesamte Tiefe 7, im Wesentlichen normal auf die erste Oberfläche 3 angeordnet sind. Als im Wesentlichen normal werden die Seitenwände 10 angesehen, wenn diese nicht mehr als 8° von der Normalen abweichen. Zusätzlich bzw. alternativ dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass die Seitenwände 10 im Wesentlichen parallel sind.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Seitenwände 10 V-förmig angeordnet sind und sich, insbesondere über die gesamte Tiefe 7, zur Oberfläche 3 hin verbreitern.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Nuten 6 einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt kann dabei insbesondere parallel zur Oberfläche 3 und/oder normal zu der Oberfläche 3 betrachtet rechteckig sein.

Weiters können die Nuten 6 auch Querschnitte aufweisen, welche von Rechtecken abweichen, und welche etwa mittels Fräsern hergestellt werden können. Dabei können etwa bauchige oder abgerundete Querschnitte vorgesehen sein. Wie bereits dargelegt, ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass unterschiedlich ausgebildete Schallabsorberausnehmungen 4 Teil ein und desselben Schallabsorbers 1 sind. Durch die Kombination unterschiedlicher Schallabsorberausnehmungen 4 kann ein ganz bestimmtes bzw. gezieltes Absorptionsverhalten eingestellt werden. Dies wird in der Regel durch eine Versuchsreihe erfolgen bzw. durch Computersimulationen.

Neben der Breite bzw. Form und Fläche der Schallabsorberausnehmungen 4 ist vor allem vorgesehen, die Tiefe 7 der Schallabsorberausnehmungen 4 zu variieren. Dabei hat es sich sowohl hinsichtlich der akustischen Wirkung als auch einer einfachen Herstellung als vorteilhaft erwiesen, wenn eine erste Gruppe von Schallabsorberausnehmungen 4 eine erste Tiefe 7 aufweist, wenn eine zweite erste Gruppe von Schallabsorberausnehmungen 4 eine zweite Tiefe 7 aufweist, und wenn die erste Tiefe 7 unterschiedlich zur zweiten Tiefe 7 ist. Fig. 2 zeigt Nuten 6 unterschiedlicher Tiefe 7.

Hinsichtlich einer besonders einfachen Herstellung, ist es besonders vorteilhaft, dass entlang eines vorgebbaren Querschnitts durch die Kunststoffschaumplatte 2 abwechselnd Schallabsorberausnehmungen 4 der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe angeordnet sind.

Weiters hat es sich - neben der Tiefe 7 - als besonders vorteilhaft erwiesen die Abstände zwischen den Schallabsorberausnehmungen 4 zu variieren. Es ist daher weiters bevorzugt vorgesehen, dass eine dritte Gruppe von Schallabsorberausnehmungen 4 in einem ersten Abstand zueinander angeordnet sind, dass eine vierte Gruppe von Schallabsorberausnehmungen 4 in einem zweiten Abstand zueinander angeordnet sind, und dass der erste Abstand unterschiedlich zum zweiten Abstand ist.

Fig. 2 zeigt eine Kunststoffschaumplatte 2, welche als Verbundplatte umfassend zwei individuelle Kunststoffschaumteilplatten 12, 13 ausgebildet ist, wobei sich die Schallabsorberausnehmungen 4 über wenigstens zwei der Kunststoffschaumteilplatten 12, 13 erstrecken. Dadurch können unterschiedliche akustische Eigenschaften unterschiedlicher Kunststoffschäume kombiniert werden. Selbstverständlich können dabei auch mehr als zwei Kunststoffschaumteilplatten zu einer Verbundplatte zusammengefügt, insbesondere verklebt, werden.

Insbesondere hat es sich als sehr wirkungsvoll erwiesen, wenn sich die beiden Kunststoffschaumteilplatten 12, 13 hinsichtlich deren Porengröße der Poren 11 unterscheiden. Es ist daher weiters bevorzugt vorgesehen, dass die erste Kunststoffschaumteilplatte 12 eine erste Porengröße aufweist, dass die zweite Kunststoffschaumteilplatten 13 eine zweite Porengröße aufweist, und dass die erste Porengröße unterschiedlich zur zweiten Porengröße ist.

Da auch die Art des verwendeten und geschäumten Kunststoffes erheblichen Einfluss, insbesondere auf die innere Dämpfung der Kunststoffschaumteilplatten 2 hat, ist weiters bevorzugt vorgesehen, dass eine dritte Kunststoffschaumteilplatte aus einem ersten Kunststoff gebildet ist, dass eine vierte Kunststoffschaumteilplatten aus einem zweiten Kunststoff gebildet ist, und dass der erste Kunststoff unterschiedlich zum zweiten Kunststoff ist.

Im Rahmen der gegenständlichen Offenbarung werden Merkmale üblicherweise mit einem unbestimmten Artikel „ein, eine, eines, einer“ eingeführt. Sofern es sich aus dem Kontext nicht anders ergibt, ist dieser unbestimmte Artikel nicht als Zahlenangabe zu verstehen, sodass die Offenbarung nicht auf lediglich ein Vorkommen des jeweiligen Merkmals beschränkt ist.

Weiters ist ein „oder“ als inklusiv und nicht als exklusiv zu interpretieren. Bei zwei generischen Begriffen „A“ bzw. „B“ schließt daher „A oder B“ die Möglichkeit „A und B“ nicht aus, es sei denn, es ergibt sich aus dem Kontext oder der gegenständlichen Beschreibung, dass lediglich einer der beiden generischen Begriffe „A“ und „B“ vorgesehen ist.

Weiters folgt aus der Verwendung eines ordnenden Zahlwortes, wie etwa erster, zweiter, dritter usw., welches einem Merkmal vorgestellt ist, nicht zwingend, dass es eine Gruppe des betreffenden Merkmals gibt.