1.本实用新型涉及一种声学隔离面板和包括声学隔离面板的组件,其使得可以限制声波在所述面板的两个面之间的传输。
背景技术:
2.因此,在已知的声学衰减解决方案之中,存在着其隔离原理由质量定律描述的单壁面板,该质量定律指出壁的质量和厚度越大,隔离性越好。这些壁通常与吸收性声学材料相结合,诸如多孔材料,其使得可以缩短发射室中的混响时间。通过缩短该混响时间,可以稍微降低发射室中的声音等级,并因此降低接收室中的声音等级。近年来,市场上有许多这种类型的声学产品,尤其是在工厂中用于分隔工作台的机器罩或元件。
3.目前,用于声学吸收的材料大多是具有多孔基体的材料,诸如所谓的多孔材料(聚氨酯泡沫等)或所谓的纤维材料(玻璃棉、棕榈纤维等)。在声学面板中加入这些材料是容易做到的。另外,如此获得的面板重量轻,并且对于可听频谱的大多数频率的声学衰减具有良好的性能。
4.然而,这些材料不能很好地衰减频率非常低的声音,也就是说,对于厚度为2cm至5cm量级的薄面板,不能很好地衰减频率为50hz 至500hz量级的声音,这例如对应于由怠速发动机发出的噪音。对于相应波长大于材料厚度四倍的频率而言,尤其如此。
5.所有的单壁面板显示出相同的行为和相同的隔离性曲线。该曲线的等级仅取决于片材的密度和厚度。因此,问题是,为了具有强的隔离性,需要极重且极厚的壁。因此,在壁中或者甚至在多孔材料中增加了重的物体(通常是沥青材料)。然而,这种多孔材料除非可以制成几十厘米的厚度,否则效果非常差。
6.出于运输的目的并且在建筑领域中,这是不能设想的,因为真正的目的是使结构变轻并使结构尽可能地薄。
7.还已知的是包括两个片材的双壁面板,在两个片材之间设有一片空气或多孔材料。这种类型的面板的声学隔离性在呼吸频率 (breathing frequency)f
resp
和临界频率fc处展现出两个局部最小值。这些最小值是有问题的,因为它们反映了声学隔离性上的弱点。临界频率位于高频(几khz)中,并且对应于壁的振动波长与由声能的强传输反映的声学波长的重合。呼吸频率就其本身而言位于非常低的频率中(在50hz与500hz之间)并且与壁的质量-空气-质量共振(mass-air-mass resonance)有关联:在腔中的可压缩声学介质的刚度的作用下,片材反相振荡。除了这两个频率之外,从声学的角度来看,双壁具有令人感兴趣的行为,因为在这些频率之中,隔离斜率是+18db/oct(分贝/倍频程),然后是+12db/oct。因此,在中频和高频(在500hz与4000hz之间)下,其隔离性能是显著的。重要的是注意到,这样的系统不仅具有声学行为,而且具有振动行为。实际上,在源侧,声波到达第一片材,该第一片材将被机械地加压并变形(在固体中存在声波,也称为振动),并且然后将在空气腔中辐射声波。然后,该腔中的声波将激励第二片材,该第二片材将振动并在希望与源隔离的接收部分中辐射。通常,在腔中添加多孔材料以衰减腔中的声模而不影响片材的振动。此外,
从重量和厚度的角度来看,对这些片材进行优化以具有最低可能的呼吸频率(通常低于100hz)和最高可能的临界频率(在2500hz与5000hz之间)。可以理解,为了产生可接受的声学隔离性,单壁面板或双壁面板遇到了与面板的体积和重量相关的类似困难。
8.因此,双壁面板使得可以在中频和高频处获得显著的声学隔离性,但是在低频处仍然展现出低的声学隔离性,尤其是由于呼吸频率。与单壁面板一样,该解决方案在于增加外壁的重量或它们的厚度,这显然是有问题的。
9.为了解决声学隔离的问题,也就是降低声源的噪声传输的问题,并且为了克服上述技术的困难,目前正在研究使用声子晶体(soniccrystal)技术的可能性。该技术在于,将声学扩散器相对于彼此以预定间隔布置,以便阻挡由源发射的波长与扩散器的周期(间距)成比例的声波的频率范围。
10.为了能够有效地工作,这些声子晶体需要多排扩散器,这会产生非常厚的屏障,厚度在50cm与2m之间,这将它们限制在室外应用中,诸如,尤其是用于抗噪屏障,例如用于铁路线或机动车车道尤其是高速公路两侧的声学隔离。在一个已知的应用中,扩散器由被多孔材料包围的共振器组成,以增加有效频率范围(参见等人,“noise certification of a sonic crystalacoustic screen designed using a triangular lattice according to thestandards en 1793(-1;-2;-3)”(根据标准en1793(-1;-2;-3)使用三角晶格设计的声子晶体声学屏蔽的噪声认证),euronoise,2015)。此外,将注意到扩散器昂贵且实施起来复杂。实际上,每个扩散器由三个元件构成,即,金属管在内部涂有岩棉,整个管用微穿孔铝管覆盖。事实上,这种组装很复杂,并且由于没有现有的商业提议,因此很难获得微穿孔管。因此,在超过一米的距离安装抗噪墙将非常昂贵并且不能保证有效性,因为这种类型的技术解决方案仍在开发中。
11.从文献us2011/0100746中还已知的是使用被孔贯通且填充有流体(空气或水)的橡胶条带。这种材料用于连结两个介质并防止振动从一个介质传递到另一个介质。其被优化以处理沿着孔堆叠的方向传播的压缩波。处理的频率范围太高以至于不能应用于低频隔离问题。这尤其是与材料的选择和它们的机械性能有关,这阻止了向较低频率的延伸应用。
12.最后,文献fr3010225公开了具有吸收性单元的材料,吸收性单元包括多孔层和布置在多孔层的两个面之间的声学共振器。当它们用于声学隔离应用时,仅共振器的共振起作用,并允许在非常低的频率范围内改善隔离性。这对于处理双壁的呼吸频率可能是有用的,但是不能在宽的频带上增加隔离性。用于处理低频的共振器的尺寸也可能是关键的,并且可以迅速达到直径几厘米和长度几米。在运输应用中,这是有问题的。
13.本实用新型的目的尤其是提供一种简单、有效和经济的解决这些问题的方案。
技术实现要素:
14.为此,提出一种声学隔离面板,其包括层,所述层具有第一面和第二面并且包括插入在第一面和第二面之间的多个扩散器,扩散器在所述层中布置成沿平行于所述第一面和所述第二面的方向形成并排定位的单元的周期性阵列,其中每个单元包括至少一个扩散器,面板还包括能够防止空气从面板外部进入到层中的密封装置。
15.根据本实用新型的面板是一种振动声学超材料(vibro-acousticmetamaterial),因此由弹性的固体基体和扩散性的刚性内含物(也就是定位在基体内的振
动扩散器(而不是声学共振器))构成。本实用新型可以应用于单壁,或应用于双壁的内部,而不是如前所述的传统多孔材料。其好处是能够针对薄厚度处理低频率,以及在常规材料需要大的厚度和显著增加的重量的情况下相对低的增加重量。
16.材料内的声波处理与现有技术不同地进行。所提出的面板构造使得可以在层/基体中具有低传播速度的振动波,更特别地当杨氏模量充分低并且尤其是在1kpa与100mpa之间时。机械波在面板的层中的低传播速度意味着短的波长,因此需要小的扩散内含物,从而获得与现有技术相比具有小厚度的面板。通过成功地将低频声波(长波长)转换成材料中的振动波(短波长),它们因此可以在扩散器处被阻挡,从而防止它们穿过面板,也就是,防止它们在穿过第一面和第二面的方向上穿过面板。此外,所述层的密度可以在5kg/m3与1000kg/m3之间。
17.因此,由于意图将面板安装在诸如片材之类的支撑件上,该支撑件可以用作壁上或待声学隔离的任何其他壁上的附接支撑件,这将以薄的超厚部(overthickness)增加片材的声学隔离性。该超厚部可以置于声音发射源侧或相反侧。然而,如果将其置于源侧,则将更有效,因为在声波到达支撑片材之前衰减声波是更容易的,而不是试图抑制已经开始起作用的片材的振动。事实上,出于固定到所述支撑件上的目的,能够为用于固定到支撑件上的面提供粘结薄膜。
18.为了获得在可听声学范围(20hz到20khz)中并且特别是在 50hz与4000hz之间的频率范围中有效的振动声学面板,因此有必要组合三个元件:具有低杨氏模量的基体或柔性材料,单元的周期性阵列,每个单元包括至少一个扩散器并且确保空气传播的声波在材料中确实被转换成弹性波。如果没有它们中的一个,则该技术在关注的工业频率(在50hz与4000hz之间)下不起作用。这里的单元都是相同的。
19.空气密封装置的添加允许所有声能以机械的方式传输到面板。
20.因此,本技术的申请人提出了一种面板,其避免了使用传统的吸收性材料,尤其是多孔材料和超多孔材料(metaporous material),已知这些材料在声学吸收方面是有效的(反射波极少),但在隔离方面效果非常差(波容易穿过材料)。当材料是多孔的时,在层的表面上添加气密薄膜去除了多孔材料的吸收特性,但是使得可以仅激发骨架。这样,非常少的声能在材料的孔隙中所包含的空气中传播。这是相对于其他现有声学超多孔材料的基本区别,尤其是专利 us9818393b2中的那些材料,在该专利中,多孔材料被认为是声能在其中传播和耗散的等效流体,并且骨架的振动是低的。换言之,大部分声能在孔中传播,也就是说在孔的骨架中传播。
21.扩散器的杨氏模量可以大于层的材料的杨氏模量,并且优选地非常显著地更大,也就是说至少十倍大。
22.根据另一特征,所述层是多孔基体,诸如例如聚氨酯泡沫、具有形状记忆的泡沫、聚酯纤维和聚乙烯泡沫。多孔基体的孔隙率可以在0.5与0.99之间。特别地,孔隙率可以在0.7与0.99之间。孔隙率的增加使得可以为材料的基体提供柔性,因此增加了非常低频率的衰减。基体可以具有开孔或闭孔。
23.当使用具有开孔的多孔基体时,密封装置可以例如包括覆盖所述层的第一面的空气隔离薄膜。该薄膜的厚度可以至少等于0.05mm。这种最小厚度使得可以保证薄膜的固态。空气隔离薄膜的厚度可以小于0.5mm。实际上,超过该厚度,薄膜变得太重并变得像片材。
24.在一个特定实施例中,薄膜可以采取在包括(也就是容纳有) 声学扩散器的层的第一面上具有张力的薄膜的形式。
25.密封装置可以具有至少大于50000n.m-4
.s的空气通过阻力。低于该值时,空气阻力太低并产生泄漏,不能提供良好的声学隔离性。
26.层可以是无孔基体,例如基于橡胶的无孔基体。在这种情况下,如果无孔基体的密封是充分的,则层不需要具有如上所述的气密薄膜。显然,应当理解,容纳有扩散器的层可以具有两种材料的结构,也就是说具有一个或多个下方层。当用于首先接收声波的下方层不是气密的(例如,具有多孔基体的下方层)时,则必须添加如前所述的空气隔离薄膜。术语下方层(underlayer)在这里表示给定厚度的容纳有扩散器的材料的层,术语“下方”不表示相对布置。
27.在给定的实施例中,所述扩散器是直筒体,其母线基本上平行于容纳有扩散器的材料的层的所述第一面和第二面。第一面和第二面可以是平坦的。所有的扩散器可以是相同的。它们可以具有中空的、实心的或带有内部加强壁的内部结构。
28.扩散器可以在面板的整个长度上延伸,并且在其从第一端延伸到相反的第二端的整个尺寸上不具有任何开口。
29.所述扩散体的杨氏模量可以是层的杨氏模量的至少十倍。该值使得可以确保在层的本身结构与扩散器之间的充分大的刚性对比度,以便产生布拉格阻带(bragg stop band)。
30.可以使用由诸如铝、钢或铜之类的金属制成的扩散器。扩散器也可以由pvc、聚丙烯、pet、petg、乙酸酯、聚碳酸酯型的聚合物材料制成。诸如纸、成卷纸板、牛皮纸(kraft paper)或酚醛树脂纸之类的其他材料也是合适的。
31.根据本实用新型的一个特征,当单元之间的间距α等于面板的厚度时,间距于是可以被定义为其中f0表示目标频率范围(或关注的频率范围)的中心频率,并且v
t
表示在所述材料中的剪切波的速度。每个单元可以包括一个或多个扩散器,单元的给定扩散器与相邻单元中的对应扩散器间隔开数值α。因此,该面板具有包括方形截面的单元的特定特征。当源在空气中发射声波时,机械波沿两个方向传播:纵波(压缩波)和横波(剪切波)。在面板中,横波是最慢的。虽然从理论上讲,为了获得最佳隔离性,有必要对扩散器进行精确的尺寸确定,但本技术的申请人注意到,当周期等于前面指出的剪切波长的一半时,可以具有显著效果。
32.在根据本实用新型的又一实施例中,材料的层可以包括至少一个区域,该区域的厚度具有从第一面朝向第二面定向的正杨氏模量梯度。因此,梯度可以从第一面延伸到第二面或者甚至仅在层的一部分上延伸。因此,多种组合是可能的。术语“正梯度”表示杨氏模量的增加。
33.本实用新型还涉及一种包括面板的组件,该面板的第二面被按压到支撑片材的面上。
34.支撑片材的杨氏模量优选地大于层的杨氏模量。
35.支撑片材的杨氏模量可以是层的杨氏模量的至少十倍。
36.以下组合证明对于吸收可听范围内的声波特别有效:具有含扩散器的多孔基体的
层,所述层具有覆盖有空气隔离薄膜的第一面和被按压在支撑片材上的第二面,其中扩散器的杨氏模量和支撑片材的杨氏模量显著大于层的杨氏模量。
37.应当注意,扩散器的杨氏模量和支撑片材的杨氏模量可以基本上相同。
附图说明
38.图1示出根据本实用新型的面板的第一实施例的截面图;
39.图2是在图1的面板上的、作为频率的函数且在多个入射角下的以db为单位的振动传输量的趋势的曲线图;
40.图3是示出对于图1的面板以及参考面板的、作为频率(对数标度)的函数的传输损耗(以db为单位)的曲线图;
41.图4示出根据本实用新型的面板的第二实施例的截面图;
42.图5是在图4的面板上的、作为频率的函数且在多个入射角下的以db为单位的振动传输量的趋势的曲线图;
43.图6是示出对于图4的面板以及参考面板的、作为频率(对数标度)的函数的传输损耗(以db为单位)的曲线图;
44.图7示出用于与根据本实用新型的面板一起使用的多个扩散器;
45.图8示出根据本实用新型的面板的另一可能的实施例。
具体实施方式
46.图1和图4分别示出包括根据本实用新型的面板10a的组件10 的第一实施例和包括面板12a的组件12的第二实施例。
47.在所提出的两个不同实施例中,面板10a、12a由支撑片材14 承载,在不同的实例中,片材14由木材制成。该片材的重量为3.5kg。使用诸如木材之类的吸收性片材使得可以增强降噪指数(noise-reduction index),从而增强声学隔离性。
48.面板10a、12a包括层10b、12b,层10b、12b包括彼此相反的第一面10c、12c和第二面10d、12d。第二面10d、12d例如使用诸如粘结薄膜(bonding film)之类的粘结装置与支撑片材14接触。如图1所示,层10a、12a包括并排布置的几个单元。应当理解,在这里,这些不是结构上彼此不同的单元10e、12e。每个单元10e、12e 包括扩散器10f、12f1、12f2,并且所有单元10e、12e都是相同的。因此,关于图1,扩散器10f在平行于第一面和第二面的方向上形成一排。关于图4,扩散器12f1在平行于第一面和第二面的方向上形成第一排,并且扩散器12f2在平行于第一面和第二面的方向上形成第二排。第二排的扩散器12f2布置在第一排12f1和第二面12d之间。
49.在图1和图4中,以截面示出扩散器。扩散器10f、12f1、12f2 在与截面平面基本成直角的方向上具有细长形式,并且平行于第一面10c、12c和第二面10d、12d延伸。在这里,扩散器10f、12f1、 12f2是直筒体,其母线基本上平行于容纳扩散器10f、12f1、12f2的材料的层10a、12a的所述第一面10c、12c和第二面10d、12d。其他形式的直筒体将在图8中示出。
50.为了获得可听范围的低频的良好衰减,声学隔离面板10a、12a 使得容纳扩散器的层由杨氏模量在1kpa与100mpa之间并且密度在 5kg/m3与1000kg/m3之间的材料制成。此外,层10a、12a包括能够防止空气从面板的外部进入到所述层中的密封装置。这些密封装置在
图1中以在层10a、12a的第一面上的点线16示出。当层10a、12a 的构成结构允许这种空气密封时,这些密封装置16可以是该层的整体部分,或者当材料固有地不能确保空气密封功能时,这些密封装置16可以由覆盖所述层的第一面的空气隔离薄膜形成。因此,在后一种情况下,线16表示气密薄膜。该气密薄膜可以沉积在层10a的第一面上。
51.如此构造的面板10a、12a,也就是说该面板构造为具有:柔性基体,其具有低的杨氏模量;单元10e、12e的周期性阵列,所述单元包括至少一个扩散器10f、12f1、12f2(在图1中为单个扩散器,并且在图4中为两个扩散器);以及空气密封装置,其使得可以确保将声源所发射的空气传播的声波转换为固体中的声波,从而该面板使得可以在关注的工业频率处,也就是在50hz与4000hz之间的频率处,获得良好的衰减。
52.因此,可以使用具有低杨氏模量和有效密度的任何材料。这使得可以获得低的机械波传播速度(《《340m/s)。相关联的波长于是小于在空气中的波长,这意味着扩散器的小的空间周期(几厘米) 以在低频处获得效果。杨氏模量在1kpa与100mpa之间且密度在 5kg/m3与1000kg/m3之间优选地在10kg/m3与100kg/m3之间的材料满足这个条件。
53.层10b、12b的材料可以具有带开孔或闭孔的多孔基体,诸如例如来自basf的basoctect型g+三聚氰胺泡沫、聚氨酯泡沫、具有形状记忆的泡沫、包含聚酯纤维的泡沫、stratocell whisper泡沫、聚酯泡沫、乙烯-丙烯-二烯单体泡沫。泡沫,诸如由聚乙烯制成的泡沫,可以通过交联方法获得。这些泡沫具有带开孔的内部结构。显然,泡沫可以通过除交联方法以外的方法获得。
54.多孔基体可以具有在0.5与0.99之间的孔隙率。特别地,孔隙率可以在0.7与0.99之间。孔隙率的增大使得可以为材料的基体提供柔性,因此提高了非常低频率的衰减。
55.重要的是所有的声能都以机械的方式被传输到材料上。如果它是均质材料,则这种传输自然地进行,但是如果它是不确保这种传输的材料,诸如带有开孔的多孔材料,则暴露于声源的第一面必须通过施加非穿透性材料的薄层、例如通过添加气密薄膜而制成气密的。这将防止能量在材料的开孔中传播,并因此防止声波根据空气传播声学定律(laws of airborne acoustics)的传播。可用于形成气密薄膜16的涂层是例如:0.05mm到0.5mm厚的所有薄膜,特别是层压的、镶嵌的或纹理化的铝薄膜、聚合物薄膜、pvc、乙烯基、聚丙烯型薄膜以及具有大于50000n.m-4
.s的空气通过阻力的任何材料。
56.在根据本实用新型的声学面板10a、12a中,传播纵波(也就是,压缩波)和横波(也就是,剪切波)。然而,本技术的申请人注意到横波被证明是面板10a、12a中最慢的波。为了获得最佳的声学隔离性,虽然精确的尺寸确定在理论上是强制性的,但本技术的申请人注意到,当单元10e、12e之间的空间间距a等于剪切波长的一半时,可能具有显着的声音传输降低效果:
[0057][0058]
其中,f0是要处理的频率范围的中心频率,并且v
t
表示所述材料中剪切波的速度。
[0059]
实际上,本技术的申请人注意到,只要面板的厚度基本上等于单元之间的间距,就能够在面板中的横波速度与单元的间距之间建立关系。应当注意,在图1的情况中,单元之间的间距(所有都是同样的)与扩散器之间的间距相同。在单元包括多个扩散器并且所有单元一样的情况中,给定扩散器与相邻单元中与该给定扩散器对应的扩散器之间的间距等于
单元之间的间距。
[0060]
使用这个准则使得可以简化面板的限定,因为不需要有限元计算来知道扩散器的布置和尺寸以具有良好的吸收性能。
[0061]
在图1提出的实例中,扩散器10f横向上间隔开6cm,泡沫是杨氏模量为100kpa的三聚氰胺。扩散器全部都具有相同的直径,即 1.2cm,并且支撑片材由杨氏模量为1gpa且厚度为1cm的木材制成。声学隔离面板的尺寸参数总结在下表中:
[0062]
[表1]
[0063][0064]
通过实验获得的图2的曲线图包括多条曲线。每条曲线表示在面板的第一面上的、作为频率的函数且对于声波给定入射角的以db 为单位的振动传输量。入射角显示在曲线图上。应当注意,对于低入射角,传输量较低。在这些曲线上,可以看出,在大约250hz与 750hz之间存在低的振动传输量,因此几乎没有能量被传输通过层。
[0065]
通过实验获得的图3的曲线示出了作为频率的函数的在y轴上的传输损耗。曲线18表示图1的面板中的传输损耗(源侧声强与接收侧声强之间的比率),并且曲线20表示由与图1的面板同样的材料所制成的基体形成但没有扩散器和空气密封装置的参考面板中的传输损耗。
[0066]
在大约400hz处,扩展到300和800hz之间可以在传输损耗上观察到峰值的存在,这证明了在低频处、也就是在可听低频处的针对声学隔离提出的构造的有效性。
[0067]
图4表示根据本实用新型的面板12b的第二实施例,其中每个单元12e包括两个扩散器,单元12e并排定位以形成周期性结构。每个单元12e包括具有第一半径的第一扩散器和具有大于第一半径的第二半径的第二扩散器。第一扩散器12f1位于更靠近第一面12c 的位置,而第二扩散器12f2位于更靠近第二面12d的位置。单元12e 根据先前示出的给定间距α的定律周期性地重复。
[0068]
在根据本实用新型的面板的该第二实施例中,扩散器12f1、12f2 横向上间隔开6cm,泡沫是具有100kpa杨氏模量的三聚氰胺。使用两个扩散器,并且两个扩散器具有不同的直径。支撑片材由杨氏模量为1gpa且厚度为1cm的木材制成。图4的声学隔离面板的尺寸参数总结在下表中:
[0069]
[表2]
[0070][0071]
通过数字模拟获得的图5的曲线图包括多条曲线。每条曲线表示在面板10a的第一面10c上的、作为频率的函数且对于声波给定入射角的以db为单位的振动传输损耗。入射角显示在曲线图上。应当注意,对于低入射角,传输量较低。在这些曲线上,可以看出,在大约400hz与1000hz之间存在低的振动传输量,因此几乎没有能量被传输通过层。
[0072]
通过数字模拟获得的图6的曲线示出了作为频率的函数的在y 轴上的传输损耗。曲线22表示图4的面板中的传输损耗,并且曲线 24表示仅针对木制片材的传输损耗。
[0073]
可以看出,直到大约1000hz,对于根据本实用新型的面板,传输损耗都大于约5db,这证明了针对低频声学隔离所提出的构造的有效性。
[0074]
上述两个实例清楚地示出,利用根据本实用新型的声学隔离面板的构造,可以显著地提高在非常低的频率处的声学隔离性。
[0075]
与现有技术的构造不同,即使使用单排扩散器10f(图1),也可以具有良好的隔离性。这是由于存在在相当薄的层上同时传播多个波的事实。因此它们遇到扩散器的概率非常大。为了获得甚至更好的效果,添加几排扩散器12f1、12f2(图4)可以进一步提高组件的性能,如图5所示,其中频带以更大的传输幅度变宽。然而,显然,应当理解,这也是以更大的厚度或重量为代价来完成的。
[0076]
下表总结了可用于生产该材料的数值范围。下表中所示参数的可变性是由于以下事实:只有在通过考虑到基体的参数和待处理的频率范围而进行优化之后才能获得精确的几何形状。
[0077]
[表3]
[0078][0079]
使用软件并通过有限元法开发了尺寸确定工具。为此,将基体的材料认为是一种弹性固体,并且输入其等效机械参数以作为信息。针对所有入射角计算单一单元
的振动模式,从而使得可以识别阻带(stop band):不管入射角如何都没有模式的频带。然后可以根据期望的阻带来调谐单个单元的几何形状,特别是管的周期性。当弹性固体中的由纵波和横波构成的振动不传播到片材时,结果是令人满意的。可以通过修改以下参数来修改使材料有效的频率范围:
[0080]-基体厚度
[0081]-内含物的周期性
[0082]-内含物的半径
[0083]-基体的杨氏模量
[0084]-基体的密度
[0085]-内含物的几何形状
[0086]-气密薄膜的材料和厚度
[0087]-用于密封件的材料的声音降低因子。
[0088]
图7示出了可用于本实用新型的不同形式的扩散器。第一排表示呈筒状或管状壁形式的中空扩散器28。第二排表示包括中空筒状或管状壁32的扩散器30,该壁具有连结筒状壁32的内表面的内部加强壁34。第三排包括具有中空结构的扩散器36,该中空结构在内部容纳有质量块-弹簧机械共振器38,也就是机械吸收器,其中能量在质量块-弹簧系统(质量块=黑色的中心质量块,并且弹簧=内部加强壁)的共振作用下被耗散掉。共振器或内部质量块包括外筒壁40,其内表面经由多个连结桥42而连结到共振器38。原理是将重物连接到弹簧上,因此,施加在质量块上的初始位移逐渐地被连结到弹簧上的质量块的位移所吸收。正是动态吸收器原理使得可以处理除了阻带以外的频带,也就是在质量块-弹簧系统的共振频率处进行处理。因此,工作原理不同于在腔中获得空气共振的声学共振器(亥姆霍兹共振器(helmholtz resonator))。第四排表示具有与第三排类似的中空结构的扩散器44。然而,在这些实施例中,每个内部质量块 46经由单个连结桥50连结到管状壁48或外筒壁上。因此,这种类型的扩散器44具有质量块46和连结桥50组件的较低刚度,因此与每个质量块38通过几个连结桥42连结到外筒壁40上的第三排的实施例相比,允许更好的能量耗散。
[0089]
在上述实施例中,每个连结桥可以是从筒状壁的一端延伸到另一端的平坦壁。
[0090]
最后,作为实例,图8示出了第一实施例的可能变体。在此,每个单元24包括间隔开距离a的两个扩散器26a、26b,单元24与相邻单元间隔开距离a。扩散器26a、26b在这里是相同的,但也可以不同,也就是可以具有不同的半径、不同的位置或者甚至如图7 所示的形式。
[0091]
应当理解,可以通过有限元模拟来精确限定面板,也就是扩散器的定位、位置和尺寸。因此,在扩散器的定位、位置和尺寸方面存在许多可能的组合,只要面板具有根据本实用新型的特征,这些组合就可以具有良好的声学隔离性。
[0092]
总之,根据本实用新型,气密薄膜使得可以产生气体密封屏障。这被施加(通过粘结或通过其他机械固定装置)到容纳有扩散器的层的第一面上,以便产生覆盖层并通过结合多个声学现象来改进声学隔离性(也就是说,减少在任一侧上的振动和声学传输量),其中主要两个声学现象是:
[0093]-借助于薄膜以及层的多孔性在入射声波与支撑片材之间产生振动解耦,薄膜和层充当双壁,其中一个壁由片材形成,并且另一个壁由薄膜形成,薄膜必须具有如前所述的
充分低的厚度,
[0094]-来自源的声波成为弹性材料层中的振动波(特别是横波和剪切波)的转换,然后该振动波因扩散器的存在而被阻止。