DE2640683B2 - Lärmschutzvorrichtung zum Steuern der Ausbreitungsrichtung von Lärm, insbesondere an Schienenstrecken, Autobahnen o.dgl - Google Patents

Description

der F i g. 6 abgeänderten Ausführungsform,

Fig.8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform mit einem hohlen Strukturkörper, der aus einer Vielzahl länglicher, senkrechter, hohler Durchlässe zusammengesetzt ist, die einteilig mit einem Tragteil ausgebildet sind,

F i g. 9 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung mit einem hohlen Strukturkörper, der aus einer Vielzahl länglicher, senkrechter, hohler Durchlässe zusammengesetzt ist, die von einem Tragteil getrennt und daran befestigt sind,

Fig. 10 einen Querschnitt einer gegenüber Fig.9 abgeänderten Ausführungsform,

Fig. 11a und l!b Skizzen zur Darstellung von Versuchen,

Fig. 12 ein Diagramm zur Darstellung des Ergebnisses der Versuche gemäß F i g. 11 a und 11 b,

F i g. 13 eine Skizze eines weiteren Versuchs,

F ig. 14 ein Diagramm des Versuchsergebnisses der Anordnung gemäß F i g. 13, F i g. 15 eine Skizze eines weiteren Versuchs,

Fig. 16 ein Diagramm zur Darstellung des Versuchsergebnisses gemäß F i g. 15,

Fig. 17 eine Vorderansicht einer bogenförmigen Vorrichtung, die zwischen zwei Schienenstrecken zur Verminderung von Lärm angeordnet ist, der von einem elektrischen Zug erzeugt wird,

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer bogenförmigen Vorrichtung gemäß Fig. 17,

F i g. 19 einen Querschnitt längs der Linie XIX-XIX in Fig. 18,

F i g. 20 ein perspektivische Ansicht einer abgeänderten Ausiführungsform einer bogenförmigen Vorrichtung,

Fig.21 eine Skizze eines Versuchsaufbaus mit einer bogenartigen Vorrichtung,

F i g. 22 bis 25 Skizzen verschiedener Ausführungsformen einer Verlängerung von hohlen Durchlässen der Vorrichtung, <to

F i g. 26a bis 26b Skizzen von Versuchsaufbauten mit Vorrichtungen mit und ohne die Verlängerung der hohlen Durchlässe und

F i g. 27 ein Diagramm des Ergebnisses von Versuchen gemäß F i g. 26a und 26b.

Fig. 1 zeigt eine Skizze einer Fotografie, die eine Verteilung von Lärm mit ein Drittel Oktave Bandbreite und einer Mittelfrequenz von 2000 Hz dargestellt, der von einer Lärmquelle 1 in Abwesenheit der Vorrichtung nach der Erfindung erzeugt wird.

Fig.2 zeigt eine Skizze einer Fotografie, die eine Verteilung von Lärm mit ein Drittel Oktave Bandbreite und einer Mittelfrequenz von 2000 Hz darstellt, der von derselben Lärmquelle 1 in Anwesenheit eines Struktiirkörpers 2 nach der Erfindung erzeugt wird.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, bewirkt das Vorhandensein des Strukturkörpers 2 nach der Erfindung, daß ein Teil des von der Lärmquelle 1 abgegebenen und durch eine Vielzahl länglicher, senkrechter, hohler Durchlässe 3 des Strukturkörper 2 hindurchgelangendem Lärms relativ zu einem sich direkt ausbreitenden Schall B, der über die Oberkante des Strukturkörpers 2 ohne Ablenkung gelangt, senkrecht nach unten abgelenkt wird, so daß ein Bereich Centstehjt, der zwischen dem sich direkt ausbreitenden Schall B und einem sich b5 abgelenkt ausbreitenden Schall A liegt und den Schall merklich vermindern kann.

Fig.3 zeigt eine Skizze einer Fotografie, die eine Verteilung eines reinen Tons mit einer Frequenz von 2000 Hz darstellt, der von einer Sinusschwingungen unterworfenen Lärmquelle 1 ohne die Vorrichtung nach der Erfindung ausgesandt wird.

F i g. 4 zeigt eine Skizze einer Fotografie, die eine Verteilung eines reinen Tons mit einer Frequenz von 2000 Hz darstellt, der von derselben unterworfenen Lärmquelle 1 in Gegenwart des Strukturkörpers 2 nach der Erfindung ausgesandt wird.

Wie aus Fig.3 ersichtlich, breitet sich der von der Lärrnquelle 1 ausgesandte reine Ton in einer spärischen Welle ohne Phasenverzögerung aus. Der Strukturkörper 2 nach der Erfindung aber verursacht eine Schallwelle, die durch eine Vielzahl länglicher, senkrechter, hohler Durchlässe 3, hindurchtritt und sich in einer ebenen Welle ausbreitet, die senkrecht nach unten abgelenkt wird und relativ zu dem sich direkt ausbreitenden Schall B, der über die Oberkante der Vorrichtung 2 gelangt und sich in einer sphärischen Welle ausbreitet und eine Phasenverzögerung hat, was dazu führt, daß eine Wellenfront im Bereich C zwischen dem sich direkt ausbreitenden Schall B und dem sich abgelenkt ausbreitenden Schall A, wie in Fig.4 dargestellt, diskontinuierlich wird. Die diskontinuierliche Wellenfront im Bereich C zeigt, daß dort ein Auslöschen durch Interferenz hervorgerufen wird. Im Ergebnis entsteht der Schallabschwächbereich Cgemäß F i g. 2. Die Abmessung des Schallabschwächbereichcs C, der durch Überlagerung des abgelenkt bzw. gebrochen sich ausbreitenden Schalls A mit dem sich direkt ausbreitenden Schall B entsteht, wird durch die Größe des Strukturkörpers 2 nach der Erfindung, den Unterschied der Länge L benachbarter länglicher, senkrechter, hohler Durchlässe 3 des Strukturkörpers 2 und die Lage der Lärmquelle 1 bestimmt.

Das heißt, die obere Begrenzungslinie des Schallabschwächbereiches C ist mit einer geraden Linie ausgerichtet, die die Lärmquelle 1 mit der Oberkante des; Strukturkörpers 2 verbindet, während die untere Grenzlinie des Schallabschwächbereiches Ceine größere Neigung erhält, wenn der Unterschied der Länge L zwischen benachbarten, sich senkrecht erstreckenden hohlen Durchlässen 3 der Vorrichtung zunimmt.

Fig.5 zeigt eine Vorrichtung, die zur Verminderung von Lärm vorgesehen ist, der vom Berührungsbereich zwischen Schienen 4 und (nicht dargestellt) Rädern einer Eisenbahn erzeugt wird. Bezugszeichen 5 bezeichnet Schallschutzwände, die zu beiden Seiten eines aufgeständerten Gleiskörpers 6 sich gegenüberliegend angeordnet sind. Die Schallschutzwand 5 ist so konstruiert, daß sie von der Lärmquelle erzeugten Lärm absorbiert oder »abschneidet«. Im dargestellten Fall breitet sich der über die Oberkante der Schallschutzwand 5 gelangende Lärm frei in den Bereich X aus, so daß dort im wesentlichen keine Schalldämpfwirkung erzielt wird. Ein Teil des über die Oberkante der S Schallschutzwand 5 gelangenden Schalls wird in einen Bereich Y gebeugt, der auf der Rückseite der Schallschutzwand 5 liegt, so daß in diesem Bereich keine gute Schalldämpfwirkung zu erwarten ist. Experimentielle Ergebnisse haben gezeigt, daß die Schallabschwächung im Bereich Vmaximal 20 dB beträgt.

Eirfindungsgemäß ist zwischen der Lärmquelle 4 und der Schallschutzwand 5 ein Strukturkörper 2 angeordnet, der derart gebaut und plaziert ist, daß von der Lärmquelle 4 erzeugter Lärm sich konzentrisch zur Schall&chutzwand 5 hin ausbreitet und gleichzeitig derjenige Teil des Lärms, der über die Oberkante der

Schallschutzwand 5 gelangt, merklich abgeschwächt wird. Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung derart gebaut und angeordnet, daß die Oberkante der Schallschutzwand 5 innerhalb des Überlagerungsschallabschwächbereiches C angeordnet ist, d. h., die Höhe Λ reicht zumindest bis zu einer Linie, die die Lärmquelle mit der vorderen Oberkante der Schallschutzwand 5 verbindet, und der Teil des Lärms, der in den Bereich Y gebeugt bzw. abgelenkt werden könnte, wird von der Schallschutzwand 5 abgeschnitten.

F i g. 6 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, die ein Tragteil 7 aufweist, das rechtwinklig zu einem Untergrund 8 angeordnet ist, der die Oberfläche des erhöhten Gleiskörpers 6 bildet. Das Tragteil 7 ist an seinem unteren Ende am Untergrund 8 befestigt. Weiter gehört zur Vorrichtung 1 ein hohler Strukturkörper 2, der aus einer Vielzahl wabenförmig angeordneter, quadratischer, länglicher, senkrechter, hohler Durchlässe 3 zusammengesetzt ist, die senkrecht zum Untergrund 8 angeordnet sind. Zwischen der unteren Lärmauslaßfläche 9 der hohlen Durchlässe 3 und dem Untergrund 8 ist ein Zwischenraum belassen. In der dargestellten Ausführungsform ist die untere Lärmauslaßfläche 9 der hohlen Durchlässe 3 zum Untergrund 8 in einem Winkel α geneigt, so daß der Zwischenraum zwischen der unteren Lärmauslaßfläche 9 der hohlen Durchlässe und dem Untergrund 8 sich vom Tragteil 7 zur Schallschutzwand 5 allmählich erweitert. Der von der Lärmquelle erzeugte .Lärm erreicht die obere Lärmeinlaßfläche 10 der senkrechten, hohlen Durchlässe 3 und breitet sich durch die Durchlässe 3 hindurch nach unten auf den Untergrund 8 zu aus.

Die obere Lärmeinlaßfläche 10 der hohlen Durchlässe 3 wird mit wachsender Entfernung vom Tragteil 7 höher und nähert sich schließlich der Schallschutzwand 5. Mit anderen Worten ist die obere Lärmeinlaßfläche 10 der hohlen Durchlässe 3 zur Ausbreitungsrichtung des Lärms oder dem Untergrund 8 um einen Winkel β geneigt. Wenn der Winkel β und der Winkel λ, den die untere Lärmauslaßfläche 9 der hohlen Durchlässe 3 mit dem Untergrund 8 gebildet, verschieden sind, haben zwei benachbarte längliche, senkrechte, hohle Durchlässe 3 verschiedene Länge L Im Ergebnis bewirken diese länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässe 3, daß durch sie hindurchtretender Lärm in bezug zu dem sich direkt ausbreitenden Schall, der über die Oberkante des Strukturkörpers 2 gelangt, abgelenkt und phasenverzögert wird, wodurch die Eigenschaft der Steuerung der Ausbreitungsrichtung des Lärms verbessert wird. Versuche haben gute Ergebnisse gezeigt, wenn der Winkel β zwischen 15° und 50° liegt, vorzugsweise 30° beträgt.

Vorteilhaft ist es, Unterteilungswände 11, die die hohlen Durchlässe 3 begrenzen, aus einem Material mit guter Widerstandsfähigkeit und Wetterbeständigkeit herzustellen. Ein solches Material kann beispielsweise Edelstahl, unorganisches, leichtgewichtiges Material und synthetisches Material sein.

F i g. 7 zeigt eine gegenüber F i g. 6 abgeänderte Ausführungsform. Die länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässen 3 können beliebigen Querschnitt aufweisen. Die länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässe 3 können unregelmäßig angeordnet sein.

In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform des Slrukturkörpcrs 2 gezeigt, bei der die senkrechten, hohlen Durchlässe 3 durch zueinander parallele Untcrtcilung.swände 11 gebildet sind, die gleichen gegenseitigen Abstund haben. Das Tragteil 7 und die Unterteilungswände 11 sind aus anorganischem Material gebildet und zu einem einteiligen Körper zusammengeschmolzen bzw. verbunden. Ähnlich der Ausführungsform der Fig.6 ist die untere Lärmauslaßfläche 9 der hohlen Durchlässe 3 zum Untergrund 8 um einen Winkel λ geneigt, so daß zwischen den hohlen Durchlässen 3 und dem Untergrund 8 ein Raum gebildet ist, der vom Tragteil 7 zur Schallschutzwand 5 hin allmählich größer wird. Die

ίο länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässe 3 bewirken, daß durch sie hindurch gelangender Lärm relativ zum sich direkt ausbreitenden, über die Oberkante der hohlen Durchlässe 3 gelangenden Schall abgelenkt und phasenverzögert wird, wodurch die Steuerwirkung der Ausbreitungsrichtung des Lärms verbessert wird. In Fig.8 bezeichnet das Bezugszeichen 12 einen mit der Oberkante der hohlen Durchlässe 3 einteilig ausgebildeten Flansch. Dieser Flansch 12 dient zur Anordnung der Oberkante an einer Halterung (nicht dargestellt), um die Stabilität des Strukturkörpers 2 zu verbessern.

In F i g. 9 ist eine weitere Ausführungsform des Strukturkörpers 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die hohlen Durchlässe 3 ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8 von senkrechten, zueinander parallelen Unterteilungswänden 11 begrenzt, die voneinander gleich weit entfernt sind. Die Schallschutzwand 5 und eine Grundplatte 13 sind hier an ihren Innenflächen mit einem schallabsorbierenden Material 14 versehen und die Vorrichtung ist an der Grundplatte 13 mittels des Tragteils 7 angebracht. Zusätzlich ist die Vorrichtung an ihrem oberen freien Ende mit einer Befestigungseinrichtung, beispielsweise einem Schraubbolzen 15 versehen, mit der das obere freie Ende des Strukturkörpers 2 an jedem geeigneten Träger (nicht dargestellt) zur Stabilisierung befestigt werden kann.

Fig. 10 zeigt eine gegenüber Fig.9 abgeänderte Ausführungsform. Dabei vergrößert sich die Querschnittsfläche jedes hohlen Durchlasses 3 von dessen oberer Lärmeinlaßfläche 10 zur unteren Lärmauslaßfläche 9.

Gemäß Fig. lla wurde ein Strukturkörper 2 (« = 65°, β = 45°) auf einem Untergrund 8 angeordnet und vor der Vorrichtung 2 wurde ein Lautsprecher 5 angeordnet, der ein Lärmband mit einer Mittelfrequenz von 1000 Hz abstrahlte. Der Schalldruck wurde in dB an Stellen M, N und Ogemessen.

Dann wurde der Strukturkörper 2 entfernt und der Schalldruck in dB wieder an den Stellen M, N und O gemessen, um an jeder Stelle die Schallabschwächung zu erhalten. Das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle 1 dargestellt:

	Tabelle 1	Fehlen des Struktur körpers	Vorhandensein des Struktur körpers	Schall minderung
55	Meßstelle	65 65 65	57 55 64	-8 -10 -1
b0	M O N

In der obigen Tabelle bedeutet Schallminderung einen Unterschied zwischen dem Schalldruck, gemessen mit dem Strukturkörper 2 und einem Schalldruck, gemessen ohne den Slrukturkörper 2.

In Fig. lla liegt die Stelle M in der Verlängerung einer Linie, die den Lautsprecher 5 mit der Oberkante

10

15

20

25

30

des Strukturkörpers 2 verbindet, die Stelle N ist ein Schnittpunkt einer vom Punkt M rechtwinklig zum Untergrund 8 gezogenen Linie mit einer axial zum Lautsprecher S verlaufenden Linie und die Stelle O ist ein Mittelpunkt zwischen den Stellen Mund N.

Wie aus dem obigen Versuchsergebnis ersichtlich, kann an der Stelle N, die dem Untergrund 8 benachbart ist, keine Schallabschwächung erreicht werden, während an den von dem Untergrund 8 entfernten Stellen M und O eine Schallschwächung von 8 bis 1OdB erzielt werden kann. Dies zeigt, daß eine bemerkenswerte große Menge des vom Lautsprecher S abgegebenen Lärm in die senkrecht verlaufenden, hohlen Durchlässe 3 des Strukturkörpers 2 abgelenkt wird und gegenüber dem direkt sich ausbreitenden und über die Oberkante des Strukturkorpers 2 gelangenden Schall phasenverzögert wird, so daß ein Schallabschwächbereich zwischen dem sich direkt ausbreitenden Schall und dem abgelenkten Schall entsteht, durch den der Schallpegel an den oberen Stellen Mund Overringert wird.

Die Schalkbschwächung in dB von Lärm einer gewissen Bandbreite mit einer Mittelfrequenz von 1000 Hz der vom Lautsprecher Sabgestrahlt wurde und durch den Strukturkörper 2 hindurchtrat, wurde an der Stelle M in der gleichen Weise wie oben anhand F i g. 1 la beschrieben gemessen.

Dann wurde die Schallschwächung in dB von Lärm der gleichen Handbreite und Mittelfrequenz, der vom Lautsprecher S in Richtung auf eine herkömmliche Schallschutzwand 5, die die gleiche Konfiguration wie der Strukturkcrper 2 gemäß F i g. 1 la hat, an der Stelle M gemessen, wie in Fig. 11b dargestellt.

Das Ergebnis beider Versuche ist in Kurven a und b in Fig. 12 gezeigt. Die Kurve a zeigt das Ergebnis der ersten Versuchs mit dem Strukturkörper 2, die Kurve b zeigt das Ergebnis des zweiten Versuches mit einer herkömmlichen Schallschutzwand 5 gemäß F i g. 11 b.

Wie aus F i |;. 12 ersichtlich, bewirkt das Vorhandensein des Strukturkörpers 2 eine merklich größere Schallminderung gegenüber der herkömmlichen Schallschutzwand 5.

Verschiedene Ausführungsformen von Strukturkörpern 2 mit oberen Lärmeinlaßflächen 10, die gegenüber dem Untergrund 8 um verschiedene Winkel β geneigt sind, werden auf dem Untergrund 8, wie in Fig. 13 dargestellt, angeordnet. Die Längslänge D (gemessen parallel zum Untergrund 8) einer oberen Lärmeinlaßfläche 10 all dieser Strukturkörper 2 war konstant. Dann wurde die Schallschwächung in dB von Lärm einer bestimmten Bandbreite mit einer Mittelfrequenz von 1000Hz und vom Lautsprecher 5 angestrahlt, an der Stelle M in gleicher Weise wie bei den Versuchen gemäß F i g. 11 λ gemessen.

Das Ergebnis dieser Versuche ist in der Kurve der Fig. 14 dargestellt. Wie daraus ersichtlich, ist die Schallschwächung bei einem Winkel β zwischen 15° und 50° groß. Bei einem Winkel β von etwa 30° wird eine optimale Schallschwächung erzielt.

Die Beziehung zwischen der maximalen Länge L der länglichen senkrechten, hohlen Durchlässe 3 des Strukturkörpers 2 und der Schallfrequenz wird im folgenden anhand der Fig. 15 und 16 angegeben.

In Fig. 15 sind zwei Strukturkörper 2 nach der Erfindung zwischen einem Lautsprecher 5 und einer Schallempfangüstelle O angeordnet, die in der Mitte zwischen einer in einer Verlängerung einer den Lautsprecher S mit der Oberkante des Strukturkörpers 2 verbindenden Linie liegenden Stelle M und einer

50

55

bO Stelle N, die auf der Verlängerung einer axialen Linie des Lautsprechers S liegt, ist. Die obere Lärmeinlaßfläche 10 jeder Versuchsvorrichtung ist zum Untergrund 8 um /3 = 45° geneigt. Die maximale Länge L der länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässe einer der beiden Strukturkörper 2 beträgt 330 mm und die der anderen Versuchsvorrichtung beträgt 600 mm. Der Lautsprecher S strahlt den Lärm ab und die mittels der beiden Strukturkörper 2 erzielte, verminderte Schallstärke wurde an der Stelle O gemessen. Das Ergebnis dieser Versuche ist durch zwei Kurven a und b in F i g. 16 dargestellt. Die Kurve a, deren Meßpunkte voll eingezeichnet sind, zeigt, daß bei einer maximalen Länge L der länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässe 3 von 330 mm eine Zunahme der Schallschwächung bei einer minimalen Frequenz von 500 Hz (der berechnete Wert beträgt 515Hz) beginnt, und die in Kreisen angegebene Kurve b zeigt, daß bei einer maximalen Länge L der länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässe 3 von 600 mm eine Zunahme der Schallschwächung bei einer minimalen Frequenz von 280 Hz (berechneter Wert = 283 Hz) beginnt.

Dies zeigt, daß, wenn die maximale Länge L der länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässe 3 des Strukturkörpers 2 auf eine Länge festgesetzt ist, die langer als die Hälfte der Wellenlänge λ der minimalen Frequenz / des von einer zu steuernden Lärmquelle abgestrahlten Lärms ist, es möglich ist, den Lärm merklich zu mindern.

Fig. 17 zeigt eine weitere Verwendung der Vorrichtung, die hier an einer Stelle zwischen zwei Gleisen angeordnet ist. In einem solchen Falle ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung aus einem Paar hohler Strukturkörper 2', 2" zusammensetzt ist, die einander gegenüberliegend derart angeordnet sind, daß eine bogenförmige Vorrichtung entsteht, wobei die Oberkanten 16 der Strukturkörper aneinander anstoßen, wie aus F i g. 17 ersichtlich.

In F i g. 18 ist eine Ausführungsform einer bogenartigen Vorrichtung gemäß Fig. 17 genauer dargestellt. Dabei ist die Vorrichtung aus einem Paar hohler Strukturkörper 2', 2" gemäß F i g. 8 zusammengesetzt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Beide hohlen Strukturkörper 2', 2" sind an ihren Oberkanten mit Flanschen 12 versehen, die an ihren sich gegenüberliegenden Flächen 16 aneinander anliegen, so daß insgesamt eine bogenförmige Vorrichtung entsteht.

In Fig.20 ist etwas genauer eine weitere Ausführungsform einer bogenförmigen Vorrichtung dargestellt. Diese Vorrichtung ist aus einem Paar hohler Strukturkörper 2', 2" gemäß F i g. 6 zusammengesetzt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Beide Strukturkörper 2', 2" sind an ihren Oberkanten ebenfalls mit Flanschen 12 versehen, die an ihren sich gegenüberliegenden Flächen 16 gegenseitig anliegen, so daß insgesamt eine bogenförmige Anordnung entsteht.

Um die schallschwächende Wirkung der bogenförmigen Vorrichtung nachzuweisen, wurde eine bogenförmige Vorrichtung (a = 65° und |S = 45°) gemöß F i g. 21 zwischen einem Lautsprecher S und Schaliempfängerstellen M, N und O angeordnet. Die Stelle M liegt auf der Verlängerung einer den Lautsprecher 5 und die Oberkante der Vorrichtung verbindenden Linie, die Stelle O ist die Mitte zwischen der Stelle M und einer Stelle N auf der Verlängerung einer axialen Linie des Lautsprechers S. Lärm mit einer bestimmten Bandbreite und einer Mittelfrequenz von 1000 Hz wurde vom Lautsprecher 5abgestrahlt und an den Stellen M, N und

O wurde die verminderte Schallstärke gemessen. Das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle 2 dargestellt:

Tabelle 2	Fehlen der Steuervor vorrichtung	Vorhandensein der Steuer vorrichtung	Schall schwächung (dB)
Meßstelle	68 68 68	58 43 43	I I ! Ol Ol O
M O N

Wie aus der Tabelle 2 ersichtlich, bewirkt die bogenförmige Vorrichtung an den Stellen N und O an der Rückseite der Vorrichtung eine bemerkenswerte starke Schallminderung.

Es hat sich herausgestellt, daß die Schallschwächungswirkung der Vorrichtung erhöht werden kann, wenn die Vorrichtung an ihren Lärmeinlaß- oder -auslaßflächen mit einer Verlängerung 17 mit einer Vielzahl von hohlen Durchlässen 3' versehen wird, die mit entsprechenden hohlen Durchlässen 3 der Vorrichtung verbunden sind. Eine solche Verlängerung 17 kann einteilig oder getrennt von der Vorrichtung ausgebildet sein.

F i g. 22a zeigt eine Ausführungsform einer solchen Verlängerung 17, die einteilig mit der oberen Lärmeinlaßfläche 10 der sich abwärts erstreckenden hohlen Durchlässen 3 einer vorbeschriebenen Vorrichtung ausgebildet ist. Die hohlen Durchlässe 3' der Verlange- jo rung 17 sind gegenüber dem Untergrund 8 um einen Winkel geneigt, der verschieden von dem der hohlen Durchlässe 3 der Vorrichtung ist.

F i g. 22b zeigt eine weitere Ausführungsform der Verlängerung 17, die von der vorbeschriebenen js Vorrichtung gemäß Fig.22a getrennt und daran befestigt ist. Der Neigungswinkel der hohlen Durchlässe 3' der Verlängerung 17 ist ebenfalls verschieden von dem der hohlen Durchlässe 3 der Vorrichtung.

F i g. 23a bis 23e zeigen verschiedene Ausführungsformen der Verlängerung 17 für die Vorrichtung nach der Erfindung.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.23a ist die Verlängerung 17 einteilig mit dem Strukturkörper 2 ausgebildet und ihre hohlen Durchlässe 3' sind gegenüber dem Untergrund 8 in einem Winkel geneigt, der verschieden von dem der hohlen Durchlässe 3 des Strukturkörpers 2 ist.

In den abgeänderten Ausführungsformen gemäß Fig.23b bis 23e sind die Verlängerungen 17 von den Strukturkörpern 2 getrennt und daran befestigt. In der Ausführungsform gemäß F i g. 23b sind alle hohlen Durchlässe 3' der Verlängerung 17 mit entsprechenden hohlen Durchlässen 3 des Strukturkörpers 2 verbunden. In den Ausführungsformen gemäß F i g. 23c und 23d ist der Strukturkörper 2 an einem Teil ihrer oberen Lärmeinlaßfläche 10 mit einer Verlängerung; 17 versehen.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 23c ist der Neigungswinkel der hohlen Durchlässe 3' der Verlange- ω rung 17 gleich dem der hohlen Durchlässe 3 des Strukturkörpers 2. Bei der Ausführungsfoim g<;mäß Fig. 23d ist der Neigungswinkel der hohlen Durchlässe 3' der Verlängerung 17 verschieden vom Neigungswinkel der hohlen Durchlässe 3 des Strukturkörpcr:; 2. b5

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.23e ist der Strukturkörper 2 über ihre gesamte untere Lilrmauslaßfläche 9 mit einer Verlängerung 17 versehen, deren hohle Durchlässe 3' mit den zugehörigen hohlen Durchlässen 3 rechte Winkel bilden.

In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig.24a ist eine Verlängerung 17 mit einer Vielzahl geradliniger hohler Durchlässe 3' von dem mit entsprechenden nicht geradlinigen hohlen Durchlässen 3 ausgebildeten Strukturkörper 2 getrennt und an dessen gesamter oberer Lärmeinlaßfläche 10 befestigt.

In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig.24b ist eine Verlängerung 17 mit einer Vielzahl nicht geradliniger hohler Durchlässe 3' von dem nicht geradlinigen hohlen Durchlässen 3 ausgebildeten Strukturkörper 2 gemäß Fig.24a getrennt und am unteren Teil der oberen Lärmeinlaßfläche 10 der Strukturkörpers 2 befestigt.

Der oben beschriebene bogenförmige Strukturkörper 2 kann ebenfalls an ihren oberen Lärmeinlaßflächen mit Verlängerungen hohler Durchlässe versehen sein.

Bei einer in Fig.25a dargestellten Ausführungsform ist der bogenförmige Strukturkörper 2 an seinen oberen Lärmeinlaßflächen 10 mit Verlängerungen 17 versehen, deren hohle Durchlässe 3' mit allen entsprechenden hohlen Durchlässen 3 des Strukturkörpers 2 in Verbindung stehen.

In weiteren Ausführungsformen gemäß F i g. 25b und 25c ist der bogenförmige Strukturkörper 2 an den unteren Bereichen ihrer oberen Lärmeinlaßflächen 10 mit Verlängerungen 17 versehen, deren hohle Durchlässe 3' mit verschiedenen, entsprechenden hohlen Durchlässen 3 des Strukturkörpers 2 in Verbindung stehen. Bei den in Fig. 25a und 25b dargestellten Ausführungsformen ist der Neigungswinkel der hohlen Durchlässe 3' der Verlängerung 17 gegenüber dem Untergrund 8 verschieden vom Neigungswinkel der hohlen Durchlässe 3 des Strukturkörpers 2 gegenüber dem Untergrund 8. Bei der in Fig.25c dargestellten Ausführungsform ist der Neigungswinkel der hohlen Durchlässe 3 der Verlängerung 17 gegenüber dem Untergrund 8 gleich dem Neigungswinkel der hohlen Durchlässe 3 des Strukturkörpers 2 gegenüber dem Untergrund 8.

Wie in Fig.26a und 26b dargestellt, wurde auf dem Untergrund 8 ein Strukturkörper 2 nach der Erfindung und davor ein Lautsprecher S zum Abstrahlen von Lärm angeordnet. Der abgeschwächte Schall wurde an einer Schallempfangsstelle O gemessen. Die Schallempfangsstelle Oliegt in der Mitte zwischen einer Stelle Λ/auf der Verlängerung der Mittelachse des Lautsprechers S und einer Stelle M auf der Verlängerung einer Linie, die den Lautsprecher S mit der Oberkante des Strukturkörpers 2 verbindet.

Der Strukturkörper 2 gemäß F i g. 26a ist an seiner oberen Lärmeinlaßfläche 10 nicht mit einer Verlängerung 117 hohler Durchlässe versehen, während der Strukturkörper 2 gemäß F i g, 26b an seiner oberen Lärmeinlaßfläche 10 mit einer Verlängerung 17 hohler Durchlässe versehen ist.

F i g. 27 zeigt das Ergebnis der obigen Versuche. Eine Kurve a gibt das Ergebnis des Versuches mit der Vorrichtung 2 ohne eine Verlängerung 17 gemäß Fig.26a, während die Kurve b das Ergebnis eines Versuches mit der Vorrichtung mit einer Verlängerung 17 gemäß F i g. 26b angibt.

Wie aus F i g. 27 ersichtlich, bewirkt die Verlängerung 17 eine Erhöhung der Schallschwächung. Insbesondere ist die Schallschwächung in einem niederen Frequenzbereich unter 500 Hz merklich verbessert.

Wie oben erläutert, verbessert die Verwendung einer

Verlängerung hohler Durchlässe die Schallschwächungswirkung der Vorrichtung und bildet ein wirksames Mittel zur Schallisolierung.

Wie aus dem obigen ersichtlich, liegt ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, mehrere, längliche, senkrechte, hohle Durchlässe vorzusehen, von denen jeder zwischen zwei benachbarten sich senkrecht erstreckenden, in gegenseitigem Abstand befindlichen Unterteilungswänden 11 ausgebildet ist und wobei zumindest ein Teil der hohlen Durchlässe 3 vom Untergrund 8 entfernt und über dem Untergrund 8 angeordnet ist. Im Ergebnis wird ein Teil des von der Lärmquelle 1 abgestrahlten Lärms bei seinem Durchtritt durch die länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässe 3 abgelenkt und wird in seiner Phase gegenüber sich direkt ausbreitendem Schall verzögert, der von der Lärmquelle 1 abgestrahlt wird und über die Oberkante des Strukturkörpers 2 hinweg gelangt. Der abgelenkt sich ausbreitende Schall interferiert mit dem sich direkt ausbreitenden Schall und es entsteht ein Schallabschwächbereich, der zwischen dem sich direkt ausbreitenden Schall und dem sich abgelenkt ausbreitenden Schall angeordnet ist. Als Ergebnis ist es möglich, die Schallabschwächwirkung der mit der erfindungsmäßen Vorrichtung zusammenwirkenden Schallisolierwand merklich zu verbessern.

Bisher war es üblich, daß sich von der Lärmquelle 1 abgestrahlter Schall direkt in Richtung auf die Schallschutzwand 5 ausbreitet, so daß die über die Schallschutzwand 5 hinweggelangende Schallmenge groß wird. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dagegen ermöglicht eine merkliche Verminderung der über die Schallschutzwand 5 hinweggelangenden Schallmenge.

Wie oben erläutert, ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung zur Steuerung der Ausbreitungsrichtung von Lärm eine Ablenkung der Lärmausbreitrichtung und gleichzeitig eine Phasenverzögerung des abgelenkten Lärms bzw. Schalls gegenüber dem sich direkt ausbreitenden Schall, der über die Oberkante der Vorrichtung gelangt. Weiter wird mit der Vorrichtung der wesentliche Vorteil erzielt, daß eine zur Auslöschung führende Interferenz-Erscheinung auftritt, die zwischen dem sich direkt ausbreitenden Schall und dem sich abgelenkt ausbreitenden Schall einen Schallabschwächbereich erzeugt. Somit schafft die Erfindung einen wirtschaftlich gangbaren Weg, Schall bzw. Lärm auf die Schallschutzwand hin zu konzentrieren, die auf einem Untergrund, wie einer erhöhten Schienenstrecke, Autobahn oder Fernstraße u.dgl. angeordnet ist, und kann verwendet werden, um die Schallabschwächungswirkung der Schallschutzwand merklich zu verbessern. Zusätzlich ist es möglich, die Höhe der Schallschutzwand herabzusetzen, wenn das Ablenkvermögen der Vorrichtung groß ist, und möglicherweise sogar die Schallschutzwand wegzulassen, wenn der sich abgelenkt ausbreitende Schall von schallabsorbierendem Material geschluckt wird.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Lärmschutzvorrichtung zum Steuern der Ausbreitungsrichtung von Lärm, insbesondere an Schienenstrecken, Autobahnen od. dgl., bestehend aus einem hohlen Strukturkörper, der aus einer Mehrzahl länglicher, hohler Durchlässe zusammengesetzt ist, die rechtwinklig zu einem Untergrund verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Strukturkörper (2; 2', 2") seitlich der Lärmquelle (1) angeordnet und die obere Lärmeinlaßfläche (10) der hohlen Durchlässe (3) gegenüber dem Untergrund (8) um einen Winkel (ß) schräg nach oben geneigt ist und die untere Lärmauslaßfläche (9) der hohlen Durchlässe gegenüber dem Untergrund (8) um einen Winkel (ot) geneigt ist, v/obei der Winkel ^zwischen 15° und 50° liegt.

2. Lärmschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Länge (L) der länglichen, hohlen Durchlässe (3) größer als die Hälfte der Wellenlänge ( λ) der minimalen Frequenz (f) in dem Frequenzbereich des von einer Lärmquelle abgestrahlten zu steuernden Lärms ist.

3. Lärmschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen, senkrechten, hohlen Durchlässe (3) unregelmäßig verteilt an angeordnet sind.

4. Lärmschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der länglichen, hohlen Durchlässe (3) von der oberen Lärmeinlaßfläche (10) zur unteren Lärmauslaßfläche (9) größer wird.

5. Lärmschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen einer Lärmquelle (1) und einer Schallschutzwand (5) angeordnet ist und ihre Höhe zumindest bis an eine Linie reicht, die die Lärmquelle mit der vorderen Oberkante der Schallschutzwand{5) verbindet.

6. Lärmscbutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Strukturkörpern (2', 2") auf einem Untergrund (8) mit ihren oberen Endflächen in gegenseitiger Anlage derart angeordnet ist, daß eine etwa bogenförmige Vorrichtung entsteht.

7. Lärmschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen, hohlen, senkrechten Durchlässe (3) durch eine Vielzahl quadratischer Durchlässe gebildet sind.

8. Lärmschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen, hohlen, senkrechten Durchlässe (3) an ihrem oberen oder unteren Enden mit einer Verlängerung (17) mit entsprechenden länglichen, hohlen Durchlässen (3') versehen sind.

9. Lärmschutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (17) ein eigenes Bauteil ist und an den hohlen, senkrechten Durchlässen (3) befestigt ist und die Durchlässe (3') der Verlängerung (17) mit den anderen Durchlässen (3) verbunden sind.

10. Lärmschutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (17) einstückig mit den hohlen, senkrechten Durchlässen (3) ausgebildet ist. .

Die Erfindung betrifft eine Lärmschutzvorrichtung zum Steuern der Ausbreitungsrichtung von Lärm mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Als Vorrichtung zum Schutz gegen Lärm sind Schallschutzwände und ähnliches gebräuchlich, die zwischen einer Lärmquelle und einem Lärmempfangsbereich angeordnet werden, um das Ausbreiten des Lärms zu unterbinden.

Jedoch liegt es in der Natur der Sache, daß sich der Lärm über die Schallschutzwand hinweg ausbreitet und deren Schallisolierwirkung entsprechend begrenzt ist.

Es ist auch bereits eine Schallschutzvorrichtung bekannt (DE-AS 24 00 755), die aus einer Vielzahl paralleler, senkrechter Trennwände zusammengesetzt ist, die zwischen sich senkrechte, hohle Durchlässe eingrenzen. Wird eine solche Schallschutzwand über einer Schallquelle angeordnet, so soll Schall durch die Durchlässe ähnlich durchtreten wie das vom Ort der Schallquelle ausgestrahlte Lichtstrahlen täten. Schall soll somit mittels der bekannten Schallschutzvorrichtung in alle diejenigen Richtungen abgeschirmt werden, in denen die Schallquelle durch die Schallschutzvorrichtung hindurch nicht sichtbar ist. Da für die Ausbreitung von Schall wegen dessen großer Wellenlängen die Gesetzmäßigkeiten der geometrischen Optik nur begrenzt anwendbar sind, Schall also an Hindernissen mehr oder weniger stark gebeugt wird, stellt die bekannte Schallschutzvorrichtung nicht völlig zufrieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in ihrem Aufbau einfache Vorrichtung zum Steuern der Ausbreitungsrichtung von Lärm zu schaffen, durch die in einem gewünschten Bereich der Lärm erheblich vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschriebenen Merkmale geiöst. Dadurch wird ein Teil des von einer Lärmquelle erzeugten und sich von ihr ausbreitenden Lärms bei seinem Durchgang durch die senkrechten hohlen Durchlässe abgelenkt und phasenverzögert. Der abgelenkte Schall und der sich direkt über die Oberkante der senkrechten, hohlen Durchlässe hinweg ausbreitende Schall überlagern sich, wodurch zwischen dem sich direkt ausbreitenden Schall und dem abgelenkten Schall ein Schallabschwächbereich entsteht.

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung kann nicht nur die Ausbreitungsrichtung von Lärm gesteuert werden, sondern es kann auch ein Bereich geschaffen werden, in den der Lärm merklich vermindert ist.

Vorteilhafte Merkmale der Vorrichtung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es stellen dar

F i g. 1 bis 4 Skizzen von Fotografien zur Darstellung eines Prinzips der Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 5 eine vordere Schnittansicht der Vorrichtung, verwendet für eine erhöhte Schienenstrecke, um den von einer auf Schienen fahrenden Bahn verursachten Lärm zu vermindern,

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung mit einem hohlen Strukturkörper, der aus einer Vielzahl quadratischer, wabenförmig angeordneter, länglicher, senkrechter, hohler Durchlässe zusammengesetzt ist,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer gegenüber