СТЕННЫЕ И ПОТОЛОЧНЫЕ ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
WALL AND CEILING SOUNDPROOF DEVICES

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится в целом к устройствам для звукоизоляции, пригодным, в частности, для сооружения стен и потолков.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В традиционных сооружениях листовые материалы прикрепляются к опорным конструкциям, образуя стены и потолки. Когда листовые материалы, такие как сухая кладка или гипсовая плита, прикрепляются к опорной конструкции с использованием винтов или гвоздей, звук может переноситься через листовой материал в опорную конструкцию. Затем волны, связанные со звуком, могут передаваться через опорную конструкцию, например, в соседние помещения или другие места, сообщающиеся с опорной конструкцией. Указанный перенос звука приводит к увеличению акустического фона окружающей среды внутри здания. Возникающая в результате какофония представляет собой особую проблему для окружающей среды находящихся в непосредственной близости жилых и деловых помещений.
Например, фиг.1 содержит иллюстрацию традиционной стенной конструкции, включающей сваи или опорные конструкции 10, листовой материал 12 на одной стороне опорной конструкции 10 и листовой материал 14 на другой стороне опорной конструкции 10. Как показано, листовые материалы 12 и 14 прикреплены непосредственно к опорной конструкции 10. Как показано на фиг.2, звуковые волны 16, контактирующие с листовым материалом 14, проходят через опорную конструкцию 10 и выходят из листового материала 12, образуя звуковые волны 18. Соответственно, непосредственное соединение листовых материалов с опорной конструкцией демонстрирует небольшое, или ограниченное, затухание, или гашение, звука, проходящего от одной стороны стены к другой.
Таким образом, строители обращаются к использованию технологий звукоизоляции в строительных проектах, в которых шум является проблемой. Однако традиционные технологии звукоизоляции менее эффективны на низких частотах. С учетом тенденций к созданию музыки с большим количеством генерируемого низкочастотного звука, текущей эксплуатации оборудования, такого как системы кондиционирования воздуха и компрессоры холодильных установок, генерирующих низкочастотные звуковые колебания, улучшенная звукоизоляция, в особенности на низких частотах, является необходимой.
Таким образом, необходима усовершенствованная система звукоизоляции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение будет понятней, а его многочисленные особенности и преимущества станут очевидными для специалистов при обращении к сопроводительным чертежам.
Фиг.1 и фиг.2 иллюстрируют существующий уровень техники стенных и потолочных сооружений.
Фиг.3 иллюстрирует пример выполнения звукоизолирующего устройства.
Фиг.4, фиг.5, фиг.6, фиг.7, фиг.8, фиг.9 и фиг.10 иллюстрируют примеры выполнения систем звукоизоляции.
Фиг.11, фиг.12, фиг.13, фиг.14 и фиг.15 иллюстрируют примеры выполнения звукоизолирующих устройств.
Фиг.16, фиг.17 и фиг.18 иллюстрируют примеры выполнения систем звукоизоляции.
Фиг.19, фиг.20 и фиг.21 иллюстрируют типичное звукоизолирующее устройство.
Фиг.22, фиг.23, фиг.24, фиг.25, фиг.26, фиг.27, фиг.28, фиг.29, фиг.30, фиг.31, фиг.32, фиг.33 и фиг.34 иллюстрируют дополнительные примеры выполнения звукоизолирующих устройств.
Фиг.35 и фиг.36 иллюстрируют дополнительные примеры выполнения звукоизолирующих устройств.
Фиг.37 и фиг.38 иллюстрируют дополнительные примеры выполнения звукоизолирующих устройств.
Фиг.39, фиг.40, фиг.41, фиг.42, фиг.43, фиг.44 и фиг.45 иллюстрируют примеры выполнения корытных профилей.
Фиг.46, фиг.47, фиг.48 и фиг.49 иллюстрируют графики потерь при передаче, связанной с заявляемыми звукоизолирующими устройствами.
Фиг.50 иллюстрирует экспериментальную конструкцию для измерения эффективности потерь при передаче.
Фиг.51 иллюстрирует экспериментальную конструкцию для измерения жесткости пружины.
Использование одинаковых условных обозначений на различных иллюстрациях указывает на сходные или идентичные элементы.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В конкретном варианте осуществления звукоизолирующее устройство может включать первую часть для соединения непосредственно с опорной конструкцией или с частью, соединяемой с опорной конструкцией, вторую часть, имеющую возможность изгибаться в направлении, перпендикулярном плоскости листового материала, и третью часть, соединяемую с листовым материалом или с корытным профилем или другой конструкцией, соединенной с листовым материалом. В процессе использования система звукоизоляции может включать листовой материал, соединенный с корытным профилем, например крепежной деталью, такой как гвоздь или винт. Корытный профиль может соединяться со звукоизолирующим устройством, а звукоизолирующее устройство может соединяться с опорной конструкцией, такой как балка или свая. В альтернативном варианте листовой материал может прикрепляться непосредственно к звукоизолирующему устройству. В другом примере звукоизолирующее устройство может соединяться с основанием, которое соединяется с опорной конструкцией или сваей.
Типичный вариант, показанный на фиг.3, включает изображение типичного звукоизолирующего устройства 100. Как показано на фиг.4, звукоизолирующее устройство 100 может прикрепляться или соединяться с опорной конструкцией (ST). Например, опорная конструкция (ST) может представлять собой деревянную сваю или металлический каркас. Как показано, звукоизолирующее устройство 100 соединяется с опорной конструкцией ST с использованием шурупа SC. В альтернативном варианте звукоизолирующее устройство 100 может соединяться с опорной конструкцией ST с использованием других крепежных устройств, таких как гвозди, болты, заклепки, или с использованием адгезива. В альтернативном варианте звукоизолирующее устройство 100 может соединяться с основанием, которое соединяется с опорной конструкцией ST. Как далее показано на фиг.4, корытный профиль FH соединяется со звукоизолирующим устройством 100, а стена W крепится к корытному профилю FH. Например, стена W может крепиться к корытному профилю FH с использованием крепежной детали, такой как шуруп, гвоздь, болт или заклепка. В альтернативном варианте стена W может соединяться с корытным профилем FH с использованием адгезива. Стена W может включать дерево, клееную фанеру, гипсовую плиту, цементно-стружечную плиту, штукатурную плиту, древесную плиту, гипсокартон, сухую кладку или любую их комбинацию.
Как показано на фиг.5, звукоизолирующее устройство 100 изгибается вследствие колебаний, рассеивая волны, такие как звуковые волны. Как показано, корытный профиль FH располагается внутри пазов сцепляемых конструкций 102, прикрепляющих корытный профиль FH к звукопоглощающему устройству 100. Крылья 104 соединяются плечом с прикрепляемой частью 106, которая крепится к опорной конструкции ST. В показанном варианте крылья 104 большей частью лежат в плоскости Р, параллельно стене W и опорной конструкции ST в статическом положении. Вследствие колебаний крылья 104 изгибаются, а опоры корытного профиля FH в некоторой степени выгибаются из параллельного положения относительно плоскости Р в направлении, перпендикулярном стене W и опорной конструкции ST, рассеивая звуковые волны.
Как показано на фиг.6 и фиг.7, одна из сторон опорной конструкции может включать несколько звукоизолирующих устройств 100. Поперек опорных конструкций ST можно выровнять наборы звукоизолирующих устройств таким образом, чтобы корытный профиль FH соединялся со звукоизолирующим устройством на каждой из опорных конструкций ST. Как показано на фиг.7, звукоизолирующие устройства 100 могут располагаться на обеих сторонах опорной конструкции, обеспечивая глушение для обеих стен на противоположных сторонах опорной конструкции ST. В альтернативном варианте звукоизолирующее устройство может располагаться на одной из сторон опорной конструкции ST.
В дополнительных вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.8, фиг.9 и фиг.10, звукоизолирующее устройство 100 может соединяться с узлом потолка или опорной конструкцией в различных расположениях. Например, на фиг.8 показано звукоизолирующее устройство 100, соединенное с узлом потолка CJ так, чтобы корытный профиль FH выравнивался параллельно узлу потолка CJ. Как показано на фиг.9, звукоизолирующее устройство 100 может соединяться с корытным профилем FH и может соединяться со скобой или другой соединительной частью, соединенной с боковой стороной опорной конструкции ST. Фиг.10 включает иллюстрацию альтернативного примера соединения с геометрическим узлом потолка CJ с использованием угловой опоры или скобы 24. В каждом из примеров звукоизолирующее устройство 100 сконфигурировано для изгиба в направлении, перпендикулярном плоскости, определяемой листовым материалом стены или потолка, приводя к рассеянию звуковых волн.
Фиг.11, фиг.12, фиг.13, фиг.14 и фиг.15 включают иллюстрации конкретного варианта осуществления звукоизолирующего устройства 100. Как показано, звукоизолирующее устройство 100 включает прикрепляемую часть 106, соединенную с соединительной платформой, такой как крылья 104, плечами 108. Каждое из крыльев 104 включает сцепляемые конструкции 102 для крепления к корытному профилю. Как показано, прикрепляемая часть 106 может включать отверстие 107 для размещения крепежной детали, такой как шуруп, болт, заклепка или гвоздь, для крепления прикрепляемой части 106 к основанию или к опорной конструкции. В альтернативном варианте прикрепляемая часть может крепиться к основанию или опорной конструкции с использованием адгезива.
Как показано на фиг.12, прикрепляемая часть 106 лежит в плоскости Р. Плечи 108 расположены в плоскости Р на противоположных сторонах прикрепляемой части 106. Плечи выходят из плоскости Р с той же стороны или поверхности плоскости Р под углом α относительно прикрепляемой части 106. В частности, угол α, определяемый между прикрепляемой частью 106 и плечом 108, не превышает 175°, как, например, не превышает 165°, не превышает 145°, не превышает 135° гили даже не превышает 120°.
Крылья 104 сформированы под углом β к плечу 108 и выходят из соответствующих плеч 108 в противоположных направлениях в целом параллельно плоскости Р. Например, когда β находится в интервале 0,8α-1,2α, как, например, в интервале 0,9α-1,1α, крылья в целом параллельны прикрепляемой части 106. В частности, угол β, определяемый между крыльями 104 и плечами 108, не превышает 175°, как, например, не превышает 165°, не превышает 145°, не превышает 135° или даже не превышает 120°.
В типичном варианте осуществления изобретения полная длина (а) звукоизолирующего устройства 100, определяемая параллельно плоскости Р, находится в интервале 2-10 дюймов. Например, полная длина может находиться в интервале 2-6 дюймов, как, например, в интервале 2-5 дюймов или даже в интервале 2-4 дюйма. Высота (b) звукоизолирующего устройства 100, определяемая перпендикулярно плоскости Р, может находиться в интервале 0,1-5 дюймов, как, например, в интервале 0,1-3 дюйма или даже в интервале 0,3-2 дюйма. Высота (с) крыла 104 относительно прикрепляемой части 106 может находиться в интервале 0,1-1 дюйм, как, например, в интервале 0,2-0,7 дюйма, или даже в интервале 0,3-0,5 дюйма. В одном из примеров длина (d) прикрепляемой части 106 может находиться в интервале 0,2-1,5 дюйма, как, например, в интервале 0,4-1 дюйм. Длина (е) крыла 104 может находиться в интервале 0,5-4 дюйма, как, например, в интервале 0,5-3 дюйма или даже в интервале 0,5-2 дюйма. В конкретном примере отношение длины (е) к длине (d) больше 1, например может составлять, по меньшей мере, 1,05, по меньшей мере, 1,1, по меньшей мере, 1,2 или даже, по меньшей мере, 1,3.
В типичном варианте осуществления звукоизолирующее устройство 100 и другие показанные варианты осуществления звукоизолирующих устройств могут быть выполнены из таких материалов, как металлы, полимеры или композитные материалы. Например, звукоизолирующие устройства могут быть выполнены из таких металлов, как сталь, алюминий, бронза, медь, олово, титан, цинк, их сплавов, а также любых их комбинаций. При необходимости металлы могут быть обработанными или иметь покрытия, как, например, металлическое или металлооксидное гальваническое покрытие или полимерное покрытие. В альтернативном варианте звукоизолирующее устройство может быть выполнено из полимерного материала, такого как материал, включающий полиолефин, полиамид, диеновый эластомер, сложный полиэфир, простой полиэфир, полиарамид, полиимид, силикон или любая их комбинация. Кроме того, звукоизолирующее устройство может быть выполнено из композитного материала, такого как наполненный полимер, включая такие наполнители, как оксид металла, другой полимер, металлическая пыль, графит, огнезащитный состав, другая добавка или любая их комбинация, или может быть выполнен из металлических/эластомерных слоистых материалов.
В частности, показанные звукоизолирующие устройства могут быть выполнены посредством резки и формовки листа материала, такого как металлический лист. Например, звукоизолирующее устройство 100 может быть порезано и согнуто в форму. В частности, лист может быть разрезан для образования промежуточной заготовки или компонента, а промежуточная заготовка может быть согнута для образования звукоизолирующего устройства. Как показано на фиг.11, звукоизолирующее устройство 100 может быть выполнено из цельной заготовки такого материала, как металл, и быть разрезано и согнуто для образования прикрепляемой части 106, плеч 108, крыльев 104 и сцепляемых конструкций 102. В альтернативном варианте звукоизолирующее устройство может быть выполнено из пластичного материала и изготавливаться по технологии, такой как литьевое формование, формование под давлением, другие технологии формования или любые их комбинации.
В конкретном примере звукоизолирующее устройство 100 или другие варианты осуществления звукоизолирующих устройств могут быть выполнены из листового материала, имеющего толщину в интервале калибров 5-200, как, например, в интервале калибров 20-150, в интервале калибров 20-125 или даже в интервале калибров 20-100. В частности, толщина материала выбирается таким образом, чтобы обеспечивать баланс между гибкостью, способствующей звукоизоляции, и прочностью, пригодной для осуществления опоры листового материала. Например, материал может выбираться в сочетании с конструкцией так, чтобы осуществлять опору, по меньшей мере, 10 фунтов листового материала, как, например, по меньшей мере, 20 фунтов листового материала, по меньшей мере, 25 фунтов листового материала, по меньшей мере, 30 фунтов листового материала, по меньшей мере, 35 фунтов листового материала или даже, по меньшей мере, 50 фунтов листового материала. Профиль, как правило, сконфигурирован для осуществления опоры не более 100 фунтов листового материала.
В одном из вариантов осуществления звукоизолирующее устройство, такое как звукоизолирующее устройство 100 или описываемое ниже звукоизолирующее устройство, может обладать жесткостью пружины не более 40000 кг/м. Жесткость пружины - это отношение нагрузки к отклонению, измеренное с использованием конструкции, описываемой в Примере 3. В частности, звукоизолирующее устройство может иметь жесткость пружины не более 35000 кг/м, как, например, не более 30000 кг/м, не более 25000 кг/м, не более 20000 кг/м, не более 15000 кг/м, не более 12000 кг/м, не более 10000 кг/м или даже не более 7000 кг/м. В одном из примеров звукоизолирующее устройство выполняется из конструкции металлического листового материала и имеет жесткость пружины не более 40000 кг/м. В дальнейшем примере звукоизолирующее устройство конфигурируется для крепления к корытному профилю и имеет жесткость пружины не более 15000 кг/м. В конкретном примере звукоизолирующее устройство имеет жесткость пружины, по меньшей мере, 100 кг/м, как, например, по меньшей мере, 500 кг/м или даже, по меньшей мере, 1000 кг/м.
Кроме того, звукоизолирующее устройство обеспечивает резонансный индекс не более 65 Гц. Резонансный индекс определяется как резонансная частота для стенки, включающей по одному листу сухой кладки 5/8" на каждой стороне деревянного каркаса. Звукоизолирующее устройство располагается между одним из листов сухой кладки 5/8" и боковой стороной деревянной рамы. В частности, звукоизолирующее устройство демонстрирует резонансный индекс не более 60 Гц, например в интервале 50-60 Гц.
Несмотря на то что показанный вариант осуществления звукоизолирующего устройства 100 сконфигурирован с цельной центральной прикрепляемой частью, другие варианты могут включать одну или несколько прикрепляемых частей, таких как ножки. Например, фиг.16 включает изображение звукоизолирующего устройства 200, включающего две ножки 206 и соединительную платформу 202, прикрепляемую к ножкам плечами 204. В варианте, показанном на фиг.16, каждое из плеч 204 включает один или более загиб 208, который может выгибаться вследствие волновой энергии, такой как энергия звуковых волн. Как показано, стена W прикрепляется к корытному профилю FH, скрепляющему конструкции 210, поддерживаемые соединительной платформой 202 звукоизолирующего устройства 200. Ножки 206 звукоизолирующего устройства 200 крепятся к опорной конструкции крепежными деталями, такими как гвозди, шурупы, или, при необходимости, адгезивом. Вследствие звуковых волн звукоизолирующее устройство 200 изгибается в направлении, перпендикулярном плоскости Р, рассеивая звуковые волны.
В дополнительных вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.17 и фиг.18, звукоизолирующее устройство с одной точкой прикрепления и звукоизолирующее устройство с двумя ножками могут комбинироваться для обеспечения улучшенной звукоизоляции. Например, звукоизолирующее устройство 200 может соединяться с опорной конструкцией ST с использованием двух ножек 206. Плечо 204, проходящее от ножки 206, может осуществлять опору прикрепляемой платформы, к которой крепится точка прикрепления 106 звукоизолирующего устройства 100. Звукоизолирующее устройство 100 может включать сцепляемые конструкции 102 для крепления к корытному профилю FH. В другом варианте, показанном на фиг.18, комбинированное звукоизолирующее устройство, включающее звукоизолирующие устройства 200 и 100, может соединяться со скобой или опорой.
В дальнейшем варианте осуществления звукоизолирующее устройство, показанное на фиг.19, фиг.20 и фиг.21, может включать одну точку прикрепления 196 для крепления к опорной конструкции. Первичное плечо 198 может проходить между точкой прикрепления 196 и крылом 194. Вторичное плечо 200 может проходить от крыла 194 к соединительной платформе 202. Соединительная платформа 202 может прикрепляться или может включать сцепляемые конструкции для соединения с корытным профилем. Например, звукоизолирующее устройство может включать пазы 192, с которыми скрепляются такие части корытного профиля, как кромки. Как показано на фиг.20, вследствие сжимающих усилий угол γ, определяемый между плечами 198 и 200, уменьшается, позволяя звукоизолирующему устройству перемещаться в направлении, перпендикулярном конструкции стены. Таким образом, звукоизолирующее устройство рассеивает волновую энергию, ограничивая перенос волновой энергии, такой как энергия звуковых волн, к опорной конструкции.
В конкретном примере звукоизолирующее устройство может формироваться путем резки и формовки листового материала. Например, при рассмотрении в боковой проекции согласно фиг.21 центральную часть листового материала сгибают для образования прикрепляемой части 196 и первичных плечей 198. Части листового материала, ближайшие к центральной части, сгибают для образования вторичных плечей 200 и соединительных платформ 202.
Исходя из приведенного выше описания, можно предположить различные изменения конструкции. Например, в варианте, показанном на фиг.22, две ножки 222 могут быть соединены посредством плеча 224, включающего четыре загиба, проходящих к платформе 226. Платформа 226 включает сцепляемые конструкции 228 для крепления к корытному профилю. В варианте, показанном на фиг.22, загибы раскрываются перпендикулярно плоскостям, параллельным прикрепленному листовому материалу. В альтернативном варианте, показанном на фиг.23, плечи 234, выходящие из ножек 232, включают два загиба, поддерживающих платформу 236, включающую, кроме прочего, сцепляемые конструкции 238 для крепления к корытному профилю. В целом, загибы характеризуются изменением направления материала в боковой проекции вследствие изгиба, противоположного резке. В частности, звукоизолирующее устройство может включать, по меньшей мере, два загиба, как, например, по меньшей мере, три загиба, по меньшей мере, четыре загиба или даже, по меньшей мере, пять загибов, проходящих между прикрепляемой частью и соединительной платформой.
В дальнейшем варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.24, ножка 242 соединяется с плечом 244, принимая s-образную форму и поддерживая платформу 246, включающие сцепляемые конструкции 248 для крепления к корытному профилю. Как показано, загибы s-образной формы раскрываются параллельно ножкам. В альтернативном варианте, загибы s-образной формы могут быть сконфигурированы для раскрытия перпендикулярно плоскости ножек или платформ или под углом к плоскости.
При необходимости звукоизолирующие устройства могут быть асимметричными. В отличие от вариантов, показанных на фиг.22, фиг.23 и фиг.24, в аналогичном звукоизолирующем устройстве могут использоваться различные конструкции плеча. Как показано на фиг.25, первое плечо 252 включает загибы, а второе плечо 254 загибов, или изгибов, не включает. В дальнейшем примере асимметричное звукоизолирующее устройство может включать первое плечо, имеющее зигзагообразную структуру, и второе плечо, включающее s-образные загибы.
В альтернативном варианте осуществления изобретения соединительные платформы, являющиеся опорой сцепляемых конструкций для крепления к корытным профилям, могут включать изгибы. В частности, если плечо описано как выходящее из ножек, соединительная платформа может описываться как платформа, лежащая ниже высшей точки плеча. Например, как показано на фиг.26, плечо 264 выходит в вертикальном направлении из ножки 262. Угол соединения между плечом 264 и соединительной платформой 266 имеет такую величину, что соединительная платформа 266 лежит ниже высшей точки 269 плеча 264. В результате сцепляемые конструкции 268 также могут лежать ниже высшей точки 269 плеча 264. Изгиб может возникать в соединительной платформе 266 в направлении, перпендикулярном стене, поддерживаемой конструкцией, приводя к глушению звуковых волн, проходящих через стену. Для сравнения на фиг.27 показано устройство, в котором соединительная платформа 276 является плоской и располагается на одной прямой с высшей точкой плеча 274. В результате соединительная платформа 266 на фиг.26 ближе к конструкции, к которой прикрепляются ножки 262, чем к соединительной платформе 276 на фиг.27. В дальнейшем типичном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.28, соединительная платформа 286 может включать зигзагообразную структуру, сходную со структурой, показанной в соответствии с плечами варианта, представленного на фиг.22, и приводит к тому, что платформа 286 лежит ближе к опорной конструкции, к которой прикрепляются ножки 282. Также соединительная платформа 286 из-за наличия зигзагообразной конфигурации 288 обеспечивает перпендикулярное перемещение относительно опорной конструкции, приводя к глушению волн, проходящих через стену или опорную конструкцию.
В альтернативных вариантах осуществления звукоизолирующее устройство может включать одну ножку, соединенную плечом с соединительной платформой. Например, фиг.29 включает изображение типичного варианта осуществления изобретения, включающего одну ножку 292, соединенную с соединительной платформой 296 плечом 294. Соединительная платформа 296 включает сцепляемые конструкции 298 для крепления к корытному профилю. Как показано, конфигурация плеча 294 и соединительной платформы 296 обеспечивает версию с одной ножкой варианта осуществления звукоизоляции по фиг.26. Аналогичным образом вариант, показанный на фиг.30, представляет версию с одной ножкой варианта, показанного на фиг.28, на фиг.31 представлена версия варианта с одной ножкой, показанного на фиг.24, на фиг.32 представлена версия с одной ножкой варианта, показанного на фиг.22, фиг.33 включает иллюстрацию варианта осуществления с одной ножкой, сходного с вариантом, показанным на фиг.23, а фиг.34 представляет версию с одной ножкой устройства, показанного на фиг.27.
В дальнейшем типичном варианте осуществления изобретения варианты осуществления звукоизолирующего устройства с двумя ножками и варианты осуществления звукоизолирующего устройства с одной ножкой можно объединить в единое звукоизолирующее устройство с одной точкой прикрепления, обеспечивающей дополнительную звукоизоляцию. Например, как показано на фиг.35, звукоизолирующее устройство 352 с двумя ножками может объединяться со звукоизолирующим устройством 358 с единственной точкой прикрепления, включающее сцепляемые конструкции 354 для крепления к корытному профилю. Соответственно, комбинация механизмов позволяет комбинированному звукоизолирующему устройству совершать перпендикулярное перемещение, приводящее к дополнительному рассеянию звуковых волн. В другом типичном варианте, показанном на фиг.36, звукоизолирующее устройство 362 с одной ножкой может соединяться со звукоизолирующим устройством 364 с одной точкой прикрепления, включающее сцепляемые конструкции 366.
В дальнейшем типичном варианте осуществления изобретения звукоизолирующее устройство 372 с единичной точкой прикрепления может соединяться с основанием 374, как показано на фиг.37 и 38. Звукоизолирующее устройство 372 включает прикрепляемую часть 376, соединенную плечами 378 с крыльями 380. Крылья 380 включают сцепляемые конструкции 382 для крепления к корытному профилю. Прикрепляемая часть 376 соединяется крепежной деталью 384 с основанием 374. В конкретном примере крепежная деталь 384 может позволять звукоизолирующему устройству 372 вращаться относительно основания 374; прикрепляемая часть 376 с возможностью свободного вращения соединяется с основанием 374.
В одном из примеров звукоизолирующее устройство 372 прикрепляется к поперечине 386 основания 374, которое соединено одним или обоими концами поперечины 386 с остальной частью основания 374. Кроме того, основание 374 может включать эластомерную прокладку 388, сжимаемую при соединении основания 374 с опорной конструкцией. Например, в показанном варианте осуществления основание 374 может соединяться с опорной конструкцией с использованием крепежных деталей, проходящих через отверстия 389. Например, крепежные детали могут включать заклепки, гвозди, шурупы или болты или любую их комбинацию. В альтернативном варианте основание 374 может соединяться с опорой с использованием адгезива. По существу, устройство, показанное на фиг.37 и фиг.38, реализует несколько особенностей звукоизоляции, таких как гибкость устройства 372, дополнительная гибкость, обеспечиваемая поперечиной 386, и дополнительное наличие эластомерной части 388.
В дальнейшем альтернативном варианте звукоизолирующее устройство может реализовываться как профиль. В частности, профиль может быть выполнен с прикрепляемыми частями, включающими одну ножку или две ножки, и может включать один или несколько загибов, или s-образных изгибов, распределенных между плечами, проходящими к соединительным платформам от ножек. Например, на фиг.39 показан вариант осуществления с одной ножкой, а на фиг.40 - вариант осуществления системы с двумя ножками, включающей ножку 392, плечо 394 и соединительную платформу 396. Соединительная платформа 396 может иметь конфигурацию для непосредственного контакта с конструкцией стены. Например, соединительная платформа 396 может непосредственно приклеиваться или крепиться к конструкции стены, например, посредством адгезива или крепежных деталей. Между плечом 394 и опорой 396 проходит один или несколько загибов 398. В общем, загибы характеризуются изменением в направлении материала в боковой проекции, возникающим из-за изгиба в противоположность резке. В частности, профиль может включать, по меньшей мере, два загиба, как, например, по меньшей мере, три загиба, по меньшей мере, четыре загиба или даже, по меньшей мере, пять загибов, проходящих между прикрепляемой частью и соединительной платформой. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.39 и фиг.40, два загиба 398 образуют переход между плечом 394 и соединительной платформой 396. Загибы 398 представляют отверстия, направленные перпендикулярно плоскостям, определяемым ножкой 392 и платформой 396.
Как показано на фиг.41 и фиг.42, вариант осуществления с одной ножкой и вариант осуществления с двумя ножками включают загибы 428, раскрывающиеся в направлении, параллельном плоскостям ножек и соединительной платформы. Вариант осуществления изобретения, показанный на фиг.43, включает большее количество загибов, раскрывающихся параллельно плоскости ножек. В альтернативном варианте, показанном на фиг.44, загибы раскрываются в направлении, перпендикулярном плоскости ножки.
В альтернативном варианте, показанном на фиг.45, загибы 468 при переходе от плеча к соединительной платформе образуют S-образную структуру. Как показано, загибы раскрываются параллельно плоскости ножки. В альтернативном варианте загибы могут раскрываться перпендикулярно плоскости ножки. Каждый из вариантов осуществления, показанных на фиг.43, фиг.44 или фиг.45, может быть реализован как вариант с одной или двумя ножками.
В типичном варианте осуществления изобретения профиль может быть выполнен из таких материалов, как металлы, полимеры или композитные материалы. Например, профиль может быть выполнен из таких металлов, как сталь, алюминий, бронза, медь, олово, титан, цинк, их сплавы или любая их комбинация. При необходимости металлы могут быть обработанными или содержащими покрытия, как, например, металлическое или металлооксидное гальваническое покрытие или полимерное покрытие. В альтернативном варианте профиль может формироваться из полимерного материала, такого как материал, включающий полиолефин, полиамид, диеновый эластомер, сложный полиэфир, простой полиэфир, полиарамид, полиимид, силикон или любая их комбинация. Кроме того, профиль может быть выполнен из композитного материала, такого как наполненный полимер, включающий наполнитель, такой как оксид металла, другой полимер, дисперсия металлических частиц, графит, огнезащитный состав, другие добавки или любая их комбинация, или может формироваться из металлического/эластомерного слоистого материала.
В частности, показанные профили могут формироваться путем резки и формовки листа материала, такого как металлический лист. Например, профили могут быть разрезаны и согнуты в форму. В одном из примеров лист может быть разрезан в форме промежуточной заготовки или компонента, а промежуточная заготовка может быть согнута с образованием профиля. В частности, профили могут быть образованы из цельной заготовки материала, такого как металл, и быть разрезаны и согнуты, образуя ножку, плечи и соединительные платформы. В альтернативном варианте профиль может быть выполнен из пластичного материала и изготавливаться по такой технологии, как литьевое формование, формование под давлением или по другим технологиям формования, а также при любой их комбинации.
В конкретном примере профиль может быть выполнен из листового материала, имеющего толщину в интервале калибров 5-200, как, например, интервал калибров 20-150, интервал калибров 20-125 или даже интервал калибров 20-100. В частности, толщина материала выбирается таким образом, чтобы обеспечивать баланс между гибкостью, способствующей звукоизоляции, и прочностью, пригодной для осуществления опоры листового материала. Например, материал может выбираться в комбинации с конструкцией для осуществления опоры, по меньшей мере, 10 фунтов, как, например, по меньшей мере, 20 фунтов, листового материала, по меньшей мере, 25 фунтов листового материала, по меньшей мере, 30 фунтов листового материала, по меньшей мере, 35 фунтов листового материала или даже, по меньшей мере, 50 фунтов листового материала. Профиль в целом сконфигурирован так, чтобы осуществлять опору не более чем 100 фунтов листового материала. Профиль может иметь высоту и длину, описанные выше, в соответствии со звукоизолирующими устройствами.
В одном из вариантов осуществления профиль может обладать жесткостью пружины не более 40000 кг/м. Жесткость пружины - это отношение нагрузки к отклонению, измеренное для нагрузки, достаточной для отклонения 1 мм. В частности, профиль может иметь жесткость пружины не более 35000 кг/м, как, например, не более 30000 кг/м, не более 25000 кг/м, не более 20000 кг/м, не более 15000 кг/м, не более 12000 кг/м, не более 10000 кг/м или даже не более 7000 кг/м. В одном из примеров профиль формируется из листовой металлической конструкции, имеющей конфигурацию, показанную на фиг.39-45, и обладает жесткостью пружины, значения которой перечислены выше. В конкретном примере звукоизолирующее устройство обладает жесткостью пружины, по меньшей мере, 100 кг/м, как, например, по меньшей мере, 500 кг/м или даже, по меньшей мере, 1000 кг/м.
Кроме того, профиль предусматривает резонансный индекс не более 65 Гц. Резонансный индекс определяется как резонансная частота для стенки, включающей по одному листу сухой кладки 5/8" на каждой из сторон деревянного каркаса. Профиль располагается между одним из листов сухой кладки 5/8" и боковой стороной деревянной рамы. В частности, профиль демонстрирует резонансный индекс не более 60 Гц, как, например, в интервале 50-60 Гц.
Конкретные варианты осуществления описанных устройств обеспечивают технические преимущества над звукоизолирующими устройствами известного уровня техники. В частности, варианты осуществления вышеописанных звукоизолирующих устройств демонстрируют желаемую эффективность потерь при передаче. Способ определения эффективности потерь при передаче описан ниже согласно Примеру 3. Например, эффективность потерь при передаче на частоте 125 Гц может составлять, по меньшей мере, 37 дБ, как, например, по меньшей мере, 39 дБ или даже, по меньшей мере, 40 дБ. Кроме того, варианты осуществления изобретения обеспечивают эффективность потерь при передаче на частоте 800 Гц, составляющую, по меньшей мере, 63 дБ, как, например, по меньшей мере, 64 дБ или даже, по меньшей мере, 65 децибел.
Кроме того, варианты осуществления вышеописанных звукоизолирующих устройств и профилей обладают жесткостью пружины в интервале, предусматривающим низкую резонансную частоту в конструкциях стен и потолков, обеспечивая прочность, достаточную для осуществления опоры листового материала, образующего стену или потолок. Низкая жесткость пружины может быть связана с требуемой эффективностью потерь при передаче в низких и средних диапазонах частот. Кроме того, указанные варианты осуществления изобретения просты в изготовлении и применении в строительстве.
Примеры
Пример 1
Потери при передаче определялись для образцов стен, включающих звукоизолирующие устройства, и для стен для сравнения, не содержащих звукоизолирующих устройств. Стена для сравнения изготавливалась с использованием листа сухой кладки 5/8" тип X, присоединенного с использованием деревянных шурупов к каждой из сторон деревянных стоек без звукоизолирующих устройств. Экспериментальные образцы изготавливались путем соединения одного фрагмента сухой кладки непосредственно с одной из сторон деревянных стоек с использованием шурупов для дерева и соединения второго фрагмента сухой кладки с корытными профилями 7/8", сцепленными со звукоизолирующими устройствами, показанными на фиг.11. Звукоизолирующие устройства соединялись с деревянными стойками с использованием шурупов для дерева.
Как показано на фиг.46, стена, включающая звукоизолирующее устройство (линия А), проявляет существенно большие потери при передаче, чем стена без звукоизолирующего устройства (линия В). Соответственно, звукоизолирующее устройство обеспечивает улучшенную звукоизоляцию, в особенности для низких частот в диапазоне 80-200 Гц и для средних частот в диапазоне 600-1000 Гц.
Пример 2
С использованием серийно выпускаемых звукоизолирующих устройств (РАС RSIC-1 и Kinetics Isomax) и звукоизолирующего устройства, показанного на фиг.11, выполнялись измерения потерь при передаче для конфигураций, включающих либо одинарный лист сухой кладки на обеих сторонах каркаса (т.е. один лист, непосредственно соединенный с каркасом, и один лист, соединенный с корытным профилем) или двойные листы на обеих сторонах каркаса (т.е. два листа, непосредственно соединенные с каркасом на одной стороне, и два листа, соединенные с корытным профилем).
Изготавливались образцы стен, включающие один или два листа сухой кладки 5/8" тип X, прикрепленные к деревянному каркасу шурупами для дерева. Один или два листа сухой кладки также прикреплялись к корытным профилям для сухой кладки 7/8", соединенными со звукоизолирующими устройствами. Звукоизолирующие устройства прикреплялись к деревянному каркасу и располагались так, как показано на фиг.50.
Как показано на фиг.47 (одинарный лист) и фиг.48 (двойной лист), вариант осуществления звукоизолирующего устройства, показанный на фиг.11 (А), обеспечивает большие потери при передаче, чем потери устройства РАС RSIC-1 (В) и Kinetics Isomax (С).
Пример 3
Представлено сравнение между серийно выпускаемыми звукоизолирующими устройствами (РАС RSIC-1 и Kinetics Isomax) и звукоизолирующим устройством, показанным на фиг.37 и фиг.38. Изготавливались стены, в которых лист сухой кладки 5/8" тип X непосредственно соединялся с деревянным каркасом с одной стороны с использованием шурупов для дерева. Деревянный каркас представлял собой секцию размером 8x8 футов, выполненную из деревянных стоек 2x4 (шириной 1,5 дюйма и глубиной 3,5 дюйма) на расстоянии 16 дюймов одна от другой. Между стойками находился стекловолоконный изоляционный материал R19. Зажимные скобы (показанные как точки 504) размещались на стойках 502 так, как показано на фиг.50. Два листа панелей сухой кладки 5/8" тип X соединялись с корытным профилем из сухой кладки 7/8", соединенным со звукоизолирующим устройством. Звукоизолирующее устройство соединялось со стороной деревянного каркаса, противоположной непосредственно присоединенному листу сухой кладки. Потери при передаче измерялись в децибелах для частот звука в диапазоне 80-5000 Гц. Эффективность потерь при передаче для конкретной частоты представляет собой потери при передаче (в дБ), измеренные с использованием описанных выше конфигураций.
Как показано на фиг.49, звукоизолирующее устройство по фиг.37 и фиг.38 (А) обеспечивает улучшенную эффективность потерь при передаче для частот в диапазонах 80-160 Гц и 600-1000 Гц относительно устройств РАС RSIC-1 (В) и Kinetics Isomax (С). В других диапазонах частот настоящее звукоизолирующее устройство обеспечивает эффективность по сравнению с другими, серийно выпускаемыми устройствами.
Кроме того, посредством теста, показанного на фиг.51, измерялась жесткость пружины для серийно выпускаемых образцов и звукоизолирующего устройства, представленных на фиг.11 или фиг.37. Два устройства 516 располагались на расстоянии 24 дюйма друг от друга. С каждым устройством 516 соединялся корытный профиль 514, и на один из концов корытного профиля помещался груз 512 весом 25 фунтов. Отклонение измерялось рядом с устройством, ближайшим к грузу весом 25 фунтов. Как показано в Таблице 1, настоящее звукоизолирующее устройство, представленное на фиг.37, проявляет наименьшую жесткость пружины.
Таблица 1
Жесткость пружины образцов
Образец
Жесткость пружины
РАС RSIC-1
12500 кг/м
Kinetics Isomax
18000 кг/м
Образец (фиг.11)
5700 кг/м
Образец (фиг.37)
4500 кг/м
Пример 4
Образец варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.33, испытывался на потери при передаче с использованием процедуры, описанной в ПРИМЕРЕ 3, с тем исключением, что использовался стекловолоконный изолирующий материал R13. Для сравнения также испытывалось устройство РАС RSIC-1. Таблица 2 иллюстрирует потери при передаче как функцию частоты. Как показано, настоящий образец обеспечивает большие потери при передаче на низких частотах, чем образец РАС RSIC-1.
Таблица 2
Потери при передаче (дБ)
Частота (Гц)
РАС RSIC-1
Образец (фиг.33)
63
12,6
18,2
80
17,1
19,5
100
22,3
24,1
125
29
30,8
160
32,6
34,5
200
37,6
39,4
250
43,6
45
315
48,6
50
400
51,1
51,5
500
52,8
53,5
630
54,7
56,3
800
56,7
58
1000
58
59,5
1250
61,7
62,6
1600
61,3
61,6
2000
54,9
53,6
2500
55
54,9
3150
61,8
58,6
4000
67,7
65,2
5000
70,5
70,7
Следует отметить, что не все действия, описанные выше в описании или в примерах, являются необходимыми, а также что часть конкретных действий не является обязательной, и в дополнение к описанным может осуществляться одно или несколько дополнительных действий. Кроме того, порядок, в котором перечислены действия, не является обязательным порядком для осуществления.
В предшествующем описании сущность была описана в соответствии с конкретными вариантами осуществления изобретения. Тем не менее, для любого специалиста в данной области будет очевидно, что различные модификации и изменения могут быть внесены без отступления от объема изобретения, изложенного ниже в формуле изобретения. Соответственно, описание и графические материалы следует рассматривать в качестве примеров, а не ограничений, а все подобные модификации могут быть включены в объем изобретения.
Предполагается, что используемые здесь термины «включает», «включающий», «имеет», «имеющий», «содержит», «содержащий» или любые их вариации предназначены для охвата неисключительных признаков данного изобретения. Например, процесс, способ, изделие или устройство, включающее список признаков, необязательно ограничено только этими признаками, но может включать и другие признаки, в явном виде не перечисленные или не присущие указанному процессу, способу, изделию или устройству. Кроме того, если в явном виде не указывается обратное, «или» относится к включающему «или», а не к исключающему «или». Например, условию «А или Б» удовлетворяют любые из следующих утверждений: А - истина (или присутствует) и Б - ложь (или не присутствует), А - ложь (или не присутствует) и Б - истина (или присутствует) либо А и Б - истина (или присутствует).
Кроме того, для описания описываемых здесь элементов и компонентов используют формы единственного числа. Они используются только для удобства и представления общей сути объема изобретения. В описании под словом один следует понимать как включающее один или, по меньшей мере, один, а единственное число может также включать множественное число, если противоположное не является очевидным.
Польза, другие преимущества и решения проблем описаны выше в соответствии с конкретными вариантами осуществления изобретения. Тем не менее, польза, другие преимущества, решения проблем, а также любая особенность или особенности, которые могут принести пользу, преимущество или решение проблемы или же сделать его более выраженным, не должны рассматриваться как критичные, необходимые или определяющие особенности любого или всех пунктов формулы изобретения.
После прочтения описания специалисты в данной области заметят, что определенные особенности, описанные здесь для ясности в контексте отдельных вариантов осуществления изобретения, также могут предусматриваться в комбинации в едином варианте осуществления изобретения. И наоборот, различные особенности, описанные для краткости в контексте одного варианта осуществления изобретения, также могут быть предусмотрены по отдельности или в любой субкомбинации. Кроме того, ссылки на величины, представленные в интервалах величин, включают все без исключения значения величин внутри указанного интервала.