AT394226B

AT394226B - Schallabsorptionskoerper

Info

Publication number: AT394226B
Application number: AT3989A
Authority: AT
Original assignee: Engelhard Konrad
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1992-02-25
Also published as: ATA3989A

Description

AT 394 226 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schallabsorptionskörper, der eine Schale und ein von wenigstens einem Hohlraum der Schale aufgenommenes, mit Bindemittel unter gegenseitiger Bildung von Hohlräumen zusammengehaltenes Gummigranulat aufweist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Derartige Körper sind z. B. durch die GB-PS 1 444 331 bekannt geworden. Bei diesen bekannten Körpern sind eine oder mehrere Schichten von gebundenem Granulat in eine aus einer Grundplatte und einem Rahmen gebildeten Schale eingelegt und örtlich befestigt

Der Nachteil dieser Körper besteht darin, daß deren Herstellung aufwendig ist und z. B. ein Zuschneiden der Granulatplatte erfordert. Außerdem besteht bei der meist nur örtlich erfolgenden Verbindung der Grundplatte bzw. des Rahmens mit der gebundenen Granulatschicht die Gefahr, daß sich diese löst und die Granulatschichte z. B. durch einen Windsogangriff herausfällt

Ferner weisen diese Granulatkömer, die aus einem anorganischen Werkstoff bestehen, Kugelform auf. Hiedurch ergibt sich eine hohe Packungsdichte der Körner, so daß die Schallabsorptionseigenschaften im wesentlichen durch das anorganische Kommaterial bestimmt sind. Es kommt zwar zur Bildung von Hohlräumen zwischen den Körnern, jedoch sind diese von einer vemachlässigbar kleinen Größenordnung, weil neben großen Körnern gleichzeitig auch sehr kleine Körner Verwendung finden, sodaß die kleinen Körner die zwischen den großen Kömem gebildeten Hohlräume fast zur Gänze ausfüllen. Aus diesen Gründen lassen sich daher keine sehr hohen Schallabsoiptionswerte erreichen.

Aus der DE-OS 2 321 676 sind Schallschutzwände bekannt geworden, bei welchen Schallabsorptionsplatten, die aus miteinander verbundenen Altreifenschnitzel bestehen, eingesetzt wurden.

Nachteilig ist es, daß ein Zuschneiden der Platten erforderlich ist, wodurch sich ein beträchtlicher Herstellungsaufwand ergibt

Auch lassen sich mit diesen Schallschutzwänden keine sehr hohen Schallabsorptionswerte erzielen, weil die Platten in die Tragkonstruktion lediglich eingesetzt sind und ein hoher Bindemittelanteil zum Verbinden der Schnitzel Verwendung findet, welcher die Hohlräume fast zur Gänze ausfüllt

Die CH-PS 587 394 beschreibt ein Lärmschutzelement, mit mindestens einer perforierten Wandfläche und einer Füllung aus geschnitzeltem bzw. granuliertem Gummi, wobei das Füllmaterial gegebenenfalls durch Kleben oder Nähen miteinander verbunden ist

Neben der aufwendigen Herstellung perforierter Wandflächen besteht auch der Nachteil, daß mit diesen Lärmschutzelementen keine hohen Schallabsorptionswerte erzielbar sind, weil die Zwischenräume zwischen den Wandflächen durch in dichter Packung eingebrachte Gummischnitzel, deren Längen 3 mm bis 60 mm betragen, aufgefüllt sind.

Ziel der Erfindung ist es daher einen Schallabsorptionskörper vorzuschlagen, der obige Nachteile vermeidet insbesondere eine wesentlich bessere Schallabsorption besitzt, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, das wenig aufwendig ist

Dieses Ziel wird bei einem Schallabsorptionskörper der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Gummigranulat im wesentlichen eckige Form aufweist die größte Abmessung der eckigen Granulatkömer etwa 3 bis 20 mm, vorzugsweise 3 bis 15 mm beträgt, der Volumenanteil der zwischen den einzelnen Granulatkömem gebildeten Hohlräume etwa 30 % bis 40 %, vorzugsweise 25 % bis 35 %, des Gesamthohlraumvolumens der Schale beträgt und daß die Granulatkömer mit den Begrenzungswänden des bzw. der sie aufnehmenden Schalenhohlräume abgebunden sind.

Insbesondere durch den hohen Volumenanteil der Hohlräume, die zufolge der eckigen Form der Granulatkörper im Zuge des Herstellungsvorganges auch erhalten bleiben, sowie durch die feste Verbindung der Granulatkömer mit den Seitenwänden der Schale längs ihrer Kontaktstellen mit diesen, können besonderes hohe Schallabsorptionswerte erzielt werden.

Ferner hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung von Gummi als Granulatmaterial wesentlich bessere Schallabsorptionswerte erzielt werden können als dies mit Altreifenschnitzel, die noch die Stahl- und Textileinlagen enthalten, möglich ist.

Eine weitere Verbesserung der Schallabsorption kann in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß alle Granulatkömer im wesentlichen dieselbe größte Abmessung besitzen. Hiedurch kann insbesondere der Volumenanteil der Hohlräume in einfacher Weise gut beherrscht werden.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß das von der Schale aufgenommene Granulat in an sich bekannter Weise Schichten mit unterschiedlicher Korngröße aufweist, wobei die Schichte mit den kleinsten Granulatkömem auf der dem Schall zugewandten Seite der Schale und die Schichte mit den größten Granulatkömem auf der dem Schall zugewandten Seite der Schale angeordnet ist Ein solcher mehrschichtiger Aufbau ist z. B. in der GB-PS 1,444,331 bei einem von der Erfindung abweichenden Aufbau eines Schallabsorptionskörpers beschrieben.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Schallabsorptionskörpers ist es zur Erzielung besserer und an die Schallverhältnisse am Einsatzort optimal angepaßter Schallabsorptionseigenschaften möglich in Weiterbildung der Erfindung so vorzugehen, daß die schallseitige Schichte Granulatkömer mit einer Größe von 3 bis 10 mm und die schallfeme Schichte solche mit einer Größe von 15 bis 20 mm aufweist, wobei gegebenenfalls eine mittlere Schichte mit einer Korngröße von 10 bis 15 mm vorgesehen ist

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schallabsorptionskörper besteht -2-

AT 394 226 B darin, daß das Gummigranulat mit einem aushärtbaren Benetzungsmittel besprüht und vermischt wird, wobei das aushärtbare Benetzungsmittel z. B. aus einem Binder und einem Härter zusammengesetzt ist, und wobei das Gummigranulat nacheinander mit einem Binder und mit einem entsprechenden Härter besprüht und vermischt wird, und daß es danach in den bzw. die Hohlräume der Schale locker eingefüllt und im wesentlichen drucklos, vorzugsweise nach Abdeckung des bzw. der Hohlräume, aushärten gelassen wird. Hiedurch wird insbesondere der Vorteil erreicht, daß der Schallabsorptionskörper in situ hergestellt werden kann.

Hiebei ist es von Vorteil, wenn als Binder eine Polyurethanmasse und als Härter ein Isocyanat verwendet wird, wobei der Härter- und Binderanteil vorzugsweise je 2 bis 6 Gew.-%, insbesondere 3 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Granulat, beträgt und die Aushärtung im wesentlichen bei Raumtemperatur erfolgt

Insgesamt wird auf diese Weise einerseits auf sehr einfache Weise praktisch ohne besonderen Aufwand eine sehr innige Verbindung des Granulats mit den Seitenwänden der Schale erzielt und außerdem ergibt sich durch diese Verfahrensführung der Vorteil, daß nur wenig Bindemittel erforderlich ist und zwischen den Granulatkömem die Hohlräume verbleiben.

Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert.

Es zeigt Fig. 1 einen Aufriß eines erfindungsgemäßen Schallabsorptionskörpers, Fig. 2 und 3 einen Querschnitt längs Linie (A-A) durch jeweils eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallabsorptionskörpers, Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnittes durch das Granulatgefüge eines erfindungsgemäßen Schallabsorptionskörpers und Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallabsorptionskörpers in perspektivischer und teilweise weggebrochener Darstellung.

Wie aus den Fig. 1, 2 und 3 ersichtlich weist die Schale (1) eine Grundplatte (2) auf, die von einem Rahmen (3) umgeben ist. Der durch die Grundplatte (2) und den Rahmen (3) gebildete Schalenhohlraum ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 mit einer Schichte (8) und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 mit zwei Schichten (4), (5) durch Bindemittel gegenseitig zusammengehaltenen und mit den Begrenzungsflächen der Schale festen Gummigranulaten gefüllt

Wie insbesondere Fig. 4 entnommen werden kann, weisen die Granulatkömer (12) im wesentlichen eckige Form auf und begrenzen gegenseitig Hohlräume. Diese Granulatkömer bestehen aus Gummi, wobei sich gezeigt hat, daß mit Altreifenschnitzel, welche noch die Stahleinlage und die Textileinlage gute Schallabsorptionseigenschaften erreicht werden können. Verbesserte Ergebnisse liegen vor, wenn die Stahleinlagen und die Textileinlagen entfernt werden, sodaß nur mehr der Reifengummi verbleibt. Bei der Herstellung wird dieses Gummigranulat mit einem aushärtbaren Benetzungsmittel besprüht, das z. B. aus einem Binder und Härter bestehen kann, wobei dann das Gummigranulat nacheinander mit dem Binder und mit dem entsprechenden Härter besprüht und vermischt wird; sodann wird es in die durch Grandplatte (2) und Rahmen (3) gebildete Schale bzw. in die Hohlräume (9) der als Baukörper ausgebildeten Schale (10) gemäß Fig. 5 locker, d. h. praktisch nur unter der Einwirkung der Schwerkraft, eingefüllt Die Schale gemäß Fig. 1 wird dann zweckmäßig mit einem Gitter (6) abgedeckt; zufriedenstellende Werte der Schallabsorption könnten erreicht werden, wenn die größte Abmessung der Gitterlochquerschnitte in einem Bereich zwischen 8 und 12 mm lag. Bei der Schale (10) wird das eingefüllte Gummigranulat bloß glattgestrichen. Sodann erfolgt die Aushärtung zweckmäßig bei Raumtemperatur und - abgesehen von dem Auflagedrack der Abdeckung (6) - drucklos. Als Binder kann eine Polyurethanmasse und als Härter ein Isocyanat verwendet werden, wobei der Härter· und Binderanteil vorzugsweise je 2 bis 6 Gew.-% bezogen auf das Granulat, beträgt. An sich ist anzustreben möglichst wenig Härter bzw. Binder zu verwenden, um zu verhindern, daß die Hohlräume sich nicht vor dem Aushärten mit überschüssigem Härter und Binder füllen und es hat sich in diesem Zusammenhang ein Härter und Binderanteü von je 3 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Granulat, als besonders vorteilhaft erwiesen.

Im ausgehärteten Zustand haften somit die Granulatkömer nicht nur aneinander, sondern auch an den Seitenwänden der sie aufnehmenden Schale, wodurch verhindert ist, daß sich hier längs der Seitenwände Schallbrücken bilden, welche die Schalläbsoiptionseigenschaften des Körpers wesentlich beeinträchtigen würden.

Wie insbesondere aus Fig. 4 entnommen werden kann, verbleiben zwischen den Granulatkömem (12) die Hohlräume (11), deren Volumensanteil etwa 20 bis 40 %, vorzugsweise 25 bis 35 % des Gesamthohlraumvolumens der Schale beträgt Durch diesen hohen Anteil an in sich geschlossenen Luftpolstern kann eine wesentliche Veibesserang der Schalläbsoiptionseigenschaften erreicht werden. Die größte Abmessung der eckigen Granulatkömer (12) soll etwa 3 bis 20 mm, vorzugsweise aber 3 bis 15 mm, betragen. Bei einer Ausfühmngs-form gern. Fig. 2, die keine Schichtstruktur aufweist, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß alle Granulatkömer im wesentlichen dieselbe größte Abmessung besitzen. D. h. die Zerkleinerung des Gummis zu Granulat erfolgt stets mit ein- und denselben Parametern, wobei jedoch bedingt beispielsweise durch die elastischen Eigenschaften des Materials Granulatkömer von 10 bis 20 % auftreten können. Wesentlich in diesem Zusammenhang ist aber, daß kein Gemisch von Granulatkömem verschiedenster Abmessungen für den Aufbau des Schallabsorptionsköipers eingesetzt wird, sondern die größte Abmessung der Granulatkömer im wesentlichen dieselbe ist. Dies kann gegebenenfalls durch einen sich an den Zerkleinerangsvorgang anschließenden Siebvorgang, welcher eine bestimmte Siebgröße zugrundeliegt, gewährleistet werden.

Durch diese Maßnahme wird insbesondere verhindert, daß die bei einem Granulatgemisch verschiedenster Größe vorhandenen Granulatkömer kleiner und kleinster Abmessung die Hohlräume ausfüllen und solcherart die Schallabsorptionseigenschaften beeinträchtigen. -3-

Claims

AT 394 226 B Bei dem Schallabsorptionskörper gemäß Fig. 3 sind zwei Schichten (4), (5) vorgesehen, die Granulatkömer jeweils anderer Korngröße aufweisen, wobei die mit der Grundplatte (2) verbundene Schichte (4) eine feinere Körnung aufweist als die Schichte (5). Bei der Herstellung werden die mit Binder und Härter benetzten Granulate mit unterschiedlicher Korngröße nacheinander schichtenweise in den durch die Grundplatte und den Rahmen gebildeten Schalenhohlraum eingebracht und gemeinsam aushärten gelassen. Die mit der Grundplatte (2) verbundene Schichte (4) weist eine gröbere Körnung als die Schichte (5) auf. Die Anordnung ist also so getroffen, daß die Schichte (5) mit den kleinsten Granulatkömem auf der dem Schall zugewandten Seite der Schale und die Schichte (4) mit den größten Granulatkömem auf der dem Schall abgewandten Seite der aus Rahmen und Grundplatte gebildeten Schale angeordnet ist. Zweckmäßig ist es, wenn die schallseitige Schichte Granulatkömer mit einer Größe von 3 bis 10 mm und die schallfeme Schichte (4) solche mit einer Größe von 15 bis 20 mm aufweist. In weiterer Ausgestaltung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 3 kann noch eine mittlere Schichte vorgesehen sein, z. B. mit einer größten Abmessung der Granulatkömer, die in einem Bereich von 10 bis 15 mm liegt. Die als Moduleinheit konzipierten Schallabsorptionskörper gern. Fig. 1 können beispielsweise zu großflächigen Wänden dadurch zusammengesetzt werden, daß an der Grundplatte (2) Pratzen (7) befestigt sind, mit denen der Schallabsorptionskörper z. B. an einem Gerüst befestigt wird. Die Schallabsorptionskörper können aber auch durch Verkleben an einem solchen Gerüst befestigt werden. Letzteres gilt beispielsweise auch für den Schallabsorptionskörper gemäß Fig. 5. Auch ist es möglich die Schalen durch an diesen vorgeschriebenen Nut-Federverbindungen miteinander zu verbinden, um solcherart entweder selbsttragende Wände oder durch Abstützungen gesicherte Aufbauten zu erstellen. Die Erfindung ist jedoch auf derartige Modulformen nicht beschränkt, vielmehr erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren auch die Herstellung von Schallabsorptionskörper sehr großer Dimension. So können beispielsweise Schallschutzwände an Autobahnen dadurch realisiert werden, daß zunächst in Form eines Großbauwerkes die Schale beispielsweise aus Beton hergestellt und dann in situ in erfindungsgemäßer Weise mit Gummigranulat gefüllt wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Schallabsorptionskörper, der eine Schale und ein von wenigstens einem Hohlraum der Schale aufgenommenes, mit Bindemittel unter gegenseitiger Bildung von Hohlräumen zusammengehaltenes Gummigranulat aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummigranulat (12) im wesentlichen eckige Form aufweist, die größte Abmessung der eckigen Granulatkörner (12) etwa 3 bis 20 mm, vorzugsweise 3 bis 15 mm beträgt, der Volumenanteil der zwischen den einzelnen Granulatkömem (12) gebildeten Hohlräume (11) etwa 30 % bis 40 %, vorzugsweise 25 % bis 35 %, des Gesamthohlraumvolumens der Schale (1) beträgt, und daß die Granulatkömer (12) mit den Begrenzungswänden (2, 3) des bzw. der sie aufnehmenden Schalenhohlräume abgebunden sind.
2. Schallabsorptionskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Granulatkömer (12) im wesentlichen dieselbe größte Abmessung besitzen.
3. Schallabsorptionskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Schale (1) aufgenommene Granulat in an sich bekannter Weise Schichten mit unterschiedlicher Korngröße aufweist, wobei die Schichten mit den kleinsten Granulatkömem auf der dem Schall zugewandten Seite der Schale (1) und die Schichten mit den größten Granulatkömem auf der dem Schall abgewandten Seite der Schale (1) angeordnet sind.
4. Schallabsorptionskörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schallseitige Schichte (5) Granulatkömer (12) mit einer Größe von 3 bis 10 mm und die schallfeme Schichte (4) solche mit einer Größe von 15 bis 20 mm aufweist, wobei gegebenenfalls eine mittlere Schichte mit einer Korngröße von 10 bis 15 mm vorgesehen ist.
5. Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorptionskörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummigranulat (12) mit einem aushärtbaren Benetzungsmittel besprüht und vermischt wird, wobei das aushärtbare Benetzungsmittel z. B. aus einem Binder und einem Härter zusammengesetzt ist, und wobei das Gummigranulat (12) nacheinander mit einem Binder und mit einem entsprechenden Härter besprüht und vermischt wird und daß es danach in den bzw. die Hohlräume (9) der Schale (1) locker eingefüllt und im wesentlichen drucklos, vorzugsweise nach Abdeckung des bzw. der Hohlräume (9), aushärten gelassen wird. -4- AT 394 226 B
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Binder und Härter benetzten Granulate (12) mit unterschiedlichen Korngrößen nacheinander schichtenweise in den bzw. die Schalenhohlräume (9) eingebracht und gemeinsam aushärten gelassen weiden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Binder eine Polyurethanmasse und als Härter ein Isocyanat verwendet wird, wobei der Härter- und Binderanteil vorzugsweise je 2 bis 6 Gew.-%, insbesondere 3 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Granulat (12) beträgt und die Aushärtung im wesentlichen bei Raumtemperatur erfolgt Hiezu 1 Blatt Zeichnung 10