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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil für den Schallschutz umfassend wenigstens zwei beabstandete, eine Ebene aufspannende Stützprofile (3) und wenigstens ein sich zwischen je zwei Stützprofilen erstreckendes Flächenelement mit Schallschutzeigenschaften, welches mit den Stützprofilen verbunden ist.
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Aus Stützprofilen und einem Flächenelement bestehende Bauteile sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus dem Industriehallenbau. Hier finden Stützprofile aus Holz, Stahl oder Aluminium Einsatz, die mit platten- oder panelartigen Werkstoffen bedeckt werden. An ein derartiges Bauteil werden Anforderungen hinsichtlich der Statik und des Schallschutzes gestellt, die es zu erfüllen gilt. Darüber hinaus sollte das Bauteil kostengünstig in der Herstellung und in der Instandhaltung und zudem optisch ansprechend sein. Je nach Einsatzbereich können weitere Anforderungen hinzukommen. Vorliegend sollte das Bauteil beispielsweise auch korrosionsbeständig sein, da es zumindest teilweise einer belasteten Atmosphäre ausgesetzt ist.
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Derartige Bauteile werden unter anderem bei Schallschutzwänden an Autostraßen benötigt. Befestigungen dieser Art sollen die Umwelt vor schädlichen Geräuschbelästigungen schützen. In einer solchen Umgebung findet man Abgase, so dass hier die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der eingesetzten Werkstoffe besonders hoch sind. Als Werkstoffe für die stützende Konstruktion haben sich daher insbesondere Beton und Stahl bewährt, wobei die Stützen zuvor beschichtet werden müssen, damit sie ausreichend gegen Korrosion geschützt sind. Stahl hat jedoch gegenüber vielen anderen Werkstoffen den Vorteil, dass er eine hohe Festigkeit aufweist und daher für die Konstruktion geeignet ist, und dazu ausgelegt ist, große Höhen zu erreichen. Eine dem Stahl vergleichbar hohe Festigkeit weist auch glasfaserverstärkter Kunststoff auf. Darüber hinaus sind Profile auf GFK leichter als für gleiche Höhen ausgelegte Stahlprofile. Zudem bedürfen Profile aus GFK keiner Beschichtung, um selbst in einer aggressiven Umgebung ausreichend gegen Korrosion geschützt zu sein. Insoweit erweist sich dieser Verbundwerkstoff aus im Wesentlichen Glasfasern und Kunststoff für den Einsatz bei Lärmschutzwänden an Autostraßen als besonders geeignet. Es sind daher Produkte bekannt, die vollständig aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen. Beispielsweise werden aus glasfaserverstärktem Kunststoff Boote für den Salzwasserbereich hergestellt, die selbsttragend in großen Längen (über 50 m) eingesetzt werden. Derartige Schalenelemente sind jedoch aufwendig in der Herstellung und damit im Vergleich zu anderen Bauelementen teuer.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das kostengünstig hergestellt und leicht zu montieren ist. Zudem sollte das Bauteil bei minimalem Instandhaltungsaufwand eine lange Lebensdauer aufweisen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß der Merkmale des unabhängigen Anspruches 1. Weitere, vorteilhafte Merkmale und vorteilhafte, bevorzugte Merkmalskombinationen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Ausführungsbeispielen. Die erläuterten Merkmalskombinationen und Ausführungsbeispiele sind nicht beschränkend zu sehen; im Rahmen des unabhängigen Anspruches können weitere Merkmale einzeln oder auch in nicht erläuterter Kombination in Ausführungsformen eingehen, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird.
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Erfindungsgemäß ist das Bauteil für den Schallschutz, umfassend wenigstens zwei beabstandete, eine Ebene aufspannende Stützprofile (3) und wenigstens ein sich zwischen je zwei Stützprofilen erstreckendes Flächenelement mit Schallschutzeigenschaften, welches mit den Stützprofilen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützprofile (3) aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) bestehen und das oder die Flächenelemente (1, 2) zumindest teilweise aus korrosionsgeschütztem metallischen Material bestehen.
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Vorteilhaft ist das Bauteil bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass das korrosionsgeschützte Material des Flächenelements (1, 2) ein Profilblech, ein Wellprofil, ein Kastenprofil, ein Trapezprofil, ein liniertes oder ein sonstiges gebogenes oder gekantetes Profil umfasst. Durch die Profilierung und/oder Formung wird die Steifigkeit des Flächenelements erhöht und die Anzahl an notwendigen Stützen kann kostensenkend reduziert werden.
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Vorteilhaft ist das Bauteil bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Flächenelement (1, 2) mehrschalig ausgebildet ist, wobei wenigstens eine Schale aus einem korrosionsgeschützten metallischen Material, vorzugsweise einem korrosionsgeschützten Profilblech besteht. Durch die Abfolge mehrerer, mit selektierbarem Material ausfüllbaren Schichten, wird ein Bauteil erhalten, welches sowohl durch die Mehrschichtigkeit eine verbesserte Dämmwirkung aufweist als auch durch die selektive Ausfüllbarkeit flexibler anpassbar wird. Vorteilhaft ist ein Bauteil der vorbeschriebenen Art bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Schalen eines Flächenelements (1, 2) ein Schalldämmstoff angeordnet ist. In Verbindung mit einem Schalldämmstoff wird eine überraschend gesteigerte Dämmwirkung bereitgestellt. Vorteilhaft ist ein Bauteil der vorbeschriebenen Art bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass als Schalldämmstoff mindestens teilweise ein Hartschaum und/oder ein Weichschaum und/oder Steinwolle vorgesehen ist. Durch die kleinen, miteinander verbundenen Luft-Kompartimente bricht und löscht sich der Schall an einer Vielzahl von deckend angeordneten, verbundenen Luftkammern und wird besonders wirksam gedämpft.
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Vorteilhaft ist ein Bauteil mit vorteilhaft mehrschaligem Flächenelement (1, 2) wobei wenigstens eine Schale aus einem korrosionsgeschützten metallischen Material, vorzugsweise einem korrosionsgeschützten Profilblech besteht, bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Schale eines Flächenelements (1) aus einem korrosionsgeschützten metallischen Material, vorzugsweise aus einem Edelstahl-Profilblech oder einer profilierten Platte aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht. Durch eine profilierte, versteifte, zusätzliche Schale kann die Steifigkeit und Stabilität eines Flächenlements gerade in besonders vibrationsbelasteten Bereichen gezielt verbessert werden, wodurch die Anzahl an notwendigen Stützen kostengünstig nicht erhöht werden muss und trotz Vibration ein sicherer Halt gegeben ist.
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Vorteilhaft ist ein Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stützprofile (3) im wesentlichen in vertikaler Richtung erstrecken. Durch zum Schall senkrecht ausgerichtete Flächenelemente wird der sich quer ausbreitende Schall entlang einer maximalen Deckfläche abgefangen, gedämpft und die Schallschutzwirkung optimal einstellbar.
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Vorteilhaft ist ein Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stützprofil (3) als Hohlprofil ausgebildet ist. Hohlprofile sind zum einen besonders leicht und gut in der Montage zu handhaben, bieten zum anderen noch den zusätzlichen Vorteil eines weiteren, Schall dämpfenden Luftvolumens, welches die Schallschutzwirkung zusätzlich verbessert.
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Vorteilhaft ist ein Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass Stützprofil (3) und Flächenelement (1, 2) wenigstens teilweise eine Nut- und Federverbindung eingehen, wobei sich die Nut und die Feder entweder am Flächenelement oder am Stützprofil befinden. Durch eine Nut- und Feder-Verbindung wird eine durchgehende Schallschutzfläche bereitgestellt, welche als großflächiger Schallschirm auch größere Areale durchgehend von einer Schallquelle überraschend wirksam abschirmt. Vorteilhaft ist ein Bauteil der vorbeschriebenen Art bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einer Verbindung eines Stützprofils (3) mit zwei benachbarten Flächenelementen (1, 2) eine Nut im stirnseitigen Bereich eines Flächenelements (1) befindet, der eine Feder an der einen Seite des Stützprofils (3) zugeordnet ist, welche von dieser Nut aufgenommen wird und dass sich eine Feder im endseitigen Bereich des anderen Flächenelements (2) befindet, die von einer Nut an der anderen Seite des Stützprofils (3) aufgenommen wird. Durch die Integration des Sützelements in die Schallschutzwand wird zusätzlich eine kraftableitende Bindung erzielt, welche zusätzlich die Stabilität der Schallschutzwand verbessert.
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Vorteilhaft ist ein Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Stützprofile (3) in Richtung der Tiefe der Anordnung (senkrecht zur Ebene der Ausdehnung der Flächenelemente) die Ausdehnung der diesen Stützprofilen jeweils zugeordneten Flächenelemente (1, 2) nicht übersteigt. Durch diese besonders platzsparende Konstruktion wird auch auf engstem Raum eine überraschend wirksame und kostengünstige Schalldämmung zugänglich.
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Vorteilhaft ist ein Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung eines Flächenelements (1, 2) mit dem diesen zugeordneten Stützprofilen über eine Schraub-, Niet, Klemm- und/oder Klebeverbindung erfolgt. Durch die kraftschlüssige Verbindung der Elemente zu einer Einheit wird ein Bauteil bereitgestellt, welches auch bei erhöhten Windlasten und sogar punktuell auftreffenden Luftströmen ortsfest und stabil eine Schalldämmwirkung bereitstellt.
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Vorteilhaft ist ein Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stützprofil (3) wenigstens abschnittsweise einen rechteckigen, T-förmigen, Doppel-T-förmigen Querschnitt oder einen komplexen Querschnitt aus Abschnittselementen der genannten Formen mit gegebenenfalls wenigstens einem Vorsprung oder Absatz aufweist. Durch eine passende, abschnittsweise Ausgestaltung kann eine verbesserte Kraftdurchleitung bereitgestellt werden, welche die Stabilität und Standfestigkeit auch bei reduzierter Anzahl an Stützprofilen (3) bereitstellt.
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Vorteilhaft ist ein Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stützprofil (3) ein Hohlprofil ist mit wenigstens einem Vordergurt und/oder wenigstens einem Hintergurt, die sich im montierten Zustand etwa in einer Ebene parallel zu derjenigen der Ausdehnung der Flächenelemente (1, 2) erstrecken und wenigstens einem sich etwa senkrecht (quer) zu Vordergurt und/oder Hintergurt erstreckenden Steg, Wellsteg, Druckstab und/oder Zugstab. Durch eine zusätzlich auf das Bauteil aufgebrachte Spannung über den mindestens einen Gurt wird eine Versteifung des gesamten Bauteils erzielt, welche eine verbesserte Windlast-Kompensation und überraschende Standfestigkeit bereitstellt. Vorteilhaft bestehen bevorzugt die Stützprofile des Bauteils aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) und das oder die Flächenelemente zumindest teilweise aus korrosionsgeschütztem metallischem Material. Als besonders vorteilhaft erweist sich hier die Kombination der aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehenden und sich zu einem Bauteil zusammenfügenden Bauelemente. Darüber hinaus erweist sich korrosionsgeschütztes metallisches Material auch als UV-beständig, so dass Bauelemente aus korrosionsgeschütztem metallischem Material bei freier Bewitterung keine Minderung der Qualität erfahren. Korrosionsgeschützes metallisches Material ist somit ein langlebiger Werkstoff.
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Vorteilhaft ist das Flächenelement bevorzugt ein korrosionsgeschütztes metallisches Material oder zumindest umfasst es ein solches. Weiterhin bevorzugt ist, dass das korrosionsgeschützte metallische Material ein Profilblech ist, das ein Wellprofil, ein Kastenprofil, ein Trapezprofil oder ein sonstiges gebogenes oder gekantetes Profil aufweist. In Frage kommen industriell gefertigte Standard-Profilbleche oder individuell gekantete Profilbleche mit vom Standard abweichenden Profilen. Die Profilierung verleiht dem Blech eine höhere Steifigkeit, so dass die stützenden Tragprofile in einem größeren Abstand zueinander angeordnet werden können. Bei profilierten Platten aus glasfaserverstärktem Kunststoff beträgt der maximale Achsabstand der Stützprofile zueinander etwa 1,5 m. Demgegenüber kann der Achsabstand der Stützprofile bei Einsatz eines korrosionsgeschützten metallischen Profilbleches verdoppelt oder sogar verdreifacht werden. Die Anzahl der Stützprofile kann somit auf weniger als die Hälfte reduziert werden, was sich kostengünstig auswirkt.
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Hinsichtlich der Statik weisen vorteilhafte, bevorzugte Profilbleche aus korrosionsgeschütztem metallischem Material gegenüber profilierten Platten aus GFK weitere Vorteile auf. Da Platten und Profile aus glasfaserverstärktem Kunststoff zum Teil noch manuell produziert werden und in diesem Fall eine gleich bleibende Qualität des GFK-Produktes nicht garantiert werden kann, wird bei der statischen Berechnung ein Abminderungsfaktor mit eingerechnet. Etwaige Materialfehler vermindern zudem die Lebensdauer des Bauelements. Korrosionsgeschützte metallische Profilbleche weisen demgegenüber eine gleichbleibend hohe Qualität und somit auch bessere Langzeitwerte auf.
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Vorteilhaft gelangen zum Einsatz bevorzugt Edelstahlbleche in einer Materialstärke zwischen 0,7 und 1,0 mm. Profilierte Platten aus glasfaserverstärktem Kunststoff weisen Materialstärken weit darüber hinaus auf, so dass durch die Verwendung von Edelstahlblechen Gewicht eingespart werden kann. Dies wirkt sich nicht nur positiv auf die Statik aus, sondern erleichtert auch die Handhabung der Bleche, beispielsweise bei der Montage.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Flächenelement mehrschalig ausgebildet, wobei wenigstens eine Schale aus korrosionsgeschütztem metallischem Material besteht. Weiterhin bevorzugt besteht das Flächenelement aus zwei Schalen, nämlich der vorderen und der hinteren Deckschale, wobei zwischen den Schalen ein Schalldämmstoff angeordnet ist. Diese Ausführungsform kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn das Bauteil Schall-, insbesondere Lärmschutzanforderungen erfüllen muss. Denn das korrosionsgeschütztes metallisches Material allein wirkt aufgrund seiner hohen Resonanz kaum schalldämmend. Als Schalldämmstoff zwischen den Schalen eignet sich bevorzugt Hartschaum, Weichschaum, und Steinwolle, wobei letzteres besonders bevorzugt dem Schallausgangspunkt zugewandt angeordnet wird.
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Ein vorteilhaftes Bauteil ist in bevorzugter Ausführungsform derart gebildet, dass wenigstens ein Flächenelement auf oder zwischen zwei Stützprofilen angeordnet ist. In der Regel werden mehrere Stützprofile aus glasfaserverstärktem Kunststoff in gleichem Abstand zueinander eine Stützkonstruktion bilden, auf denen die Flächenelemente anliegen. Die Anordnung der Flächenelemente auf den Stützprofilen hat den Vorteil, dass die Zahl der Anschlussfugen verringert wird und damit eine dichte Ausführung besser gewährleistet werden kann. Das Flächenelement ist als Sandwichelement, d. h. mehrschalig mit dazwischen liegender Schalldämmung ausgebildet. Vorteilhaft wird jedes Flächenelement über eine Schraub-, Niet-, Klemm-, und/oder Klebeverbindung mit wenigstens einem Stützprofil verbunden. Bevorzugt wird eine Schraubverbindung, wobei hierzu Edelstahlschrauben zu verwenden sind.
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Die Stützprofile weisen bevorzugt einen rechteckigen, einen vieleckigen, einen T-förmigen oder einen Doppel-T-förmigen Querschnitt auf. Die Stützprofile können auch aus einem Vordergurt und einem Hintergurt und einem dazwischen angeordneten Steg zusammengesetzt sein. Der Steg kann beispielsweise aus einer oder mehreren nebeneinander angeordneten profilierten Platten, vorzugsweise Platten mit Wellprofil, bestehen. Derartige Stützen, so genannte Wellstegstützen, können bei Längen bis 5 m eingesetzt werden.
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Die vorteilhaften Eigenschaften der vorbeschriebenen Ausführungsformen und Merkmale zeigen vielseitige, neue Einsatzmöglichkeiten auf. Insbesondere ist das Bauteil geeignet, das Schalldämmmaß von einer Schallquelle drastisch fernzuhalten, besonders bevorzugt in Räumen, von Straßen, besonders vorteilhaft von Flughäfen, und/oder von abgegrenzten Flächen, da hier die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Merkmale sowie vorteilhaften Merkmale besonders wirkungsvoll eingesetzt werden können.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 einen Querschnitt durch zwei Flächenelemente und ein Stützprofil.
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2 eine Seitendarstellung von zwei Flächenelementen und einem Stützprofil.
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Die Darstellung in 1 ist ein Querschnitt durch zwei Flächenelemente 1 mit Nut und 2 mit Feder und einem rechtwinkeligen Vieleck als Stützprofil 3 mit Verbindungsquerschnitt.
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Vorteilhaft bestehen das dargestellte Flächenelement 1, 2 aus korrosionsgeschütztem metallischem Material und das Stützprofil 3 aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Das Stützprofil 3 gemäß 1 ist als Hohlprofil mit rechtwinkligem vieleckigem Querschnitt ausgebildet
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Die Darstellung in 2 zeigt die Seitenansicht von 2 vorteilhaften, flächigen korrosionsgeschützten Schallschluckelementen 1 und 2, sowie einem seitlich flächigem GFK Stützprofil.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flächenelement
- 2
- Flächenelement
- 3
- Stützprofil
