DE10201610B4

DE10201610B4 - Schallabsorbierendes Wandelement und Lärmschutzwand

Info

Publication number: DE10201610B4
Application number: DE10201610A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Huyghe
Original assignee: Deceuninck NV
Current assignee: Deceuninck NV
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2022-01-17
Also published as: DE10201610A1; FR2824344B1; GB2372761A; FR2824344A1; GB2372761B; BE1013919A5; GB0200920D0

Abstract

Schallabsorbierendes Wandelement (1) als nicht selbsttragendes Teil einer Lärmschutzwand, umfassend einen Körper (2, 3) mit einem in dessen Innenraum (4) angeordneten schallabsorbierenden Material (5), wobei der Körper (2, 3) mit einer Anzahl im Innenraum (4) mündender Durchgänge (6) versehen ist, wobei jeder Durchgang (6) mindestens eine Wand (8) hat, die sich in der Richtung des Innenraumes (4) in einem spitzen Winkel (α) von der Mittellinie (7) des Durchgangs (6) entfernt, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2, 3) aus Kunststoff hergestellt ist, wobei mindestens ein Teil (2) des Körpers (2, 3) aus einem geschlossenzelligen Zellkunststoff besteht, dass der entlang der Außenseite des Körpers (2, 3) mündende Endabschnitt der Durchgänge (6) zylindrisch ausgeführt ist, und dass mindestens eine Außenwand des Körpers (2, 3) mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen ist.

Description

Diese Erfindung betrifft ein schallabsorbierendes Wandelement als nicht selbsttragendes Teil einer Lärmschutzwand, umfassend einen Körper mit einem in dessen Innenraum angeordneten schallabsorbierenden Material, wobei der Körper mit einer Anzahl im Innenraum mündender Durchgänge versehen ist, und jeder Durchgang mindestens eine Wand hat, die sich in der Richtung des Innenraumes in einem spitzen Winkel von der Mittellinie des Durchgangs entfernt.
Auch eine schallabsorbierende Wand, die aus derartigen schallabsorbierenden Wandelementen aufgebaut ist, wird natürlich durch die Erfindung umfasst.
Diese Erfindung betrifft derartige schallabsorbierende Wandelemente in allen möglichen Formen und Abmessungen. So können diese Wandelemente zum Beispiel block- oder plattenförmig sein, flache oder gebogene Außenflächen haben, dafür konstruiert sein, dass sie an einem anderen wandbildenden Konstruktionselement angebracht werden können oder dass sie selber eine Wand oder einen Teil einer Wand bilden können, und sich für die Verwendung drinnen oder für eine Aufstellung im Freien eignen.
Dieser Erfindung betrifft Wandelemente und Wände, die zur Aufstellung im Freien vorgesehen sind, beispielsweise um die Lärmbelästigung durch Kraftfahrzeug- und/oder Flugverkehr zu verringern.
Die derzeit bekannten Schallschutzwände für eine Aufstellung im Freien bestehen hauptsächlich aus einer hohlen Metallstruktur, deren der Schallquelle zugewandte Seite mit Perforationen versehen ist. Im Hohlraum befindet sich ein schallabsorbierendes Material wie zum Beispiel Glaswolle.
Diese Wände haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Einen ersten Nachteil bilden die hohen Material- und Produktionskosten, die die Herstellung dieser Wände mit sich bringt. Hierdurch sind die Gestehungskosten bei diesen Wänden recht hoch.
Eine anderer Nachteil dieser bekannten Wände besteht darin, dass die hohle Metallstruktur bei widrigen Witterungsumständen unter starker Korrosion (z. B. Oxidation) leidet. Um dies soweit wie möglich zu vermeiden, sind regelmäßige Wartungsarbeiten mit den entsprechenden Kosten erforderlich. Wenn ein Abschnitt der Wandstruktur beschädigt wird (beispielsweise durch den Aufprall eines Wagens), müssen verschiedene Bauteile des beschädigten Wandabschnittes vollständig demontiert werden, um die beschädigten Bauteile ersetzen zu können.
Ein zusätzlicher Nachteil besteht darin, dass der Transport und die Montage der Wandelemente durch das relativ hohe Gewicht der Metallstruktur erschwert werden. Ferner sind diese Wandelemente für Recycling nicht geeignet.
Allgemein lässt sich also feststellen, dass diese bekannte schallabsorbierende Wandstruktur relativ teuer ist, und zwar sowohl bei Ankauf und Installation als auch bei der erforderlichen Wartung und eventuellen Reparaturen. Außerdem lässt die mit diesen Strukturen erhaltene Schallabsorption zu wünschen übrig.
Aus dem amerikanischen Patent US 6 021 612 ist eine schallabsorbierende Wandplatte bekannt, die zur Aufstellung im Freien geeignet ist und deren Wirkung auf dem Prinzip des Helmholtzresonators beruht. Diese Wandplatte besteht aus einer hohlen Platte, in der zylindrische Bohrungen vorgesehen sind, die in einen vollständig umschlossenen Hohlraum münden, der als Resonator fungiert. In diesem Hohlraum ist außerdem auch ein schallabsorbierendes Material, z. B. eine Mineralwolle, vorgesehen.
Diese Wandplatte ist kostengünstiger und erfordert weniger Wartung als die weiter oben beschriebene Wandstruktur, da sie keine Bauteile aus Metall umfasst. Da ihre Wirkung auf dem Prinzip des Helmholtzresonators beruht, hat diese Wandplatte den Nachteil, dass der innere Hohlraum an allen Seiten relativ gut abgedichtet sein muss. Die hohlen Wandplatten müssen als geschlossene Kästen ausgeführt oder anschließend beim Aufstellen der Wand mit zusätzlichen Bauteilen an allen Seiten abgedichtet werden, um ein ausreichend wirkungsvolles Funktionieren zu erreichen. Dieses Erfordernis muss beim Entwurf der einzelnen Bauteile der Wand berücksichtigt werden. Dies führt zu komplizierteren Formen und/oder zu einer größeren Anzahl von Bauteilen und/oder einem höheren Materialverbrauch. Zudem bietet die Schallabsorption, die hiermit erzielt werden kann, noch Verbesserungsmöglichkeiten.
Die französische Patentanmeldung FR 2 311 146 A offenbart eine Lärmschutzwand mit schallabsorbierenden Wandelementen, bei denen in einem Metallkörper schallabsorbierendes Material angeordnet ist. In dem Körper ist eine Anzahl in den Innenraum mündender Durchgänge vorgesehen, die sich in Richtung des Innenraums weiten. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist deren hohes Gewicht sowie die nicht optimale Geometrie der Durchgänge. Auch ist diese Lärmschutzwand nicht für den Einsatz bei unterschiedlichsten Bedingungen ausgelegt.
Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, ein kostengünstiges und effizientes schallabsorbierendes Wandelement zur Verfügung zu stellen, das sowohl zur Aufstellung drinnen als auch zur Aufstellung im Freien verwendet werden kann und das die weiter oben genannten Nachteile der bekannten Wandelemente und -strukturen vermeidet und mit dem sich somit eine bessere Schallabsorption erreichen lässt als mit den bekannten Wandstrukturen und mit dem sich auch dann eine sehr gute Schallabsorption erreichen lässt, wenn der Innenraum, in dem sich das absorbierende Material befindet, teilweise offen ist, so dass das Prinzip des Helmholtzresonators nicht oder nur in begrenztem Maße angewendet wird. Gleichfalls ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lärmschutzwand mit derartigen Wandelementen zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfüllt durch ein schallabsorbierendes Wandelement als nicht selbsttragendes Teil einer Lärmschutzwand, umfassend einen Körper mit einem in dessen Innenraum angeordneten schallabsorbierenden Materi al, wobei der Körper mit einer Anzahl im Innenraum mündender Durchgänge versehen ist und wobei jeder Durchgang mindestens eine Wand hat, die sich in der Richtung des Innenraumes in einem spitzen Winkel von der Mittellinie des Durchgangs entfernt. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Körper aus Kunststoff hergestellt ist, wobei mindestens ein Teil des Körpers aus einem geschlossenzelligen Zellkunststoff besteht, dass der entlang der Außenseite des Körpers mündende Endabschnitt der Durchgänge zylindrisch ausgeführt ist, und dass mindestens eine Außenwand des Körpers mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen ist.
Bei einem derartigen Wandelement werden die Schallwellen, die auf die schrägstehenden Wände der Durchgänge treffen, in Richtung des Innenraumes und des sich darin befindlichen absorbierenden Materials reflektiert. Sowohl Schallwellen, die von der Außenseite des Wandelementes stammen und möglicherweise nach mehreren Reflexionen auf solch eine schrägstehende Wand treffen, als auch Schallwellen, die aus dem Innenraum zurückgeworfen werden und auf die schräge Wand treffen, werden auf diese Weise in Richtung des Innenraumes reflektiert und verlassen das Wandelement nicht mehr durch die Durchgänge. Auf diese Weise wird ein merkbar größerer Anteil (im Vergleich zu den bekannten schallabsorbierenden Wänden) der Schallwellen im Wandelement festgehalten, bis diese Schallwellen durch wiederholte Reflexion im Wandelement und/oder durch Absorption im schallabsorbierenden Material ihre Energie verloren haben.
Bei den schallabsorbierenden Wänden nach dem Stand der Technik verlaufen die Wände der Öffnungen parallel mit der Mittellinie der Öffnung. Ein erheblicher Anteil der auf diese Wände treffenden Schallwellen wird nach einer oder mehreren Reflexionen schließlich durch den Durchgang zurück nach draußen geworfen, was eine entsprechende Verringerung der Wirkung der Wandplatte zur Folge hat.
Dadurch dass dieses Problem auf sehr zweckmäßige Weise gelöst wird, er hält man ein wirkungsvolles schallabsorbierendes Wandelement, das sogar ohne Anwendung des Helmholtzprinzips eine ausgezeichnete Schallabsorption ermöglicht. Da ein an allen Seiten abgedichteter Resonatorraum dementsprechend nicht erforderlich ist, um eine gute Schallabsorption zu erzielen, kann das Wandelement so hergestellt werden, dass der Innenraum an einer oder mehreren Seiten offen ist. Es ist daher möglich, die Wandelemente einfacher und daher auch kostengünstiger auszuführen.
Es versteht sich, dass auch Wandelemente, die sowohl das Prinzip dieser Erfindung als auch das Prinzip des Helmholtzresonators verwenden (und folglich doch einen vollständig abgedichteten Innenraum haben) erfindungsgemäße Wandelemente sind. Die Schallabsorption, die man mit derartigen Wandelementen erreicht, ist merkbar besser als die der bekannten Wandelemente, die ausschließlich das Helmholtzprinzip verwenden.
In dieser Beschreibung und in den Ansprüchen dieser Patentanmeldung wird der Ausdruck „Innenraum" sowohl in der Bedeutung eines an allen Seiten vollständig umschlossenen Raumes als auch in der Bedeutung eines nicht an allen Seiten begrenzten Zwischenraumes zwischen Wänden oder Wandteilen (z. B. einer Sandwichplatte) verwendet, sogar wenn eine dieser Wände oder eines dieser Wandteile oder beide Wände oder Wandteile mit Durchgängen oder Öffnungen versehen sind, und sogar wenn diese Durchgänge oder Öffnungen den größten Anteil der Wandoberfläche einnehmen.
Schließlich hat die erfindungsgemäße Wandplatte einen hauptsächlich aus Kunststoff hergestellten Körper, wodurch sie weniger schwer, kostengünstiger, witterungsbeständiger und leichter instand zu halten ist als die bekannten Metallstrukturen, auf die weiter oben in dieser Beschreibung Bezug genommen wurde. Außerdem lässt sich der Körper aus einen recycelbaren oder einem recycelten Kunststoff herstellen, so dass das erfindungsgemäße Wandelement auch weniger umweltbelastend ist.
Auf mindestens einer Außenwand des Körpers ist eine verschleißfeste Beschichtung vorgesehen. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine Zweikomponenten-Polyurethanbeschichtung mit darin dispergierten Polyamid-11-Körnern. Eine derartige Beschichtung ist gut beständig gegen Beschädigungen während des Transportes und der Montage, erfordert wenig oder keine Wartung und ermöglicht es sogar, darauf angebrachtes Graffiti ohne Schwierigkeiten zu entfernen. Diese Beschichtung kann zum Beispiel in einem Koextrusionsverfahren während der Produktion des Kunststoffkörpers angebracht werden oder kann auch in einem zusätzlichen Beschichtungsschritt nach der Produktion des betreffenden Bauteils vorgesehen werden.
Dadurch, dass man mindestens ein Teil des Körpers aus einem Zellkunststoff herstellt, erhält man einen Körper, der den Schall besser abfängt als massive Materialien. Dies ist auf die geschlossenzellige Struktur des Zellkunststoffs zurückzuführen.
Bisher diente die Umhüllung der bekannten Wandplatten ausschließlich dazu, das schallabsorbierende Material zu schützen, während durch die Durchgänge doch Schallwellen durchgelassen wurden. Indem ein Körper hergestellt wird, der selber auch zumindest teilweise aus einem Material mit guten schalldämmenden Qualitäten besteht, erhält der Körper jetzt eine zweite Funktion. An diese Möglichkeit hatte man bisher nicht gedacht. Auch diese Eigenschaft trägt zu der ausgezeichneten Schallabsorption und -dämmung bei, die mit den erfindungsgemäßen Wandelementen zu erreichen sind.
Zellkunststoffe haben weiterhin auch die bemerkenswerte vorteilhafte Eigenschaft, dass das Material gegen das Einbringen von Befestigungsmitteln wie Nägeln, Schrauben u. dergl. sehr gut beständig ist und dass diese Befestigungsmittel im Material gut festgehalten werden.
Ein anderer Vorteil von Zellkunststoffen besteht darin, dass man ihre Dichte innerhalb bestimmter Grenzen während des Produktionsprozesses frei festlegen kann. Dies geschieht beispielsweise bei einem chemischen Verschäumungsverfahren durch eine Anpassung der Menge an schaumerzeugender Mischung, die während des Extrusionsprozesses zugegeben wird. Die Stärke (E-Modul) eines Produktes hängt von seiner Dichte ab, so dass die Stärke eines Produktes aus Zellkunststoff sich sozusagen während des Produktionsprozesses dosieren lässt.
Noch ein anderer wichtiger Vorteil von Zellkunststoffen ist darin zu sehen, dass sie die Herstellung von relativ großen Produkten mit relativ niedrigem Gewicht aus Kunststoff mit einem relativ niedrigen Reinheitsgrad zulassen. Kunststoffe enthalten in einer ersten Phase nach dem Recycling noch relativ viele Verunreinigungen, weshalb sich das sogenannte Kastensystem (bei dem eine Anzahl dünner Innenrippen für die Steifheit sorgt) nicht anwenden lässt, um große Produkte mit geringem Gewicht herzustellen. Das zusätzliche Reinigen dieser Kunststoffe ist meist zu teuer. Die Verwendung von Zell-(Schaum-)Kunststoffen bietet hier eine vollwertige Alternative mit, wie bereits angedeutet, einer Reihe von zusätzlichen Vorteilen.
Es ist außerdem sehr vorteilhaft, wenn man den Körper mit einem ersten und einem zweiten Teil ausführt, die voneinander lösbar sind und zusammen den besagten Innenraum umschließen. Die einzelnen Teile des Körpers können als relativ einfache Kunststoffbauteile in einem einfachen Produktionsprozess (beispielsweise durch Extrusion) hergestellt werden. Das Zusammensetzen des Wandelementes ist sehr einfach und lässt sich schnell durchführen. Es reicht aus, das schallabsorbierende Material auf seinen Platz gegenüber oder in dem dafür vorgesehenen Raum in einem der Teile zu bringen und anschließend die beiden Teile zusammenzufügen. Bei Beschädigung eines Wandelementes reicht es häufig aus, eines der Teile zu ersetzen. Auch das Ersetzen oder Überprüfen des schallabsorbierenden Materials kann nun sehr schnell geschehen. Vorzugsweise sind die beiden Teile des Körpers daher auch mit der Hand oder mit einfachen Werkzeugen lösbar und zusammenfügbar.
Das erfindungsgemäße schallabsorbierende Wandelement wird derart ausgeführt, daß sich der in den Innenraum mündende Endabschnitt eines jeden Durchgangs in der Richtung des Innenraumes trichterförmig erweitert.
Auf diese Weise sind alle Wände der Durchgänge mit ihrer schrägen Oberfläche auf den Innenraum gerichtet, so daß sie die Schallwellen zum Innenraum hin reflektieren. Dadurch, daß gerade auch der in den Innenraum mündende Endabschnitt trichterförmig ist, ist diese Ausführung besonders geeignet, um die Schallwellen, die aus dem Innenraum zurückgeworfen werden, zurück in den Hohlraum zu reflektieren.
Der in den Innenraum mündende Endabschnitt eines jeden Durchgangs wird konisch ausgeführt. Dies ist technisch relativ einfach zu verwirklichen, beispielsweise dadurch, daß diese Durchgänge gebohrt werden.
Bei der Verwirklichung eines Durchgangs, dessen Quermaße sich über die Gesamtlänge des Durchgangs ändern, ist es sehr schwierig, alle Durchgänge mit denselben Quermaßen enden zu lassen. Wenn dies nicht gelingt, erhält man ein Wandelement mit Durchgängen, bei dem die jeweiligen Eingangsöffnungen an der sichtbaren Außenseite des Wandelementes unterschiedlich aussehen. So wird beispielsweise beim Bohren eines konischen Loches der kleinste Enddurchmesser des Loches (an der sichtbaren Außenseite des Wandelementes) unter anderem auch durch die Dicke der durchbohrten Wand bestimmt. Diese Wanddicke ist nicht immer an allen Stellen völlig identisch, so dass der sichtbare Eingang der verschiedenen Bohrungen nicht für alle Bohrungen gleich sein wird.
Um das Wandelement auch in ästhetischer Hinsicht zu vervollkommnen, wird der entlang der Außenseite des Körpers mündende Endabschnitt der besagten Durchgänge zylindrisch ausgeführt. Auf diese Weise enden alle Durchgänge an der sichtbaren Außenseite des Körpers mit einer kreisförmigen Öffnung mit exakt demselben Durchmesser.
Wenn sich das erste bzw. zweite Teil jeweils an der einen bzw. anderen Seite des schallabsorbierenden Materials erstreckt, erhält das Wandelement eine Sandwichstruktur, wobei das absorbierende Material bequem zwischen die beiden Teile des Körpers eingebracht werden kann, bevor diese zusammengefügt werden, und sich auch leicht zwischen diesen beiden Teilen entfernen und ersetzen lässt.
Es hat sich gezeigt, dass man auf dem Gebiet der Schallabsorption erstaunlich gute Ergebnisse erhält, wenn das Verhältnis zwischen der Öffnungsfläche der Durchgänge in einer nach außen gerichteten Seite des Körpers einerseits und der Gesamtoberfläche der besagten Seite andererseits zwischen 20% und 40% liegt und vorzugsweise etwa 30% beträgt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform hat das schallabsorbierende Wandelement einen Körper, der mit Mitteln versehen ist, um das schallabsorbierende Material in einer von den Durchgängen beabstandeten Position zu halten. Hierdurch vermeidet man, dass sich das absorbierende Material nahe oder an der Mündungsöffnung der Durchgänge befindet und durch diese Durchgänge beschädigt werden kann oder schnell nass und beschmutzt wird.
Der Körper und das schallabsorbierende Material werden vorzugsweise plattenförmig ausgeführt.
Für die Herstellung des Körpers werden vorzugsweise recycelte Kunststoffe verwendet. Man verwendet vorzugsweise Polyvinylchlorid (PVC), recycelt oder nicht recycelt, oder eine unreine, durch Recycling erhaltene Mischung, die hauptsächlich PVC umfasst. Der Reinheitsgrad des PVCs beträgt vorzugsweise mindestens 95%.
Auch das schallabsorbierende Material kann aus Kunststoff hergestellt werden, insbesondere aus recyceltem Kunststoff. Dies geschieht beispielsweise nach einem Verfahren, bei dem Kunststofffasern oder Filamente gesintert werden. Recyceltes PVC hat hierbei den Vorzug. Geschäumte Kunststoffe mit offenzelliger Struktur sind hierfür besonders gut geeignet. Wenn ein Wandelement angefertigt wird, bei dem sowohl der Körper als auch das absorbierende Material aus PVC hergestellt sind, erhält man ein Wandelement, das als Ganzes vollständig recycelbar ist.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine schallabsorbierende Wand, umfassend ein oder mehrere erfindungsgemäße schallabsorbierende Wandelemente sowie eine Anzahl doppel-T-förmiger Halteelemente, um diese Wandelemente in einer Gebrauchsstellung zu halten.
Eine derartige schallabsorbierende Wand kann eine Anzahl aus Kunststoff hergestellte Mantelelemente umfassen, die an den Halteelementen befestigt werden können, um Teile davon zu bedecken. Diese Mantelelemente können ebenfalls aus einem Zellkunststoff hergestellt werden, vorzugsweise aus recyceltem PVC.
Jedes Halteelement kann ebenfalls aus Kunststoff hergestellt sein, insbesondere aus einem recycelten Zellkunststoff. Derartige Halteelemente, die kein Metall enthalten, sind besonders für die Aufstellung in der Nähe von Flugplätzen geeignet, da Metallstrukturen die Funktion der auf Flugplätzen verwendeten Radarsysteme stören können. Wenn die Halteelemente aus einem Zellkunststoff hergestellt sind, sorgen sie für eine gute zusätzliche Schalldämmung, da derartige Kunststoffe infolge ihrer geschlossenzelligen Struktur Schallwellen besser zurückhalten als massive Materialien.
Eine derartige schallabsorbierende Wand, deren Halteelemente hauptsächlich aus Polyvinylchlorid bestehen, wird bevorzugt.
Eine schallabsorbierende Wand umfasst mehrere schallabsorbierende Wandelemente, die neben- und/oder übereinander und aneinander anschließend die schallabsorbierende Wand bilden, während an den einander gegenüberliegenden Seiten der schallabsorbierenden Wandelemente jeweils eine hervorstehende Rippe bzw. eine Nut vorgesehen ist, so dass sich bei jeweils zwei aneinander anschließenden Wandelementen die Rippe des einen Wandelementes in der Nut des anderen Wandelementes befindet.
Bei einer derartigen Aufstellung werden die Wandelemente einerseits in einer gemeinsamen Ebene gut an ihrem Platz gehalten, und andererseits treten auch nahezu keine Spalten zwischen den Wandelementen auf, so dass man auch eine sehr schalldichte Wand erhält.
In der nun folgenden ausführlichen Beschreibung einer Reihe von Ausführungsbeispielen dieser Erfindung werden die vorgenannten Merkmale und Vorteile weiter erläutert und zusätzliche Eigenschaften und Vorteile davon angegeben. Die Absicht dieser Beschreibung liegt ausschließlich darin, die allgemeinen Prinzipien dieser Erfindung zu erläutern und ist daher keineswegs als eine Einschränkung des Anwendungsgebietes der Erfindung oder der in den Ansprüchen beanspruchten Schutzrechte zu verstehen.
In dieser Beschreibung wird mittels Bezugszahlen auf die hier beigefügten 1 bis 22 verwiesen. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen schallabsorbierenden Wandelementes;
2 eine vergrößerte Seitenansicht des linken Teils des Körpers des in 1 dargestellten Wandelementes;
3 und 4 eine vergrößerte Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht des rechten Teils des Körpers des in 1 dargestellten Wandelementes;
5 einen Querschnitt durch einen Abschnitt des in 4 dargestellten Teils des Körpers entlang der Linie AA;
6 eine perspektivische Ansicht eines I-Profils mit zwischen den Flanschen auf beiden Seiten S-förmigen Profileinsätzen und an den Außenseiten eines jeden Flansches drei verschiedenen Arten Mantelelemente;
7, 8 und 9 Querschnitte des in 6 dargestellten I-Profils, auf denen jeweils eine andere Art Mantelelement zu sehen ist;
10 und 11 aus Kunststoff hergestellte Halteelemente mit verschiedenen Flanschformen in Aufsicht;
12 und 13 eine Aufsicht und eine perspektivische Ansicht eines anderen Halteelementes aus Kunststoff im Eingriff mit erfindungsgemäßen Wandelementen;
14 perspektivisch die auseinandergenommenen Bauteile eines Teils einer Wandkonstruktion mit vertikal nebeneinander aufgestellten Wandelementen;
15 und 16 eine Seitenansicht bzw. eine Aufsicht der zusammengesetzten Wandkonstruktion der 14;
17 eine Aufsicht eines Teils der Wandkonstruktion der 14 ohne die Platten und den obersten horizontalen Profileinsatz;
18 perspektivisch die auseinandergenommenen Bauteile eines Teils einer Wandkonstruktion mit horizontal nebeneinander aufgestellten Wandelementen;
19 und 20 Seitenansichten eines obersten bzw. eines untersten Abschnitts der zusammengesetzten Wandkonstruktion der 18; und
21 und 22 Aufsichten eines I-Profils einer erfindungsgemäßen Wandkonstruktion mit dazugehörigem Zubehör.
Das in 1 dargestellte Wandelement (1) ist eine rechteckige Platte (2, 3), die aus zwei zusammengefügten Teilen (2), (3) besteht, die an zwei ein ander gegenüberliegenden Seiten einen hohlen Zwischenraum (4) begrenzen, in dem ein rechteckiges Stück schallabsorbierendes Material (5) vorgesehen ist.
Das in 2 dargestellte Teil (2) hat einen rechteckigen flachen Abschnitt (21) mit einer Länge von 500 mm und einer Breite von 90 mm. An den einander jeweils gegenüberliegenden Längskanten (der Oberkante und der Unterkante) ist ein sich in derselben Richtung und über dieselbe Länge erstreckender Schenkel (22), (23) vorgesehen, der mit dem planen Teilstück (21) einen rechten Winkel bildet, so dass dieses Teil deutlich U-förmig ist. Dies wird im folgenden als die U-förmige Platte bezeichnet. Die Materialdicke beträgt etwa 18 mm. Die U-förmige Platte erhält man durch einen Extrusionsprozess aus recyceltem PVC unter Zusatz eines „foaming agent", so dass das Produkt einen Dichtefaktor zwischen 0,5 kg/l und 1,2 kg/l hat. Während desselben Prozesses wird auf der äußersten Oberfläche durch Koextrusion eine dünne Beschichtung aufgebracht. Diese Beschichtung ist eine Zweikomponenten-Polyurethanbeschichtung mit darin dispergierten Polyamid-11-Körnern, um das Produkt sehr wartungsarm, graffitibeständig und hochverschleißfest zu machen.
Auf der Seite der Schenkel (22), (23) sind auf dem planen Teilstück (21) der U-förmigen Platte drei hervorstehende Rippen (26), (27), (28) vorgesehen, die gleichmäßig voneinander entfernt sind. Diese sind zum Positionieren des absorbierenden Materials vorgesehen (siehe unten). In der Oberseite des obersten Schenkels (22) ist eine U-förmige Nut (24) vorgesehen, die parallel zum planen Teilstück (21) verläuft und sich über die volle Länge der U-förmigen Platte (2) erstreckt. An der Unterseite des untersten Schenkels (23) ist eine Rippe (25) mit einer Form vorgesehen, die mit der Form der Nut (24) übereinstimmt, so dass diese Rippe (25) in die Nut (24) eines anderen Wandelements (1) passt. Diese Rippe (25) erstreckt sich ebenfalls über die gesamte Länge der U-förmigen Platte (2).
Das in 3 dargestellte Teil (3), im folgenden Deckel genannt, umfasst ebenfalls ein planes Teilstück (31), das an den einander gegenüberliegenden Längsseiten (der Oberseite und der Unterseite) in eine identische, schräg verlaufende Abkantung übergeht. Beide Abkantungen (32), (33) befinden sich an derselben Seite des planen Teilstücks (31) und gehen jeweils in ein Endprofil (34), (35) über. Diese Endprofile (34), (35) sind spiegelbildlich zueinander. Die Abkantungen (32), (33) und Endprofile (34), (35) erstrecken sich über die volle Länge des Deckels. Die Endprofile haben zwei flache, abgewinkelte Teile (36), (37), von denen das eine Teil (36) parallel zum planen Teilstück (31) verläuft und das andere (37) senkrecht zu diesem Teilstück (31) steht und in einer Verdickung (38) endet. Auf derselben Seite wie die Abkantungen (32), (33) ist auf dem planen Teilstück (31) eine hervorstehende Rippe (39) vorgesehen, die sich mittig entlang der Längsrichtung des Deckels erstreckt.
Wenn die in 2 und 3 dargestellten Teile des Körpers (1) zusammengefügt sind, wie es in 1 dargestellt wurde, klemmen die voneinander abgewandten Verdickungen (38) des Deckels (3) gegen die einander zugewandten Flanken der jeweiligen Schenkel (22), (23) der U-förmigen Platte (2). Auf diese Weise werden die beiden Teile zusammengehalten und sind mit der Hand bequem lösbar.
Die planen Teilstücke (21), (31) der zusammengefügten Teile (2), (3) sind mit einen Zwischenraum parallel zueinander und einander gegenüber aufgestellt und begrenzen den hohlen Innenraum (4) an der Vorder- und Rückseite der Wandplatte (1). Die Schenkel (22), (23) der U-förmigen Platte (2), die dagegengeklemmten Endprofile (34), (35) und die schrägen Abkantungen (32), (33) des Deckels (3) begrenzen diesen Hohlraum (4) an der Ober- und Unterseite der Wandplatte (1). Die Seiten des Wandelementes (1) bleiben offen. Im Innenraum befindet sich ein plattenförmiges Stück schallabsorbierendes Material (5). Dieses absorbierende Material wird zwischen den drei Rippen (26), (27), (28) der U-förmigen Platte (2) einerseits und der mittigen hervorstehenden Rippe (39) des Deckels (3) und den Endrändern der Verdickungen (38) an der Ober- und Unterseite des Deckels (3) andererseits auf seinem Platz gehalten (siehe 1). Das schallabsorbierende Material (5) wird hierdurch im Innenraum (4) im Körper (2, 3) auf Abstand vom Deckel (3) gehalten. Hierdurch wird das absorbierende Material (5) gut auf seinem Platz gehalten. Durch den relativ großen Abstand zwischen dem Deckel und dem absorbierenden Material (5) kann es durch die Durchgänge (6) nur schwer beschädigt werden, zum Beispiel in böswilliger Absicht. Auch ist das absorbierende Material ausreichend weit von den Öffnungen entfernt, damit hochspritzendes Wasser, das durch die Durchgänge in den Innenraum eindringen könnte, das absorbierende Material nicht benässen und beschmutzen kann.
In dem planen Teilstück (31) des Deckels (3) ist eine große Anzahl quer verlaufender Bohrungen (6) mit senkrecht zu dem planen Abschnitt (31) stehenden Mittellinien (7) vorgesehen (siehe 4 und 5). Diese Bohrungen (6) sind in mehreren Reihen über die ganze Oberfläche verteilt. Jede Bohrung (6) hat einen zylindrischen Endabschnitt an der Außenseite des Deckels (3) und geht in einen konischen Abschnitt über, der sich in Richtung der Innenseite des Deckels (3) erweitert und an dieser Innenseite mit seinem größten Durchmesser mündet. Auf der Seite des zylindrischen Abschnitts hat der konische Abschnitt seinen kleinsten Durchmesser, der dem Durchmesser des zylindrischen Abschnitts entspricht. Die Wand des konischen Teils einer jeden Bohrung (6) bildet einen spitzen Winkel (a) mit der Mittellinie (7) der Bohrung (6), und diese Wand entfernt sich in Richtung der Innenseite des Deckels (3) von der Mittellinie (7).
Die U-förmige Platte (2) wird durch Extrusion aus recyceltem PVC hergestellt, wobei man während des Produktionsprozesses eine chemische Verschäumung durch Zusatz eines sogenannten „foaming agent" hat stattfinden lassen. Die U-förmige Platte ist also aus Zell-PVC hergestellt.
Der Deckel (3) ist ebenfalls aus recyceltem PVC hergestellt, jedoch wurde der Kunststoff hier nicht verschäumt, um ein Produkt mit optimaler Schlagfestigkeit zu erhalten. Der Deckel (3) bildet die Vorderseite des Wandelementes (1) und läuft daher am stärksten die Gefahr beschädigt zu werden, zum Beispiel durch Steine.
Beim Zusammensetzen einer schallabsorbierenden Wand können I-Profile (40) aus Metall verwendet werden, um die Wandelemente (1) in einer aufrechten Stellung zu halten. Die I-Profile (40) werden mit einem bestimmten Zwischenraum im Boden verankert, und die Wandelemente (1) werden in einer vertikalen Stellung nebeneinander (siehe 14) oder in einer horizontalen Stellung übereinander (siehe 15) aneinander anschließend zwischen diesen I-Profile platziert. Die Wandelemente (1) sitzen dabei mit einem Randabschnitt in einer zwischen den Flanschen (41), (42) gebildeten vertikalen U-förmigen Rinne des Profils (40).
Da der Raum zwischen den Flanschen (41), (42) breiter ist als die Dicke der Wandelemente (1), verwendet man einen Profileinsatz (44), der aus einem S-förmig gebogenen Streifen mit derselben Länge wie das I-Profil besteht. Wie am besten in 6 bis 9 zu sehen ist, wird der Profileinsatz (44) zwischen die Flansche (41), (42) des I-Profils geklemmt, wobei der Raum zwischen den Flanschen (41), (42) teilweise angefüllt wird und eine U-förmige Rinne (43) entsteht, die in der Breite mit der Dicke der Wandelemente übereinstimmt. Dieser Profileinsatz wird vorzugsweise aus galvanisiertem Metall hergestellt.
Weiterhin umfasst die schallabsorbierende Wand auch Mantelelemente (45), (46), (47), die in einem Extrusionsprozess aus Zell-PVC hergestellt werden und auf den Flanschen (41), (42) der I-Profile (40) befestigt werden können, um diese zu bedecken, so dass man eine Wand erhält, deren sichtbare Bauteile ein ästhetisch homogenes Ganzes ohne störende Elemente bilden. Um zu zeigen, dass diese Mantelelemente in einer sehr großen Vielfalt an For men hergestellt werden können, werden in den 6 bis 9 drei verschiedene Formen gezeigt. Diese Mantelelemente (45), (46), (47) sind als längliche rohrförmige Hohlprofile mit einer Basis (48) und einer an diese anschließenden gebogenen Wand (49) ausgeführt, so dass die Basis (48) und die besagte Wand (49) den Hohlraum begrenzen. Die Basis hat im Schnitt eine U-förmige Aussparung, in die ein Flansch (41), (42) eines I-Profils (40) passt. Die an diese Basis (48) anschließende Wand (49) bestimmt das Aussehen des Mantelelements (45–47) und kann konkav oder konvex gebogen sein oder eine beliebige Form mit Abrundungen und/oder winkelbildenden Wänden haben. Dadurch, dass die Mantelelemente (45–47) aus einem Zellkunststoff hergestellt sind, sorgen sie für eine zusätzliche Schallabsorption.
Bei einer Reihe von besonderen Anwendungsgebieten werden vorzugsweise keine I-Profile aus Metall verwendet. So müssen beispielsweise im Bereich von Flugplätzen große Anzahlen von Metallprofilen vermieden werden, da diese die Funktion der Radarsysteme beeinflussen können. Für diese besonderen Anwendungsgebiete wurden Profile (50), (51), (52) entwickelt, die vollständig aus Kunststoff hergestellt sind, und zwar ebenfalls durch einen Extrusionsprozess, bei dem zu dem recycelten PVC ein „foaming agent" gegeben wird.
In den 10 bis 12 sind drei derartige Profile im Querschnitt dargestellt. Diese Profile (50–52) haben ein identisches Mittelstück (53), das als eine hohle Rohrform mit einem überwiegend rechteckigen Querschnitt ausgeführt ist. An den einander gegenüberliegenden Schmalseiten dieses Mittelstücks (53) sind jeweils rohrförmig ausgeführte Endstücke vorgesehen, welche beispielsweise mit Hilfe von Klebstoff am Mittelstück (53) befestigt sind und die Flansche der Profile bilden. Diese Endstücke (54) können in einer großen Vielfalt an Formen ausgeführt werden, indem man während der Produktion eine ursprüngliche identische Rohrform auf eine andere Weise verformt.
Diese Profile (50), (51), (52) werden ebenfalls in einem bestimmten Abstand voneinander aufrecht im Boden verankert. Um die Wandelemente (1) auf recht halten zu können, sind auf den breiten Seitenwänden des Mittelstücks (53) der Profile Halter (55) befestigt, vorzugsweise mittels Klebstoff. Diese – nur in den 12 und 13 dargestellten – Halter (55) sind ebenfalls als Hohlprofile ausgeführt und können an einer beliebigen Stelle auf den Seitenwänden dieser Mittelstücke (53) aufgeklebt werden. Dies wird in den 12 und 13 gezeigt, wo an einer Seite des Profils (52) zwei mögliche Positionen der Wandelemente (1) dargestellt sind. Dies bietet auch die Möglichkeit, eine schallabsorbierende Wand so zusammenzusetzen, dass nicht alle Wandelemente (1) in einer Ebene liegen. So können die Wandelemente (1) zwischen aufeinanderfolgenden Profilen (52) abwechselnd in einer ersten und einer zweiten Vertikalebene positioniert werden, um der Wand ein besonders ästhetisches Aussehen zu geben.
In den 14 bis 17 wird gezeigt, wie eine erfindungsgemäße Wand zusammengesetzt wird, wobei I-Profile (40) verwendet werden. Zwischen den Flanschen (41), (42) zweier benachbarter, in einer Bodenplatte verankerter I-Profile (in 14 ist nur ein I-Profil gezeigt) werden erst jeweils S-förmige Profileinsätze (44) (siehe oben) angebracht, um den U-förmigen Raum zwischen den Flanschen (41), (42) auf eine weniger breite U-förmige Rinne (43) mit der Dicke der Wandelemente (1) zu beschränken. Zwischen den Profilen (40) werden noch zwei derartige Profileinsätze horizontal befestigt. Der eine Profileinsatz (44) befindet sich in Höhe der Oberseite der zu bildenden Wand, der andere auf der Bodenplatte. Auf diese Weise bilden die mit den offenen Seiten einander zugewandten U-förmigen Rinnen (43) eine Rahmenstruktur. Die Wandelemente (1) werden mit ihren geschlossenen Längsseiten in diesen Rinnen (43) vertikal nebeneinander platziert und bilden so zwischen zwei nebeneinanderstehenden I-Profilen (40) eine Reihe in derselben Vertikalebene gelegener, aneinander anschließender Wandelemente (1). Diese Konstruktion kann zwischen allen nebeneinanderstehenden I-Profilen, die in einer geraden, gebogenen oder winkelförmigen Reihe nebeneinander aufgestellt sind, wiederholt werden, um eine durchgehende schallabsorbierende Wand zu bilden.
Bei zwei aneinander anschließenden Wandelementen (1) wird jeweils die Rippe (25) des einen Wandelementes (1) in der Nut (24) des anderen Wandelementes (1) platziert.
Das erste (1) und das letzte Wandelement (1) der Reihe befinden sich mit einem Randabschnitt in der vertikalen Rinne (43) des Profileinsatzes (44) zwischen den Flanschen (41), (42) eines betreffenden I-Profils (40).
Auch nachdem der oberste und unterste horizontale Profileinsatz (44) auf ihrem festen Platz befestigt wurden, möchte man die Wandelemente (1) noch in diesen Rinnen (43) platzieren und später daraus entfernen können, zum Beispiel, um sie zu ersetzen, ohne die gesamte Konstruktion demontieren zu müssen. Darum platziert man diese Profileinsätze (44) mit einem vertikalen Abstand, der größer ist als die Länge eines Wandelementes (1), so dass jedes Wandelement in die Rinnen (43) der horizontalen Einsatzprofile (44) eingebracht werden kann, indem man es erst schräg mit seinem obersten Rand in die oberste horizontale Rinne (43) einbringt, es dann dreht, bis es sich in der Vertikalebene zwischen den beiden Profileinsätzen (44) befindet und es schließlich absacken lässt, bis sein unterster Rand sich in der untersten horizontalen Rinne (43) befindet. Hierfür müssen die Wandelemente (1) allerdings relativ viel vertikales Spiel haben. Um zu vermeiden, dass die Wandelemente (1) durch dieses Spiel zu locker in der Wandkonstruktion sitzen, wird nach dem Einbringen aller Wandelemente (1) ein Füllprofil (45) in die unterste Rinne (43) geschoben (siehe 14 und 15). Hierdurch wird das vertikale Spiel größtenteils ausgeglichen.
In 19 bis 22 wird gezeigt, wie eine Wand mit horizontal übereinander platzierten Wandelementen zwischen vertikal in einer Bodenplatte verankerten I-Profilen (40) erfindungsgemäß zusammengesetzt wird (in 18 ist nur ein I-Profil gezeigt). Der U-förmige Raum zwischen den Flanschen (41), (42) wird auch hier mit Hilfe der oben beschriebenen Profileinsätze (44) auf die Dicke der Wandelemente (1) reduziert. Auf diese Weise erhält man auch zwei vertikale Rinnen (43).
Hier werden weiterhin ebenfalls zwei Profileinsätze (44) horizontal zwischen den I-Profilen (40) befestigt. Der eine Profileinsatz (44) befindet sich in Höhe der Oberseite der zu bildenden Wand, der andere auf der Bodenplatte. Auf diese Weise bilden die mit den offenen Seiten einander zugewandten U-förmigen Rinnen (43) eine Rahmenstruktur. Die Wandelemente (1) werden mit ihren geschlossenen Längsseiten in diesen Rinnen (43) horizontal übereinander platziert und bilden somit eine Reihe in derselben Vertikalebene gelegener, übereinander und aneinander anschließender Wandelemente (1), wobei jedes Wandelement sich zwischen zwei nebeneinanderstehenden I-Profilen (40) erstreckt. Diese Konstruktion kann zwischen allen nebeneinanderstehenden I-Profilen, die in einer geraden, gebogenen oder winkelförmigen Reihe nebeneinander aufgestellt sind, wiederholt werden, um eine durchgehende schallabsorbierende Wand zu bilden.
Bei zwei aneinander anschließenden Wandelementen (1) wird jeweils die Rippe (25) des einen Wandelementes (1) in der Nut (24) des anderen Wandelementes (1) platziert.
Jedes Wandelement (1) befindet sich mit zwei einander gegenüberliegenden vertikalen Randabschnitten in einer vertikalen Rinne (43) eines Profileinsatzes (44) zwischen den Flanschen (41), (42) eines betreffenden I-Profils (40).
Jedes Wandelement (1) kann mit seinen beiden einander gegenüberliegenden vertikalen Rändern in den beiden vertikalen Profileinsätzen (44) der Wandkonstruktion platziert und wieder herausgenommen werden, nachdem die I-Profile fest aufgestellt worden sind. Hierzu bringt man ein Wandelement (1) erst schräg mit seinem einen Rand in die vertikale Rinne (43) des einen Einsatzprofils (44) ein, dreht es dann, bis das Wandelement sich in der durch die beiden Profileinsätze (44) definierten Ebene befindet und verschiebt es schließlich seitwärts, bis sein anderer Rand sich in der vertikalen Rinne (43) des anderen Profileinsatzes (44) befindet. Um dies zu ermöglichen, platziert man die I-Profile (40) mit einem horizontalen Abstand, der größer ist als die Länge eines Wandelementes (1). Hierzu müssen die Wandelemente (1) allerdings relativ viel horizontales Spiel haben. Um zu vermeiden, dass die Wandelemente (1) durch dieses Spiel zu locker in der Wandkonstruktion sitzen, wird nach dem Einbringen aller Wandelemente (1) ein Füllprofil (45) in eine der vertikalen Rinnen (43) geschoben (siehe 18 und 22). Hierdurch wird das vertikale Spiel größtenteils ausgeglichen.
Die verschiedenen Bauteile der schallabsorbierenden Wandelemente und der Wand werden vorzugsweise alle in einem Extrusionsverfahren hergestellt. Es versteht sich natürlich, dass auch andere Verfahren (wie z. B. Spritzguss) möglich sind. Der Vorteil eines Extrusionsprozesses liegt darin. dass es sich um ein kontinuierliches Verfahren handelt, mit dem Produkte jeder gewünschten Länge produziert werden können.

Claims

Schallabsorbierendes Wandelement (1) als nicht selbsttragendes Teil einer Lärmschutzwand, umfassend einen Körper (2, 3) mit einem in dessen Innenraum (4) angeordneten schallabsorbierenden Material (5), wobei der Körper (2, 3) mit einer Anzahl im Innenraum (4) mündender Durchgänge (6) versehen ist, wobei jeder Durchgang (6) mindestens eine Wand (8) hat, die sich in der Richtung des Innenraumes (4) in einem spitzen Winkel (α) von der Mittellinie (7) des Durchgangs (6) entfernt, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2, 3) aus Kunststoff hergestellt ist, wobei mindestens ein Teil (2) des Körpers (2, 3) aus einem geschlossenzelligen Zellkunststoff besteht, dass der entlang der Außenseite des Körpers (2, 3) mündende Endabschnitt der Durchgänge (6) zylindrisch ausgeführt ist, und dass mindestens eine Außenwand des Körpers (2, 3) mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen ist.
Schallabsorbierendes Wandelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2, 3) ein erstes (2) und ein zweites Teil (3) umfasst, die voneinander lösbar sind und zusammen den Innenraum (4) umschließen.
Schallabsorbierendes Wandelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2, 3) aus zwei u-förmigen Platten gebildet ist, die jeweils aus einem planen Teilstück (21) und zwei Schenkeln (22, 23) bestehen, wobei der Körper (2) an einem Schenkel (22) eine Nut (24) und am anderen Schenkel (23) eine Feder (25) aufweist, zum Zusammenfügen benachbarter Wandelemente in einer Lärmschutzwand.
Schallabsorbierendes Wandelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Öffnungsfläche der Durchgänge (6) in einer Seite des Körpers (2, 3) einerseits und der Gesamtoberfläche der Seite andererseits zwischen 20% und 40% liegt und vorzugsweise etwa 30% beträgt.
Schallabsorbierendes Wandelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2, 3) mit Mitteln (26, 27, 28) (38, 39) versehen ist, um das schallabsorbierende Material (5) in einer von den Durchgängen (6) beabstandeten Position zu halten.
Schallabsorbierendes Wandelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2, 3) und das schallabsorbierende Material (5) plattenförmig ausgeführt sind.
Schallabsorbierendes Wandelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das schallabsorbierende Material (5) hauptsächlich aus Kunststoff, insbesondere aus recyceltem Kunststoff hergestellt ist.
Schallabsorbierendes Wandelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff aus Polyvinylchlorid besteht.
Lärmschutzwand, umfassend schallabsorbierende Wandelemente (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und doppel-T- förmige Halteelemente (40, 50, 51, 52), wobei die Wandelemente (1) zwischen den Flanschen (41, 42, 53) der Halteelemente (40, 50, 51, 52) angeordnet sind.
Lärmschutzwand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (40) aus einem doppel-T-Profil aus Metall besteht.
Lärmschutzwand nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Flanschen (41, 42) Mantelelemente (45, 46) aus Kunststoff befestigt sind.
Lärmschutzwand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (50, 51, 52) aus Kunststoff, insbesondere aus einem Zellkunststoff, besteht, mit einem rohrförmigen, rechteckigen Mittelstück (53) und zwei rohrförmigen Endstücken (54), die die Flansche bilden.