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Die Erfindung geht aus von einem schalldämpfenden Wandelement zur Dämpfung von Schallwellen, welche sich in einem Raum eines Gebäudes ausbreiten.
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Zur multifunktionalen Nutzung von Veranstaltungsräumen, Versammlungsstätten und Konzertsälen muss die Raumakustik an die jeweilige Veranstaltung angepasst werden. Findet in dem Raum beispielsweise eine Aufführung eines klassischen Konzerts, eines Theaterstücks, eines Liederabends oder einer Oper ohne Audioverstärker statt, so ist eine gewisse Schallreflexion an den Wänden und an der Decke des Raums erwünscht. Bei Vorträgen und Konzerten, bei denen Audioverstärker eingesetzt werden, ist dagegen eine Schallreflexion an Wänden und Decke des Raums zur besseren Akustik zu vermeiden. Ein wesentliches Kriterium ist dabei die Nachhallzeit. Um die Anforderungen an die Nachhallzeit erfüllen zu können, sind Räume für Aufführungen ohne Audioverstärker an Wänden und Decke in der Regel anders ausgestattet als Räume für Aufführungen mit Audioverstärker. Letztere weisen an Wand und/ oder Decke häufig dauerhaft Elemente auf, welche den Schall nicht reflektieren oder sogar absorbieren. Soll der Raum dagegen multifunktional eingesetzt werden, ist eine variable Beeinflussung der Raumakustik notwendig. Hierzu werden beispielsweise Schallabsorber aus textilen Materialien eingesetzt, die als Vorhänge an einer Schiene geführt sind oder an einer Welle auf- und abrollbar angeordnet sind. Die als Vorhang oder als Rollbanner ausgebildeten Schallabsorber werden mittels Motoren bewegt und können je nach Bedarf aus- oder eingefahren werden. Ein derartiger Schallabsorber ist aus der
DE 10 2009 005 167 A1 bekannt.
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Als nachteilig erweist sich, dass derartige Schallabsorber im Bassbereich bei Frequenzen unter 200 Hz eine geringe Absorptionsleistung aufweisen. Selbst bei einer Faltenzugabe oder bei einer Steigerung der Dicke erreichen hochabsorbierende textile Materialien unter 200 Hz keine relevanten Absorptionswerte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schalldämpfendes Wandelement zur Dämpfung von sich in einem Raum eines Gebäudes ausbreitenden Schallwellen zur Verfügung zu stellen, das nicht nur im hohen Frequenzbereich sondern auch im Bassbereich eine hohe Absorptionsrate aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch ein schalldämpfendes Wandelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Wandelement weist einen Umfassungsrahmen, eine an dem Umfassungsrahmen angeordnete erste Welle und einen auf die erste Welle aufrollbaren und von der ersten Welle abrollbaren Behang auf. Der Behang umfasst eine erste Lage und eine zweite Lage eines offenporigen Materials. Die erste und zweite Lage bilden einen porösen Absorber. Darüber hinaus bilden der Umfassungsrahmen und der von der Welle abgerollte Behang zusammen mit einer Rückwand eine Kammer eines Feder-Masse-Systems eines Membranabsorbers. Dabei ergänzen sich die Absorptionsgrade des Membranabsorbers und des porösen Absorbers. Der Membranabsorber sorgt für eine Absorption des Schalls im Bassbereich. Der poröse Absorber sorgt für eine Absorption des Schalls im Frequenzbereich über 250 Hz. Beide zusammen führen zu einer hohen Absorptionsrate im Bassbereich und im Bereich höherer Frequenzen.
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Der Umfassungsrahmen ist mit einer Trenneinrichtung ausgestattet, welche die beiden Lagen des Behangs beim Abrollen von der ersten Welle voneinander trennt. Dadurch weisen die beiden Lagen in dem von der ersten Welle abgerollten Zustand einen vorgegebenen Abstand zueinander auf.
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Bei der Rückwand kann es sich um eine an dem Umfassungsrahmen angeordnete Platte handeln. Alternativ dazu kann die Rückwand durch eine Wand oder ein Fenster des Raumes gebildet sein, in dem das schallabsorbierende Wandelement angeordnet ist.
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Der Umfassungsrahmen umrahmt dabei den von der ersten Welle abgerollten Behang an mehreren Seiten. Hierzu stimmt die Breite des Behangs im wesentlichen mit dem Abstand der Rahmenteile des Umfassungsrahmens überein, die parallel zu der Bewegungsrichtung des Behangs beim Auf- und Abrollen verlaufen. Der von der ersten Welle abgerollte Behang verläuft parallel zu der Rückwand. Dabei sorgt der Umfassungsrahmen für einen vorgegebenen Abstand zwischen der Rückwand und dem Behang. Die Trenneinrichtung wiederum sorgt für einen vorgegebenen Abstand zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage des Behangs.
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Durch die beiden Lagen des Behangs und einen im abgerollten Zustand zwischen den Lagen vorgegebenen Abstand, welcher für eine Luftschicht zwischen den Lagen sorgt, wird die Absorption gegenüber nur einer Lage erhöht.
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Zwischen der Rückwand und der der Rückwand zugewandten ersten Lage des Behangs besteht aufgrund des vorgegebenen Abstands ein Luftpolster. Treffen Schallwellen, welche sich in einem Raum ausbreiten, auf das schalldämpfende Wandelement, so wirkt die erste Lage wie eine Membran und das Luftpolster wie eine Dämpfung. Der Umfassungsrahmen sorgt bei den als Druckwellen ausgebildeten Schallwellen für einen Druckunterschied an dem Behang. Der Druck in dem Zwischenraum zwischen der Rückwand und dem Behang ist kleiner als der Druck an der der Rückwand abgewandten Seite des Behangs.
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Die als poröser Absorber wirkenden Lagen des Behangs einerseits und die als Membranabsorber wirkende Kombination aus Umfassungsrahmen, Behang und Rückwand sorgen für eine breitbandige Absorption des Schalls sowohl im Bassbereich als auch im Bereich höherer Frequenzen.
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Die erste Welle ist mit einem Antrieb ausgestattet, der die Welle um ihre Achse zur Rotation antreibt. Bei der Rotation der ersten Welle um ihre Achse wird der Behang entweder von der ersten Welle abgerollt oder auf die erste Welle aufgerollt. In bevorzugter Weise ist ein Elektromotor als Antrieb vorgesehen. Alternativ dazu kann der Antrieb auch von Hand erfolgen. Die Welle wird zum Aufrollen des Behangs und zum Abrollen des Behangs in zwei verschiedene Drehrichtungen rotiert.
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Die erste Welle kann entweder am oberen Ende des Umfassungsrahmens oder am unteren Ende des Umfassungsrahmens angeordnet sein. Ist die erste Welle am oberen Ende angeordnet, so hängt der Behang im abgerollten Zustand von der ersten Welle frei nach unten. Ist die erste Welle dagegen am unteren Ende des Umfassungsrahmens angeordnet, so ist eine Aufspanneinrichtung vorgesehen, die den Behang beim Abrollen von unten nach oben bewegt.
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Das schalldämpfende Wandelement kann nicht nur an einer Wand eines Raumes angeordnet werden, sondern auch an einer Decke. Die Rückwand wird in diesem Fall entweder durch eine an dem Umfassungsrahmen angeordnete Platte oder durch die Decke des Raumes gebildet. Da der abgerollte Behang im wesentlichen parallel zur Rückwand ausgerichtet ist und die Rückwand bei einer Anordnung des Wandelements an der Decke nicht vertikal verläuft, ist auch der abgerollte Behang nicht vertikal ausgerichtet. Verläuft die Decke horizontal, so sind auch die Rückwand und der Behang horizontal ausgerichtet. Die Decke kann darüber hinaus auch unter einem Winkel gegen die Horizontale verlaufen.
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Entsprechendes gilt in diesem Fall für den abgerollten Behang. Um den abgerollten Behang in seiner Ausrichtung zu halten, können an dem Umfassungsrahmen Profile angeordnet sein.
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Der von der Welle abgerollte Behang füllt den Innenraum des Umfassungsrahmens vollständig aus. Er verdeckt damit den Blick auf die Rückwand. Ist der Behang dagegen auf die Welle aufgerollt, so ist der Blick frei auf die Rückwand.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Trenneinrichtung eine zweite Welle auf, welche parallel zu der ersten Welle an dem Umfassungsrahmen angeordnet ist. Die erste Lage und die zweite Lage des Behangs sind im aufgerollten Zustand gemeinsam auf die erste Welle aufgerollt und liegen dicht aneinander. Beim Abrollen von der ersten Welle ist die zweite Lage des Behangs über die zweite Welle geführt und dabei auf Abstand zu der ersten Lage gehalten, welche nicht über die zweite Welle geführt ist. Durch den Abstand zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle an dem Umfassungsrahmen ist der Abstand zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage des Behangs vorgegeben. Vorteilhafterweise ist die zweite Welle wie die erste Welle zur Rotation angetrieben. Die Rotation kann über einen gemeinsamen Antrieb erfolgen. Beide Wellen können mit dergleichen Rotationsgeschwindigkeit bewegt werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Rückwand als Rückwand-Platte ausgebildet, welche an dem Umfassungsrahmen angeordnet ist. Damit ist das schalldämpfende Wandelement unabhängig von der Form und der Beschaffenheit der Wand, am der das Wandelement angeordnet wird.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückwand durch eine Wand des Raumes gebildet, in welchem das schalldämpfende Wandelement angeordnet ist. In der Wand kann beispielsweise auch ein Fenster angeordnet sein. Als Wand zählt in diesem Fall auch die Decke eines Raumes.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Umfassungsrahmen zwei parallel zueinander angeordnete seitliche Rahmenteile, welche als Seitenteil-Platten ausgebildet sind. Dabei sind die seitlichen Rahmenteile senkrecht zu einer Achse der ersten Welle ausgerichtet.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Umfassungsrahmen rechteckig. Er weist ein die beiden seitlichen Rahmenteile miteinander verbindendes oberes Rahmenteil auf. Damit umgibt der Umfassungsrahmen den abgerollten Behang an mindestens drei Seiten. An der dem oberen Rahmenteil abgewandten vierten Seite kann der abgerollte Behang entweder durch den Boden des Raumes eingerahmt sein oder durch ein zusätzliches an dem Umfassungsrahmen angeordnetes unteres Rahmenteil.
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Alternativ dazu kann der Umfassungsrahmen auch andere Formen aufweisen, beispielsweise rund oder trapezförmig. Es ist lediglich darauf zu achten, dass der abgerollte Behang in dem Umfassungsrahmen derart aufgenommen ist, dass der Umfassungsrahmen den abgerollten Behang umgibt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Umfassungsrahmen mit einer schalldurchlässigen Frontbespannung ausgestattet. Diese schalltransparente Frontbespannung ist an der der Rückwand abgewandten Seite des Umfassungsrahmens angebracht. Sie besteht bevorzugt aus einem textilen Material, beispielsweise aus Polyester. Die Frontbespannung verhindert den Einblick in den Umfassungsrahmen. In diesem Fall ist der Behang nicht sichtbar. Die Frontbespannung kann mit einem Frontbespannungsrahmen ausgestattet sein, der an dem Umfassungsrahmen eingehängt ist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen die beiden Lagen des Behangs aus demselben Material. Alternativ dazu können sie auch aus einem unterschiedlichen Material bestehen. Als Material eignet sich beispielsweise ein hochabsorbierendes, schwer entflammbares Polyesterfasergewebe.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die beiden Lagen des Behangs die gleiche Dicke auf. Alternativ dazu können sich auch eine unterschiedliche Dicke aufweisen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Membranabsorber eine Absorption im Frequenzbereich unter 100 Hz auf.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der poröse Absorber eine Absorption im Frequenzbereich über 100 Hz auf.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Wandelement mit einer Wandbefestigungseinrichtung ausgestattet.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
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Figurenliste
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
- 1 perspektivische Darstellung eines schalldämpfenden Wandelements,
- 2 Wandelement gemäß 1 in einer Ansicht von vorne,
- 3 Wandelement gemäß 1 und 2 in einer Ansicht von der Seite,
- 4 Wandelement gemäß 1 bis 3 in einer Ansicht von oben,
- 5 Schnitt durch das Wandelement gemäß 1 bis 4 entlang der mit A - A gekennzeichneten Ebene,
- 6 Ausschnitt aus 1,
- 7 Ausschnitt aus 5.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In den 1 bis 7 ist ein schalldämpfendes Wandelement 1 mit einem Umfassungsrahmen 2, einer ersten Welle 3 und einem Behang 4 dargestellt. Der Behang weist eine erste Lage 5 und eine zweite Lage 6 auf. In der Darstellung gemäß 1 ist der Behang 4 von der ersten Welle 3 abgerollt. Die erste Lage 5 und die zweite Lage 6 sind gemeinsam auf die erste Welle 3 aufgerollt. Dies ist besonders gut in 6 erkennbar. Beim Abwickeln werden die erste Lage 5 und die zweite Lage 6 voneinander mittels einer Trenneinrichtung 7 getrennt, so dass bei dem von der ersten Welle 3 abgewickelten Abschnitt des Behangs 4 die ersten Lage 5 und die zweite Lage 6 mit Abstand d2 zueinander gehalten sind. Dies ist in 5 dargestellt. Die Trenneinrichtung 7 umfasst eine zweite Welle 8. Die erste Welle 3 wird zum Aufrollen und Abrollen des Behangs 4 um eine erste Achse 9 zur Rotation angetrieben. Die zweite Welle 8 wird beim Aufrollen und Abrollen des Behangs 4 um eine zur ersten Achse 9 parallelen zweiten Achse 10 zur Rotation angetrieben. Der Antrieb der ersten Welle 3 und der zweiten Welle 8 ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Die erste Achse 9 der ersten Welle 3 und die zweite Achse 10 der zweiten Welle 8 weisen einen Abstand zueinander auf. Der Abstand zwischen der ersten Lage 5 und der zweiten Lage 6 wird durch den Abstand zwischen der ersten Achse 9 und der zweiten Achse 10 sowie durch den Radius der ersten Welle 3 und den Radius der zweiten Welle 8 bestimmt. Die zweite Lage 6 ist mit ihrem in Bewegungsrichtung beim Abrollen vorderen Ende über die zweite Welle 8 geführt. Von dort hängt die zweite Lage 6 frei nach unten. Die erste Lage 5 hängt beim Abrollen von der ersten Welle 3 frei nach unten. Die Bewegungsrichtung des Behangs beim Abrollen ist in den 1 und 5 mit einem Pfeil mit dem Buchstaben R dargestellt.
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Der Umfassungsrahmen 2 ist rechteckig. Er weist zwei seitliche Rahmenteile 11, 12 auf, welche parallel zur Bewegungsrichtung R angeordnet sind. In 1 ist das dem Betrachter zugewandte seitliche Rahmenteil 11 weggelassen, so dass die ersten Welle 3 und die zweite Welle 8 erkennbar sind. Am oberen Ende der beiden seitlichen Rahmenteile weist der Umfassungsrahmen ein oberes Rahmenteil 13 auf. Am unteren Ende der beiden seitlichen Rahmenteile 11, 12 weist der Umfassungsrahmen 2 ein unteres Rahmenteil 14 auf. Die erste Welle 3 und die zweite Welle 8 sind am dem oberen Rahmenteil 13 oder an den beiden seitlichen Rahmenteilen 11, 12 angeordnet. Die Rahmenteile 11, 12, 13, 14 sind im wesentlichen als Platten ausgebildet. An dem Rahmen ist ferner eine Rückwand 15 angeordnet, welche ebenfalls als Platte ausgebildet ist. Darüber hinaus ist an dem Umfassungsrahmen eine Befestigungseinrichtung 18 angeordnet, mit der das Wandelement 1 an einer Wand eines Gebäudes befestigt werden kann. Die Wand ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Befestigungseinrichtung auf die Rückwand 15 aufgesetzt.
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Beim Abrollen des Behangs 4 von der ersten Welle 3 wird die erste Welle 3 so lange zur Rotation angetrieben, bis das in Bewegungsrichtung des Behangs beim Abrollen vordere Ende des Behangs das untere Rahmenteil 14 zumindest nahezu berührt. Die erste Welle 3 ist in unmittelbarer Nähe zu dem oberen Rahmenteilt 13 angeordnet. Die Breite des Behangs 4 entspricht im wesentlichen dem Abstand zwischen den beiden seitlichen Rahmenteilen 11, 12. Damit füllt der von der ersten Welle 3 abgerollte Behang 4 den Umfassungsrahmen 2 vollständig aus.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abstand d1 zwischen der Rückwand und der ersten Lage 5 des Behangs 4 kleiner als der Abstand d2 zwischen der ersten Lage 5 und der zweiten Lage 6 des Behangs. Der Abstand d1 ist jedoch größer als der Abstand d3 zwischen der zweiten Lage 6 und der der Rückwand abgewandte vordere Kante der seitlichen Rahmenteilen 11, 12.
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An der der Rückwand abgewandten Seite ist an dem Umfassungsrahmen eine Frontbespannung 17 mit einem Frontbespannungsrahmen 16 angeordnet. Dabei ist eine aus elastischen Polyestergewebe bestehende Frontbespannung 17 auf den Frontbespannungsrahmen 16 ausgespannt. Hierzu weist der Frontbespannungsrahmen 16 vier Rahmenteile auf, von denen in 1 nur drei dargestellt sind. Das dem Betrachter zugewandte Rahmenteil des Frontbespannungsrahmens 16 ist in 1 weggelassen, um einen besseren Einblick auf die erste Well 3 und die zweite Welle 8 zu gewähren. Die Frontbespannung 17 ist in 1 durchsichtig dargestellt, damit der Frontbespannungsrahmen 16 besser erkennbar ist. In der Darstellung gemäß 2 ist die Frontbespannung nicht durchsichtig, so dass der Frontbespannungsrahmen in 2 nicht erkennbar ist. Der Frontbespannungsrahmen 16 ist mit einem Profil 19 an den beiden seitlichen Rahmenteilen an der Innenseite eingehängt. Dieses Profil ist in 5 dargestellt.
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In den 5 und 7 ist die Stromversorgung 20 des nicht dargestellten Antriebs der ersten und zweiten Welle 3, 8 gezeigt.
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Trifft von der der Rückwand abgewandten Seite Schall auf das Wandelement 1, wobei der Behang 4 vollständig auf die erste Welle 3 aufgewickelt ist, so wird der Schall durch das Wandelement 1 nicht absorbiert. Trifft dagegen Schall auf das Wandelement 1 mit vollständig abgerolltem Behang, so werden insbesondere mittlere und höhere Frequenzen des hörbaren Bereichs durch die erste und zweite Lage 5, 6 des Behangs 4 absorbiert. Frequenzen des Bassbereichs können die erste und zweite Lage 5, 6 des Behangs 4 zwar passieren, jedoch werden diese in dem als Membranabsorber wirkenden Wandelement absorbiert. Dabei stellt die erste Lage 5 eine Membran dar und die Luftschicht zwischen der Rückwand und der ersten Lage 5 ein als Dämpfung wirkendes Luftpolster. Der Umfassungsrahmen sorgt für eine abgeschlossene Kammer.
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Sämtliche Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- schalldämpfendes Wandelement
- 2
- Umfassungsrahmen
- 3
- Erste Welle
- 4
- Behang
- 5
- Erste Lage
- 6
- Zweite Lage
- 7
- Trenneinrichtung
- 8
- Zweite Welle
- 9
- Erste Achse
- 10
- Zweite Achse
- 11
- Seitliches Rahmenteil
- 12
- Seitliches Rahmenteil
- 13
- Oberes Rahmenteil
- 14
- Unteres Rahmenteil
- 15
- Rückwand
- 16
- Frontbespannungsrahmen
- 17
- Frontbespannung
- 18
- Befestigungseinrichtung
- 19
- Profil für Frontbespannung
- 20
- Stromversorgung für den Antrieb der ersten und zweiten Welle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009005167 A1 [0002]
