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Die Erfindung betrifft einen Lüftungsrohr-Einsatz, einen Außenwand-Luftdurchlass und ein Lüftungssystem.
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Sanierte und neue Wohngebäude müssen nach aktueller gesetzlicher Lage nahezu luftdicht sein. Die früher übliche Fugenlüftung wird daher zunehmend durch aktive Lüftungskonzepte ersetzt. Hierbei kommen Wohnungslüftungssysteme zum Einsatz, deren Aufgabe es ist, Außenluft bedarfsgerecht zuzuführen und Abluft nach außen zu transportieren.
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Solche Lüftungssysteme basieren auf einer bedarfsgerechten Durchströmung des gesamten Wohnbereichs. Entsprechend dem Bedarf und dem Feuchtegrad transportieren Lüfter die Abluft aus Bad, Küche, WC oder Waschraum ins Freie oder in Abluftschächte. Damit entsteht im Wohnraum ein leichter Unterdruck. Aufgrund dieses Unterdruckes strömt frische, gefilterte Luft durch Außenwand-Luftdurchlässe in die Wohn- und Schlafzimmer, Kinderzimmer und Arbeitsräume.
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Für einen hohen Nutzungskomfort müssen an Gebäuden aufgrund einer häufig vorliegenden Schallbelastung etwa durch Verkehrslärm Schallschutzmaßnahmen vorgesehen werden. Diese Notwendigkeit betrifft neben Wandaufbauten und Fenstern ebenso Lüftungssysteme.
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Zur Reduzierung störender Luftgeräusche im Wohnbereich ist es bekannt, in Wohnungslüftungssystemen verwendete Ventilatoren strömungsmechanisch gezielt anzupassen und besonders sorgfältig auszuwuchten. Zusätzlich kann der Ventilator mit einem Chassis aus einem schalldämmenden Material versehen werden. Des Weiteren ist es bekannt, schalldämmende Lüftungsrohr-Einsätze sowohl in aktiven Lüftungssystemkomponenten wie Lüftern als auch in passiven Lüftungssystemkomponenten wie Außenwand-Luftdurchlässen einzusetzen.
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Die bekannten Arten schalldämmender Lüftungsrohrbauelemente erfüllen die Anforderungen angesichts immer weiter steigender Lärmbelästigung und gleichzeitig immer geringerer Grenzwerte für zulässige Schallwerte im Innenraum jedoch nur unzureichend.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Lüftungsrohr-Einsatz mit einem durchgehenden Strömungskanal, wobei der Strömungskanal mindestens drei Strömungskanalabschnitte, insbesondere mindestens fünf Strömungskanalabschnitte, aufweist. Jeder nächste Strömungskanalabschnitt ist dabei zum vorhergehenden Strömungskanalabschnitt in Richtung mindestens einer Raumdimension umgelenkt angeordnet und innerhalb des Strömungskanals ist mindestens eine Umlenkung in Richtung jeder der drei Raumdimensionen vorhanden.
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Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass Verbesserungen der Schalldämmung bei Lüftungsrohr-Einsätzen erreicht werden können, wenn es für die Luftströmung keinen direkten Weg durch das Lüftungsrohr gibt, sondern eine mehrfache Umlenkung erfolgt. Insbesondere sind dabei solche Umlenkungen von Vorteil, die es den Schallwellen erschweren, die Umlenkung ohne signifikante Verluste zu passieren. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass dies insbesondere dann der Fall ist, wenn im Verlauf eines Strömungskanales Umlenkungen in allen drei Raumdimensionen erfolgen. Damit ist gewährleistet, dass Schallwellen durch die Umlenkungen mindestens einmal direkt auf ein Hindernis treffen, wodurch sich eine Abschwächung des Schallpegels ergibt. Eine Passage eines erfindungsgemäßen Strömungskanals ist für den Schall nicht möglich ohne auf Flächen zu treffen, die den Schall abdämpfen. Gleichzeitig ermöglicht es die erfindungsgemäße Strömungskanalführung einen ausreichenden Volumenstrom in einem Lüftungssystem aufrecht zu erhalten, also eine Verminderung der Schallübertragung in Innenräumen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Lüftungsfunktion. Darüber hinaus wird mit der beschriebenen Strömungskanalführung eine ausreichende schalldämmende Wirkung auch bei relativ kurzer Längenausdehnung des Lüftungsrohr-Einsatzes erreicht, so dass im Vergleich zum Stand der Technik der Einsatz in dünneren Wänden oder in Kombination mit mehr zusätzlichen Elementen wie Lüftern oder Wärmetauschern möglich wird.
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Unter Raumdimensionen werden hier die zueinander orthogonalen Raumdimensionen verstanden, die im Weiteren, insbesondere in Bezug auf die Figuren auch mit x, y und z bezeichnet werden.
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Das Vorhandensein mindestens dreier Strömungskanalabschnitte, bei denen jeder im Vergleich zum vorhergehenden Strömungskanalabschnitt in wenigstens einer Raumdimension abgelenkt ist, sorgt ebenfalls dafür, dass ein Mindestmaß an Umlenkungen stattfindet und damit Hindernisse vorhanden sind, die vom Schall nicht ohne Abschwächung passiert werden können.
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Dieser Effekt wird noch weiter verbessert durch die Nutzung von mindestens fünf Strömungskanalabschnitten, bei denen jeder im Vergleich zum vorhergehenden Strömungskanalabschnitt in wenigstens einer Raumdimension abgelenkt ist. Hierüber ergibt sich, dass in mehreren Raumdimensionen mehr als eine Umlenkung stattfindet und damit ein weiter verbesserter Schalldämmungseffekt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsatzes beschrieben.
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In einer Ausführungsform ergibt sich ein Lüftungsrohr-Einsatz mit mehreren Strömungskanalabschnitten, von denen ein erster Strömungskanalabschnitt im Wesentlichen in Richtung einer ersten Raumdimension (x) ausgerichtet ist, ein zweiter Strömungskanalabschnitt in Richtung einer zweiten Raumdimension (y) und/oder in Richtung einer dritten Raumdimension (z) zum ersten Strömungskanalabschnitt umgelenkt angeordnet ist, ein dritter Strömungskanalabschnitt in Richtung der ersten Raumdimension zum zweiten Strömungskanalabschnitt umgelenkt angeordnet ist, ein vierter Strömungskanalabschnitt in Richtung der zweiten Raumdimension (y) und/oder in Richtung der dritten Raumdimension (z) zum dritten Strömungskanalabschnitt umgelenkt angeordnet ist und ein fünfter Strömungskanalabschnitt zum vierten Strömungskanalabschnitt in Richtung der ersten Raumdimension umgelenkt ist. Durch diese Anordnung der Strömungskanalabschnitte ergibt sich eine gewundene Luftführung, die abhängig von den eingestellten Winkeln bei den Umlenkungen verschiedene Formen annehmen kann und bei der es durch die mehrfache Umlenkung der Strömung allenfalls einem geringen Teil von eintretenden Schallwellen gelingt, den Strömungskanal vollständig zu passieren.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der vorstehend beschriebene Lüftungsrohr-Einsatz einen sechsten Strömungskanalabschnitt auf, der in Richtung der zweiten Raumdimension (y) und/oder in Richtung der dritten Raumdimension (z) zum fünften Strömungskanalabschnitt umgelenkt ist und einen siebten Strömungskanalabschnitt, der zum sechsten Strömungskanalabschnitt in Richtung der ersten Dimension umgelenkt ist. Dadurch wird die Strömung weiter umgelenkt, was zu einer noch größeren Steigerung des schalldämmenden Effektes führt.
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In einer weiteren Ausführungsform sind mindestens zwei Strömungskanalabschnitte derart angeordnet, dass sie im Wesentlichen in entgegengesetzten Richtungen durchströmt werden. Durch die Führung der Luftströmung in entgegengesetzten Richtungen in unterschiedlichen Strömungskanalabschnitten, während dennoch der gesamte Luftstrom von einem Einlass des Strömungskanals zu einem Auslass strömt, kommt es zu einer weiteren Verbesserung der schalldämmenden Wirkung des Lüftungsrohr-Einsatzes durch die Umlenkung in eine Gegenrichtung zu einem zuvor bereits passierten Strömungskanalabschnitt.
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Unter den Begriffen Einlass und Auslass soll hier allgemein eine durchströmbare Öffnung verstanden werden. Auch wenn zur Verdeutlichung der Funktion des Lüftungsrohr-Einsatzes die Begriffe Einlass und Auslass in der Regel bei einer Strömung der Luft vom Einlass zum Auslass verwendet werden, so ist ein Lüftungsrohr-Einsatz gemäß der Erfindung grundsätzlich auch in umgekehrter Richtung, also auch vom Einlass zum Auslass durchströmbar. Ob die Strömung im Betrieb vom Einlass zum Auslass oder vom Auslass zum Einlass erfolgt hängt lediglich von den gegebenenfalls zusammen mit dem Lüftungsrohr-Einsatz installierten Ventilatoren ab. Durch die beschriebenen Ein- und Auslässe kann die Luft also je nach Drehrichtung in den Lüftungsrohr-Einsatz hinein oder aus diesem heraus strömen.
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Der Lüftungsrohr-Einsatz kann weiterhin so ausgeführt sein, dass mindestens ein Strömungskanalabschnitt gekrümmt, insbesondere in einer Umfangsrichtung gekrümmt, ausgebildet ist. Alternativ ist ein oder bevorzugt alle Strömungskanalabschnitte gerade ausgebildet. Eine gerade Ausbildung aller Strömungskanalabschnitte ist vorteilhaft, um einen relativ hohen Volumenstrom im Strömungskanal zu ermöglichen.
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Insbesondere können der zweite und/oder vierte und/oder sechste Strömungskanalabschnitt gekrümmt, insbesondere in einer Umfangsrichtung gekrümmt, ausgebildet sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Lüftungsrohr-Einsatz mindestens einen Venturidurchgang mit einem im Vergleich zu einem Querschnitt des Strömungskanals sehr kleinen Querschnitt auf, der einen Venturieinlass in derselben Ebene aufweist, in der ein Einlass des Strömungskanals angeordnet ist, zumindest abschnittsweise parallel zu einem Strömungskanalabschnitt angeordnet ist, der den Einlass des Strömungskanals umfasst und in einen Strömungskanalabschnitt mündet, der einen Auslass des Strömungskanals umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann der Lüftungsrohr-Einsatz einen Venturidurchgang mit einem im Vergleich zu einem Querschnitt des Strömungskanals sehr kleinen Querschnitt aufweisen, der einen Venturieinlass in derselben Ebene aufweist, in der ein Auslass des Strömungskanals angeordnet ist, zumindest abschnittsweise parallel zu einem Strömungskanalabschnitt angeordnet ist, der den Auslass des Strömungskanals umfasst und in einen Strömungskanalabschnitt mündet, der einen Einlass des Strömungskanals umfasst. Somit ist auch bei Durchströmung des Strömungskanals vom Auslass zum Einlass ein Venturidurchgang zur Verstärkung der Strömung vorhanden. Durch den Venturidurchgang wird ein geringe Luftmenge in den Strömungskanalabschnitt mit dem Auslass geblasen. Dadurch entsteht ein Venturieffekt, der die im Strömungskanal strömende Luft mitreißt und so die gesamte Strömung erhöht, also den Volumenstrom erhöht. Dieses Mitreißen ist insbesondere vorteilhaft in Einsatzfeldern, in denen neben einer hohen Schalldämmung auch ein vergleichsweise hoher Volumenstrom gewünscht wird. Durch den Venturidurchgang selbst strömt dabei nur wenig Luft und entsprechend auch wenig Schall durch die kleine Öffnung. Ausführungsformen mit Venturidurchgang stellen daher geeignete Lüftungsrohr-Einsätze dar, in denen ein zu schließender Kompromiss zwischen Schalldämmung und Volumenstrom, dem Volumenstrom etwas höhere Gewichtung einräumt.
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Von Vorteil ist es dabei, wenn der Venturidurchgang leicht außermittig in den Strömungskanalabschnitt mündet, der den Auslass umfasst, oder wenn der Venturidurchgang im Bereich eines Druckmaximums des Strömungskanalabschnittes in den Strömungskanalabschnitt mündet, der den Auslass umfasst. An diesen Stellen ist der über den Venturidurchgang erzielbare Effekt der Volumenstromerhöhung am höchsten, besonders hoch im Bereich des Druckmaximums, aber auch eine leicht außermittige Anordnung führt zu einer vorteilhaften Volumenstromerhöhung und kann beispielsweise sinnvoll eingesetzt werden, wenn der Bereich des Druckmaximums nicht bekannt ist.
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Bevorzugt ist der Lüftungsrohr-Einsatz zumindest teilweise aus einem schallweichen Material aufgebaut, dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Strömungskanal zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig von schallweichem Material umgeben ist, also an seinen Wänden schallweiches Material angeordnet ist. Durch die Verwendung von schallweichem Material wird die Schallenergie beim Auftreffen auf die Wände des Strömungskanals absorbiert und damit der Schall gedämpft. Des Weiteren kann auch schallhartes Material im Lüftungsrohr-Einsatz verwendet werden. Insbesondere kann der Lüftungsrohr-Einsatz zumindest teilweise aus einem schallhartem Grundmaterial aufgebaut sein, wobei der Strömungskanal Wände aufweist, die zumindest teilweise mit schallweichem Material ausgekleidet sind. Eine Kombination von schallhartem und schallweichem Material wirkt dabei noch stärker schalldämmend, da die verschiedenen Schallwellenwiderstände zu einer optimalen Absorption von Lärm führen und das schallharte Grundmaterial darüber hinaus eine Schallübertragung durch den Festkörper des Lüftungsrohr-Einsatzes vermindert oder unterbindet. Dies erfolgt zum einen durch Reflektion des Schalls. Da schallharte Materialien wie Metall, Beton aber auch verschiedene Polymerwerkstoffe auch eine vergleichsweise große Masse aufweisen, sind sie zusätzlich schwer anzuregen und auch hierüber wird eine Weitergabe der Schallwellen erschwert.
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Schallweiche Materialien und schallharte Materialien sind als solches bekannt. Ein für den Lüftungsrohr-Einsatz geeignetes schallweiches Material ist beispielsweise Melaminharzschaum oder eine Mischung verschiedener Schäume. Hier ist insbesondere eine Kombination unterschiedlicher geschäumter Materialien vorteilhaft, die von unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, Dichte und/oder Porenweite sind. Solche Materialien können vorzugsweise geschreddert, vermischt und dann verklebt und/oder verpresst sein. Dabei ist die Kombination unterschiedlicher geschäumter Materialien insbesondere vorteilhaft, weil eine solche Kombination besonders viele Frequenzen gut absorbiert, da in der Regeln jedes Material bestimmte Frequenzen gut oder schlecht absorbiert. In einer solchen Kombination können beispielsweise auch Melaminharz und/oder Polyurethan eingesetzt werden.
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Auch Expandiertes Polypropylen (EPP) kann zur Herstellung von Lüftungsrohr-Einsätzen verwendet werden.
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Viele verfügbare schallweiche Materialien sind zugleich druckweich, können also bei der Handhabung im Rahmen ihrer Installation relativ leicht verformt werden. Auch gegenüber Druckeinwirkung nach der Installation, in einem beispielsweise bei Temperaturänderungen oder Erschütterungen „arbeitenden“ und daher auf den Lüftungsrohr-Einsatz Druck ausübenden Mauerwerk, ist eine Robustheit der Außenwandung des Lüftungsrohr-Einsatz vorteilhaft. Manche schallweiche Materialien können auch relativ viel Feuchtigkeit aus dem umgebenden Mauerwerk aufnehmen und ohne ausreichende Belüftung Schaden nehmen. Auch daher ist eine Kombination aus schallhartem Grundmaterial und schallweichem Material wie zuvor beschrieben vorteilhaft. In einer weiteren Ausführungsform kann der Lüftungsrohr-Einsatz zwar vollständig aus einem schallweichen Material gefertigt, jedoch in seiner äußeren Form und seinen Außenmaßen als Einführstück zum bündigen Einführen in ein weiteres Lüftungsrohr-Bauteil ausgebildet sein. Das weitere Lüftungsrohr-Bauteil kann aus einem bekannten, druckharten und in einer Variante zusätzlich feuchtigkeitsabweisenden Material gefertigt sein. Geeignet ist beispielsweise ein Kunststoff, wie Polypropylen (PP) oder Expandiertes Polypropylen (EPP). Ein solches druckhartes Material ist in der Regel zugleich auch schallhart, wirkt also nicht schalldämpfend. Durch Einfügen des Lüftungsrohr-Einsatzes des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ein solches schallhartes Lüftungsrohr-Bauteil entsteht jedoch als Verbund insgesamt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Bauelements, welches sowohl die erfindungsgemäße schalldämmende Wirkung als auch vorteilhafterweise eine ausreichende Robustheit und Beständigkeit gegenüber Druck- und Feuchteeinwirkung etwa aus dem Mauerwerk hat. In einer dazu alternativen Ausführungsform hat der Lüftungsrohr-Einsatz eine druckharte Außenwand, der zum Strömungskanal hin an ihrer Innenfläche ein schallweiches Material folgt. Das schallweiche Material kann dort - beispielsweise durch Klebung - befestigt sein. Alternativ kann der Lüftungsrohr-Einsatz eine vorteilhafte Druckhärte durch ein an sich schallweiches, nach außen hin gehärtetes Material erhalten. Diese Ausführungsform ist jedoch aufwändiger in der Herstellung und weniger flexibel in ihrer Anwendung.
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Bevorzugt ist die äußere Form des Lüftungsrohr-Einsatzes zylindrisch oder rechteckig, insbesondere in Form eines Vierkantrohres geformt. Somit lässt sich der Einsatz einfach in ein bestehendes Lüftungsrohr integrieren. Neben der Verwendung, beispielsweise über einfaches Einschieben, direkt in Lüftungsrohren, können die erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsätze aber beispielsweise auch in Wanddurchbrüchen ohne Rohr oder ähnlichen Systemen eingesetzt werden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel, also ein einfach einführbarer Lüftungsrohr-Einsatz, eignet sich darüber hinaus besonders zum einfachen Nachrüsten bereits produzierter oder installierter Lüftungssysteme, weil das Lüftungsrohr ein in solchen Lüftungssystemen nach dem Stand der Technik schon verwendetes Lüftungsrohr sein kann. Auch ein späteres Austauschen des Lüftungsrohr-Einsatzes ist auf einfache Weise möglich.
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In einer Ausführungsform weist der Strömungskanal ganz oder teilweise eine runde oder sternförmige Wandung auf. Während runde Strömungskanäle einfach zu fertigen sind, trägt eine zumindest abschnittsweise sternförmig ausgebildete Wandung des Strömungskanals zur zusätzlichen Schalldämmung bei, da sich durch die Sternform ein veränderlicher Abstand der Wandung zum Mittelpunkt des Strömungskanals über den Umfang ergibt und damit eine diffuse Schallreflexion, die dazu führt, dass nur ein Teil der Schallwellen sich weiter entlang des Strömungskanals ausbreiten kann.
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In einer Ausführungsform ist der Lüftungsrohr-Einsatz einstückig gefertigt. Beispielsweise kann eine Fertigung über Umschäumen oder Umgießen einer im Folgeschritt auszubrennenden Negativform (Kern) des Strömungskanals erfolgen. Alternativ zum Ausbrennen können für die Negativform auch Materialien verwendet werden, welche in der Folge ausbröseln, wie beispielsweise Sand oder auch stabile, beispielsweise metallische Negativformen, welche dann herausgezogen werden, dies unter der Voraussetzung, dass das Material des Lüftungsrohr-Einsatzes hierfür ausreichend elastisch ist. Auch könnten als Negativform Kerne aus beispielsweise wasserlöslichem Material verwendet werden. Dabei können je nach Form des Kerns auch mehrteilige Kerne verwendet werden, um diese je nach Strömungskanalverlauf aus dem fertigen Lüftungsrohr-Einsatz lösen zu können. Weiter ist auch eine Fertigung beispielsweise im 3D-Druck möglich.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Lüftungsrohr-Einsatz mindestens drei Bauelemente, insbesondere mindestens vier Bauelemente, wobei die Bauelemente jeweils als Hohlkörper mit einer in Längsrichtung durchgehenden Langöffnung ausgebildet sind, die zusammengesetzt ist aus zwei in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnungen und einem diese quer zur Längsrichtung verbindenden, in Längsrichtung ebenfalls durchgehend offenen Zwischenstück und wobei die Bauelemente derart angeordnet und derart ausgerichtet sind, dass jeweils mindestens eine Basisöffnung der Langöffnung eines der Bauelemente überlappend zu einer Basisöffnung der Langöffnung eines weiteren Bauelementes angeordnet ist und die Langöffnungen der Bauelemente zusammen den Strömungskanal bilden. Diese Ausführungsform erlaubt die Nutzung von drei oder auch vier oder mehr einfach aufgebauten Bauelementen zur Bildung des Lüftungsrohr-Einsatzes und damit eine kostengünstige Fertigung. Der sich ergebende Strömungskanal gleicht in dieser Ausführungsform einer entlang einer Längsachse des Lüftungsrohr-Einsatzes gewundenen Spirale. Durch den Aufbau der Langöffnung als Kombination zweier Basisöffnungen mit einem Zwischenstück ergibt sich sowohl die Möglichkeit einer unproblematischen Anbindung an Basisöffnungen weiterer Bauelemente in Längsrichtung als auch einer quer zur Längsrichtung durch das Zwischenstück führenden Strömungsrichtung und damit eine einfache Realisation des Lüftungsrohr-Einsatzes mit wenigen kostengünstigen Bauteilen. Die Basisöffnungen sind bevorzugt mit im Wesentlichen gleichen Grundflächen aufgebaut.
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Alternativ kann der Lüftungsrohr-Einsatz bei im Wesentlichen gleichem Strömungskanal wie zuvor auch aus zwei Endelementen mit einer Basisöffnung und mindestens einem, bevorzugt zwei Bauelementen zwischen den beiden Endelementen aufgebaut sein, wobei die Bauelemente jeweils als Hohlkörper mit einer in Längsrichtung durchgehenden Langöffnung ausgebildet sind, die zusammengesetzt ist aus zwei in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnungen und einem diese quer zur Längsrichtung verbindenden, in Längsrichtung ebenfalls durchgehend offenen Zwischenstück und wobei die Bauelemente und Endelemente derart angeordnet und derart ausgerichtet sind, dass jeweils eine Basisöffnung der Langöffnung eines der Bauelemente überlappend zu einer Basisöffnung der Langöffnung eines weiteren Bauelementes oder eines Endelementes angeordnet ist und die Langöffnungen der Bauelemente und die Basisöffnungen der Endelement zusammen den Strömungskanal bilden.
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In einer Ausgestaltung weisen die Endelemente eine Bohrung als Basisöffnung auf und die Bauelemente ein Langloch als Langöffnung auf.
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Eines oder mehrere Bauelemente oder Endelemente weisen in weiteren Ausführungsformen vorteilhaft eine Langöffnung und/oder eine Basisöffnung mit einer ganz oder teilweise abgerundeten oder gezackten Wandung auf. Die Langöffnungen aller Bauelemente können identisch ausgebildet sein, was die Fertigungskosten durch die Nutzung mehrerer gleicher Bauteile verringert.
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In einer Ausführungsform umfasst mindestens ein Endelement des Lüftungsrohr-Einsatzes und mindestens ein Bauelement je zusätzlich eine Venturiöffnung, wobei das Endelement und das Bauelement derart angeordnet sind, dass die Venturiöffnung zusammen einen Venturidurchgang bildet.
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In einer Weiterbildung weist der durchgehende Strömungskanal des Lüftungsrohr-Einsatzes einen Einlass und einen Auslass auf, wobei mindestens ein Strömungskanalabschnitt derart ausgebildet und angeordnet ist, dass in ihm die Strömung in Richtung auf den Einlass zu geführt wird, wenn der durchgehende Strömungskanal vom Einlass zum Auslass durchströmt wird. Diese Strömungskanalführung begünstigt die schalldämmende Wirkung noch weiter, da durch die Führung entgegen der Luftströmungsrichtung vom Einlass zum Auslass auch Schallwellen den Strömungskanal in Teilen entgegen der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung beim Eintritt in den Strömungskanal passieren müssten und durch die dafür notwendige Umlenkung eine hohe Dämpfung an den Wänden des Strömungskanals erfahren und zusätzlich die Möglichkeit verringert wird, dass einzelne Wellen den Strömungskanal ohne Kontakt zur Wandung passieren könnten.
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In einer Ausführungsform der Weiterbildung kann der Lüftungsrohr-Einsatz so ausgeführt sein, dass der erste Strömungskanalabschnitt, der einen Einlass des Strömungskanals umfasst, und mindestens ein weiterer Strömungskanalabschnitt derart angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen, insbesondere genau, in entgegengesetzten Richtungen durchströmt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Weiterbildung des Lüftungsrohr-Einsatzes kann der Einsatz mindestens zwei Endelemente und mindestens zwei Zwischenelemente umfassen, wobei die Endelemente jeweils als Hohlkörper mit einer in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnung ausgebildet sind und die Zwischenelemente als Hohlkörper mit einer in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnung und einer in Längsrichtung durchgehenden Langöffnung, die zusammengesetzt ist aus zwei weiteren Basisöffnungen und einem diese quer zur Längsrichtung verbindenden, in Längsrichtung ebenfalls durchgehend offenen Zwischenstück und wobei die mindestens zwei Zwischenelemente zwischen den mindestens zwei Endelementen angeordnet und derart ausgerichtet sind, dass die Basisöffnungen und Langöffnungen zusammen den Strömungskanal bilden. Wie zuvor bei Ausführungsformen mit einem Aufbau aus Endelementen und Bauelementen oder nur Bauelementen beschrieben, ergibt sich auch in dieser Ausführungsform der Weiterbildung ein kostengünstiger Aufbau durch die Nutzung einfacher Bauteile. Die hohe schalldämmende Wirkung wird dabei durch die Strömungskanalführung in einem Abschnitt rückwärts auf sehr kurzer Längenausdehnung des Lüftungsrohr-Einsatzes erreicht, was die Nutzung insbesondere in dünnen Wänden oder in Kombination mit weiteren Elementen wie Ventilatoren, Wärmetauschern begünstigt.
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In einer Ausgestaltung weisen die Endelemente eine Bohrung als Basisöffnung auf und die Zwischenelemente ebenfalls eine - bevorzugt gleich große - Bohrung als Basisöffnung und ein Langloch als Langöffnung auf. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die beiden Zwischenelemente identisch und/oder die beiden Endelemente identisch aufgebaut sind.
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Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Grundflächen aller Basisöffnungen des Lüftungsrohr-Einsatzes identisch sind. Damit lässt sich über das Anordnen der End- und Zwischenelemente hintereinander relativ einfach ein Strömungskanal ohne Übergangskanten herstellen.
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In einer weiteren Ausführungsform enthält der Lüftungsrohr-Einsatz gemäß der Weiterbildung mindestens ein Endelement, welches zusätzlich eine Venturiöffnung umfasst, wobei das Endelement derart angeordnet ist, dass die Venturiöffnung einen Venturidurchgang bildet.
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Der Lüftungsrohr-Einsatz kann so ausgeführt sein, dass die Basisöffnung und die beiden weiteren Basisöffnungen in mindestens einem der Zwischenelemente derart angeordnet sind, dass ihre jeweiligen Mittelpunkte im Winkel von 120° zueinander angeordnet sind. Darüber ergibt sich, insbesondere bei Lüftungsrohr-Einsätzen mit rundem Außenquerschnitt, eine optimierte Raumausnutzung mit möglichst großem Querschnitt des Strömungskanals.
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In einer Ausführungsform umfasst der Lüftungsrohr-Einsatz mindestens ein weiteres Zwischenelement und ein weiteres Endelement angeordnet im Anschluss an eines der Endelemente, wobei die Basisöffnungen und die Langöffnung des weiteren Zwischenelementes und des weiteren Endelementes einen weiteren Teil des Strömungskanals bilden.
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Um höhere Fertigungstoleranzen zu erreichen, können die Langöffnungen und/oder Basisöffnungen der zuvor beschriebenen Endelemente, Bauelemente und Zwischenelemente auch Anfasungen aufweisen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Lüftungsrohr-Einsatzes ist die Langöffnung mindestens eines Zwischenelementes oder Bauelementes gebogen, insbesondere in einer Umfangsrichtung gebogen, oder in Form eines Langlochs oder eines Langlochs mit sternförmiger Wandung ausgeführt. In einer Ausführungsform ist die Basisöffnung mindestens eines Endelementes oder Zwischenelementes in Form einer Bohrung ausgebildet oder weist eine sternförmige Wandung auf.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Lüftungsrohr-Einsatz ein Zusatzbauelement in Form eines Hohlkörpers mit einer in Längsrichtung durchgehenden Zusatzöffnung, angeordnet im Anschluss an ein Endelement oder ein weiteres Endelement oder ein Bauelement, wobei die Zusatzöffnung einen weiteren Teil des Strömungskanals bildet. Dadurch kann der schalldämmende Effekt weiter verstärkt werden.
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Eine weitere Ausführungsform des Lüftungsrohr-Einsatzes umfasst mindestens eine Zwischenplatte aus schallhartem Material, die mindestens eine in Längsrichtung durchgehende Plattenöffnung aufweist, wobei die mindestens eine Zwischenplatte zwischen einem der Endelemente und einem der Zwischenelemente oder der Bauelemente oder zwischen zwei Zwischenelementen oder zwischen zwei Bauelementen angeordnet ist und die mindestens eine Plattenöffnung derart angeordnet und ausgebildet ist, dass der Strömungskanal und soweit vorhanden der Venturidurchgang von der Zwischenplatte nicht blockiert wird. Bevorzugt kommen hier als schallhartes Material Metalle, Beton oder Polymerwerkstoffe zum Einsatz.
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In einer Ausführungsform umfasst der Lüftungsrohr-Einsatz eine Zwischenplatte mit einer oder zwei Plattenöffnungen mit je einer Grundfläche die der Grundfläche der Basisöffnung eines Endelementes entspricht.
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In einer weiteren Ausführungsform sind je ein Endelement und ein Zwischenelement oder ein Endelement und ein Bauelement gemeinsam einstückig gefertigt.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Lüftungsrohr-Einsatz zwei durchgehende, voneinander getrennte Strömungskanäle. Insbesondere bei ausreichend zur Verfügung Bauraum kann die Nutzung von zwei Strömungskanälen bei gleicher schalldämmender Wirkung zur Erzielung höherer Volumenströme genutzt werden.
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Zur Realisierung von zwei Strömungskanälen gemäß der Weiterbildung also mit einem Strömungsabschnitt, in dem die Strömung in Richtung auf den Einlass zu geführt wird, wenn der durchgehende Strömungskanal vom Einlass zum Auslass durchströmt wird, ist es vorteilhaft, wenn zwei Doppelendelement und zwei Doppelzwischenelemente zum Aufbau des Lüftungsrohr-Einsatzes genutzt werden, wobei die Doppelendelemente jeweils als Hohlkörper mit zwei in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnungen ausgebildet sind und die Doppelzwischenelemente als Hohlkörper mit zwei in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnungen und zwei in Längsrichtung durchgehenden Langöffnungen, die jeweils zusammengesetzt sind aus zwei weiteren Basisöffnungen und einem diese quer zur Längsrichtung verbindenden, in Längsrichtung ebenfalls durchgehend offenen Zwischenstück und wobei die beiden Doppelzwischenelemente zwischen den beiden Doppelendelementen angeordnet und derart ausgerichtet sind, dass die Basisöffnungen und Langöffnungen zusammen die beiden Strömungskanäle bilden.
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Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich zusätzlich schallharte Zwischenplatten einzusetzen und/oder abgerundete oder gezackte Wandungen zu verwenden. In einer Ausgestaltung weisen die Doppelendelemente zwei - bevorzugt gleich große - Bohrungen als Basisöffnung auf und die Doppelzwischenelemente ebenfalls zwei - bevorzugt gleich große - Bohrungen als Basisöffnung en und zwei Langloch als Langöffnungen auf. Der Lüftungsrohr-Einsatz kann dabei so ausgeführt sein, dass die beiden Basisöffnungen und die vier weiteren Basisöffnungen in mindestens einem der Doppelzwischenelemente derart angeordnet sind, dass ihre jeweiligen Mittelpunkte im Winkel von 60° zueinander angeordnet sind. Darüber ergibt sich, insbesondere bei Lüftungsrohr-Einsätzen mit rundem Außenquerschnitt, eine optimierte Raumausnutzung mit möglichst großem Querschnitt der beiden Strömungskanäle.
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Die Erfindung betrifft gemäß einem zweiten Aspekt einen Außenwandluftdurchlass zur Innenraumbelüftung, welcher über einen innenraumseitigen Auslass und einen außenseitigen Auslass sowie mindestens einen zwischen den Auslässen angeordneten Lüftungsrohr-Einsatz gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verfügt.
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Weiter betrifft die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt ein Lüftungssystem zur Innenraumbelüftung mit einem innenraumseitigen Auslass und einen außenseitigen Auslass, einem zwischen den Auslässen angeordneten Ventilator und/oder Wärmetauscher sowie mindestens einem zwischen den Auslässen angeordneten Lüftungsrohr-Einsatz gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
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Mögliche Ausführungen und Vorteile, welche mit Bezug auf den Lüftungsrohr-Einsatz gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben sind, beziehen sich ebenso auf den Außenwandluftdurchlass gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und das Lüftungssystem gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung. So können sowohl für den Außenwandluftdurchlass wie auch für das Lüftungssystem beliebige Ausführungsformen und Weiterbildungen des Lüftungsrohr-Einsatzes, wie mit Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung erläutert, verwendet werden. Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails dieser weiteren Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird daher auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Lüftungsrohr-Einsatzes verwiesen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1: eine dreidimensionale Darstellung eines Strömungskanals einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsatzes,
- 2: eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines Lüftungsrohr-Einsatzes mit einem Strömungskanal gemäß 1,
- 3: eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform eines Lüftungsrohr-Einsatzes gemäß 2,
- 4: eine dreidimensionale Darstellung eines Strömungskanals einer Ausführungsform der Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsatzes,
- 5: eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform der Weiterbildung eines Lüftungsrohr-Einsatzes mit einem Strömungskanal gemäß 4,
- 6: eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform eines Lüftungsrohr-Einsatzes gemäß 5,
- 7: eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Zwischenelementes,
- 8: eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Zwischenelementes,
- 9: eine dreidimensionale Darstellung eines Strömungskanals einer weiteren Ausführungsform der Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsatzes,
- 10: eine dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform der Weiterbildung eines Lüftungsrohr-Einsatzes mit einem Strömungskanal gemäß 9,
- 11: eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Endelementes,
- 12: eine dreidimensionale Darstellung zweier Strömungskanäle einer Ausführungsform der Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsatzes,
- 13: eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform der Weiterbildung eines Lüftungsrohr-Einsatzes mit zwei Strömungskanälen gemäß 12,
- 14: eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Doppelzwischenelementes.
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In der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen beziehen sich ähnliche Bezugszeichen in der Regel auf ähnliche Elemente.
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1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Strömungskanals 100 einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsatzes. Der Strömungskanal 100 weist fünf Strömungskanalabschnitte 110, 120, 130, 140, 150 auf. Dabei ist jeder Strömungskanalabschnitt 110, 120, 130, 140, 150 zum vorhergehenden Strömungskanalabschnitt in Richtung mindestens einer Raumdimension umgelenkt angeordnet. Innerhalb des Strömungskanals 100 sind in der gezeigten Ausführungsform Umlenkungen in Richtung jeder der drei Raumdimensionen vorhanden. In der hier gezeigten Ausführungsform ist ein erster Strömungskanalabschnitt 110 in Richtung einer ersten Raumdimension (x) ausgerichtet. Ein zweiter Strömungskanalabschnitt 120 ist hier in Richtung einer zweiten Raumdimension (y) und einer dritten Raumdimension (z) zum ersten Strömungskanalabschnitt 110 umgelenkt angeordnet. Ein dritter Strömungskanalabschnitt 130 ist in Richtung der ersten Raumdimension zum zweiten Strömungskanalabschnitt 120 umgelenkt angeordnet. Ein vierter Strömungskanalabschnitt 140 wiederum ist in Richtung der zweiten Raumdimension (y) und in Richtung der dritten Raumdimension (z) zum dritten Strömungskanalabschnitt 130 umgelenkt angeordnet. Schließlich ist ein fünfter Strömungskanalabschnitt 150 zum vierten Strömungskanalabschnitt 140 wiederum in Richtung der ersten Raumdimension umgelenkt angeordnet. Durch die Vielzahl von Umlenkungen im Strömungskanal, insbesondere die Umlenkungen in allen drei Raumdimensionen treffen im Strömungskanal 100 Schallwellen mehrfach direkt auf ein Hindernis, wodurch sich eine Abschwächung des Schallpegels ergibt. Damit ist eine Passage des gezeigten Strömungskanals 100 für Schallwellen nicht möglich, ohne auf Flächen zu treffen, die den Schall abdämpfen. Gleichzeitig bleibt ein ausreichender Volumenstrom aufrecht erhalten, mit dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist also eine Verminderung der Schallübertragung in Innenräumen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Lüftungsfunktion möglich. In der gezeigten Ausführungsform sind sämtliche Strömungskanalabschnitte 110, 120, 130, 140, 150 gerade ausgeführt, was insbesondere für die Aufrechterhaltung hoher Volumenströme vorteilhaft ist.
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2 zeigt in einer Explosionsdarstellung eine Ausführungsform eines Lüftungsrohr-Einsatzes 1000, in dem ein Strömungskanal gemäß 1 verwirklicht ist. Der Lüftungsrohr-Einsatz 1000 umfasst in der gezeigten Ausführungsform vier Bauelemente 510, 520, 530, 540. Die Bauelemente 510, 520, 530, 540 sind jeweils als Hohlkörper mit einer in Längsrichtung durchgehenden Langöffnung 511, 521, 531, 541 ausgebildet. Die Langöffnungen 511, 521, 531, 541 sind zusammengesetzt aus zwei in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnungen 511a, 511b, 521 a, 521b, 531 a und einem diese quer zur Längsrichtung verbindenden in Längsrichtung ebenfalls durchgehend offenen Zwischenstück 511c, 521c. Dieser Aufbau wird nachfolgend in Bezug auf 7 für die dortigen Langöffnungen, die analog zu den hiesigen aufgebaut sind, nochmals näher erläutert. Die Bauelemente 510, 520, 530, 540 sind dabei derart angeordnet und ausgerichtet, dass jeweils mindestens eine Basisöffnung 511a, 521a, 521b, 531a derLangöffnung 511, 521, 531, 541 eines der Bauelemente überlappend zu einer Basisöffnung der Langöffnung eines weiteren Bauelementes angeordnet ist und die Langöffnungen der Bauelemente zusammen den Strömungskanal bilden. Hier sind insbesondere die Basisöffnungen 511a und 521a sowie 521b und 531a zueinander überlappend angeordnet. Bei den beiden innenliegenden Bauelementen 520 und 530 liegt jede der beiden Basisöffnungen der jeweiligen Langöffnung überlappend zu einer Basisöffnung eines weiteren Bauelementes. Bei den beiden äußeren Bauelementen 510 und 540 ist dies nur für eine Basisöffnung der Fall. Der gezeigte Aufbau des Lüftungsrohr-Einsatzes 1000 stellt eine besonders einfach und kostengünstig zu fertigenden Variante dar. Die Langöffnungen des jeweiligen Bauelementes können beispielsweise durch Ausstanzen oder Ausschneiden eines Schaumstoff-Bauteils erhalten werden. Durch die hier gezeigte Verwendung von vier gleich aufgebauten Bauelementen verringern sich die Fertigkosten im Vergleich zur Verwendung von unterschiedlichen Bauteilen zum Aufbau eines Lüftungsrohr-Einsatzes. In einer hier nicht gezeigten Alternative können anstelle der gezeigten äußeren Bauelemente 510, 540 auch Endelemente mit nur einer Basisöffnung verwendet. Diese Basisöffnung liegt dann an der Position der in 2 gezeigten überlappenden Basisöffnungen 511a, 541a. 3 verdeutlich über eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform eines Lüftungsrohr-Einsatzes 1000 gemäß 2 den Strömungskanalverlauf 1001 innerhalb des Lüftungsrohr-Einsatzes 1000. Dieser entspricht dem in 1 gezeigten Strömungskanal 100. Der erste Strömungskanalabschnitt 110 ist in x-Richtung angeordnet. Der zweite Strömungskanalabschnitt 120 ist in y- und z-Richtung zum ersten Strömungskanalabschnitt 110 umgelenkt angeordnet. Der dritte Strömungskanalabschnitt 130 ist in x-Richtung zum zweiten Strömungskanalabschnitt 120 umgelenkt angeordnet, der vierte Strömungskanalabschnitt 140 ist wiederum in y- und z-Richtung zum dritten Strömungskanalabschnitt 130 umgelenkt angeordnet. Der fünfte Strömungskanalabschnitt 240 ist in x-Richtung zum vierten Strömungskanalabschnitt 240 umgelenkt angeordnet. Es ist in dieser Darstellung ersichtlich, dass sich der erste Strömungskanalabschnitt 110 in den Bauelementen 510 und 520 erstreckt, der zweite Strömungskanalabschnitt 120 im Bauelement 520, der dritte Strömungskanalabschnitt 130 in den Bauelementen 520 und 530, der vierte Strömungskanalabschnitt 140 im Bauelement 530 und der fünfte Strömungskanalabschnitt 150 in den Bauelementen 530 und 540. In den Strömungskanal 100 einströmende Luft und damit auch eindringende Schallwellen treffen bei jeder Umlenkung im Strömungskanal auf eine geschlossene Fläche des eines Bauelementes, entweder eine Wandung der Langöffnung 525 oder eine Seitenfläche 536. Somit erfolgt mit jeder Umlenkung eine Dämpfung des Schalls. Dies umso mehr je schallweicher die Wandungen der Langöffnungen und/oder die Seitenflächen aufgebaut sind. Darüber hinaus wird durch die vielen Umlenkungen im Strömungskanalverlauf, die in allen Raumdimensionen stattfinden deutlich, dass es für Schallwellen deutlich erschwert ist, den Strömungskanal zu passieren ohne größte Teile der Schallenergie einzubüßen. Es ergeben sich keinerlei direkte Wege.
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4 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Strömungskanals 200 einer Ausführungsform der Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsatzes. Der Strömungskanal 200 weist ähnlich dem in 1 gezeigten fünf Strömungskanalabschnitte 210, 220, 230, 240, 250 auf. Dabei ist jeder Strömungskanalabschnitt 210, 220, 230, 240, 250 zum vorhergehenden Strömungskanalabschnitt in Richtung mindestens einer Raumdimension umgelenkt angeordnet. Auch innerhalb des Strömungskanals 200 sind in der gezeigten Ausführungsform Umlenkungen in Richtung jeder der drei Raumdimensionen vorhanden. Im Unterschied zum in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Weiterbildung ein Strömungskanalabschnitt, hier der dritte Strömungskanalabschnitt 230 derart ausgebildet und angeordnet ist, dass in ihm die Strömung in Richtung auf einen Einlass 201 des durchgehenden Strömungskanals 200 zu geführt wird, wenn der durchgehende Strömungskanal vom Einlass 201 zum Auslass 202 durchströmt wird. In der hier gezeigten Ausführungsform ist ein erster Strömungskanalabschnitt 210 in Richtung einer ersten Raumdimension (x) ausgerichtet und weist den Einlass auf, wobei Einlass und Auslass in allen gezeigten Ausführungsformen grundsätzlich in zwei Richtungen durchströmbar sind und die Strömungsrichtung an Einlass und Auslass vom mit dem Lüftungsrohr-Einsatz im Einbauzustand verbundenen Lüftungssystem abhängt. Ein zweiter Strömungskanalabschnitt 220 ist hier in Richtung einer zweiten Raumdimension (y) und einer dritten Raumdimension (z) zum ersten Strömungskanalabschnitt 210 umgelenkt angeordnet. Ein dritter Strömungskanalabschnitt 230 ist in Richtung der ersten Raumdimension zum zweiten Strömungskanalabschnitt 220 umgelenkt angeordnet und zwar derart, dass in ihm die Strömung im Wesentlichen umgekehrt zur Strömungsrichtung im ersten Strömungskanalabschnitt geführt wird. Ein vierter Strömungskanalabschnitt 240 wiederum ist in Richtung der zweiten Raumdimension (y) und in Richtung der dritten Raumdimension (z) zum dritten Strömungskanalabschnitt 230 umgelenkt angeordnet. Schließlich ist ein fünfter Strömungskanalabschnitt 250 zum vierten Strömungskanalabschnitt 240 wiederum in Richtung der ersten Raumdimension umgelenkt angeordnet. Der fünfte Strömungskanalabschnitt 250 umfasst auch den Auslass 202 des Strömungskanals. Durch die Strömungsführung im dritten Strömungskanalabschnitt 230 auf den Einlass zu und damit in entgegengesetzter Richtung zum ersten Strömungskanalabschnitt 210 wird im Rahmen der Weiterbildung die schalldämmende Wirkung der erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsätze weiter verbessert, da durch die Führung entgegen der Luftströmungsrichtung vom Einlass zum Auslass auch Schallwellen den Strömungskanal in Teilen entgegen der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung beim Eintritt in den Strömungskanal passieren müssten Durch die dafür notwendige Umlenkung wird eine hohe Dämpfung an den Wänden des Strömungskanals erzielt und zusätzlich wird durch den Aufbau die Möglichkeit verringert, dass einzelne Wellen den Strömungskanal ohne Kontakt zur Wandung passieren könnten.
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5 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform der Weiterbildung eines Lüftungsrohr-Einsatzes 2000 mit einem Strömungskanal gemäß 4. Der Lüftungsrohr-Einsatz 2000 umfasst in der gezeigten Ausführungsform zwei Endelemente 610, 640 und zwei Zwischenelemente 620, 630. Die Endelemente 610, 640 sind jeweils als Hohlkörper mit einer in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnung 612, 642 ausgebildet. Die Zwischenelemente 620, 630 sind ebenfalls als Hohlkörper, aber mit einer in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnung 622, 632 und einer in Längsrichtung durchgehenden Langöffnung 621, 631, die zusammengesetzt ist aus zwei weiteren Basisöffnungen 623, 624 und einem diese quer zur Längsrichtung verbindenden, in Längsrichtung ebenfalls durchgehend offenen Zwischenstück 629. Die beiden Zwischenelemente 620, 630 sind zwischen den beiden Endelementen angeordnet und derart ausgerichtet, dass die Basisöffnungen 612, 622, 632, 642 und Langöffnungen 621, 631 zusammen den Strömungskanal bilden. 6 verdeutlich über eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform eines Lüftungsrohr-Einsatzes 2000 gemäß 5 den Strömungskanalverlauf 2001 innerhalb des Lüftungsrohr-Einsatzes 2000. Dieser entspricht dem in 4 gezeigten Strömungskanal 200. Der erste Strömungskanalabschnitt 210 ist in x-Richtung angeordnet. Der zweite Strömungskanalabschnitt 220 ist in y- und z-Richtung zum ersten Strömungskanalabschnitt 210 umgelenkt angeordnet. Der dritte Strömungskanalabschnitt 230 ist in x-Richtung zum zweiten Strömungskanalabschnitt 220 umgelenkt angeordnet und im Wesentlichen entgegengesetzt zum ersten Strömungskanalabschnitt 210. Der vierte Strömungskanalabschnitt 240 ist wiederum in y- und z-Richtung zum dritten Strömungskanalabschnitt 230 umgelenkt angeordnet. Der fünfte Strömungskanalabschnitt 250 ist in x-Richtung zum vierten Strömungskanalabschnitt 240 umgelenkt angeordnet. Es ist in dieser Darstellung ersichtlich, dass sich der erste Strömungskanalabschnitt 210 in den Bauelementen 610 und 620 erstreckt, der zweite Strömungskanalabschnitt 220 im Bauelement 620, der dritte Strömungskanalabschnitt 230 in den Bauelementen 620 und 630, der vierte Strömungskanalabschnitt 240 im Bauelement 630 und der fünfte Strömungskanalabschnitt 250 in den Bauelementen 630 und 640. In den Strömungskanal 200 einströmende Luft und damit auch eindringende Schallwellen treffen bei jeder Umlenkung im Strömungskanal auf eine geschlossene Fläche des eines Bauelementes, entweder eine Wandung 635 der Langöffnung oder eine Seitenfläche 646. Somit erfolgt mit jeder Umlenkung eine Dämpfung des Schalls. Die Dämpfung ist auch hier umso größer je schallweicher die Wandungen der Langöffnungen und/oder die Seitenflächen aufgebaut sind. Darüber hinaus wird durch die vielen Umlenkungen im Strömungskanalverlauf, die in allen Raumdimensionen stattfinden deutlich, dass es für Schallwellen deutlich erschwert ist, den Strömungskanal zu passieren ohne größte Teile der Schallenergie einzubüßen. Es ergeben sich keinerlei direkte Wege. Gerade auch die im Vergleich zum ersten Strömungskanalabschnitt entgegengesetzte Strömungsführung im dritten Strömungskanalabschnitt erschwert es, deutlich, dass einzelne Schallwellen den Strömungskanal ungedämpft passieren können.
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7 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Zwischenelementes 620, wie es in den Ausführungsformen der 5 und 6 verwendet ist. In der gezeigten Ausführungsform weist das Zwischenelement 620 eine zylindrische Außenform 628 auf und ist damit gut in bestehende Lüftungsrohre integrierbar. Das Zwischenelement 620 ist als Hohlkörper ausgebildet und umfasst eine in Längsrichtung durchgehende Basisöffnung 622 sowie eine in Längsrichtung durchgehenden Langöffnung 621, die zusammengesetzt ist aus zwei weiteren Basisöffnungen 623, 624 und einem diese quer zur Längsrichtung verbindenden, in Längsrichtung ebenfalls durchgehend offenen Zwischenstück 629. Das Zwischenstück ist hier gerade ausgeführt, so dass die Langöffnung ein Langloch darstellt. Beim Zwischenelement 620 sind die Basisöffnung 622 und die beiden weiteren Basisöffnungen 623 und 624 derart angeordnet, dass ihre jeweiligen Mittelpunkte im Winkel 625, 626, 627 von 120° zueinander angeordnet sind. Diese Anordnung erlaubt eine optimierter Raumausnutzung für einen möglichst großen Volumenstrom und gleichzeitig die Anordnung der Zwischenelemente im Lüftungsrohr-Einsatz derart, dass in einem Strömungskanalabschnitt eine Luftführung in Richtung auf einen Einlass zu und damit in entgegengesetzter Richtung zu einem den Einlass umfassenden Strömungskanalabschnitt einfach möglich ist.
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8 zeigt eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Zwischenelementes 620a. Der Aufbau des Zwischenelementes 620a ist im Wesentlichen gleich dem Aufbau des Zwischenelementes 620. Beim Zwischenelement 620a ist lediglich das die beiden weiteren Basisöffnungen 623a, 624a verbindende Zwischenstück 629a der Langöffnung 621a gebogen ausgeführt. Durch die gebogene Ausführung des Zwischenstücks 629a kann eine Grundfläche der Basisöffnung 622a sowie der die beiden weiteren Basisöffnungen 623a, 624a mit einem größeren Radius gewählt werden als in der in 7 gezeigten Ausführungsform. Die Anordnung der jeweiligen Mittelpunkte im Winkel 625a, 626a, 627a von 120° der Basisöffnungen bleibt vorteilhaft gleich.
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9 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Strömungskanals 300 einer weiteren Ausführungsform der Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsatzes. Der Strömungskanal 300 ist im Wesentlichen gleich aufgebaut zum Strömungskanal 200 der 4. Im Unterschied zum in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel der Weiterbildung zwei Venturidurchgänge 360, 370 angeordnet. Dabei mündet der Venturidurchgang 370 in den fünften Strömungskanalabschnitt 350, der einen Auslass 302 des Strömungskanals umfasst und zumindest abschnittsweise parallel zum ersten Strömungskanalabschnitt 310 angeordnet ist, der den Einlass 301 des Strömungskanals umfasst. Der Venturidurchgang 360 mündet in den ersten Strömungskanalabschnitt 310, der einen Einlass 301 des Strömungskanals umfasst und zumindest abschnittsweise parallel zum fünften Strömungskanalabschnitt 350 angeordnet ist, der den Auslass 302 des Strömungskanals umfasst. Somit ist unabhängig von der Durchströmungsrichtung im Betrieb in der gezeigten Ausführungsform immer ein Venturidurchgang 360, 370 verfügbar, der die Strömung im Strömungskanal über den Venturieffekt vergrößert. Die Venturidurchgänge 360, 370 weisen einen im Vergleich zu einem Querschnitt des Strömungskanals sehr kleinen Querschnitt auf und einen Venturieinlass 371, 361 in derselben Ebene aufweist, in der ein Einlass 301, 302 beziehungsweise Auslass des Strömungskanals angeordnet ist. In der gezeigten Ausführungsform ist wie in 4 ein erster Strömungskanalabschnitt 310 in Richtung einer ersten Raumdimension (x) ausgerichtet und weist den Einlass auf. Ein zweiter Strömungskanalabschnitt 320 ist hier in Richtung einer zweiten Raumdimension (y) und einer dritten Raumdimension (z) zum ersten Strömungskanalabschnitt 310 umgelenkt angeordnet. Ein dritter Strömungskanalabschnitt 330 ist in Richtung der ersten Raumdimension zum zweiten Strömungskanalabschnitt 320 umgelenkt angeordnet und zwar derart, dass in ihm die Strömung im Wesentlichen umgekehrt zur Strömungsrichtung im ersten Strömungskanalabschnitt geführt wird. Ein vierter Strömungskanalabschnitt 340 wiederum ist in Richtung der zweiten Raumdimension (y) und in Richtung der dritten Raumdimension (z) zum dritten Strömungskanalabschnitt 230 umgelenkt angeordnet. Schließlich ist ein fünfter Strömungskanalabschnitt 350 zum vierten Strömungskanalabschnitt 340 wiederum in Richtung der ersten Raumdimension umgelenkt angeordnet.
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10 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Weiterbildung eines Lüftungsrohr-Einsatzes 3000 mit einem Strömungskanal ähnlich dem in 9 beschriebenen. Der Lüftungsrohr-Einsatz 3000 weist im Unterschied zum in 9 dargestellten Strömungskanal einen Strömungskanal mit nur einem Venturidurchgang auf. Hier ist zu erkennen, dass das Endelement 710 eine zusätzliche Venturiöffnung 771 aufweist, wohingegen das Endelement 740 analog zu den in 5 und 6 gezeigten Endelementen nur eine Basisöffnung aufweist. Die Zwischenelemente 720, 730 sind analog zu denjenigen in 5 und 6 gezeigten aufgebaut und angeordnet. 11 zeigt zur Verdeutlichung eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Endelementes 710 mit einer Basisöffnung 712 und der Venturiöffnung 771. Hier ist deutlich zu sehen, dass die Venturiöffnung wesentlich 771 kleiner ist als die Basisöffnung. Somit gelangt nur wenig Luft und damit auch Schall durch die Venturiöffnung 771, diese hat aber durch den Venturi-Effekt eine vergleichsweise hohe Beschleunigung der Gesamtströmung zur Folge, während der Schalleintrag durch die Venturiöffnung 771 gering bleibt. Die Ausführungsformen mit Venturidurchgang sind insbesondere vorteilhaft in Anwendungsfällen, in den ein höherer Volumenstrom im Fokus steht.
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12 zeigt eine dreidimensionale Darstellung zweier Strömungskanäle 400, 401 einer Ausführungsform der Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Einsatzes. Der generelle Aufbau der Strömungskanäle 400, 401 ist ähnlich im demjenigen des Strömungskanals 200 in 4. Die Strömungskanäle 400, 401 weisen jeweils fünf Strömungskanalabschnitte 410, 420, 430, 440, 450, 411, 421, 431, 441, 451 auf. Dabei ist auch hier jeder Strömungskanalabschnitt zum vorhergehenden Strömungskanalabschnitt in Richtung mindestens einer Raumdimension umgelenkt angeordnet. Die Strömungskanäle 410 und 411 sind in der gezeigten Ausführungsform parallel angeordnet.
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13 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform der Weiterbildung eines Lüftungsrohr-Einsatzes 4000 mit zwei Strömungskanälen gemäß 12. Der Lüftungsrohr-Einsatz 4000 umfasst zwei Doppelendelement 810, 840 und zwei Doppelzwischenelemente 820, 830. Die Doppelendelemente 810, 840 sind jeweils als Hohlkörper mit zwei in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnungen 812, 813, 842, 843 ausgebildet. Die Doppelzwischenelemente 820, 830, sind als Hohlkörper mit zwei in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnungen 822, 823, 832, 833 und zwei in Längsrichtung durchgehenden Langöffnungen 821, 824, 831, 834 ausgebildet, die jeweils zusammengesetzt sind aus zwei weiteren Basisöffnungen und einem diese quer zur Längsrichtung verbindenden, in Längsrichtung ebenfalls durchgehend offenen Zwischenstück. Dieser Aufbau ist in Bezug auf 14 näher erläutert. Die beiden Doppelzwischenelemente 810, 840 sind zwischen den beiden Doppelendelementen 820, 830 angeordnet und derart ausgerichtet, dass die Basisöffnungen und Langöffnungen zusammen die beiden Strömungskanäle bilden. Im Unterschied zum in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel mit Zwischenelement sind die Mittelpunkte der Basisöffnungen und der weiteren Basisöffnungen der Langöffnungen in den Doppelzwischenelementen hier nicht im Winkel von 120° zu einander angeordnet, sondern im Winkel von 60°. Mit der gezeigten Ausführungsform lassen sich zwei Strömungskanäle auf vergleichsweise geringem Bauraum realisieren.
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14 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Doppelzwischenelementes 820. Das Doppelzwischenelement 820 weist zwei in Längsrichtung durchgehenden Basisöffnungen 822, 823 auf und zwei in Längsrichtung durchgehenden Langöffnungen 821, 824, die jeweils zusammengesetzt sind aus zwei weiteren Basisöffnungen 821a, 821b, 824a, 824b und einem diese quer zur Längsrichtung verbindenden, in Längsrichtung ebenfalls durchgehend offenen Zwischenstück 821c, 824c. Die beiden Basisöffnungen 822, 823 und die vier weiteren Basisöffnungen 821a, 821b, 824a, 824b sind derart angeordnet, dass ihre jeweiligen Mittelpunkte im Winkel 825a, 825b, 825c, 825d, 825e, 825f von 60° zueinander angeordnet sind. Darüber ergibt sich, insbesondere bei Lüftungsrohr-Einsätzen mit rundem Außenquerschnitt, eine optimierte Raumausnutzung mit möglichst großem Querschnitt der beiden Strömungskanäle.
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Bezugszeichenliste
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- 100,200
- Strömungskanal
- 110, 120, 130, 140, 150
- Strömungskanalabschnitt
- 201
- Einlass
- 202
- Auslass
- 210, 220, 230, 240, 250
- Strömungskanalabschnitt
- 300
- Strömungskanal
- 301
- Einlass
- 302
- Auslass
- 310, 320, 330, 340, 350
- Strömungskanalabschnitt
- 360, 370
- Venturidurchgang
- 361, 371
- Venturieinlass
- 400, 401
- Strömungskanal
- 410, 420, 430, 440, 450
- Strömungskanalabschnitt
- 411, 421, 431, 441, 451
- Strömungskanalabschnitt
- 510, 520, 530, 540
- Bauelement
- 511, 521, 525, 531, 541
- Langöffnung
- 511a, 511b
- weitere Basisöffnung
- 511c
- Zwischenstück
- 521a, 521b, 531a, 541a
- weitere Basisöffnung
- 521c
- Zwischenstück
- 536
- Seitenfläche
- 610, 640
- Endelement
- 612, 622, 632, 642
- Basisöffnung
- 620, 630
- Zwischenelemente
- 621,631
- Langöffnung
- 623, 624
- weitere Basisöffnung
- 625, 626, 627
- Winkel
- 628
- Außenform
- 629
- Zwischenstück
- 635
- Wandung
- 646
- Seitenfläche
- 620a
- Zwischenelement
- 621a
- Langöffnung
- 622a
- Basisöffnung
- 623a, 624a
- weitere Basisöffnung
- 625a, 626a, 627a
- Winkel
- 629a
- Zwischenstück
- 710,740
- Endelement
- 712
- Basisöffnung
- 720,730
- Zwischenelement
- 771
- Venturiöffnung
- 810,840
- Doppelendelement
- 812, 813
- Basisöffnung
- 820, 830
- Doppelzwischenelement
- 821, 824
- Langöffnung
- 822,823
- Basisöffnung
- 831, 834
- Langöffnung
- 832,833
- Basisöffnung
- 842,843
- Basisöffnung
- 821a, 821b
- weitere Basisöffnung
- 821c
- Zwischenstück
- 824a, 824b
- Basisöffnung
- 824c
- Zwischenstück
- 825a, 825b, 825c, 825d, 825e, 825f
- Winkel
- 1000
- Lüftungsrohr-Einsatzes
- 1001
- Strömungskanalverlauf
- 2000
- Lüftungsrohr-Einsatz
- 2001
- Strömungskanalverlauf
- 3000
- Lüftungsrohr-Einsatz
- 4000
- Lüftungsrohr-Einsatz
