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Wand aus Leichtbauplatten mit Beschwerungseinlagen und Verfahren zum
Errichten einer solchen Wand Die Erfindung betrifft eine aus Leichtbauplatten aufgebaute
Wand mit Einlagen aus spezifisch schwerem Material. Sie bezweckt eine Verbesserung
der Schalldämmungseigenschaften derartiger Wände durch Einlagen aus spezifisch schwerem
Material in die Platten.
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Die Schalldämmungseigenschaften von Einfachwänden sind abhängig von
ihrem Flächengewicht und ihrer Biegefestigkeit. Je schwerer eine Wand ist, desto
arößer ist ihre Schalldämmung. Die Biegesteifigkeit ist insofern von Bedeutung,
als sie in ihrer Beziehung zum Flächengewicht den Frequenzbereich bestimmt, in welchem
die Schalldämmung auf Grund des Spuranpassungseffektes wesentlich geringer sein
kann als der massentheoretisch zu erwartende Wert. Im allgemeinen ist geringe Biegesteifigkeit
erwürscht.
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Leichtbauplatten bestehen meist aus Material, das einen geringen Elastizitätsmodul
hat und dadurch nicht sehr bie-esteif ist. Diese an sich günstige Eigenschaft kommt
dadurch schalltechnisch nicht zum Tragen, da die Flächengewichte von Leichtbauplatten
gering sind. Will man mit Leichtbauplatten Wände erhöhter Schallldämmung errichten.
ist man daher meist zu Doppelwandkonstruktionen -ez-#vungen, die aber im Aufbau
umständlich und raumbeanspruchend sind und zudem bekanntermaßen schalltechnisch
schwierig beherrschbar sind.
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Es sind schon Platten bekanntgeworden, die aus einem leichten Grundmaterial
bestehen und deren Flächenaewicht durch Beschwerungskörper erhöht ist. Man hat z.
B. auf Bauplatten beschwerende Einzelkörper aufgeklebt oder hat in einem weichen
Werkstoff während des Herstellungsverfahrens beschwerende Einzelkörper eingebettet.
Es ist sehr umständlich, Einzelkörper auf Platten aufzukleben. Außerdem wird dadurch
die meist erforderliche glatte Oberfläche der Wand gestört. Für die Einbeitung von
Einzelkörpern in den Plattenwerkstoff sind Spezialherstellungsmaschinen erforderlich.
Außerdem sind auf diese Weise hergestellte Platten nicht ei-entlich mehr Leichtbauplatten.
Sie büßen wesentliche Vorteile der bekannten Leichtbauplatten ein.
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Man hat auch schon zur Verbesseruna der Schalldämmung zwischen Doppelwände
Sand gefüllt. Wenn diese Wände senkrecht stehen, übt der Sand jedoch erhebliche
auseinanderdrückende Kräfte auf die Wände aus. Außerdem würde er herausrieseln,
wenn eine der Wände rissig wird oder ein Loch darin entsteht, beispielsweise wenn
ein Nagel eingeschlagen und wieder herausgezogen wird.
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Durch die Erfindung wird nun eine Leichtbauplattenwand geschaffen,
bei der die bekannten Vorteile der Verwendung von Leichtbauplatten - leichtes
Gewicht, leichte Transportierbarkeit, schneller Aufbau, angenehme Verarbeitbarkeit
- erhalten bleiben und die trotzdem eine gute Schalldämmung aufweist. Dies
wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das spezifisch schwere Material in Form
von Körpern von der Größenordnung der Querschnitte von in den Platten vorgesehenen
Hohlräumen oder Aussparungen in diese eingefüllt oder eingeschoben ist.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung benutzt man Leichtbauplatten
mit in Richtung der Plattenebene durchlaufenden, im Querschnitt geschlossenen Kanälen.
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Man hat dann den besonderen Vorteil, daß keine S ezialanfertigung
erforderlich ist. Vorteilhafterweise p C
sind die Kanäle so ausgeführt, daß
die beschwerenden Körper zu beliebiger Zeit und an beliebigem Ort C C
einaebracht
werden Können, also beispielsweise nach dem Transport zur Montagestelle, gegebenenfalls
auch nach der Monta-e.
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Für die Anwendung der Erfindung eignen sich insbesondere Spanplatten
mit eingeformten oder im Strang reßverfahren unmittelbar hergestellten Ka-IM nälen,
und zwar deshalb, weil ihre Kanäle besondere Querschnittskonstanz aufweisen, weil
sie besondere Stabilität besitzen und weil schließlich die Oberfläche der Kanäle
sehr rauh ist - dies letztere aus einem weiter unten zu erläuternden Grunde.
Auch bei anderen Platten ist es vorteilhaft, wenn die Kanäle möclichst konstanten
und untereinander gleichen Querschnitt aufweisen. Es können dann nämlich als Beschwerungskörper
untereinandergleiche Formkörper benutzt werden, die an einem von der Plattenherstellung
völlig unabhängigen Ort hergestellt werden können und unabhängig zum Montageplatz
gebracht
werden. Sie können hier eingesetzt werden, ohne daß befürchtet werden müßte, daß
einzelne Stücke nicht in die Kanäle hineinpassen. Die Platten müssen nicht aus Holzwerkstoff
bestehen. Es kommen auch Kunststoffe oder Metalle (beispielsweise gepreßte Bleche)
in Frage. Platten mit durchlaufenden Kanälen können auch durch Zusammensetzen von
zwei Platten mit eingeformten Rinnen gebildet werden.
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Da für die Platten normale Serientypen verwendet werden und die Beschwerungskörper
jederzeit eingebracht werden können, können diese in ihrer Zahl und ihrem spezifischen
Gewicht ganz den ge-
wünschten Verhältnissen des Einzelfalles angepaßt werden.
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Es ist daher ein besonderes Merkmal des Erfindungsgegenstandes, daß
nicht alle Hohlräume der Platten mit Beschwerungskörpern gefüllt zu sein brauchen.
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Die Beschwerungskörper sollen verhältnismäßig fest an den Wandungen
der Hohlräume anliegen, da sie ihre schalldämmungserhöhende Wirkung nur dann ausüben
können, wenn sie zusammen mit der übrigen Wand schwingen müssen. Sie können z. B.
eingeklebt sein.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung passen sie daher eng in
die Kanäle oder sonstigen Hohlräume. Da bei stranggepreßten Platten sowie Serienplatten
die Hohlraumtoleranzen verhältnismäßig klein gehalten werden können, ist diese Forderung
nicht sehr schwer zu erfüllen. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Beschwerungskörper
aus einem nachgiebigen oder abreißbaren Material bestehen. Sollten einmal Schwierigkeiten
auftreten, wenn ein reichlich breites Beschwerungsstück in einen Kanal eingebracht
werden soll, wird es sich entsprechend verformen oder verreiben. So haben sich beispielsweise
Beschwerungskörper aus Lehm oder auch aus Sanden mit Tonbeimengungen als besonders
vorteilhaft erwiesen. Verhältnismäßig weich und abreibbar sind auch Formkörper aus
magerem Beton herzustellen. Auch in diesem Zusammenhang sind Spanplatten als Leichtbauplatten
vorteilhaft, weil ihre rauhe Kanaloberfläche den erwünschten Abrieb fördert.
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Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß eine enge Passung nicht
unbedingt erforderlich ist, da die einzelnen Stücke auf Grund ihres Gewichtes (insbesondere
wenn die Kanäle senkrecht oder wenigstens schräg stehen und daher auf einem bestimmten
Beschwerungskörper die Säule der weiter oben befindlichen Beschwerungskörper ruht)
sich verhältnismäßig schwer an die Leibung der Hohlräume anlehnen und daher jede
Bewegung der Platte auch bei kleinen Amplituden und großen Beschleunigungen mitmachen
müssen. Das wirkt sich insbesondere bei den rauhen Oberflächen# der Kanäle in Spanplatten
aus, die eine Relativbewegung von Platte und Beschwerungskörpern zusätzlich erschweren.
Schließlich dürfte es auch eine Rolle spielen, daß meist Späne und Abriebstücke
in den Kanälen vorhanden sind, die die Beschwerungskörper gegenüber der Kanalwand
verkeilen.
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Wenn die Beschwerungskörper geringeren Durchmesser als die Kanäle
haben, ist es vorteilhaft, wenn sie von unregelmäßiger Form sind. Es treten dann
immer Kraftkomponenten auf, die den einzelnen Körper gegen die Wand drücken. So
können als Beschwerungskörper gemäß der Erfindung so unregelmäßig geformte Körper
wie Kiesel Verwendung finden. Wenn ihre Größe beispielsweise in einem Durchmesserbereich
von einem Drittel bis zu sieben Zehnteln des Kanaldurchmessers liegt, kann man erwarten,
daß sie praktisch immer mit Flächen aneinanderliegen, die gegenüber der Kanalaehse
geneigt sind, so daß sie aufeinander Kraftkomponenten quer zur Kanalwand ausüben
und sich so gegenseitig fest an diese andrücken.
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Vorgezogen werden jedoch kurze, handliche, zylindrische oder prismatische
Formstücke, die in Querschnittsform und -abmessungen den Kanälen etwa entsprechen.
Wenn sie nur wenig unregelmäßig geformt sind, tritt bei ihnen der gleiche Effekt
auf wie bei dem oben erläuterten Kieselbeispiel. Um diese Wirkung zu verstärken,
kann man nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Stirnflächen der Formstücke
abschrägen. Sie können dann ohne weiteres für sich genommen sehr lose in den Kanälen
sitzen.
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Es können auch längere Stücke verwendet werden, z. B. solche, die
einen Kanal zur halben oder ganzen Länge ausfüllen.
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In der Zeichnung sind besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele
dargestellt.
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F i g. 1 zeigt eine Leichtbauplatte mit rechteckigen, F i
g. 2 eine solche mit runden Kanalquerschnitten; F i g. 3 gibt im Längsschnitt
mit Beschwerungskörpern verschiedener Art gefüllte Kanäle wieder.
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Die in F i g. 1 gezeigte Platte besteht aus zwei Deckplatten
1 und 2 und Zwischenstegen 3. Zwischen den Stegen 3 sind Hohlräume
in an sich bekannter Weise ausgespart. Jedoch sind diese Hohlräume so ausgeführt,
daß sie mit etwa einander gleichen und in sich konstanten Querschnitten durch die
gesamte Platte durchlaufen. Es sind Beschwerungskörper 4 darin eingesetzt, die einen
der Kanalform entsprechenden rechteckigen Querschnitt haben und so lang sind, daß
sie sich bequem handhaben lassen. Die begrenzte Länge hat den weiteren Vorteil,
daß keine erheblichen Schwierigkeiten entstehen, wenn sich die Stücke einmal etwas
verziehen und krümmen, weil dann die Durchmesserabweichungen auf dem kurzen Stück
nicht schädlich groß werden können.
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Holzwerkstoffplatten sind verhältnismäßig biegeweich. Ihre Schalldämmwerte
entsprechen daher weitgehend den massentheoretischen Werten. Durch die Beschwerungseinlagen
lassen sich diese Werte sehr wirksam erhöhen. Eine Gewichtszunahme der Wand auf
das Doppelte bringt etwa eine Schalldämmungsverbesserung von 6 dB. Eine Gewichtsverdoppelung
ist aber nicht schwer zu erreichen. Wenn der Anteil der Kanalquerschnitte am Gesamtquerschnitt
etwa 50 11/9 beträgt und das Verhältnis der spezifischen Gewichte (Rohwichten)
des verwendeten Holzwerkstoffes und des Beschwerungsmaterials bei 1:2,5 liegt, verhalten
sich die Gewichte der ungefüllten und gefüllten Wand (wenn man einen Füllungsgrad
der Kanäle von 80 0110 annimmt) wie 1:3.
Das ergibt eine theoretische
Verbesserung der Schalldämmung von etwa 9 dB. In den meisten Fällen wird
es genügen, die Hälfte der vorhandenen Kanäle zu füllen. Es wird dann immer noch
eine Gewichtsverdoppelung erreicht und damit theoretisch eine Schalldämmungsverbesserung
von 6 dB.
Vorteilhafter als die in F i g. 1 dargestellten
Leichtbauplatten lassen sich im Zusammenhang der Erfindung diejenigen nach F i
g. 2 verwenden, und zwar soll es sich dabei um eine Spanplatte
5 handeln, in die Kanäle 6 schon im Herstellungsverfahren eingeformt
wurden, vorteilhafterweise in einem Strangpreßverfahren. Diese Platte kann auf den
Seiten mit Deckschichten 7, beispielsweise aus Hartfaserplatten, versehen
sein. Derartige Platten weisen eine sehr hohe Stabilität auf. Trotzdem kann der
Prozentsatz des freien Kanalquerschnitts leicht 50 % betragen. Dazu kommt,
daß ihre Kanäle besonders gute Querschnittskonstanz und eine sehr rauhe Oberfläche
haben. Mit der Bezugsziffer 8 ist ein zylindrischer Beschwerungskörper bezeichnet.
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Die Wirksamkeit der Beschwerungskörper muß, wie gesagt, nicht gemindert
werden, wenn sie einen nicht unwesentlich geringeren Querschnitt haben als die Kanäle.
Durch ihr Gewicht pressen sie sich ausreichend an die Kanalwände an, so daß die
Schalldämmungseigenschaften nicht wegen zu lockeren Sitzes beeinträchtigt werden.
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Das kann etwa so aussehen, wie es in Teil a der F i g. 3 angedeutet
ist. Dadurch, daß die Körper natürliche (übertrieben gezeichnete) Formunregelmäßi
keiten haben, treten immer seitlich gerichtete 9 C
Kräfte auf, die auch dann
dafür sorgen, daß die Stücke out an die Kanalwände angelehnt sind, wenn die Kanäle
lotrecht verlaufen.
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In Teil b ist das andere Ausführungsprinzip angedeutet, wonach
die Körper möglichst eng in die Kanäle passen und gegebenenfalls aus weichem Material
bestehen, das beim Einführen der Körper in die Kanäle zur genauen Paßform verformt
oder abgerieben wird. Wird beispielsweise getrockneter (nicht gebrannter) Lehm oder
magerer Beton als Werkstoff für die Beschwerungskörper gewählt, so können auch solche
Verformungen, beispielsweise Verfonnungen der Formstücke, während des Trocknens
ausgeglichen werden, die geometrisch eigentlich den Einsatz in die Kanäle verhindern
würden.
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Bei den Beschwerungskörpern nach Teil c der F i g. 3 sind die
Enden etwas abgesehrägt. Sie pressen sich dadurch in lotrechter oder geneigter Lage
gegenseitig an die Kanalleibungen.