DE1484045A1

DE1484045A1 - Element fuer einen schallabsorbierenden Belag

Info

Publication number: DE1484045A1
Application number: DE19631484045
Authority: DE
Inventors: Erich Philipp; Chen Dr Yian-Nian
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1963-11-21
Filing date: 1963-12-02
Publication date: 1968-11-21
Also published as: GB1049419A; ES306004A1; CH406574A; NL6411440A; AT248658B; US3312304A; BE656022A

Description

Die Erfindung betrifft ein Element für einen schallabsorbierenden Belag an Raumbegrenzungsflächen, insbesondere für Decken von Webmaschinensälen«

Bekanntlich gehört Mineralwolle, z.B. Glas- oder Steinwolle zu den Materialien, mit denen eine sehr gute schallabsorbierende Wirkung erzielt werderikann. Im allgemeinen werden daher die Decke und unter Umständen mindestens teilweise die Seitenwände eines Raumes, in dem Lärm gedämpft werden soll, mit Lochplatten verkleüet, in die Mineralwolle eingebettet ist. Um ein Herabrieseln von Staub und kleinen Bruchstücken des Fasermaterials der Mineralwolle auf die im Raum befindlichen Gegenstände und Maschinen zu vermeiden, ist es üblich, die Mineralwolle vor ihrem Einbetten in die Lochplatte mit luftdurchlässigem, akustischem Papier zu umwickeln.

In Betrieben, i-n denen Textilien verarbeitet werden, z.B. in Webmaschinensälen oder in chemischen Betrieben, herrscht häufig eine sehr große Feuchtigkeit, die das akustische Papier durchdringt und sich in der Mineralwolle festsetzt. Für derartige Räume ist daher

Nett© Unterlagen (Art 7 § I Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 des Ändenihflefles. v. 4.9.1967)

die Verpackung des schallabsorbierenden Materials in Papier ungeeignet. Aus diesem Grund hat man das Papier durch luftundurchlässige Kunststoffolien,-z.B. Polyäthylen-Folienersetzt.

Überraschenderweise haben Versuche gezeigt, daß zumindest im Frequenzbereich von etwa 1 KHz aufwärts in Richtung zu höheren Frequenzen die Schallabsorption, die sowohl für eine Lochplatte und Mineralwolle,ohne Folie als k auch für Mineralwolle und eine Folie ohne Lochplatte sehr gut ist, stark absinkt, wenn der Belag aus Mineralwolle, Kunststoffolie und einer Lochplatte besteht und die Kunststoffolie unmittelbar auf der Lochplatte aufliegt.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 828 831 ist z.B. eine"Anordnung bekannt, bei der eine Schicht von mit einer Kunststoffolie umhüllter Mineralwolle mit Abstand auf einer mit Löchern versehenen Platte aufliegt. Der Abstand zwischen der Folie und der Lochplatte wird bei dieser Konstruktion dadurch erreicht, daß die Lochplatte wellenförmig ausgebildet ist, wobei die Öffnungen in den schräg oder senkrecht verlaufenden Flanken des Lochbleches ange- Y-- ordnet sind. Da die Herstellung einer derartigen, mit Öffnungen versehenen Platte Spezialmaschinen erfordert, ist die Fertigung dieser bekannten Schallschluckplatte relativ aufwendig. Weiterhin kann mit dieser bekannten Anordnung eine wirksame Schalldämpfung im Bereich höherer Frequenzen, z.B. zwischen 800 und 5000 Hertz nicht erreicht werden; denn der Anteil der Lochfläche zur Gesamtfläche der Lochplatte muß •mindestens 2o bis 25 Prozent betragen, um eine wirksame Schalldämpfung in diesem Frequenzbereich zu erreichen. Bei der bekannten Anordnung kann der Anteil der Löcher auf keinen Fall bis zu einem solchen Prozentsatz gesteigert werden, da bei

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einer regelmäßigen Anordnung von Löchern mit dem Duerchmesser d, die untereinander einen Abstand von 2d besitzen, von Mittelpunkt zu Mittelpunkt der Löcher gemessen gerade eine Lochfläche von 2o Prozent erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Konstruktion zu vermeiden und die Herstellung von schallabsorbierenden Elementen für Decken oder Wände von stark feuchtigkeitsgesättigten Räumen zu vereinfachen und wirtschaftlicher zu gestalten. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Element weist als Abschluß gegen den Raum eine mit Öffnungen versehene Platte auf, auf die zunächst

b) eine Schicht aus Schaumstoff mit offenen Poren gelegt ist, auf welche

c) als schallabsorbierendes Material Mineralwolle gebettet ist, die

d) zum Schutz gegen Feuchtigkeit mit einer undurchlässigen Kunststoffolie umhüllt ist,

wobei durch die Schaumstoffschicht zwischen der Folie und der Platte ein Abstand aufrechterhalten wird, der mindestens der Hälfte der kleinsten linearen Abmessung der Öffnungen in der Platte entsprich%. ■' '""

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Die Herstellung des erfindungsgemäßen Elementes ist besonders einfach, weil die einzelnen Bauelemente ohne besondere Bearbeitung, die unter Umständen den Einsatz von Spezialmaschinen verlangt, in ihrer handelsüblichen Form benutzt werden können, denn bei der Fertigung des erfindungsgemäßen Elementes wird auf die mit Löchernversehene Platte, die auch als flache Schale ausgebildet sein kann, zunächst einfach eine Sdicht Schaumstoff mit offenen Poren, z.B. ein Schaumstoff aus Polyurethan, insbesondere Polyaether, von entsprechender Dicke in der im Handel erhältlichen Form eingelegt. Diesdschaumstoffschicht muß lediglich zuvor auf die Größe der Platte zugeschnitten worden sein. Auf diesen Schaumstoff wird dann eine Mineralwolleschicht gebettet, die ebenfalls direkt in ihrer handelsüblichen Form verwendet werden kann und lediglich zuvor mit einer Kunststofffolie umhüllt worden ist.

Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Elementes muß darüber hinaus weder ein' Spezialmörtel hergestellt werden, noch ist es notwendig, zur Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen der Kunststoffolie und der Lochplatte dieser.eine besondere Form mittels einer Spezialmaschine zu geben.

Für den besonderen Verwendungszweck in Webmaschinensälen ergibt sich darüberhinaus gegenüber bekannten Schallschluckplatten, bei denen zwischen der Lochplatte und der Kunfetstoffolie ein freier Raum vorhanden ist, ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil. Wie Versuchsanlagen in Textilbetrieben gezeigt haben, setzt sich in Räumen, in denen Textilmaterialien verarbeitet werden, der Fasernflug vor allem in den Löchern der Lochplatte fest, besonders wenn hinter diesen ein freier Raum aufrechterhalten wird. Es ist daher notwendig, besonders die Decken derartiger Räume in kürzeren Abständen mit mechanischen Mitteln zu

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reinigen, da.sonst der Plug nach einiger Zeit von der Decke herabfällt und unter Umstanden in das Gewebe gelangt. Dieses wird dadurch in seiner Qualität erheblich beeinträchtigt oder sogar unverkäuflich.

Diese Erscheinung, daß sich der Plug in den Löchern der Schallschluckplatte ansammelt, ist bei der erfindungsgeffiälen Platte in erheblich geringerem Umfang zu beobachten. Es kann angenommen werden, daß dieser Vorteil dadurch erreicht wird, daß der obere Rand der Löcher in der Platte bei der erfindungsgemäßen Abstandshaltung durch die Schaurastoffschicht abgedeckt ist.

Neben der oben erwähnten bekannten Schallschluckplatte gibt es noch eine Vielzahl von schallschluckenden Belägen, "bei denen einzelne Merkmale des erfindungsgemäßen Elementes in verschiedenen. Te ilkotnbinat !©^"verwirklicht sind. Keiner dieser bekannten schallschluckenden Beläge vereinigt .jedoch alle Merkmale äter vorliegenden Erfindung in sich.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten AusfuTsrungstoei spieles.

Pig. 1 dient dazu, die erfindungsgemäße Wirkung zu erläutern; damit die Darstellung nicht zu unuTöers-ichtlich wird, ist die Schaumstöffschicht für die Abstandshaltung zwlsctoen Lochplatte und Kunststoffolie weggelassen worcten;

Pig, 2. zeigt eine Aus-filhruingsform der Erfindung, und

•Fig, J stellt in 'einem Magramm die Schallabsorption iftibtein'gigkelt wem der Frequenz der Schall-

wellen dar.

Gleiche Teile sind in allen Darstellungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.

DieiLochplatte 1, die aus einem der üblichen Baustoffe, z.B. Blech, Gips, Holzfaserplatte, Kunststoff oder ähnlichem Material besteht, hat die Form einer flachen Schale. An ihrer unteren Saite sind in regel-. mäßigen oder auch in unregelmäßigen Abständen Löcher 9 * angebracht, die einen Durchmesser bis zu einigen Millimetern besitzen können. In diese Lochplatte 1 ist als schalldämpfendes Material 2 Mineralwolle eingebettet, die zum Schutz gegen Feuchtigkeit von einer Kunststoffolie ~$ umhüllt ist. Die Dike der Folie beträgt z.B. einige Hundertsei' Millimeter, während die Höhe der Mineralwolleschicht 2 etwa Io bis 5o Millimeter betragen kann. Erfindungsgemäß wird zwischen der Folie J5 und der Lochplatte 1 ein Abstand aufrechterhalten, der mindestens etwa dem Halbmesser der Löcher in der Platte 1 entspricht.

In Fig. 1 ist dieser Abstand als einfacher Luftspalt 7 gezeigt, der in Fig. 2 mit einem offenporigen Schaumstoff 5 ausgefüllt ist. Neben den bereits erwähnten Vorteilen der einfachen Fertigung und der verminderten Schmutzanfälligkeit der erfindungsgemäßen Platte ergibt die Zwischenlage aus offenporigem Schaumstoff weiterhin eine zusätzliche schalldämpfende Wirkung dadurch, daß in dem Schaumstoff 5 die in den Wandbelag eindringenden Schallwellen in eine Anzahl in verschiedenen Richtungen verlaufender Kanäle mit geringerem Querschnitt verzweigt und so gleichmäßiger über die Fläche verteilt werden, wobei die Energie der Schallwelle in den Kanälen bereits etwas vermindert wird, ehe sie die Folie 3 und die Mineralwolle 2 erreicht.

~ '7 -8 O 9-8 O 9/ O 9-6 U

Mit 8 ist die Decke oder die Wand des Raumes bezeichnet, auf der der Belag befestigt wird.

Die Größe der erfindungsgemäßen Platte - z.B. O₁S ρ
bis Im- und die Form ihrer Fläche, - z.B. rechteckig oder quadratisch usw. -, können beliebig gewählt werden und sind durch herstellungsmäßige und bautechnische Erwägungen bestimmt. Dabei können innerhalb einer Platte 1 auch mehrere Packungen von mit einer Folie 3 umwickelter Mineralwolle 2 nebeneinander vorhanden sein.

Die Verbesserung der schallabsorbierenden Wirkung eines mit einem Abstand 7 zwischen der Lochplatte 1 und der Folie 3 versehenen Wandbelages kann folgendermaßen erklärt werden: In den Löchern 9 werden durch die auftreffenden Schallwellen kleine Luftkolben, die in Fig. 1 in idealisierter Form gezeigt und mit 4 bezeichnet sind, zu Schwingungen angeregt. Diese Luftkolben 4 wirken als etwa punktförmige Schallquellen für den sich in die Platte hinein fortpflanzenden Schall. Bei Ausführungsformen, bei denen die Folie 3 unmittelbar auf den Löchern 9 aufliegt, wird die Ausbildung und Schwingung der kleinen Luftkolben 4 weitgehend verhindert. Dadurch wird dann die Folie 3 in der Nähe der Löcher zu örtlichen Schwinglängen angeregt, wodurch infolge der geringeren Nachgiebigkeit der Folie bei punktförmiger Anregung eine relativ hohe Reflektion. der auftretenden Schallwellen erfolgt.

Durch die Aufrechterhaltung eines Abstandes zwischen der Folie 3 und der Lochplatte 1 wird die Ausbildung und die unbehinderte Schwingung der Luftkolben 4 ermöglicht, wodurch sich die von den einzelnen Löchern 9 ausgehenden'

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Wellen, die in Pig. 1 angedeutet und mit Io bezeichnet sind, zu einer Wellenfront überlagern können. Auf diese Weise trifft der Schall als Wellenfront auf die Folie auf und regt nbht lokal begrenzte sondern größere Teile ihrer Fläche zu Schwingungen an. Die Folie kann diesen von den Wellenfranten erzeugten Schwingungen in weit höherem Maße folgen als den punktförmigen Anregungen. Dabei wird die Reflektion der Schallwellen in den Löchern 9 und c(er ■ Folie 2 erheblich vermindert unter bedeutender Erhöhung der schallabsorbierenden Wirkung dee ganzen Belages.

Durch den offenporigen Schaumstoff 5 wird die geschilderte Wirkung des Abstandes.bei der Schallabsorption nicht beeinträchtigt; denn im Schaumstoff 5 werden die von den Löchern 9 ausgehenden Schallwellen auf eine Vielzahl kleiner Kanäle verteilt, so daß sich so ebenfalls eine Art Wellenfront bildet, ehe die Schallwellen die dahinterliegende Folie 3 örreichen. Daher wird auch in diesem Fall die Folie auf größeren Flächenstücken statt nahezu punktförmig zu Schwingungen angeregt.

Die in Fig. 3 dargestellten Meßergebnisse für sind an einer etwa 15 Millimeter dicken Schicht 2 aus Mineralwolle gemessen worden· Die Kurve a zeigt für die Mineralwolle 2 allein, während für die Kurve b die Mineralwolle 2 mit etwa einer 4oyU> dicken Folie 3 aus Klyäthylen umgeben ist.

Die Meßwerte, die bei der Verwendung einer Lochplatte 1, bei der die Löcher 9 etwa 2o Prozent ihrer Fläche ausmachen, zusammen mit der Mineralwolle 2 ohne Folie 3 erhalten worden sind, ergeben eine Kurve, die sich nahezu mit der Kurve b deckt. Auf eine Darstellung der Meßwerte

β η η η η η Ii η η λ

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für den PaIX Mineralwolle ohne· Folie 3 zusammen mit einer Lochplatte 1 ist daher verzichtet worden.

Für die Kombination einer Lochplatte 1 mit einer Folie 3 verpackter Mineralwolle 2 sind sehr stark streuende Werte gemessen worden, die etwa in dem mit c bezeichneten, schraffiert dargestellten Bereich liegen. Diese Streuungen können dadurch erklärt werden, daß die Auflage der Folie 3 auf der Lochplatte 1 bei einzelnen Meßreihen unterschiedlich war, so daß sich bei den verschiedenen Messungen die erwähnten Luftkolben 4 mehr oder weniger ausbilden konnten und auf diese Weise den Absorptionskoeffizienten C^-beeinflußten.

Die Kurve d schließlich zeigt die Wirkung der erfindungsgemäß: aufgebauten Platte,wobei der Abstand zwischen der Folie 3 und der Lochplatte 1 mit einer etwa 3 Millimeter dicken Schaumstoffschicht 5 (Fig. 2) mit offenen Poren gefüllt ist.

Während die Größe des einzelnen Loches 9 der Lochplatte 1 keinen erheblichen Einfluß auf die c<^.-Kurvei\ausübt, kann man die Lage der maximalen Absorptionskoeffizienten ex. im Frequenzbereich durch Änderung des gesamten Flächenanteiles der Löcher 9 in der Lochplatte 1 verändern..

- Patentanspruch -

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Claims

- Io Patentanspruch

Element für einen schallabsorbierenden Belag an Raumbegrenzungsflächen, insbesondere für Decken von Webmaschinensälen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Element weist als Abschluß gegen den Raum eine mit Öffnungen (9) versehene Platte (l) auf, auf die zunächst

b) eine Schicht (5) aus Schaumstoff mit offenen Poren gelegt ist, auf welche

c) als schallabsorbierendes Material Mineralwolle (2) gebettet ist, die

d) zum Schutz gegen Feuchtigkeit mit einer undurch· lässigen Kunststoffolie (3) umhüllt ist,

wobei durch die Schäumstoffschicht (5) zwischen der Folie (3) und der Platte (l) ein Abstand (7) aufrechterhalten wird, der mindestens der Hälfte der kleinsten linearen Abmessung der Öffnungen (9) in der Platte (l) entspricht.

Unterlagen (Art. 7SH Abs. 2 Nr. 1 Stis 3 des ÄndeninflSJjes. V. 4.9.195/)

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