DE19809849C2

DE19809849C2 - Schalldämmendes Flächenbauelement

Info

Publication number: DE19809849C2
Application number: DE1998109849
Authority: DE
Inventors: Jun Karl Limberger
Original assignee: LIMBERGER JUN
Current assignee: LIMBERGER JUN
Priority date: 1998-03-07
Filing date: 1998-03-07
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2018-03-08
Also published as: DE19809849A1

Description

Die Erfindung betrifft ein schalldämmendes Flächenbauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches schalldämmendes Flächenbauelement ist aus der DE 93 10 221 U1 bekannt. Bei diesem bekannten Flächenbauelement sind die Kanalräume mit Luft gefüllt.

Die CH 579 691 beschreibt ein schalldämmendes Flächenbauelement, bei dem zwischen zwei Deckplatten rohr- bzw. hülsenförmige Distanzkörper vorgesehen sind. Die hierdurch gebildeten Hohlräume können in und/oder zwischen den Distanzkörpern mit einem Dämmstoff ausgefüllt sein. Bei dem Dämmstoff handelt es sich vorzugsweise um einen geschäumten Kunststoff.

Die DE 40 27 310 A1 beschreibt ein Schallschutzsystem, das Quarzsand mit einer Korngröße von 0,7 bis 2,5 mm aufweist. Der Quarzsand kann in ungebundener oder in gebundener Form vorliegen. Als besonders günstig hat es sich dort erwiesen, einen Quarzsand zu verwenden, der aus einer Mischung von ausgewählten Quarzsandpartikeln mit einer Korngröße von etwa 1,12 mm und etwa 1,8 mm besteht, wobei diese Mischung vorzugsweise im Verhältnis 1 : 1 vorliegt. Eine solche Mischung ist in ihrem Schallschluckvermögen konstant und daher auch bei den verschiedenen Frequenzen von 500 bis 3150 Hz von der Richtung des einfallenden Schalls unabhängig.

Aus dem Aufsatz "Die Schallausbreitung in körnigen Substanzen" von H. Schmidt, acustica, Vol. 4 (1954), Seiten 639 bis 647, sind die theoretischen Grundlagen für die Wirksamkeit von Sand in Verbindung mit Mehl entnehmbar. Auf Seite 647 wird beschrieben, daß bei einer Mischung von körnigem Material mit einer weichen Substanz der Verlustfaktur steigt, was eine Verbesserung der Schalldämpfung bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schalldämmendes Flächenbauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach und preisgünstig herstellbar ist, und das bei einer ausgezeichneten mechanischen Festigkeit und Formstabilität ausgezeichnete Schalldämmeigenschaften besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einem schalldämmenden Flächenbauelement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen schalldämmenden Flächenbauelementes sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen schalldämmenden Flächenbauelement kann die mittlere Wellenbahn eine kleinere Wellenhöhe aufweisen als die beiden äußeren Wellenbahnen. Ein derartiges Wellpappe- Flächenelement ist beispielsweise aus einem Prospekt der Firma Wellpappe Ansbach Duropack Gesellschaft mbH, 91522 Ansbach, unter der Bezeichnung X-PLY (Marke der Firma Kartonex Ges.mbh) bekannt. Dieses bekannte Wellpappe-Flächenelement kommt bislang als Verpackungsmaterial für Granulatsilos, Flüssigkeitsverpackungen, im Maschinen- und Anlagebau, in der Elektroindustrie, für Schwergüter usw. zur Anwendung. Ein solches Wellpappe-Flächenelement steht preisgünstig zur Verfügung, in Kombination mit dem die Kanalräume eines derartigen Wellpappe-Flächenelementes füllenden Quarssandes und Quarzmehles ergibt sich erfindungsgemäß ein selbstragendes, trittfestes Flächenbauelement mit ausgezeichneten Schalldämm- Eigenschaften.

Bei dem erfindungsgemäßen schalldämmenden Flächenbauelement beträgt das Mischungsverhältnis von Quarzsand zu Quarzmehl vorzugsweise größenordnungsmäßig 5 : 2.

Ein solcher Quarzsand und ein derartiges Quarzmehl werden beispielsweise von der Firma Amberger Kaolinwerke Eduard Kick GmbH & Co. KG, 92242 Hirschau, angeboten.

Durch die sich kreuzenden Wellenbahnen ergeben sich gleichsam Haltepunkte und somit eine Armierung, wie sie etwa prinzipiell mit dem Stahl im Stahlbeton vergleichbar ist. Darüberhinaus ergeben die unterschiedlichen Kanalgrößen der sich kreuzenden Wellenbahnen eine zum Zentrum des Flächenbauelementes hin erhöhte Druckfestigkeit. Da die Wellen der sich überkreuzenden Wellenbahnen sich genau definiert überkreuzen, ergeben sich neben der besagten erhöhten Druckfestigkeit auch optimale schalltechnische bzw. schalldämmende Eigenschaften. Auf das erfindungsgemäße Flächenbauelement auftreffende Schallwellen werden durch die sich überkreuzenden Wellenbahnen des erfindungsgemäß zur Anwendung gelangenden Wellenpappe- Flächenelementes quasi pyramidenförmig als passiver Schalltrichter wirksam, d. h. die auftreffenden Schallwellen werden vielfach abgelenkt. Dabei ergibt sich eine Dämpfung infolge der definierten Schalleinleitung in die eigentlich schalldämpfend wirkende Masse des Füllstoffs. Aufgrund der kreuzweisen Anordnung der Wellenbahnen und insbesondere aufgrund der vorzugsweise unterschiedlichen Wellenhöhen der mittleren Wellenbahn im Vergleich zu den Wellenhöhen der beiden äußeren Wellenbahnen ergibt sich in weiterer vorteilhafter Weise flächig eine definierte Materialüberlagerung, durch welche die auf das Flächenbauelement auftreffende Schallwellen definiert gebrochen, abgeleitet und diffus absorbiert werden. Es kommt folglich in vorteilhafter Weise zu einer umfassenden Dämpfung aller eingeleiteten Schallfrequenzen, ohne daß es zwischen der akustischen Anregung und möglichen Biegeschwingungen des Flächenbauelementes zu Resonanzwirkungen kommt.

Das erfindungsgemäße schalldämmende Flächenbauelement weist außerdem eine ausgezeichnete äußere Kompressions- Druckfestigkeit und eine ausgezeichnete innere Berst- Druckfestigkeit auf:

Erfindungsgemäß weist das Füllmaterial - wie bereits erwähnt worden ist - Quarzsand mit einer definierten Korngröße auf. Dieser Quarzsand bildet in den Kanalräumen der sich überkreuzenden Wellenbahnen ein Korngerüst. Durch dieses Korngerüst ist eine definierte Einleitung von Schallenergie in das Innere des Flächenbauelementes gewährleistet. Gleichzeitig ist durch den Quarzsand eine definierte Massestruktur gegeben, die in Kombination mit dem erfindungsgemäß zur Anwendung gelangenden Wellpappe-Flächenelement eine homogene, von keiner Schwachstelle unterbrochene Wirksamkeit der Dämpfung, d. h. der inneren Dämpfung, bewirkt. Durch das besagte Korngerüst aus dem sich in den Kanalräumen verzahnenden, unbeweglichen Quarzsand wird gleichzeitig die physikalische Belastungs- und Druckfestigkeit des erfindungsgemäßen schalldämmenden Flächenbauelementes gewährleistet. Der Quarzsand und das Quarzmehl werden in einem definierten Verhältnis derartig gemischt, daß das Quarzmehl wohl die Zwischenräume des Korngerüsts aus Quarzsand ausfüllt, in diesen Zwischenräumen jedoch noch begrenzt frei beweglich bleibt. Durch die Anwendung von Quarzsand und Quarzmehl mit definierten Schüttdichten und Korngrößen bzw. Mahlfeinheiten wird in vorteilhafter Weise die Schalldämmung frequenzdeckend insbesondere auch deshalb gewährleistet, weil das begrenzt freibewegliche Quarzmehl im Zwischenraum zwischen dem unbeweglichen Quarzsand dazu führt, daß sich die schalltechnische Schwingung in eine entsprechende Bewegung des Quarzmehles umwandelt, wobei die Schwingungsenergie entsprechend gedämpft wird.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen schalldämmenden Flächenbauelementes ist in der Zeichnung stark vergrößert schematisch verdeutlicht und wird nachfolgend beschreiben. Es zeigen:

Fig. 1 abschnittweise in einer vergrößerten, nicht maßstabsgetreu gezeichneten perspektivischen Ansicht einen Eckenbereich eines schalldämmenden Flächenbauelements, und

Fig. 2 weiter vergrößert, nicht maßstabsgetreu eine Ansicht des schalldämmenden Flächenbauelementes gemäß Fig. 1 in Blickrichtung des Pfeil II, d. h. in einer Vorderansicht.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausbildung des schalldämmenden Flächenbauelementes 10, das eine mittlere Wellenbahn 12 und zwei äußere Wellenbahnen 14 und 16 aufweist. Ein solches Flächenbauelement 10 ist - wie weiter oben erwähnt worden ist - an sich bekannt, es kommt bislang als Verpackungsmaterial zur Anwendung.

Die äußere Wellenbahn 14 weist hierbei z. B. eine Innendecke 18, eine sogenannte A-Welle 20 ohne Einzug und eine Zwischenlage 22 auf, die gleichzeitig Teil der mittleren Wellenbahn 12 ist. Die mittlere Wellenbahn 12 weist eine mit der Zwischenlage 22 verbundene sogenannte C-Welle 24 ohne Einzug sowie eine Zwischenlage 26 auf, die gleichzeitig Teil der äußeren Wellenbahn 16 ist. Die besagte Zwischenlage 26 ist mit einer A- Welle 20 ohne Einzug verbunden. Die äußere Wellenbahn 16 ist durch eine Außendecke 28 abgeschlossen. Die Innendecke 18, die Zwischenlagen 22 und 26 und die Außenlage 28 bestehen beispielsweise aus einem sogenannten Kraftliner und die beiden A-Wellen 20 ohne Einzug sowie die C-Welle 24 ohne Einzug bestehen beispielsweise aus einem Halbzellstoff. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Flächengewichte der einzelnen Schichtkomponenten des Flächenbauelementes 10 beispielhaft angegeben.

Tabelle 1 Flächengewichte der Schicht-Komponenten des Wellpappe-Flächenelementes

Außendecke	300 g/m²
A-Welle ohne Einzug	150 g/m²
Zwischenlage	200 g/m²
C-Welle ohne Einzug	175 g/m²
Zwischenlage	400 g/m²
A-Welle ohne Einzug	150 g/m²
Innendecke	200 g/m²

Das Flächengewicht des Wellpappe-Flächenelementes gemäß Tabelle 1 beträgt insgesamt beispielsweise 1.877 g/m². Die Verklebung der Schicht-Komponenten des Wellpappe-Flächenelementes erfolgt z. B. mittels eines geeigneten Leims.

Die innere Druckfestigkeit oder Berst-Druckfestigkeit ist ganz entscheidend, wenn die Kanalräume durch das Eigengewicht der schweren Füllung sich auszudehnen oder zu verformen drohen.

Neben der inneren Verspannung der Armierung ist deshalb die Maßhaltigkeit und Stärke der Decken- und Zwischenlagen über lange Zeiträume hinweg maßgebend. Ohne diese Maßhaltigkeit können weder das Korngerüst noch das darin befindliche, begrenzt bewegliche Material definiert schalldämmend wirken, weil sich Hohlräume bilden würden.

Das ist insbesondere bei der bauseitigen Wand- und Unterdecken- Verwendung wichtig. Während bei Bodenplatten eine Inline- Kaschierung von größenordnungsmäßig 300 g/m² ausreichend ist, sind für Wand- und Unterdecken-Verwendung Inline-Kaschierungen mit Vollpappe von mindestens 700 g/m² erforderlich.

Fig. 1 verdeutlicht außerdem durch eine kreuzweise Schraffur eine Verschluß-Beschichtung 30 und 32, durch welche die Kanalräume 34 der mittleren Wellenbahn 12 und die Kanalräume 36 der beiden äußeren Wellenbahnen 14 und 16 an ihren offenen Enden, d. h. nach außen hin verschlossen sind. Im Vergleich hierzu verdeutlicht die Fig. 2 einen Abschnitt des Flächenbauelementes 10, wobei die Verschluß-Beschichtung 30 teilweise aufgebrochen gezeichnet ist, um den Füllstoff 38 zu verdeutlichen, mit welchem die Kanalräume 34 und 36 des Flächenbauelementes 10 gefüllt sind. Der Füllstoff 38 besteht aus Quarzsand 40, 42, wobei der Quarzsand 40 in den Kanalräumen 36 der beiden äußeren Wellenbahnen 14 und 16 und der Quarzsand 42 in der mittleren Wellenbahn 12 vorgesehen ist. Der Quarzsand 40, 42 ist im entsprechenden Kanalraum 36, 34 derart vorgesehen, daß er sich verzahnt und folglich unbeweglich ist. Der Zwischenraum zwischen dem jeweiligen Quarzsand 40, 42 ist mit Quarzmehl 44, 46 gefüllt. Das Quarzmehl 44, 46 ist im jeweiligen Zwischenraum begrenzt beweglich vorgesehen.

Die nachfolgende Tabelle 2 gibt Zahlenangaben zur Korngröße und zur Mahlfeinheit sowie zum Schüttgewicht von Quarzsand und Quarzmehl in der mittleren Wellenbahn und in den beiden äußeren, zur mittleren Wellenbahn senkrecht orientierten Wellenbahnen an.

Tabelle 2

Korngrößen/Mahlfeinheit und Schüttgewicht des Füllstoffs

Die Höhenabmessung jeder der beiden A-Wellen, d. h. der beiden äußeren Wellenbahnen 14 und 16 beträgt z. B. ca. 3,5 mm und die Höhe der mittleren Wellenbahn 12 beträgt z. B. ca. 2,0 mm. Selbstverständlich sind auch andere Abmessungen des Flächenbauelementes 10 möglich.

Claims

1. Schalldämmendes Flächenbauelement mit einem eng benachbarte und zueinander parallele Kanalräume (34, 36) aufweisenden Wellpappe-Flächenelement, das zwei äußere Wellenbahnen (14, 16) und eine mittlere Wellenbahn (12) aufweist, die miteinander derartig verbunden sind, daß sich die Kanalräume der benachbarten Wellenbahnen (12, 14, 16) kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihren offenen Enden verschlossenen Kanalräume mit einem Füllstoff gefüllt sind, der aus einem sich in den Kanalräumen verzahnend, unbeweglichen Quarzsand (40, 42) und aus einem zwischen dem Quarzsand (40, 42) vorgesehenen, begrenzt beweglichen Quarzmehl (44, 46) besteht, wobei die Korngröße des Quarzsands (40) in der jeweiligen äußeren Wellenbahn (14) bei einer Schüttdichte von ca. 1.300 kg/m³ zwischen 0,1 und 0,5 mm und die Mahlfeinheit des Quarzmehls (44) in der jeweiligen äußeren Wellenbahn (14, 16) bei einer Schüttdichte von ca. 1.050 kg/m³ zwischen 0,04 und 0,1 mm, und wobei die Korngröße des Quarzsands (42) in der mittleren Wellenbahn (12) bei einer Schüttdichte von ca. 1.100 kg/m³ zwischen 0,08 und 0,2 mm und die Mahlfeinheit des Quarzmehls (46) in der mittleren Wellenbahn (12) bei einer Schüttdichte von ca. 800 kg/m³ mindestens 0,04 mm beträgt.

2. Schalldämmendes Flächenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Wellenbahn (12) eine kleinere Wellenhöhe aufweist als die beiden äußeren Wellenbahnen (14, 16).

3. Schalldämmendes Flächenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Quarzsand (40, 42) zu Quarzmehl (44, 46) größenordnungsmäßig 5 : 2 beträgt.