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Die
Erfindung betrifft eine Lärmschutzkassette zur Bildung
einer Lärmschutzwand nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Gattungsgemäße
Lärmschutzkassetten, die beispielsweise durch die
DE 91 05 831 U1 und
die
DE 103 10 202
A1 beschrieben werden, dienen zum Aufschub von Lärmschutzwänden,
um insbesondere eine Abschirmung des Lärms an Verkehrswegen, beispielsweise
Autobahnen oder Bahnstrecken, zu gewährleisten. Das heißt
mit anderen Worten, dass solche Lärmschutzwände
entlang von Bahnstrecken und Autobahnen installiert werden, um durch
Schalldämmung und Schallabsorption zu verhindern, dass in
umliegenden Gebieten durch den Lärm die Lebensqualität
sinkt. Neben den akustischen Eigenschaften sind auch die bautechnischen
Anforderungen, vor allem hinsichtlich der einfachen Montage und
Standsicherheit gegenüber Windlasten sowie Lasten aus Druck-
und Sogwirkung vorbeifahrender Züge, zu berücksichtigen.
In herkömmlicher Bauweise bestehen die Wandelemente aus
zwischen Pfosten übereinander gehaltenen, waagrecht-langgestreckten
Lärmschutzkassetten, die beispielsweise aus Walzprofilen,
vorzugsweise aus Aluminiumblech in Leichtbauweise, gefertigt sind.
Der Begriff Lärmschutzkassette soll dabei ganz allgemein
im Sinn von geschlossenen oder an einer oder mehreren Seiten offenen
Lärmschutzelementen verstanden werden. Gefertigt werden
können diese Lärmschutzkassetten aus Walzprofilen,
Strangpressprofilen, gekanteten oder ungekanteten Front- oder Rückseitenteilen,
vorzugsweise aus Aluminium, GFK oder Holz, in Leichtbauweise.
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Die
bekannten Lärmschutzkassetten weisen im Inneren des Kastenprofils,
das die mechanische Stabilität der Lärmschutzkassette
ergibt, einen Dämmkörper auf, der für
die Schallabsorption sorgen soll. Als Dämmkörper
wird dabei üblicherweise Mineralwolle verwendet, die sehr
leicht ist, aber zur mechanischen Stabilität der Lärmschutzkassette
nicht beiträgt.
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Nachteilig
an den bekannten Lärmschutzkassetten ist es, dass diese
gegenüber Korrosion sehr empfindlich sind. Außerdem
unterliegen die bekannten Lärmschutzkassetten einem relativ
hohen Verschleiß, insbesondere wenn das Kastenprofil der Lärmschutzkassette
aus mehreren miteinander verbundenen Profilelementen zusammengesetzt
ist. Sind beispielsweise zur Bildung des Kastenprofils mehrere Profilelemente
miteinander vernietet, können die Nietverbindungen durch
die starken Druck- und Sogwirkungen entlang von Bahnstrecken nach relativ
kurzer Dauer aufreißen und die Lärmschutzkassetten
dadurch zerstört werden. Insgesamt sind die mechanischen
Eigenschaften der bekannten Lärmschutzkassetten nur sehr
begrenzt. Weiterhin hat Mineralwolle den Nachteil, dass diese im
Laufe der Jahre durch mechanische oder Witterungseinflüsse
zerstört wird. Dadurch werden die Schallabsorptionseigenschaften
der Lärmschutzkassetten erheblich verschlechtert bzw. verlieren
diese Eigenschaft völlig.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine neue Lärmschutzkassette mit verbesserten
mechanischen und lärmschutztechnischen Eigenschaften vorzuschlagen.
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Die
erfindungsgemäße Lärmschutzkassette beruht
auf dem Grundgedanken, dass das Kastenprofil der Lärmschutzkassette,
das der Lärmschutzkassette ihre äußere
Gestalt gibt, nicht mit den bekannten, sehr leichten Dämmkörpern
gefüllt ist, sondern zur Verfüllung des Kastenprofils
eine härtbare Gießmasse aus einem schallabsorbierenden
Füllmaterial verwendet wird. Aufgrund des fließfähigen
bzw. schaumförmigen Aggregatszustandes der Gießmasse
vor dem Aushärten kann insbesondere ein vollständiges
Ausfüllen des Kastenprofils sehr einfach erreicht werden.
Außerdem reichen zur Befüllung des Kastenprofils
mit dem Füllmaterial sehr kleine Öffnungen, da
die Gießmasse vor dem Aushärten fließfähig
ist. Somit lässt sich auch eine sehr rationelle und preisgünstige
Fertigung der erfindungsgemäßen Lärmschutzkassetten
realisieren. Das Kastenprofil, das wahlweise vollständig
oder auch nur teilweise mit der Gießmasse befüllt
wird, dient bei der erfindungsgemäßen Lärmschutzkassette
im Prinzip als verlorene Form, in der die noch ungehärtete Gießmasse
zunächst aufgenommen wird und anschließend mit
der entsprechenden Gestalt aushärtet.
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Welche
Art von Gießmasse zur Befüllung des Kastenprofils
verwendet wird, ist grundsätzlich beliebig und auf das
jeweilige Anforderungsprofil der Lärmschutzkassette abzustimmen.
Um insbesondere relativ leichte Lärmschutzkassetten herstellen
zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn als härtbare
Gießmasse eine Polymermasse, insbesondere ein Polymerschaum,
oder eine polymergebundene Gießmasse verwendet wird. Der
geschäumte Polymerschaum soll als Gießmasse im
Sinne der Erfindung angesehen werden, weil auch ein solcher Polymerschaum
vor dem Aushärten grundsätzlich fließfähig ist,
ohne dass es sich um eine Flüssigkeit im engeren Sinne
handelt.
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Gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
als härtbare Gießmasse eine Betonmasse verwendet.
Insbesondere Leichtbeton oder Einkornbeton ist hervorragend geeignet,
um Lärmschutzkassetten mit hervorragenden mechanischen
und sehr guten Schall schutzeigenschaften herzustellen. Insbesondere
Leichtbeton oder Einkornbeton in modifizierter Zusammensetzung (Stahlfaser,
Glasfaser, oder natürliche Fasern-Hanf-Bambus etc.) kann
als Gießmasse bevorzugt eingesetzt werden.
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Eine
weitere Steigerung der Lärmschutzwirkung wird erreicht,
wenn die härtbare Gießmasse Zuschlagsstoffe mit
Schallschutzeigenschaften enthält. Dabei kann es sich insbesondere
um liquocellolosische Zuschlagsstoffe handeln. Insbesondere hat
sich die Verwendung von Holzspanbeton, das heißt Beton,
der insbesondere mineralisierte Holzspäne enthält,
als sehr geeignet erwiesen, um die Steigerung der Schallschutzwirkung
zu erreichen. Untersuchungen der Schallschutzwirkung von Lärmschutzkassetten
haben gezeigt, dass bereits relativ kleine Lücken zwischen
dem schallabsorbierenden Füllmaterial und dem Kastenprofil
dazu führen, dass ein sehr großer Anteil des Schalls
durch die luftgefüllten Lücken hindurch tritt
und die Schallschutzwirkung entsprechend mindert. Um eine möglichst
große Schallschutzwirkung mit der erfindungsgemäßen
Lärmschutzkassette zu erreichen, ist es deshalb besonders
vorteilhaft, dass die härtbare Gießmasse nach
dem Aushärten eine durchgehende Schallschutzschicht bildet,
die schallundurchlässig mit dem Kastenprofil verbunden ist.
Bei Verwendung einer Lärmschutzkasette mit geschlossener
Rückseite kann eine schalldämmende Schicht auf
einer Seite der absorbierenden Schicht aufgebracht werden.
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Eine
solche durchgehende Schallschutzschicht kann insbesondere dadurch
realisiert werden, dass sich die Gießmasse über
den vollen Querschnitt des Kastenprofils von der Oberseite des Kastenprofils
zu der Unterseite des Kastenprofils und/oder von der linken Seite
des Kastenprofils bis zur rechten Seite des Kastenprofils erstreckt.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Kastenprofil im Wesentlichen
vollständig mit dem schallabsorbierenden Füllmaterial
befüllt ist, so dass die von der gehärteten Gießmasse
gebildete Schallschutzschicht das zunächst hohle Kastenprofil
mit seinem offenen oder geschlossenen Querschnitt vollständig
ausfüllt.
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Im
Hinblick auf die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der
Lärmschutzkassette ist es besonders vorteilhaft, wenn die
Lärmschutzkassette in der Art eines Verbundbauteils ausgebildet
ist, das heißt die Lärmschutzkassette aus einem
Verbund des Kastenprofils mit der gehärteten Gießmasse
besteht. Die mechanische Stabilität der Lärmschutzkassette
eines solchen Verbundbauteils wird dann nicht mehr nur noch vom
Kastenprofil bestimmt, sondern ergibt sich aus dem Verbund des Kastenprofils
mit der darin gehärteten Gießmasse. Man kann die Lärmschutzkassette
auch ohne Rückwand und/oder ohne Vorderwand ausführen.
In diesem Fall muss gewährleistet werden, das eine von
der Gießmasse gebildete, durchgehende schalldämmende
Schicht vorhanden ist. Die härtbare Gießmasse
kann derart stabil ausgebildet werden, dass man z. B. mit einem Strangpressprofil
als oberem und unterem Abschluss auskommt. Dann werden die Verbundeigenschaften voll
ausgenutzt. Dies kann man auch derart ausbilden, dass man nur Flachprofile
als Verbinder- oder Aussteifungsstege anbringt.
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Um
eine möglichst schallundurchlässige Montage der
Lärmschutzkassetten in der Lärmschutzwand zu ermöglichen,
sollte das Kastenprofil zumindest an einer Außenfläche
eine definierte Anschlussbildung einer Stoßfuge aufweisen.
In dieser Stoßfuge können dann zwei benachbart
angeordnete Kastenprofile mittelbar oder unmittelbar aneinander zur
Anlage gebracht werden, wobei der Durchtritt von Schallwellen durch
die Stoßfuge weitgehend ausgeschlossen ist. Dies kann insbesondere
auch durch Anordnung von Dichtelementen in der Stoßfuge
erreicht werden.
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Weitgehend
schallundurchlässige Stoßfugen können
insbesondere dadurch realisiert werden, dass der Anschluss zwischen
den Kastenprofilen durch einen Rücksprung oder Vorsprung
gegenüber der Außenseite des Kastenprofils gebildet
wird. Insbesondere sind so genannte Nut- und Federverbindungen sehr
gut geeignet, entsprechende Stoßfugen in einfacher Weise
zu realisieren.
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Zur
Erhöhung der Schallschutzwirkung an zumindest einer Außenfläche
des Kastenprofils kann eine schallabsorbierende und/oder schalldämmende Oberflächenstruktur
vorgesehen sein. Dazu kann die Außenfläche des
Kastenprofils beispielsweise eine Lochstruktur aufweisen.
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Für
die Herstellung der Kastenprofile zur Verwendung bei der Fertigung
der erfindungsgemäßen Lärmschutzkassetten
gibt es unterschiedlichste Möglichkeiten. Besonders einfach
und kostengünstig können die Kastenprofile gefertigt
werden, wenn diese aus mehreren Profilelementen, beispielsweise
gewalzten Blechabschnitten, zusammengesetzt sind.
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Das
Kastenprofil der Lärmschutzkassette selbst kann aus Metall,
insbesondere aus Aluminiumblech oder Kunststoff, insbesondere aus
einem faserverstärktem Polymer (GFK), oder Holz hergestellt sein.
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Eine
Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch
dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Lärmschutzwand mit mehreren Lärmschutzkassetten
in perspektivischer Ansicht von vorne;
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2 eine
Lärmschutzkassette der Lärmschutzwand gemäß 1 im
Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I.
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1 zeigt
eine Lärmschutzwand 01, bestehend aus mehreren übereinander
angeordneten Lärmschutzkassetten 02, die zwischen
zwei seitlichen Befestigungspfosten 03 befestigt sind.
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2 zeigt
eine Lärmschutzkassette 02 im Querschnitt entlang
der Schnittlinie I-I. Die äußere Hülle
und damit die geometrische Gestalt der Lärmschutzkassette 02 wird
von einem Kastenprofil 04 gebildet, das aus mehreren Aluminiumblechprofilabschnitten
hergestellt ist. Das Innere des Kastenprofils 04 ist vollständig
mit einer gehärteten Gießmasse 04 ausgefüllt.
Die härtbare Gießmasse 05 besteht dabei aus
Holzspanbeton, das heißt aus einer Betonmasse 06,
der mineralisierte Holzspäne 07 als liquocellolosischer
Zuschlagsstoff zugegeben sind. Nach dem Aushärten der Gießmasse 05 bildet
das Kastenprofil 04 mit der gehärteten Gießmasse 05 ein
Verbundbauteil, dessen mechanische Eigenschaften sich aus der synergetischen
Verbindung aus Kastenprofil und Gießmasse ergeben.
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An
der Oberseite der Kastenprofile 04 ist jeweils eine Außenfläche 08 als
Nut ausgebildet, an der die gegenüberliegende Außenfläche 09 mit
einer daran angeformten Feder eingesteckt werden kann, um auf diese
Weise eine im Wesentlichen schallundurchlässige Stoßfuge 10 zu
bilden. Zur Verbesserung der Lärmschutzeigenschaften der
Lärmschutzkassette 02 ist außerdem die
Außenfläche 11 mit einer Lochstruktur 12 versehen.
Durch die feinen Löcher der Lochstruktur 12, kann
der aufprallende Schall direkt zur gehärteten Gießmasse 05 durchgeleitet
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 9105831
U1 [0002]
- - DE 10310202 A1 [0002]