DE202014011196U1

DE202014011196U1 - Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial

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Publication number: DE202014011196U1
Application number: DE202014011196.0U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2018-08-27
Anticipated expiration: 2024-05-28
Also published as: ITPI20130048A1; EP2810770A1

Abstract

Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial, umfassend:
zumindest einen Behälterkörper (10) mit mindestens einer Aussparung (15);
ein Füllmaterial (50), welches bei Verwendung in der Aussparung (15) oder in jeder Aussparung (15) des Behälterkörpers (10) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial eine vorbestimmte Menge an Barytkörnern mit vorbestimmter Größe umfasst, so dass aufgrund der hohen Dichte von Baryt ein Verbundmaterial erhalten wird, welches eine hohe Masse aufweist und im Vergleich zu den Lösungen des Standes der Technik dementsprechend bei gleichem verfügbarem Volumen eine hochwirksame Schallisolierung gewährleisten kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Schallabsorptions- und Schallschutzmaterialien, welche zur Schallisolierung zweier Umgebungen verwendet werden, und betrifft insbesondere eine verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial.
Beschreibung des Standes der Technik
Wie weithin bekannt ist, werden insbesondere im Bereich der Bauindustrie Materialien verwendet, welche zur Schallisolierung zweier Umgebungen dienen.
Diese Materialien werden beispielsweise zur Schallisolierung eines Raums oder einer Wohnung von einem benachbarten Raum oder einer benachbarten Wohnung verwendet.
Um schallabsorbierende Wände oder Wände mit hoher Schallschutzkapazität herzustellen, werden unterschiedliche Arten von Materialien verwendet.
Die Schallisolierung oder „Schalldämmung“ ist durch die „Filter“-Kapazität einer Wand in Bezug auf den Durchtritt von Schallwellen oder Schallschwingungen definiert.
Für die Herstellung einer Wand, welche die Fähigkeit zur Schallisolierung zweier Umgebungen besitzt, können unterschiedliche Materialien verwendet werden. Ein zu diesem Zweck verwendetes schallabsorbierendes Material ist beispielsweise Kork, welcher derart verbaut wird, dass er in direktem Kontakt mit der Wand steht, wobei die Korkschicht mit einer steifen Abschlussplatte, wie üblicherweise einer Gipsplatte, Holz, etc., kombiniert wird. Eine solche Gruppierung gewährleistet einen hohen Grad an Schallisolierung und nimmt im Raum sehr wenig Platz ein (etwa 4-5 cm).
Andere Lösungen sehen die Verwendung von schweren Materialien, wie beispielsweise von Bitumenmänteln mit hoher Dichte, von Blei, oder jedenfalls von Produkten mit der Fähigkeit zur Erhöhung des Gewichts der Abschlussplatte, vor.
Auch die Erhöhung der Dicke des zwischen der Wand und der Abschlussplatte angeordneten schallabsorbierenden Materials trägt in sehr starkem Ausmaß zur Erhöhung des Grads an Schallisolierung der Gegenwand bei.
Ein weiteres Beispiel für ein Material mit schallabsorbierenden Eigenschaften ist in WO 2012/076164 offenbart. In diesem Fall umfasst das Material zwei äußere Schichten sowie eine gewellte Wände umfassende Struktur, wobei die gewellten Wände mit gebranntem Kieselsand befüllte Kanäle definieren.
Ein weiteres Beispiel für ein aus struktureller Sicht schallabsorbierendes Material ist in DE 197 09 620 offenbart. Auch in diesem Fall wird eine Trägerstruktur bereitgestellt, welche eine wellige Wand oder eine Wabenstruktur umfasst, die eine Vielzahl von Kanälen definiert. Diese sind mit einem kornförmigen Material wie beispielsweise Sand, oder mit einem Pulvermaterial, oder mit einer Mischung der beiden Materialien befüllt.
Noch ein weiteres Beispiel für eine schallabsorbierende Schicht ist in DE 198 12 747 offenbart, welches ebenfalls die Bereitstellung einer mit einer Vielzahl von Kanälen ausgestatteten Trägerstruktur vorsieht, wobei die Kanäle derart angeordnet sind, dass sie ein Füllmaterial wie beispielsweise Argillit, Glaskügelchen oder Glimmerkörner enthalten.
Andere Dokumente des Standes der Technik, deren Aufgabe in der Bereitstellung von Platten für die Bauindustrie besteht, sind in US 3,652,360 , DE 298 03 675 und US 2008/236943 beschrieben.
Allerdings sind die im Stand der Technik angebotenen Lösungen nicht in der Lage, eine Schallisolierung der beiden Umgebungen, zwischen welchen die schallabsorbierende Platte oder das schallabsorbierende Material angeordnet ist, zu bewirken.
Darüber hinaus implizieren die vorstehend beschriebenen Materialien des Standes der Technik hohe Rohstoffkosten.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist somit ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial bereitzustellen, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile der Materialien des Standes der Technik überwindet und sodann eine wirksamere Schallisolierung erzielt.
Es ist weiterhin ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial bereitzustellen, welche darüber hinaus vor Strahlung schützen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese und andere Merkmale mit einer beispielhaften verbesserten Struktur aus Schallschutzverbundmaterial erzielt, welche umfasst:

- einen Behälterkörper mit mindestens einer Aussparung;
- ein Füllmaterial, welches bei Verwendung in der Aussparung oder jeder Aussparung des Behälterkörpers angeordnet ist;

Die von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte technische Lösung ermöglicht es, aufgrund der hohen Dichte von Baryt ein Verbundmaterial mit hoher Masse zu erhalten. Folglich gewährleistet das Material der vorliegenden Erfindung bei gleichem verfügbarem Volumen eine wirksamere Schallisolierung als die Lösungen des Standes der Technik. Aufgrund der Durchlässigkeit von Baryt bzw. Bariumsulfat für Röntgenstrahlen, sowie aufgrund seiner Kapazität zur Selektion von Strahlung, ist das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung insbesondere zur Herstellung von Platten oder Trennwänden, welche an Orten mit hoher Strahlungsbelastung eingesetzt werden sollen, wie beispielsweise in Röntgenräumen von Krankenhäusern, geeignet.
Bevorzugt weisen die Barytkörner eine Größe von zwischen 0.06 und 2 mm auf. Aus diesem Grund wird der Baryt in Form von Sand eingesetzt.
Insbesondere kann die in dem Füllmaterial vorhandene Menge an Baryt 40% oder mehr des Gesamtvolumens des Füllmaterials betragen, und beträgt vorteilhafterweise 50% oder mehr des Volumens, z.B. mehr als 70%. In einer möglichen beispielhaften Ausführungsform können zumindest 90% des Volumens des Füllmaterials aus Barytkörnern bestehen. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Füllmaterial 100% Baryt, d.h. das Füllmaterial besteht ausschließlich aus Baryt.
Bevorzugt umfasst die verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial ferner eine Schicht aus elastischem Material mit vorbestimmter Dicke.
Insbesondere ist die Schicht aus elastischem Material derart angeordnet, dass sie bei Verwendung an den das Füllmaterial enthaltenden Behälterkörper grenzt.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Schicht aus elastischem Material um eine Schicht aus Gummikörnern mit vorbestimmter Größe.
Alternativ kann es sich bei dem elastischen Material um eine Platte aus einem elastischen Material, und insbesondere um eine Gummiplatte handeln.
Vorteilhafterweise kann die Dicke der Schicht aus elastischem Material zwischen 0.3 mm und 20 mm liegen, und liegt vorteilhafterweise zwischen 0.4 mm und 15 mm.
Alternativ, oder zusätzlich zu Gummi, kann es sich bei der Schicht aus elastischem Material um eine Schicht aus einem Verpackungsmaterial wie beispielsweise Luftpolstern oder Pluriball handeln. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann es sich bei der Schicht aus elastischem Material um eine Schicht aus Polyethylen-Schaumstoff, und insbesondere aus vernetztem Polyethylen-Schaumstoff handeln.
Vorteilhafterweise kann das Füllmaterial neben dem Baryt zumindest eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

- Kieselsand;
- Quarzsand;
- Blähglaskügelchen;
- Glaspulver;
- Körnern eines Kunststoffmaterials, insbesondere eines recycelten Kunststoffmaterials;
- oder eine Kombination hiervon umfassen.

Insbesondere können die unterschiedlichen Komponenten des Füllmaterials in einzelnen Schichten vorliegen, oder können miteinander vermischt sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial eine Vielzahl von sich überlappenden Behälterkörpern, um auf diese Weise einen Stapel von Behälterkörpern auszubilden, wobei zumindest ein Behälterkörper der Vielzahl derart angeordnet ist, dass er bei Verwendung ein entsprechendes, aus einer vorbestimmten Menge an Barytkörnern bestehendes Füllmaterial enthält.
Vorzugsweise ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Behälterkörpern des Stapels von Behälterkörpern zumindest eine Schicht aus elastischem Material bereitgestellt.
Aufgrund der hohen Dichte von Baryt wird auf diese Weise eine Struktur aus Verbundmaterial erhalten, welche infolge des „Masse-Feder-Masse“-Prinzips eine hohe Schallschutzwirkung aufweist.
Vorteilhafterweise umfasst die Struktur aus Verbundmaterial:

- einen ersten Behälterkörper, welcher derart angeordnet ist, dass er bei Verwendung ein erstes Füllmaterial enthält;
- einen zweiten Behälterkörper, welcher derart angeordnet ist, dass er bei Verwendung ein zweites Füllmaterial enthält, wobei das erste und das zweite Füllmaterial eine Menge an Baryt enthalten, welche zumindest 40% des Gesamtvolumens des jeweiligen Füllmaterials beträgt;
- zumindest eine Schicht aus elastischem Material, welche zwischen dem ersten und dem zweiten Behälterkörper angeordnet ist.

In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial:

- einen ersten Behälterkörper, welcher derart angeordnet ist, dass er ein erstes Füllmaterial umfassend Barytkörner in einer Menge von zumindest 40% des Gesamtvolumens des ersten Füllmaterials enthält;
- eine Schicht aus elastischem Material mit vorbestimmter Dicke, welche bei Verwendung an den ersten Behälterkörper grenzt;
- einen zweiten Behälterkörper, welcher gegenüber dem ersten Behälterkörper an die Schicht aus elastischem Material grenzt, wobei der zweite Behälterkörper derart angeordnet ist, dass er ein zweites Füllmaterial enthält und das zweite Füllmaterial aus der Gruppe bestehend aus:
- Barytkörnern;
- Kieselsand;
- Quarzsand;
- Blähglaskügelchen;
- Glaspulver;
- Körnern eines Kunststoffmaterials, insbesondere eines recycelten Kunststoffmaterials;
- oder einer Kombination hiervon ausgewählt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Behälterkörper zumindest eine Platte aus Pappe, und insbesondere aus Wellpappe, welche eine Vielzahl von Aussparungen definiert.

Alternativ sieht der Behälterkörper einen schachtelähnlichen Körper vor, welcher eine Vielzahl von Aussparungen insbesondere in Längsrichtung des schachtelähnlichen Körpers umfasst, wobei jede der Aussparungen derart angeordnet ist, dass sie bei Verwendung das Füllmaterial beherbergt.
Vorteilhafterweise besteht der Behälterkörper aus einem elastischen Material.
Figurenliste
Die Erfindung wird nunmehr anhand der nachfolgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform, welche als Beispiel dient und keinerlei beschränkenden Charakter besitzt, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:

- 1 diagrammatisch eine perspektivische Seitenansicht einer ersten beispielhaften Ausführungsform eines Behälterkörpers zeigt, welcher zur Bereitstellung der verbesserten Struktur aus Verbundmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
- 2 diagrammatisch eine perspektivische Seitenansicht einer möglichen beispielhaften Ausführungsform eines Behälterkörpers zeigt, welcher zur Bereitstellung der verbesserten Struktur aus Verbundmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
- 3 diagrammatisch eine perspektivische Seitenansicht einer anderen beispielhaften Ausführungsform eines Behälterkörpers zeigt, welcher zur Bereitstellung der verbesserten Struktur aus Verbundmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
- 4 diagrammatisch eine perspektivische Seitenansicht einer ersten beispielhaften Ausführungsform einer verbesserten Struktur aus Verbundmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 5 eine Querschnittsansicht der verbesserten Struktur aus Verbundmaterial gemäß 4 entlang der Pfeile V-V zeigt;
- 6 eine perspektivische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform der verbesserten Struktur aus Verbundmaterial gemäß 4 zeigt;
- 7 bis 12 perspektivische Seitenansichten anderer möglicher beispielhafter Ausführungsformen der durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten verbesserten Struktur aus Verbundmaterial gemäß 4 zeigen,
- 13 diagrammatisch den Verlauf des linearen Abschwächungskoeffizienten von Blei und Barium in Abhängigkeit von der in MeV angegebenen Energie zeigt;
- 14 diagrammatisch den Verlauf der linearen Abschwächungskoeffizienten von Blei und Barium in Abhängigkeit von der in MeV angegebenen Energie im Energiebereich von Interesse zeigt.

Genaue Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen
Wie in 1 diagrammatisch dargestellt ist, umfasst eine verbesserte Struktur 1 aus Schallschutzverbundmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung einen Behälterkörper 10 mit zumindest einer Aussparung 15, welche derart angeordnet ist, dass sie bei Verwendung ein Füllmaterial 50 beherbergt.
Der Behälterkörper 10 kann im Wesentlichen eine schachtelähnliche Form aufweisen und aus Pappe, oder einem Kunststoffmaterial, oder einem Metallmaterial bestehen. Wie in 2 diagrammatisch dargestellt ist, besteht die Möglichkeit, mehrere schachtelähnliche Körper 10 zu verwenden, um auf diese Weise einen Behälterkörper 100 auszubilden. Beispielsweise weist jeder Behälterkörper 10 beidseitig Kupplungselemente (in den Figuren nicht dargestellt) auf, welche derart angeordnet sind, dass sie den Behälterkörper 10 mit einem anderen, benachbarten Behälterkörper 10 verbinden. Die beidseitigen Kupplungselemente können beispielsweise aus einem Behälterkörper 10 hervorstehende Bereiche sein, welche derart angeordnet sind, dass sie mit Aussparungen, welche auf einem benachbarten Behälterkörper 10 bereitgestellt sind, gekoppelt werden können. Andere mögliche beispielhafte Ausführungsformen der beidseitigen Kupplungselemente sehen eine auf einer Seite eines Behälterkörpers 10 ausgebildete Längsführung vor, wobei Bereiche, welche in Längsrichtung aus einem bei Verwendung angrenzenden Behälterkörper hervorstehen, dazu konzipiert sind, verschiebbar gekoppelt zu werden.
Es ist darüber hinaus vorgesehen, dass die Struktur aus Verbundmaterial 1 einen Behälterkörper 10 mit einer vorbestimmten Anzahl an Aussparungen 15, insbesondere Längsaussparungen, umfasst (2).
In einer besonders beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sieht der Behälterkörper 10 den Einsatz einer Wellpappe mit zumindest einer gewellten Wand 11 vor, welche derart angeordnet ist, dass sie die Aussparung 15 der Pappe in eine Vielzahl von Aussparungen 15 unterteilt (3).
Erfindungsgemäß umfasst das Füllmaterial 50 eine vorbestimmte Menge an Barytkörnern mit vorbestimmter Größe. Im Einzelnen kann der Baryt in dem Füllmaterial 50 in einer Menge von 40% oder mehr des Gesamtvolumens des Füllmaterials 50 vorhanden sein, und ist vorteilhafterweise in einer Menge von 50% oder mehr des Gesamtvolumens des Füllmaterials vorhanden. Es ist darüber hinaus vorgesehen, dass das Füllmaterial 50 ausschließlich aus Barytkörnern besteht, d.h. dass das Füllmaterial 50 aus 100% Baryt besteht. Bevorzugt weisen die Barytkörner eine Größe von zwischen 2 mm und 0.06 mm auf. Folglich liegt der Baryt in Form von „Barytsand“ vor.
Sofern das Füllmaterial 50 neben Baryt andere Komponenten umfasst, so können diese Komponenten aus der Gruppe bestehend aus: Kieselsand, Quarzsand, Blähglaskügelchen, Glaspulver, Körnern eines Kunststoffmaterials, insbesondere eines recycelten Kunststoffmaterial, oder einer Kombination hiervon ausgewählt sein. Jedenfalls besteht die Möglichkeit, auch andere Materialien wie beispielsweise Gummi, Kunststoffmaterial, etc. zu verwenden.
Die Verwendung von Baryt als Füllmaterial ermöglicht es, aus den nachfolgend beschriebenen Gründen eine hochwirksame Schallisolierung zu erzielen. Baryt, bei welchem es sich bekanntermaßen um ein Bariummineral und genauer gesagt um Bariumsulfat (BaSO₄) handelt, weist eine hohe Dichte bzw. spezifische Masse auf, welche bei etwa 4.5 g/cm³ liegt. Folglich gestattet die Verwendung von Baryt bei gleichbleibendem Volumen die Bereitstellung eines Produkts mit sehr hoher Masse, insbesondere wenn man diese mit der Masse herkömmlich verwendeter schallabsorbierender Materialien oder mit jener von Materialien wie beispielsweise Kieselsand oder Quarzsand vergleicht, deren Dichte etwa die Hälfte der Dichte von Baryt beträgt. Dies ermöglicht es, eine sehr wirksame Schallisolierung zu erhalten, da sich die Schallisolierung bekanntermaßen mit der Erhöhung der Masse der verwendeten Materialien verbessert.
In der bevorzugten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die verbesserte Struktur 1 ferner eine Schicht 70 aus einem elastischen Material wie beispielsweise Gummi oder Verpackungsmaterial, z.B. Pluriball, oder Polyethylen-Schaumstoff, insbesondere vernetztem Polyethylen-Schaumstoff.
Wie vorstehend offenbart ist, kann das Füllmaterial 50 ausschließlich aus Baryt bestehen, oder kann ein Gemisch aus Baryt mit zumindest einer der vorstehend beschriebenen Komponenten, d.h. Kieselsand, Quarzsand, Blähglaskügelchen, Glaspulver, Körnern eines Kunststoffmaterials, insbesondere eines recycelten Kunststoffmaterial, vorsehen. Im Einzelnen kann Baryt und die oder jede zusätzliche Komponente in einer vorbestimmten Menge in den gleichen Behälterkörper 10 eingemischt sein.
In der beispielhaften Ausführungsform von 6 umfasst die Struktur 1 eine Vielzahl von sich gegenseitig überlappenden Behälterkörpern 10, um auf diese Weise einen Stapel 110 auszubilden. Jeder Behälterkörper 10 ist dazu konzipiert, ein unterschiedliches Füllmaterial 50 zu enthalten. So kann die Struktur 1 beispielsweise einen ersten Behälterkörper 10a, welcher Baryt enthält, sowie einen zweiten Behälterkörper 10b, welcher ein anderes Material wie beispielsweise Quarzsand, Kieselsand, oder eine andere der vorstehend beschriebenen Komponenten als Alternative zu Baryt enthält, umfassen. Der Stapel 110 kann jedenfalls aus mehreren Behälterkörpern 10 bestehen, von denen jeder das gleiche Füllmaterial 50 enthält.
In der beispielhaften Ausführungsform von 6 umfasst die Struktur 1 beispielsweise einen ersten Behälterkörper 10a, welcher derart angeordnet ist, dass er ein erstes Füllmaterial 50a umfassend Barytkörner in einer Menge von zumindest 40%, z.B. von mehr als 50% des Gesamtvolumens enthält, und einen zweiten Behälterkörper 10b, welcher derart angeordnet ist, dass er ein zweites Füllmaterial 50b wie beispielsweise Kieselsand, Quarzsand, Glaspulver, etc. enthält.
In 7 umfasst die Struktur 1 stattdessen einen Behälterkörper 10, welcher derart angeordnet ist, dass er bei Verwendung das auf Baryt basierende Füllmaterial 50 sowie eine Schicht aus elastischem Material 70, z.B. eine Schicht aus Gummikörnern oder eine Gummiplatte, beherbergt. Eine solche Lösung kann beispielsweise in Kombination mit einer aus Zement bestehenden Wand oder einem Mauerwerk des Gebäudes, in welchem das Verbundmaterial 1 verbaut wird, derart eingesetzt werden, dass in der Gesamtheit ein „Masse-Feder-Masse“-System bereitstellt wird.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der 8 und 12 umfasst die Struktur aus Verbundmaterial 1 einen ersten Behälterkörper 10a, einen zweiten Behälterkörper 10b, sowie eine dazwischen angeordnete Schicht aus elastischem Material 70.
In der beispielhaften Ausführungsform von 9 wird stattdessen ein dritter Behälterkörper 10c bereitgestellt, welcher in Bezug auf den zweiten hohlen Behälterkörper 10b gegenüber des ersten Behälterkörpers 10a angeordnet ist. Im Einzelnen ist der Behälterkörper 10c dazu konzipiert, ein drittes Füllmaterial 50c zu enthalten. Dieses kann analog dem ersten Behälterkörper 10a aus der Gruppe bestehend aus: einem ausschließlich aus Baryt, oder ausschließlich aus Quarzsand oder Kieselsand, oder ausschließlich aus Glaskügelchen oder Glaspulver, oder einem anderen der vorstehend beschriebenen Komponenten bestehenden Füllmaterial ausgewählt sein. Es ist jedenfalls auch vorgesehen, dass jedes der Füllmaterialien in Abhängigkeit von der Art der Anwendung, für welche die erfindungsgemäße Struktur 1 vorgesehen ist, durch Mischen von zwei oder mehr der vorstehend beschriebenen Komponenten in geeigneten Anteilen erhalten wird.
Im Falle mehrerer, sich überlappender Behälterkörper 10 besteht die Möglichkeit, dass alle von ihnen die gleiche räumliche Orientierung aufweisen, d.h. dass die Aussparungen 15 der unterschiedlichen Behälterkörper 10 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind (9), oder dass sie um 90° gegeneinander verdreht sind, um auf diese Weise eine Struktur 1 bereitzustellen, in welcher die Aussparungen 15 im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind (10). Im letzteren Fall erhöht sich die Steifigkeit der Gesamtstruktur 1.
Im Falle eines Stapels 110 aus Behälterkörpern 110, wie er beispielsweise in 10 dargestellt ist, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass der Behälterkörper aus einem elastischen Material besteht. In diesem Fall besteht das „Masse-Feder-Masse“-System aus der Gruppierung des Behälterkörpers 10 und des Füllmaterials 50.
Alternativ kann der Behälterkörper 10 aus einem flexiblen Material bestehen.
Insbesondere ist es in den letzteren beiden Fällen möglich, vorzusehen, dass im Falle eines Stapels 110 aus Behälterkörpern 10 das Füllmaterial 50 eines Behälterkörpers, z.B. des zwischen zwei Behälterkörpern 10 des Stapels positionierten Behälterkörpers 10, aus einem elastischen Material besteht, und insbesondere aus einem in Form von Körnern bereitgestellten elastischen Material.
Die unterschiedlichen Aussparungen bzw. Zellen 15, in welche die Behälterkörper 10 durch die Wände 11 unterteilt werden, können unterschiedliche Formen aufweisen. Insbesondere ist die Wand 11 gemäß den 3 bis 10 im Wesentlichen wellenförmig und besteht aus gekrümmten Bereichen, wohingegen die Wand 11 gemäß den 11 bis 12 im Wesentlichen lineare Abschnitte umfasst, welche derart geneigt sind, dass sie eine Zickzack-Struktur ausbilden.
Sämtliche beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche die Verwendung von Baryt und einer Schicht aus elastischem Material 70 vorsehen, ermöglichen es, aufgrund des grundlegenden physikalischen Gesetzes der Schallisolierung, bekannt als „Masse-FederMasse“-Gesetz, sogar im Vergleich zur ausschließlichen Verwendung von Baryt eine hochwirksame Schallisolierung zu erzielen. Insbesondere ermöglicht die Anwesenheit der Schicht aus elastischem Material eine wirksame Schallreduzierung gegenüber durch Erschütterungen hervorgerufenem Lärm.
BEISPIELE UND TESTERGEBNISSE
Die nachfolgend angegebenen Ergebnisse betreffen die Evaluierung der Abschwächungseigenschaften von Photonen (Röntgenstrahlen und Gammastrahlen) durch Platten mit unterschiedlicher Dicke, welche unter Verwendung des Schallschutzverbundmaterials der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, nach dem „Monte Carlo“-Code.
Die Energie der betrachteten Photonen war typisch für Röntgenapparate für medizinische Anwendungen: 50 keV ÷ 300 keV.
Die Abschwächungseigenschaften wurden durch Berechnen der Äquivalentdicke von Blei für jede Schicht in Abhängigkeit von der Energie der Photonen im vorstehend beschriebenen Bereich bestimmt.
Im Einzelnen sieht die der Analyse zugeführte Platte einen aus Wellpappe bestehenden Behälter vor, welcher mit einem auf Barytsand (Bariumsulfat, BaSO₄) basierenden Sandgemisch mit einer Dichte von 2.2 g/cm³ befüllt war.
Die Tests wurden für 5 Arten von Platten durchgeführt, von denen alle eine Größe von 600 mm x 1200 mm aber unterschiedliche Dicken aufwiesen:

• Schicht A: Dicke 10 mm (22 kg/m²)
• Schicht B: Dicke 15 mm (33 kg/m²)
• Schicht bis + A: Dicke 20 mm (44 kg/m²)
• Schicht bis + B: Dicke 25 mm (55 kg/m²)
• Schicht B + B: Dicke 30 mm (66 kg/m²)

Zur Berechnung der Dicke des Bleiäquivalents der vorstehend beschriebenen Platten wurde der Monte Carlo-Code MCNPX, Version 2.6 verwendet.
Der erste Teil der Simulationen betraf die Berechnung der Abschwächungskapazität der Platte. Anschließend wurde die Dicke an Blei bestimmt, welche erforderlich ist, um den berechneten Abschwächungswert zu erhalten.
Die Verwendung des Monte Carlo-Codes ermöglicht eine Probennahme der Energiewerte, der Richtung sowie der Weglänge der Photonen auf Basis einer Verteilungswahrscheinlichkeit, welche die möglichen Wechselwirkungen berücksichtigt, denen das Photon auf seinem Weg durch die Materie bis zu seiner Absorption oder bis zu dem Zeitpunkt, an dem seine Energie vernachlässigbar wird, ausgesetzt sein kann.
Die Abschwächung eines eindirektionalen Strahls von Photonen der Energie E0 kann durch das nachfolgende Exponentialgesetz beschrieben werden: $Φ= Φ_{0} e^{- μ a}$
worin Φ₀ die Anzahl der pro Flächeneinheit der adsorbierenden Platte mit der Dicke a einfallenden Photonen darstellt, F die Anzahl der pro Flächeneinheit die Platte durchquerenden Photonen darstellt und µ den linearen Abschwächungskoeffizienten des Plattenmaterials darstellt, a einen Parameter darstellt, welcher die Wahrscheinlichkeit von Wechselwirkungen der Photonen pro Wegeinheit in dem Adsorptionsmittel repräsentiert. Ihr Wert wird in cm^-1 gemessen und hängt von der Energie des Photons sowie der Ordnungszahl des Adsorptionsmaterials ab. Das Exponentialmodell sieht vor, dass das Photon, sobald es eine Wechselwirkung eingegangen ist, dem Strahl entzogen wird, wobei Streuereignisse vernachlässigt werden, welche zu keiner Entfernung des Photons führen sondern lediglich die Energie und die Bewegungsrichtung verändern.
Das Exponentialmodell wird anschließend durch Einführung eines Zuwachsfaktors B, welcher von der Energie des einfallenden Photons, vom Material und seiner Dicke abhängt, korrigiert (Φ₀ wird noch immer für die Energie E0 evaluiert): $Φ= B (μ a) Φ_{0} e^{- μ a}$
13 zeigt den Verlauf des linearen Abschwächungskoeffizienten von Blei und Barium in Abhängigkeit von der in MeV angegebenen Energie. Aufgrund der hohen Ordnungszahl (Z = 56) stellt Barium jenes Element dar, welches den größten Teil der Photonenabschwächung in der Platte verursacht.
14 zeigt den Verlauf des linearen Abschwächungskoeffizienten von Blei und Barium im Energiebereich von Interesse. Es zeigt sich eine Abnahme des Koeffizienten µ in Abhängigkeit von der Energie, welche im Falle von Blei von einer scharfen Diskontinuität (sogenannte Absorptionskante) bei einer Energie von 88 keV überlappt ist, welche der Bindungsenergie der Elektronen der K-Schale des Bleiatoms entspricht.
Die anhand der Simulationen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Für jede Plattenart ist in Abhängigkeit von der Energie des Photons die Äquivalentdicke an Blei (in mm) angegeben. Der Mittelwert der Äquivalentdicken für jede Platte im Energiebereich von Interesse ist in Tabelle 2 angegeben.
Die abrupte Abnahme der Äquivalentdicke an Blei im Bereich von 80 bis 90 keV ergibt sich aus der Absorptionskante von Blei bei 88 keV.

Auf Grundlage der erhaltenen Ergebnisse ist es somit möglich, darauf zu schließen, dass die erfindungsgemäße Platte neben Schallschutzeigenschaften auch die Fähigkeit besitzt, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen abzuschwächen. Tabelle 1: Nominale Plattendicke und Äquivalentwerte an Blei in mm

Art der Platte	Dicke (mm)	Äquivalentdicke an Blei (mm)
Art der Platte	Dicke (mm)	50 keV	80 keV	90 keV	100 keV	150 keV	200 keV	250 keV	300 keV
A	10	1.3	2.0	0.8	0.6	0.5	0.5	0.6	0.6
B	15	1.8	3.0	1.4	1.0	0.8	0.8	0.9	0.9
A+A	20	2.6	4.1	1.9	1.5	1.0	1.1	1.1	1.2
A+B	25	3.1	5.1	2.5	1.9	1.3	1.3	1.4	1.6
B+B	30	3.6	6.1	3.1	2.4	1.5	1.6	1.7	1.9

Tabelle 2: Nominale Plattendicke und Mittelwert der Äquivalentdicke an Blei für den Energiebereich 50-300 keV

Art der Platte	Dicke (mm)	Mittlere Äquivalentdicke an Blei (mm) im Bereich von 50-300 keV
A	10	0.9
B	15	1.3
A+A	20	1.8
A+B	25	2.3
B+B	30	2.7

Die vorstehende Beschreibung spezifischer, beispielhafter Ausführungsformen offenbart die Erfindung in konzeptioneller Hinsicht derart vollständig, dass andere, unter Anwendung des derzeitigen Wissensstandes, in der Lage sind, die spezifischen, beispielhaften Ausführungsformen ohne weitere Forschungen und ohne jegliche Abweichung von der Erfindung für verschiedene Anwendungen zu modifizieren und/oder anzupassen. Dementsprechend versteht es sich, dass derartige Anpassungen und Modifizierungen als Äquivalente der spezifischen Ausführungsformen zu betrachten sind. Die Mittel und Materialien zur Umsetzung der hierin beschriebenen verschiedenen Funktionen könnten unterschiedlicher Natur sein, ohne aus diesem Grund vom Gebiet der Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die hierin verwendete Phraseologie oder Terminologie dem Zwecke der Beschreibung dient und keinerlei Einschränkung darstellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2012/076164 [0009]
DE 19709620 [0010]
DE 19812747 [0011]
US 3652360 [0012]
DE 29803675 [0012]
US 2008236943 [0012]

Claims

Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial, umfassend: zumindest einen Behälterkörper (10) mit mindestens einer Aussparung (15); ein Füllmaterial (50), welches bei Verwendung in der Aussparung (15) oder in jeder Aussparung (15) des Behälterkörpers (10) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial eine vorbestimmte Menge an Barytkörnern mit vorbestimmter Größe umfasst, so dass aufgrund der hohen Dichte von Baryt ein Verbundmaterial erhalten wird, welches eine hohe Masse aufweist und im Vergleich zu den Lösungen des Standes der Technik dementsprechend bei gleichem verfügbarem Volumen eine hochwirksame Schallisolierung gewährleisten kann.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach Anspruch 1, wobei die Barytkörner eine Größe von zwischen 0.06 und 2 mm aufweisen, so dass der Baryt in Form von Sand vorliegt.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach Anspruch 1, wobei das Füllmaterial neben Baryt zumindest eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: - Kieselsand; - Quarzsand; - Blähglaskügelchen; - Glaspulver; - Körner eines Kunststoffmaterials, insbesondere eines recycelten Kunststoffmaterials; - oder eine Kombination hiervon umfasst.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Schicht aus elastischem Material mit vorbestimmter Dicke bereitgestellt ist, wobei die Schicht aus elastischem Material derart angeordnet ist, dass sie bei Verwendung an den Behälterkörper (10) grenzt, um auf diese Weise infolge des „Masse-Feder-Masse“-Gesetzes eine Struktur aus Verbundmaterial mit hoher Schallschutzwirkung zu erhalten.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach Anspruch 4, wobei die Schicht aus elastischem Material aus der Gruppe bestehend aus: - einer Schicht aus Gummikörnern mit vorbestimmter Größe; - einer Gummiplatte; - einer Schicht aus Verpackungsmaterial, insbesondere Pluriball; - einer Schicht aus Polyethylen-Schaumstoff, insbesondere vernetztem Polyethylen-Schaumstoff ausgewählt ist.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach Anspruch 4, wobei die Schicht aus elastischem Material eine Dicke von zwischen 0.3 und 20 mm aufweist.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach Anspruch 4, wobei die Schicht aus elastischem Material eine Dicke von zwischen 0.4 und 15 mm aufweist.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach Anspruch 1, umfassend: - eine Vielzahl von sich überlappenden Behälterkörpern (10), um auf diese Weise einen Stapel (110) von Behälterkörpern (10) auszubilden, wobei zumindest ein Behälterkörper (10) der Vielzahl derart angeordnet ist, dass er bei Verwendung ein entsprechendes, aus einer vorbestimmten Menge an Barytkörnern bestehendes Füllmaterial (50) enthält; - zumindest eine Schicht aus elastischem Material, welche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Behälterkörpern (10) des Stapels (110) angeordnet ist.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach Anspruch 1, wobei bereitgestellt sind: - ein erster Behälterkörper (10a), welcher derart angeordnet ist, dass er ein erstes Füllmaterial (50a) umfassend Barytkörner in einer Menge von zumindest 40% des Gesamtvolumens des ersten Füllmaterials (50a) enthält; - eine Schicht aus elastischem Material mit vorbestimmter Dicke, welche bei Verwendung an den ersten Behälterkörper (10a) grenzt; - ein zweiter Behälterkörper (10b), welcher gegenüber dem ersten Behälterkörper (10a) an die Schicht aus elastischem Material (70) grenzt, wobei der zweite Behälterkörper (10b) derart angeordnet ist, dass er ein zweites Füllmaterial (50b) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: - Barytkörnern; - Kieselsand; - Quarzsand; - Blähglaskügelchen; - Glaspulver; - Körnern eines Kunststoffmaterials, insbesondere eines recycelten Kunststoffmaterials; - oder eine Kombination hiervon enthält.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälterkörper (10) oder jeder Behälterkörper (10) zumindest eine Platte aus Wellpappe mit zumindest einer Wand (11) umfasst, die derart angeordnet ist, dass sie die Aussparung in eine Vielzahl von Aussparungen unterteilt.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälterkörper (10) oder jeder Behälterkörper (10) aus einem elastischen Material besteht.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in dem Füllmaterial vorhandene vorbestimmte Menge an Baryt 40% oder mehr des Gesamtvolumens des Füllmaterials beträgt.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in dem Füllmaterial vorhandene vorbestimmte Menge an Baryt 70% oder mehr des Gesamtvolumens des Füllmaterials beträgt.
Verbesserte Struktur aus Schallschutzverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filmmaterial des Behälterkörpers (10) oder jedes Behälterkörpers (10) ausschließlich aus Baryt besteht.