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Die Erfindung richtet sich auf ein kastenförmiges Lärmschutzelement zur Verwendung im Rahmen einer Lärmschutzwand, dessen Gehäusemantel in einem vertikalen Querschnitt wenigstens einen vertikalen Steg aufweist sowie je einen denselben oben bzw. unten abschließenden Oberzug und Unterzug, sowie wenigstens eine zu dem vertikalen Steg parallele Seite, welche Schall-Öffnungen aufweist, wobei innerhalb des Profils wenigstens ein Absorber angeordnet ist.
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Bei einem fahrenden Zug treten am Bug und Heck aerodynamische Effekte in Form einer Druck-Sog-Welle auf. Diese Druck-Sog-Welle tritt spürbar in Gleisnähe in Erscheinung. Denn während der Triebkopf eine Luft-Druck-Welle vor sich herschiebt, welche auch einen erhöhten Druck auf eine Lärmschutzwand ausübt, entsteht neben dem schnell fahrenden Zug eine starke Luftströmung, welche diesseits einer Lärmschutzwand zu einer Druckreduzierung führt, so dass diese von dem atmosphärischen Druck jenseits der Lärmschutzwand an den Zug heran gedrückt wird. Der Unterdruck hinter dem Zug schließlich bringt einen noch verstärkten Sog mit sich.
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Dementsprechend sind alle Lärmschutzwände und sonstige Einbauten und Bauteile in Gleisnähe auf diese Druck-Sog-Einwirkung zu bemessen.
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Die Intensität der Druck-Sog-Einwirkung ist dabei abhängig von:
- – der aerodynamischen Form des Zuges,
- – der Zuggeschwindigkeit vzug, sowie
- – dem Abstand von der Gleisachse.
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Von den drei Parametern hat die Zuggeschwindigkeit vzug den größten Einfluss auf die Intensität der Druck-Sog-Einwirkung. Die Intensität der Druck-Sog-Einwirkung nimmt mit dem Quadrat der Zuggeschwindigkeit vzug zu.
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Dementsprechend ist die Intensität der Druck-Sog-Einwirkung an einer Hochgeschwindigkeitsstrecke mit einer Zuggeschwindigkeit von vzug = 300 km/h ca. 3,5 mal so hoch wie die Intensität an einer konventionellen Strecke mit einer Zuggeschwindigkeit von vzug = 160 km/h.
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Die herkömmlichen, an konventionellen Bahnstrecken und an Autobahnen verwendeten Leichtmetall-Lärmschutzelemente sind daher für den Einsatz an Eisenbahn-Hochgeschwindigkeitsstrecken ungeeignet.
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Die bei jeder Zugvorbeifahrt mindestens zweimal (Bug und Heck), bei ICE-Doppelgarnituren zusätzlich an der Koppelstelle auftretenden, impulsförmigen Druck-Sog-Einwirkungen regen die Lärmschutzwand zu Schwingungen an und erzeugen so in den Bauteilen der Lärmschutzwand dynamische Beanspruchungen, die in Abhängigkeit von der Wandeigenfrequenz ein mehrfaches jener Beanspruchungen betragen können, die bei einer statischen Einwirkung gleicher Intensität auftreten würden. Dieser Effekt wird im weiteren „dynamische Überhöhung” genannt.
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Darüber hinaus treten die Beanspruchungen infolge Druck-Sog-Einwirkung häufig auf (bei jeder Zugvorbeifahrt mindestens zwei bis drei mal). Unter häufig wiederholten Einwirkungen weisen Materialien jedoch eine signifikant geringere Beanspruchbarkeit auf, als dies bei selten auftretenden oder ständig vorhandenen Einwirkungen der Fall ist. Dieser Effekt wird als Materialermüdung bezeichnet. Inwieweit die Beanspruchbarkeit durch Materialermüdung reduziert wird, hängt vom jeweiligen Konstruktionsdetail ab.
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Andererseits fahren auf den selben Stecken mit ICE-Zügen oftmals auch Güterzüge. Diese haben jedoch im Gegensatz zu ICE-Zügen keine Radreifen, d. h., es gibt keinerlei Dämpfung zwischen den Güterwaggons und den Gleisen. Dies hat eine deutlich höhere Geräuschentwicklung bei Güterzügen zur Folge im Vergleich zu ICE-Zügen, selbst wenn Güterzüge nur mit einem Tempo von bspw. 80 km/h fahren. Aus diesem Grund besteht für derartige, auch für Güterzüge genutzte Strecken ein erhebliches Bedürfnis nach hochabsorbierenden Lärmschutzelementen, welche in der Lage sind, selbst den von Güterzügen verursachten Lärm möglichst vollständig zu schlucken bzw. zu dämpfen.
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Aus den Nachteilen des beschriebenen Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein gattungsgemäßes Lärmschutzfeld, insbesondere zur Errichtung einer Lärmschutzwand, derart weiterzubilden, dass es auch starken Beanspruchungen, insbesondere infolge starker Druck-Sog-Wirkungen, wie sie bspw. neben Eisenbahn-Hochgeschwindigkeits-Trassen auftreten, dauerhaft unbeschadet widerstehen kann, und dass seine Schallabsorptionswirkung möglichst hoch ist.
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Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass die Gesamtstärke des vertikalen Stegs zumindest in flächigen Bereichen größer ist als die Stärke eines. jenen abschließende Oberzugs oder Unterzugs.
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Dabei geht die Erfindung aus von der Erkenntnis, dass es bei einem Lärmschutzelement zusätzlich zu der akustischen Schallübertragung in der Luft auch noch den sog. Körperschall gibt, insbesondere die Schallübertragung in dem Material des Gehäusemantels sowie eventuell in stirnseitigen Abdeckkappen desselben als auch – in erheblich vermindertem Umfang – durch das Material des Absorbers.
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Bspw. kann das Material des Absorbers beim Auftreffen von Lärm in Schwingungen geraten, welche dann an den Übergängen, wo der Absorber im Gehäuse gehalten ist, in den Gehäusemantel und/ode in stirnseitige Abdeckkappen desselben übergeleitet werden und dann auch einen vertikalen Steg des Gehäusemantels hinter dem eigentlichen Absorber erreichen können, den sie dann ebenfalls in Schwingungen versetzen. Eben diese Schwingungen können dann bei einem asymmetrischen Lärmschutzelement, wo der veritkale Steg eine Außenseite bildet, nach außen abgestrahlt werden.
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Die vorliegende Erfindung wirkt dem dadurch entgegen, indem der vertikale Steg eine andere Gesamtstärke aufweist als die übrigen Teile des Gehäuses, insbesondere als ein den vertikalen Steg abschließender Oberzug oder Unterzug. Demzufolge hat der vertikale Steg eine andere (Flächen-)Masse als die übrigen Teile des Gehäuses, und somit auch eine deutlich andere Resonanzfrequenz. Dies wiederum bedeutet, dass Körperschall-Schwingungen, um von dem Absorber zu dem vertikalen Steg zu gelangen und diesen zum Schwingen anzuregen, zunächst den Oberzug oder Unterzug passieren müssen und von dort sodann in den vertikalen Steg eindringen müssen. Da jedoch diese beiden Übertragungsstrecken unterschiedliche Resonanzfrequenzen und damit unterschiedliches Übertragungsverhalten haben, werden Schwingungen mit höher Frequenz in dem Ober- und/oder Unterzug substatiell bedäpft, Schwingungen mit einer tieferen Frequenz dagegen in dem vertikalen Steg selbst.
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Da andererseits eine entsprechende Verdickung des vertikalen Stegs einen übermäßigen Materialbedarf mit sich brächte, der bspw. bei Verwendung von Aluminium mit erheblichen Kosten verbunden wäre, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass die verdickte Gesamtstärke im Bereich des vertikalen Stegs dadurch erzielt wird, dass dort zusätzlich zu dem (metallischen) Material des vertikalen Stegs selbst eine dazu parallele Platte aus einem anderen Material vorgesehen ist.
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Vorzugsweise wird für die zusätzliche Platte ein billigeres Material verwendet als für den vertikalen Steg des Gehäuses selbst. Um andererseits auch die Ausbildung von chemischen Elementen zu vermeiden, welche durch einen Stromfluss zu einer substantiellen Korrodierung bestimmter Teile führen können, empfiehlt die Erfindung hierfür die Verwendung von nichtmetallischen Materialien.
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In Betracht kommen hierfür also primär organische oder anorganische Materialien. Da organische Materialien – also Kunststoffe oder pflanzliche Materialien wie Holzplatten – im Allgemeinen ein deutlich geringeres spezifisches Gewicht aufweisen als anorganische Materialien, wird letzteren von der Erfindung im Allgemeinen der Vorzug gegeben, obwohl grundsätzlich auch Kunststoffe oder Holzplatten einsetzbar sind.
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In Weiterführung dieses Erfindungsgedankens ist ferner vorgesehen, dass als anorganisches Material für plattenförmige Verstärkungen eines vertikalen Stegs ein mineralisches Material eingesetzt wird.
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Für eine substantielle Veränderung der Resonanzfrequenz ist es empfehlenswert, dass das Material einer plattenförmigen Verstärkung des vertikalen Stegs möglichst massiv ausgebildet ist, also jedenfalls nicht in Form von Mineralwolle. Auch Mineralschaum wird nicht unbedingt bevorzugt.
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Die Erfindung empfiehlt, dass das Material einer plattenförmigen Verstärkung des vertikalen Stegs eine Rohdichte ρroh, auch scheinbare oder geometrische Dichte oder Raumgewicht genannt, also die Dichte eines porösen Festkörpers basierend auf dem reinen Materialvolumen Vfest zuzüglich dem Volumen Vpor der enthaltenen Poren: ρroh = m/[Vfest + Vpor], aufweist, die gleich oder größer sein kann als 120 kg/m3, oder gleich oder größer als 250 kg/m3, bspw. gleich oder größer als 500 kg/m3, bevorzugt gleich oder größer als 1.000 kg/m3, insbesondere zwischen 1.150 kg/m3 und 1.450 kg/m3.
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Dieses muss andererseits nicht rein natürlich sein, vielmehr kann das Material der zusätzlichen Verstärkungsplatte des vertikalen Stegs auch durch Abbinden eines Bindemittels hergestellt sein; grundsätzlich sogar auch durch Brennen, wenngleich eine solche Vorgehensweise möglicherweise wieder zu einem Produkt mit einer erhöhten Leitfähigkeit für Körperschall.
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Die Erfindung bevorzugt für die Herstellung der Verstärkungsplatte ein mineralisches Bindemittel wie Zement, Gips, Wasserglas, wenngleich auch organische Bindemittel denkbar sind wie Kunstharz.
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Bevorzugt ist eine Verstärkungsplatte mit Fasern armiert, insbesondere mittels Glasfasern.
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Die Stärke der zusätzlichen Platte des vertikalen Stegs braucht nicht größer zu sein als 5 cm; bevorzugt wird eine Stärke von 2 cm oder weniger; insbesondere erscheint in vielen Anwendungsfällen eine Stärke von 1,5 cm oder weniger ausreichend, ggf. sogar eine Stärke von 1 cm oder weniger.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Verstärkungsplatte an der Innenseite des Gehäuses angeordnet ist, also derart, dass sie von außen nicht sichtbar ist.
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Die erfindungsgemäße Verstärkungsplatte liegt vorzugsweise flächig, bevorzugt großflächig, insbesondere vollflächig an dem vertikalen Steg des Gehäusebauteils an, so dass sie schwingungstechnisch mit der Verstärkungsplatte gekoppelt ist.
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Der flächige, insbesondere großflächige oder vollflächige Kontakt zwischen der Verstärkungsplatte und dem betreffenden Bereich des vertikalen Stegs kann durch Verkleben sichergestellt werden, oder durch eine entsprechende Halterung, welche die Verstärkungsplatte in unmittelbarem Kontakt mit dem betreffenden Stegabschnitt hält.
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Eine solche Halterung kann bspw. Leisten umfassen, welche parallel zu dem vertikalen Steg verlaufen in einem Abstand, der gleich oder etwa gleich der Stärke der erfindungsgemäßen Verstärkungsplatte entspricht. Solche Leisten bilden zusammen mit dem vertikalen Steg eine Nut oder einen Schlitz, worin der Rand der Verstärkungsplatte einsetzbar ist. Eine enge Nut ist dabei unschädlich für das Einsetzen der Verstärkungsplatte, da jene in Längsrichtung einer Lärmschutz-Kasette in das Gehäuse eingeschoben werden kann.
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Eine weitere Möglichkeit zur Sicherstellung eines flächigen bzw. groß- oder vollflächigen Kontakts besteht darin, innerhalb des Lärmschutzelements einen oder mehrere Bügel vorzusehen, welche einerseits an dem Gehäuse verankert oder befestigt sind und andererseits die Verstärkungsplatte gegen die Innenseite des vertikalen Stegs pressen.
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Vorzugsweise kann ein solcher Bügel im Bereich eines Oberzugs oder Unterzugs an dem Gehäuse verankert oder befestigt sein, bspw. an einem dortigen steg, insbesondere an einer dortigen Haltelasche für ein Absorberelement.
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Bevorzugt wird ein solcher Bügel zwischen einer Verstärkungsplatte einerseits und einem Gehäuseabschnitt einerseits klemmend eingespannt. Eine daraus folgende, geringfügige Verformung eines derartigen Bügels hat den vorteilhaften Effekt einer Vorspannung, welche dazu führt, dass die Anpresskraft gerade auch unter dem Einfluss von Schwingungen aufrecht erhalten bleibt. Lediglich die Höhe der Anpresskraft variiert dann, jedoch ohne Einfluss auf den flächigen Kontakt zwischen der Verstärkungsplatte und den vertikalen Steg. Da somit beide Elemente nur in gekoppeltem Zustand schwingen, haben sie eine gemeinsame Resonanzfrequenz, die maßgeblich von der Gesamtmasse abhängt.
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Um die Verstärkungsplatte zu schonen, sieht die Erfindung vor, die Anpresskraft eines Bügels möglichst über einen flächigen Bereich veteilt in eine Verstärkungsplatte einzuleiten. Dies kann dadurch erreicht werden, dass das betreffende Ende eines Bügels flach abgebogen ist und sodann mit seinem abgebogenen Bereich an der Verstärkungsplatte flächig anliegt, insbesondere an deren dem vertikalen steg abgewandten Fläche.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass der Gehäusemantel des kastenförmigen Lärmschutzelements wenigstens einen Profilkörper mit einem vertikalen Steg aufweist sowie mit je einem denselben oben bzw. unten abschließenden Oberzug und/oder Unterzug.
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Indem ein Profilkörper für den Gehäusemantel eines erfindungsgemäßen Lärmschutzelements stranggepreßt sind, ergibt sich dafür eine maximale Eigensteifigkeit, und andererseits ist dessen Gewicht minimiert. Die Wandeigenfrequenz der reinen Profilkörper liegt dadurch deutlich über der bei der Vorbeifahrt eines Hochgeschwindigkeitszuges typischerweise auftretenden Erregerfrequenz, so dass keine nennenswerte Resonanzüberhöhung stattfindet, welche die Lärmschutzwand schädigen könnte.
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Darüber hinaus dient der mit dem vertikalen Steg eines erfindungsgemäßen Profilkörpers einstückig zusammengeformte Ober- und/oder Unterzug zur Versteifung des Profilkörpers in einer Richtung lotrecht zur Wandebene, so dass die Schwingneigung in dieser Richtung erheblich reduziert ist.
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Das Herstellungsverfahren des Strangpressens des Profilkörpers erlaubt größere Wandstärken als das Biegen von Blechen, insbesondere Wandstärken von 2,5 mm oder mehr. Dadurch ergibt sich eine erheblich bessere mechanische Stabilität, wodurch auch die weiter unten angesprochene elastische Vorspannung möglich wird.
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Darüber hinaus bietet das Herstellungsverfahren des Strangpressens die Möglichkeit, bereichsweise unterschiedliche Wandstärken vorzusehen; so sieht die Erfindung insbesondere vor, Eckbereiche bzw. ecken- oder kantenseitige Anlageflächen, insbesondere im Bereich der Ober- oder Unterseite eines stranggepreßten Profilkörpers, gegenüber den sonstigen (Haupt-)Flächenbereichen verdickt auszuführen.
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Andererseits erlaubt dieses Herstellungsverfahren auch, die Wölbungsradien an Kantenbereichen an der Innen- und Außenseite völlig unabhängig voneinander zu wählen, während beim Biegen eines Blechs dessen äußerer Biegeradius ra stets um etwa die Wandstärke d größer ist als dessen innerer Biegeradius ri: ra = ri + d, gilt dies bei der Erfindung nicht. Vielmehr gilt hier im Allgemeinen: ra ≠ ri + d.
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Die Erfindung sieht dabei ferner vor, den mittleren Biegeradius rm = (ra + ri)/2 an den Kanten zwischen vertikalem Steg und einem horizontalen Schenkel nach oben zu begrenzen, bspw. auf Werte unterhalb von 20 mm: rm ≤ 20 mm, vorzugsweise auf Werte unterhalb von 10 mm: rm ≤ 10 mm, insbesondere auf Werte unterhalb von 6 mm: rm ≤ 6 mm. Dadurch wird gewährleistet, dass die Anlageflächen möglichst in einer gemeinsamen Flucht mit Bereichen der benachbarten Ober- oder Unterseite eines Profilkörpers liegen.
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Besonders bewährt für das Strangpressen haben sich Aluminiumlegierungen, insbesondere Aluminiumknetlegierungen, bspw. härtbare Aluminiumknetlegierungen mit 0,8 bis 12,0% Zink (EN AW 7xxx) oder mit jeweils etwa 1,0% Slizium und Magnesium (EN AW 6xxx).
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Es hat sich als günstig erwiesen, dass der Profilkörper aus einem C-Profil oder aus einem I-Profil besteht. Dabei ist ein Profilkörper mit C-Profil für eine Schalldämpfung in einer Richtung optimiert, nämlich von der üblicherweise der Lärmquelle zugewandten, offenen Seite in Richtung zu dem der Lärmquelle abgewandten, vertikalen Steg, während ein Profilkörper mit I-Profil sozusagen zwei Rücken an Rücken liegenden C-Profilen entspricht und demnach die Schallausbreitung in beiden Richtungen etwa gleichermaßen gut dämpfen kann.
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Als Absorber kommen bevorzugt Akustikdämmplatten zum Einsatz, insbesondere kunststoffgebundene Glaswolleplatten.
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Die Erfindung empfiehlt, dass die Abdeckung aus wenigstens einem Streckmetall oder Lochblech besteht. In beiden Fällen handelt es sich um ebene Anordnungen mit einer Vielzahl von Schall-Öffnungen. Dabei sollte die Fläche der Schall-Öffnungen bei wenigstens 60% der Gesamtfläche liegen, vorzugsweise bei wenigstens 70% der Gesamtfläche.
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Zwischen der Abdeckung und dem Profilkörper können zur definierten und sicheren Fixierung ein oder mehrere elastische Körper angeordnet sein, vorzugsweise Elastomer-Profile und/oder Körper oder Profile aus Gummi, Kautschuk od. dgl. Solche elastische Körper bilden eine Art „weiche Kopplung”, die sich selbst bei Schwingungen od. dgl. als stabil erweist und ein Klappern vermeiden soll. Da ein direkter Kontakt vermieden wird, kann gleichzeitig die Schallübertragung zwischen Abdeckung und Profilkörper weiter vermindert werden.
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Es hat sich bewährt, die Abdeckung an dem Ober- und Unterzug des Profilkörpers festzulegen, vorzugsweise in einander zugewandten, nutförmigen Vertiefungen. Derartige Vertiefungen erlauben der Abdeckung ein nahezu behinderungsfreies Schwingen, insbesondere deshalb, weil horizontale Schwingungskomponenten innerhalb der Wandebene, welche stets das Ergebnis einer Schwingung lotrecht zur Wandebene sind, in derartigen Vertiefungen leicht möglich sind.
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Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass die elastischen Körper Profile aus Gummi, Kautschuk od. dgl. aufweisen. Diese können bspw. einen U-förmigen Querschnitt aufweisen und in die nutförmigen Vertiefungen vor dem Einstecken der Abdeckung eingelegt sein, um den Rand der Abdeckung zu umgreifen.
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Vorzugsweise umfasst der Gehäusemantel zwei stranggepresste Profilkörper, nämlich erstens einen oberen Profilkörper, der einen oberen Teil des vertikalen Stegs umfasst sowie den jenen oben abschließenden, etwa horizontalen Oberzug einerseits und die jenen unten abschließende Unterkante andererseits, sowie zweitens einen unteren Profilkörper, der einen unteren Teil des vertikalen Stegs umfasst sowie die jenen oben abschließende Oberkante einerseits und den jenen unten abschließenden, etwa horizontalen Unterzug andererseits; erfindungsgemäß sind an der Unterkante des oberen Profilkörpers einerseits sowie an der Oberkante des unteren Profilkörpers andererseits ineinander Verbindungselemente vorgesehen, welche bei der Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden Profilkörpern interagieren oder ineinandergreifen. Dadurch lassen sich kastenförmige Lärmschutzelemente herstellen, deren Höhe größer ist als die Höhe eines durch Strangpressen anzufertigenden Profils.
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Die Erfindung lässt sich mit geringem Aufwand ausfühhren, indem pro Verbindungselement an der Unterkante des oberen Profilkörpers einerseits sowie an der Oberkante des unteren Profilkörpers andererseits jeweils zueinander komplementär gestaltete Oberflächenbereiche vorgesehen sind, welche ein flächiges Aneinanderfügen dieser Oberflächenbereiche gestatten. Durch einen daraus resultierenden, flächigen Kontakt bilden derart aneinandergefügte Profilkörper eine in sich steife und stabile Form.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn zueinander komplementär gestaltete Oberflächenbereiche an den beiden Profilkörpern ineinander greifende Hinterschneidungen aufweisen, welche ein formschlüssiges Zusammenfügen dieser Oberflächenbereiche gestatten. Durch ineinander greifende Hinterschneidungen ergibt sich eine Art Verrastung, so dass sich quer zur Profil-Längsrichtung zusammengesteckte oder in Profil-Längsrichtung zusammengeschobene Profilkörper selbsttätig nicht mehr voneinander lösen können.
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Eine Hinterschneidung an einem der beiden Profilkörper kann als eine parallel zu der betreffenden Ober- oder Unterkante verlaufende, nutförmige Vertiefung ausgebildet sein, deren Tiefenrichtung innerhalb der Querschnittsebene mit der Ebene des vertikalen Steges einen Winkel einschließt, welcher ungleich null ist, beispielsweise einen Winkel von 30° oder mehr einschließt, vorzugsweise einen Winkel von 45° oder mehr einschließt, insbesondere einen Winkel von 60° oder mehr einschließt. Die Flanken einer solchen Nut bieten einem in die Nut eingreifenden Element einen seitlichen Halt und ermöglichen dadurch eine gegenseitige Arretierung zweier solchermaßen zusammengefügter Profilkörper.
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Als Pendant zu einer nutförmigen Vertiefung eines Profilkörpers kann an dem jeweils anderen Profilkörper eine Nase oder eine stegförmige Erhebung vorgesehen sein. Sobald eine solche Nase oder stegförmige Erhebung in die dafür vorgesehene, nutförmige Vertiefung eingreift, ist eine weitere Relativverschiebung in einer Richtung lotrecht zu den Nutflanken ausgeschlossen.
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Sofern wenigstens eine Hinterschneidung eines Profilkörpers im Bereich einer Federzunge desselben angeordnet ist, genießt die Hitnerschneidung gegenüber dem Profilkörper einen in begrenztem Umfang elastischen Freiheitsgrad der Bewegung, nämlich in einer Richtung etwa lotrecht zu der Ebene der Federzunge. Dadurch kann das Zusammenstecken zweier Profilkörper in einer Richtung quer zur Profil-Längsrichtung erleichtert werden, denn nun kann der an der Federzugne angeordnete Teil der Hinterschneidung vorübergehend ausweichen, um das Pendant zu diesem Hinterschneidungsteil passieren zu lassen, bis eine Verrastung erfolgt ist und das erhabene Teil in das nutförmige Teil eingreift.
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Die Erfindung empfiehlt, dass sich die Federzunge parallel zu der Ebene des vertikalen Stegs erstreckt oder etwa parallel zu dessen Ebene. Daduch kann sich eine solche Federzunge in einer Richtung quer zu der Ebene des vertikalen Stegs begrenzt elastisch bewegen.
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Nach einer Verrastung mit einem anderen Profilkörper können die ineinander greifenden Hinterschneidungselemente sich in einer zu der Ebene des vertikalen Stegs parallelen, jedoch quer zur Längsrichtung des Profilkörpers verlaufenden Richtung nicht mehr gegeneinander verschieben.
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Eine bevorzugte Weiterbildung erfährt die Erfindung dadurch, dass an der Unterkante des oberen Profilkörpers einerseits sowie an der Oberkante des unteren Profilkörpers andererseits wenigstens jeweils zwei Verbindungselemente vorgesehen sind, welche in einer Richtung lotrecht zu der Fläche des vertikalen Stegs gegeneinander versetzt sind, so dass beim Zusammenfügen eines oberen und unteren Profilelements wenigstens zwei Verbindungen geschlossen werden. Eine solche, doppelte oder mehrfache Verbindung hat zur Folge, dass derart miteinander vereinigte Profilkörper nicht um eine einzige Kante gegeneinander verkippen können, sondern starr und insbesondere unverkippbar miteinander verbunden sind.
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Dabei sollten im Bereich einer Verbindung (von mehrereen Verbindungen) die dortigen Federzunge(n) etwa in der Ebene des vertikalen Stegs liegen, um vertikale Kräfte innerhalb der Stegebene abstützen zu können. Gerade wenn mehrere Lärmschutzelemente unmittelbar übereinander angeordnet werden, kann das auf einem unteren Lärmschutzelement auflastende Gewicht nicht unerheblich sein. Wenn die vertikalen Stege aller übereinander geschichteten Lärmschutzelemente in einer gemeinsamen Ebene liegen, sind Durchbiegungen im Bereich der Ober- und/oder Unterzüge kaum zu befürchten. Eine solche, innerhalb der Ebene der vertikalen Stege steife Struktur wird durch eben in dieser Ebene angeordneten Federzungen gefördert. Dabei sollte(n) diese Federzunge(n) nicht nur in der Ebene des vertikalen Stegs liegen, sondern auch möglichst mit jener Ebene des vertikalen Stegs fluchten, mit anderen Worten, sie sollte(n) sich möglichst exakt in vertikaler Richtung erstrecken.
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Demgegenüber muss eine (müssen) im Bereich einer gegenüber der Ebene des vertikalen Stegs versetzten Verbindung angeordnete Federzunge(n) nicht parallel zu der Ebene des vertikalen Stegs verlaufen, sondern können zumindest bereichsweise einem demgegenüber geneigten Verlauf folgen. Eine solche Anordnung bietet die Möglichkeit, durch geneigt verlaufende Kontaktebenen eine Rampe zu schaffen, mit der Funktion, dass die betreffende(n) Federzunge(n) beim Zusammenstecken zweier Profilkörper vorübergehend ausgelenkt werden, bis sie beim Erreichen einer Eingriffsposition ineinander einrasten.
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Ein solcher, geneigter Oberflächenbereich im Rahmen einer gegenüber der Ebene des vertikalen Stegs versetzten Verbindung kann demnach als Anlauffläche ausgebildet sein, so dass eine daran beim Zusammenstecken der beiden Profilkörper entlang streifende Federzunge von dieser Anlauffläche zurückgebogen wird, bis beim Erreichen des Endes der Anlauffläche ein Steg oder sonstiger Vorsprung in eine dazu komplementäre Vertiefung einrasten kann. Natürlich können auch zwei miteinander in Kontakt tretende Federzungen beide gleichermaßen geneigt verlaufen und dann für die jeweils andere als Anlauffläche dienen.
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Wenn die Ober- und Unterseite eines Lärmschutzelements zueinander komplementär profiliert sind, lassen sich gleichartige Lärmschutzelemente unter Ausbildung eines lotrecht zur Wandebene wirkenden Formschlusses aufeinander setzen, was für die Steifheit und Stabilität des Lärmschutzfeldes förderlich ist.
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Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass ein oder mehrere Lärmschutzelement(e) zwischen zwei mit Abstand zueinander angeordneten, zueinander parallelen sowie einander zugewandten Aufnahmenuten übereinander einsetzbar sind, insbesondere in Aufnahmenuten benachbarter, vertikaler Pfosten. Solchenfalls sind die einzelnen Wandelemente jeweils an ihren beiden Stirnseiten gehalten und stabilisiert.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass an der Außenseite des Ober- oder Unterzugs an dem oberen und/oder unteren Profilelement Abstandsleisten angeordnet oder angeformt sind, welche als Abstandhalter zu einem darüber oder darunter angeordneten Lärmschutzelement dienen, vorzugsweise Leisten mit einem rechteckigen Querschnitt oder mit einem Winkelprofil, das mit einem freien Schenkelende an dem betreffenden Profilelement angeordnet ist. Solche Abstandelemente haben mehrere Funktionen. Einerseits tragen sie dazu bei, dass zwischen aufeinander liegenden Lärmschutzelementen nur in geringem Umfang Körperschall ausgetauscht wird, weil die Ober- und Unterzüge nicht flächig aneinander liegen. Darüber hinaus beeinflussen sich zwei benachbarte Ober- und Unterzüge kaum, d. h., für ihr Körperschall-Übertragungsverhalten gilt etwa die selbe Übertragungs- bzw. Resonanzkurve wie für den Ober- oder Unterzug eines einzelnen Lärmschutzelements. Wenn demgegenüber das Resonanzverhalten des vertikalen Stegs durch eine plattenförmige Verdickung verändert ist, so ergeben sich zwei gegeneinander verschobene Resonanzmaxima, welche eine besonders gute Bedämpfung von allen Schwingungen sämtlicher Frequenzen zur Folge haben.
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Ferner wird empfohlen, dass an der Außenseite des Ober- oder Unterzugs an dem oberen und/oder unteren Profilelement Zentrierungsleisten zur Zentrierung der Abstandsleisten eines aufgesetzten oder darunter befindlichen Lärmschutzelements angeordnet oder angeformt sind. Eine Zentrierung kann ddurch vor allem in einer Richtung quer zur Ebene des vertikalen Stegs erfolgen. Dies lässt sich bspw. dadurch erzielen, indem zwei Zentrierungsleisten in den Zwischenraum zwischen zwei Abstandsleisten eingreifen. Wenn der Abstand zwischen den beiden Außenkanten der zentrierungsleisten etwa dem Abstand zwischen den Innenkanten der betreffenden Abstandsleisten entspricht, so bleibt für eine Relativbewegung zwischen zwei aufeinander gestellten Lärmschutzelementen kein Freiraum mehr.
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Darüber hinaus lassen sich an den miteinander interagierenden Abstands- und Zentrierungsleisten Oberflächenbereiche schaffen, welche gegenüber der Ebene des vertikalen Stegs des betreffenden Lärmschutzelements geneigt verlaufen. Sofern zwei miteinander in Kontakt tretende Oberflächenbereiche – an der Oberseite eines unteren Lärmschutzelements einerseits und an der Unterseite eines darauf aufsitzenden Lärmschutzelements andererseits – parallel zueinander verlaufen, können sie sogar beim Zusammenetzen einer Lärmschutzwand durch Aufeinanderstellen mehrerer Lärmschutzelemente für eine gegenseitige Ausrichtung der einzelnen Lärmschutzelemente in einer gemeinsamen Flucht sorgen. Dazu sollten die betreffenden Oberflächenbereiche stets einem voneinander abgewandten Verlauf folgen – d. h., der jeweils dem anderen Kontaktbereich zugewandte Oberflächenabschnitt sollte über einen stumpfen Winkel mit dem eigenen Ober- oder Unterzug in Verbindung stehen.
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Die Erfindung zeichnet sich ferner aus durch einen oder mehrere Stirndeckel zum stirnseitigen Verschließen der Stirnseiten des Gehäusemantel-Profils eines Lärmschutzelements. Diesem Stirndeckel können mehrere Funktionen übertragen werden. Einerseits kann damit der Gehäusemantel an seinen Stirnseiten verschlossen werden, damit bspw. nicht das darin angeordnete Absorbermaterial für Kleingetier zugänglich ist. Darüber hinaus schafft der Stirndeckel an den Verankerungspunkten eines Lärmschutzelements eine ebene, steife Fläche, welche sich zu Verankerungszwecken in eine nutförmige Ausnehmung eines Montagepfostens hineinspannen kann und dabei im Idealfall nicht verbogen wird. Dadurch lassen sich weitaus höhere Spannkräfte realisieren als ohne einen solchen Stirndeckel, weil dann allenfalls im Bereich des Ober- und/oder Unterzugs eine gewisse Kraft aufgenommen werden kann, die dann jedoch in der Summe deutlich geringer Wäre als bei Verwendung von Stirndeckeln.
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Sofern ein Stirndeckel von seiner Grundfläche weg ragende Stege zum Umgreifen des Gehäusemantel-Profils oder zum Eingreifen in dasselbe aufweist, kann er in an einem Montagepfosten festgespanntem Zustand seine dann fixierte Position dem Gehäusemantel des betreffenden Lärmschutzelements mitteilen und letzteres dadurch fixieren. Bei den Stegen kann es sich um flächige Elemente handeln, welche den Gehäusemantel bevorzugt an dessen vertikalen Kanten umgreifen oder parallel zu diesen Kanten verlaufen und sich in den Gehäusemantel hinein erstrecken.
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Damit die Stege zum Umgreifen des Gehäusemantel-Profils oder zum Eingreifen in dasselbe möglichst steif und formstabil sind, sollten sie an der Grundfläche des Stirndeckels ein- oder mehrfach abgestützt sein. Hierzu kann der Stirndeckel aus einem Profil angeferrtigt sein, dassen Längsachse vertikal verläuft, also parallel zu dem vertikalen Steg des Gehäusemantels, und in diesem Profil kann es eine oder ggf. mehrere Kammern geben, deren Wände sowohl gegenüber der Ebene des Stirndeckels als auch gegenüber der Ebene des vertikalen Stegs des betreffenden Lärmschutzelements geneigt verlaufen. Ein horizontaler Querschnitt durch einen solchen Stirndeckel gleicht dann einem Fachwerk und liefert auch vergleichbar gute aussteifende Eigenschaften.
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Andererseits kann ein Stirndeckel in seiner Grundfläche auch eine oder mehrere Bohrungen aufweisen zum Anschrauben an dem Korpus oder an dem Gehäuse des Lärmschutzelements oder an einem daran festgelegten Element. Eine solche Schraubbefestigung lässt sich einerseits äußerst stabil ausgestalten und kann andererseits jederzeit gelöst werden, um Zugang in das Innere eines Lärmschutzelements zu erhalten.
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Eine solche Anordnung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass an dem Ober- und Unterzug des Gehäuses des Lärmschutzelements im Bereich einer Stirnseite des Gehäuses ein vorzugsweise U-förmiges Profil festgelegt ist, bevorzugt mittels Befestigungswinkeln festgelegt ist, wobei der betreffende Stirndeckel vorzugsweise an von Befestigungsschrauben durchgreifbaren Bohrungen in jenem Profil festschraubbar ist. Indem dabei die offene Seite eines solchen, vorzugsweise U-förmigen Profils dem betreffenden Stirndeckel zugewandt ist, können Muttern auf den Schäften der Befestigungsschrauben derart angezogen werden, dass der Stirndeckel unter Vorspannung und damit reibsschlüssig auf der betreffenden Stirnseite des Lärmschutzelements festgelegt ist.
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Diesem Zweck dient eine besondere Gestaltung der Erfindung, wonach die freien Längskanten der Seitenschenkel des U-förmigen Profils von der Innenseite des betreffenden Stirndeckels weg versetzt sind, so dass zwischen dem U-förmigen Profil und dem Stirndeckel ein Spalt verbleibt. Dadurch ist es möglich, beim Festschrauben eines Stirndeckels eine elastische Durchwölbung desselben zu erzeugen, welche die Mutter(n) auf der (den) Befestigungsschraube(n) arretiert.
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Die Erfindung bietet ferner die Möglichkeit, dass an den seitlichen Kanten der Grundfläche eines Stirndeckels je eine Nut vorgesehen ist zum Einlegen eines vorzugsweise profilförmigen Lagerelements. Hierfür eignet sich besonders ein vorzugsweise elastisches Lagerelement innerhalb einer Aufnahmenut, zwischen wenigstens einer Nutflanke derselben und wenigstens einem darin eingesetzten Lärmschutzelement. Ein solches Lagerelement kann einerseits geringfügige Toleranzen zwischen der Stärke eines Lärmschutzelements und der Breite der betreffenden Aufnahmenut ausgeglichen und sorgt andererseits für eine Vorspannung zwischen dem Stirndeckel und/oder Gehäusemantel des betreffenden Lärmschutzelements einerseits und der Aufnahmenut in einem Montagepfosten andererseits.
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Der Ausgleich größerer Toleranzen kann erforderlichenfalls mittels in den betreffenden Spalt eingelegter Futterbleche erfolgen.
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Wenigstens ein elastisches Lagerelement kann als Schiene ausgebildet sein, vorzugsweise aus einem Verbundbauteil in Form einer Elastomer-Metall-Schiene mit untereinander verbundenen Elastomer- oder Gummi- und Metall-Profilen, insbesondere aus einer Materialkombination wie Ethylen-Propylen-Dien-Monomer bzw. -Kautschuk (EPDM) mit Stahl oder EPDM mit Aluminium.
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Weitere Vorteile lassen sich dadurch erzielen, dass von zwei in einer gemeinsamen, von der Grundebene des gelagerten Lärmschutzelementes lotrecht durchsetzten Flucht liegenden, elastischen Lagern nur eines oder beide direkt an der betreffenden Nutflanke der Aufnahmenut des betreffenden Pfostens anliegt (anliegen). Bei Verwendung zweier derartiger elastischer Lager ergibt sich eine symmetrische Anordnung, mit optimalen, zentrierenden Eigenschaften.
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Ggf. vorhandene Futterbleche können bevorzugt zwischen dem elastischen Lager und dem Führungsprofil angeordnet sein, wo sie auch trotz stärkster Vibrationen ihre Lage kaum verändern und also auch den Spalt zwischen Lärmschutzelement und Aufnahmenut nicht verlassen können.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, katenförmigen Lärmschutzelements;
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2 einen Vertikalschnitt durch das Lärmschutzelement aus 1;
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3 eine stirnseitige Ansicht des Lärmschutzelements aus 1;
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4 einen Horizontalschnitt durch das stirnseitige Ende des Lärmschutzelements nach 1, welches in einen Pfosten mit H-Profil eingesetzt ist;
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5 eine der 4 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, insbesondere mit einem anders gestalteten stirnseitigen Deckel;
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6 einen Horizontalschnitt durch einen stirnseitigen Deckel einer wiederum abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;
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7 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lärmschutzelements in einer stirnseitigen Ansicht bei abgeonmmenem Stirndeckel; sowie
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8 einen Schnitt durch die 7 entlang der Linie VIII-VIII.
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Das Lärmschutzelement 1 hat einen kastenförmigen Aufbau, der in 1 deutlich erkennbar ist.
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Man erkennt die längliche Gestalt, wobei die horizontale Länge l in der Größenordnung von 1 Meter bis 6 Meter liegen kann: 1 m ≤ l ≤ 6 m, bevorzugt zwischen 2 Meter bis 5 Meter: 2 m ≤ l ≤ 5 m.
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Die horizontale Dicke d kann sich in einer Größe von 10 bis 30 Zentimeter bewegen: 10 cm ≤ d ≤ 30 cm.
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Die Höhe h ist vorzugsweise größer als die horizontale Dicke d, aber kleiner als die horizontale Länge l: d ≤ h ≤ l.
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Bevorzugt ist die Höhe h etwa doppelt so hoch wie die horizontale Tiefe. Als Grenzwert kann hierfür beispielhaft der Bereich von 20 bis 60 cm angegeben werden. 20 cm ≤ h ≤ 60 cm.
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Aus dem Lärmschutzelement 1 lassen sich Lärmschutzwände herstellen, beispielsweise indem zwischen zwei vertikalen Montagepfosten mit einander zugewandten seitlichen Aufnahmenuten mit einer horizontalen Breite b ≥ d eine Mehrzahl von Lärmschutzelementen 1 übereinander eingeschoben werden. Zu diesem Zweck sollte einerseits gelten: b ≥ d.
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Andererseits ist es vorteilhaft, dass der horizontale Abstand a zwischen dem Grund der beiden Aufnahmenuten gleich oder größer ist die horizontale Länge l eines Lärmschutzelements 1: a ≥ l.
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Durch Übereinandersetzen von n Lärmschutzelementen 1, jeweils von der Höhe h, ergibt sich eine Lärmschutzwand mit einer Gesamthöhe H: H = n·h.
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Wie man den 1 und 2 weiter entnehmen kann, umfasst das Gehäuse 2 des Lärmschutzelements 1 mehrere Elemente, nämlich einen Gehäusemantel 3, der an wenigstens einer Längsseite eine Öffnung 4 aufweist, die durch ein flächiges Abdeckelement 5, vorzugsweise mit Schallöffnungen 6, insbesondere ein Streckmetall oder Lochblech, abgedeckt ist; sowie wenigstens einen, vorzugsweise zwei Stirndeckel 7 zum Verschießen einer, vorzugsweise beider stirnseitiger Öffnung(en) des Gehäusemantels 3.
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In 2, welche einen vertikalen Schnitt quer zu der Längsrichtung des Lärmschutzelements 1 zeigt, ist der innere Aufbau des Lärmschutzelements 1 deutlich erkennbar:
Man sieht, dass der Gehäusemantel 3 wenigstens einen vertikalen Steg 8 aufweist, sowie je einen denselben oben bzw. unten abschließenden Oberzug 9 und Unterzug 10.
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Dem im Querschnitt vertikalen Steg 8 entspricht in der dreidimensionalen Geometrie ein flächiges Teil, dessen Ebene von der Längsrichtung des Lärmschutzelements 1 und von dessen Höhenerstreckung aufgespannt wird.
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Sowohl der Oberzug 9 als auch der Unterzug 10 umfasst jeweils ein flächiges Teil, dessen Ebene von der horizontalen Längsrichtung des Lärmschutzelements 1 einerseits und von dessen horizontaler Dickenerstreckung andererseits aufgespannt wird. Im Gegensatz zu dem vertikalen Steg 8 handelt es sich bei diesen also um Elemente mit einer rein horizontalen Erstreckung.
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In wenigstens einer zu dem vertikalen Steg 8 parallelen Seite ist das Abdeckelement 5, welches eine Vielzahl von Schallöffnungen 6 aufweist, erkennbar.
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Innerhalb des Gehäuses 2 ist ferner ein erster, flächiger Absorber 11 angeordnet. Es kann sich hierbei um eine schalldämmende Platte handeln, bspw. aus einem organischen Schaumstoff oder aus Mineralwolle, insbesondere aus Steinwolle. Zur Stabilisierung kann eine solche Platte an einer oder beiden Seiten mit Glasfasern kaschiert sein.
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Der Absorber 11 kann zwischen nach innen vorspringenden Bünden oder Laschen 12 gehalten werden, welche jeweils paarweise an der Innenseite des Oberzugs 9 einerseits und an der Innenseite des Unterzugs 10 andererseits angeordnet sind, insbesondere jeweils innerhalb zweier, vertikaler Ebenen, deren Abstand etwa der Dicke des Absorbers 11 entspricht.
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2 zeigt ferner, dass der vertikale Steg 8 durch ein oder mehrere zusätzliche Platten 13 querschnittsmäßig verstärkt ist, welche an einer dem Innenraum bzw. einem Absorber 11 zugewandten Seite 14 des vertikalen Stegs 8 angeordnet ist (sind).
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Bei den zusätzlichen Platten
13 kann es sich beispielsweise um zementgebundene Faserplatten handeln, insbesondere mit organischen Fasern wie Holzfasern. Beispielsweise kann eine solche, zusätzliche Platte
13 aus einem Material bestehen mit
50–70 Vol.-% | Holzspänen |
20–30 Vol.-% | Portlandzement |
0,5–5 Vol.-% | Additive, insbesondere Hydratationsadditive |
5–15 Vol.-% | Wasser (Rest). |
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Die zusätzliche(n) Platte(n) 13 bzw. 13a, 13b wird (werden) innerhalb des Gehäuses 2 gehalten und vorzugsweise flächig an wenigstens eine Innenseite 14 des vertikalen Stegs 8 gepresst, also an eine Seite 14 des vertikalen Stegs 8, die von außen nicht sichtbar ist.
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Zu diesem Zweck können ein oder mehrere Bügel 15 bzw. 15a, 15b vorgesehen sein, deren Aufgabe darin besteht, eine oder mehrere zusätzliche Platten 13, 13a, 13b an die (eine) Innenseite 14 des vertikalen Stegs 8 zu pressen.
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Man erkennt in 2 zwei solche Bügel, nämlich einen oberen Bügel 15a und einen unteren Bügel 15b. Beide haben eine mehrfach abgebogene Struktur und sind spiegelbildlich zueinander gebogen, so dass im Folgenden nur der obere Bügel 15a beschrieben zu werden braucht.
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Der obere Bügel 15a ist zwischen zwei Verankerungspunkten eingespannt. Ein erster Verankerungspunkt wird durch die dem vertikalen Steg 8 nächstgelegene Lasche 12 gebildet, welche von dem Oberzug 9 nach unten ragt. Genau in der dem vertikalen Steg 8 zugewandten Kehle zwischen dieser Lasche 12 und dem Oberzug 9 befindet sich der erste Verankerungspunkt für den oberen Bügel 15a.
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Der zweite Verankerungspunkt wird durch eine weitere Lasche 16a gebildet, welche von der Innenseite 14 des vertikalen Stegs 8 etwa auf dessen halber Höhe parallel zu dem Oberzug 9 in Richtung zu dem Absorber 11 auskragt. Genau in der dem Oberzug 9 zugewandten Kehle zwischen dieser Lasche 16 und der Innenseite 14 des vertikalen Stegs 8 befindet sich der zweite Verankerungspunkt für den oberen Bügel 15a.
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Der Bügel 15a verfügt im Querschnitt über einen Z-förmig gebogenen Bereich, dessen mittlerer, diagonale Abschnitt 17a den Innenraum des Gehäuses 2 zwischen dessen beiden oben erwähnten Verankerungspunkten durchquert und sich zwischen diesen beiden hineinspreizt.
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Von dem am Oberzug 9 anliegenden, horizontalen Abschnitt 18a des Bügels 15a verläuft dieser schräg nach unten in Richtung zu der zusätzlichen Platte 13a, wo ein nochmals abgebogener Bereich flächig anliegt und dadurch diese Platte 13a in Richtung zu dem vertikalen Steg 8 hin drückt.
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Ferner berührt auch die Biegekante zwischen dem mittleren, diagonalen Abschnitt 17a des Bügels 15a und dessen an der Lasche 16a anliegendem Abschnitt 19a die zusätzliche Platte 13a und presst dieselbe zusätzlich gegen den vertikalen Steg 8.
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In 2 ist der untere Bügel 15b bezüglich einer horizontalen Mittelebene des Lärmschutzelements 1 spiegelbildlich zu dem oberen Bügel 15a, und presst eine untere, zusätzliche Platte 13b gegen den vertikalen Steg 8. Dabei spannt sich ein diagonaler Abschnitt 17b des unteren Bügels 15b zwischen zwei Verankerungspunkte, von denen einer in der Kehle zwischen einer unteren Lasche 12b am Unterzug 10 liegt, und der andere in der Kehle zwischen der Innenseite 14 des vertikalen Stegs 8 und einem von jener in horizontaler Richtung auskragenden Bund 16b.
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Natürlich können die Bügel 15a und 15b auch zu einem einzigen Bügel 15 vereinigt sein, indem anstelle der einander zugewandten Bügelabschnitte 19a, 19b ein vertikaler Bügelabschnitt vorgesehen ist, der die beiden diagonalen Abschnitte 17a, 17b vorzugsweise unmittelbar miteinander verbindet und seinerseits gegen die dann ggf. einteilige zusätzliche Platte 13 gepresst wird.
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2 zeigt weiter, dass der vertikale Steg 8 auch geteilt sein kann, also nicht einstückig ausgeführt sein muss. Dadurch unterteilt sich das Gehäuse 2 bzw. der Gehäusemantel 3 in wenigstens zwei vorzugsweise stranggepresste Profilkörper 20, 21, nämlich einen oberen Profilkörper 20, der einen oberen Teil 22 des vertikalen Stegs 8 umfasst sowie den jenen oben abschließenden, etwa horizontalen Oberzug 9 und die jenen unten abschließende Unterkante 23 einerseits, sowie einen unteren Profilkörper 21 andererseits, der einen unteren Teil 24 des vertikalen Stegs 8 umfasst sowie die jenen oben abschließende Oberkante 25 und den jenen unten abschließenden, etwa horizontalen Unterzug 10.
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Die Unterkante 23 des oberen Profilkörpers 20 einerseits sowie die Oberkante 25 des unteren Profilkörpers 21 andererseits verfügen über ineinander greifende Verbindungselemente 26, 27, 28, 29, mit denen wenigstens eine, im dargestellten Beispiel zwei Verbindung(en) zwischen den beiden Profilkörpern 20, 21 herstellbar ist (sind).
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Einige oder vorzugsweise alle jene Verbindungsgelemente 26, 27, 28, 29 sind im Bereich je einer Federzunge 30, 31, 32, 33 angeordnet. Je zwei Federzungen 30, 32 bzw. 31, 33 liegen flächig aneinander an und tragen je ein Paar von zusammenwirkenden, d. h. ineinander greifenden Verbindungselementen 26, 27, 28, 29.
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Ein derartiges Paar von zwei Federzungen 30, 32 liegt etwa in einer gemeinsamen Flucht mit dem oberen und unteren Abschnitt 22, 24 des vertikalen Stegs 8. Dessen Aufgabe besteht darin, vertikale Kräfte innerhalb der Ebene des Stegs 8 weitgehend frei von Stauchungen oder Verbiegungen von dem oberen Profilkörper 20 auf den unteren Profilkörper 21 zu übertragen.
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Die beiden übrigen Federzungen 31, 33 befinden sich jeweils am freien Ende je einer der beiden Laschen 16a, 16b, an welchen sich auch der obere Bügel 15a bzw. der untere Bügel 15b abstützt.
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Dabei kann ein Paar von Federzungen 30, 32; 31, 33, insbesondere das außerhalb der Ebene des vertikalen Stegs 8 angeordnete Paar von Federzungen 31, 33 zumindest bereichsweise einem geneigten Verlauf folgen, so dass sich zwei Anlaufflächen ergeben, welche die beiden Federzungen 30, 32; 31, 33 nötigenfalls vorübergehend auseinander biegen, bis die beiden Profilkörper 20, 21 vollständig zusammengesteckt sind. Zu diesem Zweck liegen die zwei Federzungen 30, 31; 32, 33 eines Profilkörpers 20; 21 zwischen den beiden Federzungen 32, 33; 30, 31 des anderen Profilkörpers 21; 20.
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In diesem vollkommen zusammengesteckten Zustand greifen pro Verbindungspaar 26, 28; 27, 29 zwei Hinterschneidungen formschlüssig ineinander. Vorzugsweise verfügt jedes Verbindungspaar 26, 28; 27, 29 zu diesem Zweck über ein nutförmiges Hinterschneidungselement 26; 29 sowie über ein in diese Nut 26; 29 eingreifendes steg- oder nasenförmiges Hinterschneidungselement 28; 27.
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In völlig zusammengefügtem Zustand rastet dann je ein steg- oder nasenförmiges Hinterschneidungselement 27; 28 in je ein nutförmiges Hinterschneidungselement 29; 26. Durch die gleichzeitige Herstellung zweier, in horizontaler Richtung versetzter Verbindungen können zwischen den beiden Profilkörpern 20, 21 nicht nur vertikale Kräfte, sondern auch Dreh- oder Kippmomente übertragen werden, und der fertige Gehäusemantel 3 ist dann – obwohl er ursprünglich aus zwei oder mehreren Teilen besteht und nur durch Zusammenstecken zusammengefügt wurde – äußerst formstabil.
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In der Zeichnung gemäß 2 erkennt man außerdem, dass sowohl an dem Oberzug 9 als auch an dem Unterzug 10 jeweils zwei nach außen – d. h. am Oberzug 9 nach oben bzw. am Unterzug 10 nach unten – ragende Abstandsleisten 34; 35 vorgesehen sind. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um winkelförmige Profile, welche mit der freien Kante eines Schenkels 36; 37 an dem betreffenden Ober- oder Unterzug 9; 10 angeformt sind, während der jeweils andere Schenkel 38; 39 sich parallel zu dem betreffenden Ober- oder Unterzug 9; 10 erstreckt. Eine Paar derartiger Abstandsleiste 34; 35 befindet sich etwa in einer Flucht mit dem vertikalen Steg 8, während das andere Paar derartiger Abstandsleisten 34; 35 sich etwa in einer Flucht mit dem Abdeckelement 5 befindet.
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Werden zwei derartige Lärmschutzelemente 1 übereinander gesetzt, so steht das obere Lämrschutzelement 1 mit seinen unteren Abstandsleisten 35 auf den oberen Abstandsleisten 34 des unteren Lärmschutzelements 1. Dadurch werden die im Kontaktbereich benachbarten Ober- und Unterzüge 9, 10 auf Abstand gehalten und sind schwingungstechnisch voneinander entkoppelt.
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Um dafür zu sorgen, dass die beiden Lärmschutzelemente 1 auch tatsächlich genau übereinander stehen, gibt es außerdem noch zwei Zentrierungslaschen oder -leisten 40 an der Ober- oder Unterseite 41; 42 des Lärmschutzelements 1, welche mit den freien Enden der horizontalen Schenkel 38; 39 der Abstandsleisten 34; 35 an einem anderen Lärmschutzelement 1 zusammenwirken. Wenn der (Außen-)Abstand zwischen den beiden Zentrierungslaschen oder -leisten 40 genau dem (Innen-)Abstand zwischen den freien Enden der horizontalen Schenkel 38; 39 der Abstandsleisten 34; 35 entspricht, werden die Lärmschutzelemente 1 beim Aufeinandersetzen selbsttätig zentriert.
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Die Stirndeckel 7 dienen neben dem reinen Verschließen je einer stirnseitigen Öffnung des Gehäuses 2 außerdem auch der Fixierung eines Lärmschutzelements 1 in einer Aufnahmenut 43 eines vertikalen Montagepfostens 44.
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Bevorzugt hat ein Stirndeckel 7 die Gestalt eines Profils mit vertikaler Längsachse, d. h., der in 4 dargestellte Querschnitt durch einen Stirndeckel 7 ist über dessen gesamte Höhe konstant. Diese Maßnahme erleichtert die Herstellung eines Stirndeckels 7 durch Strangpressen.
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Wie man 4 entnehmen kann, ist der Hauptbestandteil eines Stirndeckels 7 ein flächiger Mittelabschnitt 45, der sich über die gesamte Dicke und Höhe des Gehäuses 2 erstreckt.
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Entlang der beiden Seitenkanten 46 dieses flächigen Mittelabschnitts 45 erstreckt sich rechtwinklig zu dessen Ebene je eine Lasche 47. Die beiden Laschen 47 laufen demnach parallel zueinander in vertikaler Richtung an den beiden vertikalen Seitenkanten 46 des flächigen Mittelabschnitts 45 entlang. Ihr Abstand entspricht der horizontalen Dickenerstreckung des Gehäusemantels 3, so dass dieser genau zwischen die beiden Laschen 47 passt. Diese Passung kann als Press- oder Klemmpassung ausgebildet sein, so dass ein Stirndeckel 7 allein durch stirnseitiges Aufstecken auf den Gehäusemantel 3 dort klemmend fixiert werden kann.
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Ferner erstreckt sich außerhalb der Laschen 47 entlang jeder der beiden vertikalen Seitenkanten des flächigen Mittel- oder Hauptabschnitts 45 je eine Nut 48 zur Aufnahme eines elastischen Lagerelements 49. Die Nut 48 kann durch den flächigen Mittel- oder Hauptabschnitt 45 selbst sowie durch eine daran angeformte Winkelleiste 50 gebildet sein.
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Dem elastischen Lagerelement 49 obliegt es, den Spalt zwischen je einer Lasche 47 des Stirndeckels 7 und der Flanke 51 einer Aufnahmenut 43 eines vertikalen Montagepfostens 44 unter Ausbildung einer klemmenden Vorspannung zu überbrücken.
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Ein solchers Lagerelement 49 hat die Gestalt eines Profils mit vertikaler Längsachse. An seiner peripheren Längskante 52 befindet sich ein in die Nut 48 eingreifender Fortsatz 53. Die andere, der Mitte des Lärmschutzelements 1 zugewandte Längskante 54 kann durch der Außenseite 55 der betreffenden Lasche 47 des Stirndeckels 7 zugewandte Rippen 56 oder sonstige Erhebungen von der betreffenden Außenfläche 55 abgehoben und elastisch nach außen gebogen sein, um unter Erzeugung einer Vorspannung mit der Flanke 51 einer Aufnahmenut 43 eines vertikalen Montagepfostens 44 in Kontakt zu treten.
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5 zeigt eine demgegenüber abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lärmschutzelements 1', wobei der flächige Mittelteil 45' des Stirndeckels 7' breiter ist als die Dicke des Gehäusemantels 3' des betreffenden Lärmschutzelements 1'.
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Da der Abstand zwischen den beiden Laschen 47' der horizontalen Dickenerstreckung des Gehäusemantels 3' des Lärmschutzelements 1' entspricht, sind jene gegenüber den vertikalen Seitenkanten 46' des flächigen Mittelabschnitts 45' nach innen versetzt.
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Jede Lasche 47' kann sich zusätzlich über einen schräg verlaufenden Steg 57 an der nächstegelegenen, vertikalen Seitenkante 46' abstützen.
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Ferner gibt es an jeder vertikalen Seitenkante 46' eine zu der dort benachbarten Lasche 47' eine parallele Außenlasche 58. Diese Außenlasche 47' stützt sich im Bereich ihrer vertikalen freien Kante 59 über einen dazu rechtwinkligen Steg 60 auf der benachbarten Innenlasche 47' ab.
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Die Außenfläche 55' der Außenlasche 58 dient ihrerseits der Abstützung des dortigen Lagerelements 49'.
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In 6 der Zeichung ist ein Stirndeckel 7'' einer weiteren Ausführungsform eines Lärmschutzelements 1'' wiedergegeben. Dieser unterscheidet sich von dem Stirndeckel 7' des Lärmschutzelements 1' nach 5 vor allem dadurch, dass dort zwischen der Innenlasche 47'' und der benachbarten Außenlasche 58'' nicht nur ein schräg verlaufender Steg 57'' vorhanden ist, sondern noch ein zweiter, ebenfalls schräg verlaufender Steg 61.
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Die beiden Stege 57'', 61 bilden zusammen mit der Innenlasche 47'' ein vorzugsweise etwa gleichseitiges Dreieck, mit der Innenlasche 47'' als Basis. Die Spitze dieses Dreiecks fällt mit dem freien Kante der Außenlasche 57'' zusammen, d. h., die Höhe des Dreiecks mit den beiden Stegen 57'', 61 als Seiten und der Innenlasche 47'' als Basis entspricht dem horizontalen Abstand zwischen der Innenlasche 47'' und der benachbarten Außenlasche 58''.
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Aufgrund dieser Anordnung ist die horizontale Erstreckung der Außenlasche 58'' vorzugsweise nur halb so groß wie die horizontale Erstreckung der Innenlasche 47''.
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Vorzugsweise erstrecken sich die Stege 57'', 61 wie auch die Stege 57, 60 des Stirndeckels 7' aus 5 über die gesamte Länge bzw. Höhe des Stirndeckels 7, 7' und sind also Bestandteil von dessen querschnittlich konstanten Profils. Die Räume zwischen den Stegen 57'', 61 bzw. 57, 60 und Laschen 47'', 58'' bzw. 47', 58 nehmen dann die Gestalt von langgestreckten Kammern an, welche allenfalls am oberen und unteren Ende des Stirndeckels 7', 7'' offen sind.
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Weitere Modifikationen der Erfindung sind möglich. So können alle Arten von Lärmschutzelementen 1, 1', 1'' auch derart ausgebildet sein, dass der Gehäusemantel 3, 3', 3'' nicht einen C-förmigen Querschnitt aufweist, sondern einen etwa H-förmigen Querschnitt, wobei dann der Steg 8 in der Mitte liegt und sich der Oberzug 9 und der Unterzug 10 von diesem ausgehend jeweils in beiden Richtungen erstrecken bis zu je einer offenen Seite 4, an denen jeweils eine Abdeckung 5 eingesetzt ist, bspw. zwischen zwei dortigen Laschen am Oberzug 9 und Unterzug 10. Ferner können bei allen Arten von Lärmschutzelementen 1, 1', 1'' die Stirndeckel 7, 7', 7'' (zusätzlich) mit dem jeweiligen Gehäuse 2, 2', 2'' verschraubt sein.
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Man kann sich ein solche Lärmschutzelement mit H-förmigem Querschnitt im Wesentlichen als durch Aneinanderfügen zweier spiegelsymmetrischer Lärmschutzelemente mit C-förmigem Querschnitt vorstellen, wobei die beiden Stege 8 zu einem einzigen Steg integriert sind, der quasi das Rückgrat dieser Anordnung bildet. Die zusätzliche Platte 13 muss dabei insgesamt nur einmal vorgesehen sein.
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Das Gehäuse 2 umschließt dann quasi zwei Kammern, welche von dem Steg 8 voneinander getrennt sind. In jeder Kammer kann sich dann ein Absorber 11 befinden. Bei einer solchen Anordnung kann jede, aus jeder seitlichen Richtungen eintreffende Schallausbreitung bedämpft werden.
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Bei dem Lärmschutzelement 1 (3) gemäß den 7 und 8 handelt es sich um eine Abwandlung des Lärmschutzelements 1 aus den 1 bis 3.
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Wie dort, so umfasst auch das Gehäuse 2 (3) des Lärmschutzelements 1 (3) mehrere Elemente, nämlich einen Gehäusemantel 3 (3) mit einer durch ein flächiges Abdeckelement 5 (3) verschlossenen Öffnung 4 (3) an wenigstens einer Längsseite.
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Der Gehäusemantel 3 (3) kann baugleich zu der Ausführungform 1 sein, insbesondere einen vertikalen Steg 8 (3) aufweisen, sowie je einen denselben oben bzw. unten abschließenden Oberzug 9 (3) und Unterzug 10 (3), mit den aus den 1 bis 3 bekannten Merkmalen.
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Wie bei der Ausführungsform 1, so kann Innerhalb des Gehäuses 2 (3) ferner ein flächiger Absorber angeordnet sein, bspw. eine schalldämmende Platte, vorzugsweise aus einem organischen Schaumstoff oder aus Mineralwolle, insbesondere aus Steinwolle, wobei ein solche Platte zur Stabilisierung an einer oder beiden Seiten mit Glasfasern kaschiert sein kann. Dieser Absorber ist in 7 verdeckt.
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Abweichend zu der Ausführungsform 1 nach den 1 bis 3 sind jedoch die Stirndeckel 7 (3) zum Verschießen einer oder vorzugsweise beider stirnseitiger Öffnung(en) des Gehäusemantels 3 (3) gestaltet. Insbesondere sind die Stirndeckel 7 (3) nicht durch Formschluss an dem Gehäusemantel 3 (3) verankert.
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Stattdessen erstreckt sich im Bereich eines Stirndeckels 7 (3) zwischen dem Oberzug 9 (3) und dem Unterzug 10 (3) ein U-Profil 62 mit einer vertikalen Längserstreckung.
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Um dieses am Ober- und Unterzug 9 (3), 10 (3) festzulegen, sind in jene nahe der stirnseitigen Öffnungen jeweils zwei Verankerungs-Bohrungen 63 nebeneinander eingebracht, jeweils etwa symmetrisch zu einer vertikalen Längsmittelebene 64 des betreffenden Lärmschutzelements 1 (3).
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Je ein Metallwinkel 65 mit jeweils zwei entsprechenden Bohrungen 66 in wenigstens einem Schenkel 67 ist mit der Außenseite des solche Bohrungen 66 aufweisenden Schenkels 67 an der Innenseite des betreffenden Ober- und Unterzugs 9 (3), 10 (3) flächig angesetzt, so dass seine Bohrungen 66 mit den dortigen Verankerungs-Bohrungen 63 fluchten.
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Je eine Schraube 68 – im vorliegenden Fall eine Imbus-Schraube – ist – vorzugsweise von der Innenseite des betreffenden Ober- oder Unterzugs 9 (3), 10 (3) her – durch zwei miteinander fluchtende Bohrungen 63, 66 hindurchgesteckt und durch Aufschrauben einer Mutter 69 auf den jenseits der Bohrungen 63, 66 austretenden Schraubenschaft fixiert, wobei unter der betreffeden Mutter 69 jeweils eine Unterlagscheibe und/oder ein Sprengring angeordnet sein können.
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Dabei werden die Metallwinkel 65 derart fixiert, dass der jeweils nicht an dem betreffenden Ober- oder Unterzug 9 (3), 10 (3) flächig angelegte und festgeschraubte Schenkel 70 von der betreffenden, stirnseitigen Öffnung her gesehen hinter den Schrauben 68 von dem betreffenden Ober- oder Unterzug 9 (3), 10 (3) etwa lotrecht weg ragt. Dabei liegen an jeder Stirnseite jeweils zwei solche Schenkel 70 in je einer gemeinsamen Flucht und weisen mit ihren jeweils freien Enden aufeinander zu.
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Je ein vorzugsweise metallisches U-Profil 62 hintergreift jeweils zwei in einer gemeinsamen Flucht liegende Schenkel 70 zweier Metallwinkel 65, welche an dem Oberzug 9 (3) einerseits und an dem Unterzug 10 (3) andererseits festgeschraubt sind. Die beiden Schenkel 71 dieses U-Profils 62 sind durch einen Mittelsteg 72 miteinander verbunden und haben einen gegenseitigen, lichten Abstand, welcher der Länge eines Metallwinkels 65 entspricht, so dass jener in der Einkehlung zwischen den beiden Schenkeln 71 und dem Mittelsteg 72 des U-Profils 62 Platz findet. Im zusammengebauten Zustand liegt die Innenseite des Schenkels 71 des U-Profils also an der Außenseite der miteinander fluchtenden Schenkel 70 der beiden Metallwinkel 65 bündig bzw. flächig an.
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In eben jenem Mittelsteg 72 befinden sich zwischen den beiden Metallwinkeln 65 auf oder nahe einer Längsmittelebene 64 des betreffenden U-Profils 62 mehrere Bohrungen 73.
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In einem solchermaßen festzulegenden Stirndeckel 9 (3) befinden sich ebenfalls Bohrungen 74, welche mit den Bohrungen 73 in dem betreffenden U-Profil 62 fluchten und das gemeinsame Hindurchstecken je einer Befestigungsschraube 75 – vorzugsweise ebenfalls einer Imbusschraube – erlauben.
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Die Unterseiten der Köpfe 76 dieser Befestigungsschrauben 75 können an der Außenseite des Mittelstegs 72 reibschlüssig festgelegt sein oder gar fixiet sein, bspw. angeklebt, angelötet oder oder mit einem Schweißpunkt angeheftet sein. Die freien Enden der Schraubenschäfte 77 treten durch die Bohrungen 74 des betreffenden Stirndeckels 7 (3) nach außen, und durch Aufschrauben je einer Mutter 78 auf diese Schraubenschäfte 77 kann der betreffende Stirndeckel 7 (3) fixiert werden, wobei natürlich je eine Unterlegscheibe oder ein Sprengring zur Erzeugung einer Vorspannung vorgesehen sein können.
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Die Stirndeckel 7 (3) können ansonsten mit ihren dem Lärmschutzelement 1 (3) zugewandten Innenseiten 79 stumpf an den Stirnseiten des Gehäusemantels 3 (3) anliegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lärmschutzelement
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gehäusemantel
- 4
- Öffnung
- 5
- Abdeckelement
- 6
- Schallöffnung
- 7
- Stirndeckel
- 8
- vertikaler Steg
- 9
- Oberzug
- 10
- Unterzug
- 11
- Absorber
- 12
- Lasche
- 13
- zusätzliche Platte
- 14
- Seite
- 15
- Bügel
- 16
- Lasche
- 17
- Abschnitt
- 18
- Abschnitt
- 19
- Abschnitt
- 20
- oberer Profilkörper
- 21
- unterer Profilkörper
- 22
- oberer Teil
- 23
- Unterkante
- 24
- unterer Teil
- 25
- Oberkante
- 26
- Verbindungselement
- 27
- Verbindungselement
- 28
- Verbindungselement
- 29
- Verbindungselement
- 30
- Federzunge
- 31
- Federzunge
- 32
- Federzunge
- 33
- Federzunge
- 34
- Abstandsleiste
- 35
- Abstandsleiste
- 36
- Schenkel
- 37
- Schenkel
- 38
- Schenkel
- 39
- Schenkel
- 40
- Zentrierungsleiste
- 41
- Oberseite
- 42
- Unterseite
- 43
- Aufnahmenut
- 44
- Montagepfosten
- 45
- Mittelabschnitt
- 46
- Seitenkante
- 47
- Lasche
- 48
- Nut
- 49
- Lagerelement
- 50
- Winkelleiste
- 51
- Flanke
- 52
- Längskante
- 53
- Fortsatz
- 54
- Längskante
- 55
- Außenseite
- 56
- Rippe
- 57
- Steg
- 58
- Außenlasche
- 59
- freie Kante
- 60
- Steg
- 61
- Steg
- 62
- U-Profil
- 63
- Verankerungs-Bohrung
- 64
- Längsmittelebene
- 65
- Metallwinkel
- 66
- Bohrung
- 67
- Schenkel
- 68
- Schraube
- 69
- Mutter
- 70
- Schenkel
- 71
- Schenkel
- 72
- Mittelsteg
- 73
- Bohrung
- 74
- Bohrung
- 75
- Befestigungsschraube
- 76
- Schraubenkopf
- 77
- Schraubenschaft
- 78
- Mutter
- 79
- Innenseite