DE2264976A1

DE2264976A1 - Schichtmaterial

Info

Publication number: DE2264976A1
Application number: DE2264976*A
Authority: DE
Inventors: Marcel Marie Antoine Clerm Val
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1971-11-25
Filing date: 1972-11-24
Publication date: 1975-11-27
Also published as: CH572138A5; DE2264976B2; FR2161442A5; US3822764A; CA967886A; FR2193520A6; SE7604971L; IN138897B; DE2257745B2; NL7215946A; IT971144B; SE390041B; DK137767B; LU66554A1; BE791905A; FI55072C; NO139229B; AR206598A1; AU4904472A; AR196883A1

Description

4BQ0 Herns ^C003 München -0,

Herne, Eisenadier Straße 17

Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohi _p.,,a„w. _B._u..r

P.t-Anw. HmnMM-nentopelil Dipl.-PIWS. Eduard ΒβΙΖίβΓ Fernsprecher: 36 3011

Femsprecher: 51013 ^r * 36 3012

5 ίο 14 Dipl.-Ing. R. H. Bahr » ^M "

Telegrammanschrift: ......, ν,,..- Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex 08229853 Telex 5215360

P -η Bankkonten:

Bayerische Vereinsbank München 952 Dresdner Bank AG Herne 7-520 Postscheckkonto Dortmund 558 68-467

Ref.: MO 5121 Sj/hr

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München Abholfach

SAINT-GOBAIN INDUSTRIES
Neuilly-sur-Seine (Frankreich)

Schichtmaterial

Die Erfindung betrifft ein Schichtmaterial, welches beispielsweise als Mauerverblendung, Fassade o. dgl. verwendbar ist. Das Schichtmaterial soll besonders gute Eigenschaften hinsichtlich der Schallisolierung aufweisen, so daß es insbesondere zur Herstellung von Trennwänden geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird dies mit einem Schichtmaterial erreicht, das gekennzeichnet ist durch ein Element aus zwei harten, steifen Platten und aus einer zwischen diesen angeordneten Zwischenschicht und das weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der Elastizitätsmodul der Zwischenschicht kleiner als derjenige der Platten ist; daß die Dicken der Platten

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kleiner als -^r- sind, wobei C_L die Geschwindigkeit der Longi-

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tudinalwellen in den diese Platten bildenden Materialien darstellt; daß die Dicke der Zwischenschicht kleiner gleich 15 mm ist; daß der Schubmodul des gesamten Verbundkörpers mindestens gleich dem der Zwischenschicht ist; und daß das insbesondere als Trennwand verwendbare Element eine isolierende faserige, poröse oder zellartige Schicht aufweist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung bestehen die beiden Platten, die das Schichtmaterial für das aus faserigem, porösem oder-quellenartigem Material bestehende Element bilden, ihrerseits aus zwei Streifen, durch eine Zwischenwand getrennten Platten.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das isolierende Element direkt oder durch ein Klebemittel an dem Schichtmaterial haftet.

Für das isolierende Element lassen sich verschiedene Materialien in vorteilhafter Weise verwenden, wie z.B. ein aus Mineralfasern wie Glasfasern, Gesteinsfasern oder Schlacke fasern bestehender Filz, der aus durch ein Bindemittel agglomerierten Fasern besteht. Die Fasern können vorteilhaft einen Durchmesser von weniger als 20 Mikron, insbesondere zwischen A und 12 Mikron aufweisen. Das Bindemittel kann vorzugsweise organischer Art sein, vorteilhaft kann es sich um ein Bindemittel vom Formo-Phenol-Typ handeln. Der Bindemittelanteil kann vorteilhaft zwischen 5 und 15% liegen.

Ferner lassen sich in vorteilhafter Weise Platten verwenden, die aus einem Netz bestehen und untereinander durch feste, und nicht verformbare Partikel verbunden sind, beispielsweise Sandkörner, gebrochenes und gemahlenes Glas und zerkleinerte Gesteine, wie auch Partikel aus zellartigen Mineralmaterialien, wie insbesondere Perlit und Vermikulit.

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Derartige Platten sind in der FR-PS 1 531 488 und dem dazugehörigem Zusatzpatent 1 06 273 beschrieben.

Für das isolierende Element lassen sich weiterhin verschiedene andere Materialien in vorteilhafter Weise verwenden, wie z.B.

ein aus organischen Fasern bestehender Filz, welche gegebenenfalls durch ein Bindemittel agglomeriert sind;

ein Filz, dessen Fasern mittels eines Elastomeren verknüpft oder verbunden sind;

ein Filz aus Glasfasern, deren Länge wenigstens in Dezimetergrößenordnung und deren mittlerer Durchmesser etwa zwischen 10 und 40 Mikron liegt und dessen Fasern in Parallelebenen ineinander greifen und miteinander durch ein oder mehrere Elastomere verknüpft oder verbunden sind, welche aus natürlichen oder künstlichen Latices bestehen, in die ein oder mehrere Hilfsstoffe eingeführt sind, die für die chemische Brückenbildung zwischen dem Glas und dem Elastomeren und/oder für die Koagulierung der Elastomere sorgen, wobei der prozentuale Gewichtsanteil an Bindemittel zwischen 20% und 50% des Filzgesamtgewichtes ausmacht; ein Filz, dessen oberflächig liegende Poren zumindest teil-

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weise kolmatiert bzw. verschlossen sind, wenn das daraus hergestellte isolierende Element an die Platten angeklebt ist;

ein poröses Material, insbesondere expandierte Kunstharzschäume, wie z.B. Polyvinylchlorid, Polyurethan;

organischen Fasern oder. , __ _

ein ausvMineraliasern, insbesondere aus Glasfasern bestehender Filz, der in einem thermoplastischen Kunstharzschaum, insbesondere Polyvinylharz, wie z.B. weichgemachtem Polyvinylchlorid ausgebreitet ist;

Glasfaserfilze, die mit organischen Fasern durchnadelt sind; ein Polystyrolschaum scheinbarer geringer spezifischer Dichte, insbesondere in der Größenordnung von 5 bis 6 kg pro Kubikmeter;

Polystyrolschaum, der aus expandierten oder geschäumten Perlen erhalten wird, welche bis zur Erweichungstemperatur erwärmt und die dann einer Verdichtung ausgesetzt sind, so daß dem Material die gewünschte Dicke und Dichte verliehen wird, wobei dieses Material anschließend unter Ausübung einer ausreichenden Kompression zur Aufrechterhaltung seiner Dicke gekühlt ist;

Polystyrolschaum, der aus expandierten oder geschäumten Perlen erhalten ist, wobei die vorexpandierten, als Ausgangsmaterial verwendeten Perlen erhalten sind, in dem ein Treibmittel enthaltende Polystyrolgranulate einer Vorexpansion bei atmosphärischem Druck durch Behandlung mit Dampf und nach Konditionierung einer anschließenden Dampfbehandlung im Autoklaven ausgesetzt sind; Polystyrolschaum, dessen als Ausgangsmaterial verwendete vorexpandierte Perlen erhalten sind, in dem man ein Treibmittel enthaltende Polystyrolgranulate durch Luft bei einer Temperatur oberhalb 90⁰C bis 100⁰C vorwärmt, wobei die Granulate dann mittels Dampf behandelt sind; Polystyrolschaum, der bei der Herstellung einer Kompressionsbehandlung und einer anschließenden Behandlung mittels Dampf ausgesetzt worden ist.

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Ein Verfahren zur Herstellung von Filzen aus Glasfasern beispielsweise in der FR-PS 1 539 907 beschrieben, während das teilweise Kolmatieren bzw. Verschließen der Poren in der dazugehörigen FR-Zusatzpatentschrift 94 567 dargelegt ist.

Aus der FR-PS 7 126 994 ist die Ausbreitung von Filzen aus Mineralfasern wie z.B. Glasfasern in einem thermoplastischen Kunstharzschaum, insbesondere Polyvinylharz, wie z.B. plastifiziertem Polyvinylchlorid bekannt.

Für die Herstellung von Polystyrolschäumen können verschiedene Verfahren verwendet werden, die beispielsweise in der FR-PS 1 440 106, der FR-PS 1 440 075 bzw. 1 440 076, der FR-PS 1 565 479 oder der FR-PS 1 531 488 bzw. der dazugehörigen FR-Zusatzpatentschrift 106 273 beschrieben sind.

Zur Herstellung der Platten lassen sich ebenfalls verschiedene Materialien verwenden, wie z.B. Gips, Agglomerate von Partikeln aus Holz, Metall oder dergleichen. Die Verwendung von Gips ist besonders deswegen vorteilhaft, weil der auf das isolierende Element vergossene Gips an letzterem haftet, ohne daß ein Klebstoff verwendet werden müsste. Gegebenenfalls kann der Gips mit Sand vermischt sein, wobei die Charge des Sandes recht beträchtlich und in der Größenordnung von 40 % liegen kann.

Für einige Anwendungszwecke ist es besonders vorteilhaft, wenn die beiden das isolierende Element bildenden Schichten durch eine Luftschicht voneinander getrennt sind. Die beiden Schichten des isolierenden Elementes lassen sich dabei durch regelmässig verteilte Distanzstücke im Abstand zueinander halten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die gesamte Anordnung durch ein Gerippe oder einen Rahmen gehalten ist.

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Zweckmässigerweise lässt sich in dem Zwischenraum zwischen den beiden das isolierende Element bildenden Schichten eine Luftzirkulation herstellen. Weiterhin können im Inneren des die beiden Schichten des isolierenden Elementes trennenden Zwischenraumes Kanäle zur Aufnahme von Rohren oder dergleichen vorgesehen sein. Ferner ist es zweckmässig, wenn das isolierende Element eine solche Konsistenz aufweist, daß an der Außenseite des Schlchtmaterial^anzubringende Geräte an einer Innenfläche einer der beiden das isolierende Element bildenden Schichten befestigbar sind.

Damit das erfindungsgemäße Schichtmaterial

die erforderlichen guten Eigenschaften hinsichtlich der Schallisolierung aufweist, müssen die dazu verwendeten Materialien eine Reihe von physikalischen Eigenschaften aufweisen, die im folgenden näher erläutert werden sollen.

Bei einer solchen Verblendung sind die Platte P₁ und die Platte Pp (vgl. Fig. 1) homogen, elastisch und haben Jeweils Dicken h₁ und hp. Die zur Herstellung dieser Platten verwendeten Materialien lassen sich beschreiben durch ihren komplexen Elastizitätsmodul E₁* bzw. E₂* derart, daß E* - E (1 + 1λ), mit τη als Dämpfungskoeffizient ist und lassen sich weiterhin durch ihre spezifische Masse ρ ₁ und yjp beschreiben.

Bei einer solchen Verblendung sorgt aber darüber hinaus das isolierende Element als Zwischenschicht M, welche zweckmässig auf ihren beiden Oberflächen verklebt ist, für die mechanische Verbindung zwischen den Platten P₁ und Pp. Die Eigenschaften dieser Schicht sind festgelegt durch ihren Elastizitätsmodul E,, ihren Schubmodul G,, ihre Dicke h, und ihre spezifisch· Masse o,.

Für die angestrebte besonders gute Schallisolierung muß das

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Schichtmaterial mit dem isolierenden Element eine Reihe von Bedingungen erfüllen:

a) Der Elastizitätsmodul des isolierenden Elementes als Zwischenschicht M ist kleiner als der der Platten P^ lind P₂.

b) Die in Metern gemessenen Dicken h... und h_o der Platten P^

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und P₀ sind kleiner als γτ- und liegen vorzugsweise in der Größenordnung von jr- , wobei C_L jeweils die Geschwindigkeit in rn/sec der Longitudinalwellen in den diese Platten bildenden Materialien angibt.

c) Die Dicke h, des isolierenden Elementes als Zwischenschicht ist kleiner oder gleich 15 mm.

d) Der Scher- oder Schubmodul des Verbundkörpers ist wenigstens gleich dem der Zwischenschicht.

Baut man ein Schichtmaterial in dieser Weise auf, so kann man einerseits die kritische Frequenz f außerhalb des normalisierten Spektrums gegen die hohen Frequenzen auftragen oder ver-schieben und andererseits sicherstellen, daß die Resonanzfrequenz f so niedrig wie möglich liegt. Man verhindert auf diese Weise Effekte, die auf die Koinzidenzzone oder auf das "Isolierloch" entsprechend der Resonanzfrequenz zurückzuführen sind; andererseits erhält man eine verbesserte Isolierungskurve als Funktion der Frequenz, die einen erhöhten Anstieg bzw. Steigung hinter der Resonanzfrequenz aufweist.

Die obige Bedingung a) sorgt für eine Entkopplung zwischen den beiden Platten P₁ und P₂, deren kritische Eigenfrequenz die kritische Frequenz f der Konstruktionsanordnung bestimmt. Das Entkoppeln ermöglicht es, diese kritische Frequenz f„ gegen

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die hohen Frequenzen zu verschieben. Vorzugsweise ist der Elastizitätsmodul der Zwischenschicht M wenigstens zehnmal kleiner als der der Platten.

Die Bedingung b) bestimmt sich selbst als Funktion der Frequenz f . Wählt man für f beispielsweise einen Wert höher als 6000 Hz so ist die Dicke der Platte h₁ in der Größenordnung von 10 .

Um den Isolierungsindex des Schichtmaterials

zu erhöhen, greift man auf einen zusätzlichen Energieabbau aufgrund von Scherwirkungen in der Zwischenschicht M zurück, wobei zu bemerken ist, daß die Dicke dieser Schicht eine Grenzdicke nicht überschreiten kann, da über diese hinaus die Verformungen aufgrund von Scherwirkungen vernachlässigbar wären. Versuche haben gezeigt, daß entsprechend der Bedingung c) diese Dicke h, kleiner oder gleich 15 mm sein kann.

Die Bedingung d) erhält man bei Anwendung einer zweckmässigen Art der Befestigung, die eine Adhäsion zwischen der Zwischenschicht M und den Platten P₁ und P₂ sicherstellt. Erfüllt wird diese Bedingung für den Fall, daß Platten aus Gips für eine Zwischenschicht vergossen werden. Gegebenenfalls wird ein Klebstoff verwendet, der vorzugsweise auf der gesamten Oberfläche aufgebracht wird.

Weiterhin ist die Verwendung einer isolierenden Zwischenschicht wichtig, wobei der Schubmodul G, wesentlich größer als der zugehörige Elastizitätsmodul E, sein und vorzugsweise das zehnfache des Elastizitätsmoduls betragen soll.

Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Zwischenschicht mit einer erhöhten Beständigkeit gegen Fließen zu verwenden, deren

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Strömxings- odenFließwiderstand größer als 20 Rayleigh oder vorzugsweise größer oder gleich 60 Rayleigh ist, wobei 1 Rayleigh der Strömungswiderstand ist, den ein Prüfkörper

ρ a

von 1 cm Querschnitt einem Luftdurchsatz von 1 cm pro Sekunde bietet, wenn die Druckdifferenz 1 dyn/cm beträgt.

Zweckmässigerweise werden für die Platten P^ und Pg Dicken h^ und h₂ verwendet, die die Bedingung P^₁ = jP2^h2 ^erfüllen» was für aus gleichen Materialien bestehende Platten dazu führt, daß die Konstruktion symmetrisch ist. Wird die Beziehung P^h₁ = Ppb-p ^er*ullt, so trägt dies ebenfalls dazu bei, die Resonanzfreiquenz f so niedrig wie möglich zu halten.

Das erfindungsgemäße Schichtmaterial soll im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

Man stellt eine Platte von 5mm Dicke mit handelsüblichem Gips mit einem Anrühr- oder Anmachgrad von 80 % her, wobei der Gips in eine Form vergossen wird. Auf dieser noch nicht abgebundenen Platte ordnet man eine nach der FR-PS 1 539 hergestellte Zwischenschicht mit einer Dicke von 3 mm an, wobei der Gewichtsanteil des Filzes bei 300 g pro m liegt und da? Bindemittel aus einer Latexemulsion gebildet ist, deren prozentualer Gewichtsanteil bei 30 % des Gesamtgewichtes liegt. Die Zwischenschicht bindet gegen den Gips der ersten Platte. Auf die Zwischenschicht vergießt man die zweite Platte mit der gleichen Dicke wie die erste Platte, die in der gleichen Weise aufgebaut ist. Das so hergestellte Produkt läßt man normal oder in einem Trockenschrank trocknen.

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Der Isolierindex UL des hergestellten Produktes ist in der Kurve A der Fig. 2 als Funktion der Frequenz dargestellt.

Beispiel 2

Es werden zwei unter der Marke NOVOPAN bekannte Platten mit einer Dicke von 5 mm verwendet, die aus Holzteilchen bestehen und mit einem Bindemittel aus Harnstoff-Formaldehyd agglomeriert sind. Zwischen diesen beiden Platten befestigt man durch Kleben.eine nach der FR-PS 1 539 907 hergestellte Zwischenschicht von 3 mm Dicke, wobei das Kleben unter Druck mit Hilfe eines Bitumenklebstoffes erfolgt. In der graphischen Darstellung der Fig. 2 gibt die Kurve B den Isolierindex eines solchen Produktes als Funktion der Frequenz an.

In Fig. 3 ist ein Schichtmaterial dargestellt, welches zwei Platten 1 und 2 sowie eine Zwischenschicht 3 aufweist.

Die Platten 1 und 2, können von gleicher Dicke sein und insbesondere aus Gips oder mit Sand vermischtem Gips oder aus agglomerierten Holzpartikeln bestehen. Die Zwischenschicht 3 kann vorteilhafterweise aus einem oben beschriebenen Glasfaserfilz\ mit Glasfasern bestehen, deren Länge wenigstens in Dezimetergrößenordnung und deren mittlerer Durchmesser zwischen etwa 10 und 40 Mikron liegt und dessen Fasern in parallelen Ebenen ineinandergreifen und miteinander durch ein oder mehrere Elastomere verknüpft oder verbunden sein, welche aus natürlichen oder künstlichen Latizes bestehen, in die ein oder mehrere Hilfsstoffe eingeführt sind, die für die chemische Brückenbildung zwischen dem Glas und den Elastomeren und/oder für die Koagulierung der Elastomere sorgen, wobei der prozentuale Gewichtsanteil an Bindemittel zwischen 20 % und 50 % des Filzgesamtgewichtes ausmacht .

Die Platten 1 und 2 können gegenüber der Zwischenschicht 3 durch

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direkte Verbindung auf feuchtem Wege oder durch Vergießen festgelegt sein, insbesondere wenn die Platten 1 und 2 aus Gips bestehen. Sie können auch fest mit der Zwischenschicht durch Verkleben verbunden sein, insbesondere wenn sie aus agglomerierten Holzpartikeln bestehen. Das Isolierelement 4 kann ein Schichtmaterial auf einer seiner Seiten (vgl. Fig. 3) oder auf beiden Seiten (vgl. Fig. 4) erhalten.

Die graphischen Darstellungen der Fig. 5 zeigen in Kurve A den Isolierindex ^L in Dezibel als Funktion der Frequenz in Hz einer Verblendung nach Fig. 5a und in Kurve B einer Verblendung nach Fig. 5b. Die Dicke der aus Gips bestehenden Platten 1 bzw. 2 liegt bei 5 mm und die Dicke der aus Faserfilz nach der FR-PS 1 539 907 bestehende Zwischenschicht 3 liegt bei 3 mm. Die Dicke des aus Fasern bestehenden isolierenden Elementes 4 liegt bei 35 mm.

Aus den graphischen Darstellungen geht die Verbesserung der Schallisolierung hervor, welche ein Produkt nach Fig. 5b besitzt. Insbesondere erkennt man, daß die beim gleichen Abszissenwert liegende Resonanzfrequenz F im Falle der Kurve B nach oben versetzt ist und daß letztere für gleiche Frequenzen Werten entspricht, -welche höher als der Isolierindex liegen.

Die graphischen Darstellungen der Fig. 6 zeigen in Kurve C den Isolierindex eines isolierenden Elementes aus Fasern mit einer Dicke von 100 mm, welche kein erfindungsgemäßes Schichtmaterial aufweist und in Kurve D den Isolierindex eines isolierenden Elementes 4 (vgl. Fig. 6a) , welches mit zwei Schichtmaterialien 1-2-3 und 1a - 2a - 3a versehen ist, wobei jede dieser Schichtmaterialien aus zwei 5 mm starken Gipsplatten und einer aus Faserfilz bestehenden Zwischenschicht von 3 mm gebildet wurde.

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In diesen graphischen Darstellungen erkennt man zwei Resonanzfrequenzen F_r1 und F_r2_# Die Frequenz F_r1 ist auf die Füllung zwischen den Schichtmaterialien und die Frequenz F_r2 auf die Anwesenheit der beiden Schichtmaterialien zurückzuführen .Zwischen F ₁ und F_r2 fallen die Kurven C und D praktisch zusammen. Ausgehend von der Frequenz F_r0 nimmt der durch die Anwesenheit der beiden Schichtmaterialien erhaltene Teil der Kurve D den Verlauf des ersten Teils zwischen F_r1 und F_r2 an. Die Gerade E hat einen Anstieg von 10 bis 20 Dezibel pro Oktave und zeigt den allgemeinen Verlauf der Verbesserung der Isolierung, welche durch das in Fig. 6a gezeigte Element herbeigeführt ist.

Wie oben erwähnt kann das isolierende Element zwei durch eine Luftschicht 5 getrennte Schichten aufweisen (vgl. Fig. 7a). Die Kurve F der Fig. 7 bezieht sich auf eine Konstruktion mit zwei Schichtmaterialien, deren Platten mit einer Dicke von 5 mm aus Gips besteht und deren Zwischenschicht von einer Dicke von 3 mm aus einem Faserfilz nach der FR-PS 1 539 907 besteht. Zwischen diesen Schichtmaterialien oder Fassadenplatten ist ein isolierendes Faserelement aus zwei Teilen mit einer Dicke von 12 mm angeordnet, die durch eine Luftschicht 5 von 5 mm getrennt sind.

Die Kurve G der Fig. 7 bezieht sich auf eine Struktur, welche keine erfindungsgemäßen Schichtmaterialien aufweist und aus zwei Oberflächenschichten 6 und 7aus Gips von 10 mm besteht und ein isolierendes Element aus Fasern aufweist, welches aus zwei Schichten 8 und 8a gebildet ist, die durch eine Luftschicht 9 von 11 mm Dicke getrennt sind. Die Gesamtdicke der Konstruktion nach Fig. 7d ist ebenso groß wie die nach Fig. 7a und beträgt 55 mm. Die stärker ansteigende Kurve zeigt die Verbesserung der Schallisolierung bei Verwendung von erfindungsgemäßen Schichtmaterialien.

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Die Kurven H und J der Fig. 8 beziehen sich jeweils auf eine Konstruktion mit erfindungsgemäßen Schichtmaterialien (vgl.Fig.8a) und eine Konstruktion ohne solche Schichtmaterialien (vgl.Fig. 8b), Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Oberflächenelemente der Schichtmaterialien sind von gleicher Natur und gleicher Dicke wie die Oberflächenelemente der entsprechenden Ausführungsformen der Fig. 7a und 7b, lediglich die Dicke des fasrigen isolierenden zentralen Elementes ist unterschiedlich. Beim Aufbau nach der Fig. 8a besteht das isolierende Element aus zwei Teilen mit einer Dicke von 35 mm, die durch eine Luftschicht von 4 mm getrennt sind. Die Anordnung nach Fig. 8b weist zwei isolierende Elemente von 35 mm auf, die durch eine Luftschicht von 10 mm getrennt sind.

Die Kurven K und L der Fig. 9 beziehen sich jeweils auf eine Anordnung mit erfindungsgemäßen Schichtmaterialien (vgl. Fig.9a) und eine Anordnung ohne solche Schichtmaterialien (vgl.Fig. 9b). Die Schichtdicken der Schichtmaterialien sind jeweils die gleichen wie nach den Ausführungsformen der Fig. 8a und 8b, wobei das isolierende Element 4 sowie das isolierende Element 8 ebenfalls aus Fasern besteht. Der Unterschied besteht darin, daß die Platten 1 und 2 der Verblendungen sowie die Außenschichten 6 und 7 der Anordnung nach Fig. 9 aus agglomerierten Holzpartikeln bestehen.

Die graphischen Darstellungen der Fig. 10 beziehen sich auf Anordnungen, deren isolierendes Element aus Polystyrol besteht (vgl. Fig. 10a und 10b). Nach Fig. 10a umfasst die Anordnung zwei erfindungsgemäße Schichtmaterialien welche jeweils aus zwei 5 mm starken Gipsplatten sowie einer zentralen Schicht aus Fasern von 3 mm bestehen, wobei die Anordnung eine Dicke von 100 mm aufweist. Nach Fig. 10b umfasst die Konstruktion zwei 10 mm starke Gips außenschichten sowie ein isolierendes Innenelement von 80 mm.

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Die Kurve M bezieht sich auf die Anordnung nach Fig. 10b_f' wobei Polystyrol mit einer Dichte von 5 kg pro nr verwendet ist. Die Kurve P bezieht sich auf die Anordnung nach Fig. 10a, wobei das isolierende Element ebenfalls aus Polystyrol mit einer Dichte von 5 kg pro m besteht.

Im folgenden sollen eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Schichtelement angegeben werden.

Fig. 11 zeigt perspektivisch den Aufbau einer Trennwand mit zwei Halbtrennwänden, die jeweils eine Verblendung sowie ein isolierendes Element 11 aufweisen; die beiden Halbtrennwände sind in einem Rahmen oder Skelett 12 montiert.

Fig. 12 zeigt zwei Halbtrennwände, die an einem Skelett oder Rahmen 13 montiert sind und zwischen denen ein Zwischenraum 14 liegt, in welchem Luft zirkulieren kann, ohne einen Isolierungsverlust durch freie Öffnung in der Trennwand zu erzeugen. Diese Zirkulation kann gegebenenfalls zwischen einem Eintrittsbelüfter 15 und einem Austrittsdiffusor 16 hergestellt werden.

Fig. 13 zeigt ebenfalls zwei Halbtrennwände mit Zwischenraum 14, in welchem Leitungen 17 angeordnet sind, welche ein heißes oder kaltes Fluid führen. Die Durchführung dieser Leitungen zwischen den Halbtrennwänden vermeidet jedes Geräuschproblem, wobei die Ausdehnungsgeräusche der Rohrleitungen ebenso wie die Geräusche der Fluidzirkulation gedämpft sind. Im übrigen werden diese Leitungen wärmeisoliert.

Wie aus Fig. 13 erkennbar lässt sich mit Ventilatoren 18 und 19 eine Zwangszirkulation der Luft im Zwischenraum 14 erzielen. Da die beiden Ventilatoren in der gleichen Halbtrennwand angeordnet sind, kann man Luft um wärme Rohrleitungen

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oder besonders flache Radiatoren zur Erwärmung eines Bauteiles erwärmen, ohne dasjenige zu erwärmen, welches sich auf der anderen Seite der Trennwand befindet. Man kann auch die beiden benachbarten Teile erwärmen, indem man einen Ventilator an einer Halbtrennwand und den anderen an der anderen Halbtrennwand anordnet.

In Fig. 14 ist die Befestigung von Sanitäreinrichtungen an einer der Halbtrennwände dargestellt, wie beispielsweise eines Waschbeckens 20 oder eines Toilettenschrankes 21. Die Befestigung erfolgt mittels Gewindestangen und Schrauben, welche eine Platte 22 durchsetzen, die sich auf dem faserförmigen oder zellartigen Material einer der Halbtrennwände abstützt, wobei die andere Halbtrennwand anschließend,wie durch die Pfeile angedeutet an ihrem Platz angeordnet wird.

Wie aus Fig. 15 erkennbar kann der Zwischenraum zwischen zwei Halbtrennwänden in gewissen Bereichen derart vergrößert werden, daß man in den so gebildeten Kammern 23 Rohrleitungen 25 oder Verkabelungen 26 verlegen kann.

Da die Befestigung der Schichtmaterialien am Skelett oder Rahmen

27 durch Verschraubung erfolgt, können metallische Verkleidungen

28 verwendet werden (vgl.. Fig. 16), die beim Verschrauben das Zermalmen der Schichtmaterialien vermeiden. Nach der in Fig. 17 dargestellten Variante kann man Verkleidungen oder Abdeckungen

29 verwenden.

Statt die Kabel 26 im Zwischenraum zwischen den beiden Halbtrennwänden zu führen, kann man sie auch außerhalb in einer mit einer Verkleidung 31 versehenen Leitung 30 anordnen (vgl. Fig. 18).

Eine der oben beschriebenen Anordnungen kann als Trennwand

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oder beispielsweise zur Verdoppelung einer Mauer verwendet werden, die für sich allein nicht oder nur unzureichend den Schall isoliert, wobei der Schallisolationsgewinn im Falle einer auf einer Seite durch die beschriebene Anordnung nach Fig. 5b verdoppelten Mauer für Frequenzen oberhalb 200 Hz und für eine Mauer mit einer Oberflächenmasse von 70 kg/m in der Größenordnung von 20 dB liegt.

Die oben beschriebenen Anordnungen zur akustischen Isolierung können zu einer Vielzahl von Zwecken verwendet werden, beispielsweise für die Konstruktion von Gebäuden, die Isolierung von Maschinen oder von Fahrzeugen o. dgl..

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

Schichtmaterial, insbesondere zur Herstellung von Trennwänden mit besonders guten Schallisoliereigenschaften, gekennzeichnet durch ein Element aus zwei harten, steifen Platten und aus einer zwischen diesen angeordneten Zwischenschicht und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Elastizitätsmodul der Zwischenschicht kleiner als derjenige der Platten ist;

daß die Dicken (h., h_o) der Platten kleiner als -γΡ- sind, wobei C, die Geschwindigkeit der Longitudinalwellen in den diese Platten bildenden Materialien darstellt; daß die Dicke der Zwischenschicht (h,) kleiner gleich 15mm ist; daß der Schubmodul des gesamten Verbundkörpers mindestens gleich dem der Zwischenschicht ist;

und daß das insbesondere als Trennwand verwendbare Element eine isolierdende faserige, poröse oder zellartige Schicht aufweist.
2. Schichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten, die das Schichtmaterial für das aus faserigem, porösem oder zellartigem Material bestehende isolierende Element bilden, ihrerseits aus zwei steifen durch eine Zwischenschicht getrennten Platten bestehen.
3. Schichtmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Element direkt an dem Schichtmaterial haftet.
4. Schichtmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Element durch ein Klebemittel an dem Schichtmaterial haftet.
5. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das

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isolierende Element aus einem Filz besteht.
6. Schichtmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das isolierende Element bildende Filz aus Mineralfasern, insbesondere durch ein Bindemittel agglomerierten Glasfasern besteht.
7. Schichtmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das isolierende Element bildende Filz aus organischen, gegebenfalls durch ein Bindemittel agglomerierten Fasern besteht.
8. Schichtmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das isolierende Element bildende Filz aus einem Gemisch aus Mineralfasern oder organischen Fasern besteht, welche gegebenenfalls durch ein Bindemittel agglomeriert sind.
9. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Element aus einem Filz besteht, dessen Fasern mittels eines Elastomeren verknüpft oder verbunden sind.
10. Schichtmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der das isolierende Element bildende Filz aus Glasfasern besteht, deren Länge wenigstens in Dezimetergrößenordnung und deren mittlerer Durchmesser zwischen etwa 10 und 40 Mikron liegt und dessen Fasern in Parallelebenen ineinandergreifen und miteinander durch ein oder mehrere Elastomere verknüpft oder verbunden sind, welche aus natürlichen oder künstlichen Latices bestehen, in die ein oder mehrere Hilfsstoffe eingeführt sind, die für die chemische Brückenbildung zwischen dem Glas und den Elastomeren und/oder für die Koagulierung der Elastomere sorgen, wobei der prozentuale Gewichtsanteil an Bindemittel zwischen 20 % und 10 % des Filzgesamtgewichtes ausmacht.

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11. Schichtmaterial nach einem der Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei an die Platten angeklebten isolierendem Element deren öberflächig liegende Poren zumindest teilweise kolmatiert bzw. verschlossen sind.
12. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das isolierende Element aus einem porösem Material, insbesondere einem expandierten Kunstharzschaum, beispielsweise Polyvinylchlorid oder Polyurethan besteht.
13. Schichtmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Element aus einem Filz aus Mineralfasern, insbesondere Glasfasern besteht, der in einem thermoplastischen Kunstharzschaum, insbesondere PoIyvinylharz, wie z. B. weich gemachtem Polyvinylchlorid ausgebreitet ist.
14. Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Element durchnadelt ist.
15. Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Element aus einem Polystyrolschaumgeringer scheinbarer spezifischer Dichte, insbesondere in der Größenordnung von 5 bis 6 kg pro Kubikmeter besteht.
16. Schichtmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Element aus einem Polystyrolschaum besteht, der aus expandierten oder geschäumten Perlen erhalten wird, welche bis zur Erweichungstemperatur erwärmt und dann einer Verdichtung ausgesetzt sind, so daß dem Material die gewünschte Dicke und Dichte verliehen wird, wobei dieses Material anschließend unter Ausübung einer ausreichenden Kompression zur Aufrechterhaltung seiner Dicke gekühlt ist.

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17. Schichtmaterial nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die vorexpandierten, als Ausgangsmaterial verwendeten Perlen erhalten sind, indem ein Treibmittel enthaltende Polystyrolgranulate einer Vorexpansion bei atmosphärischem Druck durch Behandlung mit Dampf und nach Konditionierung einer anschließenden Dampfbehandlung im Autoklaven ausgesetzt sind.
18. Schichtmaterial nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die als Ausgangsmaterial verwendeten vorexpandierten Perlen erhalten sind, indem man ein Treibmittel enthaltende Polystyrolgranulate durch Luft bei einer Temperatur oberhalb 90⁰C bis 100°C vorwärmt, wobei die Granulate dann mittels Dampffbehandelt sind.
19· Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 16 , dadurch gekennzeichnet , daß das isolierende Element aus einem Polystyrolschaum besteht, der bei der Herstellung einer Kompressionsbehandlung und einer anschließenden Behandlung mittels Dampf ausgesetzt worden ist.
20. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Platten aus Gips, gegebenenfalls mit Sand als Füllstoff bestehen.
21. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Platten aus durch ein Bindemittel agglomerierten Holzpartikeln gebildet sind.
22. Schichtmaterial nach einen oder mehreren der Ansprüche

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1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten aus Metall bestehen.
23. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4 und 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Element aus zwei durch eine Luftschicht voneinander getrennten Schichten besteht.
24. Schichtmaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schichten des isolierenden Elements durch regelmäßig verteilte Distanzstücke in Abstand zueinander gehalten sind.
25. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, 15 bis 19 und 23 bis 24, gekennzeichnet durch zwei Halbtrennwände mit je einem Schichtmaterial, das insbesondere einer fasrigen oder zellartigen isolierenden Platte zugeordnet ist, wobei die Anordnung durch ein Gerippe oder einen Rahmen gehalten ist.
26. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum zwischen den beiden, das isolierende Element bildenden Schichten eine Luftzirkulation hergestellt ist.
27. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des die beiden Schichten des isolierenden Elements trennenden Zwischenraumes Kanäle zur Aufnahme von Rohren oder dergleichen vorgesehen sind.
28. Schichtmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Schichtmaterials anzubringende Geräte an einer Innenfläche einer der beiden das isolierende Element bildenden Schichten befestigbar sind.

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