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Schallabsorptionstafel, -brett, -platte o. dgl.
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Die Erfindung betrifft eine akustische Geräusche, Töne, Laute, Schall
o. dgl. absorbierende Tafel, Platte, ein derartiges Brett, einen derartigen Formkörper
o. dgl.; dieser Gegenstand wird nachstehend als "Schallabsorptionstafel" bezeichnet.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schallabsorptionstafel, die für die Anwendung
im Freien geeignet ist, wo Widerstandsfähigkeit gegen Wetter- bzw. Witterungsbedingungen,
feuerhemmende bzw. -zurückhaltende bzw. -verzögernde Eigenschaften sowie Eigenschaften
der Unentflammbarkeit, der Unbrennbarkeit bzw. der Flammsicherheit gefordert werden.
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Es sind bereits bestimmte Arten von Erzeugnissen zum Zwecke der Verwendung
als akustische Tafel bekannt. Eines dieser Erzeugnisse bekannter Art ist aus einer
Basis oder einem Substrat aus Sperrholz oder Kunststoff und Schichten aus Samt,
Filz o. dgl. zusammengesetzt, wobei letztere auf der Basis bzw. dem Substrat durch
Schichtung bzw. Laminierung ausgebildet sind. Diese Art von Erzeugnis hat jedoch
ihre Nachteile, und zwar insbesondere in Bezug auf Widerstandsfähigkeit
gegen
Wetter- bzw. Witterungsbedingungen, feuerhemmende Eigenschaften und Nichtbrennbarkeit,
weil seine akustische Struktur von Schichten organischer Materialien gebildet wird.
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Eine andere Art derartiger bisher verwendeter Produkte wird durch
Laminierung bzw. Schichtung einer anorganischen Basis bzw. Grundplatte oder eines
entsprechenden Substrats, wie beispielsweise einer Asbestzementplatte, Gipsplatte,
perforierten Metallplatte o. dgl., mit akustischen Schichten solcher anorganischer
Materialien, die damit verbunden bzw.
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daran gebunden werden können, wie beispielsweise Steinwolle, Glaswolle
o dgl., hergestellt. Diese Art von Erzeugnis, das aus anorganischen Materialien
hergestellt ist, erwies sich hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen Feuer und
Entflammbarkeit zufriedenstellend, wenn es jedoch an irgend einer Stelle im Freien
oder in staubiger Umgebung verwendet wird, dann kann es Feuchtigkeit, Staub oder
Rauch in seine anorganische akustische Struktur hinein absorbieren, was zur Folge
hat, daß sich die Schallabsorptionsqualität dieses Erzeugnisses verschlechtert.
Ein anderer Nachteil ist seine schlechte Schallabsorptionswirkung gegenüber Schall
niedriger Frequenz.
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Daher wurde bei der Entwicklung einer Schallabsorptionstafel, die
eine gute Schallabsorptionsfähigkeit besitzt, insbesondere bezüglich Schall niedriger
Frequenz, und die weiterhin hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Feuer, sowie
Unentflammbarkeits- bzw Unbrennbarkeitseigenschaften und Widerstandsfähigkeit gegen
Wetter- bzw. Witterungsbedingungen aufweist, und die weiterhin wirtschaftlich herstellbar
bzw.
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bei niedrigen Gestehungskosten verfügbar ist, aufgrund einer Reihe
von Untersuchungen und Experimenten gefunden, daß es möglich ist, eine Schallabsorptionstafel
mit den gewunschten Eigenschaften zu erzielen, indem man erfindungsgemäß zu einer
vorgegebenen
Menge von getrocknetem, gebranntem, gesintertem oder in ähnlicher Weise behandeltem
körner- bzw. körnchenförmigem Obsidian oder von getrocknetem, gebranntem, gesintertem
oder in ähnlicher Weise behandeltem körner-bzw. körnchenförmigem Perlit als anorganisches
Bindemittel Natriumsilicat und als Abbindungs-, Bettungs-, Festlegeo. dgl. -mittel
Natriumsiliziumfluorid in einem geeigneten Verhältnis hinzufügt, wobei man weiterhin
zu der Mischung Füllinittel, wie beispielsweise Calciumoxyd, Aluminiumoxyd, Zinkoxyd,
Kaolin, Diatomeenerde bzw. Kieselgur, Karborund (Siliziumkarbid) o. dgl., hinzufügt,
sofern erforderlich, und daß man dann das so erhaltene Material unter Druck zu einer
vorbestimmten Gestalt ausbildet bzw. formt.
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Nach weiteren Untersuchungen und Experimenten wurde weiterhin gefunden,
daß man eine zusammengesetzte Schallabsorptionstafel, welche noch vorteilhaftere
Schallabsorptionseigenschaften besitzt dadurch erhalten kann, daß man die in der
vorbeschriebenen Weise erhaltenen Schallabsorptionstafeln auf der Basis von Obsidian
oder Perlit mit Schichten von schallabsorbierender Struktur laminiert bzw. schichtet,
wobei letztere vorzugsweise eine Mehrzahl von mit Zwischenwänden versehenen, aufeinanderfolgenden
hohlen Abschnitten oder Abteilungen umfassen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das vorbeschriebene Perlit-
bzw. Obsidian-Schallabsorptionsbrett in der Weise hergestellt, daß man zu 100 Gewichtsteilen
von getrocknetem, gesintertem, gebranntem oder in ähnlicher Weise behandeltem körner-
bzw. körnchenförmigem Perlit oder von getrocknetem, gebranntem, gesintertem oder
in ähnlicher Weise behandeltem körner- bzw. körnchenförmigem Obsidian von 50 bis
zu 100 Gewichtsteilen Natriumsilicat als anorganisches Bindemittel
und
von 7 bis 12 Gewichtsprozent,bezogen auf das Natriumsilicat, Natriumsiliziumfluorid
hinzufügt, daß man diese Bestandteile miteinander vermischt bzw. vermengt und dann
2 diese Mischung unter einem Druck von 1.5 bis 3 kg/cm zu einer gewünschten Gestalt
formt bzw. ausbildet.
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Gemäß der Erfindung sind die Obsidian- bzw. Perlitkomponenten durch
Silicagele, die eine feine poröse Struktur haben, welche durch chemische Reaktionen
zwischen Natriumsilicat und Natriumsiliziumfluorid ausgebildet worden ist, miteinander
quer verbunden bzw. verkettet. Daher weist die Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel
gemäß der vorliegenden Erfindung sehr gute Widerstandsfähigkeitseigenschaften gegenüber
Wetter- bzw. Witterungseinflüssen bzw.
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-bedingungen auf, was einen hervorragenden technischen Fortschritt
gegenüber den konventionellen Schallabsorptionstafel darstellt.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist der Zusatz von Natriumsilicat zu
100 Gewichtsteilen von körner- bzw. körnchenförmigem Obsidian oder Perlit (spezifische
Wichte etwa 0.2) auf 50 bis 100 Gewichtsteile begrenzt, da in den Fällen, in denen
die Menge des zugefügten Natriumsilicats weniger als 50 Gewichtsteile beträgt, die
hergestellte Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel von 10 mm Dicke eine ungenügende
Festigkeit besitzt, wobei ihre Biegefestig-2 keit auf ein niedriges Niveau von weniger
als 7 kg/cm beschränkt ist, während dagegen eine Hinzufügung von Natriumsilicat
in einer Menge von mehr als 100 Gewichtsteilen zu einer unbefriedigenden Schallabsorptionsqualität
des Erzeugnisses führen kann.
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Außerdem ist bei der Erfindung die Menge des hinzuzufügenden Natriumsiliziumfluorids
auf 7 bis 12 Gewichtsprozent, relativ zur Menge des Natriumsilicats, beschränkt,
da es in den Fällen, in denen weniger als 7 Gewichtsprozent hinzugefügt werden,
zu einer unbefriedigenden Abbindung, Bettung, Festlegung o.dgl. der Obsidian- bzw.
Perlitkörner bzw. -körnchen kommen kann, wodurch die mechanische Festigkeit der
erzeugten Schallabsorptionstafel nachteilig beeinflußt wird; wenn dagegen mehr als
12 Gewichtsprozent hinzugefügt werden, kommt es zu einer Beschleunigung der chemischen
Reaktionen zwischen dem Natriumsilicat und dem Natriumsiliziumfluorid vor dem Formungsvorgang,
so daß auf diese Weise eine richtige und genaue Formung erschwert bzw. verhindert
wird.
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2 Die Begrenzung des Formungsdruckes auf 1,5 bis 3 kg/cm bezieht sich
auf die Tatsache, daß es bei Verwendung eines 2 Formungsdruckes von weniger als
1,5 kg/cm zu einem Erzeugnis kommt, welches eine Biegefestigkeit von weniger als
2 7 kg/cm besitzt, die ihrerseits ein unbefriedigendes Festigkeitsniveau für eine
Schallabsorptionstafel von 10 mm Dicke darstellt, wohingegen die Anwenden eines
Formungsdruckes 2 von mehr als 3 kg/cm zu einer nachteiligen Beeinflussung der Schallabsorptionsqualität
der erzeugten Obsidian- bzw.
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Perlit-Schallabsorptionstafel kommt, wobei die innerhalb der Tafel
vorhandenen Hohlräume, Lücken, Poren o. dgl. zu stark zusammengedrückt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger besonders bevorzugter
Ausführungsbeispiele von Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafeln gemäß der
Erfindung näher erläutert.
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Beispiel 1 Eineinhalb Liter getrockneter, gebrannter, gesinterter
oder in ähnlicher Weise behandelter körner- bzw. körnchenförmiger Obsidian (spezifische
Wichte unefä'hr 0.2) werden mit 200 g Natriumsilicat und 20 g Natriumsiliziumfluorid
gemischt. Die Mischung wird dann in die Preßform eingebracht und unter 2 einem Druck
von 2.5 kg/cm geformt. Nach Entfernung aus der Form wird das Erzeugnis getrocknet.
Es wurden Prüfungen von Probestücken der so erhaltenen Obsidian-Schallabsorptionstafel
ausgeführt. Die verwendeten Probestücke besaßen die folgende Dichte und die folgenden
Abmessungen: 0.45 g/cm3 Dichte, 10 mm Dicke und 303 mm Länge sowie die gleiche Brei-2
te. Das Erzeugnis zeigte eine Biegefestigkeit von 7.8 kg/cm Es wurde ein Nachhallraum-Test
ausgeführt, wozu ein Probestück der vorerwähnten Schallabsorptionstafel auf einen
Holzrahmen aufgeklebt wurde, um die Schallabsorptionsfähigkeit dieses Probestücks
innerhalb des Frequenzbereichs von 125 bis 4000 Hz zu messen. Die Ergebnisse waren
zufriedenstellend, wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist.
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Tabelle 1 Frequenz (Hz) 125 250 500 1.000 2.000 4.000 akustische
Absorptions- 0.53 0.53 0.42 0.42 0.47 0.61 fähigkeit
Beispiel 2
Test stücke von Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptions-3 tafeln, die eine Dichte
von 0.45 g/cm3, eine Dicke von 10 mm und eine Länge und Breite von jeweils 303 mm
besaßen, wurden gemäß m folgenden Verfahren und der folgenden Zusammensetzung hergestellt.
Eineinhalb Liter von getrocknetem, gebranntem, gesintertem oder in ähnlicher Weise
behandeltem körner- bzw. körnchenförmigem Obsidian bzw. Perlit wurden mit 250 g
Natriumsilicat und 25 g Natriumsiliziumfluorid gemischt. Die Mischung wird dann
in eine Form 2 eingebracht und unter einem Druck von 2 Kg/cm zu der vorbestimmten
Gestalt geformt. Nach Entfernung aus der Form wird das Erzeugnis getrocknet. Die
Biegefestigkeit der auf diese Weise erhaltenen Schallabsorptionstafel wurde zu 2
7.5 kg/cm gemessen. Ein Test über die akustische Absorptionsfähigkeit wurde in der
gleichen Weise wie oben bezüglich des Beispiels 1 erläutert, ausgeführt. Die Ergebnisse
waren zufriedenstellend, wie sich aus Tabelle 2 ergibt.
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Tabelle 2 Frequenz (Hz) 125 250 500 1.000 2.000 4.000 akustische
Absorptions- 0.78 0.81 0.65 0.56 0.74 0.75 fähigkeit Außerdem wurden Prüfungen über
die Beeinflussung durch Wetter-bzw. Witterungsbedingungen ausgeführt, indem getrennte
Sätze von Teststücken gemäß den obigen Beispielen 1 und 2 während 500 Stunden beschleunigten
bzw. rasch vorrückenden Wetter-bzw. Witterungsbedingungen, gemäß einem Wetter- bzw.
Witterungsmeßinstrument, ausgesetzt. Die Ergebnisse waren zufriedenstellend und
zeigten eine hervorragende Widerstandsfähigkeit der Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel
gemäß der +) spezifische Wichte ungefähr 0.2
Erfindung gegenüber
allen Wetter- bzw. Witterungsbedingungen.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die obige zusammengesetzte Obsidian-
bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung erläutert, das eine Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel umfaßt,
wie sie insbesondere vorstehend beispielsweise beschrieben worden ist, sowie eine
damit verbundene bzw. daran gebundene verstärkende akustische Struktur, die eine
Mehrzahl von feinen Hohlabschnitten oder Abteilungen aufweist.
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Die Zusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels bzw. dieser Ausführungsbeispiele,
die Vorteile und andere Einzelheiten werden nachstehend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert, in welcher einige besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Obsidian- bzw.
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Perlit-Schallabsorptionstafel dargestellt sind; und zwar zeigen im
einzelnen: Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer zusammengesetzten
Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig.
2 einen Querschnitt durch die Schallabsorptionstafel nach Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt,
der im wesentlichen längs der Linien A-A der Fig. 2 ausgeführt worden ist; Fig.
4 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform einer zusammengesetzten
Obsidian-bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel gemäß der Erfindung; und
Fig.
5 eine Schnittansicht, die im wesentlichen längs den Linien B-B der Fig. 4 ausgeführt
ist.
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In den Figuren der Zeichnung bedeutet das Bezugszeichen 1 eine Obsidian-
bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel gemäß der Erfindung; das Bezugszeichen 2 ist
einer gewellten Asbestzementtafel zugeordnet, 3 und 3' bedeuten Asbestzementtafeln,
während mit 4 eine Mehrzahl von hohlen Räumen bzw. Abteilungen bezeichnet ist und
5 eine in ihrer Gestalt stranggepreßte Asbestzementtafel ist, die eine Mehrzahl
von Ausnehmungen, Nuten o. dgl. besitzt.
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Die Figuren 1, 2 und 3 veranschaulichen also ein Ausführungsbeispiel
der zusammengesetzten Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel gemäß der Erfindung,
wobei Fig. 1 eine Aufsicht auf dieses Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen Querschnitt
durch dieses Ausführungsbeispiel und Fig. 3 eine Schnittansicht im wesentlichen
längs der Linien A-A der Fig. 2 darstellen. Dagegen ist in den Fig. 4 und 5 ein
anderes Ausführungsbeispiel der Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel gezeigt,
wobei Fig. 4 einen Querschnitt und Fig. 5 eine Schnittansicht im wesentlichen längs
der Linien B-B der Fig. 4 zeigen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 und 3 wird eine gewellte
Asbestzementplatte 2 mit Hilfe eines geeigneten Klebemittels, beispielsweise Epoxydharzklebemittel,
an eine Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel gebunden, wonach in gleicher
Weise eine (vorzugsweise ebene) Asbestzementplatte 2 mit der gewellten Asbestzementplatte
2 verbunden wird. Eine (ebenfalls vorzuysweise ebene) Asbestzementplatte 3' wird
mit jedem der Seitenbereiche der auf diese Weise ausgebildeten Dreischichtstruktur
verbunden bzw.
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an diese Seitenbereiche gebunden, wobei weiterhin eine weitere Asbestzementplatte
3' an die Oberfläche gebunden
bzw. mit dieser Oberfläche verbunden
wird, die entgegengesetzt zu der Oberfläche liegt, welche fest Uit der Asbestzementplatte
3 bedeckt ist (wobei jedoch die wesentliche Oberfläche der Schallabsorptionstafel
1 nach dieser Seite lib freiliegt). Auf diese Weise wird die aus der Obsidian-bzw.
Perlit-Schallabsorptionstafel 1 und der gewellten Asbestzementtafel 2 zusammengesetzte
Zweischichtstruktur sicher und fest innerhalb einer Umhüllung (bzw. eines Rahmens
o. dgl.) gehalten, die durch die Asbestzementtafeln bzw. -bretter 3 und 3' gebildet
wird. In dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel stellt die durch eine Mehrzahl
von Asbestzementtafeln gebildete Umhüllung nur ein Beispiel dar, es ist jedoch selbstverständlich
in gleicher Weise zulässig und möglich, eine derartige Umhüllung dadurch zu schaffen,
daß man Asbestzement integrierend bzw. einstückig als Umhüllung ausbildet, anstatt
daß man eine Mehrzahl von Asbestzementtafeln benutzt. Es ist weiterhin möglich,
eine andere geeignete Umhüllung (bzw. Rahmen o. dgl.) zu verwenden, der vorzugsweise
aus einem wetter- bzw. witterungsbeständigem Harz bzw. Kunststoff geformt ist.
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Wie die Figuren der Zeichnung weiterhin zeigen, ist bei der oben beschriebenen
zusammengesetzten Obsidian- bzwo Perlit-Schallabsorptionstafel eine akustische Struktur,
die eine Mehrzahl von hohlen Abschnitten oder Abteilungen 4 aufweist, an die Obsidian-
bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel 1 gebunden bzw. mit dieser verbunden, wobei die
Mehrzahl der hohlen Abschnitte oder Abteilungen 4 durch und zwischen Komponententeilen,
die alle anorganisch sind, der zusammengesetzten Schallabsorptionstafel ausgebildet
sind, nämlich die Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel 1, die gewellte Asbestzementtafel
2 und die Asbestzementtafeln 3 und 3' * Das Vorhandensein der eine Mehrzahl
von
hohlen Abschnitten oder Abteilungen 4 aufweisenden akustischen Struktur hat den
Vorteil einer guten Schallisolierung sowohl bezüglich der niedrigen als auch bezüglich
der hohen Frequenzbereiche des Schalls (Geräusche, Töne, Laute o. dgl.). Es erscheint
überflüssig, darauf hinzuweisen, daß diese zusammengesetzte Schallabsorptionstafel
eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Entflammbarkeit1 Feuer und Witterungsbedingungen,
insbesondere gegen Unwettereinflüsse besitzt.
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Die zusammengesetzte Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel
weist weiterhin einen guten technischen Fortschritt im Hinblick auf ihre Festigkeit
auf. Wenn beispielsweise das Erzeugnis der Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel
1 eine Dicke von 25 mm besitzt, die gewellte Asbestplatte 2 eine Dicke von 6,3 mm
hat, der Abstand zwischen der äußeren Oberfläche eines Grat es und einer Nut bzw.
Ausnahrung der gewellten Tafel 2, d.h. die Dicke der eine Nehrzahl von hohlen Abschnitten
oder Abteilungen 4 umfassenden akustischen Struktur 20 mm trägt und ferner die Dicke
der Asbestzementplatte 3 6 mm ist, dann besitzt das zusammen-2 gesetzte Erzeugnis
eine Biegefestigkeit von 118 kg/cm2 gegenüber nur 7 bis 10 kg/cm im Falle einer
Obsidian-bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel 1 von 10 mm Dicke. Bei dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die gewellte Asbestzementtafel 2 und die
Asbestzementtafeln 3 und 3' an die Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel
1 gebunden bzw. mit dieser verbunden, es ist jedoch auch möglich, die Asbestzementtafel(n)
3' wegzulassen bzw. einzusparen, sofern es gewünscht ist.
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Es sei nunmehr auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen, worin eine zusammengesetzte
Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel veranschaulicht ist, bei der eine Asbestzementtafel
5 von stranggepreßter bzw. extrudierter Gestalt, welche eine Mehrzahl von Ausnehmungen
besitzt, mit einem geeigneten Bindemittel (beispielsweise einem Epoxydharzbindemittel)
an eine Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel 1 gebunden bzw. mit dieser
verbunden ist. Wie man deutlich in der Zeichnung sieht, wird eine Mehrzahl von hohlen
Abschnitten oder Abteilungen 4 durch diese Ausnehmungen zwischen der Asbestzementplatte
5 und der Schallabsorptionstafel 1 ausgebildet. Wie im Falle der vorher beschriebenen
zusammengesetzten Schallabsorptionstafel besitzt auch diese Ausbildungsform einer
zusammengesetzten Schallabsorptionstafel einen erheblichen technischen Fortschritt,
insbesondere in Bezug auf die Schallisolierung und die Biegefestigkeit.
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Wie oben näher erläutert worden ist, besitzt die zusammengesetzte
Obsidian- bzw. Perlit-Schallabsorptionstafel gemäß der Erfindung eine Mehrzahl von
hohlen Abschnitten oder Abteilungen, und daher garantiert die Verwendung dieser
zusammengesetzten Schallabsorptionstafel eine viel bessere akustische Leistungsfähigkeit
bzw. viel bessere akustische Eigenschaften als die Verwendung einer Obsidian- bzw.
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Perlit-Schallabsorptionstafel allein. Darüber hinaus ist die zusammengesetzte
Schallabsorptionstafel, die aus anorganischen Elementen besteht bzw. solche aufweist,
unentflammbar bzw. -brennbar und widerstandsfähig gegen Feuer.
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Weiterhin weist sie solche Vorteile auf wie gute Widerstandsfähigkeit
gegen Wetter- bzw. Witterungsbedingungen, gute mechanische Festigkeit, gute Feuer-
bzw. Wärmebeständigkeit bzw. guten Erhitzungswiderstand bzw. gute Hitzefestigkeit,
und daher ist sie in hervorragender Weise für die Benutzung
zu
akustischen Zwecken bei Anordnung im Freien geeignet.
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Es sei der Vollständigkeit halber noch darauf hingewiesen, daß unter
dem Begriff "Schallabsorptionstafel" im Rahmen der vorstehenden Erfindung selbstverständlich
nicht nur ebene Tafeln sondern auch alle möglichen Formkörper verstanden werden
können, die Wände gemäß der Struktur der erfindungsgemäßen Schallabsorptionstafel
aufweisen.