DE2461775A1

DE2461775A1 - Schichtglasscheibe

Info

Publication number: DE2461775A1
Application number: DE19742461775
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Lambert; Lucien Leger
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1974-01-29
Filing date: 1974-12-30
Publication date: 1975-07-31
Also published as: SE7415771L; FR2259068A1; AT361152B; ES433028A1; CA1034861A; ATA1017074A; DK152576C; US4011356A; DK654074A; DK152576B; IT1027029B; JPS50108314A; NO744531L; FR2259068B1

Description

DR. MÖLLER-BORS DIPL-ING. GROENING DIPL. CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-CHEM. DR. SCHÖN DlPL-PHYS. HERTEL _

PATENTANWÄLTE / H ö I / / 0

3 0. DEZ. 1974

G 2392

GLAVERBEL-MECANIVER

-

,. Watertnael—Boitsf ort, Belgien₍

Schichtglasscheibe

Die Erfindung betrifft eine Schichtglasscheibe mit zwei · oder mehr Platten bzw..Schichten eines" Glasmaterials, deren aufeinanderfolgende, gegenüberliegende Oberflächen miteinander durch eine dazwischenliegende Schicht eines Klebstoffmaterials verbunden sind. Die Erfindung bezieht sich speziell auf die akustischen Eigenschaften solcher Scheiben·

Die Verwendung großer Flächenbereiche von Fenstern und anderer Platten, beispielsweise Glastrennwände, wie dies in der modernen Architektur üblich ist, führt zu dem Problem, wie sich in Räumen, in deren Wänden die Tafeln installiert sind, vor allem in geräuschstarken Umgebungen, erträglicheSchallpegel erreichen lassen. Das Problem ist besonders akut im Falle von Fenstern, die auf der Seite stark frequentierter Straßen oder in der Nähe von Flugplätzen liegen* In diesen Fällen sind Glasscheiben bzw» -tafeln erforderlich, die gute schallisolierende Eigenschaften haben. Derartige Glasplatten werden auch für Trennwände in Innenräumen benötigt, beispielsweise für Aufzeichnungs- und Rundfunkstudios. -

509831/0529

™ C* ·"

Eine aus einer einzigen Glasplatte bestehende Scheibe, beispielsweise ein übliches Flachglasfenster, hat einen Durchgangsverlust, d.h. eine Schallreduzierung, deren Ausmaß von den Abmessungen der Platte und der Frequenz des auftretenden Schalls abhängt. Bei einer gegebenen Platte ist der Durchgangsverlust für höhere Schallfrequenzen in einem bestimmten Schallfrequenzbereich höher. Für eine gegebene Schallfrequenz in diesem Bereich, die auf eine Platte mit gegebener Länge und Breite auftrifft, nimmt der Durchgangsverlust mit steigender Plattenstärke zu.

Um die schallisolierende Wirkung einer Platte zu erhöhen, wäre es deshalb lediglich erforderlich, die Stärke der Platte zu vergrößern.

Eine Vergrößerung der Stärke der Platte hat" jedoch auch einen Einfluß auf die Breite des in Betracht gezogenen Frequenzbereichs.

Dieser Berpich ist an seinem unteren Ende von der Frequenz der Schallschwingung begrenzt, welche der Grundresonanzfrequenz der Platte entspricht. Eine wesentliche Abnahme des Durchgangsverlustes erfolgt bei oder über der Resonanzfrequenz.

Es wurde berechnet, daß die Grundresonanzfrequenz einer Platte gegebener Länge und Breite direkt proportional der Stärke der Platte ist.

Über der Resonanzfrequenzzone nimmt der Durchgangsverlust bei einer gegebenen Platte mit der Frequenz des auftreffenden Schalls, wie vorstehend beschrieben, zu, bis eine Frequenz erreicht wird, bei welcher der sogenannte "Koinzidenzeffekt¹¹ entsteht. Die Frequenz der Schallwellen, welche den Koinzidenzeffekt bei einer gegebenen Platte entstehen lassen,

509831/0529

hängt von dem Einfallswinkel dieser Wellen auf die Platte ab und entspricht der Frequenz, bei welcher die auf die Platte projizierte auftreffende Wellenlänge gleich der Wellenlänge der freien Biegewellen in der Platte ist. Die unterste Schallfrequenz, bei welcher die Koinzidenz erfolgt, die kritische Koinzidenzfrequenz, ist die Frequenz, welche einer Schallwellenlänge entspricht, die gleich der Wellenlänge der freien Biegewellen in der Platte ist, d. h. wenn der Einfallswinkel des Schalls 9o° beträgt, also bei streifendem Einfall. Wenn der Koinzidenzeffekt * auftritt, wird der Durchgangsverlust über der Scheibe infolge der wirksamen mechanischen Verbindung zwischen der Scheibe und der Umgebungsluft verringert.

Diese kritische Frequenz i.st unabhängig von der Länge und der Breite der Platte, nimmt jedoch ab, wenn die Stärke der Platte zunimmt.

Wenn also zur Erhöhung des Schalldurchgangsverlustes

durch eine Platte diese eine vergrößerte Stärke erhält, ergibt sich, daß eine solche Vergrößerung der Stärke der Platte den Bereich der Schallfrequenzen einengt, bei welchen der vergrößerte Schalldurchgangsverlust erhalten wird. Betrachtet man einzelne Glasplatten mit einer Fläche von Im₁ beispielsweise zwei Platten mit einer Stärke von 6 mm und 12 mm, so liegen deren Resonanzfrequenzen bei annähernd 3o Hz bzw. 6o Hz und ihre kritischen Koinzidenzfrequenzen bei annähernd 2ooo Hz und looo Hz. Gegenwärtig anerkannte Theorien sagen vorher, daß eine Verdoppelung der Stärke einer Platte auf diese Weise eine Erhöhung von 6 dB des Schalldurchgangsverlustes für den Schall einer gegebenen Frequenz ergibt. In den betrachteten Fällen wird diese Erhöhung des Schalldurchgangs jedoch nur über einen Bereich von 6ο Hz bis looo Hz erzielt, da in den Bereichen von bis 6o Hz und looo bis 2ooo Hz der Vorteil der Verdoppelung

* I. Cremer, Theorie der Schalldämmung dünner Wände bei schrägem Einfall - S. 93, 9^.

SO 9831/0529

der Plattenstärke verloren geht durch die Überdeckung der Resonanz- oder Koinzidenzeffekte. Es ist zu berücksichtigen, daß die hier angegebenen Zahlen auf der Theorie beruhen und nur annähernd durch den Versuch bestätigt sind.

Um die schallisolierenden Eigenschaften einer Scheibe zu vergrößern, wird bekanntlich der Durchgangsverlust der Scheibe dadurch erhöht, daß eine einzige Scheibe von zwei oder mehr dünneren Glasscheiben der gleichen Gesamtstärke ersetzt werden, die mittels einer Schicht oder mit Schichten von dazwischenliegenden Klebstoffmaterial miteinander verbunden werden.

Der Durchgangsverlust bei der kritischen Frequenz für eine solche Scheibe wird etwas größer sein, als der Durchgangsverlust bei der kritischen Frequenz für· die dicke Einzelscheibe. Dies gewährleistet eine verbesserte akustische Isolation. Diese Verbesserung ist jedoch nicht ausreichend.

Ein Weg zur Erhöhung des Durchgangsverlustes besteht darin, die Stärke der dazwischenliegenden Schicht bzw. Schichten zu erhöhen. Die Erhöhung der Stärke der dazwischenliegenden Schicht bzw. Schichten aus Klebstoff steigert die Kosten der Scheibe merklich.

Ein Faktor, der zu der schallisolierenden Wirkung einer solchen Scheibe beitrag, ist die Dämpfung, die durch die dazwischenliegende Schicht oder Schichten des Klebstoffs herbeigeführt wird. Um diese Dämpfung zu messen, hat die Anmelderin einen Versuch entwickelt, um das Verhalten einer Schichtscheibe bzw. aus mehreren Platten bestehenden Scheibe und einer monolithischen Scheibe, die von einer einzigen Glasplatte gebildet wird, zu vergleichen, wenn diese Scheiben einer Schwingung ausgesetzt werden.

50983 1 /0S29

Der Versuch wird bei 2o°C ausgeführt. Für die Ausführung des Versuches wird die Stärke einer jeden einzelnen Glas-;-platte der Schichtscheibe gemessen. Es wird ein monolithischer Stab von 2o cm Länge und 2 cm Breite mit einer Stärke, die gleich der gesamten gemessenen Stärke der Glasplatte der.Schichtscheibe ist, hergestellt. Aus der Schicht scheibe wird ebenfalls ein Schichtstab der gleichen Abmessung geschnitten« Der monolithische Stab wird an Stellen gehaltert, die 5 cm von jedem seiner Enden entfernt liegen. Eiri Ende wird mit einer variablen Frequenz bei im wesentlichen konstanter Amplitude in Schwingung versetzt. Die Amplituden der Schwingungen, die auf das andere Ende des monolithischen Stabs übertragen werden, werden kontrolliert und in einem Diagramm über der Frequenz der Schwingungen aufgetragen. Dieses Diagramm zeigt eine Reihe von AmpAitudenspitzen unterschiedlicher Höhen, die den verschiedenen Frequenzbereichen entsprechen. Die höchste Amplitudenspitze tritt bei einer Frequenz des monolithischen Stabs ein, die von der Anmelderin als Basisfrequenz f* bezeichnet wird. Diese Basisfrequenz kann in eine imaginäre bzw. theoretische Basisfrequenz f umgewandelt werden, worunter die Frequenz zu verstehen ist, bei welcher die höchste Amplitudenspitze für den geschichteten Stab auftreten würde, wenn dieser in gleicher Weise in Schwingung versetzt würde, vorausgesetzt, daß keine Dämpfung in der Klebstoffzwischenschicht bzw. den KlebstoffZwischenschichten des Schichtkörpers auftreten würde. Diese theoretische Basisfrequenz wird durch folgende Gleichung ausgedrückt : ·' '

f = f *

Dabei sind e die Gesamtstärke der Glasplatten des ge schichteten Stabes, diese Stärke ist gleich der Stärke des monolithischen Stabes, ρ die Dichte des Glasmaterials,

509831/0529

e. die Gesamtstärke der dazwischenliegenden Klebstoffschicht bzw. -schichten des geschichteten Stabes und P. die Dichte des Klebstoffs.

Nach dem Versuch an dem monolithischen Stab wird der geschichtete Stab in gleicher Weise an Punkten gehaltert, die 5 cm von jedem seiner Enden weg liegen. Ein Ende des Stabes wird bei einer variablen Frequenz im wesentlicher konstanter Amplitude in Schwingung versetzt. Die auf das andere Ende des geschichteten Stabes übertragenen Schwingungsamplituden werden kontrolliert und in einem Diagramm über der Frequenz der Schwingungen aufgetragen. Die höchste Amplitudenspitze dieses Diagramms tritt bei einer Frequenz auf, welche die Anmelderin mit gemessener Basisfrequenz f des geschichteten Stabes bezeichnet. Diese gemessene Basisfrequenz f des geschichteten Stabes kann mit der theoretischen Basisfrequenz f verglichen werden, die man aus dem vorstehend beschriebenen Versuch an dem monolithischen Stab erhält.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Schichtglasscheibe mit wenigstens einer dazwischenliegenden Schicht aus Klebstoff zu schaffen, die, wenn sie mit einer bekannten dazwischenliegenden Schicht der gleichen Stärke verglichen wird, einen erheblich größeren Schalldurchgangsverlust, insbesondere im oberen Bereich der Hörfrequenzen, hat.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer- Schichtglasscheibe mit zwei oder mehr Platten aus Glasmaterial^ deren aufeinanderfolgende, zueinander weisende Oberflächen miteinander durch eine dazwischenliegende Schicht aus Klebstoff verbunden werden, dadurch gelöst, daß der gemessene Wert der Basisfrequenz f der Schicht scheibe gemessen nach dem beschriebenen Versuch im Bereich zwischen o,7o f £ f ^.o,97 f ist.

509831/0529

Der Ausdruck "Glasmaterial" umfaßt nicht nur Glas, sondern auch vitrokristallines Material, worunter ein Material zu verstehen ist, das aus Glas dadurch gebildet wird, daß es einer thermischen Behandlung unterworfen wird, um so die Bildung von einer oder mehreren Kristallphasen im Glas herbeizuführen·

Die Erfindung ist anwendbar auf durchsichtige und lichtdurchlässige Glasscheiben, auf gefärbte Glasscheiben und auf Scheiben, die eine oder mehrere Glasplatten aufweisen, die einer speziellen Behandlung unterworfen wurden, um ihnen eine gewünschte Eigenschaft zu geben, beispielsweise einer Nachglüh- bzw. Härtungsbehandlung, um die Festigkeit der Platte bzw. der Platten zu erhöhen, oder einer Beschichtung sbehandlung .

Wenn man eine erfindungsgemäße Glasscheibe mit einer anderen Glasscheibe der bisher bekannten Art vergleicht, deren verschiedene Komponenten die gleichen Abmessungen haben, so wurde erfindungsgemäß gefunden, daß in dem oberen Bereich der Hörfrequenzen der Schalldurchgangsverlust quer durch die Scheibe beträchtlich durch Anwendung der Erfindung verbessert wird* Diese Zunahme des Schalldurchgangsverlustes ergibt sich infolge der beträchtlichen und wirksamen Dämpfung, die in der dazwischenliegenden Schicht bzw. den dazwischenliegenden Schichten der Glasplatte gemäß der Erfindung erfolgt.

Der erfindungsgemäß erreichte Vorteil wird unter Berücksichtigung der von der Anmelderin ausgeführten Versuche deutlicher, die den tatsächlichen Schalldurchgangsverlust durch eine Scheibe gemäß der Erfindung messen, die aus zwei Glasplatten gleicher Stärke besteht, welche über eine Zwischenschicht aus Klebstoff verbunden sind. Diese Ergebnisse werden mit den Ergebnissen verglichen, die an einer

50 9 831/0 529

einzelnen Glasplatte erhalten werden, deren Stärke gleich der Gesamtstärke der Glasplatten des Schichtkörpers ist.

Diese Versuche sind nach einem Verfahren durchgeführt, das von der Internationalen Normenorganisation (ISO) unter dem Titel "Field and Laboratory Measurements of airborne and impact Organization for Stadardization" unter dem Zeichen ISO R lko-I960 (F) veröffentlicht wurde. Es wurde bereits erwähnt, daß der Durchgangsverlust und die kritische Frequenz einer einzelnen Glasplatte abhängig von der Stärke der Glasplatte sind. Wenn diese einzelne Glasplatte durch einen Schichtkörper gemäß der Erfindung von gleicher Gesamtglasplattenstärke ersetzt wird, bleibt der Durchgangsverlust im unteren Frequenzbereich unverändert, die kritische Frequenz des Schichtkörpers wird jedoch nach oben verschoben, so daß der Frequenzbereich, über welchem ein besserer .Durchgangsverlust erreicht wird, erweitert ist.

Für eine Einzelglasplatte von 8 mm tritt beispielsweise die kritische Frequenz bei 1600 Hz auf. Dabei stellt sich eine wesentliche Verringerung des Durchgangsverlustes ein. Wenn diese Einzelglasplatte durch einen Schichtkörper aus zwei Platten von 4 mm Stärke ersetzt wird, die miteinander durch eine Zwischenschicht aus Klebstoff gemäß der Erfindung verbunden sind, wird die kritische Frequenz zu dem Bereich von 2500 bis 3ooo Hz verschoben, wodurch der Frequenzbereich erheblich erweitert wird, über welchem der Durchgangsverlust, der sich für eine Glasstärke von 8 mm ergibt, eintritt. In dem oberen Bereich der Frequenzen'sind außerdem die Auswirkungen der Abnahme des Durcbgangsverlustes der kritischen Koinzidenzfrequenz für das Ohr weniger merkbar. Dieser zweifache Vorteil ist bei den bisher bekannten Schichtkörperscheiben nicht vorhanden. Bei herkömmlichen Schichtkörperscheiben mit einer bekannten Zwischenschicht von 0,76 mm Stärke ergibt sich, daß die gemessene Basis-

509831/0529

frequenz; f praktisch f ist. Dies beruht auf der Tatsache, daß nur eine kleine Dämpfung in der bekannten Zwischenschicht bzw. den bekannten Zwischenschichten erfolgt, wenn diese Zwischenschicht bzw. Zwischenschichten nicht eine beträchtliche Stärke haben.

Dieser Versuch ist lediglich ein Weg, eine Schichtkörperscheibe mit wenigstens einer Zwischenschicht mit wenigstens einer monolithischen Platte der gleichen Gesamtglasplattenstärke zu vergleichen. Es'ist zu berücksichtigen, daß andere Versuche an der gleichen oder an einer ähnlichen Scheibe verschiedene Resultate ergeben können. Wenn im folgenden Bezug auf die gemessene Basisfrequenz oder auf den Bereich dieser Frequenz genommen wird, so ist darunter die Basisfrequenz einer Scheibe oder deren Frequenzbereich gemessen nach dem vorstehend beschriebenen Versuch zu. verstehen.

Vorzugsweise hat die Schichtkörperscheibe eine gemessene Basisfrequenz, die im Bereich von o,75 f '-, f £o,9o f liegt, da sich dieses Intervall als optimaler Bereich erwiesen hat.

Vorteilhafterweise hat die Zwischenschicht oder wenigstens eine Zwischenschicht eine selbsthaltende Schicht aus Kunststoff, da dadurch der Herstellungsprozeß vereinfacht wird. Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die Zwischenschicht oder wenigstens eine Zwischenschicht einen Kunststoff aufweist·, dem ein Weichmacher zugesetzt worden ist, da dadurch die Verwendung von herkömmlichem Kunststoff möglich ist, der ohne den Zusatz des Weichmachers der Scheibe die gewünschte gemessene Basisfrequenz nicht geben würde.

Vorzugsweise ist der Weichmacher in einem Gewichtsprozentanteil der Zwischenschicht zwischen 3<>,5 und 35 % vorhanden, da ein solcher Anteil sehr vorteilhaft ist.

50983 1/0529

- Io -

Vorzugsweise ist der Kunststoff Polyvinylbutyral, da dieses Material besonders geeignet ist.

Polyvinylchlorid, welches von Natur aus viskoelastische Eigenschaften hat, die für die betrachteten Zwecke gut sind, ist ein weiteres, besonders geeignetes Material für die Herstellung der Zwischenschicht oder der Zwischenschichten.

Wenn ein Klebstoff verwendet wird, ist unter normalen Umständen der Schalldurchgangsverlust größer bei einer stärkeren Zwischenschicht. Es wurde jedoch gefunden, daß die Zunahme des Durchgangsverlustes für eine gegebene Erhöhung der Stärke dieser Schicht besonders günstig für dünne Zwischenschichten ist, und daß, wenn einmal eine bestimmte Stärke der Zwischenschicht erreicht ist,'eine weitere Erhöhung der Stärke dieser Schicht merklich zur Kostenerhöhung der Glasscheibe beiträgt, ohne jedoch eine entsprechende Erhöhung des Wirkungsgrades der Schallisolierung der Scheibe zu geben.

Vorzugsweise hat deshalb die Zwischenschicht oder wenigstens eine Zwischenschicht eine Stärke von weniger als l,o mm. Schichten mit einer solchen maximalen Stärke ergeben sehr gute Schalldurchgangsverluste und sind erheblich billiger in Schichtkörperscheiben einzubringen als dickere Schichten.

Vorzugsweise beträgt die Stärke der Zwischenschicht oder wenigstens einer Zwischenschicht weniger als 0,38 mm oder ist diesem Wert gleich. Ausführungsformen der Erfindung mit diesem Merkmal sind, obwohl sie als Schallisoliersperren etwas weniger wirksam sind als die vorher beschriebenen Ausführungen der Erfindung, trotzdem für viele Zwecke geeignet und merkbar billiger herzustellen als ähnliche Scheiben mit dickeren Zwischenschichten aus Klebstoff.

509831 /0529

Die. Laminat- bzw. Schichtkörperscheibe kann gewünschtenfalls wenigstens zwei Glasplatten verschiedener Stärken haben, da dies einen vorteilhaften Einfluß auf die Art und Weise haben kann, in der Koinzidenzerscheinungen die Schichtscheiben beeinflussen. Beispielsweise kann die Schicht· scheibe zwei Glasplatten aufweisen, von denen die eine wenigstens doppelt so stark wie die andere ist.

Die Erfindung umfaßt- eine Mehrfachglasscheibe mit einer ersten Glasscheibe, welche eine erste Glasplatte hat, und am Rand im Abstand davon gehalten eine zweite Schichtplatte der vorstehend beschriebenen Weise.

Solche Mehrfachglasscheiben bilden eine sehr wirksame isolierende Schallsperre.

Die Mehrfachglasscheiben, auf die sich die Erfindung bezieht, können durch Zusammenfügen von zwei oder mehr Glasscheiben im Abstand in einem Rahmen hergestellt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Scheiben mittels dazwischenliegender Abstandsstreifen im Abstand voneinander gehalten werden, die in Flächenabschnitten am Rand der Scheiben aufgeklebt oder durch Kitten befestigt sind.

Vergleicht man eine erste Mehrfachglasscheibe gemäß der Erfindung mit einer zweiten Mehrfachglasscheibe bekannter Bauweise, wobei die verschiedenen Bauteile gleiche Abmessungen haben, so ergibt sich, daß im oberen Bereich der Hörfrequenzen der Schalldurchgangsverlust'durch die Scheibe durch Anwendung der Erfindung beträchtlich verbessert ist* Diese Erhöhung des Schalldurchgangsverlustes ergibt sich infolge der bedeutenden und wirksamen Dämpfung, die in der Zwischenschicht bezw. den Zwischenschichten einer Mehrfachglasscheibe gemäß der Erfindung auftreten. Die Zunahme des Durchgangsverlustes ist insbesondere bei hohen Hörfrequenzen günstig.

5098 3 1/05 29

Vorzugsweise ist jede Glasplatte der Schichtscheibe dünner als die erste Scheibe. Im Optimalfall ist die Gesamtstärke der Schichtscheibe geringer als die der ersten Scheibe.

Wenn eine Schichtscheibe mit Platten vorhanden ist, die dünner ist als die erste Scheibe, ist die kritische 'Koinzidenzfrequenz der zweiten Schichtscheibe hoher als die der ersten Shheibe. Ein hörbarer helltönender Schall wird in der ersten Zwischenschicht oder den Schichten stark gedämpft, während die Verwendung von wenigstens einer stäi~- keren Glasplatte, d. h. der ersten Glasplatte, einen hohen Durchgangsverlust für niederfrequenten Schall ergibt. Um diesen Effekt zu erhöhen, wird bevorzugt, daß sich die Koinzidenzdurchgangsspitzen der jeweiligen Scheiben nicht wesentlich überlappen. Die erste Scheibe soll dabei eine Stärke haben, die wenigstens das 1,5-fache der Stärke der Schichtscheibe beträgt.

Bevorzugt wird, daß jede Glasplatte der Schichtscheibe höchstens die Hälfte der Stärke der ersten Scheibe hat, da dadurch ein deutlicher Unterschied der Koinzidenzfrequenzen der beiden Scheiben gewährleistet ist.

Erfindungsgemäße Scheiben, bei welchen die erste Scheibe wenigstens 8 mm stark ist, geben sehr gute Durchgangssperre^ insbesondere hinsichtlich niederfrequenter Tone.

Erfindungsgemäße Scheiben, deren Schichtscheibe Glasplatten hat, von denen jede höchstens 4 mm stark ist ^ sind äußerst wirksam als Schalldurchgangsbarrieren, insbesondere hinsichtlich hoher hörbarer Frequenzen.

Vorzugsweise sind die erste und die zweite Scheibe nicht fest dynamisch miteinander verbunden, d. h. sie sind nicht so gekuppelt, daß, wenn eine von ihnen in Schwingung versetzt

50 9 831/0529

wird, beispielsweise durch das Auftreffen einer akustischen Schwingung, dies zu einer Schwingung der anderen dieser Platten mit im wesentlichen der gleichen Frequenz und Amplitude führt. Der Ausdruck "im wesentlichen die gleiche" ist jedoch, soweit es die Amplitude betrifft, großzügig auszulegen und läßt Toleranzen von bis zu 2o % zu. Für diesen Zweck wird bevorzugt, daß die Glasscheiben im Abstand mittels eines oder mehrerer Abstandselemente gehalten werden, die an die Randteile der Scheiben geklebt werden. Das Zusammenkleben von zwei Scheiben über einen oder mehrere Abstandselemente auf diese Weise ermöglicht es, daß jede Schallschwingung, die von einer Scheibe über ein solches Abstandselement oder solche Elemente auf die andere Scheibe übertragen wird, von den Klebstoffschichten gedämpft wird.

Eine erfindungsgemäße Mehrfachglasscheibe wird vorzugsweise in einer Wand so installiert, daß die'erste Scheibe der' · Schallschwingungsquelle näher liegt als die zweite Scheibe, d. h. die erste Scheibe ist näher an der Außenseite des Zimmers oder eines anderen Raums, der akustisch iloliert werden soll. Diese Anordnung ist besonders geeignet für Außenfenster von Gebäuden, da die erste Scheibe dann die zweite Scheibe vor mechanischen Stoßen schützt, die von außerhalb des Gebäudes herrühren.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 und 2 sind Querschnitte durch Schicht^glasscheiben. Fig. 3 und k sind Querschnitte durch Zweifachglasscheiben.

Fig. 1 zeigt eine Glasscheibe aus zwei Platten 1 und 2 aus Kronglas, von denen jede 4-mm stark ist und die miteinander durch eine Zwischenschicht 3 eines Kunststoffklebstoffs von 0,76 mm Stärke verbunden sind. '

509831/0529

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen durch die nachstehenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Eine Glasscheibe, die wie in Fig. 1 gezeigt hergestellt ist, hat eine Zwischenklebstoffschicht 3 aus Polyvinylbutyral, was gegenwärtig bei der Herstellung von herkömmlichen Schichtglasscheiben benutzt wird. Diese Scheibe ist deshalb nicht erfindungsgemäß aufgebaut, sondern dient nur Vergleichszwecken.

Die Scheibe wird dem vorstehend beschriebenen Versuch ausgesetzt. Die gemessene Basisfrequenz f für einen Stab, der aus der Scheibe geschnitten wird, ergibt sich zu etwa 670 Hz und ist praktisch gleich der theoretischen Basisfrequenz f , die aus der gemessenen Basisfrequenz f* eines monolithischen Stabes (69^ Hz) abgeleitet ist.

Beispiel 2

Es wird eine Glasscheibe, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, hergestellt, mit einer Zwischenschicht 3 aus Polyvinylbutyral, dem eine Menge eines Weichmachermittels zugesetzt wurde (Flexol, Union Carbide). Der Weichmacher hat einen Anteil von 33 Gew.-% der Schicht.

Aus dieser Scheibe wird ein Stab geschnitten und dem beschriebenen Versuch unterworfen. Die gemessene Basisfrequenz f für den Stab ergibt sich zu 595 Hz und ist somit f = 0,89 f , da die imaginäre bzw. theoretische Basisfrequenz etwa 670 Hz beträgt.

Die Scheibe entspricht somit der Erfindung.

509831/0529

Die Glasscheiben der Beispiele 1 und 2 werden vom Gesichtspunkt der akustischen Isolation über einen Schallbereich mittlerer und hoher Frequenzen verglichen. Es zeigt sich, daß die Glasscheibe von Beispiel 2, d. h. die erfindungsgemäße Scheibe, verglichen mit der Glasscheibe von Beispiel 1 eine Zunahme des mittleren Schalldurchgangsverlustes gemessen zwischen loo Hz und J2oo Hz von 2,3 dB hat xind die Verbesserung der akustischen Isolation hauptsächlich im oberen Frequenzbereich erreicht wird« Die Verwendung von Schichten von Polyvinylbutyral, in dem eine geeignete Menge eines Weichmachers eingeschlossen ist, ist deshalb vorteilhaft.

Beispiel 3

Gemäß Fig. 1 wird eine weitere Schichtglasscheibe hergestellt.

Diese weitere Schichtglasscheibe entspricht der Erfindung und hat eine Schicht 3 eines Mischpolymerisates von Polyvinylchlorid, welches Io g/kg Glycidylmethacrylat enthält, wobei diesem Mischpolymerisat ein Weichmacher in einem Anteil von ko Gew.-5ό der anderen Bestandteile zagegeben wird. Ein geeigneter Weichmacher für diese Zugabe ist Dioctylsebacat.

Diese Scheibe wird dem beschriebenen Versuch unterworfen. Die gemessene Basisfrequenz f für einen aus der Glasscheibe geschnittenen Stab ergibt sich zu etwa 5?6 Hz, wodurch man eine Näherungsgleichung von f = o,86 f erhält, da die imaginäre bzw. theoretische Basisfrequenz wieder etwa 670 Hz beträgt.

Die Glasscheibe wird mit der von Beispiel 1 unter dem Gesichtspunkt der akustischen Isolation verglichen. Man stellt eine -Verschiebung der kritischen Koinzidenzfrequenz zu den oberen Frequenzen hin fest, wodurch der Frequenzbereich erweitert wird, bei welchem der Schalldurchtrxttsverlust der Scheibe erreicht wird. Eine Zunahme des mittleren Schalldurchgangsverlustes, gemessen zwischen loo Hz und 32oo Hz₁ ergibt sich zu 2,4 dB.

0 9 8 3 1/0529

Beispiel 4

Gemäß Fig. 1 wird eine Glasscheibe gebaut, mit der Ausnahme, daß die Zwischenschicht 3 aus Kunststoff 0,38 nun stark ist und die Zusammensetzung von Beispiel 2 hat.

Der Versuch wird an dieser Scheibe (Scheibe A) ausgeführt. Man erhält die folgenden Ergebnisse:

f* = 694 Hz, f = 687 Hz, f = 615 Hz und f = 0,895 f

Eine zweite Glasscheibe (Scheibe B) wird entsprechend Fig. gebaut, welche zwei Platten 4, 5 aus Kronglas verschiedener Stärke hat, die miteinander durch eine Zwischenschicht 6 aus Kunststoffkleber von 0,38 mm Stärke verbunden werden, der aus Polyvinylbutyral besteht und 34 Gew.-% Weichmacher

(Flexol) bezogen auf das Gewicht der Schicht hat. Für die Glasplatten 4 und 5 werden Stärken von 5»5 bzw« 2,5 mm gewählt, so daß die Wirksamkeit dieser Scheibe direkt mit der Scheibe A verglichen werden kann.

Wenn die Scheibe B dem Versuch unterworfen wird, erhält man folgende Ergebnisse:

f* = 694 Hz, f = 687 Hz, f = 618 Hz und f = o,9o f

Die Scheiben A und B dieses Beispiels können auch vom Gesichtspunkt der akustischen Isolation mit der Scheibe von Beispiel 1, also einer bekannten Schichtscheibe, und der Scheibe von Beispiel 2 verglichen werden. Man sieht, daß die Scheiben A und B dieses Beispiels einen Gewinn bzw. eine Zunahme des mittleren Schalldurchgangsverlustes gegenüber der Scheibe des Beispiels 1 haben, wobei diese Zunahme ähnlich der Zunahme ist, die durch die Scheibe des Beispiels erhalten wird. Man sieht weiterhin, daß eine etwas größere Zunahme durch die asymetrische Scheibe dieses Beispiels,

0 9 8 3 1/0829

also die Scheibe B,im Bereich der kritischen Koinzidenzfrequenzen erreicht wird.

Beispiel 5

Die in Fig. 3 gezeigte Plate ist eine Zweifachglasscheibe mit zwei Glasplatten 7t 8, die am Rand im Abstand durch ein Abstandselement 9 gehalten sind. Die erste Scheibe 7 ist eine Einzelglasscheibe von 12 mm Stärke. Die zweite Scheibe 8 ist eine Schichtscheibe mit zwei Glasplatten lo, 11, von denen jede k mm stark ist und die miteinander über eine Schicht 12 eines Kunststoffklebers von 0,76 nun Stärke verbunden sind. Der Luftspalt zwischen den beiden Scheiben ist 12 mm breit.

Es sollen zwei Zweifachglasscheiben verglichen werden. Die erste Glasscheibe ist eine Scheibe, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist und deren Schicht 12 Polyvinylbutyral ist, welches 33'6ew,-5i bezogen auf die Schichtdicke eines Weichmachers (Flexol, Union Carbide Company) enthält. Die zweite Glasscheibe ist eine herkömmliche Doppelglasscheibe, die aus zwei Einzelplatten gebildet wird, wovon eine 12 mm stark und die andere 8 mm stark ist, wobei ihr Abstand einer Luftspaltbreite von 12 mm entspricht.

Der Versuch wird wieder an Stäben ausgeführt, die aus der zweiten Scheibe einer jeden der beiden Glasscheiben geschnitten werden. Die gemessene Basisfrequenz f des Schichtkörperstabes wird mit seiner imaginären Basisfrequenz f verglichen. Das Verhältnis zwischen f und f ergibt sich ,zu f = 0,89 f. Die beiden Doppelglasscheiben werden ebenfalls vom Gesichtspunkt der akustischen Isolation über einem Schallbereich von mittleren und hohen Frequenzen verglichen. Es ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Zweifach- bzw. Doppelglasscheibe verglichen mit der anderen, herkömmlichen Doppelglasscheibe eine Zunahme des mittleren Schalldurchgangsverlustes gemessen zwischen loo Hz und 32oo Hz von 3,3 dB ergibt. Der größere

509 8 31/0529

Teil der Zunahme der akustischen Isolation wird im oberen Frequenzbereich erhalten. Die Abnahme des Schalldurchgangsverlustes im Bereich der Koinzidenzfrequenzen ist praktisch verschwunden.

Die Verwendung einer Doppelglasscheibe, bei welcher eine Scheibe aus einem Schichtkörper besteht, der eine Schicht aus Polyvinylbutyral hat, in der eine entsprechende Menge eines Weichmachers enthalten ist, ist somit vorteilhaft.

Beispiel 6

Gemäß Fig. k wird eine Zweifachglasscheibe hergestellt, die in allen Punkten der des Beispiels 5 entspricht, mit der Ausnahme, daß das Abstandselement,·welches die beiden Scheiben auf Abstand hält, ein Abstandßelemeht 13 ist, das mit den Randabschnitten der Platten verklebt ist. Dieses Abstandselement 13 hat ein hohles Aluminiumprofil 1Λ, das mittels einer doppelten Verbindung 15 aus Thiokautschuk (Thiokol) oder aus Silikon verklebt ist.

Durch Ausführung der vorstehend beschriebenen Versuche ergibt sich das Verhältnis zwischen f und f der Schichtscheibe zu f = 0,89 f .

Die Zunahme des mittleren Schalldurchgangsverlustes ist höher als in Beispiel 5 und liegt bei etwa 4,3 dB.

Beispiel 7

Es wird eine Zweifachglasscheibe ähnlich der in Fig. 3 gezeigten mit zwei Glasscheiben 7 und 8 hergestellt, die am Rand im Abstand durch ein Abstandselement 9 gehalten sind.

50 9 831/0 529

Die erste Scheibe 7 ist eine Einzelglasscheibe von 12 mm
Stärke, die zweite Scheibe 8 eine Schichtscheibe mit zwei Glasplatten Io, 11, von denen jede k mm stark ist und die miteinander durch eine Zwischenschicht 12 aus Kunststoffmaterial verbunden sind. Dieses Material besteht aus einem Mischpolymerisat von Polyvonylchlorid mit einem Anteil an Glycidylmethacrylat (Io g/kg), wobei dem Mischpolymerisat Dioctylsebacat in einem Anteil von ko Gew.-% der.
anderen Bestandteile der Schicht zugesetzt ist.

Die Durchführung des vorstehend beschriebenen Versuchs
ergibt ein
f = o,86 f

ergibt ein Verhältnis zwischen f und f von

Die mittlere akustische Isolation, die man durch Verwendung dieser zweifachen Glasscheibe erhält, beträgt

etwa 3»6 dB mehr als die Isolation, die eine ähnlich
dimensionierte bekannte Zweifachglasscheibe ergibt.

509831/0529

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Schichtglasscheibe mit zwei oder mehr Platten aus Glasmaterial, wobei die aufeinanderfolgenden, einander gegenüberliegenden Flächen über eine Zwischenschicht aus Klebstoff verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der gemessene Wert der Basisfrequenz f einer solchen Schichtscheibe gemessen nach dem beschriebenen Versuch im Bereich zwischen o,7o f_o £ f £o,97 f_o liegt.

2..Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre gemessen Basisfrequenz im Bereich zwischen o,75 t έ. f ^r o,9o f liegt.

3· Scheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Zwischenschicht (3» 6, 12) eine selbsthaltende Schicht aus Kunststoff aufweist.

4. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Zwischenschicht (3> 6, 12) ein Kunststoff ist, dem ein Weichmacher zugesetzt ist.

5. Scheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher in einem Gewichtsanteil der Zwischenschicht von 3o,5 % bis 35 % vorhanden ist.

6. Scheibe nach Anspruch 4 oder 5 t dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polyvinylbutyral ist.

509831 /0529

7· Scheibe nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polyvinylchlorid ist.

8. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens einfach vorhandene Zwischenschicht eine Stärke von höchstens 1,ο mm hat.

9. Scheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine Stärke von höchstens 0,38 nun hat.

10. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei Glasplatten (^, 5) verschiedener Stärke hat.

11. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ' · dadurch gekennzeichnet, daß sie am Rand im Abstand von einer ersten Scheibe (7) einer Glasplatte gehalten ist, die zusammen mit der Schichtscheibe (8) eine Mehrfachglasscheibe bildet.

12. Scheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Glasscheibe (lo, 11) der Schichtscheibe dünner ist als die erste Scheibe (7)·

13. Scheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtstärke der Schichtscheibe (8) kleiner ist als die der ersten Scheibe (7)·

Ik. Scheibe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (7) eine Stärke hat, die das 1,5-fache der Gesamtstärke der Schichtschicht (8) beträgt.

509831 /0529

15· Scheibe nach einem der Ansprüche 12 bis l4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Glasplatte (lo, 11) der
Schichtscheibe wenigstens die halbe Stärke der ersten Scheibe (7) hat.

16. Scheibe nach einem der Ansprüche 11 bis I5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (7) wenigstens 8 mm stark ist.

17. Scheibe nach einem der Ansprüche 11 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtscheibe (8) Glasplatten (lo, 11) hat, von denen jede höchstens k mm stark ist.

18. Scheibe nach einem der Ansprüche 11 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen der. ersten
Scheibe (7) und der Schichtscheibe (S) höchstens

25 mm beträgt.

19. Scheibe nach einem der Ansprüche 11 bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (7) und die
Schicht scheibe (8) nicht fest dynamisch miteinander gekuppelt sind.

20. Scheibe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (7i 8) durch wenigstens einen oder mehr dazwischen angeordnete Abstandselemente (9) auf Abstand gehalten sind, die an ihren Randabschnxtten verklebt sind.

509831/0529

L e e r s e i t e

■Äl^.i&i-jei