PATENTANWÄLTE
DR. ANDREJEWSKI
DR.-ING. HONKE
ETK:':, ■- 'LATZ 3
Akte 46 627/Ns-ltw Essen, 8. September 1975
P atentanmeldung BFG GLASSGROUP
43, Rue Caumartin 75009 Paris / Frankreich
"Transparenttafel und Verfahren zu ihrer Herstellung"
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtdurchlässige Tafel, die wenigstens zwei durch ein oder mehrere
Abstandsglieder in Abstand voneinander gehaltene Scheiben umfaßt, welche mindestens einen Scheibenzwischenraum umschließen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solcher Tafel. Die Erfindung nimmt besonders
Bezug auf die akustischen und bei bestimmten Ausführungsformen auch auf die thermischen Eigenschaften derartiger
Tafeln.
Die Anwendung großer Fensterflächen und anderer Tafeln,
wie verglaster Trennwände, die ein Merkmal moderner Architek-turpraxis ist, läßt das Problem der Erzielung angenehmer
Schallpegel in Räumen, in deren Wänden die Tafeln eingebaut sind, aufkommen, insbesondere in lauter Umgebung. Dieses
Problem ist besonders akut im Falle von Fenstern, die gegen Verkehrsstarke Straßen gerichtet sind oder sich in der Nähe
von Flughäfen befinden und zur Anwendung in diesen Fällen sind lichtdurchlässige Tafeln mit guten akustischen Dämpfungseigenschaften ebenso erforderlich, Wie zur Bildung, von Innenwänden
, z.B. in Tonaufnahme- und Rundfunkstudios.
Lichtdurchlässige Tafeln aus zwei oder mehr durch ein oder mehrere Abstandsglieder in Abstand voneinander gehaltene
Glas- oder Plastikscheiben, wie sie zur Verwendung als Fenster mit dem Ziel einer Verminderung des Wärmeverlustes
von Gebäuden hergestellt wurden, verursachen auch eine Verminderung der Schalldurchlässigkeit, jedoch ist diese Schalldämmung
(Schallübertragungsverlust - "sound transmission loss") im allgemeinen für viele Zwecke unzureichend.
Diese Schalldämmung kann dirch Erweiterung des oder jedes
Scheibenzwischenraums vergrößert werden, jedoch verursacht dies Herstellungsschwierigkeiten und erhöht die Kosten der
Tafel; ferner macht dies die Verwendung eines größeren und daher schwereren und teureren Rahmens erforderlich, um die
Tafeln in ihrer Lage zu halten.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Massen der Scheiben einer Tafel verschieden zu halten, sowie die Massenverhältnisse
der verschiedenen Scheiben, um die akustischen
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Eigenschaften der Tafel zu verbessern.
Beim Auftragen eines Diagramms des Schalldämmwertes quer über eine gegebene Tafel gegen die verschiedenen
Frequenzen des auftreffenden hörbaren Schalls wird man feststellen, daß dies keine Gerade ergibt, sondern vielmehr
verschiedene·Bereiche mit übetragungsmaxima auftreten.
Ein solches Übertragungsmaximum tritt bei ziemlich hohen hörbaren Frequenzen auf und ist dem sogenannten
"Koinzidenz-Effekt" zuzuschreiben. Die Frequenz der Schallwellen, die den Koinzidenz-Effekt bei einer gegebenen Scheibe
verursachen, hängt vom Einfallswinkel dieser Wellen auf die Scheibe ab und entspricht der Frequenz, bei der die
projizierte einfallende Wellenlänge auf der Scheibe gleich der Wellenlänge der freien Biegeschwingungen in der Scheibe
ist. Daher ist die niedrigste Schallfrequenz, bei der Koinzidenz eintritt, die kritische Frequenz, jene, die
einer Schallwellenlänge gleich der freien Biegeschwingungs-Wellenlänge
entspricht. Den derzeit anerkannten Theorien zufolge nimmt die freie Biegeschwingungs-Wellenlänge mit
steigender Dicke, d.h. mit der Masse je Flächeneinheit, ab. Es ist bekannt, das Koinzidenz-Übertragungsmaximum quer über
eine Mehrfach-Verglasungseinheit dadurch zu verringern, daß
Scheiben verschiedener Massen verwendet werden, so daß das Koinzidenz-Maximum einer Scheibe bei einer anderen Frequenz
liegt als das einer anderen Scheibe.
Ein weiteres derartiges Übertragungsmaximum tritt bei einer Grund-Resonanzfrequenz der Tafel auf und auch dieses
hängt unter anderem von den Massen der Scheiben ab. Für eine Einzelscheibe gegebener Fläche wurde berechnet, daß die
Resonanzfrequenz mit der Masse der Scheibe ansteigt. Bei einer Mehrscheibentafel zeigt auch der Scheibenzwischenraum
eine Auswirkung auf die Resonanzfrequenz.
Im Mittelbereich der hörbaren Schallfrequenzen, d.h.
zwischen dem Koinzidenz- und dem Resonanz-Übertragungsmaximum steigt die Schalldämmung mit der Zunahme der Gesamtmasse der
Scheiben an.
Demnach ist festzustellen, daß im allgemeinen, obwohl
eine Erhöhung der Schalldämmung über diesen mittleren
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Frequenzbereich mit zunehmender Dicke der Scheiben eintritt, die Ausdehnung dieses Frequenzbereichs vermindert wird und
als Folge davon ist es in der Praxis außerordentlich schwierig, eine Mehrfachverglasungstafel zu konstruieren,
über die hinweg die durchschnittliche Schalldämmung einen gegebenen Wert überschreitet . Beispielsweise wird der
durchschnittliche Schalldämmwert quer über eine bekannte Doppelverglasungseinheit im allgemeinen 35 dB nicht überschreiten.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine lichtdurchlässige
Tafel aus wenigstens zwei durch ein oder mehrere Abstandsglieder in Abstand voneinander gehaltenen Scheiben
zu schaffen, welche im Vergleich mit einer bekannten Tafel ähnlicher Abmessungen verbesserte akustische Eigenschaften
aufweist und im Vergleich zu einer bekannten lichtdurchlässigen Tafel ähnlicher akustischer Eigenschaften verhältnismäßig
preiswert ist.
Die erfindungsgemäße lichtdurchlässige Tafel aus wenigsten· zwei durch ein oder mehrere Abstandsglieder in Abstand voneinander
gehaltenen Scheiben, welche wenigstens einen Scheibenzwischenraum umschließen,ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Scheiben wenigstens zwei verschiedene Massen je Flächeneinheit aufweisen und wenigstens ein gegen die Atmosphäre
abgedichteter Scheibenzwischenraum vorhanden ist, der ein gasförmiges Medium enthält, in dem die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
von der Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit in trockener Luft bei gleichem Druck und gleicher Temperatur
verschieden ist.
Eine der genannten Scheiben kann eine Einzelplatte eines Materials oder ein Laminat, d.h. eine Anordnung aus
zwei oder mehr aneinandergebundenen Platten sein. Eine solche Platte kann eine Platte aus Plastik oder aus einem glasartigen
Material sein. Der Ausdruck "glasartiges Material", wie er hier verwendet wird, bedeutet Glas und vitrokristallines
Material, d.h. ein Material/.;, welches hergestellt werden kann, indem man Glas einer Hitzbehandlung unterwirft, um
darin die Ausbildung einer oder mehrerer kristalliner Phasen zu bewirken.
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Es wurde festgestellt, daß es durch Ausübung der vorliegenden Erfindung möglich ist, lichtdurchlässige Tafeln
zu bauen, die verbesserte akustische Eigenschaften aufweisen
und recht einfach und daher preisgünstig herzustellen sind.
Auch ein weiterer und unerwarteter Vorteil ist auffallend. Es ist festzuahlten, daß im Vergleich mit einer
bekannten, luftgefüllten Doppelglastafel, deren Scheiben
die gleiche Masse haben, eine erfindungsgemäße Doppelglastafel zwei unterscheidbare Merkmale aufweist, die ihre
akustischen Eigenschaften beeinflussen. Recht überraschenderweise wurde gefunden, daß die Erhöhung des Schalldämmwertes,
die auf die Kombination dieser Merkmale zurückzuführen ist, größer ist, als die Summe der Erhöhungen des Schalldämmwertes,
die den Merkmalen einzeln genommen zugeschrieben werden kann. In einem speziellen Beispiel können Doppelverglasungseinheiten
mit einem Scheibenzwischenraum von 12 mm und einer Gesamtscheibendicke
von 12 mm miteinander verglichen werden. Der Schalldämmwert kann dirch einen einzelnen Wert R gekennzeichnet
werden, der gemäß der VDI-Richtlinie 2719 bestimmt
wird. Bei einer Tafel, deren Scheiben die gleiche Dicke (6 mm) haben und der Raum zwischen ihnen mit Luft gefüllt
ist, ergibt sich ein R5. = 33 dB. Durch Veränderung der
Scheibenmassen auf 8 bzw. 4 mm Dicke und unveränderte Füllung des Scheibenzwischenraums mit Luft kann der R -Wert auf
35 dB erhöht werden. Durch Füllung des Scheibenzwischenraums mit einem gasförmigen Medium, bei dem die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
von jener der Luft verschieden ist, jedoch unter Verwendung von je 6 mm dicken Scheiben, ist es ebenfalls
möglich, den R -Wert auf 35 dB zu erhöhen. Demnach . ergibt jedes dieser unterscheidbaren Merkmale eine Erhöhung
des Schalldämmwertes um 2 dB. Durch Kombination der Merkmale und Füllung des Raumes zwischen zwei 8 bzw. 4 mm dicken
Scheiben mit dem gleichen gasförmigen Medium wird festgestellt, daß R -Wert nicht, wie zu erwarten, 37 dB ist, sondern
noch weiter auf 41 dB ansteigt, das bedeutet eine Zunahme um 8 dB gegenüber einer symmetrischen, luftgefüllten Tafel
der gleichen Gesamtglasmasse.
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Dieser Unterschied zwischen dem zu erwartenden Schalldämmwert (in diesem Beispiel 37 dB) und dem tatsächlichen
Schalldämmwert (hier 31 dB), der auf einen Synergismus zurückzuführen
ist, ist ausgeprägter bei Doppelglastafeln, in denen das Massenverhältnis der Scheiben hoch ist und beim
gleichen Massenverhältnis ist der synergistische Effekt grosser, wenn die Gesamtmasse, der Scheiben klein ist.
Die durch die erfindungsgemäße Tafel bewirkte Verbesserung
der Schalldämmung liegt in erster Linie im Bereich mittlerer Schallfrequenzen, d.h. zwischen der höheren oder
(wenn mehr als eine vorliegen) höchsten: Resonanzfrequenz und der niedrigeren oder niedrigsten kritischen Koinzidenzfrequenz,
also im allgemeinen der kritischen Frequenz der dickeren oder dicksten Scheibe. Oberhalb dieser niedrigeren
oder niedrigsten kritischen Frequenz tritt noch eine geringfügige Verbesserung auf, aber oberhalb der höheren oder
höchsten kritischen Frequenzen ist die Schalldämmung quer über eine erfindungsgemäße Tafel nicht merklich verschieden
von jener einer ähnlich dimensionierten luftgefüllten Tafel. Da diese höheren oder höchsten kritischen Frequenzen in der
Praxis häufig nahe der Grenze des Schallfrequenzbereichs liegen, der im Bauwesen in Betracht zu ziehen ist, bleibt dies ohne
Bedeutung. .
Weiterhin läßt sich im allgemeinen feststellen, daß die Frequenz, bei der ein Resonanz-Übertragungsmaximum in
einer erfindungsgemäßen Tafel auftritt, niedriger liegt, als die entsprechender. Frequenz einer ähnlich dimensionierten,
luftgefüllten Tafel.
Vorzugsweise schließt die Tafel einen Scheibenzwischenraum von wenigstens 9 mm Breite ein, da die Erhöhung dieses
Scheibenzwischenraums eine günstige Auswirkung auf die Schalldämmung
quer über eine Tafel zeigt. Es wurde festgestellt, daß ein zufriedenstellender Schalldämmwert quer über eine erfindungsgemäße
Tafel mit einem maximalen Scheibenzwischenraum von weniger als 25 mm erzielbar ist, was das Einrahmen erleichtert.
Bei bestimmten, sehr vorteilhaften Ausfuhrungsformen der
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Erfindung ist die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit im
gasförmigen Medium höher, als die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in trockener Luft bei gleichen Druck- und Temperaturbedingungen. Zusätzlich zu den oben genannten
Vorteilen zeigen Ausführungsformen mit diesem Merkmal den Vorteil, daß die Resonanz-Übertragungsmaxima verringert
v/erden, so daß dort eine verbesserte Schalldämmung bewirkt
wird.
Vorzugsweise enthält das gasförmige Medium wenigstens
ein Gas aus der Gruppe Helium (He), Neon (Ne), Methan (CH ),
4 Wasserstoff (H ) . Diese Gase können allein, miteinander
oder mit anderen Gasen vermischt eingesetzt werden und zeigen bei erfindungsgemäßen Tafeln besonders günstige Ergebnisse.
Es können auch andere Gase verwendet werden, wofür ein- und zweiatomige Gase bevorzugt werden. Im besonderen kann
Wasserstoff gute Resultate ergeben. Eine Mischung aus 80 bis 85 % Helium mit dem Rest .'CH^:... ergibt ein sehr wirksames
gasförmiges Medium.
In vorteilhafter Weise beträgt die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in dem gasförmigen Medium wenigstens das 1,2-fache der Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit in trockener
Luft unter gleichen Druck- und Temperaturbedingungen. Sie kann sogar das 2,5-fache der Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in trockener Luft oder sogar noch mehr ausmachen. Gasmedien mit diesen Eigenschaften haben sich als besonders geeignet
erwiesen.
Vorzugsweise besteht dieses Gasmedium teilweise aus einem Gasgemisch, das Luft- oder der Luft'"- in der Zusammensetzung
gleichwertig ist. Es wurde festgestellt, daß sogar recht hohe '.'. Luftanteile im gasförmigen Medium die Erzielung
güter.: Ergebnisse ermöglichen und dies ist besonders aus
praktischen Überlegungen von Bedeutung. Erstens wird die für eine gegebene Einheit erforderliche Menge des anderen Gases
herabgesetzt und zweitens, da Mehrscheiben-Tafeln üblicherweise an der Atmosphäre zusammengebaut werden, wird ein
derartiger Scheibenzwischenraum zunächst luftgefüllt sein und der vollständige Ersatz dieser Luft wird ein langes
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und kostspieliges Verfahren sein, daß in wünschenswerter Weise vermieden werden sollte. Ferner ergibt der Einschluß
eines .· Luftanteils im Gasmedium einen zusätzlichen Parameter, der je nach den Verwendungsbedingungen einer solchen Tafel
und/oder nach ihrem Aufbau beeinflußt werden kann. Ferner neigen reine Gase, in denen die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
höher ist als in Luft, im allgemeinen dazu, die thermischen Isolationseigenschaften einer Tafel, in der
sie eingeschlossen sind, zu vermindern. Dies ist im allgemeinen unwesentlich, wenn die Tafel als Innentrennwand verwendet
werden soll, kann aber z.B. im Falle von Außenfenstern zur Anwendung in kalten Klimagebieten von Bedeutung werden.
Der Einschluß eines Luftanteils im gasförmigen Medium vermindert diesen möglicherweise unerwünschten Effekt auf die
thermischen Eigenschaften der Tafel.
Bei anderen, überaus vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung ist die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit im gasförmigen
Medium niedriger als die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in trockener Luft gleichen Drucks und gleicher Temperatur. Auch die Einführung dieses Merkmals hat ihre Vorteile.
Die Verwendung derartiger gasförmiger Medien ist im allgemeinen einfacher, als jene gasförmiger Medien, in denen
die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit höher als in Luft ist, das es viel einfacher ist, Gasmedien mit niedriger Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in einem solchen Scheibenzwischenraum abzudichten. Derartige Gase diffundieren nicht
leicht aus einem abgedichteten Scheibenzwischenraum heraus, wie dies bei den weniger dichten Gasen möglich ist, so daß
weniger strenge Vorkehrungen getroffen werden müssen, um die Unversehrtheit und Nutzbarkeit der Tafeln über einen gegebenen
Zeitraum hinweg sicherzustellen. Ein weiterer Vorteil der Ausführung dieses Merkmals ist, daß solche gasförmige
Medien im allgemeinen einer Tafel bessere thermische Isolationseigenschaften verleihen und dies ermöglicht daher
den Bau einer Tafel, welche sowohl für die akustische als auch die thermische Isolierung ausnehmend wirkungsvoll ist.
Ferner wurde gefunden,daß die obenerwähnte synergistische
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Wirkung bei gasförmigen Medien, in denen die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
niedriger ist als in Luft, größer ist, als bei gasförmigen Medien mit höherer Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit.
Es ist jedoch festzuhalten, daß zusätzlich zur Verschiebung der Frequenz des Resonanzübertragungsmaximums
gegen einen niedrigeren Wert die Ausführung dieses Merkmals eine Erhöhung des Resonanzübertragungsmaximums
bewirkt, d.h., daß bei den Resonanzfrequenzen der Schalldämmwert vermindert ist. Dies ist in den meisten Fällen
von geringer praktischer. .Bedeutung, da diese Frequenzen in einen Bereich verlagert werden, in dem die meisten
Zuhörer verhältnismäßig unempfindlich sind.
Vorzugsweise beträgt die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in einem derartigen Gasmedium zwischen 3O und 95 % der Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit in trockener Luft
gleichen Drucks und gleicher Temperatur und am günstigsten liegt die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit in diesem Gasmedium
zwischen 35 und.i75 % der Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in trockener Luft bei gleichen Druck- und Temperaturbedingungen. Es wurde festgestellt, daß die Anwendung gasförmiger
Medien mit diesen Eigenschaften zu besonders günstigen Ergebnissen in Hinblick auf einen mittleren Schalldämmwert
quer über eine erfindungsgemäße Tafel führt.
Vorzugsweise enthält das gasförmige Medium Schwefelhexafluorid
(SF,), da dieses Gas als besonders geeignet zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Tafel befunden wurde.
Ändere außerordentliche brauchbare Gasmedien zum Einsatz
in einer erfindungsgemäßen Tafel enthalten wenigstens ein Gas aus der Gruppe Dichlordifluormethan (Freon) (CCl2F2)ι
Kohlendioxid (CO„), Argon (Ar), Butan (C4H ), Distickstoffmonoxid
(N2O) und Chlorpentafluoräthan (C2ClF5). Diese Gase
können allein oder in Mischung miteinander oder mit anderen Gasen eingesetzt werden; beispielsweise kann ein Gemisch aus
Schwefelhexafluorid und Argon zu besonders guten Ergebnissen führen.
Es können auch viele andere Gase verwendet werden, insbesondere
Gase, welche dichter als Luft sind und Kohlenstoff,
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Schwefel oder Stickstoff in gebundener Form enthalten.
Vorzugsweise wird das gasförmige Medium teilweise aus einem Gasgemisch gebildet, das Luft oder dieser in der Zusammensetzung
äquivalent ist. Dies kann sehr vorteilhafte Auswirkungen nicht nur auf die Kosten und die Einfachheit
der Herstellung einer Tafel haben, sondern auch auf ihre akustischen Eigenschaften. In vielen Fällen läßt sich feststellen,
daß bei einer gegebenen Tafel die Schalldämmung größer ist, wenn ein Scheibenzwischenraum mit einem Gasmedium
aus einer Mischung eines verhältnismäßig dichten Gases, wie Schwefelhexafluorid und Luft'gefüllt ist, als wenn dieser
Raum mit dem verhältnismäßig dichten Gas allein gefüllt wird. Praktisch wurde festgestellt, daß das Gasmedium bei bestimmten
Tafeln mit Vorteil bis zu 95 Vol.-% aus Luft bestehen kann. Sowie das Gasmedium wenigstens 30 Vol.-% Luft enthält, wird
die Herstellung erleichtert.
Wie oben erwähnt, führt die Verwendung eines Gasmediums mit geringerer Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit als nJuf.t
in ,einem Scheibenzwischenraum zu einer Erhöhung des Resonanzdurchlässigkeits-Maximums
und - wenn dies auch oft annehmbar ist - ist dies nicht in jedem Fall so, insbesondere wenn die
Tafel bestimmten Spezialanforderungen entsprechen muß, wie sie im internationalen Standard ISO/R717 festgelegt sind.
Ferner kann die Verwendung eines Gasmediums, in dem die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit höher als in Luft ist,
eine nachteilige Wirkung auf die thermischen Isolationseigenschaften einer Tafel haben. Demnach ist es bevorzugt, daß das
Gasmedium teilweise aus einem Gas oder Gasgemisch solcherart, daß die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit darin höher
ist und zum Teil aus einem Gas oder Gasgemisch solcher Art gebildet wird, daß die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
darin niedriger ist als die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in trockener Luft gleichen Drucks und gleicher Temperatur. Dies bewirkt eine Verminderung des Resonanzübertragungs-Maximums
auf einen annehmbaren Wert und hat auch Vorteile im "Hinblick auf die thermische Isolierung.
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Wie dem Fachmann auf dem Gebiet von Mehrfach-Verglasungstafeln
bekannt ist, ist es wünschenswert, daß das innerhalb des ScheibenzwischenraunB enthaltene Gasmedium trocken ist,
um eine Kondensation darin zu verhindern. Ferner ist es bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung erwünscht,
sicherzustellen, daß das Gasmedium chemisch stabil ist, insbesondere wenn Gasmischungen eingesetzt werden? besonders
erwünscht ist es, den Einsatz ^brennbarer und insbesondere?.
explosiver Gasmischungen, sowie die Verwendung stark giftiger Gasmedien zu vermeiden.
Der Druck des Gasmediums in einem Scheibenzwischenraum kann zweckdienlich gleich dem atmosphärischem Druck am Ort
der Tafelherstellung sein, da dies klarerweise die Tafelproduktion
vereinfacht, dieser Druck kann aber vorteilhaft verändert werden, insbesondere wenn die Tafel zum Einbau
in höhereroder tiefer er Seehöhe bestimmt ist, so daß der
Druck des Gasmediums dem (nominellen) atmosphärischen Druck in dieser Seehöhe angeglichen wird. Die Erfindung schließt
aber auch Fälle ein, in denen der Druck des Gasmediums vcöi Atmosphärendruck völlig verschieden ist, insbesondere
Fälle, bei denen der Scheibenzwischenraum nur mit geringem Druck gefüllt wird.
Wie oben erwähnte, ist es ein wesentliches Merkmal einer
erfindungsgemäßen Tafel, daß deren Scheiben wenigstens zwei verschiedene Massen je Flächeneinheit besitzen. Beispielsweise
können in einer Dreischeibentafel zwei der Scheiben identische Massen je Flächeneinheit aufweisen, während die
dritte je Flächeneinheit schwerer oder leichter ist. Vorzugsweise umfaßt die Tafel eine Scheibe, deren Masse je Flächeneinheit
mindestens das 1,2-fache der Masse je Flächeneinheit der oder einer anderen Scheibe der Tafel ist und am besten
eine Scheibe, deren Masse je Flächeneinheit mindestens das 1,2-fache der Masse je Flächeneinheit der oder jeder anderen
Scheibe der Tafel beträgt. Die Annahme jedes dieser Merkmale hat die Wirkung, den obengenannten Synergismus zu verstärken
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und kann ferner die Schalldämmung im höheren Frequenzbereich,
wo die Erscheinung der Koinzidenz auftritt, günstig beeinflussen.
Aus praktischen Erwägungen ist es wünschenswert, den Dicken-Unterschied der verschiedenen Scheiben einer erfindungsgemäßen
Tafel zu begrenzen und in diesem Sinne ist es bevorzugt, daß die schwerere oder schwerste Scheibe eine Masse
je Flächeneinheit besitzt, die höchstens gleich dem Dreifachen der Masse je Flächeneinheit der leichteren oder leichtesten
Scheibe ist. Dies vereinfacht die Herstellung der Einheit. Wenn man speziellceine Doppeleinheit in Betracht zieht,
ist es üblicherweise unerwünscht, wenn eine Scheibe mit weniger als etwa 3 oder 4 mm Dicke vorhanden ist, da sie
andernfalls leicht brechen kann und dementsprechend die Anwendung eines höheren Scheibenmassen-Verhältnisses auch bedeuten
würde, daß die andere Scheibe unangemessen dick gehalten werden müßte.
Besonderes Interesse gebührt Ausfuhrungsformen der Erfindung,
bei denen die Tafel wenigstens drei Scheiben umfaßt, die mit einem oder mehreren Abstandsgliedern wenigstens
zwei abgedichtete Scheibenzwischenräume einschließen, wobei diesem Räume Gasmedien enthalten, deren Schallfortpflanzungsgeschwindigkeiten
voneinander verschieden sind. Beispielsweise könnte ein solcher Raum Luft enthalten. Vorzugsweise
aber enthält ein solcher Raum ein Gasmedium, in dem die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit niedriger und der oder
ein anderer Raum ein Gasmedium, indem sie höher ist, als in trockener Luft des gegebenen Drucks und der Temperatur.
Auf diese Weise wird es möglich, den Vorteil der Verringerung des Resonanz-Übertragungsmaximums, der der Verwendung eines
Gasmediums mit höherer Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
als Luft zuzuschreiben ist, mit dem Vorteil einer verbesserten thermischen Isolierung, der auf die Verwendung eines
Gasmediums mit geringerer Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit als Luft zurückzuführen ist, gemeinsam zu erzielen.
Besondere Bedeutung ist ferner Ausführungsformen der
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Erfindung zuzuschreiben, bei denen die Tafel wenigstens drei Scheiben umfaßt, die mit einem oder mehreren Abstandsgliedern
wenigstens zwei Scheibenzwischenräume einschließen, die gegen die Atmosphäre abgedichtet und von unterschiedlichen
Weiten sind. Erfindungsgemäße Ausführungsformen mit diesem
Merkmal besitzen den Vorteil, am unteren Ende des hörbaren Schallfrequenz-Bereichs besonders wirksam zu sein. Diese
Scheibenzwischenräume können beispielsweise miteinander in Verbindung stehen, wobei sie in diesem Fall naturgemäß mit
dem gleichen Gasmedium gefüllt würden und dies hätte zur Folge, daß die Möglichkeit eines Durchbiegens der Zwischenscheibe
wegen Druckdifferenzen in den beiden Scheibenzwischenräumen
wegfällt; ferner besteht die Möglichkeit, daß dies die Schalldämmung über dem Resonanzfrequenz-Bereich erhöht.
Es wurde festgestellt, daß beispielsweise eine Dreifachverglasungstafel
bei Frequenzen zur Resonanz neigt, welche von den Weiten dieser Zwischenräume und natürlich den Massen
der verschiedenen Scheiben bestimmt werden. Durch Vorsorge, daß diese Räume unterschiedliche Weiten besitzen, ist es
möglich, der Tafel zwei Grundresonanzfrequenzen zu erteilen und dies führt zu einer verbesserten durchschnittlichen Schalldämmung
im Resonanzbereich gegenüber dem Fall, daß die ' Räume die gleiche Weite haben und die Tafel als Ganzes in
Resonanz gerät.
Vorzugsweise enthält "der schmalere dieser Räume ein Gasmediuin, mit geringerer und der weitere dieser Räume
eines mit größerer Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit als in trockener Luft der gegebenen Druck- und Temperaturbedingungen
Dies erhöht die günstige Auswirkung auf die Schalldämmung im Resonanzfrequenz-Bereich und ergibt ferner einige Verbesserung
bezüglich der thermischen Eigenschaften der Tafel. Wie oben erwähnt, sind Gasmedien mit geringerer Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
als in Luft vom Gesichtspunkt der thermischen Isolierung günstig und dieser Vorteil wird verstärkt,
wenn derartige Medien in einem schmalen Raum eingeschlossen sind, wo sich ein stetiges Fließmuster der
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Konvektionsströme nicht leicht ausbilden kann.
In vorteilhafter Weise ist der weitere oder weiteste
Scheibenzwischenraum wenigstens doppelt so weit wie der
andere oder ein anderer solcher Raum, da dies die günstige Auswirkung auf die SchalIdänunung verstärkt.
Vorzugsweise steht der oder wenigstens ein Scheibenzwischenraum in Verbindung mit einem Trocknungsmittel aus
der Gruppe Calciumsulfat (CaSO-), Calciumchlorid (CaCl9),
Calciumhydriä (CaH„), Phosphorpentoxid (P-O1-) und Molekularsiebe!
mit Poren kleiner als oder gleich 4 S. Um eine Kondensation innerhalb einer Mehrscheiben-Tafel zu vermeiden,
ist es erwünscht, daß das oder die darin enthaltenen Gase trocken sind, es wurde jedoch festgestellt, daß viele Gase,
deren Verwendung erfindungsgemäß in Betracht gezogen wird, dazu neigen, mit herkömmlichen Trocknungsmitteln, wie
Silicagel in Wechselwirkung zu treten. Die bevorzugten Trocknungsmittel zeigen diesen Nachteil nicht.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist
wenigstens eine Scheibe der Tafel ein Laminat. Obwohl dies zugegebener Maßen die Kosten einer Tafel beträchtlich erhöht,
so wird doch unter gewissen Umständen dieser Nachteil durch die Erhöhung der Schalldämmung , die über einen weiten
Bereich der hörbaren Schallfrequenzen erzielt wird, vollständig ausgeglichen.
Vorteilhafterweise trägt wenigstens eine Scheibenoberfläche, die einen Scheibenzv/ischenraum begrenzt eine
Metall- oder Oxidbeschichtung. Eire solche Beschichtung kann Infrarot-reflektierend sein, z.B. aus einem Metall oder
Metalloxid, das die durch die Tafel erzielte thermische Isolierung verstärkt oder es kann eine reflexmindernde
Beschichtung z.B. aus Siliziumdioxid sein, um die Lichtdurchlässigkeit der Tafel zu erhöhen. Das letztere kann
im Fall von Dreischeibentafeln (oder solchen mit noch mehr Scheiben) besondere Bedeutung erlangen, da ein Lichtdurchlässigkeitsverlust
von 4 % an jeder Gas/Glas-Grenzfläche durchaus üblich ist. Im Falle einer Dreifachtafel würde
dies zu einem Gesamt-Lichtdurchlässigkeitsverlust von 24 % führen. Ein derartiger Lichtdurchlässigkeitsverlust
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kann durch die Anwendung von Antireflex-Belägen vermindert
werden. Derartige Metall- und Oxidbeschichtungen bewirken auch eine Modifizierung der Reibung zwischen der Gasmasse
in einem Scheibenzwischenraum und der beschichteten Scheibe, dies läßt eine Veränderung der mechanischen Kopplung zwischen
der Gasmasse und der Scheibe erkennen, welche ihrerseits zu einer Modifizierung der Schalldämmung führt.
Es zeigt sich, daß zahlreiche Konstruktions-Parameter einer erfindungsgemäßen Tafel voneinander abhängig sind.
Beispielsweise erwies es sich bei der Verwendung von Gasmedien, in denen die Schallfortpflanzunsgeschwindigkeit
niedriger als Luft ist, wünschenswert, daß so v/ie die Gesamtmasse der Scheiben einer Tafel gegebener Fläche erhöht
wird, auch das Verhältnis zwischen den Massen der einzelnen Scheiben erhöht werden soll. Auch die Abmessungen
einer Tafel beeinflussen die Auswahl eines optimalen Gasmediums, insbesondere wenn es eines ist, in dem die die
Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit niedriger als ini:Luft
ist. Im allgemeinen wurde bei Medien , welche Luft/Gas-Gemische sind, festgestellt, daß, je größer das Massenverhältnis
der Scheiben, die an einem Scheibenzwischenraum angrenzen, ist, desto höher der Volumenanteil der Luft im Gemisch
sein soll, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Es wird ferner angenommen, daß bei Vergrößerung der Weite
und/oder Fläche der Tafel der optimale Volumenanteil der Luft ansteigt. Ferner wird angenommen, daß bei einer gegebenen
Tafel der optimale Volumenanteil der Luft von dem Gas oder den Gasen abhängt, mit der sie vermischt ist, und daß er
mit zunehmender Dichte des bzw. der anderen Gase ansteigen sollte.
Es wurde ein optimaler Volumenanteil an Luft in einem Gasmedium mit niedrigerer Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
als in Luft genannt. Dies hat nach derzeitigen Dafürhalten den folgenden Grund. Sowie ein dichtes Gas einem :■..luftgefüllten
Scheibenzwischenraum einer gegebenen Tafel zugeführt wird, wird das Resonanzübertragungs-Mäximum angehoben;
gleichzeitig jedoch wird die Frequenz des Resonanzmaximums zu einem niedrigeren Wert verschoben und es besteht eine
verbesserte Schalldämmung über die mittleren Schallfrequenzen,
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•j c / η c ι ρ
d.h. jene zwischen den Resonanz- und Koinzidenz-Frequenzen der Tafel. Diese Verbesserung der Schalldämmung über den
mittleren Frequenzbereich verläuft jedoch nicht im gleichen Ausmaß, wie die Verschlechterung der (verschobenen) Resonanzfrequenz,
so daß ein Punkt erreicht wird, bei dem eine weitere Erhöhung des Volumens des dichten Gases im Gas/Luft-Gemisch
keine weitere Netto-Verbesserung der Schalldämmung mehr ergibt. - _
Derzeit wird angenommen, daß gleicherweise ein Optimalwert für die Verhältnisse der Bestandteile in einem Gas/Luft-Gemisch,
in dem die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit höher
als in Luft ist, besteht, jedoch sind die Ursachen dafür noch nicht klar erkannt.
Eine erfindungsgemäße Tafel kann nur durchscheinend
sein, vorzugsweise ist sie aber transparent.
Das Abstandsglied kann an eine Scheibe, z.B . eine glasartige Scheibe durch Verlöten befestigt sein, oder es
kann verklebt sein. Bestimmte Klebstoffe können zusätzliche schalldämpfende Mittel zwischen einem Abstandsglied und
einer Scheibe bilden.
Vorzugsweise ist jede Scheibe einer erfindungsgemäßen
Tafel eine glasartige Scheibe.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer lichtdurchlässigen Tafel aus mindestens
zwei durch ein oder mehrere Abstandsglieder in Abstand voneinander gehaltene Scheiben, welche wenigstens einen Scheibenzwischenraum
begrenzen, welches durch die Stufen gekennzeichnet ist, daß man eine Mehrzahl von Scheiben so wählt,
daß die Scheiben wenigstens zwei verschiedene Massen je Flächeneinheit aufweisen, diese Scheiben einander gegenüber
Λ.η Abstand voneinander bringt, sie an einem oder mehreren
Abstandsgliedern befestigt, um diesen Zwischenraum beizubehalten und die Füllung des oder wenigstens eines Scheibenzwischenraums
mit einem gasförmigen Medium bewirkt, in dem die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit von jener in trockener
Luft bei gleicher Temperatur und gleichem Druck verschieden ist. Dies ist ein sehr einfaches, bequemes und wirtschaftliches
Verfahren zur Herstellung lichtdurchlässiger
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Tafeln mit guten akustischen Isolationseigenschaften.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren schließt vorzugsweise
en
ein oder mehrere der nachstehend/bevorzugten Merkmale ein:
Füllung des oder wenigstens eines Scheibenzwischenraums mit einem Gasmedium, das wenigstens zum Teil aus einem oder
mehreren der Gase aus der Gruppe Helium (He), Neon (Ne), Methan (CH4) und Wasserstoff (H3) besteht; Füllung des
oder wenigstens eines Scheibenzwischenraums mit einem Gasmedium, das wenigstens zum Teil aus Schwefelhexafluorid
(SFfi) besteht, wobei dieses Gasmedium wenigstens 15 Vol.-%
Luft oder ein äquivalentes Gas einschließt; der oder wenigstens ein Scheibenzwischenraum wird mindestens 9 mm
weit gehalten; der oder wenigstens ein solcher Scheibenzwischenraum ist in Verbindung mit einem Trocknungsmittel aus
der Gruppe Calciunsulfat .;. (CaSO4) , Calciumchlorid (CaCl2) ,
Calciumhydrid (CaH9) , Phosphor pent ox id (P0O1-) und Molekularsiebenmit
Poren kleiner als oder gleich 4 A. Die Vorteile dieser bevorzugten Merkmale sind leicht den oben bezüglich
der entsprechenden bevorzugten Merkmale der Tafeln genannten zu entnehmen.
Anschließend werden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten
Schema-Zeichnungen beschrieben, welche darstellen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Doppelverglasungstafel,
Fig.2 ein Diagramm des Schalldämmwertes quer über Doppelverglasungstafeln
aufgetragen gegen die Frequenz der einfallenden Schallwellen,
Fig.3 ein Diagramm, das die Veränderung des durchschnittlichen
Schalldämmwerts quer über eine Doppelverglasungstafel zeigt, deren Scheibenzwischenraum mit einem Gasmedium, in dem der
Luftanteil variiert wird, gefüllt ist, Fig.4 einen Querschnitt durch eine Doppelverglasungstafel,
Fig.5 und 6 je einen Querschnitt durch weitere Doppelverglasungstaf
ein, in die eine laminierte Scheibe eingebaut ist, Fig.7 einen Querschnitt durch eine Dreifachverglasungstafel,
- 17 -
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Fig. 8 ein Diagramm des Schalldämmwerts quer über Dreifachverglasungstafein,
aufgetragen gegen die Frequenz der einfallenden Schallwellen,
Fig.9 und 10 je Querschnitte durch weitere Dreifachverglasungstafein.
In den Beispielen sind verschiedene Prüfergebnisse festgehalten, wobei zu beachten ist, daß sämtliche Prüfungen
an 1,5 mal 2 m messenden Tafeln vorgenommen wurden. In Einzelfällen sind zwei Werte für den Schalldämmwert quer
über eine spezielle Tafel angeführt. Es handelt sich um den nach den deutschen VDI-Richtlinien 2719 erhaltenen
R - Wert und den gemäß dem internationalen Standard w
ISO/R717 gemessenen I -Wert. Die Prüfungen wurden in allen
Fällen so ausgeführt, daß der Schall auf die dickere oder dickste Scheibe der Tafel auftraf, sowie es durch die in
den Fig.1,4,5,6,7,9 und 10 eingezeichneten Pfeile angegeben
ist. Soweit Anteile der Gase in Gasmischungen angeführt sind, sind es in allen Fällen Volumenverhältnisse. Die._-i Werte
der Wärmedurchgangszahl K ("Coefficient of thermal transmission
sind in Kcal/m .h..°C angegeben.
Fig.1:
Fig.1 zeigt eine Doppelverglasungseinheit aus ersten
und zweiten Scheiben X. und.72., die je aus einer einzelnen
Glasscheibe bestehen. Die Scheiben sind in Abstand voneinander gehalten und der Raum 3 zwischen ihnen ist durch einen Abstandsstreifen
4 verschlossen, der an die metallisierten Randstreifen der Glasscheiben mittels Lötmittelraupen 5
gebunden ist. Nach dem Zusammenbau wurde der Scheibenzwischenraum 3 mit einem Gas gespült, so daß der Raum mit einem Gasmedium
gefüllt war, in dem die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
von jener in Luft verschieden war.
Vergleichstafel 1 :
Für Vergleichszwecke wurde eine Vergleichstafel aus
zwei je 6 mm dicken Glasscheiben hergestellt, die durch einen verlöteten ·. Abstandsstreifen auseinandergehalten
waren, um einen 12 mm weiten Scheibenzwischenraum zu begrenzen. Dieser Raum war luftgefüllt.
.- 18 -
• 609813/.1039
Der Schalldämmwert wurde mit R = 33dB festgestellt.
Vergleichstafel 2:
Die Vergleichstafel 1 wurde mit Schwefelhexafluorid
(SF,) gespült, bis der Scheibenzwischenraum ein Gasmedium
aus 25 % SFg und 75 % Luft enthielt. Die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in diesem Gasmedium (Cg) beträgt 78 % der Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit in Luft (Ca).
Der Schalldämmwert wurde mit R = 35 dB festgestellt.
Vergleichstafel 3:
Wie unter Bezugnahme auf Fig.1 beschrieben, wurde eine
weitere Vergleichstafel hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Scheibenzwischenraum 3 mit Luft gefüllt gelassen wurde.
Die erste und zweite Scheibe waren 8 bzw. 4 mm dick, ergaben ein Scheibenmassen-Verhältnis von 2:1, jedoch mit der
gleichen Gesamtscheibenmasse wie die Vergleichstafe]n 1 und
2 und der Scheibenzwischenraum betrug wiederum 12 mm. Die
Tafel hatte eine Wärmedurchgangszahl K = 2,54. Das Resonanz-Übertragungsmaximum
trat bei einer Frequenz von F_ = 20OHz auf und der Schalldämmwert bei dieser Frequenz betrug
L = 22 dB. Der Schalldämmwert wurde mit R^ = I& = 35 dB
festgestellt.
Beispiel 1: Gemäß Fig. 1 wurde eine Tafel mit den gleichen Abmessungen wie die Vergleichstafel 3 konstruiert.
Der Scheibenzwischenraum wurde mit dem gleichen Gasmedium wie die Vergleichstafel 2, nämlich 25 % SF g und 75 % Luft
gefüllt.
Der Schalldämmwert wurde mit R. = 41 dB gemessen.
Daraus ist zu erkennen,daß die Übernahme jedes der Merkmale, welche die Vergleichstafeln 2 und 3 von der Vergleichstafel
1 unterscheiden, eine Verbesserung des Schalldämmwerts R von 2 dB ergeben, daß jedoch die Kombination
dieser Merkmale bei der Konstruktion der erfindungsgemäßen Tafel des Beispiels 1 eine Verbesserung"des Schalldämmwerts
R gegenüber der Vergleichstafel 1 nicht, wie zu erwarten, von 4 dB, sondern von 8 dB ergibt. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben,
daß die beiden Merkmale synergistisch wirken.
- 19 609813/1039
Beispiel 2: Gemäß Fig.1 wurde eine Tafel mit den gleichen Abmessungen, wie die Vergleichstafel 3, konstruiert.
Der Scheibenzwischenraum wurde Difluordichlormethan ("Freon") (CCIpFp) gefüllt. Die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in diesem Gas (Cg) beträgt 44 % der Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
in Luft (Ca). Es wurden nachstehende Prüfergebnisse festgestellt:
K^ = 40 dB Ia = 39 dB
FR = 160 Hz L = 19 dB
K = 2,37
Daraus ist zu ersehen, daß trotz der Erhöhung der Schalldurchlässigkeit beim Resonanzmaximum der Tafel des
Beispiels 2 , verglichen mit der Vergleichstafel 3, die
Tafel des Beispiels 2 eine bessere Gesamt-Schalldämmung
thermische
ergibt und bessere/Isoliereigenschaften aufweist.
Es ist zu bemerken, daß die Frequenz des Resonanzmaximums bei der Tafel des Beispiels 2 ebenfalls niedriger liegt
als bei der Vergleichstafel 3.
Beispiel 3: Das reine Freon in der Tafel des Beispiels wurde durch ein Gemisch aus 50 % Freon (CCl2F2) und 50 %
Luft ersetzt. Die nachfolgenden Ergebnisse wurden erhalten:
Cg = 59 % Ca
Rw = Ia = 40 dB
FR = 160 Hz
L = 21 dB
K = 2,33
Die Zahlen zeigen eine Verbesserung der thermischen und akustischen Isolation, sogar gegenüber der Tafel des
Beispiels 2 und dies beweist, daß durch Mitverwendung eines Luftanteils im Gasmedium bessere Ergebnisse erzielt werden
können, als durch Verwendung eines reinen Gases. Vergleichstafel 4:
Wie in Fig. 1 dargestellt, wurde eine luftgefüllte Doppelglastafel hergestellt, in der die ersten und zweiten
Scheiben aus 6 bzw. 4 mm dickem Glas bestanden und ein Scheibenmassenverhältnis von 1,5 : 1 ergaben, und der
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Scheibenzwischenraum 12 mm weit war.
Für diese Tafel ist Rw = I= 33 dB.
CL
Obwohl der Wert K bei dieser Tafel nicht gemessen wurde, würde er angesichts des Unterschiedes der Gesamtglasstärke
oberhalb des entsprechenden Wertes von 2,54 für die Vergleichstafel 1 liegen.
Beispiel 4: Gemäß Fig.1 wurde eine Tafel mit den gleichen Abmessungen wie die Vergleichstafel 4 konstruiert. Der
Scheibenzwischenraum 3 wurde mit einem Gasmedium gefüllt, das aus 10 % Freon (CCl2F2) und 90 % Luft bestand. Die
folgenden Ergebnisse wurde festgestellt:
Cg = 87 % Ca L = 18 dB
Pw = I = 36dB K = 2,51
F13 = 200 Hz
Es ist festzustellen, daß dies eine Verbesserung gegenüber
der Vergleichstafel 4 darstellt und sogar eine kleine Verbesserung gegenüber dem Schalldämmwert und der thermischen
Isolierung der Vergleichstafel 3 trotz der größeren Dicke des Glases und des höheren Scheibenmassenverhältnisses
dieser Vergleichstafel darstellt.
Vergleichstafel 5:
Wie in Fig.1 dargestellt, wurde eine luftgefüllte Doppelglastafel hergestellt. Die Glasscheiben waren 8 bzw.
6 mm dick, hatten ein Scheibenmassenverhältnis von 1,33 : und eine Gesamtscheibendicke von 14 mm. Der Scheibenzwischenraum
war 12 ram weit. Der Schalldämmwert R wurde mit 3 5 dB
festgestellt.
Beispiel 5: Die Vergleichstafel 5 wurde herangezogen
und ihr Scheibenzwischenraum mit SF-. gefüllt. Für dieses Gas beträgt Cg = 39 % Ca.
Der Schalldämmwert R wurde mit 39 dB festgestellt. Vergleichstafel 6
Wie in Fig.1 dargestellt, wurde eine luftgefüllte Doppelverglasungstafel hergestellt. Die Glasscheiben waren
1o bzw. 4 mm dick, ergaben ein Scheibenmassenverhältnis
von 2,5 : 1 und die gleiche Gesamtscheibendicke wie die Vergleichstafel 5. Der Scheibenzwischenraum war wiederum
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1 2 ium weit.
Der Schalldämmwert R wurde mit 36 dB festgestellt.
Beispiel 6: Es wurde die Vergleichstafel 6 herangezogen
und ihr Scheibenzwischenraum mit SF, gefüllt.
Der Schalldämmwert R wurde mit 41 dB gemessen.
Ein Vergleich der Tafeln der Beispiele 5 und 6 und der Vergleichstafeln zeigt zwei interessante Merkmale!
durch Erhöhung des Massenverhältnisses der Scheiben bei gleichbleibender Gesamtscheibenmasse tritt eine Verbesserung
des Schalldämmwerts R ein. Ferner läßt sich feststellen,
daß die' Verbesserung des Schalldämmwerts zwischen der Tafel
des Beisiels 6 und der Vergleichstafel 6 größer ist als
zwischen der Tafel des Beispiels 5 und der Vergleichstafel Dies zeigt, daß bei Tafeln der gleichen Gesamtmasse die
oben erwähnte synergistische Wirkung größer ist, wenn das Massenverhältnis der Scheiben der Tafeln zunimmt.
Beispiel 7: Gemäß Fig.1 wurden drei Tafeln konstruiert,
um die Auswirkung einer Erhöhung der Gesamtscheibenmasse auf die Verbesserung der erzielten Schalldämmung zu zeigen.
In jedem Fall war der Scheibenzwischenraum 12 mm weit
und mit SFr gefüllt.
Jede Tafel wurde mit einer luftgefüllten, jedoch sonst
identischen Tafel verglichen, um die Differenz des erzielten Schalldämmwerts C^R festzustellen.
Bei der ersten Tafel waren die Scheiben 5 und 4 mm dick (insgesamt 9 mm, Scheibenmassenverhaltnis 1,25 : 1).
Ar wurde mit 8 dB festgestellt.
Bei der zweiten Tafel waren die Scheiben 8 und 6 mm dick (insgesamt 14 mm, Scheibenmassenverhältnxs 1,33 : 1).
Λ R wurde mit 4 dB festgestellt.
Bei der dritten Tafel war eine Scheibe ein Laminat aus
zwei 6 mm dicken Glasscheiben und die zweite Scheibe war 9 mm dick (insgesamt 21 mm, Scheibenmassenverhältnxs 1,33 : 1).
AR wurde mit 1 dB festgestellt.
Dieses Beispiel beweist, daß der durch die Erfindung erzielte akustische Vorteil bei leichteren Scheiben größer
ist als bei schwereren Scheiben des gleichen (oder sogar
- 22 -
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etwas günstigeren) Scheibeninassenverhältnisses.
Vergleichstafel 7:
Eine luftgefüllte Doppelverglasungstafel, wie sie Fig.1
zeigt, wurde aus 12 bzw. 4 mm dicken Glasscheiben mit einem Scheibenzwischenrauin von 12 mm hergestellt- Das Scheibenmassenverhältnis
betrug 3:1.
Die nachfolgenden Eigenschaften wurden festgestellt:
P^ = 37 dB · FR = 250 r 300 Hz
L = 25 dB
Beispiel 8: Gemäß Fig.1 wurde eine Tafel mit den gleichen Abmessungen wie die Vergleichstafel 7 konstruiert.
Der Scheibenzwischenraum wurde mit CCl3F2 gefüllt.
Die folgenden Eigenschaften wurden festgestellt:
Cg = 44 % Ca F„ = 160 Hz
Rw = 40 dB L = 14 dB
Daraus ist zu erkennen, daß eine Verbesserung des Schalldämmwerts R trotz der Erhöhung der Schalldurchlässigkeit
bei der Resonanzfrequenz der Tafel vorliegt.
Beispiel 9: Gemäß Fig.1 wurde mit den gleichen Abmessungen wie die Vergleichstafel 7 und die Tafel des
Beispiels 8 eine Tafel konstruiert. Der Scheibenzwischenraum wurde mit 20 % CCl2F3 und 80 % Luft gefüllt.
Nachstehende Eigenschaften wurden gemessen: Cg = 78 % Ca Fn = 160 Hz ,
R^ = 42 dB L= 23 dB
Dieses Beispiel und der Vergleich mit dem Beispiel 8 sowie der Vergleichstafel 7 erläutert die wichtige Tatsache,
daß eine Mischung aus einem speziellen Gas und Luft Ta- .::
fei _.'. bessere akustische Eigenschaften einer Tafel gegebener
Abmessungen verleihen kann, als entweder das reine Gas oder reine Luft. Ferner zeigt sich, daß der Anteil an einem
solchen Gas verhältnismäßig niedrig sein kann und dies hat eine günstige Wirkung auf die Kosten der Tafel.
Beispiel 10: Gemäß Fig.1 wurde eine SFg-gefüllte Tafel
mit den gleichen Abmessungen:· wie die Vergleichstafel 7 konstruiert.
- 23 -
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Es wurden nachstehende Eigenschaften beobachtet:
Cg = 39 % Ca F_ = 160 Hz
ti
R, =41 dB L = 13 dB
Verglichen mit der Vergleichstafel 7 liegt eine Verbesserung
des Schalldämmwerts um 5 dB vor.
Beispiel 11: Die Tafel des Beispiels 10 wurde mit
einem Gasmedium aus 25 % SF^. und 75 % Luft gefüllt.
Nachstehende Eigenschaften wurden gemessen:
Cg = 78 % Ca FR = 160 Hz
R = 42 dB L = 21 dB
Wiederum läßt sich bemerken, daß die Mitverwendung eines Luftanteils im Gasmedium eine günstige Auswirkung
auf die Schalldämmung bei der Resonanzfrequenz im Vergleich mit einer Tafel deren Gasmedium keine Luft enthält, zeigt.
Fig.2:
Fig. 2 ist ein Diagramm, das den Schalldäinmwert quer
über drei Doppelverglasungstafeln bei verschiedenen Schallfrequenzen zeigt. Kurve a entspricht der Vergleichstafel 7 und die Kurven b und c entsprechen den Tafeln der
Beispiele 1 ο und 11. .
Kurve a zeigt Koinzidenz-Übertragungsmaxima bei 800 und 3150 Hz, entsprechend den kritischen Koinzidenz-Frequenzen
einer 12 mm-Scheibe und einer 4 mm-Scheibe, sowie ein
Resonanz-Übertragungsmaximum zwischen 25o und 3oo Hz. Bei der Frequenz des Resonanz-Übertragungsmaximums (Fp)
beträgt der Schalldämmwert (L) 25 dB.
Kurve b zeigt den Schalldämmwert über eine mit SFg gefüllte
Tafel der gleichen Abmessungen. Es ist erkennbar, daß über den mittleren Frequenzbereich eine beträchtliche
Verbesserung vorliegt, sowie eine geringere aber noch immer merkliche Verbesserung zwischen den Koinzidenz-Frequenzen
Oberhalb der höheren Koinzidenz-Frequenz besteht im wesentlichen kein Unterschied zwischen den Kurven a und b. Kurve b
zeigt ein Resonanz-Übertragungsmaximum bei einer Frequenz von 160 Hz, wo der Schalldämmwert 13 dB beträgt. Es läßt
• - 24 - .
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sich erkennen, daß das Füllen des Scheibenzwischenrauras
der Tafel rait SFg eine Verschärfung des Resonanz-Übertragungsmaximum verursacht hat und daß bei Frequenzen unterhalb
200 Hz tatsächlich ein Abfall des erzielten Schalldämmwerts eintritt. Diese Verschlechterung bei niedrigen
Frequenzen wird durch die Zunahme der Schalldämmung über den Frequenzbereich von 200 Hz bis zur höheren kritischen
Koinzidenz-Frequenz mehr als ausgeglichen, so daß ein Nettogewinn des Schalldämmwerts R von 5 dB gegeben ist.
Die Kurve c zeigt die Schalldämmung über eine mit einem Gasmedium aus 25 % SF ß und 75 % Luft gefüllte Tafel
ähnlicher Abmessungen. Es läßt sich feststellen, daß oberhalb der höheren kritischen Koinzidenzfrequenz praktisch
kein Unterschied zwischen der Kurve c und den Kurven a und b besteht. Zwischen den kritischen Frequenzen besteht eine
geringfügige Verbesserung sogar gegenüber der Kurve b während die Kurve C über dai^nittleren Frequenzbereich eine beachtliche
Verbesserung gegenüber der Kurve a zeigt, jedoch unterhalb der Kurve b liegt. Wieder ist festzustellen, daß das
Resonanz-Übertragungsmaximum zu einer niedrigeren Frequenz (16o Hz) verschoben wurde, jedoch beträgt in diesem Fall
der Schalldämmwert am·. Resonanzmaximum 21 dB. Der Schalldämmwert R für die Tafel der Kurve c beträgt 42 dB und er-
w
gibt gegenüber der Tafel der Kurve a eine Verbesserung von
6 dB und gegenüber der Tafel der Kurve b von 1 dB.
Fig.3:
Zur Erläuterung der Auswirkung wechselnder Luft-Volumenanteile im Gasmedium innerhalb einer Doppelverglasungstafel
wird auf Fig.3 Bezug genommen, die in Diagrammform die Verbesserung
des Schalldämmwertes R , aufgetragen gegen welchselnde Luftanteile, in einer Doppelverglasungstafel
mit zwei in "12 mm Abstand gehaltenen und 12 bzw. 4 mm dicken
Glasscheiben zeigt. Die Tafel war ursprünglich luftgefüllt und die Luft wurde durch einen zunehmenden Anteil von SF,
ersetzt. Es ist zu erkennen, daß die erzielte akustische Verbesserung schnell ansteigt, bis das Gasmedium aus 5 %
SFg und 95 % Luft besteht; von dort ab verflacht die Kurve,
um bei etwa 40 % SF, und 60 % Luft ein Maximum zu erreichen.
. - 25 -
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Ferner ist zu bemerken, daß mit 10 % SF-. im Gasmedium im
Scheibenzwischenraum der Einheit bessere Ergebnisse erzielt werden können als mit 100 %. Schließlich ist festzuhalten,
daß sich das Diagramm auf die Vergleichstafel 7 sowie die Tafeln der Beispiele 10 und 11 bezieht.
Es wurde gefunden, daß beim Auftragen eines ähnlichen Diagramms für eine Tafel mit 12 mm entfernten und 6 bzw.
4 mm dicken Glasscheiben, also mit einem Scheibenmassenverhältnis von 1,5: 1 gegenüber 3 : 1 der maximale
Schalldämmwert R erreicht wird, wenn is Gas/Luft-Gemisch
w 60 %
im Scheibenzwischenraum/SF-. enthält.
Fig.4:
Fig. 4 zeigt eine andere Art einer Doppelverglasungs-
zwei
einheit und umfaßt / Glasscheiben 6 und 7 mit einem Scheibenzwischenraum
8, der durch ein Scheiben-Abstandsglied 9, das durch einen Klebstoff 10 an die Ränder der Scheiben geklebt
ist, erhalten und abgedichtet wird. Das Abstandsglied
9 ist von kastenähnlicher Konstruktion und der verwendete Klebstoff kann bekannter Art sein.
Vergleichstafel 8:
Gemäß Fig.4 wurde eine Huftgefüllte Tafel gebaut.
Die Scheiben 6 und 7 waren 8 bzw. 5 mm dick und der Scheibenzwischenraum 12 mm weit. Nachstehende Eigenschaften wurden
gemessen:
R = 37 dB
w
Fn = 25o Hz
L. = 24 dB
Beispiel 12: Der Scheibenzwischenraum der Vergleichstafel 8 wurde mit SF, gefüllt. Nachstehende Eigenschaften
wurden gemessen:
Rw = 39 dB - *
FD = 160 Hz
.κ
L = 13 dB
Trotz der Erhöhung des Resonanz-Übertragungsmaximums
wurde ein Nettogewinn des Schalldämmwerts R^ von 2 dB
erzielt.
- 26
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Beispiel 13: Der Scheibenzwischenraum der Vergleichstafel 8 wurde mit 25 % SF1, und 75 % Luft gefüllt.
Nachstehende Eigenschaften wurden festgestellt:
R = 41 dB
w
F_= 160 Hz
κ
L = 23 dB
K = 2,39
Diese Eigenschaften stellen sogar gegenüber der Tafel
des Beispiels 12 eine Verbesserung dar.
Vergleichstafel 9:
Der Scheibenzwischenraum der Vergleichstafel 8 wurde von 12 auf 20 mm vergrößert.
Beispiel 14: Der Scheibenzwischenraum der Vergleichstafel 9 wurde mit SF, gefüllt. Folgende Werte wurden gemessen:
R = 40 dB
FR = 160 Hz
L = 13 dB
Beispiel 15: Der Scheibenzwischenraum der Vergleichstafel 9 wurde mit einem Gemisch aus 25 % SF, und 75 % Luft
6
gefüllt.
Folgende Werte wurden gemessen:
R = 41 dB
w
F13 = 125 Hz
L = 19 dB
Vergleichstafel 10:
Entsprechend der Fig.4 wurde eine luftgefüllte Tafel
gebaut. Die Glasscheiben 6 und 7 waren 9 mm bzw. 5 mm dick und der Scheibenzwischenraum 20 mm weit.
Beispiel 16: Die Vergleichstafel 10 wurde mit einem
Gemisch aus 90 % Helium und 1o % Luft gefüllt.
Nachstehende Eigenschaften wurden beobachtet:
Cg = 232 % Ca
Die Zunahme des Schalldämmwertes betrug ^* R = +5 dB.
Es wurde festgestellt, daß die durch diese Tafel erzielte
Schalldämmung sogar im Bereich der Resonanzfrequenzen größer war als die „durch die Vergleichstafel 10 erreichte
durch
Schalldämmung. Die / die Tafel dieses Beispiels erzielte
thermische Isolierung war nicht so gut wie jene der Vergleichstafel 10, jedoch, wie bereits festgestellt wurde, wird von
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einer für akustische Isolierungszwecke vorgesehenen Tafel eine gute thermische Isolierung nicht immer gefordert.
Beispiel 17: Die Vergleichstafel 10 wurde mit einem Gemisch aus 40 % Helium und 60 % Luft gefüllt. Nachfolgende
Eigenschaften wurden gemessen:
Cg = 127 % Ca
Δ R = +2 dB
w
Demnach war der von dieser Tafel erzielte Schalldämmwert gegenüber dem Wert der Vergleichstafel 10 verbessert,
war aber nicht so groß, wie der durch die Tafel des Beispiels erzielte Wert. Anderseits war die Tafel des Beispiels 17 besser
als jene des Beispiels 16 im Hinblick auf die thermische
Isolierung.
Aus dem Vergleich der Beispiele 16 und 17 ist zu erkennen, daß bei Verwendung eines Gasgemisches, in dem die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit
höher als in Luft ist, eine niedriger Volumanteil an Luft im Gemisch eine bessere Schalldämmung ergibt
als höhere Anteile, daß aber gleichzeitig die Wirks"amkeit der Tafel als.-thermisches Isolierungsmittel vermindert wird.
Vergleichstafel 11:
Für Vergleichszwecke wurde eine luftgefüllte Vergleichstafel gemäß Fig.4 gebaut, in der die Scheibe 6 12 mm dick,
die Scheibe 7 4 mm dick und der Scheibenzwischenraum 12 mm weit
war. Nachfolgende Eigenschaften wurden beobachtet:
R = 38 dB L = 24 dB
I = 39 dB K= 2,5
ei
F„ = 25o Hz
a
Beispiel 18: Die Vergleichstafel 11 wurde mit SF fi gefüllt
und die nachfolgenden Eigenschaften festgestellt:
R = 43 dB L = 14 dB
FR = 160 Hz K = 2,46 .
Demnach ergibt die Tafel des Beispiels 18 verbesserte thermische und akustische Isolierung gegenüber der Vergleichstafel 11.
Beispiele 19: Die Vergleichstafel 11 wurde mit einem
Gemisch aus 25 % SFg und 75 % Luft gefüllt und die nachstehenden
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Ergebnisse festgestellt: ^*"1
R w = 44 dB L = 21 dB
F0 = 160 Hz K = 2,37
JK
Diese Zahlen stellen sogar gegenüber der Tafel des Beispiels 18 eine Verbesserung dar.
Wenn man ferner die Beispiele 12 bzw. 13 mit den Beispielen 18 und 19 vergleicht, wird man feststellen,
daß die letzteren verbesserte Ergebnisse zeigen. Dies ist zumindestens teilweise dem größeren Scheibenmassenverhältnis
der letzgenannten Beispiele zuzuschreiben.
Beispiel 20: Die Vergleichstafel 11 wurde mit Helium
gefüllt und die nachstehenden Eigenschaften gemessen:
Cg = 290 % Ca
R2 = 46 dB
K = 3,5
Es ist zu ersehen, daß diese Tafel extrem gute Ergebnisse vom akustischen Gesichtspunkt her ergibt, dies
jedoch auf Kosten der thermischen Isoliereigenschaften.
Beispiel 21: Die Vergleichstafel 11 wurde mit einem Gemisch aus 56 % Helium und 44 % Luft gefüllt und die nachstehenden
Ergebnisse gemessen:
Cg = 145 % Ca
R = 44 dB
w
K = 3,0
Dies stellt einen sehr'..annehmbaren Kompromiß dar, da
eine hohe Schalldämmung erzielt wird, ohne einen derartigen Rückgang der thermischen Isoliereigenschaften, wie er durch
die Tafel des Beispiels 10 gegeben ist.
Beispiel 22: Die Vergleichstafel 11 wurde mit einem Gemisch, enthaltend zwischen 80 und 85 % Helium, wobei der
Rest CH. war, gefüllt. Es zeigte sich, daß auch diese Tafel eine extrem gute Schalldämmung ergab.
Beispiel 23: Die Vergleichstafel 11 wurde mit einem Gemisch aus 95 % Helium und 5 % SFg gefüllt. Nachstehende
Eigenschaften wurden festgestellt:
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Cg = 174 % Ca (berechnet); F0 =160 Hz
R=I= 45dB; L = 31 dB
W o.
Es wird bemerkt, daß die Tafel, welche ein Gasrnedium enthält, das... eine Mischung aus zwei Gasen, in deren einem
die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit höher als in Luft und in deren anderem diese Geschwindigkeit niedriger als
in Luft ist, besonders wirksam bei den niedrigen hörbaren Schallfrequenzen ist. Der Schalldämmwert beim Resonanzübertragungsmaximum ist etwa 7 dB höher, als bei der entsprechenden
luftgefüllten Vergleichstafel· 11.
Beispiel 24: Die Vergleichstafel 11 wurde mit einem
Gemisch aus 50 % Neon und 50 % SF, gefüllt. Folgende Er-
b
gebnisse wurden festgestellt:
Cg = 58,5 % Ca, .(berechnet) FD = 160 Hz -
xv
R= I3 = 44 dB
w a
Die Ziffern zeigen eine Verbesserung des Schalldämmwertes Rw gegenüber der entsprechenden luftgefüllten Vergleichstafel
von 6 dB.
Beispiel 25: Die Vergleichstafel 11 wurde mit Neon gefüllt und die nachstehenden Eigenschaften festgestellt:
Cg = 131 % Ca FR = 25Ο Hz
Rw = Ia = 41 dB
Es ist zu bemerken, daß trotz der Tatsache, daß verglichen mit der Vergleichstafel 11 die Resonanzfrequenz unverändert
war, eine Verbesserung des Schalldämmwertes von 2 oder 3 dB abhängig von der gewählten Meßmethode erzielt wurde.
Beispiel 26: Die Vergleichstafel 11 wurde mit Methan
(CH.) gefüllt und die nachstehenden Ergebnisse beobachtet: Cg = 129 % Ca Fx, = 250 Hz
XV
R^ 3 ia s 40 dB L = 25 dB
Im Vergleich mit einer luftgefüllten Tafel der gleichen
Abmessungen liegt eine Verbesserung der durchschnittlichen Schalldämmung vor, welche durch diese Tafel erzielt wird.
Beispiel 27: Um die Auswirkung des Beimischens .von Luft
zum Gasmedium in einer Tafel zu erläutern, wurde die Vergleichs-
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tafel 11 mit einem Gemisch aus 50 % CH. und 50 % Luft gefüllt.
Es betrug: Cg = 113 % Ca (berechnet)
R =1 = 43 dB
w a
FR = 160 Hz
Dies zeigt eine bemerkenswerte Verbesserung sowohl gegenüber einer luftgefüllten Tafel der gleichen Abmessungen
(Vergleichstafel 11) als auch der Methan-gefüllten Tafel
des Beispiels 26.
Beispiel 28: Um die Wirkung der Verwendung von Gasmischungen weiter zu erläutern, wurde die Vergleichstafel
mit einem Gasgemisch bestehend aus 75 % CH. und 25 % SFg
gefüllt.
Cg = 73 % Ca (berechnet) F zwischen 160 Hz und
R = I= 44 dB 20° Hz
L größer als 25 dB
Dies zeigt deutlich eine sehr wirksame schallisolierende Tafel.
Beispiel 29: Die Vergleichstafel 11 wurde mit einem
Gemisch aus 50 % C0„ und 50 % Luft gefüllt. Nachstehende Eigenschaften wurden beobachtet:
Cg = 88 % Ca (berechnet) F„ = 160 Hz
JK
Rw = Ia = 43 dB K = 2,4
Dies ist eine weitere sehr wirkungsvolle, schallisolierende Tafel, welche auch verbesserte thermische Isoliereigenschaften
aufweist.
Beispiel 30: Die Vergleichstafel 11 wurde mit Argon
gefüllt.
Cg = 93 % C Fn - 200 Hz
Rw = 44 dB L = 23 dB
I3 = 42 dB
Cl
Es ist festzuhalten, daß eine Verbesserung der Schalldämmung gegenüber der entsprechenden luftgefüllten Tafel
vorliegt.
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254^518
Beispiel 31: Die Vergleichstafel 11 wurde mit einem Gemisch
aus 75 % Argon und 25 % SF, gefüllt.
Nachstehende Ergebnisse wurden beobachtet:
Cg = 69 % a FR zwischen 160 Hz und 200 Hz
Rw = Ia = 45 dB L = 28 dB
Aus diesen Ergebnissen ist zu erkennen, daß dies eine -•■'ßerordentlich wirksame schallisolierende Tafel ist.
Beispiel 32: Die Vergleichstafel 11 wurde mit Isobutan
gefüllt.
Cg = 63 % Ca F_. = 160 Hz
R = I = 44 dB L = 25 dB
w a
Diese Ergebnisse zeigen, daß hier eine weitere sehr wirksame schallisolierende Tafel vorliegt.
Figur 5:
Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme
auf Fig.5 beschrieben, welche eine Doppelverglasungstafel
zeigt, die als erste Scheibe 21 ein Laminat enthält, das aus zwei Glasscheiben 22, 23 besteht, welche mittels einer
Schicht 24 aus Polyvinylbutyral (PVB) miteinander verbunden sind. Die Glasscheiben 22 und 23 sind je 6 mm dick und die
PVB-'Schicht 24 ist 1;, 14 mm dick und wurde aus einer Zahl
im Handel erhältlicher, 0,38 mm dicker PVB-Folien gebildet. Die erste Scheibe 21 ist von der zweiten, 4 mm dicken Scheiben
durch einen 12 mm weiten Raum 26 getrennt. Der Scheibenzwischenraum
wird mittels eines Abstandsstreifens 27 aufrechterhalten und abgedichtet, der bei 28 an die metallisierten Randteile der
beiden Scheiben angelötet ist.
Vergleichstafel 12:
Gemäß Flg.5 wurde eine luftgefüllte Doppelverglasungstafel
zusammengebaut. Bei dieser Tafel war der Schalldämmwert T? = 39 dB.
Beispiel 33: Die Vergleichstafel 12 wurde mit CCl3F2
gefüllt.
R = 42 dB L = 18 dB
Fn= 160 Hz
Beispiel 34: Die Vergleichstafel 12 wurde mit einer Mischung aus 50 % CCl3F2 und 50 % Luft gefüllt.
Rw = 44 dB · L = 23 dB
' FD = 160.Hz ·
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Daraus ist zu erkennen, daß es vorteilhaft ist, dem Gasmedium einer so konstruierten Tafel einen Anteil Luft
beizumischen.
Vergleichstafel 13:
Übereinstimmend mit Fig.5 wurde eine luftgefüllte Doppelverglasungseinheit
konstruiert·, mit der Ausnahme, daß der Scheibenzwischenraum unter Verwendung eines verklebten Abstandsgliedes,
ähnlich zu dem in 1 . Fignri 4 beschriebenen ,
abgedichtet war. Der Scheibenzwischenraum wurde 12 mm weit gehalten. R wurde mit 39 dB festgestellt.
Beispiel 35: Die Vergleichstafel 13 wurde mit einem Gemisch aus 40 % SF, und 60 % Luft gefüllt. R wurde mit
47 dB gemessen und zeigt, daß diese Tafel eine extrem gute Schalldämmung ergibt.
Fig.6: -
Die Fig.6 zeigt eine Doppelverglasungstafel mit einer
ersten Scheibe 30, die eine 12 mm dicke Glasscheibe ist und im Abstand von einer zweiten Scheibe 31 gehalten wird, die
aus drei je 3 mm dicken Glasscheiben 32, 33 und 34, die mittels zwei je 0,76 mm dicken PVB-Schichten 35, 36 miteinander verbunden
sind, gebildet wird. Der Scheibenzwischenraum 37 ist 12 mm weit und mittels des Abstandsstreifens 38 gehalten, der
an die metallisierten Randabschnitte der beiden Scheiben durch die Lötmittelraupen 39 gebunden ist.
Beispiel 36: Gemäß Fig. <6 wurde eine Tafel zusammengebaut, in der der Scheibenzwischenraum mit einem Gasmedium aus
25 % CCl2F2 und 75 % Luft gefüllt war.
Cg = 73 % Ca L = 28 dB
R ¥. I = 44 dB K= 2,34
W el
F„ = 125 Hz
Daraus ist zu ersehen, daß die Tafel sowohl für die thermische als auch die akustische Isolierung gute Ergebnisse
bringt.
Die nachfolgenden Beispiele betreffen Dreifach-Verglasungstafeln.
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Figur 7:
Die Fig.7 zeigt eine Dreifach-Verglasungseinheit
bzw. 4
aus drei 10 bzw. 4 / mm dicken· !Glasscheiben 40, 41 und 42, die durch die 6 bzw. 12 mm weiten Scheibenzwischenräume
43 und 44 voneinander getrennt sind, welche gegeneinander und gegen die Atmosphäre durch die Abstandsglieder 45 und
mit Kastenprofil, die zwischen den Scheiben durch den Klebstoff 47 befestigt sind, abgedichtet sind. Man wird feststellen,
daß die Masse der ersten Scheibe das 2,5-fache jener der beiden anderen Scheiben beträgt und daß der eine
Scheibenzwischenraum doppelt so weit ist wie der andere.
Vergleichstafel" :\ 14:
Gemäß Fig.7 wurde eine luftgefüllte Dreifachverglasungstafel
für Vergleichszwecke zusammengebaut. Der durchschnittliche Schalldämmwert über diese Tafel liegt im Bereich von 40 dB.
Beim Auftragen eines Diagramms der auftreffenden Schallfrequenzer
gegen den Schalldämmwert über die Tafel wird festgestellt, daß zv/ei Resonanz-übertragungsmaxima vorliegen. Diese treten
bei FD = 200 Hz und F' = 315 Hz auf.
IS.
iX
Beispiel 37: Der schmalere Scheibenzwischenraum 43 der Vergleichstafel 14 wurde mit einem Gemisch aus 5 % SFg
und 95 % Luft (Cg niedriger als Ca) und der weitere Scheibenzwischenraum mit Helium (Cg = 290 % Ca) gefüllt. Bei dieser
Tafel betrug der Schalldämmwert Rv, = I = 50 dB. Es wurde fest-
- w a
gestellt, daß die niedrigere Frequenz des Resonanz-Übertragungsmaximums
gegen 125 Hz verschoben wurde, während F'R gegenüber
der Vergleichst^eX_ 14 im wesentlichen gleich blieb.
,Figir 8:
Die Fig. 8 ist ein Diagramm, das den Schalldämmwert über eine Tafel gegen die verschiedenen auftreffenden Schallfrequenzer;
aufgetragen zeigt. Die Kurve b der Fig. 8 entspricht der Veryieichstafel:.
14 und die Kurve a der Tafel des Beispiels 37. Man kann feststellen, daß oberhalb der niedrigeren Frequenz
des Resonanz-Übertragungsmaximums der Tafel von Beispiel 37 diese eine ausgeprägte Verbesserung der Schalldämmung gegenüber
der Vergleichstafel 14 bei praktisch allen hörbaren Schallfrequenzen ergibt und insbesondere über den Bereich
der Resonanzfrequenzen.'
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Beispiel 38: Gemäß Fig.7 wurde eine Tafel zusammengebaut, in der der schmalere Scheibenzwischenraum mit SF g
und der weitere Raum mit Helium gefüllt war. Wie oben erwähnt, ist für SF, der Wert Cg = 39 % Ca und für Helium
ist Cg = 290 % Ca. Bei dieser Tafel war die Frequenz des niedrigeren Resonanz-Übertragungsmaximum von ·:·.2ΟΟ Hz
auf 160 Hz verlegt und der Schalldämmwert R wurde mit
J w
46 dB gemessen.
Beispiel 39: Übereinstimmend mit Fig.7 wurde eine Tafel
konstruiert, in der beide Scheibenzwischenräume mit Helium gefüllt waren. Bei dieser Tafel wurde gemessen, daß R = 47 dB
beträgt, . - ..
Beispiel 40: Gemäß Fig.7 wurde eine Tafel konstruiert,
bei der der schmalere Scheibenzwischenraum mit einer Mischung aus 95 % SF r und 5 % He und der weitere Raum mit einer Mischung
aus 5 % SFg und 95 % He gefüllt war. Der Schalldämmwert Rw
wurde mit 46 dB festgestellt.
Figur 9:
Weitere erfindungsgemäße Dreifach-Verglasungstafein
können, wie in Fig.9 gezeigt, konstruiert werden. Die Tafel umfaßt eine aus' einer 10 mm dicken Glasscheibe::* bestehende
erste Scheibe 50, die durch ein Abstands;glied 51 mit Kastenprofil
an einer zweiten, 4 mm dicken Glasscheibe 52 befestigt ist. Das Abstandsglied ist an de erste und zweite Scheibe
mittels des Klebstoffs 53 gebunden und ist derart geformt, daß eine Schulter 54 gebildet wird, gegen die eine (ebenfalls
4 mm dicke) Glaszwischenscheibe/durch ein Abstandsglied 56, z.B. aus -Butylkautschuk, gehalten wird. Die Scheibenzwischenräume
57 und 58 zwischen der ersten und der Zwischenscheibe 50, 55 bzw. zwischen der Zwischen- und der zweiten Scheibe
..5, 52 sind durch die Löcher 59 und 60 im. Abstandsglied .::
miteinander in Verbindung gebracht.
Beispiel 41: Gemäß Fig.9 wurde eine Dreifachverglasungstafel
gebaut und ihr Inneres mit 33 % CO« und 67 % LuftLgefüllt.
Die Scheibenzwischenräume 57 und 58 waren 2,5 bzw. 9,5 mm weit. Diese Tafel wurde geprüft, wobei der Schall
auf ihre dünnere äußere Scheibe 52 auftraf. Es wurde festgestellt,
daß R =1 = 41 dB war gegenüber 39 dB für eine w a
entsprechende luftgefüllte· Tafel. Die Verbesserung des Schall-
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dämmwerts, die durch diese Tafel erzielt wurde, war besonders
bemerkenswert im Bereich der Resonanzfrequenzen. Vergleichstafel 15:
Die Tafel des Beispiels 41 wurde durch Vergrößerung des weiteren Scheibenzwischenraums auf eine Weite von mehr
als 11 mm modifiziert/ während die gesamte Scheibenzwischenraum-Weite
gleichgehalten wurde. Diese Tafel wurde mit Luft gefüllt und es wurde festgestellt, daß R = 41 dB
war, wenn die Tafel mit dem auf ihre dickere Außenscheibe auftreffenden Schall geprüft wurde, wie es durch den Pfeil
in Fig.9 gezeigt wird.
Beispiel 42: Die Vergleichstafel 15 wurde mit CCl-F„
gefüllt und es wurde festgestellt, daß I = 42 dB und R^ = 44 dB
war.
Beispiel 43: Die Vergleichstafel 15 wurde mit einem Gemisch aus 58 % CCl2F und 42 % Luft gefüllt.
Cg = 56 % Ca
Rw = 47 dB
I = 45 dB
a .
Dies zeigt, daß durch Anwendung eines Gasmediums,das
zum Teil aus Luft besteht, eine Erhöhung der Schalldämmung erreicht werden kann.
Beispiel 44: Die Vergleichstafel 15 wurde mit einer Mischung aus 50 % SFg und 50 % Luft gefüllt. Es wurde festgestellt,
daß Rw = Ia = 45 dB war.
Die Verwendung eines reinen Gases in den Scheibenzwischenräumen einer Tafel gemäß Fig.9 verschiebt das
niedrigere Resonanz-Übertragungsmaximum auf eine niedrigere Frequenz, jedoch wird gleichzeitig der Schalldämmwert bei
dieser (veränderten) Maximal frequenz im Vergleich mit einer entsprechend bemessenen, luftgefüllten Tafel vermindert.
Durch Vermischen eines solchen reinen Gases mit Luft ist es jedoch möglich, die Auswirkungen eines Resonanz-Durchlässigkeitsmaximums
zu vermindern.
Vergleichstafel 16: Gemäß Fig.9 wurde eine luftgefüllte
Dreifachverglasungstafel zusammengebaut, mit der Modifizierung,
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daß das Abstandsglied 51 umgedreht wurde, so daß es die
Zwischenscheibe 55 näher an der dünneren Außenscheibe 52 als an der dickeren Scheibe 5o hielt. Der weitere Scheibenzwischenraum
zwischen der dickeren Scheibe 50 und der Zwischenscheibe 55 war 9,5 mm weit und der schmalere Raum
2,5 mm weit. Bei der Prüfung mit dem auf die dickere Außenscheibe auftreffenden Schall , wie es durch den Pfeil
in Fig.9 gezeigt wird, wurde der Schalldämmwert mit R = 39 dB
gemessen.
Beispiel 45: Die Vergleichstafel 16 wurde mit SF g gefüllt
und in entsprechender Weise geprüft. Es wurde gefunden,
daß der Schalldämmwert R =1 = 41 dB betrug.
w a ^
Beispiel 46: Die Vergleichstafel 16 wurde mit einer Mischung aus 19 % SF g und 81 % Luft gefüllt. Es wurde
R=I= 42 dB gemessen.
Beispiel 47: Die Tafeln der Beispiele 45 und 46 wurden durch Vergrößerung der Weite des weiteren Scheibenzwischenraums
auf mehr als 11 mm und Verminderung der Weite des schmaleren Scheibenzwischenraums so modifiziert, daß die
Gesamtweite der Scheibenzwischenräume bei 12 mm gleich blieb. In jedem Fall wurde eine Verbesserung des R -Werts von etwa
1 dB erzielt.
Beispiel 48 - Fig.10:
Eine erfindungsgemäße Tafel, die besonders gute Ergebnisse hinsichtlich sowohl der akustischen als auch der
thermischen Eigenschaften ergibt, kann, wie in Fig.io gezeigt, zusammengebaut werden. Der Zeichnung zufolge sind
3 Glasscheiben 61, 62 und 63 durch ein Abstandsglied 64 mit Kastenprofil, das an die Scheiben 61 und 62 geklebt ist,
in Abstand voneinander gehalten. Das Abstandsglied 64 ist -JLt einer Aussparung 65 geformt, die eine Schulter bildet,
gegen die die Zwischenscheibe 63, wie bei Fig.9 beschrieben, gehalten wird. Ein schmaler Scheibenzwischenraum 66 zwischen
den Scheiben 61 und 63 steht über mit 70 bezeichnete Löcher im Abstandsglied mit dem weiteren Scheibenzwischenraum
67 in Verbindung. Die Zwischenscheibe 63 trägt auf ihrer
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Begrenzungsfläche gegen den weiteren Scheibenzwischenraum
67 eine Beschichtung 68, die der Reflexion von Infrarot-Strahlung angepaßt ist. Eine solche Schicht kann zum Beispiel
aus Kupfer, Gold oder Zinnoxid sein. Jede Oberfläche der anderen Scheiben 61 und 62 trägt eine Beschichtung 69,
die der Verminderung der Reflexion des sichtbaren Lichts dient. Diese Beschichtungen 69 können z.B. aus Titandioxid
oder Siliziumdioxid sein und haben die Wirkung einer Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit und des Vermeidens3 von
Doppelbildern bei Betrachtung durch die Tafel. Selbstverständlich sind auch andere Kombinationen der Beschichtungen,
ebenso wie andere Beschichtungsmaterialien, möglich.
Eine gemäß Fig.io konstruierte Tafel kann mit jeglichem
passendem Gasmedium, wie dem in einem der Beispiele 41 bis angeführten Medium gefüllt werden. Wenn ein in diesen Beispie-.Ie
η ':. beschriebenes Gasmedium verwendet wird und die Tafel
des vorliegenden Beispiels mit den gleichen Abmessungen wie die Tafel des entsprechenden Beispiels konstruiert ist,
wird festgestellt, daß der durch die Tafel des vorliegenden Beispiels erzielte Schalldäinmwert sehr ähnlich ist.
Bei einer Variante können beide Oberflächen der Zwischenscheibe 63 mit einer Infrarot-Reflexbeschichtung bedeckt sein.
Bei einer anderen Variante ist eine der Antireflex-Beschichtungen
69 durch eine Infrarot-reflektierende Beschichtung
ersetzt. Bei einer weiteren Variante sind die beiden Scheibenzwischenräumen voneinander isoliert. Bei dieser Variante
können die beiden Scheibenzwischenräume mit verschiedenen Gasmedien gefüllt sein. Beispielsweise kann ein Medium, in
dem Cg kleiner als Ca ist, dem schmalen Scheibenzwischenraum zugeführt werden, um der Tafel gute thermische Eigenschaften
zu geben, während ein Medium, in dem Cg größer als Ca ist, dem weiteren Scheibenzwischenraum zugeführt wird, um eine
gute Schalldämmung zu erzielen. Insbesondere können die Scheibenzwischenräume mit solchen Gasmedien gefüllt werden,
wie es in den Beispielen 37, 38 und 40 beschrieben ist, wobei man mit Tafeln ählicher Abmessungen einen ähnlichen
SchalIdämmwert erzielt.
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6 0 98 S3/ IG 3.9
Es ist verständlich/ daß jedes der hier wiedergegebenen Beispiele abgeändert werden kann, z.B. durch Verwendung
eines anderen Gasmediums, insbesondere eines Gasmediums wie es in einem der anderen Beispiele erläutert ist und
daß auf jede der unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 4, 5, 6, 7 und 9 beschriebenen Tafeln eine oder mehrere Scheibenober
flächen-Beschichtung aufgebracht werden kann, z.B. eine Beschichtung, wie sie in Beispiel 48 beschrieben ist.
Ferner wird einzusehen sein, daß in den oder jeden Scheibenzwischenraum einer Tafel, wie sie in irgendeinen
der Beispiele beschrieben ist, ein Trocknungsmittel eingebracht werden kann. Dies kann sehr zweckmäßig durch Verwendung
eines Abstandsgliedes mit Kastenprofil ausgeführt werden, wie es unter Bezugnahme auf jede der Fig. 4, 7, 9
und 10 erläutert ist, wobei in dem Abstandsglied ein oder mehrere Löcher vorgesehen sind oder eine Höhlung ausgebildet
ist, so daß ihr Inneres mit dem anliegenden Scheibenzwischenraum in Verbindung steht. Das Trocknungsmittel kann dann
in dem Abstandsglied enthalten sein.
Schließlich ist verständlich, daß die Innenfläche eines Abstandsgliedes mit einem schalldämpfendem Material wie
Filz bedeckt sein kann. Dies kann eine besonders vorteilhafte Auswirkung auf das Resonanz-Übertragungsmaximum haben,
besonders, wenn das verwendete Gasmedium eines ist, in dem die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit niedriger als in Luft
ist.
Patentansprüche:
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