DE2947607A1 - Luftschallschluckende verkleidung fuer eine wand oder decke - Google Patents

Luftschallschluckende verkleidung fuer eine wand oder decke

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DE2947607A1 DE19792947607 DE2947607A DE2947607A1 DE 2947607 A1 DE2947607 A1 DE 2947607A1 DE 19792947607 DE19792947607 DE 19792947607 DE 2947607 A DE2947607 A DE 2947607A DE 2947607 A1 DE2947607 A1 DE 2947607A1
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Description

Anmelder!η: Firma Carl Freudenberg, Weinheim/Bergstraße
Luftschallschluckende Verkleidung für eine Wand oder Decke
Die Erfindung betrifft eine luftschallschluckende Verkleidung für eine Wand oder Decke, bestehend aus einer Lochplatte mit einem Lochflächenanteil L und einem mit einer diskontinuierlich verteilten Haftmassenschicht darauf aufgeklebten Faservlies mit einem Offenflächenanteil N und einem Strömungswiderstand Wv in den haftmassenfreien Zonen, wobei die Lochplatte in einem Abstand von der Wand- oder Decke befestigt ist, der groß ist gegenüber der Dicke des Faservlieses und wobei die Verkleidung den Cesamtströmungswiderstand W aufweist.
Die physikalischen Grundlagen für die Konstruktion einer Verkleidung dieser Art werden in "Wirtschaftliche Gestaltung von Schall schluckdecken", G. Kurtze, erschienen in VDI-Z 119 (1977), Nr. 24, Seiten 1193 fflg. näher behandelt. Es ist daraus zu entnehmen, daß sich unter Verwendung dünner Faservliese dann eine breitbandige und gute Wirksamkeit hinsichtlich der erzielten Schalldämpfung erzielen läßt, wenn eine starre Anordnung in einem, bezogen auf seine Dicke, großen Abstand vor der
130022^CTBU
Wand des Raums gelingt, in welchem die Schallabsorption erhöht werden soll. Der dabei ausgenutzte Effekt wird durch ein Beispiel verdeutlicht, das Bezug nimmt auf eine Metallkassette mit 70 mm Tiefe, die stirnseitig durch ein Lochblech abgedeckt ist sowie durch ein dünnes Faservlies, das auf dessen Rückseite unmittelbar aufgeklebt ist. Beim gegenseitigen Verkleben der beiden Teile muß darauf geachtet werden, daß der Strömungswiderstand der Vliesstoffschicht nicht Undefiniert erhöht wird. Der Klebstoff darf deshalb nicht auf dem Vliesstoff aufgetragen werden, was die praktische Durchführung der Verklebung kompliziert. Ein anderer Nachteil ergibt sich daraus, daß die Perforierung des Lochbleches nach Art und Lochflächenanteil in relativ engen Grenzen festgelegt ist, was dem Wunsch nach einer freien Gestaltungsmöglichkeit der Sichtseite häufig widerspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Verkleidung mit dem Ziel einer einfacheren Herstellbarkeit weiter zu entwickeln, wobei zusätzlich eine verbesserte Gestaltungsmöglichkeit der Sichtseite in ästhetischer Hinsicht angestrebt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Haftmassenschicht in Form eines Musters auf das Faservlies aufgebracht ist, und daß der nicht von der Haftmassenschicht bedeckte Anteil pro Flächeneinheit des Faservlieses möglichst gleich ist dem Verhältnis aus seinem Strömungswiderstand W und dem Lochflächenanteil L, dividiert durch den gewünschten Gesamtströmungswiderstand W. Hierunter wird verstanden, daß Abweichungen des Verhältnisses innerhalb eines Bereiches von +; 30% liegen können und mitbeansprucht werden.
Das Muster, in dem die diskontinuierliche Haftmassenschicht auf dem Vliesstoff aufgebracht ist, läßt sich durch verschiedene Verfahren erzeugen, beispielsweise bei Verwendung einer flüssigen Haftmasse unter Verwendung üblicher Druck-
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oder Sprühverfahren, bei Verwendung einer pu 1 verf ö'rmi gen , trockenen Haftmasse unter Verwendunq eines Streuverfahrens. Die als Haftmassen in Betracht zu ziehenden polymeren Werkstoffe können übliche Klebstoffe sein, beispielsweise solche aus der Gruppe der Thermoplaste, die in einem Lösunqsmitte gelöst oder die in einer Suspendierflüssigkeit suspendiert sind. Durch gezielte Einstellung der Viskosität kann dabei erreicht werden, daß das Eindringen der Haftmasse in das Innere des Faservlieses während und im Anschluß an den Auftragsvorgang in einem zuvor ermittelten, bestimmten Verhältnis eintritt. Nach der Verfestigung wird hierdurch eine zusätzliche Versteifung des Faservlieses erreicht.
Als Haftmasse können auch polymere Werkstoffe verwendet werden, die bei einem Auftrag in flüssiger Form unter Anwendung der vorstehend genannten Verfahren während der anschließenden Trocknung in den B-Zustand überführt werden können, d.h. in einen chemisch vorvernetzten Zustand. Zu diesen polymeren Werkstoffen gehören die Polyesterharze. Sie erlangen durch eine anschließende, nochmalige Erwärmung eine erhebliche Adhäsivkraft, die durch die parallel einsetzende, vollständige Aushärtung zu unlösbaren, festen Verbindungen führt. Die Anwendung einer solchen Haftmasse ist aus diesem Grunde ganz besonders geeignet für Anwendungen, in denen die Verkleidung während der normalen Benutzung höheren Temperaturen ausgesetzt sein kann.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, daß der nicht von der Haftmassenschicht bedeckte Anteil pro Flächeneinheit des Faservlieses möglichst gleich ist dem Verhältnis seines Strömungswiderstandes in den nicht von der Haftmassenschicht bedeckten Zonen W und dem Lochflächenanteil L, dividiert durch den gewünschten Gesamtströmungswiderstand W. Die optimale akustische Wirksamkeit besitzt eine Verkleidung zum
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- tr-
Dämpfen von Luftschall dann, wenn der Strömungswiderstand W = 800 Nsm aufweist. In den Fällen, in denen eine optimale Auslegung angestrebt wird, kann der Wert als eine Konstante in den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Formelausdruck eingesetzt werden. Als Lochflächen- bzw. als OffenflächenanteiIe des Lochbleches bzw. des Vliesstoffes werden jeweils die relativen Anteile an der Gesamtfläche eingesetzt bzw. erhalten. Der Strömungswiderstand W des unbeschichteten Faservlieses ist eine physikalische Größe, die durch eine labormäßige Messung ermittelt werden kann.
Die in einem Muster auf die Faserschicht aufgebrachte Haftmasse bildet eine feste Verbindung zwischen dem Faservlies und dem Lochblech. Sie dient außerdem dazu, zu verhindern, daß das Vlies von dir Luftbewegung infolge des darauf lastenden Schallwechseldruckes mitgerissen wird. Neben einer starren Festlegung der einzelnen Fasern wird deshalb angestrebt, daß das vorhandene Offenporenvolumen des unbeschichteten Faservlieses möglichst wenig beeinträchtigt wird. Die gewählte Musterung hat aus diesem Grunde regulär eine sehr feine Struktur, die wahlweise aus im wesentlichen runden, kreisringförmigen und/oder langgestreckten Tei1 schichten zusammengesetzt sein kann. Die einzelnen Teilschichten können unabhängig voneinander auf das Faservlies aufgebracht sein, sie können sich gegenseitig überkreuzen oder überschneiden oder einander in beliebiger und stetig ändernder Variation zugeordnet sein. Wichtig ist es lediglich, daß die beanspruchte gegenseitige Abstimmung vorgenommen wird. Es ist dementsprechend auch nur als Beispiel zu werten, wenn als Anhaltswert angegeben wird, daß eine besonders günstige Breite für die Tei1 schichten 0,1 bis 3 nn beträgt bei einer Dicke des verwendeten Faservlieses zwischen 0,1 und 0,5 mm. Die Einhaltung dieses Bereiches hat sich jedoch als vorteilhaft bewährt in Bezug auf die Ausstattung gebräuchlicher Kassetten in der erfindungsgemäß beanspruchten Weise.
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Die unmittelbar von der Haftmasse bedeckten Teile des Faservlieses haben selbst praktisch keinerlei schalldämpfende Eigenschaften. Diese Bereiche lassen sich aber vorteilhaft in Bezug auf eine Verhinderung von Eigenbewegungen der Fasern in den übrigen Bereichen ausnutzen, in dem man die darin befindlichen Poren und Hohlräume teilweise oder ganz mit der Haftmasse ausfüllt. Geschieht dieses in flüssiger Form, beispielsweise bei Verwendung einer Haftmasse auf Basis eines Schmelzklebers, dann umhüllt dieser die Einzelfasern des Faservlieses im Bereich der Tei1 schichten vollständig, wodurch eine optimale Festlegung gelingt. Heitere Verbesserungen lassen sich dadurch erreichen, daß die Teilschichten durch eine besonders kompakte Ausbildung beschwerend und/oder versteifend auf das Faservlies wirken, beispielsweise dadurch, daß zusätzlich zu der vollständigen Ausfüllung aller Poren die Oberfläche des Faservlieses reliefartig überragt wird. Selbstverständlich muß dabei gewährleistet sein, daß das Vlies im Bereich der verklebten Zonen keinen Abstand von der Lochplatte aufweist. Eine zusätzliche Vergrößerung der Masse läßt sich dabei noch dadurch erreichen, daß in die verwendete Druckpaste ein zusätzlicher Füllstoff eingemischt wird, beispielsweise ein mineralisches oder ein metallisches Pulver. Schließlich hat es sich in Bezug auf die überdeckung von aus ästhetischen Gründen besonders groß ausgeführten Einzel 1 öchern der Lochplatte als vorteilhaft bewährt, die Haftmasse in Gestalt schmaler Streifen auf das Faservlies aufzudrucken, die bei einem parallelen oder einem sich gegenseitig überschneidenden Verlauf die einander gegenüberliegenden Seiten der Löcher miteinander verbinden. Auch derartig extreme Ausführungen lassen sich unter Beachtunq der erfindungsgemäß beanspruchten Abstimmung mit optimaler Wirksamkeit realisieren.
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Die eingesetzten Faservliese müssen bestimmte Bedingungen erfüllen, um dem Sinne der vorliegenden Erfindung gerecht zu werden. Besonders geeignet sind Faservliese aus mineralischen, synthetischen und/oder natürlichen Fasern, wobei ein Faserdurchmesser von 6 bis 62 Mikrometer bevorzugt wird. Die Faservliese sollen eine besonders große Gleichmäßigkeit haben, und zwar sowohl in Bezug auf die gegenseitige Zuordnung der einzelnen Fasern als auch als Gesamtheit. Es kommen deshalb bevorzugt Faservliese zur Anwendung, die nach dem Naßvliesverfahren hergestellt sind. Unbeschadet dessen ist es selbstverständlich auch möglich, andere Faservliese zum Einsatz zu bringen und unter Umständen sogar Gewebe.
Die Lochplatte kann aus einem metallischen und/oder einem mineralischen Werkstoff bestehen. Die erstgenannte Ausführung zeichnet sich durch eine besonders große Robustheit sowie durch ein hohes Gewicht aus, die letztgenannte Ausführung besitzt eine besonders große Starrheit, sie ist jedoch nicht immer unbedenklich in Bezug auf die Einwirkung von Feuchtigkeit. Eine Berücksichtigung der jeweiligen Verhältnisse ist im Einzelfalle deshalb nicht zu vermeiden.
Bei spiel
Zur Anwendung kommt ein unbeschichteter Faservliesstoff mit einem Strömungswiderstand W = 140 Nsrn" . Dieser weist ein Flächengewicht von 44 g/m auf sowie eine Dicke von 0,2 mm. Er ist nach dem Naßvliesverfahren erzeugt aus einem Gemisch von 70% Zellstoff-Fasern mit einer Länge von durchschnittlich 3 mm und zu 30% aus Glasfasern mit einer Länge von 5 mm. Die Verfestigung wurde mit Hilfe eines Bindemittels bewirkt.
Das Faservlies besitzteinen papierartig steifen Griff sowie eine offenporige Struktur. Es hatte folgende Zusammensetzung:
13-00*2/0614
2947S07 -y- 1
Faserantei1 58%
Binderanteil; Acrylat 14%
PVC 4%
Flammschutzmittel, Farbpigmente und sonstige
Zuschläge 2 4 %
Zur Verfügung steht weiterhin eine unter ästhetischen Gesichtspunkten gestaltete Lochplatte aus Aluminium. Diese weist runde Durchbrechungen auf, deren Mittelpunkte auf einem gleichseitigen Dreiecksraster angeordnet sind mit einem gleichbleibenden Mittelpunktsabstand von 0,6 cn . Die Durchbrechungen haben einen Durchmesser von jeweils 3 mm, und ihre Fläche bedeckt demzufolge 20% der Gesamtfläche der Lochplatte, was einem Lochflächenanteil L = 0,2 entspricht.
Das zu lösende Problem besteht darin, eine Aussage über die Verteilung der Haftmassenschicht auf dem Faservlies anzugeben, die bei optimaler akustischer Wirksamkeit eine einfache Kaschierung der Lochplatte ermöglicht.
Unter Berücksichtigung des in der Anspruchsfassung enthaltenen Formelausdruckes und des bekannten optimalen Strömungswiderstandes W = 800 Nsm einer Anordnung zur Absorption von Luftschall ergibt sich für den relativen Offenflächenanteil N des Faservlieses
W 140 Nsm"3
l\l v = 0 8 7 5
L-W 0,2 · 800 Nsm-3
Entsprechend beträgt H, der von der Haftmassenschicht be deckte Anteil pro Flächeneinheit des Faservlieses
H=I-N= 0,125.
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Nur wenn dieser Flächenanteil des Faservlieses (H) mit der in einer feinen Musterung verteilten Haftmassenschicht bedeckt ist, wird eine optimale akustische Wirksamkeit erreicht. Die Art der Musterung an sich ist dagegen von geringerer Bedeutung. Die Breite langgestreckter Teilschichten soll bei einer Dicke des Faservlieses von 0,1 bis 0,5 mm in einem Bereich von 0,1 bis 3 mm liegen, der Durchmesser flächenbedeckender runder Tei1 schichten in einem Bereich von 0,2 bis 2 mm.
Vereinfacht lassen sich die Mittelpunktsabstände der Teilschichten bei den am häufigsten wiederkehrenden Musterungen auch formelmäßig berechnen; beispielsweise bei kreisrunden und nicht kreisrunden Tei1 schichten (oder Löchern der Lochplatten) in einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Rasterung gemäß
oder bei Tei1schichten, die als ununterbrochene, sich parallel zueinander erstreckende Linien ausgebildet sind
1 a
1 "ι
Darin bedeuten: a = Mittelpunktsabstand
a^ = Mittenabstand
η = Anzahl je Flächeheinheit
n. = Anzahl je Längeneinheit
Unter Verwendung des Ausdrucks a =M und unter Berücksichtigung der weiteren Randbedingungen wird für ein Muster der Haftmassenbeschichtung aus regelmäßig wiederkehrenden Kreisflächen ein Durchmesser d = 0,4 mm gewählt. Für die regelmäßig wiederkehrenden Kreisflächen gilt der Zusammenhang
H
η = — #
Somit ergibt sich für einen bedeckten relativen Flächenanteil H = 0,125 der Mittelpunktsabstand a = 1 mm für die Rasterung .
Unter Verwendung des Ausdrucks ai = und unter Berück-
n ι
sichtigung der weiteren Randbedingungen wird für ein Muster aus geradlinig ausgebildeten und parallel zueinander verlaufenden Tei1 schichten eine Breite b = 1 mm gewählt. Für diese Teilschichten gilt der Zusammenhang
nl
Somit ergibt sich mit dem relativen Flächenanteil H = 0,125 ein jeweiliger Mittenabstand a, = 8 mm.
Beide Muster werden durch Aufdrucken auf das Faservlies realisiert unter Verwendung eines Haftk1ebers,der aus einem selbstklebenden Thermoplasten besteht. Die Auftragung wurde so vorgenommen, daß der Kleber bis zu 1/3 in das Faservlies eindrang. Nach dem Aufdrucken wies das Faservlies ein Flächen·
2
gewicht von 66 g/m auf, und die Tei1 schichten hatten eine Höhe von 0,1 bis 0,3 mm über dessen Oberfläche.
Aus diesen Faservliesen wurden Zuschnitte entsprechend der Größe der Lochplatte entnommen, mit der Haftk1eberbeschicn tung auf deren Rückseite aufgelegt, und angepreßt.
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Claims (9)

  1. Patentansprüche
    Γ 1 Λ Luftschal 1schluckende Verkleidung für eine Wand oder Decke, bestehend aus einer Lochplatte mit einem Lochflächenanteil L und einem, mit einer diskontinuierlich verteilten Haftmassenschicht darauf aufgeklebten Faservlies mit einem Offenf1ächenantei1 N und einem Strömungswiderstand W in den haftmassenfreien Zonen, wobei die Lochplatte in einem Abstand von der Wand- oder Decke befestigt ist, der groß ist gegenüber der Dicke des Faservlieses und wobei die Verkleidung den Gesamtströmungswiderstand W aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmassenschicht in Form eines feinen Musters auf das Faservlies aufgebracht ist, und daß der nicht von der Haftmassenschicht überdeckte Anteil pro Flächeneinheit des Faservlieses möglichst gleich ist dem Verhältnis aus seinem Strömungswiderstand Wv und dem Lochflächenanteil L dividiert durch den gewünschten Gesamtströmungswiderstand W.
  2. 2. Verkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster aus im wesentlichen runden, kreisringförmigen und/oder langgestreckten Tei1schichten zusammengesetzt ist.
  3. 3. Verkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tei1 schichten aus einem unvernetzten oder einem vernetzten polymeren Werkstoff bestehen.
  4. 4. Verkleidung nach Anspruch 2 bis 3,.dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschichten bei einer Dicke des Faservlieses von 0,1 bis 0,5 mm eine Breite von 0,1 bis 3 mm haben.
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    ORIGINAL INSPECTED
  5. 5. Verkleidung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume des Faservlieses im Bereich der Teilschichten wenigstens teilweise mit der llaftniasse ausgefüllt sind.
  6. 6. Verkleidung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies ein verfestigter Vliesstoff aus mineralischen, synthetischen und/oder natürlichen Fasern ist.
  7. 7. Verkleidung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen Durchmesser von 6 bis 62jum haben.
  8. 8. Verkleidung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies ein Naßvlies ist.
  9. 9. Verkleidung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte aus einein metallischen und/oder einem mineralischen Werkstoff besteht.
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