DE3832436C2

DE3832436C2 -

Info

Publication number: DE3832436C2
Application number: DE19883832436
Authority: DE
Inventors: Masayuki Okuzawa; Yuzo Okudaira; Futoshi Kadoma Osaka Jp Maeda
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1988-09-23
Publication date: 1993-07-01
Also published as: US4923034A; GB8821599D0; GB2212830B; GB2212830A; DE3832436A1

Description

Die Erfindung betrifft ein schwingungshemmendes Bauelement aus einem Deckelement und einer stoßabsorbierenden sowie schwingungsdämpfenden Schicht, die gegen die Innenoberfläche des Deckelements angelegt ist und eine pulverartige Substanz aus flockenförmigen Teilchen umfaßt, welche die stoßabsorbie rende und schwingungsdämpfende Wirkung ausübt und in einem Bindeelement aus Polymermaterial enthalten ist, welches an der Innenoberfläche des Deckelements anhaftet.

Ein solches schwingungshemmendes Bauelement kann als Fußbo denplatte und dergleichen in mehrgeschossigen Gebäuden mit einer Vielzahl von Wohnungen oder Zimmern verwendet werden, wenn kein Teppich auf den Böden verlegt wird.

Zur Vermeidung der Schallübertragung in darunter gelegene Räume werden gewöhnlich Teppichböden verlegt. Man geht aber mehr und mehr dazu über, anstelle von Teppichböden Holzböden zu verwenden, da bei solchen Böden eine geringere Neigung zum Einnisten von Schädlingen wie Insekten und dergleichen be steht. Holzböden sind aber noch so hart, daß auch schwächere Stöße als Körperschall in die darunterliegenden Räume über tragen werden. Es besteht also ein Bedarf für einen Fußboden belag, der stoßabsorbierend und schwingungshemmend ist.

Ein schwingungshemmendes Bauelement ist aus der DE 33 37 526 A1 bekannt. Dabei besteht das Bauelement aus einem organischen Polymer als Matrix mit darin verteiltem Schuppenfüllstoff. Die Füllstoffschuppen sind so ausgerichtet, daß die Hauptflächen der einzelnen Schuppen einen Winkel von 0°±30° zu einer bestimmten Ebene bilden. Das Bauelement dient zur Vi brationsdämpfung. Stoßartige Belastung unterscheiden sich jedoch von Schwingungen/Vibrationen durch einen steileren An stieg der mechanischen Beanspruchung in dem Bauelement. Für stoßartige Belastungen sind die schwingungshemmenden Eigen schaften des bekannten Bauelements unzureichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schwingungshem mendes Bauelement der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das Stöße unter Vermeidung einer aufwendigen Herstellung des Bauelements besonders gut dämpft.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs angegebenen schwingungs hemmenden Bauelement dadurch gelöst, daß das Bindeelement aus Polymermaterial einen geschäumten Plattenkörper bildet und die pulverartige Substanz in diesem geschäumten Plattenkörper enthalten ist, daß die pulverartige Substanz und das Polymer material in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 0,1 bis 1 gemischt sind und daß der geschäumte Plattenkörper hergestellt ist, indem eine wäßrige Dispersion aus einer Polymermaterialemulsion geschäumt und getrocknet wird.

Die folgende Beschreibung zeigt mehrere Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des stoßabsorbieren den und schwingungshemmenden Schallschutz- Bauelementes;

Fig. 2 schematisch die Struktur verschiedener pulverförmiger Substanzen aus flockenförmigen Teilchen, die bei dem Bauelement nach Fig. 1 verwen det werden;

Fig. 3 und 4 Diagramme, welche die Aufprallkraft über die Zeit bei dem Bauelement nach Fig. 1 zeigen;

Fig. 5 eine Skizze zur Erläuterung der Messung der Aufprallkraft;

Fig. 6 die Struktur eines nach einer anderen Aus führungsform der Erfindung verwendeten Si likatpulvers;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Schwingungsdämpfung der Ausführungsform nach Fig. 7 zeigt;

Fig. 9 ein Diagramm, das den Schallpegel für einen Aufprall auf dem Fußboden für die Ausfüh rungsform nach Fig. 7 zeigt;

Fig. 10 ein Diagramm, welches die Schwingungsdämp fung für eine weitere Ausführungsform zeigt;

Fig. 11 ein Diagramm, welches den Schallpegel für einen Fußbodenaufprall bei der Ausführungs form nach Fig. 10 zeigt;

Fig. 12 eine Schnittansicht zur Erläuterung des Auf baus eines erfindungsgemäßen Bauelements;

Fig. 13 eine Schnittansicht einer weiteren Ausfüh rungsform;

Fig. 14 bis 16 Diagramme, welche die Schwingungsdämpfung für die Ausführungsform nach Fig. 13 zei gen;

Fig. 17 eine Skizze zur Erläuterung der Innenstruk tur einer Schaumstofflage, die bei dem er findungsgemäßen Bauelement verwendet werden kann;

Fig. 17a ein Diagramm, welches die Schwingungsdämp fung bei Verwendung der Schaumstofflage nach Fig. 17 zeigt; und

Fig. 18 eine Skizze zur Erläuterung der Innenstruktur einer Schaumstofflage gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Eine der Besonderheiten des erfindungsgemäßen Bauelements besteht darin, daß ein geschäumter Plattenkörper ausgebildet ist, und in den eine pulver förmige Substanz eingemischt ist, als stoßabsorbierendes Element des schwingungshemmenden Bauelements verwendet wird. Es wird zunächst auf Fig. 1 bezug genommen. Das schwingungs hemmende Element 10 umfaßt eine Deckplatte 11 und eine Bo denplatte 12 sowie einen Schaumstoffkörper 13 in Form einer Schicht, die das stoßabsorbierende Element bildet und zwischen Deckplatte und Bodenplatte angeordnet und haf tend mit ihnen verbunden ist. Der schichtförmige Schaumstoffkörper 13 besteht aus einem Polymer material und enthält in seinem Inneren eine pulverartige Substanz aus flockenförmigen Teilchen, die ein großes "Formverhältnis" auf weist, worunter das Verhältnis zwischen Teilchendurchmesser und Teilchendicke verstanden wird. Diese Substanz besitzt schwingungshemmende Eigenschaften, die auf Reibung zwischen Grenzschichten beruhen. Besonders zweckmäßig ist die Verwen dung von Glimmer als flockige pulverartige Substanz, denn Glimmer besitzt große Spaltflächen und ein großes Formver hältnis. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Glim mer in einer Teilchengröße von 0,1 bis 5 mm, im Gegensatz zu gewöhnlichen Füllstoffen, deren Größe kleiner als 0,1 mm ist, da so ein besonders großes Formverhältnis genutzt werden kann, um die vibrationshemmende Eigenschaften zu verbes sern.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform besteht die Deck platte 11 aus Holz oder einem Polymermaterial wie syntheti sches Harz oder dergleichen. Aus einem solchen Material kann eine Deckschicht oder Deckplatte gebildet werden, die Holz sehr ähnlich sieht, haftend aufgebracht wird und eine Stärke von 1 bis 15 mm aufweist. Die Bodenplatte 12 kann gleich falls aus Holz, synthetischem Harz oder dergleichen herge stellt werden und besitzt eine Dicke von 1 bis 15 mm. Der geschäumte Plattenkörper 13 besitzt einen Schäumungsgrad von einem Mehrfachen und einer Dicke von etwa 0,5 bis 10 mm. Als flockige, pulverartige Substanz kann außer Glimmer folgendes Material verwendet werden: Pyrophillit, Talk, Chlorid, Montmorillonit, Kaolin, Serpentin, Halloysit, Vermiculit und dergleichen. Hinsichtlich der Teilchengröße der pulverartigen Substanz gilt, daß vorzugsweise ein Teil chendurchmesser von weniger als einigen Millimetern für die primäre Teilchengröße verwendet wird, beispielsweise 0,1 bis 5 mm für Glimmer.

Wenn man die stoßabsorbierende bzw. schwingungshemmende Wir kung des Bauelements 10 betrachtet, so kann die maximale Stoßkraft Fmax, die auf das Bauelement ausgeübt wird, durch folgende Formel dargestellt werden:

Fmax = {π MV (1 + μ)}/2t (1)

Darin ist M die Masse eines Körpers, der auf dem Bauelement 10 aufprallt, V ist die Auftreffgeschwindigkeit des aufpral lenden Körpers, μ ist der Restitutionskoeffizient, und t ist die Zeit, welche folgender Formel gehorcht:

t = 2 · 1M^1/3R^-1/2V^-1/3ko^-1/3 (2)

Darin ist R der Krümmungsradius der Berührungsoberfläche des aufprallenden Körpers, und ko ist die Federkonstante des Bauelements 10 für eine Flächeneinheit.

In dem Schaumstoffkörper 13 des Bauelements 10 wird die Fe derkonstante ko in obiger Formel (2) durch die Entropie- Elastizität, weil der Schaumstoffkörper 13 aus einem Polymer material gebildet ist, und durch die Elastizität der Luft in dem Schaumstoff verkleinert; durch die Verkleinerung der Federkonstante ko kann die Zeit t für den Aufprall gedehnt werden, so daß die maximale Stoßkraft Fmax vermindert wird.

Der Restitutionskoeffizient μ kann durch folgende Formel (3) dargestellt werden:

μ = exp (-πη/2) (3)

Darin ist η ein Verlustfaktor für das Bauelement 10. In Fig. 2 sind verschiedene verwendbare Füllstoffe schematisch dargestellt. Fig. 2a zeigt Pyrophillit oder Talk; Fig. 2b zeigt Glimmer; Fig. 2c zeigt Chlorit, Fig. 2d zeigt Mont morillonit, Fig. 2e zeigt Koalin oder Serpentin, und Fig. 2f zeigt Halloysit. Diese Füllstoffe werden als flockige Teilchen in den Schaumstoffkörper 13 eingemischt. Dabei ist der Schaumstoffkörper mit Teilchen befrachtet, die ein großes Formverhältnis aufweisen, so daß eine hohe Grenzschichtrei bung bei Vibration zwischen den Teilchen auftritt. Durch diese Wirkung wird Vibrationsenergie vernichtet, so daß ein großer Verlustfaktor η für das Bauelement 10 erzielt wird. Wie sich aus der Formel (3) ergibt, vermindert sich so der Restitutionskoeffizient μ, wodurch die maximale Stoßkraft Fmax verkleinert wird.

Als Polymermaterial für den Schaumstoffkörper sind folgende Stoffe besonders geeignet: Styrol-Butadien-Gummi (SBR), ein Gemisch aus Naturgummi und SBR, Naturgummi, Chloropren-Gummi, Polyäthylen, Vinylchlorid, Urethan, Polybutadien-Gummi, Silikon-Gummi, Acrylnitril-Butadien-Gummi und dergleichen. Der Schäumungsgrad dieser Stoffe beträgt vorzugsweise etwa das 1,1- bis 10fache. Besonders zweckmäßig ist die Verwen dung von Styrol-Butadien-Gummi (SBR), eine Mischung aus Na turgummi mit SBR oder Urethan bei einem Schäumungsgrad des 2- bis 4fachen oder aus Polyäthylen oder Vinylchlorid bei einem Schäumungsgrad des 2- bis 10fachen. Der Schäumungs grad ist auf diesen Bereich nicht beschränkt. Ein zu kleiner Schäumungsgrad führt dazu, daß die stoßabsorbierende und schallhemmende Wirkung unzureichend ist; ein zu hoher Schäu mungsgrad kann aber zu einer unzureichenden Steifigkeit führen. Das Verhältnis für die Zusammensetzung des Materials aus pulverartiger oder flockiger Substanz und Polymermaterial im Schaumstoffkörper 13 wird auf etwa 1 : 0,1 bis 20 (Gewichts verhältnis) eingestellt. Besonders zweckmäßig ist ein Ver hältnis von 1 : 0,1 bis 1. Je größer die Menge der pulverarti gen Substanz ist, desto wirksamer kann die Grenzflächenrei bung eingesetzt werden. Bei optimaler Ausführung wird eine gerade ausreichende Menge Polymermaterial verwendet, um die pulverartigen Teilchen einzubinden, da dann die Grenzflächen reibung der pulverartigen Substanz aus flockigen Teilchen optimal ausgenutzt wird. Die Herstellung des Polymermaterials als Emulsion aus Polyurethan, Vinylacetat oder dergleichen er laubt die Einmischung einer besonders großen Menge der pul verartigen Substanz aus flockigen Teilchen. Eine solche Herstellung wird daher bevorzugt.

Es werden nun mehrere Ausführungsformen konkret beschrieben:

Ausführungsform 1

Eine Holzplatte von 3 mm Stärke wird als Deckplatte 11 und eine weitere Holzplatte von 9 mm Stärke als Bodenplatte 12 verwendet. Der Schaumstoffkörper 13 wird als Urethanschaum mit einem Schäumungsgrad vom 3fachen in 3 mm Stärke hergestellt, wobei in das Urethan harz Phlogopit mit einem Flockendurchmesser von etwa 1400 µm in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3 eingemischt wird. Die Deckplatte 11 und die Bodenplatte 12 werden durch Einfügen des lagenartigen Schaumstoffkörpers 13 aufeinandergestapelt und miteinander in Verbund gebracht, um ein schwingungshem mendes Bauelement 10 herzustellen.

In Fig. 3 ist die gemessene Form der Stoßwelle für einen Auf prall auf dem Bauelement 10 als Kurve A1 gezeigt. Zum Ver gleich ist in Fig. 4 derselbe Aufprall auf einer einfachen, 12 mm dicken Sperrholzplatte als Kurve A2 dargestellt. Der Vergleich der beiden Kurven miteinander zeigt, daß das Bau element 10 das Maximum der Stoßkraft auf etwa 1/5 vermindert hat, was als ausgezeichnete Stoßdämpfungswirkung bezeichnet werden kann. In den Diagrammen der Fig. 3 und 4 ist auf der Ordinate jeweils die Stoßkraft (N) und auf der Abszisse die verstrichene Zeit (ms) aufgetragen. Bei der Messung der Stoß kraft wurde ein Kraftwandler 21 an einem Hammer 22 der Masse 500 g befestigt; Hammer und Wandler wurden aus einer Höhe von 40 mm frei auf das Bauelement 10 zu fallen gelassen, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist. Das die Stoßwelle darstellende Signal wurde über einen Verstärker 23 an ein Oszilloskop 24 angelegt. Für die Oberseite des Bauelements 10 wurde ein positives Vorzeichen der Stoßkraft gewählt.

Ausführungsform 2

Ein Bauelement 10 wurde in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß anstelle von Urehtanharz SBR in dem Schaumstoffkörper 13 verwendet wurde. Dieses Bauelement 10 erreichte praktisch dieselbe Stoßabsorptionswirkung wie bei der ersten Ausführungsform.

Ausführungsform 3

Ein Bauelement 10 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine Schicht aus SBR und Naturgummi als Gemisch im Gewichtsverhältnis 1 : 1 anstelle von Urethanharz für den Schaumstoffkörper 13 verwendet wurde; dieses Bauelement 10 weist gleichfalls im wesentli chen dieselbe Stoßabsorptionswirkung wie die Ausführungsform 1 auf.

Ausführungsform 4

Ein Bauelement 10 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 1 herstellt, mit der Ausnahme, daß die Dicke des Schaumstoffkörpers 13 6 mm beträgt. Dieses Bauelement 10 er reicht eine maximale Stoßkraft von 97 N. Wenn das Bauelement in gleicher Weise wie bei Ausführungsform 1 hergestellt wird, mit der Ausnahme, daß kein Phlogopit vorhanden ist und die Dicke 6 mm beträgt, so beträgt die maximale Stoßkraft 115 N. Es ist also ersichtlich, daß die Anwesenheit oder das Fehlen von Phlogopit zu einem ausgeprägten Unterschied in der maxi malen Stoßkraft führt.

Es kann auch Silicatpulver als pulverförmige Substanz verwendet werden, die in das stoßab sorbierende Element des Bauelements eingemischt wird. Sili catpulver [(SiO₂)_n] ist mit schwachen Kopplungen durch OH- Gruppen versehen, wie in Fig. 6 gestrichelt angedeutet ist; durch diese Kopplungen treten Luftspalte zwischen den jewei ligen Teilchen der pulverförmigen Substanz auf, die eine Art flockigen Zustand besitzen; durch die zwischen den Pulver teilchen vorhandenen Luftspalte wird das Bauelement mit einer Elastizität ausgestattet, durch welche die Aufprall zeit gedehnt wird. Zwischen den jeweiligen Silicatteilchen tritt Energieverlust durch Grenzflächenreibung auf. Der Ver lustfaktor η in dem Schaumstoffkörper wird auf diese Weise erhöht, was zu einer Verminderung der maximalen Stoßkraft Fmax führt. Als Korngröße der Silicat-Pulverteilchen wird ein Bereich von 7 bis 25 nm als primäre Kornabmessung ver wendet. Das Zusammensetzungsverhältnis von Silicat und Poly mermaterial sollte bis etwa 1 : 10 betragen, denn es ist nicht möglich, eine größere Menge zu verwenden, im Gegensatz zu Stoffen aus der Glimmer-Gruppe. Ansonsten sind die Ausbil dung und Wirkungsweise dieser Ausführungsform dieselben wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Ausführungsform 5

Als Deckplatte 11 wird Sperrholz in 3 mm Stärke und als Bo denplatte 12 Sperrholz in 9 mm Stärke verwendet. Als Schaum stoffkörper wird eine Schicht aus geschäumtem Urethan verwendet, worin Silicatpulver eingemischt wurde. Der Schäumungsgrad beträgt das 3,5fache. Die Dicke des Schaumstoffkörpers beträgt 3 mm. Die Hauptteilchenabmessung des Silicatpulvers beträgt 16 nm. Das Zusammensetzungsver hältnis zwischen Silicatpulver und Urethanharz beträgt ge wichtsbezogen 1 : 10. Die Deckplatte 11, der Schaumstoffkörper 13 und die Bodenplatte 12 werden aufeinandergestapelt und miteinander in Verbund gebracht, um ein schwingungshemmendes Bauelement 10 herzustellen. Es wurde gefunden, daß die Wel lenform für einen Stoß bei diesem Bauelement 10 nahezu der Kurve A1 in Fig. 3 entspricht, daß also das Maximum der Stoß kraft auf etwa 1/5 der Größe in Fig. 4 (Verwendung von al lein Sperrholz) vermindert wurde.

Ausführungsform 6

Ein Bauelement 10 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 5 hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß SBR anstel le von Urethanharz im Schaumstoffkörper 13 verwendet wird. Dieses Bauelement 10 weist ebenfalls ein Stoßabsorptionsver mögen auf, das dem der Ausführungsform 5 gleicht.

Ausführungsform 7

Ein Bauelement 10 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 5 hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß für den geschäumten Plattenkörper eine Schicht aus SBR und Naturgummi im Mischungsverhältnis 1 : 1 (gewichts bezogen) verwendet wird. Auch dieses Bauelement 10 weist ein Stoßabsorptionsvermögen wie die Ausführungsform 5 auf.

Ausführungsform 8

Ein Bauelement 10 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 5 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Dicke des Schaumstoffkörpers 13 6 mm beträgt. Das Maximum der Stoß kraft beträgt bei dieser Ausführungsform 101 N. Da das Maxi mum der Stoßkraft, die in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 1 mit Ausnahme des Ausschlusses von Phlogopit im Schaum stoffkörper und der Dicke von 6 mm erzielbar ist, 115 N be trägt, wie im Beispiel 4 gemessen wurde, ist klar ersichtlich daß die Anwesenheit oder Abwesenheit von Silicatpulver zu einer ausgeprägten Differenz hinsichtlich des Maximums der Stoßkraft führt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das schwin gungshemmende Element weitergebildet, um als Schallschutz- Bodenbelag besonders geeignet zu sein und in dieser Form di rekt auf einer Bodenplatte aus Beton oder dergleichen aufge klebt zu werden. Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform umfaßt ein Bauelement 30 eine Deckplatte 31, eine Bodenplat te 32 und dazwischen den Schaumstoff körper 13, entsprechend der Deckplatte 11, der Bodenplatte 12 und dem Schaumstoffkörper 13 bei der Ausführungsform nach Fig. 1; zusätzlich ist jedoch eine elastische Platte 34 auf der Fläche der Bodenplatte 32 aufgebracht, die dem Schaum stoffkörper 33 gegenüberliegt. Bei der in den Schaumstoff körper 33 eingemischten Pulversubstanz kann es sich hier um flockenförmige Pulverteilchen oder Silicatpulver handeln. Als elastische Platte 34 wird vorzugsweise ein Schaumstoff körper verwendet, insbeondere aus einem Polymermaterial wie Gummi, synthetisches Harz oder dergleichen, mit der Eigen schaft, daß dieses Material viskoelastisch ist, in einer Stärke von1 bis 15 mm.

Ausführungsform 9

Eine 3 mm dicke Sperrholzplatte wird als Deckplatte 31 ver wendet; als Bodenplatte 32 wird 9 mm dickes Sperrholz ver wendet. Als Schaumstoffkörper 33 wird eine 7 mm dicke Platte aus geschäumtem Urethan verwendet, mit einem Schäumungsgrad des Dreifachen und mit im Gewichtsverhältnis 1 : 3 zugemisch tem Phlogopit eines mittleren Flockendurchmessers von 1400 µm. Als elastische Platte 34 wird geschäumter Naturgummi in einer Dicke von 5 mm verwendet. Diese Platten 31, 32, 33 und 34 werden aufeinandergestapelt und miteinander in Verbund gebracht, um ein schwingungshemmendes Bauelement 30 herzu stellen.

Die Schwingungsdämpfung eines solchen Bauelements 30 ist durch die Kurve A32 in Fig. 8 veranschaulicht. Als gestri chelte Kurve A31 sind die entsprechenden Eigenschaften eines Bauelements dargestellt, das in gleicher Weise wie bei Aus führungsform 9 hergestellt wird, jedoch mit der Ausnahme, daß kein Phlogopit in dem Schaumstoffkörper 33 vorhanden ist. Der Vergleich beider Kurven zeigt deutlich die Verbes serung hinsichtlich der Schwingungsdämpfung. Bei Schallpe gelmessungen für Fußbodenstöße gemäß dem japanischen Indu striestandard (JIS) A-1418 wurde mit dem Bauelement 30 nach Ausführungsform 9 der durch die Kurve A42 in Fig. 9 gezeigte Schallpegel erzielt; dabei handelt es sich um eine hohe Schallisolierung entsprechend dem Maß L-46. Der Vergleich mit einer weiteren Kurve A41 in Fig. 9, welche die Schall isolierung bei einem in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 9, jedoch ohne Phlogopit in dem Schaumstoffkörper 33 hergestellten Bauelement darstellt, zeigt deutlich, daß das erfindungsgemäß ausgebildete Bauelement 30 besser ist als das Bauelement, welches der Kurve A41 entspricht, der nur das Maß L-48 zukommt.

Ausführungsform 10

Ein Bauelement 30 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 9 hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß SBR anstel le von Urethanharz in dem Schaumstoffkörper 33 verwendet wird. Es werden im wesentlichen dieselben Funktionen wie bei Ausführungsform 9 erzielt.

Ausführungform 11

Ein Bauelement 30 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 9 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß für den geschäumten Plattenkörper SBR und Na turgummi verwendet werden, die im Gewichtsverhältnis 1 : 1 ge mischt sind, anstelle von Urethanharz. Ein solches Bauelement 30 weist im wesentlichen dieselben Funktionen wie das nach Ausführungform 9 auf.

Ausführungsform 12

3 mm dickes Sperrholz und 9 mm dickes Sperrholz werden als Deckplatte 31 und Bodenplatte 32 verwendet; eine 6 mm dicke Platte aus geschäumtem Urethan mit einem Schäumungsgrad des Dreifachen und mit einer Beimischung von Silicatpulver wird als Schaumstoffkörper 33 verwendet. Das Silicatpulver hat eine Hauptteilchengröße von 16 nm und ist mit dem Urethan harz im Gewichtsverhältnis von 1 : 10 vermischt. Als elasti sche Platte 34 wird eine 5 mm dicke Platte aus geschäumtem Naturgummi verwendet. Diese Platten 31, 32, 33 und 34 werden aufeinandergestapelt und miteinander in Verbund gebracht, um ein schwingungshemmendes Bauelement 30 herzustellen.

Die Schwingungsdämpfung dieses Bauelements 30 ist durch die Kurve A52 in Fig. 10 veranschaulicht. Als weitere, gestri chelte Kurve A51 ist das Verhalten eines Bauelements gezeigt, das in gleicher Weise wie nach Ausführungsform 12 hergestellt wurde, mit der Ausnahme jedoch, daß kein Silicat in dem Schaumstoffkörper 33 vorhanden ist. Ein Vergleich zwischen beiden Kurven zeigt, daß das erfindungsgemäße Bauelement 30 eine stark verbesserte Schwingungsdämpfung aufweist. Die Messung des Schallpegels für Fußbodenaufprall nach der Indu strienorm JIS A-1419 ergibt den durch Kurve A61 in Fig. 11 gezeigten Pegel; die Schallisolierung erreicht das Maß L-46, was ausgezeichnet ist im Vergleich zur Kurve A61, welche die Schallisolierung des nach Ausführungsform 12 hergestellten Bauelements ohne Silicatpulver in dem Schaumstoffkörper 33 zeigt, denn diese Ausführung erreicht lediglich das Maß L-50.

Ausführungsform 13

Ein Bauelement 30 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 12 hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß SBR anstelle von Urethanharz als Schaumstoffkörper 33 verwendet wird; dieses Bauelement 33 erreicht im wesentlichen dieselben Eigenschaften wie die Ausführungsform 12.

Ausführungsform 14

Ein Bauelement 30 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 12 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß SBR und Naturgummi in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 als Schaum stoffkörper 33 anstelle von Urethanharz verwendet wird; die ses Bauelement 30 erreicht im wesentlichen dieselben Eigen schaften wie die Ausführungsform 12.

Es sind auch Ausführungsformen vorgesehen, bei welchen das schwingungshemmende Bauelement nur die Deckplatte und den Schaumstoffkörper aufweist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 enthält dann das Bauelement 10 keine Bodenplatte 12; das Bauelement 30 nach Fig. 7 enthält weder die Bodenplatte 32, noch die elastische Platte 34. Bei solchen Ausführungs formen können die Deckplatte und der Schaumstoffkörper die gleichen sein wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 7; das Bauelement wird dann direkt auf der Fußbodenoberflä che, einer Betonplatte oder dergleichen, aufgeklebt.

Ausführungsform 15

Bei dem Bauelement 30 nach Ausführungsform 9 entfallen die Bodenplatte 32 und die elastische Platte 34; mit dieser Aus führungsform wird im wesentlichen dieselbe Schallisolierung wie bei Ausführungsform 9 erzielt.

Ausführungsform 16

Ein schwingungshemmendes Bauelement 30 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungsform 12 hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß die Bodenplatte 32 und die elastische Platte 34 entfallen. Diese Ausführungsform weist dieselbe Eigenschaften hinsichtlich Stoßabsorption und Schallisolierung auf wie die Ausführungsform 12.

Die erfindungsgemäßen schwingungshemmenden Bauelemente können auf der Fußbodenoberfläche, einer Betonplatte B oder der gleichen, wie in Fig. 12 gezeigt, entlang auf dem Fußboden befestigten Querträgern 36 angeordnet werden. Eines der Bau elemente, das mit 30a bezeichnet ist und bei welchem ein Schaumstoffkörper 33a zwischen einer Deckplatte 31a und einer Bodenplatte 32a eingefaßt ist, wird auf dem gemeinsamen Querträger 36 mittels Nägeln 35 befestigt, während die gesamte Unterseite der elastischen Platte 34a auf der Beton platte B oder dergleichen mittels eines geeigneten Klebers verklebt wird. Dann wird ein weiteres Bauelement 30a an der Bodenplatte 32a mit dem zuvor befestigten Bauelement 30a entlang dem gemeinsamen Querträger 36 zusammengebaut, wobei die elastische Platte 34a dieses weiteren Bauelements 30a in gleicher Weise auf der Betonplatte B verklebt wird. Auf diese Weise werden mehrere Bauelemente 30a nacheinander auf dem Fußboden befestigt. Die Bauelemente 30a können auf der Ober fläche der Betonplatte auch auf andere Weise als mittels ge meinsamer Querträger und Nägeln befestigt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt eine Aus führungsform des schwingungshemmenden Bauelements eine aus Pulver gebildete Schicht als stoßabsorbierendes Mittel; die se aus Pulver gebildete Schicht entsteht, indem Pulverteil chen mit einem Öl überzogen werden. Es wird auf Fig. 13 Be zug genommen. Diese Ausführungsform des Bauelements 40 kann in gleicher Weise wie die zuvor beschriebenen Ausführungs formen als schalldämmender Fußbodenbelag verwendet werden. Das Bauelement 40 umfaßt eine das stoßabsorbierende Mittel bildende, aus Pulver gebildete Schicht 43 zwischen einer Deckplatte 41 und einer Bodenplatte 42 sowie eine elastische Platte 44, die mit der Bodenplatte 42 gegenüber der Schicht 43 verklebt ist. Für die Deckplatte, die Bodenplatte und die elastische Platte 41, 42 und 44 werden die gleichen Material sorten wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen in gleicher Stärke verwendet. Die aus Pulver gebildete Schicht 43 ist vorzugsweise zwischen der Deckplatte 41 und der Boden platte 42 angeordnet und wird hergestellt, indem ein (nicht gezeigter) Rahmenkörper, der aus hochelastischem Material wie Gummi und dergleichen besteht, mit einem Gemisch aus Öl und einer Pulversubstanz gefüllt wird.

Die aus Pulver gebildete Schicht 43 wird zweckmäßigerweise in einer Dicke von 0,5 bis 10 mm ausgebildet. Die ölige und pulverartige Substanz, aus der diese Schicht 43 gebildet ist, kann durch Mischung in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 4 hergestellt werden; dieses Verhältnis kann aber je nach Art des Öls und des verwendeten Pulvers verändert werden. Als Öl wird vorzugsweise ein solches von hoher Viskosität verwendet, insbesondere eine trocknende Ölsorte wie Leinsa menöl, Tungöl, Perillaöl und dergleichen oder aus Sesamöl, Olivenöl, Rapsöl, Baumwollsamenöl, Tsubakiöl, Sojabohnenöl und dergleichen. Als pulverförmige Substanz sind die glei chen, Flockenteilchen ausbildenden Substanzen geeignet, die auch in dem Schaumkörper 13 des Bauelements 10 nach Fig. 1 verwendet werden. Insbesondere sind also Silicatpulver geeig net, oder auch Shirasu-Kugelkörper-Pulver, Glasmehl, Alumi niumoxidpulver und dergleichen. Diese pulverförmigen Substan zen können einen Teilchendurchmesser wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben aufweisen. Durch diese Ausbildung tritt bei einem Aufprall auf dem Bauelement 40 ein Energie verlust aufgrund der hohen Grenzflächenreibung zwischen den Pulverteilchen der Schicht 43 auf, so daß ein großer Verlust faktor η in dem gesamten Bauelement 40 entsteht und der Re stitutionskoeffizient μ entsprechend klein wird, wie sich aus Formel (3) ergibt; auf diese Weise wird das Maximum der Stoßkraft Fmax gedämpft.

Ausführungsform 17

Als Deckplatte 41 wird 3 mm starkes Sperrholz und als Boden platte 42 9 mm starkes Sperrholz verwendet. Ein Gemisch aus Silicatpulver mit einer Hauptkorngröße von 10 nm und Leinsa menöl im Gewichtsverhältnis 1 : 2 und mit einer Dicke von 2 mm wird als pulverhaltige Schicht 43 verwendet. Als elastische Platte 44 wird geschäumter Naturgummi mit einer Dicke von 5 mm verwendet. Diese Platten 41, 42, 43 und 44 werden aufeinan dergestapelt und miteinander in Verbund gebracht, um ein Bauelement 40 herzustellen.

Die schallhemmenden Eigenschaften dieses Bauelements 40 sind in Fig. 14 durch die Kurve A72 verdeutlicht. Als weitere Kurve A71 sind die entsprechenden Eigenschaften eines Bauele ments gezeigt, das in gleicher Weise wie nach Ausführungs form 17 hergestellt wurde, jedoch ohne Leinsamenöl in der pulverhaltigen Schicht. Wie der Vergleich dieser Kurven zeigt, wird die Schwingungsdämpfung in einem Frequenzbereich von 200 bis 500 Hz in großem Ausmaß verbessert. Das verwen dete Silicatpulver hat die Eigenschaft, daß konkav-konvexe Oberflächen an den Pulverteilchen auftreten, die einen Halt auf das zugemischte Öl ausüben, wodurch die Formbarkeit des Pulver/Öl-Gemisches günstig beeinflußt wird.

Ausführungsform 18

Ein Bauelement 40 wird hergestellt, das in gleicher Weise wie Ausführungsform 17 hergestellt wurde, mit der Ausnahme, daß bei der Mischung ein Gewichtsverhältnis von 1 : 4 von Silicatpulver zu Leinsamenöl eingehalten wird.

Die Schwingungsdämpfungseigenschaften dieses Bauelements 40 sind in Fig. 15 als Kurve A82 gezeigt. Beim Vergleich dieser Kurve A82 mit einer Kurve A81, welche die entsprechenden Eigenschaften eines Bauelements zeigt, das in gleicher Weise wie Ausführungsform 18 hergestellt wurde, mit der Ausnahme jedoch, daß jegliches Öl in der Schicht 43 fehlt, wird er sichtlich, daß eine ausgezeichnete Schalldämpfung über einen niedrigen Frequenzbereich und bis zu höheren Frequenzberei chen erzielt wird. Es wurde ferner gefunden, daß diese Aus führungsform sich durch gute Formbarkeit der pulverhaltigen Schicht auszeichnet, im Gegensatz zur Ausführungsform 17.

Ausführungsform 19

Ein Bauelement 40 wird in gleicher Weise wie bei Ausführungs form 17 hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß das dort verwendete Silicatpulver durch Glasmehl einer Korngröße von 1 mm ersetzt wird.

Die schwingungsdämpfenden Eigenschaften dieses Bauelements 40 sind in Fig. 16 als Kurve A92 gezeigt. Beim Vergleich dieser Kurve mit einer weiteren Kurve A91, welche die ent sprechenden Eigenschaften eines Bauelements zeigt, das in gleicher Weise wie Ausführungsform 19 hergestellt wurde, je doch mit der Ausnahme, daß keinerleit Öl in der pulverhaltigen Schicht enthalten ist, wird ersichtlich, daß eine ausge zeichnete Schwingungsdämpfung vom niedrigen bis in den hohen Frequenzbereich erzielt wird. Es wurde ferner gezeigt, daß im Gegensatz zu den Ausführungsformen 17 und 18 das Bauelement 40 dieser Ausführungsform eine weit verbesserte Steifigkeit aufweist und daher als Fußbodenabdeckung besonders geeignet ist.

Gemäß einer weiteren Eigenschaft der Erfindung ist die pul verhaltige Schicht 43 als Schaumstoffkörper vorgesehen, der eine pulverförmige, mit Öl vermischte Substanz enthält. Der Schaumstoffkörper wird gebildet, indem geschäumtes Polymer material wie synthetisches Harz, Gummi oder dergleichen in einer Dicke von etwa 0,5 bis 10 mm verwendet wird und das Zusammensetzungsverhältnis des mit Öl vermischten Pulvers zu dem Polymermaterial, woraus der Schaumkörper gebildet ist, je nach Art der verwendeten Stoffe variiert wird; wenn ein Pulver mit flockenförmigen Teilchen verwendet wird, beträgt das Verhältnis beispielsweise 1 : 0,1 bis 20; wenn Silicatpul ver verwendet wird, beträgt das Verhältnis etwa 1 : 10 und liegt niedriger als bei Verwendung von Pulver mit flocken förmigen Teilchen. Das Polymermaterial, aus dem der Schaum stoffkörper gebildet wird, und der Schäumungsgrad können in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 (Schaumstoffkörper 13) gewählt werden.

Ausführungsform 20

Eine pulverhaltige Schicht 43 in einem 2 mm dicken Schaum stoffkörper wird auf der Rückseite der aus 3 mm starkem Sperrholz bestehenden Deckplatte 41 gebildet. Die Schaum stoffplatte besteht aus Urethanschaum mit einem Schäumungs grad des Dreifachen; in den Schaumstoff wird mit Leinsamenöl vermischter Glimmer eingebracht. Der mit Leinsamenöl befrachtete Glimmer wird mit dem synthetischen Harz in einem Ge wichtsverhältnis von 1 : 3 vermischt; auf diese Weise stellt man ein schwingungsdämmendes Bauelement 40 her.

Wie in Fig. 17 veranschaulicht ist, sind in der pulverhalti gen Schicht 43 zahlreiche Glimmerteilchen 101 durch Leinsa menöl 102 zu Blöckchen kombiniert, die in dem plattenförmi gen Schaumstoffkörper 104 mit zahlreichen Luftzellen 103 ein geschlossen sind. Hierbei tritt eine hohe Grenzflächenrei bung auf, wodurch ein hoher Verlustfaktor η und eine ausge zeichnete Schwingungsdämpfung und Einstellung des Schwin gungsverhaltens erzielt werden. Die Schwingungsdämpfung dieses Bauelements 40 ist durch die Kurve A112 in Fig. 17a veranschaulicht. Eine weitere Kurve A111 zeigt die Schwin gungsdämpfung eines Bauelements, das in gleicher Weise wie die Ausführungsform 20 hergestellt wurde, mit der Ausnahme jedoch, daß die pulverhaltige Schicht kein Öl enthält. Der Vergleich beider Kurven zeigt, daß das Element nach der vor liegenden Ausführungsform in dem niedrigen Frequenzbereich von 100 bis 300 Hz ein ausgezeichnetes Verhalten aufweist.

Ausführungsform 21

Ein weiteres Bauelement 40 wird in gleicher Weise wie Aus führungsform 20 hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß Silicatpulver anstelle von Glimmer verwendet wird. Auch die se Ausführungsform weist eine ausgezeichnete Schwingungsdämp fung auf, die mit der nach Ausführungsform 20 vergleichbar ist.

Ausführungsform 22

Ein weiteres Bauelement 40 wird in gleicher Weise wie Aus führungsform 20 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß eine Platte aus geschäumtem SBR anstelle von Polyurethan verwendet wird. Auch dieses Bauelement weist ausgezeichnete Schwingungsdämpfung auf, ähnlich wie die Ausführungsform 20.

Ausführungsform 23

Ein weiteres Bauelement 40 wird in gleicher Weise wie Aus führungsform 20 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß das Mischungsverhältnis zwischen Silicatpulver und Leinsa menöl variiert wird, bis die Pulverteilchen 201 im wesent lichen voneinander durch die Beschichtung mit Leinsamenöl 202 unabhängig gemacht sind, wie in Fig. 18 veranschaulicht; sie sind dann in dem Schaumkörper 204 zugleich mit vielen Luftzellen 203 vorhanden.

Auch dieses Bauelement weist ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Schwingungsdämpfung und Steuerung des Schwin gungsverhaltens auf, ähnlich wie Ausführungsform 20.

Ausführungsform 24

3 mm dickes Sperrholz wird als Deckplatte 41 und Bodenplatte 42 verwendet. Eine pulverhaltige Schicht 43 wird auf der Rückseite der Deckplatte 41 mittels einer 2 mm dicken geschäum ten Urethanplatte mit dem Schäumungsgrad 3 gebildet, worin Glimmer und die Glimmerteilchen bedeckendes Leinsamenöl zu gemischt sind. Das die Glimmerteilchen bedeckende Leinsamen öl wird mit dem Harz in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3 vermischt. Die Deckplatte 41, Bodenplatte 42 und pulverhal tige Schicht 43 werden aufeinandergestapelt und miteinander in Verbund gebracht, um ein schwingungshemmendes Bauelement 40 herzustellen.

Dieses Bauelement 40 weist gleichfalls ausgezeichnete Eigen schaften hinsichtlich Schwingungsdämpfung und Steuerung des Schwingungsverhaltens auf, in gleicher Weise wie Ausführungs form 20.

Claims

1. Schwingungshemmendes Bauelement aus einem Deckelement und einem stoßabsorbierenden sowie schwingungsdämpfenden Schicht, die gegen die Innenoberfläche des Deckelements an gelegt ist und eine pulverartige Substanz aus flockenförmigen Teilchen umfaßt, welche die stoßabsorbierende und schwin gungsdämpfende Wirkung ausübt und in einem Bindeelement aus Polymermaterial enthalten ist, welches an der Innenoberfläche des Deckelements anhaftet, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildelement aus Polymermaterial einen geschäumten Plat tenkörper bildet und die pulverartige Substanz in diesem ge schäumten Plattenkörper enthalten ist, daß die pulverartige Substanz und das Polymermaterial in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 0,1 bis 1 gemischt sind und daß der geschäumte Platten körper hergestellt ist, indem eine wäßrige Dispersion aus einer Polymermaterialemulsion geschäumt und getrocknet wird.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverartige Substanz aus flockenförmigen Teilchen Glimmer ist.

3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glimmer eine Teilchengröße von 0,1 bis 5,0 mm aufweist.

4. Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der geschäumte Plattenkörper einen Schäumungsgrad des 1,1fachen bis 10fachen aufweist.

5. Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß es eine Bodenplatte aufweist, welche gegenüber dem Deckelement angeordnet ist, wobei sich die stoßabsorbierende und schwingungsdämpfende Schicht zwischen Deckplatte und Bodenplatte befindet.

6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische Platte mit einer Boden platte in Verbund gebracht ist, welche auf derjenigen Seite der stoßabsorbierenden und schwingungsdämpfende Schicht an gebracht ist, die der Deckplatte gegenüberliegt.

7. Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Teilchen der pulverartigen Sub stand mit Öl beschichtet sind.