DE4220547A1 - Laermschutzelement fuer laermschutzwaende - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lärmschutzelement für Lärmschutzwände.

Derartige Lärmschutzwände werden hauptsächlich entlang von Bahngeleisen und Straßen, aber auch bei Flug­ plätzen oder Industrieanlagen eingesetzt, um benachbarte Wohn- oder Erholungsgebiete vor Lärmimmissionen zu schützen, und sind seit geraumer Zeit in verschiedenen Aus­ führungen bekannt. Üblicherweise bestehen diese bekannten Lärmschutzwände aus bausteinartigen Elementen, die meist zwischen in Abständen gesetzte Pfosten eingefügt sind. Als Baustoff für die Elemente wird Beton, Faserzement, Metall oder Holz verwendet.

Der Entwicklung der vorliegenden Erfindung liegen nun jedoch - abweichend vom Stand der Technik - die folgenden Leitgedanken zugrunde: Gebrauchter Altgummi, der heut zu­ tage, beispielsweise in Form von Altreifen, bekanntlich in erheblichen Mengen anfällt, sowie Kunststoffabfälle aus Industrie und Haushalt stellen ein großes Entsorgungs­ problem dar. Eine Möglichkeit zur sinnvollen Entsorgung ist die Wiederaufarbeitung des Altgummis oder der Kunststoff­ abfälle zu sogenannten Recycling-Materialien. Da die Eigenschaften von Recycling-Materialien nicht in allen Belangen denjenigen von neu produziertem Gummi oder Kunst­ stoff entsprechen, müssen neue und zweckmäßige Anwendungen für Recycling-Materialien gefunden werden.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Lärm­ schutzelement für Lärmschutzwände, insbesondere für den Einsatz an Bahngeleisen und Straßen, vorzuschlagen, wel­ ches als Hauptkomponente Gummi, allgemeiner Elastomere, oder Kunststoffe aufweist, und zwar vorzugsweise in Form von Recycling-Materialien. Dabei soll ein konstruktiver Aufbau für eine Lärmschutzwand geschaffen werden, des sowohl in praktisch-technischer, als auch in ästhetischer Hinsicht von den speziellen Möglichkeiten dieser Materialien Gebrauch macht und zudem eine einfache Montage und Wartung erlaubt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Patentan­ sprüchen und insbesondere im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Kennzeichen.

Durch die Verwendung von Elastomer- oder Kunststoff­ granulat oder -pulver, welches mit einem Bindemittel, beispielsweise mit Polyurethan, unter hohem Pressdruck gebunden ist, ergibt sich ein sehr festes und stabiles Lärmschutzelement, welches eine sehr gute Schalldämmung aufweist. In Kombination mit den gemäß bevorzugten Ausführungsformen zusätzlich vorgesehenen Schallabsorp­ tionsmitteln wird so eine ausgezeichnete Lärmschutzwirkung sowohl durch Schalldämmung, wie auch durch Schallabsorption erreicht.

Der erfindungsgemäße Aufbau der Lärmschutzelemente gibt weiter vorteilhaft die Möglichkeit, Granulat oder Pulver von Recycling-Elastomeren oder Recycling-Kunststof­ fen zu verwenden und damit eine sinnvolle Wiederverwendung dieser Materialien zu schaffen. In bevorzugten Ausführungsformen bestehen zudem auch die zusätzlichen Schallabsorptionsmittel aus mit einem Bindemittel gebundenem Elastomer- oder Kunststoffgranulat, so daß auch hierfür Recycling-Materialien eingesetzt werden können.

Konstruktiv erlaubt der verwendete Werkstoff eine weitgehend variable Formgebung, ohne dadurch den Herstellungsprozeß für die Lärmschutzelemente unerwünscht zu verkomplizieren oder zu verteuern. Damit kann die Form einer Lärmschutzwand in einfacher Weise auf den jeweiligen Verwendungszweck angepaßt und äußerlich ansprechend ge­ wählt werden.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 in schaubildlicher Gesamtansicht je eine mögliche Ausführung und Anwendung einer mit erfindungsgemäßen Lärmschutzelementen aufgebauten Lärmschutzwand,

Fig. 4 eine geschnittene Teilansicht einer einfachen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lärmschutzelements ohne zusätzliche Schallabsorptionsmittel,

Fig. 5 bis 7 verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Lärmschutzelemente mit zusätzlichen Schallabsorptionsmitteln aus Elastomer- oder Kunststoff­ granulat,

Fig. 8 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Lärmschutzelements mit Schallabsorptionsmitteln aus Elasto­ mer- oder Kunststoffgranulat in zwei Schichten unterschiedlicher Porosität und Dichte, und

Fig. 9 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lärmschutzelements mit zusätzlichen Schallabsorptionsmit­ teln aus weichem Fasermaterial.

Beispiele für Lärmschutzwände, die mit erfindungsgemäßen Lärmschutzelementen erstellt werden können, sind in den Figuren l bis 3 zu sehen. Dem gewünschten Verlauf der Lärmschutzwand folgend sind in Abständen Stützen 2 aufge­ stellt, an welchen Lärmschutzelemente so angebracht sind, daß sie eine geschlossene Wand bilden. Ein Abschnitt 4 zwischen zwei Stützen kann ein einziges Lärmschutzelement oder auch zwei oder mehr in Richtung der Stützenlängsachse aneinandergereihte Lärmschutzelemente umfassen.

Die Lärmschutzwand von Fig. 1 ist auf einen Einsatz an Bahnlinien angepaßt. Mit der gegen die Lärmquelle 6 gekrümmten Form der Stützen und Lärmschutzelemente können die für Bahnlinien mit Oberleitung vorgeschriebenen Sicherheitsabstände berücksichtigt und gleichzeitig die Lärmquelle in optimaler Weise abgeschirmt werden.

Die in Fig. 2 abgebildete Lärmschutzwand eignet sich insbesondere zur Abschirmung von Industrieanlagen. Sie ist mit Lärmschutzelementen aufgebaut, die in horizontaler Richtung leicht gebogen ausgebildet sind. Die Lärmschutz­ elemente in aufeinander folgenden Abschnitten 4 sind jeweils gegensinnig gebogen eingesetzt, so daß sich für die Lärm­ schutzwand ein S-förmig geschwungener Verlauf ergibt, der die optische Wirkung einer solch großen und von einem Betrachter oft störend empfundenen Wand vorteilhaft auf­ lockert.

Die Stützen der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Lärmschutzwände sind einzeln im Boden verankert, zum Bei­ spiel durch Verschrauben mit einer schon vorhandenen Unter­ lage, oder mittels eigens im Boden eingelassenen Sockeln. Vorteilhaft werden H-Profilstützen verwendet, in welche die Lärmschutzelemente in einfacher Weise von oben eingeschoben werden können.

Fig. 3 stellt eine kleinere Variante einer Lärmschutzwand dar, die beispielsweise zwischen zwei Bahngeleisen, etwa in Bahnhöfen, oder bei lärmigen Straßenbauarbeiten eingesetzt werden kann. So verwendete Lärmschutzwände müssen leicht und möglichst von Hand demontierbar sein. Hier wirkt sich die plattenförmige und vergleichsweise leichte Konstruktion erfindungsgemäßer Lärmschutzelemente besonders vorteilhaft aus.

Nach diesen allgemeinen Hinweisen auf Verwendungs­ möglichkeiten erfindungsgemäßer Lärmschutzelemente soll nun auf deren Aufbau näher eingegangen werden. Die Figu­ ren 4 bis 9 zeigen perspektivische Ausschnitte von Lärmschutzelementen in verschiedenen Ausführungsformen.

Jedes Lärmschutzelement weist als Hauptkomponente ein plattenförmiges Element 8 auf, das sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Lärmschutzelements erstreckt. Dieses plattenförmige Element 8 besteht aus Granulat oder Pulver eines Elastomers oder Kunststoffs, das nach Bei­ mischen eines Bindemittels unter einem hohen Pressdruck von mindestens 100 bar pro Quadratzentimeter zu einem kompakten Werkstoff mit einer Dichte größer 1 Gramm pro Kubikzentimeter formgepreßt worden ist. Dieser Werkstoff besitzt eine hohe Festigkeit und ausgezeichnete Schalldämmungseigenschaften. Die Dicke des plattenförmigen Elements 8 kann entsprechend der benötigten Stabilität und Schalldämmung je nach Anwendungsfall gewählt werden und beträgt in der Regel 2,5 bis 5 Zentimeter. Durch die Festigkeit des plattenförmigen Elements sind die Lärm­ schutzelemente weitgehend selbsttragend und können auch in großen Flächenabmessungen von 2 mal 1 Meter und größer ausgeführt werden, ohne daß sie mit zusätzlichen Stütz­ respektive Versteifungselementen verstärkt werden müßten.

Das verwendete Granulat oder Pulver braucht, nicht aus einer einzigen Elastomer- oder Kunststoffart zu bestehen, sondern kann eine Mischung verschiedener Elastomere und Kunststoffe sein, und auch die Korngröße muß nicht ein­ heitlich sein und kann von feinstem Staub bis zu mehreren Millimeter variieren. Als Bindemittel kann beispielsweise Polyurethan eingesetzt werden.

Vorteilhaft besteht das Granulat oder Pulver im plattenförmigen Element 8 zu einem erheblichen Anteil, vorzugsweise mindestens zu achtzig Volumenprozent, aus Recycling-Elastomeren oder Recycling-Kunststoffen.

Wie in den Fig. 4, 5, 6 und 9 zu ersehen, kann das plattenförmige Element 8 mit einer Schutzschicht 10 versehen sein. Diese Schutzschicht 10 besteht aus alterungsbeständigem, insbesondere UV-beständigem und nicht­ verfärbendem, Elastomer- oder Kunststoffgranulat, welches ebenfalls mit einem Bindemittel gebunden ist. Hierfür verwendbare Elastomere sind zum Beispiel Ethylen/Propylen­ Dien-Terpolymere (EPDM). Die Herstellung der Schutzschicht 10 kann zusammen mit der Herstellung des plattenförmigen Elements 8 erfolgen, indem die Ausgangsmaterialien in der beabsichtigten Schichtfolge in die Pressform eingefüllt und anschließend gemeinsam formgepreßt werden. Auf diese Weise wird gleichzeitig die Schutzschicht fest mit dem plattenförmigen Element ver­ bunden.

Die Schutzschicht 10 dient in erster Linie dem Schutz vor Licht- und Witterungseinflüssen. Sie läßt sich jedoch zudem mit einer Einfärbung sowie mit einer Strukturierung, zum Beispiel einem Rippen- oder Rillenprofil (vgl. Fig. 4), versehen und bietet damit die Möglichkeit, die Sichtseite der Lärmschutzwand auch optisch ansprechend zu gestalten und den örtlichen Verhältnissen anzupassen.

Eine einfache, gerade Ausführung eines erfindungsgemäßen Lärmschutzelements zeigt Fig. 4. Dieses besteht allein aus einem schalldämmenden plattenförmigen Element 8, das auf beiden Flachseiten mit einer Schutzschicht 10 überdeckt ist.

Zur Verstärkung der Lärmschutzwirkung weisen weitere Ausführungsformen zusätzliche Schallabsorptionsmittel auf. Vorzugsweise bestehen diese Schallabsorptionsmittel eben­ falls aus einem mit einem Bindemittel gebundenen Elastomer- oder Kunststoffgranulat. Dieses ist jedoch nur unter einem leichten Druck formgepreßt, so daß ein poröser Werkstoff mit einer Dichte zwischen 0,2 und 0,9 Gramm pro Kubikzentimeter entsteht, der die gewünschten Schall­ absorptionseigenschaften besitzt. Speziell günstige Eigenschaften werden mit Granulatteilchen in der Form grober Späne erzielt. Da sich auch für diesen Werkstoff, der der Einfachheit halber im weiteren Text als poröses Granulatmaterial bezeichnet werden soll, Recycling-Elastomere oder -Kunststoffe verwenden lassen, ergeben sich so sehr wirkungsvolle Lärmschutzelemente,, die zu einem überwiegenden Teil aus Recycling-Materialien bestehen können.

Ausführungsformen von Lärmschutzelementen mit Schall­ absorptionsmitteln aus dem oben beschriebenen porösen Granulatmaterial sind in den Fig. 5 bis 8 abgebildet. In Fig. 5 sind die Schallabsorptionsmittel eine etwa 4 bis 6 Zentimeter dicke Schicht 12, welche auf einer Flachseite am plattenförmigen Element 8 anliegt. Um dem Lärmschutzelement auf den Schmalseiten einen einheitlich festen Abschluß zu geben, kann am Rand des plattenförmigen Elements 8 ein vorstehender Wandabschnitt 8a ausgebildet sein, der die Schicht 12 seitlich abdeckt. Das Lärmschutzelement ist leicht gebogen geformt und ließe sich deshalb beispielsweise für die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Lärmschutzwände einsetzen.

Beim in Fig. 6 dargestellten Lärmschutzelement sind die Schallabsorptionsmittel eine etwa 2 bis 4 Zentimeter dicke Schicht 12′ aus porösem Granulatmaterial, die zur Verstärkung der Schallabsorption V-förmige Faltungen auf­ weist. Anstelle der abgebildeten Faltungen könnten auch andere die Schallabsorption verstärkende Strukturen aus­ gebildet sein, zum Beispiel pyramidenförmige Erhöhungen oder konische Ausnehmungen. Die Schicht 12′ ist von der Flachseite des plattenförmigen Elements 8 beabstandet angeordnet. Der dadurch gebildete Zwischenraum 14 kann gegebenenfalls mit weiteren Schallabsorptionsmitteln, beispielsweise mit einem Fasermaterial gefüllt sein.

Wie in Fig. 7 zu sehen, ist es auch möglich, das plattenförmige Element 8 auf beiden Flachseiten mit einer schallabsorbierenden Schicht 12 zu versehen. Derartige Lärmschutzelemente eignen sich insbesondere für den Einsatz zwischen zwei Lärmquellen, beispielsweise zwischen Bahn­ geleisen (vgl. Fig. 3).

Neueren akustischen Modellüberlegungen zufolge sind mit mehrschichtigen Strukturen, deren Schichten bezüglich Festigkeit und Dichte variieren, speziell vorteilhafte Schallabsorptionseigenschaften zu erzielen. Da das oben beschriebene poröse Granulatmaterial durch geeignete Wahl der Granulatkorngröße und -form sowie des angewendeten Pressdrucks in unterschiedlicher Festigkeit, Dichte und Porosität produziert werden kann, sind hiermit einfach und kostengünstig derartige mehrschichtige Schallabsorptions­ mittel herzustellen. Fig. 8 illustriert einen entsprechenden Aufbau mit einer Schicht 16 von kleinerer Dichte und größerer Porosität und einer Schicht 18 von größerer Dichte und kleinerer Porosität.

Eine weitere Variante eines Lärmschutzelements mit Schallabsorptionsmitteln, die nicht aus porösem Granulat­ material bestehen, zeigt Fig. 9. Hier umfassen die Schallabsorptionsmittel ein weiches Fasermaterial 20, beispielsweise eine Glasfaser- oder Mineralfasermatte oder Steinwolle, und eine mit Ausnehmungen versehene Ab­ deckung 22, beispielsweise ein Lochblech oder eine gelochte Kunststoff- oder Elastomerplatte. Zum Schutz vor Feuchtig­ keit kann das Fasermaterial von einer wasserdichten Folie umhüllt sein.

Allgemein sind die erfindungsgemäßen Lärmschutz­ elemente bevorzugt vorgefertigte Bauteile in sogenannter Kassettenbauart. Eventuell für den Aufbau einer Lärm­ schutzwand benötigte Befestigungsteile können in das plattenförmige Element 8 einvulkanisiert sein. Um dem Lärmschutzelement eine besonders große Stabilität und Dauerhaftigkeit zu geben, läßt es sich mit einem Profilrahmen (vgl. Fig. 3) oder mit anderen zusätzlichen Verstärkungselementen versehen.

Abschließend sei erwähnt, daß die beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen ledig­ lich Beispiele darstellen, die vom Fachmann im Rahmen des im unabhängigen Patentanspruch definierten Erfindungs­ gedankens in mannigfaltiger Weise abgewandelt werden können. So sind etwa Lärmschutzelemente vorstellbar, die nicht wie vorliegend gezeigt eine rechteckige, sondern eine beliebige, zum Beispiel sechseckige oder rautenartige Form haben. Auch könnten die Lärmschutzelemente gegebenenfalls durch in das plattenförmige Element eingefügte Festigkeits­ träger, wie sie aus dem Reifenbau beispielsweise in Form von Fasern oder Gewebe beziehungsweise Kord aus Stahl, Polyester, Aramid, Polyamid, Glas usw. bekannt sind, zusätzlich verstärkt sein. Und weiter lassen sich Lärm­ schutzelemente, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind, selbstverständlich darüberhinaus mit anderen bekannten Schallschutzmitteln versehen oder mit solchen kombinieren.

Claims (13)

1. Lärmschutzelement für Lärmschutzwände, dadurch gekennzeichnet, daß dieses wenigstens ein vornehmlich der Schalldämmung dienendes plattenförmiges Element (8) von hoher Festigkeit und mit einer Dichte größer 1 g/cm³ aus mit einem Bindemittel unter einem hohen Preßdruck von mindestens 100 bar/cm² gebundenem Elastomergranulat oder -pulver und/oder Kunststoffgranulat oder -pulver umfaßt.

2. Lärmschutzelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Element (8) zu mindestens achtzig Volumenprozent aus wiederaufbereiteten Recycling-Elastomeren oder Recycling-Kunststoffen besteht.

3. Lärmschutzelement nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Flachseite des plattenförmigen Elements (8) von einer Schutzschicht (10) aus alterungsbeständigem, mit einem Bindemittel gebundenem Elastomer- und/oder Kunststoff­ granulat überdeckt ist.

4. Lärmschutzelement nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieses wenigstens auf einer seiner Flachseiten zusätzliche Schallabsorptions­ mittel (12, 12′, 16, 18; 20, 22) aufweist.

5. Lärmschutzelement nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallabsorptionsmittel aus wenigstens einer Schicht (12, 12′) mit einem Bindemittel zu einem porösem Material mit einer Dichte zwischen 0,2 g/cm³ und 0,9 g/cm³ gebundenem Elastomer- und/oder Kunststoff­ granulat bestehen.

6. Lärmschutzelement nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallabsorptionsmittel aus zwei oder mehr übereinanderliegenden Schichten (16, 18) mit unterschiedlicher Porosität und Dichte bestehen.

7. Lärmschutzelement nach einem der Patentansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallabsorptions­ mittel (12, 12′, 16, 18) zu mindestens achtzig Volumenprozent aus wiederaufbereiteten Recycling-Elastomeren oder Recycling-Kunststoffen bestehen.

8. Lärmschutzelement nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Binde­ mittel Polyurethan ist.

9. Lärmschutzelement nach einem der Patentansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallabsorptions­ mittel eine die Schallabsorption verstärkende Struktur, beispielsweise pyramidenförmige Erhöhungen, konische Ausnehmungen oder nutenförmige Vertiefungen, aufweisen.

10. Lärmschutzelement nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallabsorptionsmittel ein weiches Fasermaterial (20) sowie eine das Fasermaterial auf der Außenseite überdeckende Abdeckung (22) mit einer Viel­ zahl von Ausnehmungen für den Durchtritt von Schallwellen umfassen.

11. Lärmschutzelement nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (22) eine Kunststoff­ oder Elastomer-Platte oder ein Metallblech ist.

12. Lärmschutzelement nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieses als Kassette ausgebildet ist, insbesondere geeignet zum direkten Einschieben zwischen zwei H-Profil-Stützen.

13. Lärmschutzwand mit im Abstand angeordneten Stützen (2) und an den Stützen gehaltenen, gemäß einem der Patent­ ansprüche 1 bis 12 ausgebildeten Lärmschutzelementen.