DE4438813A1 - Schalldämmplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalldämmplatte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind Schalldämmplatten bekannt, die Blähglaskugeln bzw. -körner aufweisen, die durch ein anorganisches oder organisches Bindemittel miteinander verbunden sind. Zur Bildung von Hohlräumen wird Polystyrolschaum durch einen thermischen Prozeß abgeschmolzen. Die dabei entstehenden Hohlräume dienen als Schallschluckkammern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs­ gemäße Schalldämmplatte so auszubilden, daß sie bei ein­ facher und kostengünstiger Herstellung eine hohe Schall­ dämmung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Schalldämm­ platte erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schalldämmplatte können die in der Matrix vorhandenen schallabsorbierenden Teilchen frei schwingen, da sie nicht an das elastisch ausgebil­ dete Matrixmaterial angebunden sind. Diese Teilchen bil­ den mit dem elastischen, federnd nachgiebigen Matrixma­ terial schwingfähige Systeme, die bei Schwingungsanre­ gung durch die durch die Schalldämmplatte durchlaufenden Körperschallwellen in Resonanz geraten. Bei diesem Vor­ gang wird im federnden Matrixmaterial ein größerer Teil der Schwingungsenergie der Teilchen absorbiert und in Wärme umgesetzt. Da der Schall ein verhältnismäßig brei­ tes Frequenzspektrum hat und die schwingenden Teilchen aufgrund ihrer unabhängigen Schwingungsfähigkeit und leicht unterschiedlicher Masse mit unterschiedlichen Am­ plituden hin- und herschwingen, wird der Schall in sehr hohem Maße absorbiert. Diese hohe Schalldämmung wird oh­ ne eine konstruktiv aufwendige Ausbildung der Schall­ dämmplatte erreicht, die außerdem kostengünstig gefer­ tigt werden kann.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand dreier in den Zeichnungen dar­ gestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei­ gen

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung und teilwei­ se im Schnitt eine erste Ausführungsform ei­ ner erfindungsgemäßen Schalldämmplatte,

Fig. 2 in schematischer Darstellung und in Ansicht eine zweite Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Schalldämmplatte,

Fig. 3 in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 ei­ ne dritte Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Schalldämmplatte.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 hat die Schalldämm­ platte eine elastische Matrix 1, die aus elastifiziertem Polystyrolschaum besteht. Dieser Polystyrolschaum be­ steht aus einzelnen Perlen 2, die an ihren Berührungs­ stellen miteinander verschweißt sind. In diese elasti­ sche Matrix 1 sind Granulatteilchen 3 verteilt eingebet­ tet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die Granulatteilchen 3 aus Gummigranulatkörnern, die bei­ spielsweise einen Durchmesser von 4 bis 10 mm haben. Die Granulatteilchen 3 sind zwischen den Perlen 2 der Matrix 1 gefangen und ohne Verbindung mit ihnen. Dadurch können die Granulatteilchen 3 innerhalb der Matrix 1 frei schwingen. Dadurch wird Schallenergie in der beschriebe­ nen Weise vernichtet.

Das Mischungsverhältnis zwischen der Matrix 1 und den Granulatteilchen 3 beträgt in Vol. -% etwa neun Teile Po­ lystyrol zu einem Teil Granulat. In Gew. -% beträgt das Mischungsverhältnis Polystyrol zu Granulat etwa 1 : 100.

Die Granulatteilchen 3 haben, wenn sie aus etwa 4 bis 10 mm großem Gummischrottmaterial bestehen, ein Gewicht von etwa 10 bis 20 kg/m². Da die Granulatteilchen homo­ gen innerhalb der Schalldämmplatte verteilt angeordnet sind, wird die Körperschallenergie beim Durchlaufen der Schalldämmplatte in allen Richtungen abgebaut, zumindest werden die Körperschallwellen durch Energieverluste sehr stark verringert, so daß eine hohe Körperschalldämpfung erreicht wird.

Die Schalldämmplatte gemäß Fig. 2 hat in der elastischen Matrix Ia vorgesehene Hohlräume 4, die sich beispielhaft in Längsrichtung der Schalldämmplatte erstrecken. Inner­ halb der Hohlräume 4 sind die Granulatteilchen 3a frei beweglich angeordnet. Um diese freie Beweglichkeit zu erhalten, sind die Hohlräume 4 nicht vollständig mit den Granulatteilchen 3a gefüllt, so daß freier Raum für das Schwingungsspiel bleibt. Die Hohlräume 4 sind an ihren beiden Enden verschlossen. Innerhalb der Schalldämmplat­ te sind die Hohlräume 4 gleichmäßig verteilt angeordnet, um eine optimale Schalldämmung zu erreichen. Die elasti­ sche Matrix 1a besteht vorteilhaft aus Polystyrolschaum, dessen Perlen 2a an den Berührungsstellen miteinander verschweißt sind.

Die Granulatteilchen 3a werden vorteilhaft durch Gummi­ schrottgranulat gebildet, das einen Durchmesser zwischen 4 und 10 mm haben kann. Die Granulatteilchen 3a werden in loser Schüttung und mit einem Auflockerungsfaktor von etwa 0,5 in den Hohlräumen 4 vorgesehen.

Die Hohlräume 4 sind vorteilhaft so in der Schalldämm­ platte angeordnet, daß sie - in Pfeilrichtung 5 gesehen - einander überlappen. Dadurch ist gewährleistet, daß der Körperschall nicht im Bereich zwischen den Hohlräu­ men 4 durch die elastische Matrix 1a ohne Umwege hin­ durchtreten kann. In diesem Falle wäre die Schalldämmung nur ungenügend.

In der linken Hälfte der Fig. 2 haben die Hohlräume 4 kreisförmigen Querschnitt. Sie können selbstverständlich auch jeden anderen Querschnitt haben. Nur beispielhaft ist in der rechten Hälfte in Fig. 2 eine rechteckige Querschnittsausbildung der Hohlräume 4 dargestellt. Auch sie sind wiederum so verteilt innerhalb der Schalldämm­ platte angeordnet, daß sie, in Pfeilrichtung 5 gesehen, einander überlappen.

Die Schalldämmplatte gemäß Fig. 3 besteht aus zwei Tei­ len 6 und 7, die in geeigneter Weise fest miteinander verbunden sind. Die Plattenteile 6, 7 können miteinander verschweißt, verklebt oder zusammengesteckt sein. Zwi­ schen den Plattenteilen 6 und 7 bildet sich eine Verbin­ dungsfläche 8. Die beiden Plattenteile 6, 7 weisen je­ weils eine elastische Matrix 1b auf, die elastifizierte Perlen 2b aus Polystyrolschaum enthält, die an ihren Verbindungsstellen miteinander verschweißt sind.

In der Schalldämmplatte sind wiederum Hohlräume 4b vor­ gesehen, die beidseitig der Verbindungsfläche 8 sich er­ strecken (linke Seite in Fig. 3). Die Hohlräume 4b kön­ nen aber auch wie in Fig. 3 in der Mitte dargestellt ist, beiderseits der Verbindungsfläche 8 so angeordnet sein, daß sie an die Verbindungsfläche anschließen. Da­ bei können die Hohlräume 4b abwechselnd auf beiden Sei­ ten der Verbindungsfläche 8 vorgesehen sein.

Wie im rechten Teil der Fig. 3 dargestellt ist, ist es aber auch möglich, die Hohlräume 4b, die an die Verbin­ dungsfläche 8 anschließen, nur im einen Plattenteil 7 vorzusehen. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die Hohlräume 4b gleichmäßig verteilt in der Matrix 1b vorgesehen. Sie können jeden geeigneten Querschnitt ha­ ben. In Fig. 3 ist beispielhaft dargestellt, daß die Hohlräume 4b rechteckigen bzw. halbkreisförmigen Quer­ schnitt aufweisen.

In den Hohlräumen 4b sind die Granulatteilchen 3b ange­ ordnet, die innerhalb der Hohlräume frei beweglich ein­ geschlossen sind. Die Hohlräume sind nicht vollständig mit den Granulatteilchen 3b gefüllt, so daß der zur freien Beweglichkeit erforderliche freie Raum für die Granulatteilchen in den Hohlräumen 4b vorhanden ist. Die Hohlräume 4b sind an ihren Enden jeweils geschlossen, so daß das in ihnen befindliche Granulat nicht heraus fallen kann.

Die Matrix 1b besteht wiederum vorteilhaft aus elasti­ schem expandierten Polystyrolschaum, während die Granu­ latteilchen 3b vorzugsweise durch Gummischrottgranulat gebildet werden. Die einzelnen Teilchen haben üblicher­ weise eine Größe von 4 bis 10 mm. Das Gummischrottmate­ rial ist wiederum in loser Schüttung und mit einem Auf­ lockerungsfaktor von etwa 0,5 in den Hohlräumen 4b ange­ ordnet. Aufgrund der freien Beweglichkeit der Granulat­ teilchen 3b wird auch bei dieser Ausführungsform eine optimale Schalldämmung erreicht.

Um die Hohlräume 4, 4b zu bilden, können entsprechende Rohre verwendet werden, die aus elastischem Material be­ stehen. Solche Rohre lassen sich einfach in der elasti­ schen Matrix 1a, 1b einbringen und halten.

Um die Verschweißung der Perlen 2, 2a, 2b der Matrix 1, 1a, 1b zu erreichen, werden die Polystyrolperlen bei der Herstellung der Schalldämmplatte auf etwa 105°C bis 110°C erwärmt. An den Berührungstellen der Perlen findet dann die Verschweißung statt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 werden die Polysty­ rolperlen sowie die Granulatteilchen durch Mischeinrich­ tungen, vorzugsweise Horizontalmischschnecken, gleichmä­ ßig durchmischt. Bei Verwendung von Gummischrottgranulat werden diese Teilchen zunächst mit Wasser angefeuchtet. Dadurch wird eine Entmischung der aus Polystyrolperlen und Gummischrottgranulat bestehenden Mischung zuverläs­ sig verhindert. Die Polystyrolperlen bleiben an den an­ gefeuchteten Gummischrotteilchen hängen, so daß eine ho­ mogene Mischung dieser Bestandteile in einfacher Weise erreicht wird. Vor der Zuführung der Gummischrottgranu­ late in die Mischeinrichtung werden die Granulatteilchen mit Wasser besprüht, so daß eine gleichmäßige Befeuch­ tung sichergestellt ist. Die Mischung aus Polystyrolper­ len und Granulatteilchen gelangt aus der Mischeinrich­ tung zwischen ober- und unterseitige Förderbänder, wel­ che einen Schäumkanal bilden. Diese Bänder werden durch eine Bedampfungseinrichtung geführt, in der heißer Was­ serdampf auf die Mischung aufgebracht wird. Die Polysty­ rolperlen werden durch Einfluß des heißen Wasserdampfes und durch Druckentwicklung an ihren Berührungsstellen miteinander verschweißt. Die zwischen den Perlen befind­ lichen Granulatteilchen werden hierbei eingeschlossen, ohne daß sie jedoch eine Verbindung zu den umgebenden Polystyrolperlen eingehen. Der Wasserdampf ist ausrei­ chend heiß, um die Verschmelzung der Polystyrolperlen an ihren Berührungsstellen zu ermöglichen.

Unmittelbar nach dem Austritt aus der Bedampfungsein­ richtung wird das als Endlosband vorliegende Material elastifiziert. Es wird mit ausreichend hohem Druck zwi­ schen Walzen gewalkt, um die Elastifizierung des Poly­ styrolschaumes zu erreichen. Der endlose Plattenstrang wird nach der Elastifizierung quer zur Längsrichtung abgetrennt, wodurch die jeweilige Schalldämmplatte gebildet wird.

Die Schalldämmplatten gemäß den Fig. 2 und 3 werden nicht aus einem Endlosstrang, sondern in einem Schäumau­ tomaten hergestellt. Zur Bildung der Hohlräume 4 (Fig. 2) ist der Schäumautomat mit entsprechenden Kernen ver­ sehen, die dafür sorgen, daß die geschäumte Schalldämm­ platte nach der Fertigstellung die Hohlräume 4 aufweist. Die Kerne werden vor dem Herausnehmen der Schalldämm­ platte aus dem Schäumautomaten herausgezogen.

Die Matrix 1a kann bei dieser Ausbildung der Schalldämm­ platte unelastisch sein. Vorteilhaft ist aber auch bei dieser Ausführungsform die Matrix 1a elastisch ausgebil­ det, so daß eine sehr hohe Schalldämmung erreicht wird. Die Granulatteilchen 3a werden nach dem Herausnehmen der Schalldämmplatte aus dem Schäumautomaten in die stirn­ seitig noch offenen Hohlräume 4 eingebracht, die an­ schließend in geeigneter Weise verschlossen werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden die beiden Plattenteile 6 und 7 jeweils in einer Form hergestellt, die zur Bildung der Hohlräume 4b entsprechend ausgebil­ det ist. Nach der Entnahme der Plattenteile 6, 7 aus den Schäumformen werden die Hohlräume 4b mit den Granulat­ teilchen 3b gefüllt sowie die Plattenteile miteinander verbunden. Sie können an ihren einander zugewandten Sei­ ten Rastteile und entsprechende Rastöffnungen aufweisen, so daß die Plattenteile durch Rastung miteinander ver­ bunden werden. Es ist aber auch möglich, die Plattentei­ le miteinander zu verkleben. Die Hohlräume 4b werden nach dem Einfüllen der Granulatteilchen 3b wiederum in geeigneter Weise stirnseitig geschlossen.

Die Verwendung von Polystyrolschaum für die elastische Matrix 1, 1a, 1b hat den Vorteil, daß die Platte nicht nur eine hohe Schalldämmung, sondern auch noch eine hohe Wärmedämmung aufweist.

Anstelle von Polystyrolschaum kann für die Matrix 1, 1a, 1b auch Polyurethanschaum verwendet werden. Als Granu­ latteilchen können außer Gummischrottgranulaten bei­ spielsweise auch Bleikugeln, schwere Mineralstoffe, wie kleine Kiesel, grober Sand, aber auch Eisenschrottku­ geln, Glaskugeln und dergleichen eingesetzt werden, die dafür sorgen, daß eine hohe Schalldämmung erreicht wird. Es ist auch möglich, eine Mischung aus den genannten Ma­ terialien für das Granulat zu verwenden.

Claims (15)

1. Schalldämmplatte mit einer aus geschäumtem Material bestehenden Matrix, die schallabsorbierende Teilchen enthält, die eine höhere Dichte als das Matrixmate­ rial haben, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierenden Teilchen (3, 3a, 3b) ohne Verbindung zum Matrixmate­ rial frei schwingend angeordnet sind.

2. Schalldämmplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierenden Teilchen (3) verteilt in der Matrix (1) vorgesehen sind.

3. Schalldämmplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (1) aus an ihren Berührungsstellen miteinander verschweißten Kunststoffperlen (2, 2a, 2b) besteht.

4. Schalldämmplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierenden Teilchen (3) zwischen den Kunststoffperlen (2) be­ weglich eingefangen sind.

5. Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Matrix (1a, 1b) Aufnahmen (4, 4b) für die schallabsorbierenden Teil­ chen (3a, 3b) vorgesehen sind.

6. Schalldämmplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (4, 4b) in Durchtrittsrichtung des Schalles durch die Platte einander überlappen.

7. Schalldämmplatte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierenden Teilchen (3a, 3b) in den Aufnahmen (4, 4b) Bewe­ gungsraum haben.

8. Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (4, 4b) parallel zueinander liegen.

9. Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (4, 4b) flexibel und rohrförmig ausgebildet sind.

10. Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (1, 1a, 1b) elastisch ist.

11. Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (1, 1a, 1b) aus elastischem, expandiertem Polystyrolschaum be­ steht.

12. Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (1, 1a, 1b) aus elastischem Polyurethanschaum besteht.

13. Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierenden Teilchen (3, 3a, 3b) durch Guinmigranulat gebildet sind.

14. Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierenden Teilchen (3, 3a, 3b) aus mineralischen Zuschlagstof­ fen, wie grober Sand, Kieselsteine und dergleichen, bestehen.

15. Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Matrixmaterial zu schallabsorbierenden Teilchen (3, 3a, 3b) in Vol.-% etwa 9 : 1 beträgt.