DE69702838T2

DE69702838T2 - Isolierungsraum

Info

Publication number: DE69702838T2
Application number: DE69702838T
Authority: DE
Inventors: W. Gerdes; N. Harvieux; G. Mandell; A. Marttila; J. Scanlan; W. Schilling; R. Whitney
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2017-03-29
Also published as: JP2000508034A; EP0890004A2; US5813180A; EP0890004B1; AU2426397A; DE69702838D1; WO1997036066A2; AU709269B2; US5974757A; WO1997036066A3

Description

Diese Erfindung wurde mit staatlicher Unterstützung gemacht. Der Staat verfügt über bestimmte Rechte an dieser Erfindung.

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft Umhüllungen oder Räume, die akustisch isoliert sind. Genauer gesagt, sie betrifft vorgefertigte Räume oder Umhüllungen, die leicht ohne Verlust an Effektivität zusammengefügt und zerlegt werden können.

HINTERGRUND

Schallsichere oder akustisch isolierte Räume werden für unterschiedliche Zwecke verwendet, beispielsweise für die Geheimhaltung von Gesprächen, das Sammeln von Daten bezüglich Geräuschquellen oder wissenschaftliche Versuche. Derartige Räume oder Umhüllungen findet man in Herstellungs-, Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen. Im Rahmen dieser Beschreibung steht die Abkürzung AE für einen Akustikraum, das heißt einen Raum, dessen Inneres in Bezug auf akustische Geräusche isoliert ist, nicht jedoch notwendigerweise in Bezug auf andere Einflüsse.
Einige Räume gemäß dem Stand der Technik sind aus Platten oder Platten aufgebaut, die durch verschiedenartige Mittel miteinander verbunden sind. Es ist wünschenswert, die Verbindung aneinanderliegender Platten und das Zusammenfügen des AE mit einem Minimum an Mitteln, akustischem Isoliermaterial und Durchdringungen des Materials (zum Beispiel durch Schrauben oder Bolzen) zu bewirken, wobei die Verbindungen jedoch in einer Art und Weise hergestellt werden sollten, die eine feste Struktur ergeben. Die Zeit und der Arbeitsaufwand zum Aufstellen eines AE verursachen aufgrund einer großen Anzahl komplizierter Teile, tragender Elemente und Platten sowie der erforderlichen Abfolge des Zusammenbaus hohe Kosten.
Ein Beispiel eines bekannten AE ist der Raum, der in der US 4 794 206 A beschrieben ist, die einen Raum offenbart, der aus Platten mit einer durchgehenden metallischen Verkleidung, die mit akustisch isolierendem Material, beispielsweise Fiberglas, gefüllt ist, hergestellt wird. Die Platten werden durch H-förmige Verbindungselemente befestigt, die zwischen die Platten eingefügt werden. Schrauben und Nuten auf den den H-förmigen Elementen gegenüberliegenden Seiten werden zum Abdichten des Raums verwendet. Ein anderes Beispiel ist in der EP 0 664 695 A mit dem Titel "Perforated Acoustical Attenuators" offenbart, die ein poröses Material aus gesinterten oder verklebten Partikeln offenbart.
Die US 3 982 367 A (Jonsson et al.) berichtet über eine Kantenverstärkung für eine Gebäudeplatte in Sandwichbauweise, die ein Blechverstärkungselement aufweist, das sich längs der Kante der Platten zwischen deren äußeren Platten erstreckt und eine seitlich offene Kastenform hat. Dieses Verstärkungselement ist mit einer Nut ausgebildet, die dazu ausgelegt ist, einen Keil aufzunehmen, der die zwei gleichen Platten miteinander verbindet. Zudem ist das Verstärkungselement an einem Abschnitt, der sich über die zwei Platten erstreckt, mit mehreren Bohrungen versehen, so dass Kunstharz durch das Verstärkungselement in den Zwischenraum zwischen den zwei Platten, die durch das Verstärkungselement voneinander getrennt und voneinander beabstandet gehalten werden, eingespritzt werden kann. Das Element kann ein Paar gleicher Profile aufweisen, die jeweils an entsprechenden äußeren Platten anliegen und eine einzelne schallschluckende innere Platte umschließen, die mit einer Vielzahl von Schaumdurchtrittsöffnungen ausgebildet ist.
Die US 4 794 206 A (Weinstein) berichtet über einen Raum, der HF abgeschirmt und akustisch isoliert ist, wobei eine Vielzahl von Platten miteinander befestigt sind, um eine selbsttragende Struktur zu bilden. Die Platten sind aus einer durchgehenden Metallumhüllung gefertigt und mit akustisch isolierendem Material gefüllt. Die Platten werden mittels Verbindungselementen und Druckklammern zusammengefügt. Zwischen den Platten können tragende Stahlrohre befestigt werden, wenn zusätzliche Strukturfestigkeit erforderlich ist. Der Zugang zu dem Inneren des Raums wird durch eine Metalltür bereitgestellt, die mit akustisch isolierendem Material gefüllt ist. Die Tür beinhaltet sowohl eine HF- als auch eine akustische Abdichtung. Die Tür ist mit Spezialscharnieren versehen, die es ermöglichen, dass die Tür fluchtend montiert ist und 180º geöffnet werden kann.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein verbesserter, selbsttragender AE erfunden worden. Bei die Erfindung in der Praxis realisierenden Räumen, die eine maximale Raumausdehnung von 4,8 Meter oder weniger aufweisen, sind Stützstrukturen wie I-Träger oder Säulen nicht erforderlich. Für größere Räume können innere Stützstrukturen (Träger) erforderlich sein. Räume ohne innere Strukturstützträger können jedoch in Abhängigkeit von verschiedenen Auslegungserwägungen, beispielsweise der Form des Raumes, größer ausgeführt werden oder abhängig davon, in welche Richtung die Keile und Nuten (werden später in dieser Beschreibung erläutert) ausgerichtet sind. Die Abmessung von 4,8 Metern soll keine Begrenzung der Erfindung darstellen.
Der erfindungsgemäße AE kann für akustische Isolierung verwendet werden und weist ein Bodenteil mit einer Bodenoberfläche, zumindest eine Seitenwand und eine Decke auf. Das Bodenteil, die Seitenwände und die Decke sind aus einer Vielzahl aneinanderliegender Platten gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 aufgebaut.
Die Anschluß- bzw. Verbindungselemente können beispielsweise Keile bzw. Federn sein, die in die Nuten einzuführen sind, oder Zungen an angrenzenden Platten, die zur Verwendung in einer Zunge-Nut-Verbindung vorgesehen sind. In jedem Fall
sind die Abmessungen und Formen der Verbindungselemente und Nuten so bemessen, dass die Verbindungselemente von Hand in einer Presspassung in die Nuten eingefügt werden können, so dass ein fester Sitz gewährleistet ist, diese jedoch ebenfalls von Hand wieder auseinandergenommen werden können. Das Ergebnis ist ein robuster Aufbau, der von Hand erstellt werden kann, ohne dass Schraubenschlüssel, Löten oder Schweißen, Schraubendreher, Drehmoment-schlüssel oder irgendwelche inneren oder äußeren Rahmen benötigt werden.
Das Plattematerial kann ein zellulöses Material sein. Ein geeigneter syntaktischer Schaum weist eine Vielzahl von Mikroblasen mit einem durchschnittlichen Außendurchmesser von weniger als 200 Mikrometer, die an ihren Berührungspunkten in einer Matrix verbunden sind, und eine Porosität von 20-60% auf.
Der erfindungsgemäße Raum weist die folgenden Vorteile auf: geringes Gewicht; komplexe Formen können gefertigt werden; das Design mit Einzelwänden erlaubt eine unkomplizierte Installation und Maximierung der inneren Abmessungen; modular; kann so maßgeschneidert werden, dass akustische Anforderungen, hoher oder niedriger Art, erfüllt werden können; sowie niedrigere Kosten als bekannte Raumsysteme. Da das Plattenmaterial wesentlich leichter ist als die derzeit verwendeten Materialien, werden die anfallenden Versandkosten zu den Installationsorten reduziert. Das reduzierte Gewicht erleichtert zudem den Aufbau und erlaubt die Verwendung des Raums an entfernt gelegenen Stellen, bei denen Versand und Aufbau von wesentlich schwereren und komplexeren Einheiten zu schwierig wären. Die einzelnen Platten sind kleiner als die Wandplatten derzeit verwendeter vorgefertigter Räume. Dies erlaubt eine leichtere physische Handhabung und Installation in kleineren Räumen.
Energieversorgung und Heizung, Belüftung und Klimatisierung (HVAC) können durch geschützte Öffnungen in dem Raum installiert werden. Der erfindungsgemäße Raum bietet demzufolge Sicherheit und Geheimhaltung für Unterhaltungen.
Platten 1.495 kg
Keile 267 kg
Fiberglas 400 kg
Verschiedenes 263 kg
Gesamt 2.425 kg
Die in den Fig. 2 bis 3 gezeigte Platte 20 weist eine Abstandsplatte 22 auf, die eine erste Seitenwand 23 und eine zweite Seitenwand 24 trennt und mit diesen verbunden ist, um eine Nut 26 zu bilden. Die drei Plattenbestandteile 22, 23 und 24 sind mit einem starken Klebemittel miteinander verklebt, beispielsweise einem sehr stark klebenden (VHB) Haftkleber der Minnesota Mining and Manufacturing Company in St. Paul, Minnesota.
An der inneren Oberfläche der ersten Seitenwand 23 (der der Nut 26 zugewandten Seite) ist eine erste Folienlage 27 befestigt. An der inneren Oberfläche der zweiten Seitenwand 24 ist eine zweite Folienlage 28 befestigt. Die Folienlage 27 kann 5 Mil (0,127 mm) dick und die Folienlage 28 kann 10 Mil (0,254 mm) dick sein.
Vorzugsweise sind beide nicht dicker als 10 Mil, gemäß einer nochmals bevorzugten Ausführungsform sind beide Lagen etwa 8 Mil (0,203 mm) dick. Die Folien können aus irgendeinem Folienmaterial hergestellt sein, das für die Zwecke einer Verwendung als Verschleißschicht, des Vermeidens von Festfressen, zur Festigkeit des Sitzes und zur Schalldämpfung geeignet ist. Geeignete Materialien beinhalten bekannte Feinbleche (zum Beispiel aus Aluminium, Kupfer oder zinnbeschichtetem Kupfer) und Polymerbögen, die aus Polymeren wie beispielsweise Polyester oder Polykarbonat hergestellt sind. Bei beiden Folien 27 und 28 ist, wenn zinnbeschichtetes Kupfer verwendet wird, die Dicke der Zinnschicht normalerweise im Bereich von 0,3 - 0,6 Mil (8-15 um), vorzugsweise etwa 0,5 Mil (13 gm). Zinnbeschichtete Kupferfolie ist bei A. J. Oste Inc. in Cleveland, Ohio erhältlich.
Das Baumaterial für die Platten ist vorzugsweise eine Schallsperre; es muss jedoch von seiner Struktur her fest sein, vorzugsweise mit einer Dichte, die wesentlich Platten 1.495 kg
Keile 267 kg
Fiberglas 400 kg
Verschiedenes 263 kg
Gesamt 2.425 kg
Die in den Fig. 2 bis 3 gezeigte Platte 20 weist eine Abstandsplatte 22 auf, die eine erste Seitenwand 23 und eine zweite Seitenwand 24 trennt und mit diesen verbunden ist, um eine Nut 26 zu bilden. Die drei Plattebestandteile 22, 23 und 24 sind mit einem starken Klebemittel miteinander verklebt, beispielsweise einem sehr stark klebenden (VHB) Haftkleber der Minnesota Mining and Manufacturing Company in St. Paul, Minnesota.
An der inneren Oberfläche der ersten Seitenwand 23 (der der Nut 26 zugewandten Seite) ist eine erste Folienlage 27 befestigt. An der inneren Oberfläche der zweiten Seitenwand 24 ist eine zweite Folienlage 28 befestigt. Die Folienlage 27 kann 5 Mil (0,127 mm) dick und die Folienlage 28 kann 10 Mil (0,254 mm) dick sein. Vorzugsweise sind beide nicht dicker als 10 Mil, gemäß einer nochmals bevorzugten Ausführungsform sind beide Lagen etwa 8 Mil (0,203 mm) dick. Die Folien können aus irgendeinem Folienmaterial hergestellt sein, das für die Zwecke einer Verwendung als Verschleißschicht, des Vermeidens von Festfressen, zur Festigkeit des Sitzes und zur Schalldämpfung geeignet ist. Geeignete Materialien beinhalten bekannte Feinbleche (zum Beispiel aus Aluminium, Kupfer oder zinnbeschichtetem Kupfer) und Polymerbögen, die aus Polymeren wie beispielsweise Polyester oder Polykarbonat hergestellt sind. Bei beiden Folien 27 und 28 ist, wenn zinnbeschichtetes Kupfer verwendet wird, die Dicke der Zinnschicht normalerweise im Bereich von 0,3 - 0,6 Mil (8-15 gm), vorzugsweise etwa 0,5 Mil (13 um). Zinnbeschichtete Kupferfolie ist bei A. J. Oster, Inc. in Clevelanc, Ohio erhältlich.
Das Baumaterial für die Platten ist vorzugsweise eine Schallsperre; es muss jedoch von seiner Struktur her fest sein, vorzugsweise mit einer Dichte, die wesentlich geringer ist als diejenige von früher für AEs verwendeten Materialien. Einige mögliche Materialien sind faserverstärkter Kunststoff, syntaktische zellförmige Materialien (das heißt Verbundwerkstoffe, die Mikroblasen enthalten), zeliförmiger Kunststoff (beispielweise Materialien, die unter der Handelsbezeichnung "Styrofoam" erhältlich sind).
Die Festigkeit der Platten muss ausreichen, um das Gewicht des Raums selbst sowie seines Inhalts zu halten, und hängt in gewisser Weise von der Stützweite und dem Gewicht der Decke ab. Eine konservative Zahl für die Zugfestigkeit ist ein Minimum von 50 psi (0,24 MPa (megaPascal)), vorzugsweise größer als 100 psi (0,69 MPa). Der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendete schalldämmende Verbundwerkstoff (ACM) ist gekennzeichnet durch eine Zugfestigkeit von 300 - 450 psi (2,07-3,1 MPa) und eine Dichte von 14 lbs/ft³ (225 kg/m³). Die Druckfestigkeit sollte zumindest 10-20 psi (0,069 MPa - 0,14 MPa) betragen. Die spezifische Steifigkeit ist typischerweise 1 bis 8 · 10&sup6; psi/ (1b/in³) (0,25-1,99 MPa/(kg/m³)). Der Elastizitätsmodul oder Biegemodul, wie er durch einen Dreipunkt-Biegetest ähnlich ASTM D790-86 gemessen wird, ist typischerweise größer als 200 psi (1,38 MPa), vorzugsweise größer als 500 psi (3,45 MPa), mehr bevorzugt größer als 2.500 psi (17,2 MPa), nochmals mehr bevorzugt größer als 10.000 psi (69, 0 MPa). Die für diesen Test verwendete Probengröße betrug 5 Inch (127 mm) Spannweite, 0,5 Inch (12,7 mm) Breite und 0,38 Inch (9,7 mm) Tiefe. Der Zugmodul ist vorzugsweise etwa 2.000 psi (13,8 MPa).
Das ACM hat wegen seiner Steifigkeit eine gute Leistungsfähigkeit bei niedrigen Frequenzen. Gute Leistungsfähigkeit bei niedrigen Frequenzen bedeutet, dass es bei der Schwächung von Geräuschen von 100-500 Hz oberhalb der der Masse zuzuordnenden Leistung wirkt.
Ein syntaktisches zellulöses Verbundmaterial zum Aufbau der Platten umfasst keramische Füllpartikel, die hohle Kugeln sein können, in einer kohlehaltigen Matrix, vorzugsweise einer saugfähigen Matrix, mit einer Oberfläche, die beschichtet werden kann. Der Begriff saugfähige Matrix bedeutet, dass weniger Matrixmaterial vorhanden ist, als die Menge, die vollständig die Zwischenräume zwischen den Füllpartikeln füllen würde. Eine saugfähige Matrix resultiert aus einer porösen Mikrostruktur, in der keramische Füllelementpartikel durch die Matrix miteinander verbunden sind, typischerweise ein organisches Polymer- oder Harzbindemittel, mit Poren oder Hohlräumen zwischen den keramischen Füllelementpartikeln oder hohlen Spheroiden bzw. Kugeln (d. h. das Bindemittel formt Hälse zwischen den Füllelementpartikeln oder Mikroblasen, wobei zwischen diesen erhebliche Hohlräume belassen werden). Das zellulöse Material kann offenzellig sein wie ACM mit miteinander verbundenen Poren in der Matrix oder mit geschlossenen Zellen ohne Verbindung der Zellen untereinander.
Das syntaktische zellulöse Verbundmaterial kann mit einem Metall, einer Verbindung, einer Keramik oder einer anderen Beschichtung beschichtet sein. Zwei geeignete Beschichtungsmaterialien sind Siliciumcarbid und Siliciumnitrid.
Das ACM wird durch die folgenden Schritte hergestellt:
(a) Bereitstellen einer Mixtur mit einer Vielzahl von mikroskopischen, hohlen, keramischen Füllerpartikeln und einem härtbaren organischen Polymerbindemittel, das beim Aushärten des Bindemittels einen Gegenstand mit einer saugfähigen Matrix-Mikrostruktur ergibt, und
(b) Aushärten des Polymerbindemittels.
Beispiele geeigneter Füllelementpartikel sind: hohle Aluminiumsilikatblasen mit einer Partikelgröße von etwa 10-350 Mikrometer, im Handel erhältlich von PQ Corporation, Valley Forge, Pennsylvania unter der Handelsbezeichnung "EXTENDOSPHERES"; Z-Lichtblasen, die im Handel erhältlich sind von Zeelan Industries, St. Paul, Minnesota unter der Produktbezeichnung W1012Z- Light, W1200 Z-L ight, W1600 Z-Light, W1000 Z-Light, G3400 Z-Light und G3500 Z-Light; oxidische und nicht-oxidische Keramikblasen wie diejenigen, die durch das in Moh, U. S. Patent 5,077,241 beschriebene Verfahren hergestellt werden, mit einer Partikelgröße von etwa 1 bis 300 Mikrometer; Keramikkugel mit geschlossenzelliger Porosität, wie sie in den U. S. Patenten 4,869,960, 4,680,230 und 4,632,876 beschrieben sind und von Kinetico in Newburg, Ohio unter der Handelsbezeichnung "MACROLITE" verkauft werden (bevorzugte Partikelgröße im Bereich von 200-400 Mikrometer). Feste Aluminiumsilikatkugeln, die beispielsweise unter der Bezeichnung "ZEEOSPHERES" von Zeelan Industries verkauft werden, können ebenfalls in einer Mischung mit den hohlen Spheroiden verwendet werden, abhängig von der gewünschten Enddichte.
Bevorzugte Füllpartikel sind Mikroblasen aus Keramik (einschließlich Glas) oder polymerischem Material. Insbesondere bevorzugt sind Glasmikroblasen, wie sie von Minnesota Mining and Manufacturing Company unter der Handelsbezeichnung "SCOTCHLITE MICROBUBBLES"; Typ K15 oder C15/250 erhältlich sind, mit einer Dichte von etwa 0,15 Gramm/cc und einer hydrostatischen Druckfestigkeit von mindestens 250 psi (1,72 MPa). Der Außendurchmesser oder die Partikelgröße betragen im Durchschnitt 5-150 um, vorzugsweise etwa 70 um. Die Wandstärke der Mikroblasen ist typischerweise eine Größenordnung kleiner als der Außendurchmesser oder die Partikelgröße, wobei ein typischer Bereich 1-2 um ist.
Das Bindemittel (das bei Raumtemperatur vor dem Aushärten eine Flüssigkeit oder ein festes Pulver sein kann) kann ein Epoxyharz, Phenolharz, Polyethylen, Polypropylen, Polymethylmethacrylat, Polyurethan, Zelluloseacetatpolymer oder Polytetrafluorethylen sein. Es kann Elastomere wie etwa Polychloropren, Ethylen-Propylen-Dien (EPDM) oder andere gummiartige Folymere einschließen und ebenso Siliciumverbindungen wie RTV-11 und RTV-615 der General Electric Company. Das Verfahren kann zudem das Aufbringen eines zweiten organischen Bindemittels auf dem Gegenstand vor Schritt (b) umfassen. Ein bevorzugtes Bindemittel ist eine pulverförmige Epoxyharzverbindung, die als Scotchcast 265 von Minnesota Mining and Manufacturing Company erhält ich ist. Geeignete Phenolharze schließen säure- und basenkatalysierte Phenolharze ein. Beispiele im Handel erhältlicher Phenolharze sind: Durezharz von Occidental Chemical Corp., Dallas, Texas, Dufite-SC-1008 von Borden Chemical Co., Columbus, Ohio und BKUA-23 70-UCAR (ein wasserbasiertes Phenolharz) von Union Carbide Corporation, Danbury, Connecticut.
Der Hohlraumdurchmesser zwischen hohlen Füllelementpartikeln in der saugfähigen Matrix kann durch bekannte Quecksilberintrusionstechniken gemessen werden und im Bereich von 25-50 Mikrometer sein. Vorzugsweise entspricht der Hohlraumdurchmesser in der saugfähigen Matrix oder dem porösen Material in etwa der viskosen Eindringtiefe des umgebenden Mediums (die von der Viskosität und Dichte des Mediums und der auftreffenden Frequenz des Geräuschs abhängen). Die viskose Eindringtiefe von Luft verändert sich beispielsweise von 200 Mikrometer bei 0, 1 kHz zu 70 Mikrometer bei 1 kHz zu 20 Mikrometer bei 10 kFz.
Alternativ kann das ACM charakterisiert sein durch eine Porösiät von 20-60%. Beim Bestimmen der Porösität werden die hohlen Spheroide als Festkörper angenommen. Der Luftdurchtrittswiderstand des ACM kann im Bereich von 0,5 · 10&sup4; bis 4 · 10&sup7; mks Rayls/Meter liegen und die Schallschwächung durch das ACM ist vergleichbar mit der Leistung bezogen auf die Masse. Eine Schwächung des Schalls wird als vergleichbar mit der Leistung bezogen auf die Masse angesehen, wenn sie nicht weniger als 10 dBA unter der theoretischen Leistung liegt, die entweder durch das Platteeinfall- oder Normaleinfall-Massegesetz vorhersagbar ist, über im wesentlichen den gesamten Frequenzbereich von 0,1-10 kFz, anders als Koinzidenzfrequenzen.
Die ACM wird hergestellt durch Vermischen einer Masse der hohlen keramischen Spheroide oder Mikroblasen mit einem Harzbindemittel und anderen optionalen Additiven in einem Festkörpermischgerät, beispielsweise einem Zweischalenmischer. Das Massenverhältnis des Bindemittelharzes zu den Mikroblasen kann im Bereich von 1 : 1 bis 3 : 1 liegen, vorzugsweise bei 1,5 : 1. Nach gründlichem Mischen der Ingredienzien wird die Mischung in eine Gießform gegossen, die die gewünschte Form aufweist, beispielsweise die Form der ersten Seitenwand 23. Die Form weist vorzugsweise Dimensionen auf, die geringfügig größer sind als diejenige des fertiggestellten Gegenstands. Die Form wird zuvor mit einem Lösemittel wie beispielsweise Fluorcarbon, Silicium, Talk oder Bornitridpulver behandelt. Die Form wird in einem Ofen plaziert und die Mischung in der Form bei einer Temperatur erwärmt, die ausreichend ist, um zu bewirken, dass das Bindemittel schmilzt, um die Spheroide fließt und aushärtet. Im Falle von Epoxy- und Phenolharzen ist eine typische Temperatur etwa 170ºC. Für große Gegenstände ist es wünschenswert, dass die Formtemperatur schrittweise erhöht wird (zum Beispiel über 3,5 Stunden) auf die endgültige Aushärtetemperatur, um zu verhindern, dass sich Wärmespannungen entwickeln. Die Form wird dann auf der Aushärtetemperatur gehalten, beispielsweise über 1,5 Stunden, und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Das mit diesen Parametern hergestellte ACM würde in einem horizontalen Flammentest eine Flamme nicht unterstützen.
Nachdem der Gieß- und Aushärtezyklus abgeschlossen ist, wird der geformte Gegenstand aus der Gießform entnommen. Das ausgehärtete ACM hat typischerweise eine Dichte von etwa 0,2 g/cc. Ein zusätzliches Harz kann dem Gegenstand wahlweise zugegeben werden, beispielsweise durch Eintauchen in ein Harzbad oder durch Aufbürsten auf den Gegenstand. Beispielsweise kann eine Phenolharzbeschichtung auf den Gegenstand aufgebracht werden, der nochmals erhitzt wird. Die Form des Gegenstands kann durch bekannte spanende Bearbeitungsverfahren verändert werden, beispielsweise durch Fräsen, Planen und Sandstrahlen. Die ACM-Teile sind vorzugsweise mit Zwei- Komponenten-Epoxyharz überzogen, um die Verreibbarkeit zu reduzieren. Diese Beschichtung unterstützt zudem das Haften der Folien, die weiter unten beschrieben werden, an den unterschiedlichen aus ACM hergestellten Teilen.
Zum Herstellen einer typischen Platte 20 werden drei der zuvor beschriebenen ACM-Teile bereitgestellt, eine Abstandsplatte 22, eine erste Seitenwand 23 und eine zweite Seitenwand 24. Folienlagen 27 und 28 mit VHB Kleber auf einer Seite werden an die Seitenwände 23 beziehungsweise 24 laminiert. Obwohl die Folien 27 und 28 etwa die gleiche Form und Größe wie eine Plattenhauptfläche aufweisen, sind sie geringfügig größer. Sie sind genügend groß und so angeordnet, dass sie die Ränder der Platte 20 überlappen. Die erste und zweite Seitenwand sind somit vorzugsweise an fünf Seiten mit der Folie bedeckt. In gleicher Weise ist die Abstandsplatte 22 mit den zwei Seitenwänden verbunden, von denen jede eine laminierte Folienlage auf der Innenseite aufweist. Die Folien bewirken Haltbarkeit.
Ein Beispiel einer fertiggestellten Platte umfasst die folgenden Teile, die mit VHB-Band der Marke Scotch aneinandergeklebt sind:
1. Zwei 18 Inch (457 mm) · 24 Inch (610 mm) · 1-1/8 Inch (29 mm) Seitenwände 23 und 24;
2. eine 14 Inch (365 mm) · 20 Inch (508 mm) · 1-3/4 Inch (44 mm) Abstandsplatte;
3. Folien 27 und 28, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt.
Dies ergibt eine Nut von etwa 2 Inch (51 mm) Tiefe rund um die Platte herum.
Obwohl Verbindungen mit Zunge und Nut verwendet werden können, werden in dem verbleibenden Teil dieser Beschreibung Keile (Teil 46 in Fig. 7 und Teil 52 in Fig. 7a) als Verbindungselemente zum Zwecke der Diskussion verwendet. Die Teile können aus dem gleichen Material und im Allgemeinen auf die gleiche Art und Weise wie die Platten aufgebaut sein. Ein Keilkern 47, der beispielsweise aus ACM gefertigt ist, ist mit einer ersten und einer zweiten Metallfolie 49 und 50 überzogen, wobei all diese Laminierungen mit Klebstoff erfolgen, beispielsweise VHB-Kleber. Die Folien sind an den Keilen dort angeordnet, wo der Keil die Plattennuten berührt. Bei dem fertiggestellten Raum sollten die Folienlagen an den Keilen die Folien an den Platten, die am nächsten an dem Inneren des Raums liegen, physisch berühren. Ein typischer Keil für die oben beschriebene Platte würde 4 Inch (102 mm) breit · 1-3/4 Inch (44 mm) dick sein mit unterschiedlichen Längen.
Die Fig. 4 - c zeigen eine Bodeneckplatte 30, die in gleicher Art und Weise hergestellt ist wie die oben beschriebene; Wandplatte 20. Es umfasst: eine Abstandsplatte 32, eine obere Wand 34, eine untere Wand 35, eine erste Folienlage 38 und eine zweite Folienlage 39. Die Platte 30 weist jedoch eine spezielle Form auf. An den Bodenrändern, die von dem Äußeren des Raums abgewandt sind, befindet sich eine Randnut 37. Die untere Wand 35 ist L-förmig und die Abstandsplatte 32 sowie die obere Wand 34 sind so geformt und ausgerichtet, dass sich eine Hohlkehle 36 ergibt, die, wenn Die Platte 30 installiert ist, nach oben zeigt.
Die Hohlkehle 36 ist in der Draufsicht gemäß Fig. 4 L- förmig (von oben nach unten gesehen). Platten, die längs der Ränder des Bodens 3 des Raums 1 zwischen den Ecken angeordnet sind (zum Beispiel die Bodeneckplatte 61, die in Fig. 9 gezeigt ist) weisen ebenfalls Hohlkehlen auf, die jedoch gerade verlaufen und nicht L-förmig, wie diejenigen an den Eckplatten.
Der Raum kann von unten durch irgendwelche, dem Fachmann bekannten Stützeinrichtungen getragen werden, vorzugsweise solche Einrichtungen, die den AE über den Boden der Unterlage heben. Eine derartige Stützeinrichtung umfasst Sockel. Der Aufbau des Raums beginnt vorzugsweise mit dem Anordnen der Sockel 12 in korrekter Position, wie in Fig. 12 gezeigt. Ein bevorzugter Sockel umfasst eine Basis und einen Schwingungsdämpfer. Die Basis kann aus irgendeinem geeignetem festen Material hergestellt sein. Beim Aufbau eines Ausführungsbeispiels bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung wurde die Basis aus ACM hergestellt, das zum Schutz mit einer harten Beschichtung versehen war. Der Schwingungsdämpfer kann irgendein bekanntes schwingungsdämpfendes Material sein, das für den gewünschten Dämpfungsgrad geeignet ist, beispielsweise Gummipolster.
Vor dem Setzen der Sockel sollte der Boden der Grundfläche überprüft werden, um sicherzustellen, dass dieser eben ist. Wie in Fig. 12 gezeigt, werden die Sockel so gesetzt, dass sie eine gute Auflage und Isolierung gegenüber der Grundfläche des Raums bieten, in dem der Raum aufgestellt werden soll. Die Sockel werden daher an einer Außenecke 100, an den Enden der Verbindungen zwischen Bodenplatten (Verbindungsende 101) und an Verbindungsschnittstellen plaziert. Die Sockel werden auf dem Boden des Grundraums unter Verwendung eines Klebmittels fixiert, beispielsweise Siliconkleber.
Daraufhin wird der Boden 3 aus Platten und Keilen in einem Muster aufgebaut, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Die Keile 46 für den Boden sind versetzt angeordnet, so dass die Stoßstellen zwischen Blöcken und Keilen nicht übereinanderliegen. Die Abmessungen der Nuten und Keile sind so gewählt, dass die Keile sehr dicht oder eng anliegend als Presssitz oder Reibsitz in die Nuten eingefügt werden können, jedoch von Hand.
Die Bodenplatten werden sorgsam verlegt, so dass die Decken des Raumbodens nahezu exakt 90º und die Kanten gerade sind. Die Reihen Bodenplatten werden durch Klemmen und Messen der Diagonalen über die Reihen rechteckig ausgerichtet. Sie sollten nahezu die gleiche Länge aufweisen (zum Beispiel innerhalb 2 mm zueinander). Wenn der Boden aufgebaut ist, kann ein Nylonband um seinen Umfang herum mit L-förmigen Eckenschützern an jeder Ecke angebracht werden.
Der Boden wird als nächstes mit einer Isolierschicht, beispielsweise Fiberglas, (typischerweise 2,5 cm dick) bedeckt. Der innere Bodenrahmen 108, gezeigt in den Fig. 13-15, wird oben auf dem Fiberglas angebracht. Ausgerichtet mit den Sockeln werden vibrationsdämpfende Platten zwischen dem Bodenrahmen 108 und dem Fiberglas plaziert. Die Zwischenräume zwischen den Bodenunterzügen werden mit Isoliermaterial wie beispielsweise Fiberglas gefüllt. Der innere Rahmen 108 mit Fiberglas zwischen den Unterzügen wird mit zwei Sperrholzplatten bedeckt, die (zum Beispiel mittels Schrauben) an dem inneren Rahmen befestigt werden.
Der Ort für die langen vertikalen Türkeile 152 wird ermittelt und diese werden installiert. Diese Keile unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen Keilen. Zur zusätzlichen Festigkeit sind diese Aluminiumprofile von im Allgemeinen gleicher Form wie der in Fig. 7 gezeigten, deren Inneres mit ACM gefüllt ist. Diese Art Keil wird Super-Keil genannt und auch dazu verwendet, Platten an anderen Stellen zu verbinden, an denen besondere Festigkeit erforderlich ist, beispielsweise an der Decke. Die Super-Keile weisen eine Folienwicklung auf entsprechend den Folien 49-50, die in Fig. 7 gezeigt sind. Die Türkeile werden während des Aufbaus der Wände vorübergehend von Haltern (zum Beispiel Holzbrettern) an Ort und Stelle gehalten.
Die Wandkeile werden in die Hohlkehlen der äußeren Bodenplatten gedrückt, wie in Fig. 9 gezeigt. Es gibt gerade Keile 62 und L-förmige Keile 63 für die Ecken.
Die erste Reihe oder Lage Wandplatten 69 wird dadurch errichtet, dass die Platten in einem Presssitz auf der ersten Reihe oder Lage Wandkeile aufgesetzt werden, wie in Fig. 10 gezeigt. Vertikale Keile 70 werden in die vertikalen Nuten benachbarter Wandplatten eingepresst. An den Ecken werden vertikale Eckplatten 21 (gezeigt in Fig. 3a) mit speziell geformten Abstandsplatten verwendet. Die Abstandsplatte weist eine Kerbe 25 und eine Abschrägung 31 auf. Die Keile 52 für diese vertikalen Eckplatten (gezeigt in Fig. 7a) haben eine entsprechende Kerbe 53 und eine entsprechende Abschrägung 55. Die Wand wird dadurch aufgebaut, dass sukzessive Reihen von Wandplatten und Keilen hinzugefügt werden, bis die gewünschte Höhe erreicht ist.
Das Dach beziehungsweise die Decke wird in ähnlicher Weise zusammengefügt wie der Boden, indem Rand- und Eckenplatten mit Hohlkehlen, die so ausgerichtet sind, dass sie auf die letzte Reihe von Wandkeilen aufgepresst werden können, verwendet werden. In Fig. 11 sind die Super-Keile 90 gezeigt, die dazu verwendet werden können, bestimmte Deckenplatten zu verbinden. Die Deckenplatten können während das Aufbaus vorübergehend durch einen T- Träger und eine hydraulische Hebevorrichtung oder andere Tragmittel, die auf dem Bausektor bekannt sind, gehalten werden. Bei einer Aufbautechnik sind die langen Abmessungen der Deckenplatten in einem Winkel von 90 Grad zu den langen Abmessungen der Bodenplatten angeordnet.
Die horizontalen und vertikalen Super-Keile 150 beziehungsweise 152, die den Türrahmen halten, sind in Fig. 16 gezeigt. Sie sind in den Nuten der Platten in der Nähe des Türeingangs 10 angeordnet. Sie sind ebenfalls mit Folien umwickelt, wie in Fig. 21 gezeigt. Eine Folie 154 ist um den Teil gewickelt, der dem Inneren des Raums zugewandt ist. Eine Folie 153 berührt eine Folie 155, wie gezeigt, welche die in Fig. 20 nicht gezeigten vertikalen Wandplatten berührt.
Der in den Fig. 18-20 gezeigte Türrahmen 180 ist an den Super-Keilen um den Türeingang herum angebracht und befestigt. Er weist einen Innenrahmen 185, ein Abstandsteil 186, einen Außenrahmen 187 und einen Klemmkeil 188 auf. Der Innenrahmen 185 und der Außenrahmen 187 kann durch bekannte mechanische Einrichtungen ausgerichtet werden, beispielsweise durch Ausrichtstifte. Der Innenrahmen weist eine innere Abschlussplatte 190, einen ACM-Kern 191 und eine Dichtplatte 192 auf. Um die Dichtplatte 192 herum ist eine Folienlage 206 angeordnet, die einen Bolzen 207 bedeckt, der in eine Bohrung 201 eingefügt ist. Bevor das Umwickeln der Folie beendet wird, wird der Bolzen 207 in eine Gewindehülse 199 eingeschraubt und angezogen.
Der innere Rahmen, das Abstandselement und der äußere Rahmen können aus irgendeinem Baumaterial gefertigt sein, das für diesen Zweck geeignet ist. Bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung wurde Aluminium verwendet. Ein Teil des Abstandselements 186 und des äußeren Rahmens 187 sind mit einer Folie 198 überzogen. Der dem inneren Rahmen am nächsten liegende Teil des Abstandselements 186 ist abgeschrägt und die Hohlräume 203 und 204 in dem zusammengebauten Türrahmen sind vorzugsweise mit einem akustischen Abdichtmaterial gefüllt. Der äußere Rahmen 187 umfasst eine innere Platte 195, eine Füllplatte 196 und eine äußere Platte 197. Der Klemmkeil 188, der äußere Rahmen 187 und das Abstandselement 186 werden von einem Bohrloch 200 durchdrungen, das mit der Hülse 199 fluchtet. Der Türrahmen wird durch Bolzen zusammengehalten, die durch Bohrungen 200 eingefügt sind und durch die Gewinde in den Gewindehülsen 199 befestigt. In Teilen des Türrahmens, die keinen Klemmkeil aufweisen (Oberseite und Unterseite) werden der innere Rahmen, der äußere Rahmen und das Abstandselement in gleicher Weise mittels Schrauben durch Bohrungen 202 zusammengehalten.
Der Klemmkeil weist eine Vielzahl von Einkerbungen 189 auf, in die Nockenrollen 316 an der äußeren Klinkenanordnung eingreifen. Die Einkerbungen 189 weisen Oberflächen auf, die so geformt sind, dass sie die Nockenrollen in die Einkerbungen und zudem etwas seitlich ziehen, wenn sie von der äußeren Klinkenanordnung nach innen zu der Innenseite des Raumes bewegt werden.
Der äußere Türrahmen 160, wie er in den Fig. 17 und 18 gezeigt ist, weist äußere Rahmenstützen 167 und 166, untere und obere Träger 164 beziehungsweise 165 und schwingungsdämpfende Isolierpolster 168 auf, auf denen die Rahmenträger montiert sind. Die großen Träger des Türrahmens können Kastenträger sein.
Der äußere Türrahmen kann durch mechanische Mittel an dem Türrahmen positioniert und gegenüber dem Raum gehalten werden, beispielsweise durch Gewindebolzen zusammen mit Muttern und Ksemmeinrichtungen oder einen oder mehrere Frachtgurte wie diejenigen auf großen Lastkraftwagen, die durch das Innere des Kastenrahmens (zum Beispiel der äußeren Rahmenstütze 167) um den gesamten Raum herum verlaufen und durch bekannte mechanische Mittel angezogen werden. An den Ecken des Raums sind L-förmige Eckenschützer unter dem Gurt angeordnet. Ein derartiger Frachtgurt kann ebenfalls, wie der zuvor erwähnte Nylongurt, dazu verwendet werden, den Boden des Raums zu umgeben.
Die Scharnieranordnung 162, die in den Fig. 17, 18, 22 und 23 gezeigt ist, ist an den Trägern 164 und 165 befestigt. Eine Bodenstrebe bzw. -klammer 233 ist an dem unteren Rahmenträger 164 und eine Deckenstrebe bzw. -klammer 236 ist an dem oberen Rahmenträger 165 mittels Tragblöcken 235 beziehungsweise 238 befestigt. Die Bodenstrebe 233 und die Deckenstrebe 236 drehen sich beide um eine obere Achse (nicht gezeigt) und eine ähnliche untere Achse (nicht gezeigt) und sie sind zudem drehbar mit gezeigten Verbindungselementen 234 beziehungsweise 237 verbunden. Die Verbindungselemente 234 und 237 sind drehbar mit der bewegbaren Welle 231 verbunden. Die Verbindungselemente 234 und 237 sind zudem an dem äußeren Blattrahmen 212 der Türblattanordnung 210 (gezeigt in Fig. 21) mittels Halterungen 239-242 und bekannten Haltemitteln befestigt. In jeder Halterung 239 - 242 befindet sich ein Tragblock, der vorzugsweise Schrägrollenlager aufweist. Durch die Scharnierandordnung 162 ist die anfängliche Bewegung der Tür, wenn sie geöffnet wird, und der letzte Teil der Bewegung beim Schließen der Tür in etwa senkrecht zu der Ebene des Türrahmens, was zu einer exzellenten Abdichtung führt und eine signifkante Scherung der Dichtungen verhindert.
Die Türblattanordnung 210, wie sie in Fig. 21 gezeigt ist, weist einen inneren Blattrahmen 211, einen äußeren Blattrahmen 212, eine innere Platte 214 und eine Füllplatte 215 auf. Die Füllplatte 215 passt in den inneren Blattrahmen 211, welcher in den äußeren Blattrahmen 212 passt. Die zwei Blattrahmen, die aus Aluminium aufgebaut sein können, sind durch Schrauben miteinander verbunden, welche durch Bohrungen 216 in dem äußeren Blattrahmen und in Gewindebohrungen 219 in dem inneren Blattrahmen verlaufen. Die zwei Rahmen 211 und 212 können durch bekannte mechanische Einrichtungen, beispielsweise Justierstifte, ausgerichtet werden. Die innere Platte und die Füllplatte sind aus einem Schallschutzmaterial, vorzugsweise ACM, hergestellt und durch Klebemittel, beispielsweise VHB oder Epoxykleber, miteinander verbunden. Die Platte 214 ist etwas kleiner als die Platte 215, so dass ein Rand um den Umfang der zusammengebauten Türblattanordnung verläuft, um die Dichtungsprofile 387 und 395 sowie die Dichtungen aufzunehmen. Eine Einlage 222 kann aus Holz oder einem anderen schallisolierendem Material mit ausreichender Strukturfestigkeit zur Aufnahme der inneren Klinkenanordnung 340 hergestellt sein. Sie ist in einer Vertiefung des inneren Blatts durch bekannte Mittel, beispielsweise Epoxykleber, befestigt. Diese Einlage kann Schrauben aufnehmen, die dazu verwendet werden, die innere Klinkenanordnung 340 mittels beispielsweise mit Gewinde versehener Einschübe oder T-Muttern 223 zu montieren. Bohrungen 217 und 218 in der Füllplatte beziehungsweise der inneren Platte dienen dazu, eine Führung 175 aufzunehmen, welche der einzige Teil ist, der die Tür ihrer Dicke nach durchdringt. Vertiefungen 220 dienen dazu, Teile der inneren Klinkenanordnung aufzunehmen.
Folien, wie diejenigen, die zuvor für die Platten beschrieben wurden, sind unter Verwendung von VHB- Klebeband ebenfalls an den Türplatten befestigt. Eine Folie (zum Beispiel 10 Mil dick) 224 und eine weitere Folienlage (zum Beispiel 10 Mii dick) 226 bedecken die dem Inneren zugewandte Seite der Füllplatte 215 vollständig und sind damit verklebt. Eine Folienlage 224 umgibt die Führung 175 und eine Schallsperreeinrichtung ist dazu eingesetzt, den die Bohrungen 218 und 217 durchdringenden Schall zu minimieren. Eine derartige Schallsperre besteht darin, eine Folie 224 an dem Kragen 381 auf der Führung 175 zu befestigen. Die Folienlage 224 erstreckt sich aus, um die Kanten der Türblattfüllplatte 215 und des Rahmens 211 abzudecken und das Dichtungsprofil 387 ist an der Folie verlötet. Die Folienlage 226 erstreckt sich zu den äußeren Kanten des zweiten (inneren) Dichtungsprofils 395, wie in Fig. 20, jedoch nicht in Fig. 27, gezeigt.
Die äußere Klinkenanordnung 170, Fig. 24, weist ein Montageprofil 290, Rollenstangen 295, hebelbetätigte Stäbe 299, Versteifungsstangen 304, Verbindungsstangen 310, einen Hebel 318, eine Schwenkachse 323, Führungsplattenführungsachsen 326 und Hülsen bzw. Buchsen 327 auf. Das Montageprofil 290 ist an dem äußeren Blattrahmen durch bekannte Mittel befestigt, beispielsweise durch Anschrauben an Platten 213 durch Bohrungen 291. Der Hebel 318, der einen linken Hebelarm 319, einen rechten Hebelarm 320 und eine Hebelstange 322 aufweist, ist drehbar an der Führungsplatte (durch die Schwenkachse 323) montiert. Die Führungsplatte 324 liegt verschiebbar auf Führungsachsen 326 mittels Hülsen 327, die an der Führungsplatte befestigt sind. Die Führungsplatte ist ebenfalls an den hebelbetätigten Stäben 299 durch bekannte Mittel befestigt. Die Versteifungsstangen 304 sind an den oberen und unteren Enden der hebelbetätigten Stäbe 299 befestigt und ebenfalls an den Verbindungsstangen 310, wie in den Figuren gezeigt. Die Verbindungsstangen können Spannschrauben und Stabaugen aufweisen, die die hebelbetätigten Stangen 299 mit den Rollenstangen 295 verbinden.
Wenn bei der Betätigung der Hebel 318 zu der Tür gedrückt wird, schiebt er die Führungsplatte 324 mittels der Stifte 325, die in den Schlitzen oder Führungen 329 ruhen, die in den Führungsplatten 330 vorgesehen sind, welche wiederum durch bekannte Mittel an den hebelbetätigten Stäben 299 befestigt sind. Die Führungsplatte bewegt sich auf den Führungsachsen 326 mittels der Hülsen 327 gleichmäßig zu der Tür. Diese Bewegung bewirkt, dass sich die hebelbetätigten Stäbe 299, die ebenfalls an der Führungsplatte befestigt sind, zu der Tür hin bewegen und die Verbindungsstangen 310 schieben. Die Verbindungsstangen 310 sind vorzugsweise mit einem Gewinde versehene Stangen mit einem Gewinden versehenen Augen, deren Länge durch bekannte Mittel eingestellt werden kann. Sie sind so eingestellt, dass die gewünschte Kraft der Nockenrollen 316 in den Klemmkeilen 188 erreicht wird. Wenn sich die Tür in dem Türrahmen befindet und nicht weiter nach innen bewegt werden kann, bewirkt ein weiteres Drücken auf den Hebel 318, dass die Verbindungsstangen die Rollenstangen 295 seitlich schieben und die Nockenrollen 316 mit den Einkerbungen 189 in dem Türrahmen in Eingriff gelangen, um die Türe fest zu schließen. Bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung war die Türe so ausgelegt, dass eine Dichtkraft von etwa 800 Pfund auf den Türrahmen ausgeübt wurde.
In Fig. 25 ist das Montage-U-Profil 341 der inneren Klinkenanordnung 340 durch bekannte Mittel, beispielsweise in Einschübe 223 geschraubte Schrauben, an der Einlage 222 montiert. Die Führungsplatte 344, der Hebel 346, die Hebelstange 347, linke und rechte Hebelstangen 348 und 349, der Stift 351, die Führung 356, die Führungsplatte 357, Führungsachsen 360 und Hülsen 361 der inneren Klinkenanordnung funktionieren in gleicher Weise wie die entsprechenden Teile der äußeren Klinkenanordnung.
Bohrungen 333 und 367 in den Führungsplatten der äußeren bzw. inneren Klinkenanordnung nehmen die Führung 175 auf, wie in Fig. 26 gezeigt. Die Führung umfasst eine Mittenführung 375 mit einem integralen Kragen 381, typischerweise aus Stahl gefertigt, und Muttern 376 und 377. Beim Zusammenbauen der Tür 210 wird die Führung 175 in die Bohrung 217 eingeführt, nachdem die Türblattrahmen 211 und 212 sowie die Füllplatte 215 zusammengefügt sind. Daraufhin wird der Kragen 381 an einer der Folien auf der inneren Platte 214 befestigt. Die Muttern 376 und 377 befestigen den Mittelkörper an den Montageprofilen 290 und 341. Eine oder mehrere Mittenstangen 379 verlaufen durch Bohrungen 378 in der Mittenführung und Schlitze in den Haltekeilen 380, die typischerweise aus Aluminium gefertigt und in spezielle Bohrungen 333 und 367 in den Führungsplatten 324 und 344 eingefügt sind. Bohrungen 333 und 367 mit kegeliger Sitzfläche sind in den Führungsplatten angebracht. In dem angesenkten Metall sind mehrere Bohrungen ausgebildet, die in etwa mit den Mittenstangen 379 fluchten. In der Mitte des angesenkten Metalls der Bohrungen 333 und 367 ist eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer Schraube oder eines Bolzens ausgebildet. Die Mittenstangen sind aus einem festen Material wie beispielsweise fiberglasverstärktes Nylon gefertigt und länger als die Führung. Sie sind axial durch Keile 380 fixiert, die in den kegeligen Senkungen 333 und 367 plaziert sind, und werden durch einen Bolzen oder eine Schraube befestigt, der bzw. die durch die Mitte der Keile eingeführt und in der Mitte der Bohrungen 333 und 367 verschraubt ist. Die Schlitze in den Keilen 380 sind so ausgebildet, dass die Mittenstäbe 379 über Reibung gehalten werden, wenn die Keile, wie zuvor beschrieben, von der Schraube oder dem Bolzen festgehalten werden.
Wenn jemand innerhalb des Raumes die Türe öffnen möchte, drückt er auf den Hebel 346, der den Keil 380 schiebt, welcher bewirkt, dass die Mittenstäbe 379 in den Bohrungen 378 gleiten und die Führungsplatte 324 um einen ausreichenden Weg nach außen schieben, um zu bewirken, dass die Nockenrollen 316 außerhalb des Eingriffs mit den Einkerbungen 189 in dem Türrahmen 180 gelangen. Die Führung 175 ist das einzige Teil, das die Tür vollständig durchdringt.
Die Türdichtung ist an dem Türrahmen 180 befestigt und drückt gegen die Folie 206, wenn die Tür geschlossen ist, wie in Fig. 20 gezeigt. Ein Spalt 208 in der Folie 206 besteht zwischen den Berührungsflächen mit den zwei Dichtungen, die in den Dichtungsprofilen 387 und 395 enthalten sind.
Ein Paar Dichtungsprofile 387 und 395 ist an den Folien 224 und 226 befestigt, die den inneren Türblattrahmen 211 bedecken. Eine Einzelheit eines solchen Profils 387 ist in Fig. 27 gezeigt. Eine Dichtungsnut 388 ist in dem Profil mit Lippen 391 und 392 ausgebildet, um eine Dichtung zu halten, und das Profil ist zudem mit einer Stegfläche 394 ausgebildet, die etwas niedriger ist als die Lippe 392. Zwei solche Profile sind Seite an Seite an dem Türblattrahmen angebracht, um vier Dichtungen aufzunehmen, die die Tür umgeben. Lediglich das äußere Profil ist in der Figur gezeigt. Eine erste Dichtung ist in die Dichtungsnut 388 eingelegt. Eine zweite Dichtung ist in die Nut eingelegt, die von der Stegfläche 394 und dem anliegenden Dichtungsprofil (nicht gezeigt) gebildet wird. Eine dritte Dichtung ist in die Dichtungsnut des zweiten oder inneren Profils 395 eingesetzt und eine vierte Dichtung ist in der Stegfläche des zweiten Profils angebracht.
Um hohe und niedrige akustische Spezifikationen zu erfüllen, kann Fiberglass an der Innenseite oder Außenseite des erfindungsgemäßen Raums hinzugefügt und durch bekannte Mittel angebracht werden, die die abschirmenden Eigenschaften des Raums nicht beeinflussen. Fig. 28 zeigt einen Querschnitt einer bevorzugten Anordnung 469 von Isoliermaterial, das an der Innenseite der Raumwand angebracht würde. Sie umfasst eine Mittellage 477 unverkleideter Fiberglasisolierung von einem Inch (2, 54 cm) Dicke, die flankiert wird durch zwei Lagen 474 und 475 unverkleideter Microlite Premium AA Isolierung (erhältlich unter der Handelsbezeichnung "MICROLITE" Premium AA von Manville Corp. in Denver, Colorado) einer Dicke von 5/18 Inch (16 mm), wobei diese Isolierung eine flexible Isolierung niedriger Dichte ist, die harzgebundene Borsilikatglasfasern aufweist, und dafür ausgelegt ist, dort verwendet zu werden, wo Platz und Gewicht minimiert werden müssen, was eine Luftfahrtisolierung niedriger Dichte ist. Es sind zwei äußere Lagen 470 und 471 einer 1 Inch (2,54 cm) dicken Fiberglasisolierung vorgesehen, die mit einer Folie verkleidet sind. Die Zeichnung zeigt diese Schichten als zwei Schichten, wobei die dickere Schicht das Fiberglas darstellt und die dünnere Schicht die Verkleidung aus Aluminiumfolie darstellt. Das Fiberglas der Schichten 470, 471 und 477 weist typischerweise eine Dichte von etwa 6 lbs/ft³ (96 kg/m²) auf. Die Anordnung von Fiberglasschichten ist auf eine Dicke von vier Inch (102 mm) durch bekannte Mittel zusammengedrückt.
Die guten Schallschwächungseigenschaften des Raums sind in dem Graph gemäß Fig. 29 dargestellt. Der Abfall des Schallwellendrucks in Dezibel zwischen dem in dem Raum erzeugten Schall und dem außerhalb des Raums detektierten ist über der Schallfrequenz aufgezeichnet.
Der erfindungsgemäße Raum kann in unterschiedlichen Konfigurationen aufgebaut werden, um Akustiktelefonzellen, Akustikräume, Akustikumhüllungen und Schallsperren zu erhalten. Er kann durch Hinzufügung unterschiedlicher Materialien an spezielle Anwendungen angepasst werden.
Einige Vorteile des erfindungsgemäßen Raums sind: Modulares Design; Einzelwandaufbau; kann an Ort und Stelle repariert werden; die Materialien (ACM) können zu komplexen Formen gegossen werden (zum Beispiel derart, dass sie um Säulen passen); und er kann ohne Löten oder Schrauben aufgebaut werden. Da er aus Blockwänden aufgebaut ist, kann der Raum bezüglich seiner Abmessungen vergrößert oder verkleinert werden, indem Blöcke hinzugefügt oder weggenommen werden. Die Modularität des Raums sorgt dafür, dass Transport und Installation gegenüber dem Stand der Technik kostengünstiger sind.

Claims

1. Platte (20, 21, 30, 60) und Verbindungselement (34, 35, 46, 52, 62, 63, 70, 90, 150, 152), die es ermöglichen, dass eine Wand (3, 6, 8, 34, 35) aus einer Vielzahl derartiger Platten errichtet wird, wobei

a. die Platte zwei Hauptflächen (23, 24), Randbereiche, die die Hauptflächen verbinden, und Nuten (26, 36, 37) in zumindest einem Randbereich aufweist und die Platte umfasst:

i) ein Material, das eine Schallsperre ist und ausreichend hohe Druck- und Biegefestigkeit aufweist, um es zu ermöglichen, eine Wand aus einer Vielzahl dieser Platten (27, 28, 38, 39) aufzubauen;

ii) zumindest zwei Folienlagen, innerhalb und im wesentlichen kongruent mit einer Hauptfläche der Platte, wobei die Folienlagen voneinander durch einen Teil der Dickenabmessung der Platte getrennt und so angeordnet sind, dass sie zumindest teilweise die Nuten jeder Platte überdecken; und

b. das Verbindungselement eine Form und Abmessungen aufweist, die es erlauben, das Verbindungselement in eine Nut der Platte gemäß Teil a. einzupressen, wobei das Verbindungselement ein einteiliges Stück ist, welches aufweist:

i) ein Material, das eine akustische Sperre ist und einen ausreichend hohen Elastizitätsmodul und ausreichend hohe Druckfestigkeit aufweist, um es zu ermöglichen, dass eine Wand aus einer Kombination von Platten und Verbindungselementen ohne Befestigungsmittel, die die Platten oder Verbindungselemente durchdringen, aufgebaut wird; und

ii) mindestens zwei Folienlagen (49, 50, 55, 153, 154, 155), die die Oberflächen des Verbindungselements zumindest teilweise derart bedecken, dass, wenn das Verbindungselement in die Nut der Platte eingefügt ist, die Folien in der Plattenut und auf dem Verbindungselement in einer Gleitberührung miteinander sind.

2. Raum (1) mit einem Bodenteil (3) mit einer Bodenfläche, mindestens einer Seitenwand (6) und einer Decke (8), bei dem das Bodenteil, die Seitenwände und die Decke aus einer Vielzahl von nebeneinander liegenden Platten gemäß Anspruch 1 aufgebaut sind, wobei die zwei Hauptflächen der Platten jeweils zu der Innenseite und zu der Außenseite des Raums gerichtet sind, wobei die Folien jeder Platte und der in deren Nuten eingeführten Verbindungselemente in Gleitberührung miteinander sind und wobei in dem Raum keine Befestigungsmittel benötigt werden, die die Platten oder die Verbindungselemente durchdringen.

3. Raum (1) nach Anspruch 2, der weiterhin aufweist einen Türrahmen (180), der an dem Raum befestigt ist, und eine Tür (158), die zu dem Türrahmen passt, um den Raum (1) zu schließen, und die an einem festen Strukturelement (160) an der Außenseite des Raums mittels einer Scharnieranordnung (162) befestigt ist, wobei die Scharnieranordnung zumindest eine horizontale längliche Halterung (233, 236) und ein horizontales längliches Verbindungselement (234, 237) in der folgenden Anordnung aufweist: ein Ende der horizontalen Halterung ist drehbar an dem festen Strukturelement (160) befestigt, das andere Ende der horizontalen Halterung ist drehbar an einem Teil des horizontalen Verbindungselements befestigt, das sich zwischen seinen beiden Enden befindet, das der horizontalen Halterung am nächsten gelegene Ende des horizontalen Verbindungselementes ist drehbar mit einer Welle (231) verbunden und die horizontale Halterung ist durch drehbare Mittel an der Tür (158) befestigt, so dass das horizontale Verbindungselement um die Welle (231) und um das Ende der horizontalen Halterung drehen kann.

4. Raum (1) nach Anspruch 3, wobei jede Platte ein zellulares Material aufweist, das eine Porosität von 20 bis 60 Prozent hat, und das zellulare Material gemäß Teil b. ein syntaktisches zellulares Material ist.

5. Raum (1) nach Anspruch 4, bei dem das syntaktische zellulare Material gemäß Teil b. eine Vielzahl von Mikroblasen mit einem durchschnittlichen Außendurchmesser von weniger als 200 Mikrometer aufweist, die an ihren Berührungspunkten in einer Matrix zusammengebunden sind.

6. Raum (1) nach Anspruch 4, bei dem das syntaktische zellulare Material eine Vielzahl von Mikroblasen aufweist, die innerhalb eines Matrixmaterials geringerer Menge als diejenige, die benötigt wird, um die Zwischenräume zwischen den Mikroblasen vollständig zu füllen, miteinander verbunden sind, und der Zwischenraumdurchmesser in dem Bereich von 25-50 Mikrometern ist.

7. Raum (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Bodenabschnitt von einer Trageinrichtung (12) gehalten ist, die den Raum (1) anhebt.

8. Raum (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, der eine Beschichtung aus Phenolharz oder Epoxyharz zwischen den Folienlagen und dem zellularen Material der Platten aufweist.

9. Raum (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der weiterhin aufweist eine an der inneren Oberfläche der Seitenwände und der Decke angeordnete Anordnung (469) von Isolationsschichten mit einer Lage unverkleideten Fiberglases (477), wobei auf jeder Seite dieser Lage eine Isolationslage (474, 475) vorgesehen ist, die dünner ist und eine geringere Dichte hat als das Fiberglas, sowie mit äußeren Lagen (470, 471) über den beiden dünneren Lagen, die Fiberglas mit einer reflektierenden Folienverkleidung aufweisen, die an einer Seite angeklebt ist, wobei die Folienverkleidungsseite den äußersten Teil der Anordnung darstellt.