DE7427551U - Schallabsorbierende mehrschichtplatte - Google Patents
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Description
DR. HELMUT SCHMIDT Mannheim, den 5. 8. 1974 6710 FRANKENTHAL
Die Erfindung betrifft eine schallabsorbierende Mehrschichtplatte,
wie sie insbesondere als Decken- und Wandbelegungen in umbauten Räumen, in Fahrzeugen und Schallschutzkapseln
sowie als Abschirmungen an Straßen und Maschinen und schließlich auch bei Schalldämpfern Verwendung finden.
Schallabsorbierende Platten bestehen im allgemeinen aus durchgehend
porösem Material wie I-iineralwolle, Holzfasern, offenzelligem
Kunststoffschaum oder de~"gl. Eine ausreichende Stabilität
wird meist durch den Zusatz entsprechender Bindemittel erreicht. Die Ansicht- bzw. Dekorfläche der Platten wird vielfach
mit einer perforierten Folie, einem akustisch transparenten Vlies oder Gewebe usw. kaschiert. Derartige schallabsorbierende
Platten werden in Halteprofile eingelegt, in Rahmen gehaltert oder an tragenden Unterkonstruktionen durch Klipse oder
Klebeverbindungen befestigt.
Derartige Platten sind im allgemeinen mechanisch nicht beanspruchbar.
Ihre Stabilität ist umso geringer je größer ihr akustisches Absorptionsvermögen ist, da ausreichend poröse
Materialien nur eine geringe Festigkeit haben. Aus diesem Grund ist eine Halterung der Akustikplatten im Abstand von jeweils
wenigen Dezimetern erforderlich. Dies bedingt einen relativ hohen Materialaufwand für die Unterkonstruktion sowie
lange Montagezeiten.
Es sind auch schallabsorbierende Verkleidungen bekanntgeworden, die aus schalldurchlässigen tragenden Platten, Kassetten,
Paneelen oder dergl. bestehen, in die schallschluckendes Material wie Mineralwollefilze oder offenzellige Kunststoffschau-
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me ein- oder aufgelegt sind. Die Tragformen bestehen aus Metall, Gips, Kunststoff usw. und sind meist perforiert oder
geschlitzt. Der Schallschluckstoff ist mit der Abdeckschicht im allgemeinen nicht mechanisch verbinden. Der Preis derartiger
Verkleidungen ist relativ hoch, da bei kleinformatiger Verlegung hohe Montagekosten (wie bei Akustikplatten), bei
großformatigen Elementen aber hohe Materialkosten (durch die erforderliche Aussteifung) entstehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und eine preiswert herstellbare, auch
im Großformat selbst-tragende, relativ leichtgewichtige und dennoch hochgradig schallabsorbierende Platte zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wurde das von Sandwich- bzw. Mehrschichtplatten
her bekannte Bauprinzip herangezogen. Es ist bekannt, daß Mehr schichtplatten bei geringem Gewicht eine sehr
hohe Stabilität aufweisen können. Dennoch wurde bisher dieses Prinzip auf den Aufbau schallabsorbierender Platten nicht über-r
tragen, die industrielle Praxis beschränkte sich darauf, Mehrschichtplatten ausschließlich mit geschlossenem und damit
schallreflektierenden Deckschichten herzustellen und verwandte gleichzeitig Kernmaterialien aus zumeist geschlossenzelligem
Kunststoffschaum oder wabenartigen Strukturen, die keine eigentlichen schallabsorbierenden Eigenschaften haben.
Zur Lösung der obengenannten Aufgabe ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine im Frequenzbereich von 1000 bis 4000 Hz
im Mittel zu mindestens 30 % schallabsorbierende Kernschicht aus Schaumkunststoff zur Formstabilisierung beidseitig mit
Deckschich\eSraftschlüssig verbunden ist und daß mindestens
eine der Deckschichten die Weiterleitung des ankommenden Schalles in die absorbierende Kernschicht in ausreichendem Maße ermöglicht.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Eine die bevorzugten Maßnahmen der Erfindung besteht darin,
daß das schallabsorbierende Material der Kernschicht aus Schaumkunststoff besteht und eine Steifigkeit von mindestens
0,2 kp/cnr aufweist und weiterhin vorzugsweise die Steifigkeit der Materials gem. einem Elastizitätsmodul ausgebildet
ist, der senkrecht zu den Deckschichten um mindestens 0,3
mal größer ist als parallel zu diesen.
Es ist zwar bei den vorgenannten Mehrschichtplatten, die im
Prinzip aus zwei relativ dünnen Deckschichten (Einzeldicke d)
und einer dazwischen liegenden demgegenüber dicken Kernschicht aus leichtem Füllmaterial wie z. B. Schaumkunststoff (Dicke h')
bestehen, bereits auf einen hohen Elastizitätsmodul E geach- ι tet worden, gem. der Formel für di- Biegesteife:
B= E · h2· d
Der Elastizitätsmodul der Kernschicht E1, ist dabei scheinbar
XY
ohne Belang, da er in der Formel nicht vorkommt. In Wirklichkeit ist er jedoch neben der Biegesteife der Deckschicht mitbestimmend
für die Knickstabilität der Platteι er sollte daher
nicht zu klein sein.
Allgemein kann man die Auswahlbedingungen für die Materialien und den Aufbau vorteilhafter schallabsorbierender Mehrschichtplatten
gem. der Erfindung wie folgt charakterisieren:
1. Die kernschicht muß aus offenporigem oder faserigem Schaumkunststoff
bestehen und einen zur optimalen Schallabsorption möglichst günstigen Strömungswiderstand aufweisen.
Sic sollte außerdem eine genügend große Formstabilität haben, um die vorkommenden Kräfte aufnehmen zu können.
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Dazu ist es empfehlenswert, daß die Steifigkeit (E1,/h)
mindestens 0,2 kp/cm beträgt. Besonders günstig ist es, wenn der Elastizitätsmodul senkrecht zu den Deckschichten
mindestens um den Faktor 0,3 größer ist als parallel dazu.
2. Von den Deckschichten muß mindestens die dem Schall ausgesetzte
so weit schalldurchlässig sein, daß die Schallwellen in dem erforderlichen Maße durch ihre Öffnungen in die absor
bierenäe Kernschicht eindringen kann. Eine optimale Stabilisierung
der Platte wird erreicht, wenn die Biegesteife beider Deckschichten etwa gleich groß ist.
Falls außer der Schallabsorption zusätzlich auch eine Dämmung der Schalles erreicht werden soll, so muß die dem Schalleintritt
abgewandte Seite aus einer nichtdurchbrochenen, geschlossenen Deckschicht bestehen. Eine deratige Sandwichplatte kann
für dann als selbsttragendes Element z. B Λ-eine Maschinenkapsel
oder einer Schall-Abschirmwand verwendet werden.
Eine verfahrensgemäß günstige Fertigung de.' Sandwichplatten ergibt
sich, wenn die Kernschicht durch Aufschäumen eines Kunststoffes hergestellt wird, wobei gleichzeitig die Verbindung
mit den Deckschichten arfolgt. In diesem Fall muß jedoch die sich in den Durchbrechungen der Deckschicht im allgemeinen bildende
Schäumhaut nachtränglich zerstört werden, um die Schallabsorption nicht zu beeinträchtigen. Dies kann z, B, dadurch
erreicht werden, daß die Deckschicht außen mit einer Papierbahn oder Kunststoffolie beklebt ist, an der der Schaum im Bereich
der Durchbrechungen der Deckschicht haftet. Danach wird die Folie abgerissen, wobei die Schaumhaut mitgenommen wird, so
daß der offenzellige Schaum der Kernschicht in den Durchbrechun-jgen
sichtbar ist. Die Bildung einer Schäumhaut an den Durch- J brechungen der Deckschicht wird auch verhindert, wenn gleich- ;
zeitig zwei Elemente hergestellt werdens deren durchbrochene j
Deckschichten kongruent aneinander gestellt werden, so daß der
Schaum beider Kernschichten über die Durchbrechungen der Deck- \
schichten miteinander in Verbindung steht. Nach der Herstellung werden diese Schaumverbindungen durchgetrennt.
Zur Erhöhung der Knickfestigkeit können anstelle ebener Deckschichten
auch gewellte, profilierte oder sonstwie strukturierte Platten oder Folien verwendet werden. Andererseits können
auch sogenannte Strukturschäume verwendet werden, die eine relativ
dicke Haut hoher Festig.eit bilden. In diesem Fall sind
keine zusätzlichen Deckschichten erforderlich. Das Raumgewicht in den Randzonen muß jedoch mindestens um den Faktor 10 größer
sein als in der Kernschicht, wenn die mechanische Stabilität einer Sandwichstruktur erreicht werden soll. Die Deckschicht j
muß mindestens einseitig nachträglich durchbrochen werden, da- j mit der offenzellige Kern für den durch diese Durchbrechungen I
eindringenden Schall erreichbar ist.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert
.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Mehrschichtplatte der Erfindung mit geschlitzter Deckschicht
Fig. 2 zeigt eine Mehrschichtplatte gem.der Erfindung mit beidseitig gelochten oder geschlitzten Deckschichten im Querschnitt.';
# i
mit In den Figuren sind die Deckschichten^1, die Kernschicht mit 2
bezeichnet. Die dort gezeigten Dickenverhältnisse der Schich- j ten zueinander sind typisch. Die absoluten Stärken können z. B.
0,5 mm bei\ Deckschichten und 20 nun im Falle der Kernschichten betragen. Es sind jedoch auch kleinere und größere Werte selbstjverständlich
möglich. j
- <t.i I
Im übrigen kann das Material bzw. das Finish, der Deckschichten
bei Verwendung innerhalb von Räumen einer gewünschten Dekorwirkung angepaßt werden. Schließlich ist der gezeigte
dreischichtige Aufbau nicht zwingend, es kann z. B. zwischen der eigentlichen Deckschicht und der schallabsorbierenden
Kernschicht eine Zwischenschicht, z. B. ein poröses Gewebe oder Faservlies eingelegt werden.
Fig. 2 zeigt den Fall der Verwendung verschiedener schallabsorbierender
Kernschichtmaterialien. Aus Kostengründen kann es nämlich opportun sein, die Deckschichten nicht in ihrer
ganzen Fläche durch eine Kernschicht zu verbinden, sondern M'.r an bestimmten Stellen in Form von Streifen oder Zylindern
Der Zwischenraum wird dann mit preiswerterem Absorptionsmaterial wie etwa Holz- oder vorzugsweise Mineralwolle ausgefüllt.
Mit 2 ist ein Kunstschaumstoff bezeichnet, der insbesondere aus Polyurethan bestehen kann und die Deckschichten
1 miteinander verbindet. Hierfür kommen z. B. Pienolharz,
Harnstoffharz und Polyesterharz sowie Polyätherharz und Polyvinylchlorid-Schäume
in Frage. Mit 3 ist das mit der Deckschicht nicht notwendigerweise verbundene kostengünstigere
Absorbtionsmaterial bezeichnet. Die Durchbrechungen 4 der Deckschichten können sich vor den Stegen 2 gleichmäßig oder
mit Unterbrechungen fortsetzen.
Claims (11)
1. Schallabsorbierende Mehrschichtplatte, dadurch gekennzeichnet,
daß eine im Frequenzbereich von 1000 bis 4000 Hz im Mittel zu mindestens 30 % schallabsorbierende Kernschicht
aus Schaumkunststoff zur Formstabilisierung beidseitig mit Deckschichten kraftschlüssig verbunden ist und daß mindesten^
eine der Deckschichten die Weiterleitung des ankommenden Schalles in die absorbierende Kernschicht in ausreichendem
Maße ermöglicht.
2. Mehrschichtplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schallcturchlässige Deckschicht bezüglich ihres
Durchlaßquerschnittes zu mindestens 5 % durchbrochen ist
und daß die Kernschicht aus offenzelligem Schaumkunststoff mit einer Steifigkeit von mindestens 0,2 kp/cm besteht.
3· Mehrschichtplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierende Kernschicht aus Polyurethan besteht
.
4. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schalldurchlässige Deckschicht in
Schallrichtung zu mindestens 10 bis 50 % durchbrochen, insbesondere geschlitzt oder gelocht ist.
5. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als schallabsorbierende Kernschicht ein
Kunststoff verwendet ist, der sich beim Aufschäumen mit den Deckschichten verbindet.
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1 )
6. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kern- und Deckschichten aus dem
gleichen Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polyurethan mit
verschiedener Dichte und Zellstruktur bestehen, wobei das Raumgewicht der Außen- bzw. Deckschichten mindestens um den
Faktor 10 größer ist als das der Kernschicht.
7. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bif 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Deckschichten aus Metall oder Kunststoff bestehen und vorzugsweise mit einer versteifenden
Profil-ierung versehen sind.
8. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Verbindung
zwischen Kernschicht und Deckschicht nicht über den gesamten Bereich der Platte erfjlgt.
Mehrschichtplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da3 die Kernschicht teils aus Material besteht, das mit den
Deckschichten kraftschlüssig verbunden, z. B. verklebt ist, und zum Teil aus anderem schallabsorbierenden Material, wie
insbesondere Mineralfasern, die nicht mit den Deckschichten verbunden sind.
10. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Deckschicht schalldurchlässig
(durchbrochen) und die andere Deckschicht schallundurchlässig (undurchbrochen) ist.
11. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierende Kernschicht
eine richtungsabhängige Formstabilität aufweist, und der ihre Steifigkeit kennzeichnende Elastizitätsmodul
senkrecht zu den Deckschichten mindestens 0,3 mal größer is1 aiii parallel dazu.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE7427551U DE7427551U (de) | 1974-08-14 | 1974-08-14 | Schallabsorbierende mehrschichtplatte |
Applications Claiming Priority (1)
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DE7427551U DE7427551U (de) | 1974-08-14 | 1974-08-14 | Schallabsorbierende mehrschichtplatte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE7427551U true DE7427551U (de) | 1976-11-25 |
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ID=31957724
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE7427551U Expired DE7427551U (de) | 1974-08-14 | 1974-08-14 | Schallabsorbierende mehrschichtplatte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7427551U (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2818252A1 (de) * | 1978-04-26 | 1979-11-08 | Helmut Pelzer | Mehrschichtiges schallschutzelement bestehend aus vorzugsweise 2 deckschichten und einer biegeweichen zwischenschicht |
DE102007000568A1 (de) | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Silencesolutions Gmbh | Schallabsorber |
-
1974
- 1974-08-14 DE DE7427551U patent/DE7427551U/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2818252A1 (de) * | 1978-04-26 | 1979-11-08 | Helmut Pelzer | Mehrschichtiges schallschutzelement bestehend aus vorzugsweise 2 deckschichten und einer biegeweichen zwischenschicht |
DE102007000568A1 (de) | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Silencesolutions Gmbh | Schallabsorber |
US8631899B2 (en) | 2007-10-24 | 2014-01-21 | Silenceresearch Gmbh | Sound absorber |
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