DE9410587U1 - Thermisch und akustisch isolierender Schichtenaufbau für insbesondere Bahnwaggons - Google Patents

Thermisch und akustisch isolierender Schichtenaufbau für insbesondere Bahnwaggons

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Description

Hans-Jürgen Müller Gerhard D. Schupfner
Telefon: M9-89-298991 Hans-PeterGauger
Telefax:+49-89-2289498 Postfach 1011 61 Patentanwälte
Telegramm/cable: Maximilianstraße 6 European Patent Attorneys
MAXIMARK'3 München D-80085 München Mandataires en brevets europeens
G 94 10 587.1 M. Faist GmbH 6416. GM-DE HJM/MY
Thermisch und akustisch isolierender Schichtenaufbau für insbesondere Bahnwaqqons
Die Erfindung bezieht sich auf einen thermisch und akustisch isolierenden Schichtenaufbau für Bahnwaggons &ogr;. dergl. der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung.
Ein derartiger Schichtenaufbau ist bereits bei Reisezugwaggons für Nah- und Fernverkehrsrexsezüge bekannt (DE-GM 93 19 082, Elektrische Bahnen 1973, S. 198). Dabei wird der Schichtenaufbau in den Zwischenräumen einer Doppelwandung eingelegt.
Ferner ist es bekannt, auf die Innenseite der Waggonwand, des Waggonboden und/oder des Waggondaches zur Entdröhnung eine aus bituminöser Spritzmasse bestehende Entdröhnungsschicht aufgespritzt. In einem zweiten Arbeitsschritt wird auf der Entdröhnungs schicht eine Mineralfasermatte mit einseitigem Dekorvlies aufgebracht. Da die Mineralfasermatte nicht geharzt, also nicht chemisch gebunden ist, wird diese mit einem zusätzlichen Rieselschutz versehen. Dabei ist es auch bekannt, auf den Boden des Bahnwaggons oberhalb der als Entdröhnungsschicht dienenden Spritzschutzmasse in einem zweiten Arbeitsschritt einen wabenförmigen Profilteil aus Kunststoff aufzusetzen. Die Herstellung und die Kosten dieser Schichtenaufbauten lassen jedoch zu wünschen übrig.
Schließlich ist es bekannt (DE-GM 93 01 234.9), offenporigen Aluminiumschaum zwischen ein gelochtes Aluminiummblech und einen Schichtenaufbau aus Aluminiumteilen einzusetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Schichtenaufbaus der eingangs genannten Gattung zu vereinfachen.
; MAXIMAAK Form
Darüber hinaus ist eine Verbesserung der Funktion hinsichtlich thermischer Isolierung, akustischer Isolierung und /oder Feuchtigkeitsisolierung sowie Umweltverträglichkeit erwünscht.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen derselben beansprucht.
Gemäß der Erfindung besteht die Absorptionsschicht im wesentlichen aus Kunststoffschaum vorwiegend offenzelliger Struktur. Die Dichte der Schaumstoffschicht sollte insb. weniger als 100 kg/m^ betragen, d.h. daß sogen, "leichte Schaumstoffe" bevorzugt werden. Als Gerüstsubstanz für den Schaumstoff werden bevorzugt Kunststoffe auf Melaminharzbasis verwendet. Dazu zählen vor allem Melamin-FormaldehydHarze (MF). Auch Melamin-Harnstoff-Formaldehydharze (UIlF) und Melamin-Phenol-Formaldehydharze (MBF) können Anwendung finden. Die Schichtdicke beträgt bevorzugt zwischen 10 und 100 mm, insb. zwischen 20 und 50 mm. Die Schaumschicht weist daher viele kleine Hohlräume auf. Außerdem ist die Folie als Schwerfolie ausgebildet, die als Entdröhnschicht dient. Die Schichtdicke kann zwischen 1 und 4 mm betragen, weshalb der Ausdruck "Folie" im weitesten Sinne verwendet wird. Dabei empfiehlt es sich, das Gewicht vergrößernde Füllstoffe, z.B. SiO2 in der Schwerfolie anzuwenden. Als die Füllstoffe bindendes Material werden bevorzugt Ethylen/Propylen-Dien-Terpolymere (EPDM), also Ethylen-Propylen-Elastomere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere (EVA), Ethylen/Vinylalkohpl-Copolymere (EVOH) und/oder Polyurethan (PUR), aber auch Bitumina verwendet.
Die Schaumschicht bildet mit der Schwerfolie eine integrierte Verbundeinheit. Zur Verbindung beider Schichten empfiehlt es sich, die Schwerschicht haftend auszubilden, so daß die Schaumschicht durch Kleben mit der Schwerfolie verbunden wird. Die selbsthaftende Ausrüstung der Schwerfolie kann auch dem Zweck dienen, die integrierte Verbundeinheit innen an der Waggonwand durch Druckanwendung mittels der Schwerfolie anzukleben.
Die Erfindung ermöglicht eine einfache Herstellung und vermeidet
außerdem die Verwendung von Mineralfasern, welche unter Umständen gesundheitsschädliche Wirkungen vor allem während des Herstellungsverfahrens und beim Entsorgen ausüben. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß die akustischen Isoliereigenschaften insb. hinsichtlich Schalldämmung, aber auch Schalldämpfung im Sinne der Entdröhnung verbessert werden können.
Die erfindungsgemäße Verbundeinheit läßt sich dadurch feuchtigkeitsdicht machen, daß jedenfalls die der Schwerfolie abgewandte Seite der Schaumschicht mittels einer feuchtigkeitsdichten Schutzfolie überzogen wird, die aus thermoplastischem Kunststoff und/oder Aluminium bestehen kann und eine Schichtdicke zwischen 0,01 und 1 mm aufweisen sollte. Hierdurch wird die Schaumschicht mit Hilfe der aufkaschierten Schutzfolie beispielsweise vor Kondenswasser geschützt. Zur Verbesserung der Stabilität und Verminderung der Reißfähigkeit sollte die Schutzfolie mit einem Verstärkungsgewebe oder anderen gitter- bzw. maschenartigen Verstärkungselementen versehen sein.
Darüber hinaus empfiehlt es sich, zwischen der Schwerfolie und der Schaumschicht, insb. in dem der Schwerfolie zugewandten Bereich der Schaumschicht Hohlräume vorzusehen, in welchen Feuchtigkeit, das beispielsweise durch Kondensieren von Dämpfen entsteht, gesammelt und ggf. aus diesen abgeleitet werden kann. Eine einfache Ausbildung besteht darin, daß die Schaumschicht an der der Schwerfolie zugewandten Seite mit Vertiefungen versehen ist, welche im Herstellungsverfahren der Schaumschicht oder auch nachträglich dort eingebracht werden können.
Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, die Schaumschicht zwischen zwei Schutzfolien einzuschweißen. Nach einer Ausbildung befindet sich dann eine Schutzfolie zwischen der Schwerfolie und der Schaumschicht; nach einer anderen Ausbildung wird die gesamte Verbundeinheit aus Schaumschicht und Schwerfolie zwischen zwei feuchtigkeitsdichten Schutzfolien eingeschweißt. Die Schutzfolien
• · ► ··
bestehen bevorzugt aus Polypropylen (PP), doch können auch andere Materialien, insb. Polyethylen (PE) und Polyurethan (PUR), Anwendung finden.
Der erfindungsgemäße Schichtenaufbau ist besonders zur Anwendung bei Bahnwaggons geeignet, um die akustische und thermische Abschirmung insb. der Fahrgasträumlichkeiten zu verbessern, damit diese von sehr hohen oder sehr niedrigen Außentemperaturen einerseits und von starken Geräuschen außerhalb des Waggons bzw. von vibrierenden Waggonteilen weniger beeinträchtigt werden. Falls das Material der Schaumschicht ein gutes federelastisches Rückstellvermögen (Stauchhärte) aufweist, kann die Schaumschicht auch unterhalb des insb. aus Holz bestehenden Waggonbodens als Federungselement -zusätzlich zur akustischen und thermischen Isolierungen- Anwendung finden. Die Verlegung kann auch großflächig einfach erfolgen, denn es bietet sich die Herstellung der gesamten Verbundeinheit schon im Herstellungsbetrieb an, so daß der erfindungsgemäße Schichtenaufbau auch schon als gesamte, z.B. bahnenförmige integrierte Verbundeinheit bzw. als Verbundbauelement vom Hersteller an den Waggonproduzenten geliefert und dort mit einfachen Mitteln selbst von Laien verlegt werden kann.
Entsprechend ist der erfindungsgemäße Schichtenaufbau aber auch bei ähnlichen Einrichtungen wie im Schiffs- und Flugzeugbau anwendbar.
Ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert, dabei zeigen:
Figur 1 einen Teilquerschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schichtenaufbau und
Figur 2 eine Aufsicht A-A auf Teile des Schichtenaufbaus.
Gemäß Figur 1 weist die Schaumschicht 1 Hohlräume la, die sogen. "Zellen" des Schaumstoffs auf, und zwar in einer solchen Struktur, daß es sich vorwiegend um einen offenzelligen Schaum handelt, bei dem sich Hohlräume la nach außen öffnen, was die akustische Wirksamkeit zur Schalldämmung begünstigt. Dennoch sind innerhalb der Schaumschicht 1 viele Hohlräume la eingeschlossen, welche die thermische Isolationswirkung begünstigen. An der Unterseite ist die Schaumschicht 1 mit im Querschnitt z.B. etwa rechteckförmigen Vertiefungen 4 versehen, welche vor allem die Aufgabe haben, evtl. eingedrungene Feuchtigkeit, beispielsweise Kondenswasser, zu sammeln und gezielt abzuleiten. Hierdurch wird die Vermindung der akustischen und thermischen Isolationseigenschaften verhindert. Solche Vertiefungen können auch zur Aufnahme von Leitungssystemen des Waggons bzw. Zuges (Kabel, Rohre etc.) dienen.
Die Unterseite der Schaumschicht 1 ist mit der Schwerfolie 3 verbunden, welche EPDM aufweist, das mit insb. Bariumsulfat, Glimmer, Quarzsand, Kreide und/oder Talkum als Füllstoff gefüllt ist. Die Dichte der Schwerfolie 3 beträgt etwa 1,5 - 2,1 kg/m . An der Oberseite 2a ist die Schaumschicht 1 mit einer Schutzfolie 2 z.B. aus Polypropylen (PP) einer exemplarischen Schichtdicke von 0,1 mm abgedeckt, wodurch das Eindringen von Feuchte und auch von Dämpfen in die die Schaumschicht 1 und daher die Verminderung derer isolierender Wirksamkeit verhindert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Schaumschicht 1 abdeckende Schutzfolie 2 auf die Schaumschicht 1 aufkaschiert, so daß die Schaumschicht 1 mit der Schwerfolie 3 und der Schutzfolie 2 ein integriertes Verbundelement bildet, das gemeinsam vom Herstellungsort zum Einbauort aufgewickelt in Rollen oder aufgeschichtet zu Plattentransportiert werden kann. Dort wird dieses Verbundelement durch Aufdrücken auf beispielsweise den Waggonboden 5 aufgeklebt, da auch die Außenseite der Schwerfolie 3 selbsthaftend ist.
• · ■···
Bei der Darstellung von Figur 2 sind einzelne Teile des Verbundelements zur besseren Darstellung derselben aufgeschnitten. In der Regel wird die gesamte Oberseite 2a der Schaumschicht 1 von der Schutzfolie 2 abgedeckt; die Abdeckung kann jedoch auch nur partiell erfolgen und in manchen Fällen ist die Verwendung einer Schutzfolie 2 ohnehin überflüssig.

Claims (17)

ANSPRUCHE
1. Thermisch und akustisch isolierender Schichtenaufbau für Bahnwaggons oder dergl. mit einer Schallwellen absorbierenden, porösen Schaumschicht (1), die mindestens an einer Seite mit einer Folie (2,3) zu einer Verbundeinheit integriert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumschicht (1) im wesentlichen aus Hohlräume (la) aufweisenden, offenzelligem Kunststoffschaum besteht und daß die Folie (2,3) als Schwerfolie (3) ausgebildet ist und als Entdröhnungsschicht dient.
2. Schichtenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schichten zu einem Verbundelement einer Gesamtdicke zwischen 1 und 10 cm integriert sind und daß eine Außenseite des Verbundelements selbsthaftend ist.
3. Schichtenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumschicht (1) an der der Schwerfolie (3) abgewandten Seite mit einer feuchtigkeitsdichten Schutzfolie (2) abgedeckt ist.
4. Schichtenaufbau nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumschicht (1) an der der Schwerfolie (3) zugewandten Seite mit Vertiefungen (4) versehen ist.
5. Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzfolie (2) eine gitterartige Verstärkung (2b)
aurweisu. ···· ···*·* .»T .
— 2 —
6. Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere feuchtigkeitsdichte Schutzfolie an der der ersten Schutzfolie (2) abgewandten Seite der Schaumschicht (1) angeordnet und die Schaumschicht (1) zwischen beiden Schutzfolien (2) eingepackt ist.
7. Schichtenaufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumschicht (1) in die Schutzfolie (2) bzw. zwischen die Schutzfolien (2) eingeschweißt ist.
8. Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumschicht (1) ein gutes federelastisches Rückstellvermögen aufweist.
9. Schichtenaufbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumschicht (1) auf Melaminharzbasis aufgebaut ist.
10. Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzfolie (2) Aluminium aufweist.
11.Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzfolie (2) thermoplastischen Kunststoff aufweist.
12.Schichtenaufbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzfolie (2) Polypropylen (PP) und eine Schichtdicke zwischen 0,01 und 1 mm aufweist.
- 3 —
13.Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerfolie (3) im wesentlichen aus mit das Gewicht erhöhenden Füllstoffen gefüllten Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren (EPDM) besteht.
14.Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerfolie (3) im wesentlichen aus mit das Gewicht erhöhenden Füllstoffen gefüllten Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) besteht.
15.Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken nzeichnet, daß die Schwerfolie (3) im wesentlichen aus mit das Gewicht erhöhenden Füllstoffen gefülltem Polyurethan (PUR) besteht.
16.Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerfolie (3) im wesentlichen aus mit das Gewicht erhöhenden Füllstoffen gefüllten Bitumina besteht.
17.Schichtenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schichten, nämlich die Schaumschicht (1), die Schwerfolie (3) und die Schutzfolie (2) bzw. Schutzfolien, zu einem Verbundelement einer Gesamtdicke zwischen 10 und 100mm integriert sind.
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