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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämmeinsatz für eine lufttechnische Anlage, insbesondere für eine dezentrale Wohnraumbelüftungsanlage oder für ein Außenluftdurchlasssystem oder für andere Schalldämmanwendungen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein eine dezentrale Wohnraumbelüftungsanlage mit einem derartigen Schalldämmeinsatz, ein Stanzwerkzeug zur Herstellung eines derartigen Schalldämmeinsatzes und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schalldämmeinsatzes gemäß den Oberbegriffen der weiteren unabhängigen Ansprüche.
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Ein gattungsgemäßer Schalldämmeinsatz ist aus der auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung zurückgehenden
DE 10 2018 102 543 A1 bekannt, die durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen werden soll.
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Kontrollierte Wohnraumbelüftungsanlagen stellen eine Schlüsselkomponente für den reibungslosen Betrieb energiesparend und weitgehend luftdicht ausgestalteter Gebäude dar, mittels derer die Wohnraumluftqualität aufrechterhalten werden soll. Der Begriff „Wohnraum“ soll in diesem Zusammenhang verdeutlichen, dass die Luftqualität für den Aufenthalt von Personen verbessert werden soll. Derartige Systeme können beispielsweise auch für Büroräume eingesetzt werden, so dass der Begriff „Wohnraumbelüftungssystem“ keine Einschränkung auf den Einsatz im Wohnungsbau bedeuten soll.
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Um Wärmeverluste zu minimieren, ist bei dezentralen Wohnraumbelüftungssystemen in der Regel ein Wärmespeicher vorgesehen, der über einen reversierenden Betrieb des Lüftermittels im Entlüftungsbetrieb von warmer, nach außen geführter Innenluft aufgewärmt wird und dann bei umgekehrter Betriebsweise die einströmende, im Allgemeinen kühlere Außenluft vorwärmt. Damit werden bei bekannten Anlagen Wärmerückgewinnungsraten von >80% erzielt.
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Ein Problem bei dezentralen Wohnraumbelüftungsanlagen stellt der Schallschutz dar, insbesondere bei Einsatz der Anlagen in Schlaf- oder Ruheräumen.
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Zum einen soll die Wahrnehmbarkeit von Lüfter- und Strömungsgeräuschen bei Betrieb der Anlage vermieden oder wenigstens reduziert werden. Zum anderen soll auch das Durchtreten von Außengeräuschen - wie z.B. Straßenlärm bei diesbezüglich besonders exponierten Lagen - in die Innenräume reduziert werden.
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Da die Anlagen in einem zylinderförmigen oder rechteckigen Wanddurchbruch zu einer Außenwand hin eingebaut werden, der aufgrund der bestehenden Wandstärken einen nur sehr beschränkten axialen Bauraum bereitstellt, sind übliche, besonders wirksame schallschutztechnische Maßnahmen, die beispielsweise darin bestehen, den Luftstrom mehrfach umzulenken, so dass sich der Schall „totläuft“, kaum realisierbar; ferner führen diese Maßnahmen zu Strömungsverlusten, die ggf. durch höhere Lüfterdrehzahlen und damit größere Lärmemissionen wieder ausgeglichen werden müssen.
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Weiterhin werden sog. ALD- oder Außenluftdurchlasssysteme angeboten, bei denen der zwangsweise Luftaustausch über eine (beispielsweise in einem Badezimmer) angeordnete Lüftung erfolgt und in den einzelnen Wohnräume sog. Außenluftdurchlässe zum Luftausgleich vorgesehen sind, die dann über keinen „eigenen“ Lüfter und in der Regel auch keinen Wärmespeicher verfügen müssen.
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In der Regel verfügen die Außenluftdurchlässe jedoch über eine Winddrucksicherung, d.h. eine Klappe, die sich bei hohen Druckdifferenzen - in der Regel aufgrund anstehenden Winddrucks - automatisch ganz oder teilweise schließt. Im Bereich dieser Winddrucksicherungen ist der auch bei geöffneter Klappe durchströmbare Durchmesser des Wanddurchgangskanals in der Regel deutlich verengt.
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Neben dem Schallschutz besteht ein weiteres Problem bei dezentralen Wohnraumbelüftungsanlagen und Außenluftdurchlässen darin, dass diese evtl. auch Licht von außen in einen Raum durchlassen, selbst wenn die Innen- und/oder Außenblenden keinen direkten „Durchblick“ auf den Wanddurchlass ermöglichen. Dennoch kann unter ungünstigen Bedingungen (z.B. helles Tageslicht außen und stark abgedunkelter Raum innen) ein durchdringender Lichtschein als störend empfunden werden.
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Andere Schalldämmkonzepte für raumtechnische Lüftungsanlagen sind beispielsweise aus der
DE 20 2016 101 765 U1 oder der
EP 2 626 644 B1 bekannt. Bei diesen Anlagen wird eine Schallreduzierung u.a. durch vom Luftstrom umströmte Hinderniskörper oder über sich konisch verjüngende Elemente angestrebt.
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Die schon eingangs erwähnte
DE 10 2018 102 543 A1 beschreibt einen Schalldämmeinsatz, der insbesondere für die innenraumseitige Schallreduzierung bei einer in eine Wandöffnung einsetzbaren Wohnraumbelüftungsanlage mit wenigstens einem eine zentrale Motornabe aufweisenden Axiallüfter oder für einen Außenluftdurchlass mit Winddrucksicherung ausgebildet ist, wobei der Schalldämmeinsatz wenigstens an seinen mit dem Luftstrom in Kontakt stehenden Oberflächen im Wesentlichen aus einem akustisch absorbierenden Material gefertigt ist, und wobei der Schalldämmeinsatz ein ringförmiges Außenelement zum Einsetzen in einen Wanddurchgangskanal aufweist.
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Dieser bekannte Schalldämmeinsatz zeichnet sich dadurch aus, dass dieser in einem Bereich, der in der montierten Stellung bei einer dezentralen Wohnraumbelüftungsanlage an die Motornabe des wenigstens einen Axiallüfters der Wohnraumbelüftungsanlage bzw. an eine Winddrucksicherungsöffnung angrenzt, ein Innenelement aufweist, das mit dem Außenelement über wenigstens einen Steg verbunden sein kann, so dass sich zwischen Außen- und Innenelement ein ringspaltförmiger Durchlass für den Luftstrom ergibt, der durch den wenigstens einen Steg in Abschnitte getrennt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen bekannten Schalldämmeinsatz hinsichtlich seiner Schalldämmungs- und Lichtschutzeigenschaften auch für den Einsatz bei geringen Wanddurchlasslängen weiter zu verbessern, ohne dabei die aerodynamischen Eigenschaften für die Luftführung signifikant zu beeinträchtigen.
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Die Lösung der vorgenannten Aufgabe erfolgt mittels eines Schalldämmeinsatzes mit den Merkmalen des Anspruches 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung geht von einem Schalldämmeinsatz aus, der insbesondere für die innenraumseitige Schallreduzierung bei einer in eine Wandöffnung einsetzbaren Wohnraumbelüftungsanlage mit wenigstens einem eine zentrale Motornabe aufweisenden Axiallüfter (andere Lüfterformen wie z.B. Radiallüfter wären ebenfalls denkbar) oder für einen Außenluftdurchlass ohne Lüfter ausgebildet ist, oder auch für andere Schalldämpfungsanordnungen eingesetzt werden kann, wobei der Schalldämmeinsatz wenigstens an seinen mit dem Luftstrom in Kontakt stehenden Oberflächen im Wesentlichen aus einem akustisch absorbierenden Material gefertigt ist.
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Der Schalldämmeinsatz kann entweder ein ringförmiges Außenelement zum Einsetzen in einen Wanddurchgangskanal aufweisen oder der Schalldämmeinsatz kann auch kein derartiges Außenelement aufweisen.
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Der Schalldämmeinsatz weist in einem zentralen Bereich, der bei einer Wohnraumbelüftungsanlage in der montierten Stellung an die Motornabe des wenigstens einen Axiallüfters bei der Wohnraumbelüftungsanlage angrenzt, ein Innenelement auf, das über wenigstens einen Steg mit dem Außenelement - falls vorgesehen - verbunden ist; oder, falls kein Außenelement vorgesehen ist, ist das Innenelement mit Stegen verbunden, die die radial äußere Begrenzung des Schalldämmeinsatzes bilden.
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Ob mit oder ohne Außenelement ergibt sich durch den wenigstens einen Steg ein Durchlass für den Luftstrom in der Art eines Ringspalts, der durch den wenigstens einen Steg in Durchlass-Abschnitte getrennt ist.
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Der vorbeschriebene Schalldämmeinsatz weist also ein Innenelement und wenigstens einen Steg auf und entweder ein Außenelement oder kein Außenelement; in Letzterem Falle reichen die Stege dann radial bis nach außen; oder auch nur ein Außenelement und kein Innenelement.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich das Querschnittsprofil wenigstens einen Steges innerhalb des Schalldämmeinsatzes über dessen longitudinale Erstreckung hinweg verändert.
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Der daraus resultierende Querschnitt durch das Schalldämmelement ist daher - im Gegensatz zu bekannten Schalldämmelementen - in Longitudinalrichtung nicht mehr (translations-)invariant.
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Hierdurch kann dieser Durchlass-Abschnitt mehr oder minder „blickdicht“ gestaltet werden, oder zumindest ein durchscheinender Lichtanteil reduziert werden. Da derartige Maßnahmen auch den direkten Schalldurchgang auf der „Luftlinie“ abstellen und der Schall stattdessen auf absorbierende Flächen des Schalldämmelements gelenkt wird, wird durch diese Maßnahme gleichzeitig eine Verbesserung der Schalldämmungseigenschaften erreicht.
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Die durch den wenigstens einen Steg in dem Ringspalt gebildeten Durchlass-Abschnitte und auch der oder die Stege selbst sind also erfindungsgemäß nicht mehr gerade, sondern in einer geeigneten Weise schräg, gekrümmt oder gewunden.
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Dabei soll unter dem Begriff „Steg“ nicht nur eine schmale Verbindung zwischen Innen und Außen verstanden werden, sondern auch größere Abschnitte schallabsorbierenden Materials, die sich zwischen dem Innenelement und dem Außenelement oder der radialen Außenseite (falls kein Außenelement vorgesehen ist) erstrecken, sollen als „Steg“ im Sinne der vorliegenden Erfindung gelten. Wenn mehrere Stege vorhanden sind, müssen diese nicht notwendigerweise gleichartig ausgebildet sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bleibt die Querschnittsfläche der einzelnen Durchlass-Abschnitte innerhalb des Schalldämmeinsatzes über dessen longitudinale Erstreckung hinweg im Wesentlichen jeweils konstant. Dadurch tritt für die Strömung keine Querschnittsverengung, sondern lediglich eine gewisse Umlenkung auf, so dass die strömungstechnischen Eigenschaften nicht signifikant beeinträchtigt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform verändert sich das Querschnittsprofil des wenigstens einen Steges innerhalb des Schalldämmeinsatzes über dessen longitudinale Erstreckung hinweg derart, dass der Schalldämmeinsatz wenigstens in longitudinaler Blickrichtung nicht „durchblickbar“ ist. Dies soll zumindest für die herstellerseitig vorgegebene Länge des Schalldämmeinsatzes gelten. Falls der Schalldämmeinsatz aufgrund geringerer vorgegebener Durchlasslänge bauseitig gekürzt werden muss, kann die vorbezeichnete „Blickdichtigkeit“ teilweise nicht mehr gewährleistet sein. In diesem Falle sind dann Licht- und Schalldurchlässigkeit aber immer noch gegenüber dem Stand der Technik verbessert.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der wenigstens eine Steg, - vorzugsweise alle vorgesehenen Stege - jeweils eine helixartige Struktur auf, die von dem Innenelement - sofern vorhanden - als Nabe ausgeht. Je nachdem, ob ein Außenelement in dem Schalldämmelement vorgesehen ist oder nicht, sind diese helixartigen Stege mit dem Außenelement verbunden oder bilden den radial äußeren Abschluss des Schalldämmelements, das dann beispielsweise in ein Gehäuserohr der Wohnraumbelüftungseinheit oder des Außenluftdurchlasses eingeschoben werden kann, wobei ohne Außenelement die Stege dann vorzugsweise direkt innenseitig an das Gehäuserohr anstoßen. Falls kein Innenelement vorhanden ist, belassen diese helixartigen Stege in dieser Ausführungsform vorzugsweise einen zentralen Bereich als Freiraum.
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Durch diese helixartige Struktur, die zu einer Gestalt ähnlich einer archimedischen Schraube (selbstverständlich aber nicht rotierend) führt, kann ein besonders vorteilhafter Kompromiss zwischen Schall- und Lichtdämmungseigenschaften einerseits und strömungsdynamischen Eigenschaften andererseits erreicht werden.
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Denn eine derartige helixartige Struktur erlaubt Durchlasskanäle mit Querschnittsflächen, die zu den Querschnittflächen der bekannten translationsinvarianten Schalldämmeinsätze vergleichbar groß sind. Somit wird dem Luftstrom durch die Änderung der Querschnittsform lediglich eine rotatorische bzw. Drallkomponente aufgeprägt.
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Diese Drallkomponente kann strömungstechnisch sogar besonders vorteilhaft sein, wenn der Verlauf und/oder die Orientierung der helixartigen Struktur aerodynamisch auf eine durch einen Axiallüfter bewirkte rotatorische Komponente der Luftströmung abgestimmt sind. Übliche Axiallüfter erzeugen durch ihre Drehrichtung eine gewisse Drallkomponente, insbesondere bei der in Förderrichtung abströmenden Luft. Somit wird man die Helixrichtung der Stege in dieser zweckmäßigen Ausführungsform sinnvollerweise so wählen, dass diese die Rotationsrichtung eines Axiallüfters aufnimmt, wenn der Axiallüfter Luft in Richtung des Schalldämmeinsatzes transportiert. Damit wird dann sogar gegenüber einer longitudinal invarianten Ausbildung des Schalldämmelements eine strömungstechnische Verbesserung erreicht, weil die durch den Lüfter erzeugte Rotationskomponente durch die „Schaufelwirkung“ der Stege wenigstens teilweise in eine Strömung in Förderrichtung umgesetzt werden kann.
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Wenn der Axiallüfter dagegen in der anderen Richtung arbeitet - was bei dezentralen Wohnraumbelüftungsanlagen zur Regeneration des Wärmespeichers in der Regel periodisch der Fall ist -, befindet sich das Schalldämmelement in der Anströmrichtung und bewirkt hier ebenfalls eine für den Lüfter strömungstechnisch vorteilhafte Drallkomponente in der anströmenden Luft.
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Bevorzugt verändert sich der Helixwinkel jedes in etwa gleichen Winkelabständen angeordneten Steges über die Länge des Schalldämmeinsatzes jeweils um einen Winkel, der in einem Bereich von 75% bis 200% des gemäß 360 ° / Anzahl der Stege berechneten Winkels liegt.
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Bei nur einem einzigen vorgesehenen Steg ändert sich der Helixwinkel also bevorzugt im Bereich von 75% bis 200% von 360°, bei zwei Stegen um 75% bis 200% von 180°, etc. Besonders bevorzugt ist ein Bereich zwischen 95% und 125%.
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Bei 100% würde man (zumindest genau in longitudinaler Richtung) eine knappe blickdichte Überdeckung der helixartigen Stege erreichen. Oberhalb von 100% erzielt man eine gewisse Überlappung der Stege in Blickrichtung; unterhalb von 100% verbleiben gewisse Lücken. Bei der Wahl der optimalen „Über- bzw. Unterdeckung“ kann zusätzlich eine Rolle spielen, dass man bei einem kürzbaren Schalldämmeinsatz eine größere Überdeckung als „Reserve“ für den Fall des Kürzens bereitstellen möchte.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind drei bis fünf, vorzugsweise fünf, helixartige Stege vorgesehen. Bei fünf helixartigen Stegen mit gerade blickdichter Verwindung erzielt man einen guten Kompromiss zwischen Aerodynamik und Schalldämpfung.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Schalldämmeinsatz als integrales Teil aus einem Schaumstoffmaterial hergestellt, insbesondere als Stanzteil aus einer Schicht oder aus mehreren Schichten aus einem akustisch absorbierenden Hart- oder Weichschaumaterial, insbesondere einem Melaminharzschaumstoff, beispielsweise aus einem Melaminharzschaumstoff mit der Markenbezeichnung Basotect G („Basotect“ ist eine eingetragene Marke der BASF SE, Ludwigshafen).
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Der Schalldämmeinsatz kann aber auch ganz oder teilweise aus anderen Materialien, beispielsweise aus einem kompaktierten Textilmaterial als Recyclingprodukt, hergestellt werden.
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Ggf. kann der Schalldämmeinsatz auch aus mehreren Schichten von Schalldämmelementen zusammengesetzt werden, die axial hintereinander angeordnet werden. Diese können beispielsweise miteinander verklebt sein oder durch ein Stecksystem miteinander verbunden werden. Durch winkelversetztes Übereinanderlegen derartiger einzelner Elemente kann aus identisch produzierten Einzelelementen z.B. eine helixartige Gesamtstruktur zusammengesetzt werden.
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Auch ist es denkbar, einen erfindungsgemäßen Schalldämmeinsatz mit einem bekannten, longitudinal translatorisch im Wesentlichen invarianten Schalldämmeinsatz zu kombinieren, falls genügend Einbaulänge zur Verfügung steht, bzw. zur Anpassung an eine längere Einbausituation.
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Das Innenelement kann bevorzugt zylinderförmig ausgebildet und in seinem Durchmesser in etwa an den Durchmesser der Motornabe des wenigstens einen Axiallüfters angepasst sein und/oder im Wesentlichen zentriert innerhalb des Wanddurchgangkanals angeordnet sein.
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In einer Ausgestaltung können die Innenoberflächen des Außenelements und/oder die Oberflächen des Innenelements und/oder die Oberflächen der Stege wenigstens teilweise eine oberflächenvergrößernde Textur aufweisen, wie in der
DE 10 2018 102 543 A1 näher beschrieben.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Schalldämmeinsätze sind die Stege und damit die korrespondierenden Durchlass-Abschnitte insofern symmetrisch, als diese jeweils invariant gegenüber einer kombinierten Rotations-/Translationsbewegung ausgebildet sind. Eine derartige Geometrie erleichtert die Herstellung des Schalldämmeinsatzes nach dem weiter unten beschriebenen Stanzverfahren.
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Die Stege und damit die korrespondierenden Durchlass-Abschnitte können aber z.B. auch unsymmetrisch, d.h. insbesondere nicht invariant gegenüber einer kombinierten Rotations-/Translationsbewegung, ausgebildet sein, wobei z.B. unterschiedliche Lochgeometrien in einem Schalldämmelement kombiniert werden können.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß eine dezentrale Wohnraumbelüftungsanlage oder ein Außenluftdurchlass vorgeschlagen, die oder der einen vorbeschriebenen Schalldämmeinsatz aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Form der Durchlasskanäle lässt sich in einem integralen Schaummaterial (zumindest sofern ein Außenelement vorgesehen ist) nicht ohne weiteres mittels eines herkömmlichen Werkzeugs herstellen.
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Vor diesem Hintergrund wird erfindungsgemäß (vgl. Anspruch 14) ein Stanzwerkzeug, insbesondere ein Stanzwerkzeug zur Herstellung der Durchlass-Abschnitte in einem Schalldämmeinsatz für eine Wohnraumbelüftungsanlage oder für einen Außenluftdurchlass aus einem Hart- oder Weichschaumaterial - wie vorstehend beschrieben - vorgeschlagen, wobei das Stanzwerkzeug entsprechend der vorgegebenen Form der Durchlass-Abschnitte geformte Klingen aufweist, die zu einer kombinierten translatorischen und rotatorischen Bewegung durch das Hart- oder Weichschaumaterial hindurch ausgebildet sind.
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Um saubere Schnittkanten zu erhalten, kann weiterhin eine Vibrationskomponente bei der Bewegung in das Werkstück hinein zweckmäßig oder erforderlich sein. Bevorzugt wird der Schalldämmeinsatz somit in einer kombinierten Stanz-Rotations-Vibrations-Technik hergestellt.
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Ein Verfahren zur Herstellung von Durchlass-Abschnitten in einem Schalldämmeinsatz für eine Wohnraumbelüftungsanlage oder für einen Außenluftdurchlass aus einem Hart- oder Weichschaumaterial wie vorstehend beschrieben (vgl. Anspruch 15) beinhaltet ein kombiniertes translatorisches und rotatorisches Bewegen eines mit geeigneten Klingen ausgebildeten Stanzwerkzeuges durch ein Hart- oder Weichschaumaterial, optional mit Aufbringung einer zusätzlichen Vibrationskomponente (z.B. mittels eines eine Unwucht aufweisenden Vibrationsmotors).
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Weiterhin kann es für eine bessere Verarbeitung des Schaummaterials mit der genannten Technik zweckmäßig sein, das Material im Zuge der Verarbeitung zu befeuchten.
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Die im Werkstück verbleibenden Stege können unterschiedlich dick sein. Dies bedeutet, dass die Löcher im Werkstück z.B. auch unsymmetrisch angeordnet sein oder unterschiedliche Lochgeometrien in einem Schalldämmelement kombiniert werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalldämmeinsatzes in einer Schnittdarstellung (mit kleinen Abweichungen) der Ansicht gemäß 2;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schalldämmeinsatzes mit Außenelement und mit drei helixartig geformten Stegen;
- 3a-c verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes mit Außenelement und einem einzigen helixartig geformten Steg;
- 4a-c verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes ohne Außenelement und einem helixartig geformten Steg;
- 5a-d verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes ohne Außenelement und einem schlitzartig geformten, schraubenlinienförmig verlaufenden Durchlass-Abschnitt;
- 6a-c verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes mit Außenelement und einem schlitzartig geformten, ungekrümmt und schräg verlaufenden Durchlass-Abschnitt;
- 7a-c verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes mit Außenelement und einem im Querschnitt kreissegmentförmig geformten, schraubenlinienförmig verlaufenden Durchlass-Abschnitt;
- 8a-c verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes mit fünf schräg im Schalldämmeinsatz verlaufenden „geraden“ zylinderförmigen Kanälen;
- 9a-c verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes ähnlich den 8a-c, bei denen die Kanäle jedoch eine Verwindung aufweisen;
- 10a-c verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes ähnlich den 1 und 2, jedoch mit fünf Stegen; und
- 11 und 12 perspektivische Ansichten von Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Schalldämmeinsätzen ohne innere Nabenelemente.
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Eine insgesamt mit 10 bezeichnete erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalldämmeinsatzes gemäß den 1 und 2 stellt einen länglichen zylinderförmigen Schaumstoffkörper aus einem Melaminharzschaumstoff mit einer typischen axialen Länge von ca. 8 cm dar, der als Stanzteil die in 1a dargestellte Kontur mit glatten Ober- und Unterseiten aufweist. Die jeweils tatsächlich benötigte Länge kann ggf. durch Absägen angepasst werden.
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Der Schalldämmeinsatz 10 ist an die Aufnahme in einen nicht dargestellten Wanddurchgangskanal einer dezentralen Wohnraumbelüftungsanlage angepasst, wobei der Wanddurchgangskanal im Beispiel zylindrisch ist, weshalb der Schalldämmeinsatz im Beispiel ebenfalls eine runde Außenkontur aufweist. Der Schalldämmeinsatz wird bevorzugt benachbart zu einem Axiallüfter der Wohnraumbelüftungsanlage in den Wanddurchgangskanal eingeschoben und dient dazu, Strömungs- und Lüftermotorgeräusche sowie Lärm von außen zu dämpfen und den Lichtdurchlass zu verringern. Der Schalldämmeinsatz 10 kann hierzu auch nachträglich montiert werden.
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Alternativ kann der Schalldämmeinsatz auch in Verbindung mit anderen Lüftern, z.B. in Verbindung mit einem Radiallüfter, oder generell für andere Schalldämmaufgaben oder zur Erhöhung der Blickdichtigkeit eingesetzt werden, z.B. für die Schalldämmung bei Lüftungsöffnungen von zentralen Belüftungsanlagen, an Maschinen, Fahrzeugen, Schaltschränken, Rechnereinheiten (Servern) etc.
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Alternativ kann der Schalldämmeinsatz 10 auch wie vorstehend beschrieben bei einem Außenluftdurchlasssystem zur Elimination oder Reduzierung der Direktschallübertragung eingesetzt werden.
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Der Schalldämmeinsatz 10 gemäß den 1 und 2 besteht aus einem Außenelement 12 und einem konzentrisch angeordneten Innenelement 14, wobei beide Elemente zusammenhängend aus derselben schallabsorbierenden Platte ausgestanzt wurden; selbstverständlich wäre auch eine Ausbildung aus unterschiedlichen Materialien und separaten Elementen möglich.
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Das Innenelement 14 ist so dimensioniert, dass es bei einer dezentralen Wohnraumbelüftungsanlage auf eine (nicht dargestellte) Motornabe eines in der Nähe liegenden Axiallüfters abgestimmt ist. Hierdurch befindet sich das Innenelement 14 bei Betrieb des Axiallüfters tendenziell in einer strömungsmäßigen Totzone, so dass die Strömungseigenschaften (Druckverlust etc.) durch das zusätzliche Innenelement 14 kaum beeinflusst werden, die akustische Dämpfung jedoch aufgrund der direkten Abschirmung der Motorgeräusche und der zusätzlich bereitgestellten dämpfenden Oberfläche verbessert wird.
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Bei einem Außenluftdurchlasssystem (ALD-System) deckt das Innenelement 14 bevorzugt in etwa die verbleibende Durchlassöffnung durch die Winddrucksicherung ab, so dass die Direktschallausbreitung eliminiert bzw. reduziert wird.
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Das Innenelement 14 ist mit dem Außenelement 12 im Beispiel gemäß den 1 und 2 mittels drei Stegen 16a-c speichenartig verbunden, die eine nicht rechtwinklige und leicht geschwungene Form aufweisen. Durch diese Stege16a-c wird der von der geförderten Luft zu durchströmende Innenraum in drei Teilräume separiert, die mit 18a-c bezeichnet sind.
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Erfindungsgemäß weisen die Stege 16a-c eine helixartig verwundene Form mit einer Winkelerstreckung über die Länge des Schalldämmeinsatzes 10 von ca. 120° (360° / 3), so dass der Schalldämmeinsatz zumindest direkt von vorne gesehen blickdicht wird (in der schrägen Ansicht von 2 ist allerdings wie ersichtlich keine vollständige Lichtundurchlässigkeit gegeben).
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Alternativ kann eine Blickdichtigkeit durch die Anordnung mehrerer Schalldämmelemente hintereinander erzielt werden.
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Die Richtung der Helix wird bevorzugt so gewählt, dass diese die durch den Axialventilator eingebrachte rotatorische Komponente der Luftsäule aufnimmt. Durch die helixartige Struktur, die in diesem Falle auf die geförderte Luft des Lüfters mit ihrer rotatorischen Komponente wie Förderschaufeln wirkt, wird diese rotatorische Komponente anteilig in eine produktive Förderbewegung umgesetzt.
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Entlang des Außenumfangs des Außenelements 12 können noch ein oder mehrere Kabeldurchlässe 20 vorgesehen sein (nur in 1 dargestellt).
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Neben der helixartigen Struktur sind je nach strömungstechnischen Vorgaben und abhängig vom Herstellungsaufwand auch vielfältige andere Steg- und Durchlasskonfigurationen mit oder ohne Außenelement möglich, von denen in den nachfolgenden Zeichnungen einige Möglichkeiten (jeweils mit einer Schnittdarstellung) beispielhaft dargestellt sind.
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Bei der Ausführungsform gemäß den 3a bis c - gleichwirkende Elemente sind ansonsten mit gleichen Bezugszeichen versehen - ist nur ein helixförmiger Steg 16a vorgesehen, der sich zur Erzielung der Blickdichte um etwa 360° windet.
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Die Ausführungsform gemäß den 4a-d entspricht in etwa der in den 3a-c dargestellten Ausführungsform mit einem einzigen helixartig verlaufenden Steg16a, aber ohne Außenelement 12.
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Die 5a-d zeigen eine Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes 10 ohne Außenelement und mit einem einzigen schlitzartig geformten, schraubenlinienförmig verlaufenden Durchlass 18a.
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Die 6a-c zeigen eine Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes 10 mit Außenelement 12 und einem schlitzartig geformten, ungekrümmt und schräg verlaufenden Durchlass-Abschnitt 18a.
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Die 7a-c zeigen schließlich verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Schalldämmeinsatzes 10 mit Außenelement 12 und einem im Querschnitt kreissegmentförmig geformten, schraubenlinienförmig verlaufenden Durchlass-Abschnitt 18a.
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In den 8a-c, 9a-c und 10a-c sind weitere Varianten eines erfindungsgemäßen Schalldämmelements mit Innenelement dargestellt, jeweils in Draufsicht, in perspektivischer Ansicht und in einer Schnittdarstellung.
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Bei der Variante gemäß den 8a-c und 9a-c sind die im Beispiel jeweils fünf Durchlässe rund bzw. zylindrisch ausgebildet, wobei bei dem Beispiel gemäß den 8a-c die Kanäle gerade ausgebildet sind und in einem Winkel von ca. 60° schräg verlaufen, wohingegen bei der Variante gemäß den 9a-c die ebenfalls runden Kanäle eine Verwindung entlang der axialen Erstreckung des Schalldämmelements aufweisen. Die Variante gemäß den 8a-c ist dabei herstellungstechnisch einfacher.
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Die Variante gemäß den 10a-c entspricht in etwa der anhand der 1 und 2 diskutierten Variante, jedoch mit fünf Stegen. Es hat sich herausgestellt, dass diese Variante strömungstechnisch aufgrund der geringeren Radialkomponenten der Strömung günstiger ist als die Variante gemäß 1 und 2. Gegenüber einem vergleichbaren Schalldämmelement mit translationsinvarianten („geraden“) Stegen hat die Variante gemäß den 10a-c praktisch keine aerodynamischen Verluste bei günstigeren Schall- und Blickdichtigkeitseigenschaften.
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Die 11 und 12 zeigen Varianten eines sternförmigen - genauer eines eine „verdrehte“ Sternstruktur aufweisenden - Schalldämmelements jeweils ohne Innennabe. Hier bleibt im Zentrum ein gewisser Bereich frei. Für Aufgaben, bei denen sich in diesem zentralen Bereich eine Lüfternabe (z.B. eines Axiallüfters) od. dgl. befindet, kann diese Ausführungsform vorteilhaft sein, da die Lüfternabe in dem Zentralbereich die Blickdichtigkeit und den Schallschutz bereits gewährleistet und durch den freien Mittenbereich der Durchgangsflächenanteil und damit die Aerodynamik zusätzlich verbessert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018102543 A1 [0002, 0012, 0043]
- DE 202016101765 U1 [0011]
- EP 2626644 B1 [0011]
