DE1273778B

DE1273778B - Schallschluckplatte

Info

Publication number: DE1273778B
Application number: DEO7348A
Authority: DE
Inventors: Frank O Brisley; Ulysses T Gambill
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1959-04-24
Filing date: 1960-04-12
Publication date: 1968-07-25
Also published as: US2984312A; GB944434A; DK102049C; GB944433A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

E04b

Deutsche Kl.: 37 a -1/86

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 73 778.9-25 (O 7348)

12. April 1960

25. Juli 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schallschluckplatte, bestehend aus einer Grundschicht aus Mineralfasermaterial lockerer Struktur, einer festen, dünnen, gelochten Abdeckschicht und einer mit Ausprägungen versehenen schalldurchlässigen Zwischenschicht aus Mineralfasermaterial festerer Struktur.

Im allgemeinen werden solche Platten erst an Ort und Stelle, d. h. am Ort ihrer Verwendung, zusammengesetzt, da sich bisher immer Schwierigkeiten bei der Bindung der einzelnen Schichten aneinander ohne Beeinträchtigung der schallschluckenden Eigenschaften ergeben haben.

Die Abdeckschicht ist bei bekannten Platten meist gelocht, um auf alle Fälle zu verhindern, daß Schallwellen einfach reflektiert werden, und um sicherzustellen, daß ein erheblicher Teil der Schallwellen durch diese Löcher hindurch bis in den eigentlichen schallschluckenden Hauptkörper eindringt.

Die Zwischenschicht ist bei solchen Schallschluckplatten gewöhnlich mit Ausprägungen versehen, die ao zwar die Schalldurchlässigkeit der Zwischenschicht selbst nicht beeinträchtigen, jedoch eine verstärkende bzw. federnde Lagerung für die ziemlich dünne und ziemlich starre Abdeckschicht bilden. Früher beschränkte man sich darauf, die Zwischenschicht nur eine einzige Funktion übernehmen zu lassen, nämlich die des Rieselschutzes, wodurch ein Durchfallen lokkeren Materials vom Hauptkörper durch die Löcher der Abdeckschicht verhindert werden sollte. Auf die dem Raum abgewandte Lochseite der Abdeckschicht wurde ein dünner leichter Filz geklebt, durch den der Schallschluckgrad etwas beeinträchtigt wurde. Diese Funktion des Filzes übernimmt bei moderneren Konstruktionen die Zwischenschicht mit.

Bei einer bekannten Konstruktion der eingangs genannten Art mit einer Grundschicht aus Mineralfasern besteht die Abdeckschicht aus Metall. Hierbei war es nicht vorgesehen, die drei Schichten durch Kleben od. dgl. zu vereinigen.

Es wurden auch schon Polster aus schallschluckender Mineralwolle in Metallschalen eingesetzt. Diese Schalen wurden fest montiert und waren mit Löchern versehen, so daß die Schallwellen eintreten und das abgeschirmte schallschluckende Faserpolster erreichen können.

Solche Metallschalen und zusätzliche Aufhängevorrichtungen sind Zusatzelemente, die die Gesamtkosten erheblich steigern. Sie sind auch deswegen nachteilig, weil sie verbeult und für immer außer Form gebracht werden können.

Erfindungsgemäß soll nun die Zwischenschicht bei Schallschluckplatten der eingangs genannten Art so Schallschluckplatte

Anmelder:

Owens-Corning Fiberglas Corporation,

Toledo, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,

4690 Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Frank O. Brisley,

Ulysses T. Gambill, Newark, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 24. April 1959 (808 647)

ausgebildet werden, daß ohne Beeinträchtigung der akustischen Wirkung eine sichere Verklebung der drei Schichten zu einer Platte ermöglicht wird.

Erreicht wird dies bei einer Schallschluckplatte, bestehend aus einer Grundschicht aus Mineralfasermaterial lockerer Struktur, einer festen, dünnen, gelochten Abdeckschicht und einer mit Ausprägungen versehenen schalldurchlässigen Zwischenschicht aus Mineralfasermaterial festerer Struktur dadurch, daß die drei Schichten miteinander verklebt und die an der Grundschicht und der Abdeckschicht anliegenden Flächenteile der Zwischenschicht verdichtet sind.

Mit besonderem Vorteil wird die Abdeckschicht aus einem kunststoffgebundenen Glasfasergewebe hergestellt.

Die erfindungsgemäße Platte weist nicht nur außerordentlich gute schallschluckende und wärmeisolierende Eigenschaften auf, sondern auch eine stabile, elastisch getragene Oberfläche, welche Stöße und Schläge ohne Bruchgefahr aufzunehmen und aufzufangen in der Lage ist. Eine besondere Schutzschicht od. dgl. kann wegfallen, selbst dort, wo die Anforderungen an solche Platten sehr hoch sind, wie bei Schiffen der Kriegs- und Handelsmarine.

Die erfindungsgemäße Platte läßt sich darüber hinaus leicht ohne Verlust ihrer Eigenschaften waschen,

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sofern die Abdeckschicht entsprechende Eigenschaf- Außerdem verstärkt das Kunstharz den Glasgrundten hat, und wiederholt streichen. körper. Ein solches Glastuch ist weitestgehend un-

Die erfindungsgemäße Platte, die vorzugsweise aus brennbar, da die inerten Glasfasern annähernd 80% Glasfasern hergestellt wird, wird bei entsprechender des Materials ausmachen und der geringe Anteil an Werkstoffwahl durch Feuer, Feuchtigkeit und Wärme 5 Vinyhnelamin-Imprägniermittel außerordentlich gute nicht nachteilig beeinflußt und weist ein geringes Ge- Flammwidrigkeit besitzt. Obwohl die Deckschicht fest wicht auf. und kräftig ist, ist sie etwas biegsam und gibt unter

Wesentlicher Vorteil der Platte sind ihre ver- Druck nach, wodurch die Bruchgefahr bei Schlägen gleichsweise geringen Herstellungs- und Einbau- weitestgehend herabgesetzt wird. Durch die Elastikosten, ίο zität der darunterliegenden Zwischenschicht und der Die Zwischenschicht übernimmt bei dieser Platte rückwärtigen Grundschicht wird die Deckschicht nach eine Verstärkung. Auf Grund der Verdichtung der Aufhebung des Druckes wieder in die richtige Lage mit Abdeck- und Grundschicht zur Verklebung korn- gebracht.

menden Flächenteile, beispielsweise durch kegel- Nach dem Versiegeln durch das Imprägniermittel,

stumpfförmige Eindruckungen von beiden Seiten,her,_i5_wodurch—die_Abdeckschicht im- allgemeinen fürsind als zuverlässige Verklebungspartner Oberflächen Schallwellen undurchlässig wird, wird sie für den mit einer Haftung gebildet, die offensichtlich wesent- Durchtritt von Schallschwingungen zu dem absorbielich größer als die einer losen Schicht ist. Ist die Ab- renden Material im Hauptteil der Platte gelocht. Die deckschicht ein kunststoffgebundenes Glasfaser- Abdeckschicht 11 weist Reihen von kreisförmigen gewebe, so bildet die Zwischenschicht selbst den sta- so Löchern 12 auf, beispielsweise mit einem Durchmesbilen Träger. ser von etwa 5 mm, wobei die Mitte der einzelnen

Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Löcher etwa 12 mm Abstand voneinander aufweisen. Zeichnung näher erläutert werden. Diese zeigt in Bei diesen Abmessungen nehmen die Löcher 12 etwa

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils 15% der Fläche der Schicht 11 ein. Der Lochanteil einer Schallschluckplatte gemäß einer bevorzugten 25 kann zwischen 6 und 20 % der Fläche betragen. Ausführungsform der Erfindung, Obwohl ihre Widerstandsfähigkeit, ihre Einbeul-

Fig. 2 einen senkrechten Teilschnitt durch die festigkeit, ihre Flammwidrigkeit, die geringen Kosten Platte nach Fig. 1 längs der Linie 2-2, oder ihr leichtes Gewicht nicht so hervorragend sind,

Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt längs der Linie 3-3 kann man bei der Herstellung der Schallschluckplatte der F i g. 1, 30 gemäß der Erfindung auch andere Abdeckmaterialien

F i g. 4 eine perspektivische Teilansicht einer Schall- verwenden. Ein praktisches Beispiel dafür ist eine unschluckplatte mit anderer Zwischenschicht, verwebte Matte aus Glasfasern. Die Verwendung

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Heiß- einer solchen Matte bringt jedoch eine Verminderung presse zur Formung einer Zwischenschicht für die der Zugfestigkeit mit sich, die unter Umständen nicht Platte nach den Fig. 1 bis 3, 35 erwünscht ist. Da außerdem mehr organisches Binde-

F i g. 6 einen vergrößerten Schnitt durch den Form- mittel in der Matte erforderlich ist, nimmt die Flammteil der Presse nach"F i g. 5 mit einem eingesetzten Widrigkeit ab. Andere mögliche Ersatzstoffe sind Me-Glasfaserrohling und tall- oder Kunststoff gitter oder -netze, Gewebe aus

F i g. 7 einen entsprechenden Schnitt nach der For- organischen Fasern oder andere Faserstoffe, wie mung des Rohlings. 40 Asbest, Papier und Pappe. Die Nachteile oder Schwä-

Die erfindungsgemäße Platte 10 in Fig. 1 hat bei- chen solcher Austauschmaterialien ergeben sich von spielsweise die übliche Größe 60 X 90 cm und besitzt selbst, wenn man ihre bekannten Eigenschaften beeine Abdeckschicht 11 aus verwebten, mit Kunstharz trachtet.

imprägnierten Glasfasergarnen, vorzugsweise mit Der Klebstoff 13 ist flammwidrig und wurde auf

einem Gewicht zwischen 575 und 685 g/m² und 45 die Schicht 11 in Mengen von 102 bis 138 g/m² aufeiner Dicke von annähernd 0,4 bis 0,5 mm. gebracht. Er dient als Verfestigungsmittel zur Verbin-

Dieses Glasgewebe ist ein übliches Produkt. Bei dung der Abdeckschicht mit der Zwischenschicht 14. den verwendeten Glasfasern handelt es sich um kon- Diese hat eine Gesamtdicke von annähernd 6 mm. tinuierliche Fäden mit einem üblichen Durchmesser Sie hat eine waffelartige Gestalt mit in regelmäßigen von 0,009 mm. Ein- bis zweihundert solcher Fäden 50 Abständen gegeneinander versetzt angeordneten werden zu Strängen gesammelt, welche auf unterhalb kegelstumpfförmigen Ausprägungen 16 und 18 auf des Ausziehofens befindliche Dorne aufgewickelt wer- beiden Seiten. Die" Ausprägungen 16 liegen genau den. Diese Stränge werden anschließend gefacht und unter den Löchern 12 in der Abdeckschicht 11 und zu einem Garn des gewünschten Gewichtes und der laufen von einem Außendurchmesser von 9,5 mm bis erstrebten Zugfestigkeit verzwirnt. Das Garn wird 55 zu einem Basisdurchmesser von 6,1 mm konisch zu. dann in die für die gewünschten Zwecke geeignete Die Zwischenschicht 14 besteht vorzugsweise aus

Tuchart verwebt. Für eine Schallschluckplatte emp- einem zusammengepreßten, gebundenen Polster aus fiehlt sich ein Satingewebe, da es nach allen Rieh- Glasfasern. Hinsichtlich des geringen Gewichtes, der tungen die erforderliche Zugfestigkeit besitzt und eine Schallschluckwirkung und der Wärmedämmung eiggleichmäßige und schöne Oberfläche liefert. 60 nen sich besonders Glasfasern mit einem Durchmes-

Zur Herstellung der Abdeckschicht einer Schall- ser im Bereich von 0,003 bis 0,006 mm. Fasern mit schluckplatte nach der Erfindung wird beispielsweise noch geringerem Durchmesser verbessern gewisse dieses Grundtuch mit einem flammwidrigenrin der Eigenschaften des Produkts, während Fasern mit grö-Wärme aushärtenden Vinyhnelaminharz In Mengen ßerem Durchmesser bis zu 0,-18 mm zu ähnlichen Ervon 34 bis 54 g/m² imprägniert-Dieses Kunstharz 65 gebnissen führen und aus wirtschaftlichen Gründen füllt die Zwischenräume des Tuches aus, wodurch die zweckmäßiger sind.

Oberfläche verschlossen und geglättet ist und das Ge- Die Größe der Fasern wird durch Art und Steue-

webe schmutzabweisend und leichter waschbar wird. rung der Fasernausziehvorrichtung bestimmt. Ohne

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Rücksicht auf das besondere Faserherstellungsverfah- mh°C. Wenn eine noch stärkere Wärmedämmung

ren werden beispielsweise die Fasern für die Herstel- erwünscht ist, dann kann die Grundschicht 28 auch

lung der Zwischenschicht gemäß der Erfindung zu eine Dicke von 10 bis 15 cm aufweisen,

einem Rohling gesammelt, in dem eine unausgehär- Obwohl das in der Zeichnung wiedergegebene tete Bindemittelkomponente dispergiert ist. Das 5 Waffelmuster der Zwischenschicht sich besonders für

Bindemittel muß eine dauernde feste Bindung zwi- Platten gemäß der Erfindung eignet, können selbst-

schen den Fasern an den Berührungs- und Uberkreu- verständlich auch andere Formen zur Anwendung

zungspunkten herstellen und darf einen Brand nicht kommen, ohne daß das Endprodukt darunter wesent-

unterhalten. Diese Forderungen werden am besten lieh leidet.

durch eine Komponente aus Melaminphenolform- io Die in Fig. 4 wiedergegebene Platte besitzt eine aldehyd in Anteilen von etwa 1:2 erfüllt. Die Menge Zwischenschicht 38, bei der aus einem ebenen Mitteides Bindemittels kann zwischen 9 und 26 Gewichts- teil 43 nach beiden Seiten runde warzenartige Ausprozent der fertigen Zwischenlage betragen, abhängig prägungen 40 und 41 herausgepreßt sind. Dadurch von dem gewünschten Verhältnis zwischen Festigkeit sind kugelförmige Hohlräume 44 gebildet. Die Seiten- und Flammwidrigkeit im Endprodukt. 20% verwen- 15 wandungen der Ausprägungen 40 und 41 und die Bedet man dann, wenn die Feuergefahr groß ist. reiche des Mittelteiles 43 dazwischen bilden die Wege

Die Zwischenschicht 14 ist so geformt, daß die für die Schallwellen. Der Oberteil der Ausprägungen

beiden Seiten 20 und 22 kreisförmige Flächenteile 23 wirkt als Berührungs- und Befestigungspunkt zur Ver-

und 24 diametral zwischen den Ausprägungen 16 klebung der Zwischenschicht mit der Abdeckschicht

bzw. 18 aufweisen. Diese Flächenteile sind beispiels- ao 11 bzw. mit der Grundschicht 28.

weise auf eine Dicke von 1,2 mm und auf eine Dichte Die in den F i g. 5, 6 und 7 dargestellte Presse dient

zwischen 0,25 und 0,52 g/cm³ zusammengepreßt. Die zur Herstellung der bevorzugten Ausführungsform der

Teile 25 der Zwischenschicht, die Trennwandungen Zwischenschicht 14. Nach F i g. 5 weist die Presse

zwischen den Ausprägungen 16 und 18 bilden, haben ein Fundament 56 auf, auf dem die untere Form 58

eine wesentlich geringere Dichte, vorzugsweise von 25 montiert ist. Über die Hauptfläche der unteren Form

der Hälfte derjenigen der zusammengedrückten Flä- 58 ragen die Enden von Stiften 59 hinaus, die die

chenteile 23, 24, also beispielsweise zwischen 0,12 Ausprägungen 18 in der einen Seite der Zwischen-

und 0,26 g/cm³. schicht 14 herstellen.

Die Flächenteile 23 bilden eine feste Basis für die Auf dem oberen Ständer 61 der Presse ist die obere

klebende Verbindung der Zwischenschicht 14 mit der 30 Form 62 montiert. Den Stiften 59 gleiche, jedoch

Abdeckschicht 11, während die porösen Trennwan- dazu versetzte Stifte 64 ragen von der oberen Fläche

düngen 25 für die Schallwellen, die durch die Löcher der Form 62 nach unten. Der Preßkolben 66 wird

12 eindringen, leicht zu durchdringen sind und Bah- durch einen Zylinder 68 geführt und bewegt den

nen zur Grundschicht 28 der Schallschluckplatte oberen Rahmenständer 61 und die obere Form 62

bilden. 35 auf Führungsstangen 69 nach unten.

Die Flächenteile 24 auf der anderen Seite der Zwi- Die oberen und unteren Formteile werden auf eine selenschicht bilden feste Oberflächen zur Verklebung Temperatur von annähernd 200° C erhitzt, um das von Zwischenschicht 14 und Grundschicht 28, wäh- Bindemittel in der Glasfasermasse zu aktivieren. Zu rend die Ausprägungen 18 einen freien Durchgangs- diesem Zweck kann man Dampf verwenden, jedoch raum für die durch die Wandungen 25 eindringenden 40 sind elektrische Heizelemente aus Sicherheitsgründen Schallwellen bilden. Die Grundschicht 28 wird bei vorzuziehen; der Einbau dieser Elemente ist bei der einer bevorzugten Ausführungsform durch eine Ausführungsform nach F i g. 5 durch elektrische Anporöse Masse aus gebundenen Glasfasern gebildet, Schlüsse 70 angedeutet. Der vergrößerte Schnitt nach wobei die Faserlängen bei 25 mm und mehr liegen. F i g. 6 zeigt die Form bei der Annäherung an ihre

In ähnlicher Weise wie bei der Herstellung des 45 Endstellung. Die Stifte 59 und 64 weisen kegel-Faserkörpers für die Zwischenschicht 14 werden die stumpfförmige Enden 72 zur Herstellung der Ausprä-Fasern für die Grundschicht 28 in einer dicken Bahn gungen 16 und 18 im Rohling 74 der Zwischenschicht unter einer Formhaube zusammengeführt. Die mit auf. Dieser Rohling 74 wird auf die Abmessungen Bindemitteln imprägnierte Masse wird dann auf die der Form aus einer mit Bindemitteln imprägnierten gewünschte Dicke zusammengepreßt, während das 50 Glasfaserbahn der gewünschten Art herausgeschnit-Bindemittel in der Wärme ausgehärtet wird. ten. Gemäß F i g. 7 haben die Formteile 58 und 62

Die Bindemittelkomponente soll so flammwidrig den Rohling 74 in das gewünschte Waffelmuster zu-

wie möglich sein. Aus diesem Grund verwendet man sammengepreßt. Der aufgebrachte Druck kann bei

zweckmäßig das gleiche Melamin-Phenol-Formalde- einer Zwischenschicht von etwa 90 cm Länge und

hyd-Harz wie bei der Herstellung der Zwischen- 55 60 cjn Breite in der Größenordnung von etwa 151

schicht 14. Besonders zweckmäßig ist es, einen Binde- liegen. Die Bindemittelkomponente benötigt im allge-

mittelanteil zwischen 9 und 26 Gewichtsprozent der meinen 3 bis 5 Minuten zum Aushärten bei einer

kombinierten Glasfaser-Kunstharz-Masse zu ver- Temperatur von etwa 200° C. Wenn auf diese Weise

wenden. der Rohling geformt und das Kunstharz ausgehärtet

An Stelle des Melamin-Phenol-Formaldehyds als 60 ist, bleiben die Fasern des geformten Rohlings 76 in

Bindemittel bei den erfindungsgemäßen Glasfaserplat- ihrer Lage, ohne daß sie die Neigung haben, irgend-

ten kann man selbstverständlich auch andere Zusam- wie vorzustehen.

mensetzungen verwenden. Dazu gehören Epoxy-, Bei einem bevorzugten Verfahren zur Vereinigung

Harnstoff- und Polyesterharze. der Abdeckschicht 11, der Zwischenschicht 14 und

Die Grundschicht 28 sollte eine Dicke von minde- 65 der Grundschicht 28 der Platte 10 besteht der erste

stens 37 bis 55 mm und eine Dichte von nur 0,03 bis Schritt darin, die Zwischenschicht 14 mit der Grund-

0,05 g/cm³ aufweisen. Die Schicht hat dann eine schicht 28 zu verbinden. Dies erfolgt dadurch, daß

Wärmeleitfähigkeit von annähernd 0,0136 kcal/ man ein lösungsmittelhaltiges Gummibasis-Klebmittel

26 auf die betreffende Seite der Zwischenschicht aufbringt. Man muß dabei darauf achten, daß dieses Klebmittel nicht in die Ausprägungen 18 eindringt und diese verschließt, da dies den Durchgang der Schallwellen zur Grundschicht 18 behindern würde. Die Zwischenschicht wird dann unter Druck, jedoch ohne Anwendung von Wärme auf die Grundschicht 28 gepreßt, bis so viel Lösungsmittel verdampft ist, daß der Klebstoff hält.

Die Kombination aus Grundschicht 28 und Zwiselenschicht 14 wird dann unter Wärme und Druck mit der Abdeckschicht 11 verbunden. Die Wärme schmilzt das Klebmittel 13, das vorher auf die Schicht 11 aufgebracht wurde, so daß die Seite 20 der Zwischenschicht abgedeckt wird. Bei diesem Klebstoff muß die Abdeckschicht 11 sorgfältig aufgesetzt werden, so daß die Löcher 12 zentrisch über den kegelstumpfförmigen Ausprägungen 16 zu liegen kommen. Der Rand der fertigen Platte 10 wird dann verschlossen. Den ausgefüllten Rand der Zwischenschicht 14 erkennt man aus den F i g. 2 und 3.

Bei einer Größe von etwa 60 X 90 cm mit einer Grundschicht 28 von 5 cm und einer Zwischenschicht von etwa 6 mm Dicke hat die Gesamtplatte eine Dicke von annähernd 58 mm und ein Gewicht von annähernd 2200 g.

Das geringe Gewicht und die Festigkeit der Platte ermöglichen es, diese beim Einbau ohne Schwierigkeiten zu handhaben. An Schotten oder anderen Stahlzwischenwänden oder Rahmenteilen in Schiffen kann man die Platten mit Stiften und Klammern befestigen.

Sind keine Stahlwandungselemente vorhanden oder will man Stifte aus anderen Gründen nicht verwenden, dann werden die Platten vorzugsweise mit einem Klebstoff, zweckmäßig auf Gummibasis, angeklebt.

Erforderlichenfalls lassen sich die Platten mit Hilfe eines Messers leicht auf die gewünschten Abmessungen schneiden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schallschluckplatte, bestehend aus einer Grundschicht aus Mineralfasermaterial lockerer Struktur, einer festen, dünnen, gelochten Abdeckschicht und einer mit Ausprägungen versehenen schalldurchlässigen Zwischenschicht aus Mineralfasermaterial festerer Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Schichten (28, 14, 11) miteinander verklebt und die an der Grundschicht (28) und der Abdeckscbicht (11) anliegenden Flächenteile (24, 23) der Zwischenschicht (14) verdichtet sind.

2. Schallschluckplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscbicht (11) aus einem kunststoffgebundenen Glasfasergewebe besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1695 077;
französische Patentschriften Nr. 739 334,
1066781,1103 319;
belgische Patentschrift Nr. 506 602;
USA.-Patentschrift Nr. 2 667 925.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen