DE1975894U - Traggeruest-bauteil zum aufbau mehrschaliger bauelemente. - Google Patents

Description

KA-DI ΟΠbHlß/ DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

M 51 357/jfb Gbm 28, Okt. 1967

Sch-DB/ls

Traggerüst-Bauteil zum Aufbau mehrsehaliger Bauelemente

Die Schalldämmung von einschaligen Bauteilen 1st in der Hauptsache von ihrem Gewicht abhängig., so daß eine hohe Schalldämmung nur durch schwere Bauteile erreicht werden kann. Wenn dieses große Gewicht aus statischen Gründen · vermieden werden soll, müssen mehrschalige Bauteile wie z.B. Doppelwinde, Doppeldecken., Doppelfenster vorgesehen werden. Die meiirsehaligen Bauteile haben nämlich bei dem gleichen Gesamtgewicht eine erheblich höhere Schalldämmung als einschalige Bauteile, weil die Schallenergie bei mehreren Schalen den Übergang von Luft in das dichtere Medium des Bauteiles und wieder in die Luft mehrfach überwinden muß.

Dieser akustische Vorteil eines mehrschaligen Bauelementes kommt aber nur dann voll zur Geltung, wenn zwischen den Schalen keine oder wenigstens iair schwache Schallbrücken bestehen. Die Sehallübertragung über die Luftschicht zwischen den Schalen wird meist durch eingebaute Schluckstoffe vermindert, und die Sehallübertragung über die Randeinspannung kann durch weiche Materialien eingeschränkt werden. Bei mehrschaligen Wänden oder Decken aus massiven Stoffen, welche selbsttragend errichtet werden können, wie z.B. Beton, Hauerwerk u.s.w. ist es nicht schwierig, weiter«

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Schallbrücken zwischen den Schalen zu vermeiden. Anders . ist es jedoch bei Leichtbauschalen, beispielsweise aus Gipskartonplatten, Holzwolleleichtbauplatten, Gipsdielen, Holzplatten u.s.w., welche auf einer tragenden Konstruktion aufgebaut werden müssen. ¥ird beispielsweise eine doppelschalige Leichtbauwand beiderseits auf ein Traggerüst, z.B. bestehend aus Schwelle, Rahm, Ständer und Riegel aufgebracht, dann stellt das Ständerwerk eine Schallbrücke . dar, welche die akustischen Vorteile der Mehrschaligkelt nahezu völlig zunichte macht.

Um die Schallübertragung über ein Traggerüst einer Doppelwand auszuschalten, kann man bekanntlich zwei getrennte Traggerüste aufstellen, an denen jeweils die Wandplatten befestigt werden. Die Anordnung getrennter Traggerüste für mehrschalige Bauteile erfordert jedoch einen hohen Arbeitsaufwand. Es sind auch Anordnungen bekannt gexvorden, bei denen zwei Traggerüste durch federnde Teile miteinander verbunden sind.. Die federnde Verbindung hat den Vorteil, daß ein Traggerüst an dem vorher erstellten zweiten Gerüst befestigt werden kann, und den wenn auch begrenzten akustischen Vorteil der geringeren Körperschal!übertragung gegenüber zwei stellenweise fest miteinander verbundenen Traggerüsten. Der verhältnismäßig hohe Arbeitsaufwand beim Aufbau.wird jedoch auch hier als nachteilig angesehen.

Solehe federnden Verbindungen sind in verschiedenen Ausführungsarten bekannt. Sie bestehen aus federnden Blechprofilen oder aus sogenannten Gummimetallverbindungen. Es ist auch ein Verbindungsstück bekannt geworden, welches aus zwei getrennten Blechklammern mit einem Koppelstück aus Kokosfasern besteht.

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Der Nachteil dieser bekannten körpersehalldämmenden Verbindungsstücke besteht darin, daß es nicht möglich ist, mit ihrer Hilfe ein vorgefertigtes körperschalldämmendes. Traggerüst oder ein Traggerüst-Bauteil, beispielsweise in Form eines Kantholzes,herzustellen. Mit allen bisher bekannten Anordnungen läßt sich kein körpers ehalldämmendes Traggerüst vorfertigen, welches so stabil ist, daß es beim Transport und bei der Aufstellung maßhaltig bleibt.

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind bei einem Traggerüst-Bauteil zum Aufbau doppel- oder mehrschaliger Bauelemente, wie Wände, Decken u.s.w. in Form eines Kantholzes erfindungsgemäß im Querschnitt desselben in Pachrung der Normalen auf die Schalen zwei oder mehr homogene auf der ganzen Kontaktfläche fest miteinander verbundene Stoffe-verschiedener Dichte und/oder verschiedenen Elastizitätsmoduls hintereinander angeordnet) dabei befindet sich der weniger dichte und/oder elastischere Stoff jeweils zwischen gleichartigen dichteren und/oder weniger elastisehen Stoffen.

In mechanischer Hinsicht ist das Traggerüst-Bauteil nach der Erfindung ein genügend fest gefügtes einziges Konstruktionselement für zweischalige Bauelemente, in akustischer Hinsicht jedoch ist es einem zweiteiligen und daher hochschalldämmenden Traggerüst-Bauteil nahezu gleichwertig. Die Körpersehall-Leitung über den Querschnitt des neuen Traggerüstes in Richtung der Normalen auf die Schalen wird durch die homogene weniger dichte und elastischere Zwischensehich' behindert. Dies gilt für die beiden hier wesentlichen For-

J)O men von Körperschallschwingungen, nämlich für Longitudinal-

und für Biegeschwingungen.

Die Schalldämmung von Longitudinalwellen wird hier bestimmt durch die Änderung des Wellenwiderstandes über den Querschnitt in Richtung der Normalen auf. die Schal en: Uf' <—; dabei istJ⁵ = Dichte und c = Schallgeschwindigkeit, d.h. also wesentlich mit durch die Dichte, Da die Federung F unter anderem von der Dichte abhängig ist: F = ···, wobei d = Dichte des Stoffes ist, und F = -—-, wobei E = Elastizitäts-

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modul ist, kann auch der Elastizitätsmodul zur Kennzeichnung der Schalldämmeigenschaften eines Stoffes dienen.

Zur Schalldämmung von Biegeschwingungen muß hier sowohl die in der Biegeschwingung auftretende Transversalgeschwindigkeit als auch die Momentübertragung behindert werden. Die Verringerung der TransVersalgeschwindigkeit geschieht hier auf die gleiche Weise wie bei den Longitudinalwellen, nämlich durch die geringere Dichte bzw. die größere Elastizität der Zwischenschicht ₃ weil die Transversalbewegung in den gleichartigen dichten Stoffen sich in dem elastischeren Stoff über einen rechten Winkel in eine Longitudinalbewegung umsetzt. Die Momentübertragung wird im wesentlichen durch das größere Trägheitsmoment der dichten, also schwereren Außenteile des Traggerüst-Bauteiles und durch die elastische Verbindung zwischen diesen behindert.

Deshalb kann das neue Traggerüst-Bauteil außer aus Holz zweckmäßig auch aus Eisen, Beton oder jedem anderen geeigneten festen Stoff bestehen. Es entspricht auch dem Erfindungsgedanken, wenn das dichtere Material des Traggerüst-Bauteiles zusätzlich mit schweren Auflagen oder Einlagen versehen wird.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren schematisch, teilweise im Schnitt dargestellten Ausführungs-.Beispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Traggerüst-Bauteil aus zwei Holzbalken und einer Zwischenschicht aus elastischem Stoff,

Fig. 2 zeigt einen Traggerüst-Bauteil aus drei Holzbalken mit zwei elastischen Zwischenschichten,

Fig. J gibt ein Traggerüst-Bauteil aus zwei U-Eisen und einem elastischen Zwischenteil wieder,

Fig. 4 zeigt einen Traggerüst-Bauteil aus zwei Holzbalken

mit einer unterteilten Zwischenschicht und zwei Beschwe- - rungen und.

Fig. 5 zeigt eine mit Traggerüst-Bauteilen nach der Erfindung aufgebaute Doppelwand.

In Fig. 1 ist zwischen den beiden Kanthölzern 1, d.h. zwischen einem dichten bzw. wenig elastischen Stoff eine Zwischenschicht 2 aus Polysulfid-Kautschuk, d.h. aus einem weniger dichten und elastischeren Material angeordnet. Für die Zwischenschicht 2 kann auch jede andere geeignete Kautschukverbindung oder ein geeigneter halbharter Kunststoff schaum verwendet werden.

In Fig. 2 bestellt das Traggerüst-Bauteil aus drei Kanthölzern 1 und zwei Zwischenschichten 2, Auf diese Meise wird die Schalldämmung größerj gegebenenfalls kann das Traggerüst-Bauteil aus vier oder mehr Kanthölzern mit drei oder mehr elastischen Zwischenlagen bestehen.

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Gemäß Fig. 3 besteht das Traggerüst-Bauteil aus zwei beispielsweise U-förrnigen Profileisen 3 und einer elastischen Zwischenschicht 2 wie bei den Fig. 1 und 2. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind je ein Schenkel der beiden U-Eisen durch die elastische Zwischenschicht miteinander verbunden. Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß die Rücken der U-Eisen durch die Zwischenschicht miteinander verbunden sind.

Der Traggerüst-Bauteil gemäß Fig. 4 besteht aus zwei Kanthölzern I, zwischen denen zwei kurze Stücke 4 aus halbhar-.tem Kunststoffschaum als Zwischenschicht angeordnet sind. Die Kontaktflächen., d.h. die Berührungsflächen zwischen den Teilen 1 und 4 sind bei diesem Ausführungsbeispiel erheblich kleiner als bei den Traggerüst-Bauteilen nach den Fig. 1 bis 3. Außer den kurzen Zwischenstücken besteht keine weitere Verbindung zwischen den Kanthölzern. Die kurzen Zwischenstücke ersetzen das lange Zwischenstück 2. Es können zwei oder mehr kurze Zwischenstücke 4 verwendet werden. Bei .-der Verwendung von nur zwei Zwischenstücken 4 sind diese vorteilhaft an den beiden Enden des Traggerüst-Bauteiles angeordnet.

Um die schalldämmende Wirkung des. Traggerüst-Bauteiles zu verbessern, sind die dichten und wenig elastischen Teile des sTraggerüst-Bauteiles, beispielsweise die Kanthölzer 1 mit .; schwerden Auflagen 5 oder schweren Einlagen 6, beispielsweise aus Eisen versehen. Die schweren Auf- oder Einlagen sind vor-. ■.teilhaft an den gleichen Stellen angeordnet, wie die kurzen Zwischenstücke. .' '

Die in Pig. 5 gezeigte Doppelwand besteht aus der Schwelle ¹J, den Ständern 8, dem Rahm 9 und den Riegeln Io. Dabei sind Schwelle ¹J, .Ständer 8, Rahm 9 und Riegel Io als Traggerüst-Bauteile nach der Erfindung ausgestaltet, d.h. zwischen zwei dichten., verhältnismäßig unelastischen Stoffen ist jeweils eine weniger dichte aber elastische Zwischenschicht 11 angeordnet. Die Doppelwand ist mit Verkleidungsplatten 12 versehen., die zu beiden Seiten des aus Schwelle/ Ständern, Rahm und Riegeln gebildeten Traggerüstes befestigt sind.

Die mechanisch feste Verbindung der dichten mit den weniger dichten Stoffen wird bei Verwendung von Kunstkautschuk, beispielsweise Polysulfidkautschuk am einfachsten in der Weise hergestellt, daß der Polysulfidkautschuk in hochelastischem Zustand zwischen die in einer Vorrichtung festgehaltenen Traggerüstteile aus Holz, Eisen oder Beton u.s.w. eingepreßt wird. Nach kurzer Zeit der Abbindung und Trocknung verfestigt sich der Polysulfidkautschuk zu einer elastischen und mechanisch ausreichend festen Masse und ist dann mit den angrenzenden Teilen aus Holz, Eisen Beton u.s.w. fest verbunden. Bei de Verwendung von halbharten Kunststoffschäumen wird der Kunststoff schaum durch Klebstoffe mit dem Holz oder Eisen verbunden. Besonders gut eigenen sich hierfür die neuerdings bekannt gewordenen halbharten Polyurethanschäume und PVC-Schäume

Wenn das ganze Traggerüst-Bauteil aus Kunststoff besteht, was vor allem dann zweckmäßig ist,, wenn auch die Verkleidungs-.

platten der Doppelwand aus Kunststoff bestehen, ist der dichtere oder'weniger elastische Stoff des Traggerüst-Bauteiles ein harter Kunststoff oder harter Kunststoffschaum, beispielsweise ein harter Polyurethanschaum.

Die mechanische Prüfung des neuen Traggerüst-Bauteiles hat ergeben, daß es bei Verwendung von Kunstkautschuk (Polysulfidkautschuk) oder halbhartem Kunststoffschaum als weniger - dichtem bzw. elastischerem Material ausreichend stabil ist, wenn der weniger dichte oder elastischere Stoff in der Längsrichtung des Traggerüst-Bauteiles oder ebenfalls, im Querschnitt nur stellenweise zwischen dem dichteren oder weniger elastischen Stoff angebracht ist, wobei sonst keine weitere. . Verbindung zwischen den dichteren Stoffen besteht.

Messungen an einer Trennwand nach der Erfindung haben ergeben,, daß bei einem lichten Schalenabstand von Io cm das Lufstschall schutzmaß nach DIN 4lo9 Null dB beträgt.

Mit Hilfe des Traggerüst-Bauteiles nach der Erfindung lassen sich doppeis chalige Wände, beispielsweise Leicht bauwände., und doppelschalige Decken nicht nur auf dem Bau herstellen, sondern entsprechende Wand- und Deckenfertigteile lassen sich auch vorfabrizieren. Auf diese Weise können auch verstellbare Trennwände, beispielsweise für Großraumbüros hergestellt werden. Auch Außenwände lassen sich nach dem gleichen Prinzip ausführen^ vorteilhaft werden hierfür Fassadenelemente verwendet, die aus zwei Betonplatten mit einer elastischen Zwischenschicht bestehen. -

Claims (8)

P.A. 618117*28.10% Pat entanspräche

1. Traggerüst-Bauteil zum Aufbau doppel- oder mehrschaliger Bauelemente, wie Wände, Decken u.s.w. in Form eines Kantholzes, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt desselben in Richtung der Normalen auf die Schalen zwei oder mehr homogene auf der ganzen Kontaktfläche fest miteinander verbundene Stoffe verschiedener Dichte und/oder verschiedenen Elastizitätsmoduls hintereinander angeordnet sind, und daß sich der weniger dichte und/oder elastischere Stoff jeweils zwischen gleichartigen dichteren und/oder weniger elastischen Stoffen befindet.

2. Traggerüst-Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dichteren und/oder weniger elastischen Stoffe zusätzlich mit schweren Auf- und/oder Einlagen versehen sind.

j5. Traggerüst-Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dichtere Stoff aus Holz und/ oder Profileiseii und der weniger dichte Stoff aus weichem Kunstkautschuk, beispielsweise Polysulfidkautschuk, besteht.

4. Traggerüst-Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weniger dichte Stoff aus halbhartem-Kunstschaumstoff besteht.

5· Traggerüst-Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3ι dadurch gekennzeichnet, daß der dichtere und/oder weniger elastische Stoff aus Kunststoff oder hartem Kunststoffschaum besteht.

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6. Traggerüst-Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die aus weniger dichtem und/oder elastischerem Stoff bestehende Zwischenschicht ebenso lang wie das Traggerüst-Bauteil ist.

7· Traggerüst-Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus weniger dichtem und/oder elastischerem Stoff bestehende Zwischenschicht aus zwei oder mehr kurzen Stücken besteht.

8. Traggerüst-Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Zwischenstücke aus weniger dichtem und/oder elastischerem Stoff an der gleichen Stelle liegen wie die zusätzlichen schweren Auf- oder Einlagen auf/in dem dichteren Stoff.