DE29502964U1

DE29502964U1 - Baustein mit schallabsorbierender Wirkung

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Publication number: DE29502964U1
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Authority: DE
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Priority date: 1995-02-22
Filing date: 1995-02-22
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2005-02-23

Description

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Baustein mit schallabsorbierender Wirkung

Die Erfindung betrifft einen dekorativen Baustein in Form eines Ziegels oder Hohlblocksteins, der selektiv Schallwellen absorbieren kann und gehobenen dekorativen Ansprüchen genügt. Derartige Bausteine finden Verwendung in Räumen mit erhöhter Schallemission, wie in Sporthallen oder Schwimmbädern. Ebenso werden Sie zur Schallabsorbtion in Räumen verwendet, an die besondere akustische Anforderungen gestellt werden, wie Konzertsäle, Tonstudios, Konferenzräume oder in Wohnbereichen mit gehobenem Komfort.

Bekannt sind plattenförmige Baustoffe aus Holzwerkstoffen, die als Hohlkammern ausgebildet sind und deren Frontflächen Durchbrüche oder Lochungen aufweisen, durch die Schallwellen ungehindert auf die im Inneren des Hohlraumes angeordneten schallabsorbierenden Mittel, wie Schlackewolle, Glas- oder Steinwolle auftreffen. Durch das Eindringen der Schallwellen in das Absorbermaterial wird deren Energie nahezu vollständig vernichtet. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß Teile der Dämmstoffasern aus Glas- oder Steinwolle über die Durchbrüche oder Lochungen ungehindert in den Raum eindringen können. Damit entsteht für die Personen, die sich in diesem Raum aufhalten, eine latente Gesundheitsgefährdung durch die freigesetzten mineralischen Stäube. Ein weiterer Nachteil besteht in. der hohen Affinität der verwendeten Holzwerkstoffe gegenüber Wasser oder Wasserdampf. Daher kommt diese Lösung für die Anwendung in Feuchträumen, wie Hallenbädern, nicht in Betracht. Ebenso genügt diese Lösung nicht gehobenen ästhetischen Anforderungen, wie sie an den Einrichter der vorstehend genannten, akustisch zu gestaltenden Räume gestellt werden.

Aus RILÄNDER, N.M.: Lexikon der Akustik, Verlag Erwin Brochinsky, Frankfürt am Main 1982, Seite 98, ist die Verwendung von Folienabsorbern und deren vorzugsweise Verwendung in Feuchträumen oder in Räumen mit besonderen hygienischen Anforderungen vorbekannt.

Baustein mit schallabsorbierender Wirkung
Anmelder: Qaiser Yazdani, 52222 Stolberg

Siegfried Schade, 01731 Oombsen
Vertreter: J t& S7

Eine bereits im Handel angebotene Ausgestaltungsform des Folienabsorbers wird von der Deutschen Rockwool GmbH in Form der &ldquor;Hygiene-Baffeln" und der &ldquor;ROCKFON-BafFeln" angeboten (vgl. Prospekt ROCKFON-Baffeln, Prospekt-Nr. 280/10/ND der Deutschen Rockwool, Gladbeck).

In vergleichbarer Weise wird in einem Prospekt der Fa. Dämpa GmbH, Willich-Schiefbahn, vom Januar 1980, die Verwendung unperforierter Polyethylenschläuche beschrieben, die mit einer Einlage aus Mineralwolle verfullt sind.

Daneben sind Akustikziegel der ERLUS-Baustoffwerke AG, Hockenheim bekannt (Prospekt der ERLUS-Baustoffwerke AG &ldquor;ERLUS Akustik- und Lärmschutz-Systeme"). Dieser Akustikziegel in Sandwichbauweise bestehen aus einer U-förmigen Schale, die dem Ziegel die nötige Festigkeit verleiht. An der offenen Frontfläche der U-förmigen Schale schließt sich eine aus gebranntem Ton gefertigte Kulissenplatte mit integrierter Schräglochung an. Zwischen der Kulisse und der U-formigen Schale ist eine Dämmatte mit Schutzflies angeordnet. Dieser Schutzflies, der den Dämmstoff mäanderförmig durchzieht, verleiht diesem die notwendige Festigkeit und vermindert zugleich das Herausbrechen einzelner Dämmstoffpartikel aus dem Verbund. Durch die Verwendung von gebranntem Ton als Kulissenwerkstoff besteht eine hohe Affinität gegnüber Wasser und Wasserdampf, so daß ein Einsatz in Feuchträumen ausscheidet.
Auch hat es sich gezeigt, daß weite Bereiche der zu absorbierenden Schallwellen beim Auftreffen auf die Frontfläche der Akustikziegel reflektiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu eleminieren und einen Baustein mit schallabsorbierender Wirkung zu schaffen, der Schallwellen in einem breiten Frequenzspektrum möglichst vollständig absorbiert, hohen ästhetischen Anforderungen als Gestaltungselement genügt und für den Einsatz in Feuchträumen geeignet ist. Daneben soll der Baustein kostengünstig herstellbar sein.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Baustein durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Eine alternative Gestaltung des schallabsorbierenden Bausteins ist in Anspruch 2 dargelegt. Vorteilhaft weitergebildet werden die alternativen Lösungen durch die Merkmale der Unteransprüche.

Siegfried Schade, 01731 Gombsen
Vertreter: Patentanwälte Kailuweit & Uhlemann, 01187 Dresden

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Der als Hohlkörper ausgebildete Baustein besteht aus einem Grundkörper (1), der dem Baustein die erforderliche Stabilität und Festigkeit verleiht und die Verbindung mit gleichartigen Bausteinen zu einem Mauerwerk oder einer im Trockenbau ausgeführten Wand- oder Deckenverblendung herstellt.

Mit dem Grundkörper (1) ist eine in Schallrichtung davor angeordnete Kopfplatte (2) verbunden. Diese Kopfplatte (2) weist eine Wanddicke auf, die zumindestens lokal auf < 9 mm begrenzt ist. In diesen wanddickenreduzierten Bereichen sind in determinierter oder stochastischer Verteilung schalldurchlässige Kanäle (6) angeordnet. Der Lochungsgrad als Maß für den Anteil der in Schällausbreitungsrichtung projezierten Fläche der Kanäle (6) im Verhältnis zur in Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) beträgt 20 bis 40 %.

Die optimale Öffhungsweite (lichte Nennweite) der schalldurchlässigen Kanäle (6) beträgt 2 bis 10 mm. Geringere Nennweiten sind bei der Gestaltung der Kopfplatte (2) aus Keramik oder Kunststoff fertigungstechnisch schwer beherrschbar. Größere Nennweiten beeinflussen die Gestaltungsmöglichkeiten der sichtbaren Frontfläche der Kopfplatte (2). Ein Optimum für die Dimensionierung der Öffhungsweite der schalldurchlässigen Kanäle (6) findet sich bei etwa 6,0 mm.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß durch eine diffuse Anordnung der schalldurchlässigen Kanäle (6) in den wanddickenreduzierten Bereichen der Kopfplatte (2) das Durchgangsverhalten von Schallwellen im mittleren Frequenzspektrum verbessert werden kann. So bewirkt eine asymmetrische, insbesondere stochastische Verteilung der schalldurchlässigen Kanäle (6) in den wanddickenreduzierten Bereichen der Kopfplatte (2) ein besseres Absorptionsverhalten des Bausteins als bei einer Gleichverteilung der Kanäle (6) (gleiche Größe und Anzahl der Kanäle (6) vorausgesetzt). Zugleich kann die Anordnung der Kanäle (6) als architektonisches Gestaltungselement der Kopfplatte (2) genutzt werden.

Durch die Kanäle (6) können die Schallwellen nahezu ungehindert auf die Oberfläche des dahinter angeordneten Schallabsorbers (4) auftreffen. Dabei wird die Energie der Wellen

nahezu vollständig vernichtet. In Abhängigkeit vom Einsatzgebiet des Bausteines (Absorptionsverhalten, Kosten) wird ein geeignetes Material für den Schallabsorber (4) gewählt. Um die gesamte Wanddicke des Bausteines zu minimieren, ist der Einsatz von Mineralwolle oder Schlackewolle als schallabsorbierendes Material vorteilhaft. Dieses Material kann in Metall- oder Kunststoffolien wasserdicht verpreßt oder verschweißt und in dieser Kissenform im Innenraum (3) des Bausteines lose eingelegt oder fixiert werden.

In der alternativen Ausbildung nach Anspruch 2 wurde auf einen Grundkörper (1) als tragendes Element verzichtet. Der Baustein mit schallabsorbierender Wirkung besteht aus einer selbsttragenden, wannen- oder schalenförmigen Kopfplatte (2), in dessen Innenraum (3) ein Schallabsorber (4) angeordnet ist. Der Schallabsorber (4) ist in Analogie zur Lösung gemäß Anspruch 1 wasserdicht abgeschlossen und mit der Kopfplatte (2) akustisch leitend verbunden. Die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) ist zumindest partiell porös ausgebildet und die Wanddicke der Kopfplatte (2) zumindest lokal auf <= 9 mm reduziert. In diesen Bereichen sind determiniert oder stochastisch verteilt einzeln oder bündelartig schalldurchlässige Kanäle (6) angeordnet. Der Anteil der in Schallausbreitungsrichtung projizierten Fläche der Kanäle (6) im Verhältnis zu der in Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) in den wanddickenreduzierten Bereichen beträgt 20 bis 40 % .

Die Verbindung des Schallabsorbers (4) mit dem Innenraum (3) der Kopfplatte (2) erfolgt durch Verklebung oder Verschnürung. Bei einer entsprechenden Gestaltung der Seitenwandungen des Innenraums (3) kann der vorzugsweise kissenförmige Schallabsorber (4) auch formschlüssig eingefügt werden. In einer kostengünstigen Ausgestaltung kann der Schallabsorber (4) auch lose in den Innenraum (3) der Kopfplatte (2) eingelegt werden.

Durch die Eigensteifigkeit der Kopfplatte (2) kann der Baustein direkt auf ebene Flächen, z. B. durch Kontaktkleber, aufgebracht werden.

Ebenso ist eine Montage an vorgesetzten, stehenden oder hängenden, freischwingenden Gittern, Gerüsten oder Ständern möglich. Die Verbindung der einzelnen Bausteine erfolgt mit bekannten Montagemitteln.

Durch die Anordnung der Bausteine nach Anspruch 2 auf derartigen vorgesetzten freischwingenden Wand- oder Deckenverblendungen können besonders gut tieffrequente Schwingungen absobiert werden, die beispielsweise auch aus benachbarten Räumen übertragen werden. Bevorzugt kann eine solche Anordnung, die als biegeweiche Vorsatzschale wirkt, in Konzertsälen oder Tonstudios zum Einsatz gelangen, um die Übertragung von Körperschall über die Wand- oder Deckenflächen zu verhindern.

In einer alternativen Gestaltungsform nach Anspruch 1 kann die verwendete Mineralwolle oder Schlackewolle lose in den Grundkörper (1) eingelegt werden.
Durch eine dünnwandige, akustisch leitende Membranfolie (7) aus Metall oder Kunststoff, die den, zum Innenraum (3) hin offenen, schalenförmigen Grundkörper (1) wasserdicht umschließt, wird ein Austreten der Schlackewolle aus dem Grundkörper (1) verhindert. Auf den Grundkörper (1) wird eine vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Kopfplatte (2) aufgebracht.

In einer weiteren, alternativen Ausführung sind der schalenförmige Grundkörper (1) und die Kopfplatte (2) durch eine umlaufende, abdichtende Fügeverbindung miteinander verbunden. Die Fügeverbindung verhindert dabei gleichzeitig das Austreten von loser Mineral- oder Schlackewolle, die bevorzugt als Schallabsorber (4) verwendet wird. Um den Austritt von Schallabsorberpartikeln durch die Kanäle (6) der Kopfplatte (2) zu verhindern, ist die vorzugsweise ebene Innenwand der Kopfplatte (2) mit einer akustisch leitenden Membranfolie (7) abgedichtet.

Die Verwendung von Metallfolien für die Umhüllung des Schallabsorbers (4) oder seiner Abdichtung gegenüber der Kopfplatte (2) bietet den Vorteil, daß bei Ausbrechen von Bränden keine toxischen Gase freigesetzt werden, wie das beim Verschwelen oder Abbrennen von Kunststoffolien der Fall ist.

Durch die wasserdichte Trennung des Schallabsorbers (4) wird ein Austreten von Teilen des Schallabsorbermaterials vollständig verhindert. Die Verwendung von Metall- oder Polyethylenfolie garantiert außerdem eine hohe Langzeitstabilität und Nutzungsdauer des schallabsorbierenden Bausteins.

Zur Absorption hochfrequenter Schallwellen weist die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) eine poröse Gefugestruktur auf. Die, zumindestens in der oberflächennahen Zone der Kopfplatte (2) angeordneten und untereinander in Verbindung stehenden Poren bewirken z. B. durch die Kommunizierung eine Auslöschung der Energie der auftreffenden, höherfrequenten Schallwellen (Interferenzwirkung der Schallwellen).

Um die, aus akustischen Gründen notwendige Wanddickenreduzierung der Kopfplatte (2) mechanisch zu beherrschen, weist die Kopfplatte (2) in einer vorzugsweisen Weiterbildung Aussteifungen (8), (8b) auf. Diese Aussteifungen (8), (8b) können als Stege oder durchgehende, lokale Verdickungen der Kopfplatte (2) ausgebildet sein und in Abhängigkeit von den ästhetischen Anforderungen auf der, in Schallrichtung gesehenen, vorderen oder hinteren Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) ausgebildet sein.

Vorzugsweise werden bei der konstruktiven Ausbildung der Aussteifungen (8), (8b) formgestalterische Aspekte berücksichtigt. So können Elemente von Reliefs oder Skulpturen, die an der Vorderseite der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) angeordnet sind, so ausgebildet sein, daß sie den oberen und unteren Rand der Kopfplatte (2) mechanisch miteinander verbinden und damit die Funktion eines Pfeilers oder Stempels übernehmen. In gleicher Weise können durch fachwerkartige Anordnungen von Stegen horizontal und vertikal wirkende Kräfte und Momente sicher aufgenommen werden.

Aus ästhetischen Gründen kann die sichtbare Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) ein- oder mehrfarbig gestaltet sein. Dazu können dem Konstruktionswerkstoff der Kopfplatte (2) Pigmente oder Farbstoffe beigegeben werden. Ein nachträgliches Aufspritzen eines dünnen Farbfilms im Air-brush-Verfahren ermöglicht gleichfalls eine farbige Gestaltung der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2), ohne daß dadurch das Absorptionsvermögen, insbesondere hochfrequenter Töne, gemindert wird.

Die vorzugsweise Verwendung von keramischen Werkstoffen für die Ausbildung der Kopfplatte (2) bietet aus fertigungstechnischen Gründen optimale Gestaltungsmöglichkeiten bei der Nutzung dieses umweltfreundlichen und vollständig recyclingfähigen Werkstoffes.

Zur Erzeugung der Porösität der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) kann der keramische Werkstoff vorzugsweise aufgeschäumt werden. In einer alternativen, gleichfalls bevorzugten Form kann die keramische Frontplatte (2) vor dem Brennen mit Sand, keramischen Partikeln kleiner Nenngröße oder Tonkügelchen beworfen oder bespritzt werden. Beim nachfolgenden Brennprozeß verbinden sich diese Elemente unlösbar mit der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) zu einer porösen Schicht.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung wird die Grundplatte (1) aus Abfällen der Kunststofmeufertigung oder aus Recyclingkunststoff durch Urformen oder Umformen hergestellt. Damit besteht die Möglichkeit, Wertstoffe, die gegenwärtig zum größten Teil auf Sonderdeponien verbracht werden, dem Stoffrecycling zuzuführen. Da die Grundplatte (1) durch die dekorative Kopfplatte (2) vollständig überdeckt wird, wird auch der ästhetische Gesamteindruck des Bausteins nicht negativ beeinträchtigt. Daneben wird durch die Verwendung von Kunststoff gegenüber keramischen Werkstoffen für die Grundplatte (2) die Masse des Bausteins deutlich reduziert und die Montagegerechtheit verbessert.

In einer weiteren, nicht näher ausgeführten Fortbildung, weist die Grundplatte (1) an den Seitenflächen Nuten und Führungsleisten auf, die eine formschlüssige Verbindung benachbarter Bausteine im Naß- oder Trockenbau ermöglichen.

Durch die Drehung der Bausteine oder der aufgesetzten Kopfplatten (2) um 90°, 180° oder 270° gegeneinander kann außerdem eine größere Variantenvielfalt bei der akustischen und architektonischen Gestaltung von Räumen erreicht werden.

In einer anderen, vorzugsweisen Weiterbildung wird als Absorbermaterial ein Gewirr langfasriger Späne aus Fertigungsresten verwendet, die bei der Herstellung von Kunststoffen anfallen oder die aus wiederverwerteten und aufbereiteten Kunststoffen durch spanende oder zerteilende Verfahren hergestellt werden. Diese Wirrspäne werden durch eine dünnwandige Metall- oder Kunstoffolie umhüllt, die akustisch leitend und wasserdicht ist.

Siegfried Schade, 01731 Gombsen
Verträten Patentanwälte Kailuweit & Uhlemann, 01187 Dresden

In einer gleichfalls bevorzugten Ausfuhrungsform sind Grundkörper (1) und Kopfplatte (2) im Spritzgußverfahren aus Polypropylen gefertigt. Durch Aufschäumung des Polypropylens weist die Oberfläche der Kopfplatte (2) eine poröse Struktur auf, die auftreffende, hochfrequente Töne absorbiert. Eine entsprechend poröse Oberfläche läßt sich bei Verwendung glatter KunststofFoberflächen auch durch den Auftrag von Plastkügelchen realisieren, die auf die Oberfläche (5) aufgebracht und unter Temperatureinwirkung untereinander und mit der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) lokal verschmelzen.

Ebenso kann eine poröse Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) durch den Auftrag von Kies mit einer mittleren Körnung von ca. 5 mm geschaffen werden. Dazu wird der Kies entsprechender Körnung mit einem Kunstharzklebstoff benetzt und nachfolgend auf die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) aufgebracht.

In einer anderen, vorzugsweisen Ausgestaltungsform ist der Grundkörper (1) aus Kunststoff oder Keramik wannenfbrmig ausgebildet. In den wannenförmigen Hohlraum des Grundkörpers (1) wird das Schallabsorbermaterial lose eingelegt. Ein Austreten von Bestandteilen des schallabsorbierenden Materials und ein Eindringen von Feuchtigkeit in das schallabsorbierende Material wird durch eine Membranfolie (7), wie eine dünnwandige Metall- oder Kunststoffolie, verhindert, die den Rand des wannenförmigen Grundkörpers (1) wasserdicht umschließt.

Aus gestalterischen Gründen ist es weiterhin vorteilhaft, eine farbige Membranfolie (7) zu verwenden. Damit kann die Membranfolie (7), die durch die schalldurchlässigen Kanäle (6) partiell sichtbar ist, als gestalterisches Element verwendet werden, um die

Farbgestaltung der sichtbaren Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) auf die dahinter angeordnete farbige Membranfolie (7) abzustimmen.

In gleicher Weise ist es vorteilhaft, wenn die sichtbare Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) farbig gestaltet ist. Das kann bei der Verwendung von keramischen Werkstoffen für die Kopfplatte (2) durch den Bewurf von farbigem, keramischen Granulat erfolgen, das sich beim nachfolgenden Brennprozeß mit der Oberfläche der Kopfplatte (2) verbindet. Gleichzeitig entstehen durch den diffusen Bewurf mit keramischen Partikeln entsprechender Körnung oder Nenngröße auf der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) poröse Strukturen, die der Absorption der hochfrequenten Schallwellen dienen.

Gleichfalls ist es vorteilhaft, wenn Grundkörper und Kopfplatte aus keramischem Werkstoff hergestellt werden. Die dafür verwendeten, natürlichen Ausgangsstoffe können problemlos bereitgestellt werden und ein daraus geschaffener Ziegel später umweltgerecht entsorgt werden. Zudem bieten keramische Werkstoffe vielfältige Möglichkeiten für die individuelle und industrielle Formgestaltung der Kopfplatte (2).

Ebenso vorteilhaft können verschiedenartige, schwer entflammbare Kunststoffe für die Fertigung des Grundkörpers (1) und der Kopfplatte (2) eingesetzt werden.

Damit besteht die Möglichkeit, den Baustoff extrem dünnwandig und leicht zu gestalten.

Bedarfsweise können zusätzliche Sicken oder Stege in den nicht sichtbaren Bereichen des Grundkörpers (1) und dem unsichtbaren, dem Innenraum (3) zugewandten Teil der Kopfplatte (2) eingeformt werden, um dem Baustein die notwendige Eigensteifigkeit zu verleihen.

Vorteilhaft ist es, wenn für die Fertigung von Teilen des Bausteins recycelte Kunststoffreste oder Abfälle der Kunststoffneufertigung verwendet werden. So läßt sich insbesondere der Grundkörper (1) aus zum Teil minderwertigen Kunststoffen durch bekannte Urformverfahren herstellen. Fremdeinschlüsse, geringfügige Lunker oder andere Fehlstellen beeinträchtigen nicht den ästhetischen Gesamteindruck des Bausteins, da der sichtbare Bereich vollständig von der Kopfplatte (2) überdeckt wird.

Ebenso vorteilhaft ist es, wenn als Schallabsorbermaterial langfaserige Wirrspäne aus Kunststoff verwendet werden, wie sie bei der spanenden Bearbeitung anfallen. Damit können diese industriellen Abfalle einer neuerlichen wirtschaftlichen Verwendung zugeführt werden.

Für Wand- und Deckenverkleidungen in Innenräumen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Baustein nicht nur leicht sondern auch sehr kompakt gestaltet ist. Insbesondere soll die Wanddicke des aus Grundkörper (1) und davor gesetzter Kopfplatte (2) bestehenden Bausteins möglichst gering sein, um den eintretenden Raumverlust durch den Einbau akustisch gestalteter Wand- oder Deckenverblendungen zu minimieren.

Zur Realisierung minimaler Abmessungen ist es vorteilhaft, wenn als Schallabsorber (4) Mineralwolle verwendet wird, die ein vergleichsweise gutes Schallabsorptionsvermögen aufweist. So genügt es im Regelfall, wenn eine etwa 20 mm starke Mineralwolleschicht durch eine akustisch leitende, dünnwandige Membranfolie (7) aus Aluminium oder Polyethylen oder einem gleichwirkenden Material mit einer Wanddicke von <= 50 &mgr;&eegr;&igr; wasserdicht umschlossen wird. Damit kann die gesamte Dicke des schallabsorbierenden Bausteins auf ca. 30 mm reduziert werden.

Der dekorative Baustein mit schallabsorbierender Wirkung ist nachfolgend in mehreren Ausfuhrungsbeispielen beschrieben und in Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Figur 1: einen Baustein aus Keramik in Vorderansicht, Draufsicht und einer

Schnittdarstellung

Figur 2: den Baustein nach Figur 1 in einer räumlichen Darstellung

Figur 3: einen Baustein, dessen Kopfplatte und Grundkörper aus Polypropylen

gefertigt sind, in einer Explosionsdarstellung

Siegfried Sehade, 01731 Gombsen
Vertreter: Patentanwälte Kailuweit & Uhlemann, 01187 Dresden

Figur 4: einen Baustein nach Figur 3 in geschnittener Darstellung

Figur 5: einen Baustein nach Figur 3 und 4 in einer auszugsweisen Vergrößerung

Figur 6: eine alternative Gestaltung der Kopfplatte (2) des Bausteines nach Figur 3

Figur 7: eine alternative Gestaltung der Kopfplatte (2) des Bausteines nach Figur 3

Figur 1 und 2 zeigen einen keramischen Baustein mit einer kachelähnlichen, quadratischen Kopfplatte (1).

Der Grundkörper (1) wird durch eine wannenförmige, keramische Schale gebildet. In dieser Schale ist der kissenförmige Schallabsorber (4) eingelegt. Der Schallabsorber (4) besteht aus Mineralwolle, die in eine Membranfolie (7) aus Polyethylen eingeschweißt ist. Kopfplatte (2) und Grundkörper (1) sind miteinander durch eine umlaufende Klebefuge (10) verbunden.

Die Kopfplatte (2) weist in den Randbereichen eine umlaufende Aussteifung (8) auf. Diese Aussteifung (8) bildet zugleich den äußeren Rand der Kopfplatte (2). Benachbarte Bausteine stoßen bei der Montage an diesen äußeren Rändern stumpf aufeinander. Damit können quasi fugenlos größere, zusammenhängenden Wand- oder Deckenflächen akustisch und architektonisch gestaltet werden. Zur Aufnahme zusätzlicher Kräfte und Momente ist eine asymmetrische, bogenförmige Aussteifung (8b) eingeformt.

Die keramischen Aussteifungen (8), (8b) auf der sichtbaren Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) dienen neben der sicheren Aufnahme von Kräften zugleich der ästethetischen Formgestaltung. Die Anordnung der Aussteifungen (8), (8b) an der Kopfplatte (2) wird daher von den aufzunehmenden Kräften und Momenten und von den architektonischen Erfordernissen bestimmt.

Bedarfsweise können die Aussteifungen (8) ausschließlich an der nicht sichtbaren, dem Innenraum (3) des Baustein zugewandten Rückseite der Kopfplatte (2) angeordnet werden, wenn aus architektonischer Sicht der Baustein keine erhabenen oder stark strukturierten Bereiche aufweisen soll.

In den tieferliegenden Bereichen der Kopfplatte (2) sind Kanäle (6) in Form regelloser Durchbrüche angeordnet, die eine mittlere Weite von 2 bis 10 mm aufweisen.
Zwischen den Kanälen (6) und in den Freiflächen der Kopfplatte (2) sind feinkörnige Silikate mit einem mittleren Kornduchmesser von <= 3 mm untereinander und mit der Oberfläche (5) der Kopfplatte verklebt. Die dadurch geschaffene poröse Oberfläche absorbiert die hochfrequenten Schallwellen und verleiht zugleich der Kopfplatte (2) einen warmen Charakter.

Die Membranfolie (7) ist eingefärbt und kann somit als Kontrast- oder Komplementärelement zur Frontflächengestaltung der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) verwendet werden.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen einen Baustein, dessen Grundkörper (1) und Kopfplatte (2) aus Polypropylen gefertigt sind.

Gestalterische Abwandlungen der Kopfplatte (2) sind in den Figuren 6 und 7 dargestellt.

Im Grundkörper (1) ist eine Kissenplatte aus Mineralwolle eingelegt, die wasserdicht durch eine Membranfolie (7) aus Aluminium abgedichtet ist.

In einer alternativen, nicht näher gezeigten Ausgestaltungsform ist im kastenförmigen Grundkörper (1) als Schallabsorber (4) eine 20 mm starke, lose Schicht aus Mineralwolle eingelegt. Eine Membranfolie (7) aus Polyethylen schließt die Mineralwolle gegenüber den seitlichen Wandungen des Grundkörpers (1) wasserdicht ab.

Auf den Grundkörper (1) ist die Kopfplatte (2) formschlüssig aufgesetzt. Durch eine rastbare Verbindung wird dabei der Zusammenhalt zwischen Kopfplatte (2) und Grundkörper (1) hergestellt. Die äußeren Seitenflächen des Grundkörpers (1) weisen eine umlaufende Nut (9) auf. Über diese Nut (9) und zugehörige Paßfedern können benachbarte Bausteine in ihrer Lage fixiert und miteinander verbunden werden. Dadurch wird die Montage an Wänden und Decken vereinfacht.

Die Kopfplatte (2) weist an ihrer sichtbaren Oberfläche (5) je zwei waagerecht und senkrecht verlaufende Aussteifungen (8) auf, die zusätzlich durch drei bogenförmige Aussteifungen (8b) ergänzt werden. Durch diese Stege kann die mittlere Wanddicke der Kopfplatte (2) bis auf 3,0 mm begrenzt werden.

Zwischen den Aussteifungen (8), (8b) sind schalldurchlässige Kanäle (6) mit einer Nennweite von 2,0 mm bis 10,0 mm stochastisch verteilt angeordnet. Die Anordnung der Kanäle (6) zueinander erfolgt dabei nach akustischen und gestalterischen Aspekten. Zwischen den Kanälen (6) und auf der freien Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) ist ein Granulat (11) aus Kunststoff angeordnet, welches der Platte in diesen Bereichen der Oberfläche (5) eine hinreichende Porosität verleiht.

Der gleichfalls aus Kunststoff gefertigte Grundkörper (1) ist wannenförmig ausgebildet.
Im wannenförmigen Grundkörper (1) ist ein 25 mm starkes Vlies aus Mineralwolle eingelegt. Der Schutz des akustisch gestalteten Raumes vor austretenden Mineralwollefasern wird durch eine Aluminiumfolie realisiert, die die Seitenwände des Grundkörpers (1) formschlüssig überspannt und die, die im wannenfömigen Grundköper (1) lose eingelegte Mineralwolle einschließt.

In einer weiteren, alternativen Ausführung sind der schalenförmige Grundkörper (1) und die Kopfplatte (2) durch eine umlaufende, abdichtende Fügeverbindung miteinander verbunden. Die Fügeverbindung verhindert dabei gleichzeitig das Austreten von loser Mineral- oder Schlackewolle, die bevorzugt als Schallabsorber (4) verwendet wird. Um den Austritt von Schallabsorberpartikeln durch die Kanäle (6) der Kopfplatte (2) zu

verhindern, ist die vorzugsweise ebene Innenwand der Kopfplatte (2) mit einer akustisch leitenden Membranfolie (7) abgedichtet.

Gleichzeitig verhindert die Aluminiumfolie, die bevorzugt als Membranfolie (7) Verwendung findet, das Eindringen von Feuchtigkeit in den Schallabsorber (4), die sein Absoptionsvermögen erheblich mindern würde. Die Aluminiumfolie wird durch die aufgesetzte Kopfplatte (2) auf dem vorstehenden Rand des Grundkörpers (1) fixiert.

Im Interesse eines extremen Leichtbaus kann der Boden des wannenförmigen Grundkörpers (1) entfallen. In diesem Fall ist die als Schallabsorber (4) verwendete Mineralwolle kissenförmig ausgebildet und durch eine 50 &mgr;&eegr;&igr; starke Aluminiumfolie vollständig wasserdicht verschlossen. Um dem Grundkörper (1) trotz fehlenden Bodens eine hinreichende Eigensteifigkeit zu verleihen, sind zusätzliche Sicken oder Aussteifungen (8) in den bodennahen Bereichen oder an den Seitenflächen des Grundkörpers (1) vorgesehen.

Die Verbindung der Kopfplatte (2) mit dem Grundkörper (1) erfolgt durch eine formschlüssige, rastbare Verbindung, die beim Aufschieben der Kopfplatte (2) auf den Grundkörper (1) eine lösbare Verbindung herstellt. Die Montage der Grundkörper (1) auf einer Wand- oder Deckenfläche wird dadurch erleichtert, daß der Grundkörper (1) eine umlaufende Nut (9) aufweist. Mit Hilfe von nicht näher dargestellten Paßfedern werden die benachbarten Grundkörper (1) untereinander amtiert und in ihrer Lage fixiert. Dadurch wird die Montage der Grundkörper (1) auf größeren Flächen wesentlich vereinfacht.

Die lösbare Verbindung von Grundkörper (1) und Kopfplatte (2) ermöglicht außerdem eine Demontage und den eventuellen Austausch der aufgesetzten Kopfplatten (2). Dadurch können ggf. undichte Membranfolien (7) ersetzt werden, ohne daß der gesamte Baustein oder ein Teil der verblendeten Wand- oder Deckenfläche entfernt werden muß. Ebenso kann ein einfacher Austausch der dekorativen Kopfplatten (2) erfolgen, um veränderten architektonischen Ansprüchen zu genügen oder um eine akustische Feinabstimmung des Raumes vorzunehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 2 besteht aus einer Kopfplatte (2) aus Polypropylen, wie sie in den Figuren 3 bis 5 gezeigt wird.

Die wannenfbrmigen Kopfplatten (2) weisen im Innenraum (3) eine 30 &mgr;&eegr;&igr; starke Membranfolie (7) aus Aluminium auf, die mittels Haftkleber auf der Innenseite der Kopf-platte (2) fixiert ist. In dem wannenfbrmigen Innenraum (3) ist eine 30 mm starke Mineralwolleschicht eingelegt. Das Heraustreten der Mineralwolle aufgrund der fehlenden Rückwand der Kopfplatte (2) wird durch eine zweite, 50 &mgr;&eegr;&igr; starke Membranfolie (7) aus Aluminium verhindert, die den Innenraum (3) überspannt und umlaufend auf den seitlichen Rändern der wannenfbrmigen Kopfplatte (2) verklebt ist. Durch einen filmartigen Haftkleber, der auf der Rückseite der Kopfplatte (2) aufgebracht ist, kann eine einfache Montage auf entsprechend vorbereiteten Wand- oder Deckenflächen erfolgen.

Verzeichnis verwendeter Bezugszeichen

1	Grundkörper
2	Kopfplatte
3	Innenraum
4	Schallabsorber
5	Oberfläche (der Kopfplatte)
6	Kanal
7	Membranfolie
8	Aussteifung
9	Nut
10	Klebefuge
11	Granulat

Baustein mit schallabsorbierender Wirkung Anmelder: Qaiser Yazdani, 52222 Stolberg Siegfried Schade, 01731 Gombsen

Vertreter: Patentanwälte Kaiiuweit & Uhlemann, 01187 Dresden

Claims

Schutzansprüche

1. Baustein mit schallabsorbierender Wirkung
dadurch gekennzeichnet,

daß im Innenraum (3) des Bausteins, der von Grundkörper (1) und Kopfplatte (2) gebildet wird, ein Schallabsorber (4) angeordnet ist,

daß der Schallabsorber (4) wasserdicht abgeschlossen und mit der Kopfplatte (2) akustisch leitend verbunden ist,

daß die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) zumindest partiell porös ausgebildet ist,

daß die Wanddicke der Kopfplatte (2) zumindest lokal auf <= 9 mm reduziert ist und daß in diesen Bereichen schalldurchlässige Kanäle (6) angeordnet sind,

daß der Anteil der in Schallausbreitungsrichtung projezierten Fläche der Kanäle (6) im Verhältnis zur in Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) in den wanddickenreduzierten Bereichen 20 bis 40 % beträgt.

Siegfried Schade, 01731 Gombsen Vertreter: Patentanwälte Kailuweit & Uhlemann, 0&Pgr; 87 Dresden

2. Baustein mit schallabsorbierender Wirkung

dadurch gekennzeichnet,

daß im Innenraum (3) einer Kopfplatte (2) ein Schallabsorber (4) angeordnet

ist,

daß der Anteil der in Schallausbreitungsrichtung projizierten Fläche der Kanäle (6) im Verhältnis zur in Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) in den wanddickenreduzierten Bereichen 20 bis 40 % beträgt.

3. Baustein nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die schalldurchlässigen Kanäle (6) in den wanddickenreduzierten Bereichen der Kopfplatte (2) stochastisch angeordnet sind.

Siegfried Schade, 01731 Gombsen Vertreter: Patentanwälte Kailuweit & Uhlemann, 01^87 Dresden

4. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

die mittlere ÖfFnungsweite der schalldurchlässigen Kanäle (6) 2 mm bis 10 mm beträgt.

5. Baustein nach einem der Ansprüche Ibis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schallabsorber (4) gegenüber der Kopfplatte (2) durch eine Membranfolie (7) aus Metall oder Kunststoff abgedichtet ist.

6. Baustein nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Membranfolie (7) aus Polyeäthylen besteht.

7. Baustein nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Membranfolie (7) farbig ist.

Siegfried Schade, 01731 Gombsen Vertreter: Patentanwälte Kailuweit & Uhiemann, 01187 Dresden

8. Baustein nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kopfplatte (2) zwischen den schalldurchlässigen Kanälen (6) Aussteifungen (8) aufweist.

9. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die lokalen Wanddickenreduzierungen der Kopfplatte (2) als strukturierte Reliefs oder als gestalterische Elemente im sichtbaren Bereich der Kopfplatte (2) ausgebildet sind.

10. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbare Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) farbig gestaltet ist.

11. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfplatte (2) aus keramischem Werkstoff besteht.

12. Baustein nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus keramischem Werkstoff besteht.

13. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfplatte (2) aus Kunststoff besteht.

14. Baustein nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus Kunststoff besteht.

15. Baustein nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

daß der Grundkörper (1) aus Abfällen der Kunststofrheufertigung oder aus Recyclingkunststoff besteht.

Baustein mit schallabsorbierender Wirkung Anmelder; Qaiser Yazdani, 52222 Stolberg

16. Baustein nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kopfplatte (2) oder ihre Oberfläche (5) aus aufgeschäumtem Polypropylen besteht.

17. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schallabsorber (4) aus langfaserigen Wirrspänen aus Fertigungsresten, die bei der Herstellung von Kunststoffen anfallen oder aus wiederverwertetem und aufbereitetem Kunststoff besteht, die durch eine dünnwandige Membranfolie (7) aus Metall oder Kunststoff akustisch leitend und wasserdicht umschlossen sind.

18. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schallabsorber (4) aus Mineralwolle oder Schlackewolle besteht, die durch eine dünnwandige Membranfolie (7) aus Metall oder Kunststoff akustisch leitend und wasserdicht umschlossen ist.

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