[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft lärmdämmende Rückhaltesysteme sowie deren Verwendung
als Lärmschutzwand.
[0002] Transparente Schallschutzelemente können aus Kunststoffglasscheiben bestehen, welche
mit geeigneten Befestigungsvorrichtungen zu Schallschutzwänden verbunden werden können.
Transparente Schallschutzelemente werden in zunehmendem Maße in Bereichen eingesetzt,
in denen es gilt, die Lärmschutzmaßnahmen möglichst unauffällig durchzuführen. Dies
ist insbesondere auf Brücken und im innerstädtischen Bereich erforderlich. Solche
transparenten Lärmschutzwände werden insbesondere aus Polymethylmethacrylat (PMMA)
gefertigt bzw. aus auf PMMA basierenden Formmassen, da dieses Material eine hervorragende
Transparenz und optische Eigenschaften sowie eine gute Schalldämmung bei guten physikalisch-mechanischen
Eigenschaften (Steinwurfresistenz) hat. Aus dem
DE-G 90 10 087.5 ist bekannt, daß in Kunststoffglasscheiben, die gleichzeitig ein einzelnes Schallschutzelement
darstellen, Kunststoffäden eingezogen sein können, die im Falle eines Bruches der
Kunststoffglasscheibe die einzelnen Bruchstücke halten und am Herabfallen hindern
können.
[0003] Des weiteren beschreibt
EP-A-0 559 075 Lärmschutzelemente aus Acrylglas, die eingebettete Spiralen enthalten, um ein Zersplittern
der Lärmschutzwand bei Bruch zu verhindern. Die Innenräume der Spiralen, die Stahlfedern
enthalten, sind wenigstens zu einem Teil ihres Querschnitts hohl oder mit einem verformbaren
Medium, beispielsweise Öl, gefüllt. Durch diese Maßnahmen soll erreicht werden, daß
bei einem Aufprall entstehende Bruchstücke zusammengehalten werden. Für die Lehre
der Druckschrift
EP-A-0 559 075 ist wesentlich, daß die Spiralfedern eine hohe Beweglichkeit innerhalb der Kunststoffmatrix
aufweisen. Diese hohe Beweglichkeit wird durch die zuvor erwähnten Hohlräume gewährleistet.
[0004] EP-A-0 559 075 führt hierzu aus, daß Stahlfedern ein hohes Elastizitätsmodul aufweisen. Hierdurch
nehmen die Zugkräfte schon bei geringer Dehnung so schnell zu, daß die Reißfestigkeit
beim Bruch der Platten überschritten werden kann. Die in
EP-A-0 559 075 beschriebenen Hohlräume können durch Verdrängungskörper geschaffen werden, die nach
Herstellung der Platten herausgezogen werden. In
EP-A-0 559 075 finden sich keine Hinweise auf eine Kunststoffschicht, die zwischen den Stahlfedern
und der Kunststoffmatrix angeordnet ist.
Nachteilig an einem Gegenstand gemäß
EP-A-0 559 075 ist insbesondere der hohe Fertigungsaufwand dieser Acrylglasplatten. So muß beispielsweise
ein zunächst eingegossener Verdrängungskörper vorsichtig aus der Platte entfernt werden,
bevor der hierdurch entstandene Hohlraum beispielsweise mit Öl gefüllt werden kann.
Des weiteren baut sich das Öl durch Bewitterung im allgemeinen rasch ab. Dies kann
zu optischen Beeinträchtigungen der Schallschutzwand führen. Wird kein Öl in die Hohlräume
gefüllt, so besteht die Gefahr, daß Wasser eindringt, das insbesondere im Winter zur
Beschädigung der Wand führen kann. Friert in die Hohlräume eingedrungenes Wasser ein,
so kann die Wand hierdurch zerstört werden.
[0005] Darüber hinaus verhindern die zuvor genannten Schallschutzwände lediglich ein Zersplittern
der Lärmschutzwand. Trifft ein Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit auf eine bekannte
Acrylglasplatte, so durchschlägt das Auto im allgemeinen die Lärmschutzwand. Hierbei
ist zu berücksichtigen, daß die hohe Beweglichkeit der Spiralfedern zu einem Herauslösen
der Federn führen kann. Zusätzliche Vorrichtungen, die ein Herauslösen verhindern
könnten sind in
EP-A-0 559 075 nicht beschrieben. Derartige Vorrichtungen müßten jedoch eine unmittelbaren Verbindung
zu den Stahldrähten haben, so daß die Gefahr entsteht, daß Wasser in die Hohlräume
eintritt. Des weiteren müßten derartige Vorrichtungen aus hochwertigem Metall bestehen
und aufwendig konstruiert sein. Dementsprechend wäre eine solche Vorrichtung aufwendig
und sehr teuer.
[0006] Für viele Anwendung ist ein derartiges Verhalten der Lärmschutzwand bei Bruch nicht
akzeptable. Insbesondere auf Brücken oder in Parkhäusern muß ein Durchschlagen der
Wand bei einem Aufprall vermieden werden.
[0007] Unter Berücksichtigung der zuvor dargestellten Nachteile, die eine Konstruktion ausgehend
von
EP-A-0 559 075 mit sich bringt, wird dieses Ziel nach bisherigem Stand der Technik durch zusätzliche
Rückhaltesysteme erreicht, die jedoch den zuvor beschriebenen optischen Vorteil der
Acrylglasplatten gegenüber Lärmschutzwänden aus Beton zunichte machen. Darüber hinaus
sind bedeuten diese zusätzlichen Systeme hohe Montage- und Wartungskosten.
[0008] In Anbetracht des hierin angegebenen und diskutierten Standes der Technik war es
mithin Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein lärmdämmendes Rückhaltesystem zur Verfügung
zu stellen, das besonders kostengünstig gewartet und montiert werden kann.
[0009] Eine weitere Aufgabe vorliegenden Erfindung bestand darin ein lärmdämmendes, ästhetisch
ansprechendes Rückhaltesystem anzugeben, das besonders kostengünstig hergestellt werden
kann. Des weiteren lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rückhaltesystem bereitzustellen,
das schönen ästhetischen Eindruck einer Lärmschutzwand aus Acrylglas nicht oder nur
in geringem Maß beeinträchtigen.
[0010] Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung bestand darin, lärmdämmende Rückhaltesysteme
zu schaffen, die eine besonders hohe Witterungsbeständigkeit aufweisen.
[0011] Gelöst werden diese Aufgaben sowie weitere, die zwar nicht wörtlich genannt werden,
sich aber aus den hierin diskutierten Zusammenhängen wie selbstverständlich ableiten
lassen oder sich aus diesen zwangsläufig ergeben, durch die in Anspruch 1 beschriebenen
lärmdämmenden Rückhaltesysteme.
[0012] Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Rückhaltesysteme werden in den auf
Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Hinsichtlich einer Verwendung der Rückhaltesysteme liefert Anspruch 17 eine Lösung
der zugrundeliegenden Aufgabe.
[0013] Dadurch, daß bei einer transparenten Acrylglasplatte, die mindestens ein eingebettetes
Metallseil enthält, wobei zwischen der Oberfläche des Metallseils und der transparenten
Acrylglasmatrix zumindest teilweise eine Kunststoffschicht vorgesehen ist, gelingt
es auf überraschende und nicht ohne weiteres vorhersehbare Weise, ein lärmdämmendes
Rückhaltesystem zur Verfügung zu stellen, das besonders kostengünstig gewartet und
montiert werden kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß ein zusätzlicher Montageschritt
entfällt und die Lärmschutzwand im Vergleich zu herkömmlichen Rückhaltesystemen praktisch
wartungsfrei ist.
[0014] Des weiteren lassen sich die Lärmschutzwände der vorliegenden Erfindung besonders
einfach und kostengünstig herstellen. Das in die Acrylglasplatten integrierte Rückhaltesystem
zeichnet sich durch eine besonders hohe Witterungsbeständigkeit aus, da es vollständig
von Kunststoff umgeben ist.
[0015] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff Rückhaltesystem eine
Vorrichtung, die geeignet ist, einen auftreffenden Gegenstand, beispielsweise ein
Fahrzeug, am Durchbrechen der Vorrichtung zu hindern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
kann ein erfindungsgemäßes Rückhaltesystem verhindern, daß ein senkrecht auf das System
aufprallender Gegenstand, der eine Geschwindigkeit von mindestens 5, vorzugsweise
mindestens 7 Meter pro Sekunde und eine Energie von mindestens 5000 Joule, vorzugsweise
mindestens 7000 Joule aufweist, das System durchbricht und so wirksam zurückgehalten
wird.
[0016] Die transparenten Kunststoffplatten aus Acrylglas sind dem Fachmann an sich bekannt.
Diese Platten können beispielsweise aus Methylmethacrylat-Sirup gegossen werden. Typische
Scheibendicken liegen bei 4 bis 40 mm, bevorzugt sind 12 bis 25 mm. Die Scheiben werden
üblicherweise in einer Größe von 1,5 m x 1 m bis 2 m x 3 m gefertigt, für spezielle
Anwendungen sind auch größere oder kleinere Ausführungen möglich.
[0017] Die Scheiben sind üblicherweise weitgehend klar durchsichtig (transparent), vorzugsweise
farblos oder leicht, z. B. rauchbraun, getönt. Die farblosen, glasklar durchsichtigen
Kunststoffscheiben haben üblicherweise einen Transmissionsgrad von mindestens 70 %,
vorteilhaft ist eine Transmission von 90 bis 95 %. Getönte Ausführungen haben üblicherweise
einen Transmissionsgrad von 45 bis 75 %, üblicherweise zwischen 50 und 60 %.
[0018] Zur Herstellung Kunststoffschicht kann jeder polymere Werkstoff verwendet werden,
wobei jedoch die Kunststoffschicht von der Acrylglasmatrix unterscheidbar sein muß,
die die Kunststoffschicht umgibt. Bevorzugt sind jedoch Kunststoffe, die mit dem Acrylglas
unverträglich sind. Dementsprechend eignen sich insbesondere aus Polyamide, Polyester
und/oder Polypropylen zur Herstellung der Kunststoffschicht. Die Dicke der Kunststoffschicht
kann in weiten Bereichen schwanken. Im allgemeinen liegt die Dicke aber im Bereich
von 50 µm bis 1 mm, vorzugsweise von 100 µm bis 500 µm, ohne daß hierdurch eine Beschränkung
erfolgen soll.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Begriff Metallseil weit zu verstehen.
Das Metallseil kann dementsprechend ein monofiler Draht sein. Des weiteren kann das
Seil auch durch Verzwirnen mehrerer Drähte erhalten werden, so daß das Metallseil
ein Polyfilament darstellt.
[0019] Die Festigkeit des Metallseils hängt unter anderem vom Einsatzzweck der Lärmschutzwand
sowie der Anzahl der in der möglichen Aufschlagzone vorhandenen Seile ab. Im allgemeinen
weist das Metallseil eine Reißfestigkeit im Bereich von 1000 N bis 100 000 N, vorzugsweise
von 1500 N bis 10 000 N, ein Elastizitätsmodul im Bereich von 50 000 N/mm
2 bis 1 000 000 N/mm
2, vorzugsweise von 80 000 N/mm
2 bis 500 000 N/mm
2 sowie eine Zugfestigkeit im Bereich von 50 000 N/mm
2 bis 1 000 000 N/mm
2, vorzugsweise von 80 000 N/mm
2 bis 500 000 N/mm
2 auf, ohne daß hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Die mechanischen Eigenschaften
werden gemäß den üblichen Normen bestimmt, wie diese durch bekannte Institute festgelegt
und beschrieben sind. Hierzu gehören unter anderem die Normen DIN EN 10002-1 und DIN
53 423 .
[0020] Das Metall aus dem die Seile bestehen ist unkritisch. Gemäß einer besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sollte das Metall neben guten mechanischen Eigenschaften
eine hohe Witterungsbeständigkeit aufweisen. Geeignet sind dementsprechend insbesondere
Metallegierungen, die Eisen umfassen, wie beispielsweise Stahl, der in bevorzugter
Ausführungsform rostfrei ausgestaltet ist. Des weiteren sollte der Wärmeausdehnungskoeffizient
des Metalls im Bereich von dem des Matrixkunststoffes liegen, um auf Temperaturschwankungen
zurückzuführende Spannungen zu vermeiden.
Die Querschnittsform des Metallseils ist nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung.
So können Seile mit rundem, ovalem, rechteckigem oder quadratischem Querschnitt eingesetzt
werden.
[0021] Je nach gewünschter Festigkeit des Metalls, der Anzahl der Fäden pro Fläche und dem
Einsatzzweck kann die Querschnittsfläche des Metallseils in weiten Bereichen schwanken.
Im allgemeinen liegt die Querschnittsfläche aber in einem Bereich von 0,3 mm
2 bis 20 mm
2 , 0,8 mm
2 bis 7 mm
2 . Ein Metallseil mit einem runden Querschnitt weist dementsprechend etwa einen Durchmesser
im Bereich von 0,6 mm bis 5 mm, vorzugsweise 1 bis 3 mm auf, ohne daß dies die Erfindung
beschränken soll.
[0022] Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Kunststoffschicht auf das Metallseil
aufgebracht. Die Herstellung dieser besonderen Ausführungsform ist besonders einfach,
da lediglich mit Kunststoff beschichtete Metallseile in eine Gußform auf bekannte
Weise eingebracht werden müssen.
[0023] Erfindungsgemäß ist zwischen dem Metallseil und der Acrylglasmatrix zumindest teilweise
eine Kunststoffschicht vorgesehen. Der Anteil der Oberfläche des Metallseils den die
Kunststoffschicht bedeckt, kann in weiten Bereichen schwanken. Im allgemeinen werden
mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90% der Oberfläche des Metallseils bedeckt.
Der Begriff bedecken ist im Rahmen der Erfindung so zu verstehen, daß rechnerisch
die dem Metallseil zugewandte Oberfläche der Kunststoffschicht mindestens 80% bzw.
mindestens 90% der Metallseiloberfläche ohne querschnittsformbedingte Einbuchtungen
entspricht, wobei 100% eine vollständige Ummantelung des Metallseils darstellt. Dementsprechend
steht das Metallseil gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform höchstens mit 20%
der Metallseil-Oberfläche, vorzugsweise höchstens mit 10% der Oberfläche in Kontakt
mit der Acrylglasmatrix. Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist das Metallseil
vollständig von einer Kunststoffschicht umgeben bzw. ummantelt.
[0024] Die Auszugskräfte für den Stahldraht aus der Acrylglasmatrix sind im allgemeinen
größer als 50 N, vorzugsweise größer als 100 N, ohne daß hierdurch eine Beschränkung
erfolgen soll. Diese Kraft wird auf bekannte Weise bestimmt, indem freiliegendes Metallseil
mit Kräften belastet wird. Die zum Auszug der Seile mindestens notwendige Kraft wird
als Auszugskraft definiert.
[0025] Je nach Einsatzzweck kann die Zahl der in der Acrylglasplatte vorhandenen Metallseilen
in weiten Bereichen schwanken. So kann ein besonders reißfestes Metallseil, das parallel
zur Erdoberfläche ausgerichtet ist, genügen. Im allgemeinen werden jedoch mehrere
Seile eingesetzt, die parallel zueinander angeordnet sein können. Falls die Seile
parallel zur Erdoberfläche angeordnet sind, werden jedoch Anordnungen bevorzugt, die
eine inhomogene Verteilung der Seile vorsehen. Hierbei sind in Bodennähe mehr Metallseile
vorhanden als am oberen Rand der Platte.
[0026] Die Metallseile können in gerader Linie parallel zur Oberfläche der Acrylglasmatrix
oder mit einer Auslenkung von einer durch die Enden der Seile gedachten geraden Linie
angeordnet sein.
[0027] Diese gewissermaßen "durchhängende" Positionierung der Metallseile in der Acrylglasmatrix
führt unter bestimmten Umständen zu einem vorteilhafteren Verhalten der als Lärmschutzwand
geeigneten erfindungsgemäßen Platten bei den einschlägigen Tests, wie sie dem Fachmann
aus den entsprechenden Normen bekannt sind. Mit maximaler Auslenkung ist im Sinne
der Erfindung der größte Abstand des Seils von einer gedachten Linie gemeint, welche
sich zwischen den beiden Enden des jeweiligen Seils ergibt.
Im allgemeinen beträgt die maximale Auslenkung bei einer durchhängenden Positionierung
der Seile mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 3 mm und besonders bevorzugt mindestens
5 mm.
[0028] Die maximale Auslenkung darf dabei nicht dazu führen, daß das Seil außerhalb der
Platte zu liegen kommt, vielmehr wird im Rahmen der Erfindung immer gewährleistet,
daß die Metallseile auch tatsächlich eingebettet sind. Die maximale Auslenkung, oder
auch vereinfacht als Durchbiegung des Metallseils bezeichnet, kann deswegen nicht
größer sein als Plattendicke vermindert um den Durchmesser des Seils.
[0029] Die Auslenkung des Metallseils kann gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform
im wesentlichen senkrecht zur Plattenebene sein. Eine solche Gestaltung der eingebetteten
Seile ist beispielsweise dadurch erzielbar, daß die Seile unter dem Einfluß der Schwerkraft
nach einem liegenden Kammerverfahren in eine Acrylglasformmasse zu Gießzwecken eingebettet
werden.
[0030] Alternativ zu dieser Ausführungsform kann es auch bevorzugt sein, daß die Auslenkung
der Metallseile im wesentlichen parallel zur Plattenebene ist. Eine solche Ausgestaltung
der Fadenanordnung ergibt sich beispielsweise zwanglos dadurch, daß die Platten nach
dem sogenannten Rostero-Verfahren gegossen werden. Bei senkrecht stehenden Kammern,
wie es gemäß diesem Verfahren üblich ist, biegen sich oder hängen die Seile unter
dem Einfluß der Schwerkraft parallel zur Plattenebene durch.
[0031] Noch eine zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Platten sieht vor, daß
die Platte Seile enthält, deren Auslenkung im wesentlichen senkrecht zur Plattenebene
ist, und daß die Platte Seile enthält, deren Auslenkung im wesentlichen parallel zur
Plattenebene ist. Eine solche Anordnung der Metallseile ist beispielsweise dadurch
erhältlich, daß man zwei verschieden lange Seile verwendet und deshalb das eine Seil
nahezu parallel zur Glasoberfläche, bzw. das andere Seil eine Auslenkung senkrecht
zur Plattenebene aufweist.
Auch lassen sich zwei 15 mm Platten mit jeweils senkrechter bzw. paralleler Auslenkung
zur Glasoberfläche zu einer 30 mm starken Platte zusammenkleben, und damit wird eine
erfindungsgemäße Platte erhalten.Ein besonderer Fall besteht durch ein gerollt eingebettetes
Metallseil, dieses weist ein besonders günstiges Bruchverhalten auf.
[0032] Je nach Vorgehensweise und Herstellung der erfindungsgemäßen Platten ist demnach
eine annähernd beliebige Ausrichtung der Metallseile in der Polymermatrix möglich.
So kann neben einer senkrechten oder parallelen Anordnung zur Plattenebene auch eine
Auslenkung erzielt werden, welche in freier Abstufung beliebig zwischen diesen Grenzwerten
liegt.
[0033] Gemäß der Erfindung können die Seile im wesentlichen parallel zu einer der Oberflächen
der Platte verlaufen.
[0034] Darüber hinaus ermöglicht es die Erfindung auch, Seile in die Polymermatrix einzubetten,
die nicht parallel zu einer Oberfläche verlaufen, sondern die beispielsweise quer
verlaufend eingebettet sind.
[0035] Dies bedeutet, daß im Hinblick auf die erste Variante in einer besonders günstigen
Ausführungsform die Seilenden wenigstens eines Seils im wesentlichen denselben Abstand
zu einer Oberfläche in Plattenebene und/oder zu einer der Kanten der Platte aufweisen.
Sofern die vorgenannte Bedingung erfüllt ist, sind die Seile im wesentlichen parallel
zu einer Oberfläche in Plattenebene und/oder zu einer der Kanten der Platte eingebettet.
[0036] Alternativ dazu können im Hinblick auf die zweite Variante auch Ausführungsformen
bevorzugt sein, worin der Abstand der Seilenden wenigstens eines Seils zu einer Oberfläche
in Plattenebene und/oder zu einer der Kanten der Platte verschieden ist.
[0037] Nachfolgend werden die zuvor beschriebenen besonderen Ausgestaltungen der vorliegenden
Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Verweis auf die beigefügten Figuren
eingehender erläutert.
[0038] In den Figuren zeigen
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch ein Lärmschutzelement mit einer ersten Seilanordnung;
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch ein Lärmschutzelement mit einer zweiten Seilanordnung;
- Fig. 3
- einen Querschnitt durch ein Lärmschutzelement mit einer dritten Seilanordnung;
- Fig. 4a, b
- einen Querschnitt durch ein Lärmschutzelement mit einer vierten Seilanordnung sowie
einen Schnitt längs der Linie A-A aus 4a;
- Fig. 5a, b
- einen Querschnitt durch ein Lärmschutzelement mit einer fünften Seilanordnung sowie
einen Schnitt längs der Linie A-A aus 5a;
- Fig. 6a, b
- einen Querschnitt durch ein Lärmschutzelement mit einer sechsten Seilanordnung sowie
einen Schnitt längs der Linie A-A aus 6a;
- Fig. 7
- einen Querschnitt durch ein Lärmschutzelement mit einer siebten Seilanordnung;
- Fig. 8
- einen Querschnitt durch ein Lärmschutzelement mit einer achten Seilanordnung;
- Fig. 9
- einen Querschnitt durch ein Lärmschutzelement mit einer neunten Seilanordnung; und
- Fig. 10
- in perspektivischer Aufsicht eine nach dem Rosteroprozess hergestellte Platte mit
senkrecht zur Plattenebene ausgelenkten eingebetteten Metallseilen.
[0039] Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die Kunststoffschichten, die zwischen der
Acrylglasmatrix und den Metallseilen vorgesehen sind, in den Figuren nicht dargestellt.
[0040] In Figur 1 bedeutet das Bezugszeichen 1 eine Platte aus Acrylglas mit eingebetteten
Metallseilen, die zumindest teilweise mit einer Kunststoffummantelung versehen sind.
Bezugszeichen 2 meint die Polymermatrix, während Bezugszeichen 3 ein Metallseil bezeichnet.
4 und 4' kennzeichnen Seilanfang und -ende. Der Abstand von Seilanfang und Seilende
zur Oberfläche 5 ist gleich groß, ebenso wie der Abstand von Seilanfang und Seilende
zu der Oberfläche 6. Man erkennt, daß der Faden 3 auf halber Strecke zwischen Seilanfang
4 und Seilende 4' eine maximale Auslenkung, d. h. Abweichung von der gedachten Verbindungslinie,
d. h. der Geraden zwischen 4 und 4', aufweist.
In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform zu erkennen, welche zwar auch einen identischen
Abstand von 4 und 4' zu der Oberfläche 5 bzw. zu der Oberfläche 6 zeigt, allerdings
sind die Abstände zu den beiden Oberflächen 5 und 6 voneinander verschieden. D. h.,
das gezeigte Seil ist nicht mittig, also nicht symmetrisch, vielmehr ist das gezeigte
Seil unsymmetrisch eingebettet.
[0041] Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform handelt es sich um ein "schräg"
in eine Polymermatrix eingebettetes Seil, das zumindest teilweise mit einer Kunststoffummantelung
versehen ist. Hier wird insbesondere das Merkmal erfüllt, daß der Abstand der Fadenenden
4 und 4' eines Fadens zu ein und derselben Oberfläche in Plattenebene (Flächen 5 oder
6) verschieden ist.
[0042] Eine weitere Ausgestaltung der Seilanordnungen wird durch die Figur 4 belegt. Hierbei
handelt es sich um zwei sichtbar eingebettete zumindest teilweise mit Kunststoff ummantelte
Seile 3 und 3', welche alternierend angeordnet sind. D. h., daß ein Seil 3' stärker
"durchhängt" oder "ausgelenkt" ist als das andere sichtbar dargestellte Seil 3. Es
versteht sich, daß die beiden dargestellten Seile 3 und 3' stellvertretend für eine
Reihe von Fäden in der Platte sein können. Außerdem ist klar, daß auch eines der Seile
in etwa ohne nennenswerte Auslenkung oder ohne nennenswertes Durchhängen eingebettet
sein kann, während das zweite dargestellte Seil (Bezugszeichen 3') relativ stark aus
der Normallage ausgelenkt ist. In Figur 4b wird die Lage der Seile 3 und 3' durch
einen Schnitt längs der Linie A-A aus Figur 4a näher erläutert.
[0043] Noch eine weitere Variante der Lärmschutzelemente zeigt Figur 5. Hierin handelt es
sich um eine mehrlagige Anordnung von Seilen übereinander. Diese können direkt übereinander
durchhängend angeordnet sein, es sind allerdings auch Ausführungsformen mit mehrlagig
versetzten Seilen zur Erfindung gehörig.
[0044] Ebenso wie in den vorhergehenden Figuren 4a,b und 5a,b zeigt auch die Figur 6 nicht
nur im Querschnitt sondern auch in der Draufsicht eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Anordnung von Metallseilen, die zumindest teilweise mit einer Kunststoffschicht versehen
sind. Die Abbildungen 6a,b verdeutlichen, daß auch eine netzförmige Anordnung von
durchhängenden Fäden möglich ist.
[0045] Die Figur 7 verdeutlicht im Querschnitt bei einer weiteren Ausführungsform die maximale
Durchbiegung eines Seils, das zumindest teilweise mit einer Kunststoffoberfläche versehen
ist. Diese beträgt maximal die Plattendicke vermindert um die Seildicke.
[0046] Noch eine Ausführungsform ist der Abbildung 8 zu entnehmen. Hier wird im Querschnitt
eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher die Auslenkung von Faden zu Faden variiert.
Die maximale Auslenkung nimmt beispielsweise bei einer Plattendicke von etwa 20 mm
von 1 mm beim am meisten gespannten Seil bis zu 19 mm bei demjenigen Seil mit der
maximalen Durchbiegung zu.
[0047] Schließlich wird gemäß Figur 9 noch eine im Rahmen der Erfindung mögliche Ausführungsform
verdeutlicht. Im Querschnitt ist eine wellenförmige Anordnung des Seils zu erkennen.
[0048] Schließlich verdeutlicht die Figur 10 eine Ausführüngsform, bei welcher die Anordnung
der eingebetteten Metallseile so ist, daß diese eine Durchhängung oder maximale Auslenkung
aufweisen, welche parallel zur Plattenebene verläuft. Wie bereits angedeutet, ist
eine solche Anordnung der Fäden beispielsweise beim Rosteroprozess ohne weiteres erhältlich.
[0049] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen Acrylglasplatten
zusätzlich Fäden aus Kunststoff. Durch diese Maßnahme kann die Splitterbindung in
einem unerwartet hohen Maß verbessert werden.
[0050] Die eingebetteten Fäden aus Kunststoff bestehen üblicherweise aus einem mit der Polymermatrix
der Acrylglasscheibe unverträglichen Kunststoff, beispielsweise sind Polyamidfäden
oder Polypropylenfäden geeignet. Bevorzugt sind monofile Fäden, d. h. Monofilamente.
Üblicherweise verlaufen die Fäden in der Kunststoffscheibe horizontal, da die Scheiben
seitlich eingespannt werden; der Zusammenhalt im Falle eines Bruches ist dann besonders
günstig. In der Regel werden die Fäden parallel zueinander verlegt. Falls gewünscht
oder erforderlich können zwei Lagen von Fäden in die Scheibe eingebracht werden, die
dann vorzugsweise in zwei Richtungen verlaufen, wobei ein Winkel von 90° zwischen
Fäden unterschiedlicher Lagen besonders vorteilhaft ist. Eine solche Ausführung sieht
von außen betrachtet aus wie ein Gittergewebe.
Allerdings ist es auch möglich, die Fäden dergestalt einzubetten, daß zumindest einer
der eingebetteten Fäden eine maximale Auslenkung von 1 mm oder mehr von einer durch
die Enden des Fadens gedachten geraden Linie aufweist. Die gewissermaßen durchhängende
Positionierung der Kunststoffäden in der Acrylglasmatrix führt unter bestimmten Umständen
zu einem vorteilhafteren Verhalten der als Lärmschutzwand geeigneten Platten bei den
einschlägigen Tests, wie sie dem Fachmann aus den entsprechenden Normen bekannt sind.
Hierbei sei auf die Anordnung der durchhängend positionierten Stahlseile verwiesen.
[0051] Die Kunststoffäden können unter anderem parallel zu den Metallfäden ausgerichtet
sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Fäden aus Kunststoff und
die Metallseile einen Winkel im Bereich von 45° bis 90°.
[0052] Verwendung finden die erfindungsgemäßen Platten als Lärmschutzwand, beispielsweise
in Parkhäusern sowie auf innerstädtischen Brücken.
[0053] Nachfolgend wird die Erfindung durch ein Beispiel und ein Vergleichsbeispiel eingehender
erläutert, ohne daß die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt werden soll.
Beispiel 1
[0054] Zur Herstellung einer Acrylglasplatte wurde aus zwei 2 x 3 m großen Platten aus poliertem
Silikatglas mit Hilfe einer 20 mm umlaufenden Dichtung eine Kammer gebildet. In diese
Kammer wurden in einem Abstand von jeweils 30 mm parallel zueinander monofile Polyamidfäden
mit einem Durchmesser von 2 mm eingespannt. In einem Winkel von 90° zu den Polyamidfäden
wurden mit Polyamid beschichtete Stahlseile eingelegt. Die Stahlseile wiesen ein E-Modul
von 10 000 kg/mm
2, eine Zugfestigkeit von 170 kg und eine Reißfestigkeit von 230 kg auf.
Danach wurde in die Kammer Methylmethacrylatsirup, der einen radikalbildenden Initiator
erhielt, eingefüllt. Die gefüllte Kammer wurde in ein Wasserbad gebracht, und der
Sirup wurde durch Wärmezufuhr zu einer Platte aus hochmolekularem Polymethylmethacrylat
ausgehärtet. Die Kammer wurde liegend polymerisiert. Nach dem Entformen ergab das
eine etwa 2 x 3 m große und 20 mm dicke gegossene Acrylglasplatte mit eingebetteten
Polyamid-beschichteten Stahlseilen und Polyamidfäden. Die Auszugskräfte für den Stahldraht
aus der Matrix waren größer als 100 N.
Die so erhaltene Platte wurde einem Pendelversuch unterzogen. Im Prinzip wird zur
Durchführung dieses Testes eine Stahlbirne von 300 kg auf 2,64 Meter angehoben und
damit die Platte zerstört. Die Birne besteht aus zwei stumpf verschweißten Kugelstümpfen.
Die Aufprallgeschwindigkeit betrug 7,2 m pro Sekunde, die Energie 7776 Joule.
[0055] Die 2 x 3 m großen Platten werden dreiseitig in eine Stahlrahmenkonstruktion eingebaut.
An jeder Ecke der Platte befindet sich in einem Abstand von 15 cm ein Loch, das zur
Aufnahme der Fangsicherung dient, d. h., es wird ein Stahlseil verwendet, das durch
die vier Löcher der Acrylglasplatte gezogen wird und an der Rahmenkonstruktion befestigt
ist. Dieser Aufbau entspricht der normalen Montage einer transparenten Lärmschutzwand.
Die Plattenseite war mit einem Gummiprofil versehen. Die Anordnung der Stahlseile
war horizontal.
[0056] Die Acrylglasscheibe wurde mit der "Birne", die aus 2,64 m Höhe auf die Platte trifft,
zerstört. Wesentlich war jedoch, daß der Anstoßkörper nicht durch die Halterung schwingen
konnte, sondern zurückgehalten wurde.
Vergleichsbeispiel 1
[0057] Das Beispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt. Allerdings wurden Stahlseile mit
den gleichen mechanischen Eigenschaften verwendet, die keine Polyamidummantelung aufwiesen.
[0058] Der Pendelversuch zeigt ein Durchschwingen des Pendelkörpers, so daß diese Acrylglasplatte
nicht als Rückhaltesystem dienen kann.
1. Lärmdämmendes Rückhaltesystem aufweisend mindestens eine transparente Acrylglasplatte,
die mindestens ein eingebettetes Metallseil enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Oberfläche des Metallseils und der transparenten Acrylglasmatrix zumindest
teilweise eine Kunststoffschicht vorgesehen ist.
2. Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht mit der Acrylglasmatrix der Platte unverträglich ist.
3. Rückhaltesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht aus Polyamid, Polyester und/oder Polypropylen ist.
4. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Kunststoffschicht im Bereich von 50 µm bis 1 mm liegt.
5. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallseil eine Reißfestigkeit im Bereich von 1000 N bis 100 000 N aufweist.
6. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallseil ein Elastizitätsmodul im Bereich von 50 000 N/mm2 bis 1 000 000 N/mm2 aufweist.
7. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallseil einen Durchmesser im Bereich von 0,6 mm bis 3 mm aufweist.
8. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallseil Eisen aufweist.
9. Rückhaltesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallseil aus Stahl ist.
10. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallseil ein Monofilament ist.
11. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallseil ein Polyfilament ist.
12. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht auf das Metallseil aufgebracht ist.
13. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht mindestens 80 % der Oberfläche des Metallseils bedeckt.
14. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Acrylglasplatte eine Mehrzahl von Metallseilen enthält, die parallel zueinander
angeordnet sind.
15. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Acrylglasplatte zusätzlich Fäden aus Kunststoff umfaßt.
16. Rückhaltesystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus Kunststoff und die Metallseile einen Winkel im Bereich von 45° bis
90° bilden.
17. Verwendung eines Rückhaltesystems nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16
als Lärmschutzwand.
1. Sound-deadening retention system having at least one transparent acrylic sheet which
comprises at least one embedded metal cable, characterized in that between the surface of the metal cable and the transparent acrylic matrix there is,
at least in part, a synthetic polymer layer.
2. Retention system according to Claim 1, characterized in that the synthetic polymer layer is incompatible with the acrylic matrix of the sheet.
3. Retention system according to Claim 2, characterized in that the synthetic polymer layer is composed of polyamide, polyester and/or polypropylene.
4. Retention system according to one of more of the preceding claims, characterized in that the thickness of the synthetic polymer layer is in the range from 50 µm to 1 mm.
5. Retention system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the metal cable has an ultimate tensile strength in the range from 1 000 N to 100
000 N.
6. Retention system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the metal cable has a modulus of elasticity in the range from 50 000 N/mm2 to 1 000 000 N/mm2.
7. Retention system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the metal cable has a diameter in the range from 0.6 mm to 3 mm.
8. Retention system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the metal cable comprises iron.
9. Retention system according to Claim 7, characterized in that the metal cable is composed of steel.
10. Retention system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the metal cable is a monofilament.
11. Retention system according to one or more of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the metal cable is a polyfilament.
12. Retention system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the synthetic polymer layer has been applied to the metal cable.
13. Retention system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the synthetic polymer layer covers at least 80% of the surface of the metal cable.
14. Retention system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the acrylic sheet comprises a plurality of metal cables arranged parallel to one
another.
15. Retention system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the acrylic sheet also encompasses threads composed of synthetic polymer.
16. Retention system according to Claim 14, characterized in that the threads composed of synthetic polymer and the metal cables form an angle in the
range from 45° to 90°.
17. Use of a retention system according to one of more of Claims 1 to 15 as a noise barrier.
1. Système de retenue amortisseur de bruit, présentant au moins une plaque transparente
en verre acrylique qui contient au moins un câble métallique noyé, caractérisé en ce qu'entre la surface du câble métallique et la matrice transparente en verre acrylique,
il est prévu au moins partiellement une couche de matière plastique.
2. Système de retenue selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matière plastique est incompatible avec la matrice en verre acrylique
de la plaque.
3. Système de retenue selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche de matière plastique est en polyamide, polyester et/ou polypropylène.
4. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de matière plastique se situe dans la plage allant de 50
µm à 1 mm.
5. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le câble métallique a une résistance à la rupture se situant dans la plage de 1000
N à 100 000 N.
6. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le câble métallique présente un module d'élasticité se situant dans la plage de 50
000 N/mm2 à 1 000 000 N/mm2.
7. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le câble métallique présente un diamètre se situant dans la plage de 0,6 mm à 3 mm.
8. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le câble métallique contient du fer.
9. Système de retenue selon la revendication 8, caractérisé en ce que le câble métallique est en acier.
10. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le câble métallique est un monofilament.
11. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes
1 à 9, caractérisé en ce que le câble métallique est un polyfilament.
12. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la couche de matière plastique est appliquée sur le câble métallique.
13. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la couche de matière plastique recouvre au moins 80 % de la surface du câble métallique.
14. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la plaque de verre acrylique contient une pluralité de câbles métalliques qui sont
disposés parallèlement les uns aux autres.
15. Système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la plaque de verre acrylique comprend en outre des fils de matière plastique.
16. Système de retenue selon la revendication 15, caractérisé en ce que les fils de matière plastique et les câbles métalliques forment un angle compris
entre 45° et 90°.
17. Utilisation d'un système de retenue selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications
1 à 16 comme paroi d'isolation phonique.