ПОДПРУЖИНЕННАЯ ПОДВЕСКА ДЛЯ ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
SPRING-LOADED SUSPENSION FOR SOUND-INSULATION ELEMENTS

Настоящее изобретение относится к устройству для подвешивания звукоизоляционных элементов. Звукоизоляционные элементы закрепляются с помощью устройства для подвешивания на несущей конструкции и образуют совместно с несущей конструкцией и, возможно, цоколем звукоизоляционную стену.
Звукоизоляционные элементы могут быть изготовлены, например, из однослойного безопасного стекла (ESG), многослойного безопасного стекла (VSG), пластмасс, таких как, например, поливинилхлорид (ПВХ) или переработанный для вторичного использования поливинилхлорид, из многослойных материалов, таких как, например, ламинаты из алюминия и поливинилхлорида.
Звукоизоляционные элементы могут быть выполнены в виде звукопоглощающих или звукоотражающих материалов. С этой целью звукоизоляционные элементы могут быть также наполнены звукопоглощающими материалами. Звукоизоляционные элементы могут быть выполнены как в виде прозрачных, так и просвечивающихся, а также непрозрачных элементов. Прозрачные звукоизоляционные элементы могут состоять, например, из литого или полученного путем экструзии органического стекла на основе полиметилметакрилата. Органическое стекло на основе полиметилметакрилата также может быть окрашено и снабжено метками против полета птиц или усилительными элементами.
В качестве материала для звукоизоляционных элементов также могут применяться наряду с полиметилметакрилатом все подходящие прозрачные, полупрозрачные или непрозрачные пластмассы, такие как, например, поликарбонат (ПК) или полиэтилентерефталат (ПЭТ).

Звукозащитные элементы из органического стекла на основе полиметилметакрилата введены в торговый оборот фирмой Röhm GmbH & Со. KG под названием PLEXIGLAS-Soundstop.
Все чаще появляется требование безрамной подвески для прозрачных звукоизоляционных элементов из акриловых стеклянных плит. Такая подвеска, именуемая в нижеследующем тексте точечной подвеской, дает новые возможности конструирования и одновременно решает большое число статических, динамических и функциональных задач. Многие из этих задач не решаются обычными точечными подвесками, такими как, например, подвески, применяемые в случае креплений стекла.
Уровень техники
В настоящее время на рынке имеются точечные крепления для плитовых элементов, каждое из которых состоит из двух шарниров. Это могут быть поворотные шарниры или шаровые шарниры. Степени свободы шарнира лежат соответственно в направлении нагрузки соседнего шарнира. В результате возникает такая ситуация, при которой всегда только одна часть шарниров может воспринимать нагрузки в определенном направлении. Тем самым получается несимметричная нагрузка на плитовые элементы и нижнюю конструкцию. Размеры точечных подвесок необходимо выбирать так, чтобы они выдерживали эту статическую и динамическую нагрузку. Это означает, что строительные детали являются непропорционально крупными. Так как на практике это не приемлемо, до сих пор главную составляющую силы веса отводили по линейной опоре.
Жесткие крепления представляют собой элегантное и дешевое крепление плитовых элементов. Однако они применимы лишь в очень немногих случаях и при незначительных колебаниях температуры, т.е. в помещениях с искусственным климатом. Самой большой проблемой является тепловое расширение, которое на основании закона Гука (σ=Е*ε) вызывает часто недопустимые напряжения в плитовом элементе или в нижней конструкции.
При разработке прозрачных звукоизоляционных стен выявлена тенденция к применению безрамной подвески. Эти архитектурные проекты требуют почти исключительно точечной подвески звукоизоляционных элементов.
Точечные крепления для звукоизоляционных элементов описаны, например, в ЕР 0908563. В этом документе описан сегмент звукоизоляционной стены, снабженный по меньшей мере одним средством для крепления звукоизоляционной плиты на опоре, отличающийся тем, что плита точечно установлена шарнирно так, что средство крепления может сопровождать получающуюся под нагрузкой результирующую линию изгиба плиты.
Средство крепления предпочтительно имеет закрепляемый одним концом на опоре анкерный болт, который другим своим концом проходит сквозь предусмотренное в плите отверстие, а также сквозь по меньшей мере один из дисковых элементов, расположенных по обеим сторонам наружных поверхностей плиты, в тесном примыкании к ним, причем в отверстии расположен эластичный пружинный элемент, высота которого больше толщины подлежащей закреплению плиты, и болт в дисковых элементах установлен в шаровой опоре.
Из DE-U 8524319.1, соответственно ЕР-А-0213521 известны приблизительно соответствующие упомянутым выше опорам перемычки остекления для сооружения звукоизоляционных стен, содержащих большеразмерные листы из прозрачной пластмассы между вертикальными стойками. Вместо двутавровой балки в этих системах может применяться также четырехугольная труба с размерами, соответствующими размерам двутавровой балки. Отдельные плиты накладываются на расстоянии друг от друга на одну из боковых поверхностей четырехугольной трубы и посредством зажимной шины и соответствующего числа винтов прижимаются сквозь промежуток между отдельными плитами к четырехугольной трубе. Эта конструкция обладает достаточной стойкостью против ветра, однако требует для ее реализации сравнительно широких четырехугольных труб.
Эти трудности устранены, например, в ЕР-А-0530512. В этом документе раскрывается система плит, в которой пластмассовые плиты уложены не на расстоянии в стык или в основном за пределами поверхности балки внахлестку, но, частично перекрывая друг друга, скреплены с балкой и между собой посредством сквозного крепежного элемента в зоне взаимного перекрытия и опорной поверхности на балке. Благодаря этому необходимая ширина балки может быть уменьшена приблизительно вдвое без ухудшения устойчивости. Хотя это и создает оптически более благоприятное впечатление, в частности, для стеновых систем и особенно для прозрачных звукоизоляционных стен, так как балки имеют стройный вид и не производят, как прежде, неуклюжего впечатления, тем не менее, в известной из ЕР-А-0530512 техники все еще необходимо предусматривать относительно небольшие расстояния между стойками около 2 м, а также направляющие для плит по всей высоте до 3 м.
Постановка задачи
В основу изобретения была положена задача разработать безрамную подвеску для звукоизоляционных стен из плит из органического (на основе полиметилметакрилата) стекла и других звукоизоляционных элементов. Еще одна задача состоит в том, чтобы разработать устройство для крепления звукоизоляционных стен из органического (на основе полиметилметакрилата) стекла, которое позволяет вводить усилия из всех направлений через устройство крепления в несущую конструкцию. Это крепление также должно быть в состоянии воспринимать термическое удлинение.
Устройство крепления также должно быть простым и дешевым в изготовлении и монтаже.
Для предотвращения феноменов раскачивания при изменении динамических нагрузок (ветровых нагрузок) частота собственных колебаний системы, состоящей из звукоизоляционного элемента, устройств для подвешивания и крепления и несущей конструкции, должна быть более 0,5 Гц.
Главным требованием является восприятие нагрузок во всех направлениях, причем необходимо, чтобы нагрузки распределялись равномерно по всем воспринимающим нагрузку точкам. Отсюда вытекает необходимость высокой гибкости точек крепления.
Кроме того, на поверхности должны быть оптически распознаваемы исключительно лишь точки крепления. Дополнительные ловильные предохранительные приспособления, например, в виде стальных канатов воспринимаются большей частью как нежелательная оптическая помеха.
Решение задачи
Положенная в основу изобретения задача решается с помощью устройства по п.1 формулы изобретения.
Это устройство включает в себя подпружиненную подвеску для звукоизоляционных элементов из органического (на основе полиметилметакрилата) стекла, например из спиральной пружины (6), навинченной на снабженный резьбой крепежный элемент для пружины (Фиг.1, поз.5, 7).
Благодаря этому происходит надежная фиксация спиральной пружины без возможности ее смещения (Фиг.1, поз.6), и в случае поломки звукоизоляционного элемента в результате постороннего воздействия мелкие части с высокой кинетической энергией не разлетаются бесконтрольно в разные стороны. Этот эффект имеет своим следствием то, что отдельное ловильное предохранительное приспособление в виде оптически мешающего стального каната становится излишним.
Другими элементами подпружиненной подвески для звукоизоляционных элементов являются закрепленные на опорной конструкции несущие элементы (Фиг.1, поз.8). Несущие элементы могут быть обозначены также как ригели и располагаются в статически необходимом количестве на рассчитанных расстояниях один от другого на опорной конструкции.
С помощью винта (9) первую часть крепежного элемента (7) для пружины закрепляют на устройстве (8) для подвешивания. Первая часть крепежного элемента (7) для пружины может быть закреплена на устройстве (8) для подвешивания с помощью известных методов крепления, например путем сварки, клепки, привинчивания, зажимания или приклеивания.
Крепежные элементы (7 и 5) для пружины представляют собой две детали и имеют такие размеры, что около 3-5 витков пружины (6) остаются свободными. Свободные витки спиральной пружины обеспечивают эластичную подвеску звукоизоляционных элементов.
Крепежные элементы (7, 5) для пружины имеют на их наружной стороне желобки, в которые пружина входит с геометрическим и силовым замыканием.
Крепежные элементы (7, 5) пружины изготовлены, например, из стали, упрочненной стекловолокном пластмассы или пластмассы.
Пружина (6) изготовлена, например, из стальной проволоки. Кроме того, пружина может быть изготовлена из пластмассы, такой как, например, полипропилен или полиэтилен, резины, дерева, алюминия, высококачественной стали или минеральных материалов, металлических сплавов, таких как, например, латунь, бронза или стальное литье.
Пружина может быть выполнена также в виде стержневой пружины из пригодных материалов, приведенных выше.
Жесткость пружины в продольном направлении находится, например, в пределах приблизительно от 10000 Н/м до 25000 Н/м. Жесткость пружины в поперечном направлении находится, например, в пределах от 50000 Н/м до 10000 Н/м. Пружинные элементы могут быть выполнены так, что они имеют не линейную характеристическую кривую согласно закону Гука, а прогрессивную характеристическую кривую. У спиральных пружин это достигается путем конической навивки или с помощью переменного шага пружины.
Предлагаемая подвеска может быть использована также для крепления элементов фасада и облицовок из вышеназванных материалов.
Положение крепежного элемента в пространстве не оказывает влияния на его работу. Возможно как потолочное крепление, так и напольное крепление или горизонтальное крепление. Могут закрепляться как прямые, так и изогнутые элементы.
Пример 1
Испытание подпружиненной подвески для звукоизоляционных элементов из органического (на основе полиметилметакрилата) стекла с помощью разрушающей нагрузки
Плита из органического (на основе полиметилметакрилата) стекла типа

PLEXIGLAS-Soundstop с размерами 2000×2000×15 мм (длина × ширина × толщина) была подвергнута испытанию переменной разрушающей нагрузкой в соответствии с европейским стандартом EN 1794-2 (апрель 2003).
Испытанию подвергался элемент в целом (звукоизоляционные элементы и предлагаемые в изобретении подвески). Жесткость пружины составила 19000 Н/м.
Диаметр отверстия в звукоизоляционном элементе (отверстие для крепления) составлял 65 мм. На наружной стороне плиты это крепежное отверстие было дополнительно снабжено еще расточкой диаметром 80 мм и глубиной 3 мм.
Результаты испытания
Ни одна из точек подвески не отстала от полиметилметакрилатной плиты. От отверстий для точек подвески в полиметилметакрилатной плите не отходило ни одной линии разрушения.
Пружины деформировались пластически, без появления разрушений или трещин. Пластическая деформация пружин значительно способствовала уменьшению подведенной энергии удара.
Ни в одном случае крепежный элемент (Фиг.1, поз.5, 7) для пружины не отрывался от пружины (6).
Оценка результатов
Предлагаемая в изобретении подвеска пригодна в качестве ловильного предохранительного приспособления для разрушившейся плиты из органического (на основе полиметилметакрилата) стекла.
Перечень позиций (в тексте и на Фиг.1)
1 винт согласно DIN 7991
2 зажимной диск I

3 звукоизоляционный элемент, PLEXIGLAS-Soundstop
4 зажимной диск II
5 крепежный элемент I для пружины
6 пружина
7 крепежный элемент II для пружины
8 устройство для подвешивания
9 винт согласно DIN 933.