Die Erfindung betrifft ein Bauteil zur Herstellung von Gebäudeteilen wie Wände und Decken, mit wenigstens zwei im Abstand voneinander angeordneten Außenteilen und wenigstens einem im Raum zwischen den Außenteilen angeordneten Innenteil, das mit den Außenteilen verbunden ist.

Die akustische Qualität ist eine generelle Anforderung an raumtrennende Bauteile (z. B. Decken, Wände) von Gebäuden. Sie betrifft in erster Linie die Luft- und Trittschallübertragung zwischen Räumen des Gebäudes. Bei mehrschaligen raumtrennenden Bauteilen sind die meist plattenartige Flächengebilde darstellenden Schalen durch Balken und Ständer zur Sicherstellung von Tragfähigkeit bzw. Aussteifung starr miteinander verbunden. Diese Art von Verbindung führt zu einer kaum gedämmten Übertragung von Schwingungen und Körperschall zwischen den Schalen bzw. Platten und damit zur störenden Schallübertragung zwischen Räumen des Gebäudes .

Bekannte Maßnahmen zur Verringerung dieser Übertragung durch Entkopplung werden z. B. auf oder unter Holzbalken in Geschossdecken platziert, etwa in Form von Elementen aus elastischem Material (vgl . z. B. Gösele, K. (1993) Holzbau Handbuch - Schallschutz bei Holzbalkendecken. Hrsg. : Entwicklungsgemeinschaft Holzbau DGfH, München; DE 10227327 Al; Kessinger, J. , Rabold, A. , Saß, B. & Schramm, M. (2020) , Schallschutz im Holzbau. In Bauphysik Kalender 2020. Hrsg. : Fouad, N.A. , Berlin) . Diese Maßnahmen beeinträchtigen allerdings die Tragfähigkeit und Aussteifung der Deckenkonstruktion, zumal durch diese Elemente keine mechanischen Verbindungselemente geführt werden können. Ohne diese Beeinträchtigung, aber mit dem gleichen Ziel werden in manchen Fällen die Hohlräume seitlich zwischen den Balken oder Ständern mit Dämpfungs- oder Beschwerungsmaterial gefüllt. Darüber hinaus werden elastisch gelagerte Massen wie z. B. Schwingungstilger (vgl . z. B. Gösele, K. , (2002) , Verbesserung des Schallschutzes von Holzbauteilen durch Schwingungstilger („akustische Blutegel") . In Bauphysik (24, S. 93-101) ) an den plattenartigen Bauteilen befestigt, um einer Decken- oder Wandkonstruktion Schwingungsenergie zu entziehen. Als neuere Varianten von Schwingungstilgern dienen schmale, längliche Ausformungen direkt in den Holzbalken, die ähnlich wie ein einseitig eingespannter Stab resonanzartige Eigenschwingungen ausführen und der Deckenkonstruktion ebenfalls Schwingungsenergie entziehen (vgl. z. B. Mälaga-Chuquitaype , C. & Ilkanaev, J. (2018) , Novel Digitally-manufactured Wooden Beams für Vibration Reduction. In Structures (Vol. 16 pp . 1-9) ) . All diese Zusatzmaßnahmen, ob zwischen oder an den Balken und Ständern, können jedoch nur die bereits in das raumtrennende Bauteil eingeleitete Schall- bzw. Schwingungsenergie dämmen oder dämpfen. Aus diesem Grund bleibt ihre Wirkung begrenzt, insbesondere beim kritischen Luft- und Trittschall.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe der Erfindung, das Bauteil der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik ohne Einschränkung von Tragfähigkeit und Aussteifung vermieden werden .

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch ein Bauteil gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.

Das erfindungsgemäße Bauteil zeichnet sich besonders durch die Fähigkeit zur Körperschallentkopplung aus, die im Wesentlichen durch die spezielle Form des Innenteils bewirkt wird, das dank dieser Form eine konstruktiv integrierte Federwirkung aufweist . Das Innenteil des erf indungsgemäßen Bauteils weist in einer def inierten Achse , z . B . bei Decken in vertikaler Richtung , eine kontrolliert geringe dynamische Steif igkeit auf , wodurch eine akustische Entkopplung in bestimmten Frequenzbereichen, insbesondere bei tiefen Frequenzen erreicht wird .

Vorteilhafte Weiterbildungen des erf indungsgemäßen Bauteils sind Gegenstand der Unteransprüche .

Anhand der folgenden Beschreibung mehrerer in den beiliegenden Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erf indung näher erläutert . In den Zeichnungen zeigt

Fig . 1 einen schematisch dargestellten Ausschnitt aus einem Bauteil zur Herstellung einer Geschossdecke nach dem Stand der Technik ;

Fig . 2 einen schematisch dargestellten Ausschnitt aus einem ersten Ausführungsbeispiel des erf indungsgemäßen Bauteils zur Herstellung einer Geschossdecke , wobei das in vertikaler Richtung der Geschossdecke „ oben" angeordnete plattenförmige Außenteil gestrichelt dargestellt ist , um die Form des Innenteils besser sichtbar zu machen ;

Fig . 3 einen schematisch dargestellten Ausschnitt aus einem zweiten Ausführungsbeispiel des erf indungsgemäßen Bauteils zur Herstellung einer Geschossdecke , wobei das in vertikaler Richtung der Geschossdecke „ oben" angeordnete plattenförmige Außenteil gestrichelt dargestellt ist , um die Form des Innenteils besser sichtbar zu machen ;

Fig . 4 einen schematisch dargestellten Ausschnitt aus einem dritten Ausführungsbeispiel des erf indungsgemäßen Bauteils zur Herstellung einer Geschossdecke , wobei das in vertikaler Richtung der Geschossdecke „ oben" angeordnete Außenteil nicht dargestellt ist , um die Form des Innenteils besser sichtbar zu machen ; und

Fig . 5 einen schematisch dargestellten Ausschnitt aus einem vierten Ausführungsbeispiel eines erf indungsgemäßen Bauteils zur Herstellung einer Geschossdecke , wobei das in vertikaler Richtung der Geschossdecke „untere" Außenteil sowie das in vertikaler Richtung der Geschossdecke „ obere" Teil nicht dargestellt sind, um die Form des Innenteils besser sichtbar zu machen .

Bedeutung der Bezugszif fern in den Zeichnungen :

1 Holzbalken

2 oberes Außenteil

3 unteres Außenteil

4 Innenteil

5 erster Teil

6 zweiter Teil

7 Schlitz

7a Schlitz

8 Berührungsf läche

9 Vertiefung

10 Zwischenraum

11 Schlitz

12 Schwingelement

13 Schenkel

14 dritter Teil

15 Vorsprung

16 elastische Schicht

In den Zeichnungen und in der folgenden Beschreibung ist das erf indungsgemäße Bauteil in seiner Anwendung als Bauteil zur Herstellung einer Geschossdecke eines Gebäudes gezeigt bzw . beschrieben, d . h . mit vertikaler Federwirkung des zwischen einem horizontal verlaufenden oberen plattenförmigen Außenteil 2 und einem horizontal verlaufenden unteren platten- förmigen Außenteil 3 angeordneten Innenteils 4. Das erfindungsgemäße Bauteil ist aber auch als Bauteil zur Herstellung von Trennwänden einsetzbar, d.h. mit horizontaler Federwirkung des Innenteils 4, welches in diesem Fall zwischen den beiden vertikal angeordneten, plattenförmigen Außenteilen 2, 3 eingebaut ist.

Genauso wie die Holzbalken 1 zwischen oberem Außenteil 2 und unterem Außenteil 3 in zweischaligen Holzgeschossdecken aus herkömmlichen Bauteilen gemäß Fig. 1, können die Innenteile 4 der in den Figuren 2 bis 5 dargestellten erfindungsgemäßen Bauteile an der gleichen Stelle eingesetzt werden, wobei sie auch der Gewährleistung von Tragfähigkeit und Aussteifung der Deckenkonstruktion dienen können. Dazu sind diese mit den Außenteilen 2, 3 direkt, d.h. ohne weitere Zwischenschichten oder dergleichen und starr befestigt, z. B. durch Kleben, Schrauben oder Nageln. Als Alternative zu den erwähnten „starren" Verbindungsarten können nach einer Weiterbildung der Erfindung auch „bewegliche" Verbindungsarten, wie z. B. eine gelenkige Verbindung, die z. B. durch Formschluss der zu verbindenden Teile entsteht, zum Einsatz kommen. Auch lösbare oder unlösbare Rastverbindungen sind denkbar .

Der wesentliche Unterschied zu dem Bauteil des Standes der Technik gemäß Fig. 1 liegt bei einem erfindungsgemäßen Bauteil gemäß dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel in der Form des stab- oder balkenförmigen Innenteils 4, das einen unteren Teil 5 und einen oberen Teil 6 aufweist, die vertikal bzw. in Längsrichtung durch einen Schlitz 7 getrennt sind. Dadurch entstehen zwei Schenkel 13, die eine federnde Lagerung des oberen Außenteils 2 erreichen, indem zusätzlich auf der Oberseite des Innenteils 4 des Bauteils Berührungsflächen 8 durch eine dazwischen liegende Vertiefung 9 ausgebildet werden. Dank dieser speziellen Form des Innenteils 4 wird eine konstruktiv integrierte Federwirkung des Innenteils 4 erreicht. Die Federwirkung nach Art von Blattfedern resultiert dabei j eweils aus dem oberen Teil 6 , der infolge des Schlitzes 7 und der zugehörigen Berührungsf läche 8 schwingfähig insbesondere biegeschwingungsfähig ist . Da diese Schwingfähigkeit auch für alle weiteren oberen Teile , Schlitze und Berührungsf lächen gegeben ist , entsteht in vertikaler Richtung des Innenteils 4 eine insgesamt schwingfähige Lagerung des oberen Außenteils 2 . Diese schwingfähige Lagerung wiederum führt zur Körperschallentkopplung zwischen oberen Außenteil 2 und unterem Außenteil 3 des Bauteils . Die Höhe des Schlitzes 7 kann so gewählt sein, dass der Schlitz unter der höchsten bei der Planung berücksichtigten Verkehrslast of fen bleibt , d . h . der schwingungsfähige Schenkel 13 berührt den ersten Teil 5 nicht .

Erf indungsgemäß wurde erkannt , dass die Außenteile 2 , 3 bei Benutzung des Gebäudes zu Flächenschwingungen angeregt werden, welche bei linienförmiger Einspannung an den Innenteilen 4 gemäß dem Stand der Technik zu Körperschallübertragung führen . Die erf indungsgemäße , näherungsweise punktförmige Lagerung an den Berührungsf lächen 8 trägt zu einer akustisch vorteilhaften Entkopplung der Außenteile 2 , 3 bei .

Schwingfähigkeit und Körperschallentkopplung sind frequenz - abhängig , wobei zur Dimensionierung mehrere Einf lussparameter aufeinander abzustimmen sind . Ausgangspunkt sind das verwendete Material und die Eigenschaften von oberem Außenteil 2 und unterem Außenteil 3 , wie z . B . deren f lächenbezogene Massen und Biegesteif igkeiten . Die Außenteile 2 , 3 können wie beim Stand der Technik aus Holz oder Holzwerkstof f oder auch aus anderen geeigneten Materialien oder Materialkombinationen sein . Im vereinfachten Sinne eines Mehrmassenschwingers bestimmen sie die einzustellende Federwirkung des Innenteils 4 , um einen bestimmten Frequenzbereich einzustellen . Die Federwirkung des Innenteils 4 wird wiederum neben den Eigenschaf en des verwendeten Materials , wie z . B . der Dichte , der Biegesteif igkeit und des Elastizitätsmoduls , im Wesentlichen durch die Geometrie (Länge und Querschnitt ) des oberen Teils 6 , durch die Länge des darunterliegenden Schlitzes 7 und der oberen Berührungsf läche 8 bestimmt . Die Querschnitte von Schlitz 7 und Vertiefung 9 sind dabei ebenfalls zu beachten, um auch bei größeren Schwingungsamplituden eine Berührung von oberem Außenteil 2 und Vertiefung 9 sowie von oberem Außenteil 2 und unterem Teil 5 des Innenteils 4 des erf indungsgemäßen Bauteils auszuschließen .

In der Regel sind mehrere Innenteile 4 für ein mehrschaliges raumtrennendes Bauteil erforderlich . Die Innenteile 4 können nebeneinander und der Länge nach aneinander anschließen, aber auch in der Fläche zwischen den Außenteilen 2 , 3 verteilt werden .

Im in Fig . 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Innenteil so geformt , dass sich zwei in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Schenkel 13 ergeben . Infolgedessen ist ein in Längsrichtung des Innenteils 4 gelegter Querschnitt des Innenteils 4 Doppel -T- förmig oder auch H- förmig . Eine nicht dargestellte , aber auch zur vorliegenden Erf indung gehörende Alternative zu dem im Querschnitt Doppel -T- förmigen oder H- förmigen Innenteil 4 ist ein im Querschnitt U- förmiges Innenteil , das diese Querschnittsform erhält , wenn nur ein Schenkel von dem dritten Teil absteht .

Sind die schwingungstechnisch ausgelegten Längen mehrerer oberer Teile 6 bzw . Schlitze 7 kleiner als das Innenteil in Längsrichtung , sind weitere Vertikalschlitze 10 ( schlitz förmige Zwischenräume) vorzusehen, wie in Fig . 3 ersicht lich, die ein schematisch dargestelltes zweites Ausführungs beispiel des erf indungsgemäßen Bauteils ausschnittsweise zeigt . Bei diesem Ausführungsbeispiel unterschreiten die schwingungstechnisch ausgelegten Längen der oberen Teile 6 bzw . Schlitze 7 die Ausdehnung der Innenteile 4 deutlich und sind die oberen Teile 6 als nicht durchgehendes Element aus gebildet .

In Fällen, in denen vor allem hinsichtlich statischer Integrität die obere Zone des Innenteils 4 nicht beeinträchtigt werden soll , können die Vertikalschlitze 10 auch entfallen, wie in Fig . 4 dargestellt ist , die einen schematisch dargestellten Ausschnitt eines dritten Aus führungsbeispiels des erf indungsgemäßen Bauteils zeigt . Bei diesem Ausführungsbeispiel unterschreiten die schwingungs technisch ausgelegten Längen der oberen Teile 6 bzw . Schlitze 7 die Ausdehnung der Geschossdecke in Längsrichtung des Innenteils 4 deutlich und sind die oberen Teile 6 als durchgehendes Element mit zusammenhängenden schwingfähigen Schenkeln 13 ausgebildet .

In j edem Fall mit mehreren Innenteilen 4 besteht die Möglichkeit , sie bezüglich ihrer frequenzabhängigen Federwirkung auf unterschiedliche Frequenzbereiche bzw . auf unterschiedliche Tragfähigkeit und Aussteifung auszulegen .

Die Wirksamkeit der Innenteile 4 ist materialunabhängig gegeben und kann z . B . mit Holz oder auch anderen Materi alien und Materialkombinationen erreicht werden . Die j eweils einzustellende Federwirkung wird unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften durch die Geometrie des oberen Teils 6 und des unteren Teils 5 bestimmt .

Weitere Ausgestaltungsvarianten werden neben der f lächenbezogenen Masse und Biegesteif igkeit des oberen Außenteils 2 und des unteren Außenteils 3 durch die Geometrie (Querschnitt ) des oberen Teils 6 sowie die Länge und Ausführung des Schlitzes 7 bestimmt . Wird beispielsweise eine höhere Steif igkeit des Innenteils erforderlich, kann die Breite und Art des Schlitzes 7 angepasst werden . Neben einer linearen Ausführung des Schlitzes 7 sind auch in der Dicke gleich- mäßig , stufenförmig oder anderweitig zu- oder abnehmende Ausführungen möglich, was die Form des oberen Teils 6 beeinf lusst . Damit entsteht eine unterstützte Blattfeder im oberen Teil 6 .

Des Weiteren kann der untere Teil 5 des Innenteils 4 im gleichen Sinne wie der obere Teil 6 ausgeführt werden oder eine Kombination aus den genannten Gestaltungsvarianten auf weisen . Dies schließt die Ausführung eines weiteren Schlitzes 11 mit ein, um ein zusätzliches Schwingelement 12 innerhalb des Innenteils 4 zu erhalten, wie in Fig . 5 ersichtlich ist , die einen schematisch dargestellten Aus schnitt eines vierten Ausführungsbeispiels des erf indungs gemäßen Bauteils zeigt . Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein oberer Schlitz 7a und ein zusätzlicher Schlitz 11 unterhalb des oberen Schlitzes 7a im Innenteil 4 vorgesehen, so dass zwischen diesen beiden Schlitzen ein zusätzliches Schwingelement 12 ausgebildet ist . Dieses Schwingelement 12 nach Art eines einseitig eingespannten Stabes verhält sich wie ein Schwingungstilger . Ferner bef indet sich im Schlitz 7 eine körperschalldämpfende Einlage 13 , die aus einer elastischen Schicht mit hohem mechanischen Verlustfaktor besteht . Diese Einlage füllt den Schlitz 7 teilweise wie in Fig . 5 dargestellt , oder auch vollständig aus . Die Einlage 13 und das Schwingelement 12 können in Kombination vorgesehen werden wie in Fig . 5 dargestellt . Alternativ kann statt einer Kombination von Einlage 13 und Schwingelement 12 nur eine oder mehrere Einlagen 13 ohne Schwingelement 12 , oder ein oder mehrere Schwingelemente 12 ohne eine Einlage 13 vorgesehen sein . In j edem Falle muss die Unterseite des unteren Teils 5 des Innenteils 4 nicht wie dargestellt , eben sein . Sie kann auch eine andere Form haben, wie z . B . die gleiche wie die Oberseite des oberen Teiles 6 .

Zur Herstellung des Innenteils 4 können entweder Schlitze in Voll - Massivholz - oder vergleichbare Holzverbundwerkstof f querschnitte geschnitten oder gefräst werden oder mehrere Holzelemente zu einer entsprechenden Gesamtform zusammengefügt ( z . B . verklebt ) werden . Die Schlitze können dabei so ausgestaltet sein, dass diese nicht die gesamte Länge des Holzelementes erfassen, sondern nur einen Teilabschnitt .

Die Innenteile 4 lassen sich ohne Einschränkungen mit anderen Maßnahmen, z . B . Dämpfungs - und Beschwerungselementen, in den Hohlräumen mehrschaliger raumtrennender Bauteile kombinieren . Ihr Einsatz schließt in der Kategorie der hori zontalen Bauteile , wie Decken, Deckenauf lagen und Unterdecken auch Treppenpodeste und dergleichen mit ein . In vertikalen Bauelementen, wie Wänden, können die Innenteile 4 unter anderem in Innenwänden, Außenwänden sowie tragenden und nicht tragenden vertikalen raumtrennenden Bauteilen eingesetzt werden .

Bei vertikal oder schräg ausgerichteten mehrschaligen raumtrennenden Bauteilen, wie z . B . Trennwänden, Vorsatzkonstruktionen oder Dachf lächen, werden die Innenteile 4 und all ihre vorteilhaften Ausgestaltungen so ausgelegt und eingebaut , dass ihre konstruktiv integrierte Federwirkung in horizontaler Richtung oder senkrecht zur Bauteilneigung wirksam wird . In diesen Fällen ist z . B . das obere Außenteil 2 als vordere Platte und das untere Außenteil 3 als hintere Platte einer Wand oder dergleichen zu verstehen .

Selbstverständlich ist die Erf indung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt . Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen . Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erf indung vorhanden ist . Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus . Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „ erste" und „ zweite" Ausführungsformen def inieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Aus führungsformen, ohne eine Rangfolge festzulegen .