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Die Erfindung bezieht sich auf einen Oberbau, insbesondere schotterlosen Oberbau, mit Schienen mit einer Schalldämmeinnchtung.
Der schienengebundene Verkehr für Personen oder Güter zeichnet sich durch eine besonders hohe Leistungsfähigkeit, bezogen auf Energie-und Raumbedarf pro transportierter Einheit, aus Weiters sind die unmittelbaren Schadstoffemissionen während des Transportes besonders gering, da ein Grossteil der Energieumwandlung durch elektrische Maschinen bedingt ist, so dass beispielsweise Strom, der durch hydraulische Kraftwerke oder durch thermische Kraftwerke mit Schadstoffilter erzeugt wird, zur Verwendung gelangt. Von den Emissionen der Verkehrsmittel gelangt die Schallemission immer mehr zur Bedeutung.
War ursprünglich der Verkehr entlang der schienengebundenen Verkehrswege so genng, dass eine Konzentration nicht nur der erzeugenden Betriebe, sondern auch der Wohnstätten entlang dieser Verkehrswege stattgefunden hat, so ist eine zusehends höhere Nichtakzeptanz gegenüber Schallemittenten gegeben.
Die Schallemissionen bei dem schienengebundenen Verkehr sind auf verschiedene Ursachen zurückzuführen So wird einerseits die Schallemission direkt durch das rollende Material verursacht. Hier sind insbesondere die Vorgänge während der Verzögerung, Beschleunigung und auch in den Kurven zu erwähnen.
Massnahmen, die hier ergriffen sind, führen zur Dämpfung von Schallemissionen der Räder, der Bremsvorrichtungen, Schmiereinrichtungen bel engen Kurvenradien u. dgl
Die Schallemissionen, die durch Schienenstösse hervorgerufen werden, können durch bestimmte Oberbaukonstruktionen, die ein Verschweissen der Schienenstösse zulassen, vermieden werden, so dass, wie dem Benützer von schienengebundenem Verkehr hinläufig bekannt, die periodischen Schallemissionen mit niederen Frequenzen ebenfalls vermieden werden können Der Oberbau eines schienengebundenen Verkehrsweges nimmt einerseits Körperschall von den Verkehrsmitteln auf und emittiert andererseits auch durch die dynamische Beanspruchung über die Verkehrsmittel Schall.
Ein Oberbau, und diese Aussage gilt im vollen Masse auch für einen schotterlosen Oberbau, muss eine, wenn auch beschränkte, Beweglichkeit bei dynamischer Beanspruchung aufweisen. Diese dynamische Beanspruchung des Oberbaues bewirkt eine Schallemission, die durch entsprechende Schallabsorptionskonstruktionen verringert werden kann.
In der DE 3 527 829 A1 ist bei einem schotterlosen Oberbau auf demselben eine Schicht aus Mineralwolle aufgebracht auf der eine zweite Schichte aus mineralischen Körnern, wie z. B. Kies, Schotter oder Schlacke, angeordnet 1St. Dadurch wird erreicht, dass der Schallübergang vom Festkörper zur Luft erschwert ist, so dass geringere Emissionswerte erreicht werden. Eine besonders starke Schallemission wird jedoch durch die Schienen selbst verursacht, da diese, wie hinläufig bekannt, ein besonders hohes Schalleitvermögen aufweisen. Neben dem Schalleitvermögen wird dadurch, dass die Schiene jeweils an im Abstand voneinander angeordneten Stellen mit dem Unterbau verbunden ist und dazwischen frei durchschwingen kann, Schall mit einer vom Abstand dieser Aufstützstellen bedingten Frequenz erzeugt.
Um den Schall, der von den Schienen zur Umwelt abgegeben wird, zu mindern, wird aus der DE 3 631 492 A1 eine Vorrichtung bekannt, die beidseits des Schienensteges in Anlage zur Schiene gebracht wird, wobei in Körpern aus Silikonkautschuk Absorber aus Reinblei vorgesehen sind. Die gesamte Vorrichtung wird über Flachfedern über Schienenschrauben, die mit der Schwelle verbunden sind, gehalten. Eine derartige Vorrichtung erlaubt zwar die Minderung der Schallemissionen in geringen Bereichen, jedoch wird durch die an sich konstruktiv aufwendige Lösung die Betriebssicherheit verschlechtert und der Einsatz der Einrichtung entlang grosser Strecken aufgrund der aufwendigen Konstruktion verhindert.
In der DE 2 410 433 A1 werden Eisenbahnschwellen oder andere Plattenelemente bzw. Formelemente für den Gleisunterbau beschrieben, die aus einem Verbundwerkstoff bestehen.
Bei Hochgeschwindigkeitszügen mit einem Schotteroberbau besteht vielfach die Gefahr, dass einzelne Schotterkörner hochgerissen werden und Schäden am rollenden Material oder an den dem Oberbau angrenzenden Bereichen verursachen. Um dieses Hochwirbeln der einzelnen Schotterkörner zu unterbinden ist es bekannt, den Schotteroberbau mit einer dünnen Textillage abzudecken und nach unten zu halten.
Nachteilig ist, dass einerseits eine derartige Textilschicht ebenfalls nach oben gesogen wird und weiters, dass dieselbe durch beispielsweise Eiszapfen, die am rollenden Material anhaften und abbrechen und dann mit einer Geschwindigkeit von über 200 km/h aufprallen, zerstört werden. In der DE 4 006 659 A1 wird vorgeschlagen, anstelle der Textilschicht eine Abdeckung aus Netzen vorzusehen, die gegenüber Zerstörung resistent sind und auf welche die Sogwirkung aufgrund der geringen flächenmässigen Erstreckung unbedeutend ist.
Aus der US 4 300 721 A wird ein Gleisoberbau im Bereich von Treibstoffabgabestellen bekannt, bei weichem auf den Schwellen Flüssigkeitssammelplatten, die in etwa trichterförmig ausgebildet sind, aufliegen. An den tiefsten Stellen kann die Flüssigkeit in ein Rohrleitungssystem eingeführt werden. Durch die trichterförmigen Platten wird zusätzlich der Schienensteg teilweise abgedeckt. Die Befestigung der Platten erfolgt über Schrauben an den Holzschwellen.
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Die vorliegende Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, wie er durch die EP 0 404 756 A2 gegeben ist. In dieser Patentanmeldung ist ein Gleisoberbau beschrieben, welcher mit Schotter aber auch ohne Schotter aufgebaut sein kann. Der Schienenfuss und der Schienensteg welsen eine Beschichtung auf, die aus mit einem Bindemittel gebundenen Teilchen besteht. Diese Beschichtung erstreckt sich über die Befestigungsmittel. Diese Beschichtung kann entweder in situ erzeugt werden oder vorgefertigt sein.
Zwischen den Schienen Ist eine weitere Beschichtung vorgesehen, die an die Beschichtung der Schienen anschliesst. Nachteilig bel einer derartigen Konstruktion ist, dass die vorgefertigten Platten zwischen den Schienen wesentlich vor den Schienen endigen, so dass kompliziert ausgebildete Beschichtungen für den Schienenfuss und Schienensteg vorgesehen sein müssen und dass an der Gleisaussenseite die Beschichtung der Schiene so weit nach aussen gezogen ist, dass die in situ gefertigte Beschichtung oder das vorgefertigte Profil ein übergrosses Volumen und Gewicht aufweisen muss, wodurch die Demontage der Schienen wesentlich erschwert ist.
Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, einen Oberbau zu schaffen, der eine hervorragende Schalldämmung und eine besonders grosse Servicefreundlichkeit aufweist, welcher einfach montiert werden kann, wobei weiterhin gewährleistet ist, dass sowohl die Schienen als auch der Oberbau nur geringste Flächen aufweisen, welche nicht mit Schallschutz versehen sind.
Der erfindungsgemässe Oberbau, insbesondere schotterloser Oberbau, mit Schienen, vorzugsweise Vignolschienen, für schienengebundenen Verkehr, die lösbar mit Trägern, z. B. Schwellen, verbunden sind, welche zumindest zwei Schienen aufweisen, die beidseits des Schienensteges jeweils den Schienensteg und den Schienenfuss, insbesondere zur Gänze, bedeckende und vorzugsweise vorgefertigte Schalldämm- einrichtungen, z. B.
Profile, gegebenenfalls mit Ausnehmungen, für die Schienen aufweisen, die an den Schienen adhäsiv gebunden sind, wobei die Schalldämmeinrichtung mit einem Gemisch aus Teilchen, insbesondere einer Korngrösse von 2 mm bis 8 mm, welche mit einem Bindemittel miteinander verbunden sind, aufgebaut ist, und gegebenenfalls den Schienenkopf, insbesondere an der zur Aussenseite weisenden Fläche, zumindest teilweise, abdeckt, wobei die Fläche zwischen den Schienen einer Spur von einer Schalldämmung mit vorgefertigten Platten, welche an die mit den Schienen adhäsiv verbundene Schalldäm- mung angrenzen, bedeckt ist, besteht im wesentlichen darin,
dass die Schalldämmung zwischen den Schienen mit den vorgefertigten Platten Ausnehmungen für die Schienenbefestigung aufweist und an der Aussenseite der Spur eine Abdeckung mit einer Schalldämmung ist, die an der Schalldämmung der Schiene angrenzt. Durch diese spezielle Ausbildung der Schalldämmeinrichtung zwischen den Schienen In der Grösse, dass die Schalldammeinrichtung so weit zur Schiene reichen soll, dass die Befestigungseinnchtung teilweise erfasst ist, als auch darin, dass der Schienenfuss im wesentlichen nicht abgedeckt werden soll und weiters, dass vorgefertigte Platten Verwendung finden sollen, kann eine sehr einfache und leichte Montage durchgeführt werden, wodurch eine besonders exakte und spaltfreie Schallabsorptions- und Dämmemrtch- tung erhalten werden kann.
Durch diese Dimensionierung können die vorgefertigten Platten im wesentlichen senkrecht abgesenkt werden, so dass kein komplizierter Bewegungsablauf bei der Montage der Schalldämmeinrichtung erforderlich ist. Durch die Abdeckung mit einer Schalldämmung an der Aussenseite der Spur, die an die Schalldämmung der Schiene angrenzt, kann eine einfache Ausbildung der einzelnen Schalldämmelemente erreicht werden, die damit besonders einfach verlegt werden und auch besonders wirksam sein können.
Entsprechen die Ausnehmungen in den Platten den Halteplatten für die Schienen, so können die Platten besonders plan am Oberbau aufliegen, wobei auch bei höheren mechanischen Beanspruchungen, wie sie durch die vorbeifahrenden Züge und insbesondere durch Servicepersonal gegeben sind, eine besonders lange Lebensdauer und damit auch eine besonders gute Schalldämmung über lange Zeiträume gewährleistet ist.
Entsprechen die Ausnehmungen in den Platten zumindest den Schienenklammern und weisen diese, insbesondere entgegen der Einschubrichtung derselben gesehen, eine Erweiterung auf, so kann auch eine Montage von Schienenklammern bei bereits aufgelegter Schallschutzeinrichtung erfolgen, ohne dass dadurch dieselbe zerstört wird.
Sind die Platten flüssigkeitsdurchlässig und weisen insbesondere zumindest eine Druckfestigkeit von 5 N/cm2 auf, so sind nicht nur anfänglich die Schallschutzeigenschaften der Platten gewährleistet, da die Flüssigkeit abgeleitet wird, sondern es ist auch durch die höhere Druckfestigkeit gewährleistet, dass während des Betriebes die Poren nicht durch Servicepersonal zusammengedrückt werden, so dass Flüssig- keiten abgeleitet werden können.
Ist die Schalldämmung bzw. sind insbesondere die Platten, zumindest teilweise, mit Teilchen aus Schwerspat aufgebaut, so kann bei gleichem Volumen mit anderen Schalldämmeinrichtungen eine besonders gute Schalldämmung erreicht werden.
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Ist das Bindemittel elastisch bis plastoelasttsch, so kann eine besonders gute energetische Schall aufnahme in der Schalldämmeinnchtung erreicht werden.
Weist die Abdeckung, welche an der Schienenaussenseite an der mit der Schiene adhäsiv verbundenen Schalldämmung angrenzt, Ausnehmungen für die Schienenbefestigung auf, so kann auch hier eine besonders hohe Servicefreundlichkeit einerseits, und andererseits eine besonders leichte und exakte Positionierung der Schalldämmeinrichtung erreicht werden.
Entsprechen die Ausnehmungen der Abdeckung den Halteplatten für die Schienen, so ist ein planes Aufliegen der Abdeckung am Oberbau gewährleistet.
Entsprechen die Ausnehmungen der Abdeckung zumindest den Schienenklammern und welsen sie, insbesondere entgegen der Einschubrichtung derselben sehen, eine Erweiterung auf, so ist der Montage und Demontage von Schienenklammern bei aufgelegter Schalldammeinrichtung, wie sie beispielsweise beim Bruch von Schienenklammern auftreten kann, besonders gut Rechnung getragen, wobei eine besonders hohe Servicefreundlichkeit bei gleichzeitiger hervorragender Schalldämmung erreicht ist.
Sind die Platten zwischen den Schienen und gegebenenfalls die Abdeckung an den Aussenseiten der Spur mit dem Oberbau adhäsiv verbunden, so ist bereits bel niedrigerem Flächengewicht der Schalldämm- einrichtungen ein problemloser Verkehr, selbst bel Hochgeschwindrgkeitszügen, gewährleistet, da die Platten adhäsiv am Oberbau gehalten sind, wobei weiters aufgrund der adhäsiven Bindung eine Montage besonders einfach durchgeführt werden kann.
Weist die schallaktive Oberfläche der Abdeckung und/oder Platte und/oder Schalldämmung der Schiene Poren mit einem Durchmesser zwischen 0, 5 mm bis 3, 0 mm auf, so kann entweder eine entsprechend gute Minimierung der Schallemission entlang der gesamten Strecke entsprechend der Maxima erreicht werden, wobei gleichzeitig eine Verschiebung der Maxima, beispielsweise in Richtung jener Frequenzen, die eine genngere, entweder schwingungsmässige oder akustische, Belastung entlang der Strecke bewirken, ermöglicht ist.
Sind die Platten zwischen den Schienen parallel zur Längsnchtung zumindest zweigeteilt, insbesondere dreigeteilt, ausgebildet, so kann eine gegenseitige Orientierung der Platten beim Ablegen und damit eine besonders gute spaltfreie Ablage der Schallschutzeinrichtung gewährleistet sein.
Sind die Platten untereinander formschlüssig verbunden, so ist eine weitere Möglichkeit zur besonders exakten Ablage der Platten, unter gegenseitiger Orientierung derselben, gegeben.
Ist der Stoss zwischen den Platten und/oder Abdeckungen mit Bindemittel, zumindest an der nach aussen weisenden Fläche, abgeschlossen, so ist dadurch eine Verbindung der Platten untereinander gewährleistet, wobei kleinflächige Platten möglich sind und eine durchgehende, im wesentlichen mit gleichen Eigenschaften versehene, Schalldämmeinrichtung erreicht wird.
Um eine geringere Schallemission zu erreichen, kann zumindest eine Schalldämmung der Schienen an ihren Aussenflächen im wesentlichen glatt ausgebildet sein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen und Beispiele näher erläutert.
Es zeigen :
Fig. 1 einen Oberbau in schematischer Darstellung im Schnitt,
Fig. 2 einen Teilschnitt des Oberbaues gemäss Fig. 1 im Bereich der Schiene und
Fig. 3 und 4 unterschiedlich ausgebildete Schalldämmplatten am Oberbau In Draufsicht.
Die Schienen 1, u. zw. Vignolschienen, sind mit dem Träger 2 über Schienenschrauben 3 verbunden.
Der Träger 2 aus Beton ruht seinerseits über eine Bitumenschichte 4 in einer trogförmigen Unterlage 5 aus Beton auf. Die trogförmige Unterlage 5 ruht ihrerseits entweder auf dem Untergrund direkt oder auf einer Einebnungsschichte 6 aus Magerbeton od. dgl. auf. Die Schienen weisen an beiden Seiten eine Schalldämmeinrichtung, u. zw. ein vorgefertigtes Profil 7 auf, das mit dem Schienensteg und der zum Schienensteg weisenden Fläche des Schienenkopfes adhäsiv verbunden ist. Die nach aussen weisenden Flächen des Profiles sind glatt ausgebildet. Als Bindemittel können Einkomponenten- oder auch Zweikomponentenkleber verwendet werden. Auch sind Klebstoffe, die ihre Klebrigkeit beibehalten, durchaus für den vorliegenden Zweck geeignet. In der Spur zwischen zwei Schienen ist eine vorgefertigte Platte 8 angeordnet.
An den nach aussen liegenden Flächen ist der Träger 2 ebenfalls mit einer schalldämmenden Abdeckung versehen. Sowohl die Platte 8 als auch die Abdeckung 9 grenzen jeweils direkt an das Profil 7 an, welches mit der Schiene verklebt ist. Sowohl die Profile als auch die Abdeckungen 9 können auch in situ erzeugt sein.
Wie aus Flg. 2 besonders deutlich ersichtlich, kann die Schiene 1 über eine Platte 10 aus gummielastischem Material auf einer Rillenplatte 11 aufruhen, welche ihrerseits über eine Platte 12 ebenfalls aus gummielastischem Material auf dem Träger 2 aufliegt. Die Schiene selbst wird über die Schrauben 3 und Halteplatten 13 lagefixiert gehalten. Als Befestigung können jedoch auch an sich bekannte Schienenklammern Verwendung finden. Auf der nach innen weisenden Seite der Schiene ist das Profil 7 lediglich bis zum Schienenkopf herangeführt, wohingegen auf der nach aussen weisenden Seite der Schiene das Profil 14 die
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Seitenfläche des Schienenkopfes abdeckt.
Das Profil 7 kann allerdings auch auf der Innenseite hochgeführt werden, da das Rad 15 einer Lokomotive oder eines Waggons nicht die gesamte Längsseite des Schienenkopfes beim Vorüberfahren abdeckt. Wie besonders deutlich ersichtlich, reichen sowohl die Platte 8 als auch die Abdeckung 9 bis zum Profil, das mit der Schiene verklebt ist, heran. Sowohl die Abdeckung als auch die Platte sind mit dem Träger 2 über eine nicht dargestellte Adhäsivschichte verbunden. Die Seitenfläche des Trägers 2 kann, wie In Fig. 2 dargestellt, ebenfalls von einer schalldammenden Abdeckung abgedeckt sein. Vorteilhaft ist die Abdeckung 10 mit der Abdeckung 9 und mit dem Träger 2 adhäsiv verbunden. Die Platten 8 als auch die Abdeckungen 9 weisen Ausnehmungen 16 und 17 auf, die In etwa den Halteplatten bzw. der gesamten Schienenbefestigung entsprechen.
Falls die Befestigung über Schienenklammern erfolgt, ist die Ausnehmung derart gestaltet, dass diese entgegen der Befestigungsrichtung der Schienenklammern eine grössere Ausnehmung aufweist, so dass eine leichte Montage und Demontage der Schienenklammern erfolgen kann.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, können die Platten 8 über Fortsätze 18 und Einsprünge 19 formschlüssig miteinander verbunden sein. Der Stoss zwischen zwei Platten ist jeweils mit einem Film aus Bindemittel abgedeckt.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, können die Platten zwischen zwei Schienen auch parallel zur Längsrichtung dreigeteilt sein, wobei eine versetzte Verlegung der mittleren Platten 21 gegenüber den äusseren Platten 20 ebenfalls eine besonders exakte Verlegung der Platten erlaubt.
Beispiel 1 :
Es wurden 570 kg eines Gummigranulates mit einer Shorehärte A 80 einer Korngrösse 4 mm bis 8 mm mit 18 kg eines Bindemittels (Polyurethan), das unter der Bezeichnung"Resicast CH 40" der Firma Shell im Handel ist, gemischt. Aus dieser Mischung wurden Profile 7 und 14 gemäss Flg. 2 zur Bedeckung des Schienensteges und des Fusses bzw. Schienensteges und der Seitenfläche des Schienenkopfes mit glatter Oberfläche angefertigt. Weiters wurde eine Abdeckung 9 und Platten 8 jeweils in einer Dicke von 8 cm mit geschäumtem Bindemittel und einem Porendurchmesser zwischen 0, 5 mm und 3, 0 mm angefertigt. Das so erhaltene Produkt war offenporig.
Sowohl die Profile als auch die Abdeckung und die Platten wurden mit der Schiene bzw. dem Träger mit demselben Bindemittel, wie es zur Verwendung der Gummiteilchen eingesetzt wurde, adhäsiv verbunden. Das Bindemittel war elastisch.
Beispiel 2 :
Es wurde analog Beispiel 1 eine Mischung angefertigt, wobei anstelle des Gummigranulates ein üblicher mineralischer Zuschlag (Splitt) mit einer Korngrösse 4 mm bis 8 mm eingesetzt wurde.
Beispiel 3 :
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen, wobei als Bindemittel 140 kg Dispersionacrylharz Chemco 646 der Firma Chemco Wien mit 100 kg Portlandzement eingesetzt wurde. Das Bindemittel war plastoelastisch.
Beispiel 4 :
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen, wobei anstelle es Gummigranulates ein Schwerspat mit einer Korngrösse von 5 mm eingesetzt wurde. Die Abnahme der Schallemission im Bereich von 2. 000 Hz betrug 3 dB.
Beispiel 5 :
Es wurde analog Beispiel 3 vorgegangen, wobei anstelle des Gummigranulates Schwerspat einer
EMI4.1
Beispiel 6 :
Aus einer Mischung mit 339 kg Gummigranulat, 1. 018 kg Schwerspat, 119 kg Portlandzement und 167 kg Chemco 646 wurden glatte Profile für die Schienen geformt, die nach vollständigem Erhärten mit den Schienen verklebt wurden. Weiters wurde eine analoge Mischung gefertigt, wobei anstelle des Schwerspa-
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tes Splitt mit gleicher Korngrösse und Menge zum Einsatz kam und das Bindemittel mit chemischem Treibgas aufgeschäumt wurde. Die offenen Poren waren nach der Aushärtung in einem Porendurchmesser zwischen 0, 5 mm und 3, 0 mm.
Beispiel 7 :
Weder Schiene noch Träger waren bei der Bestimmung der Schallemission beschichtet.
Die In der folgenden Tabelle angeführten Messwerte wurden wie folgt erhalten. Die Schallemissionen wurden an einer Jeweils gemäss der Beispiele ausgeführten Versuchsstrecke von 200 m Länge bestimmt, wobei die Geschwindigkeit einer darüberfahrenden Lokomotive 80 km/h betrug. Die Messung der Schalemission Im abgesperrten Gelände erfolgte In 7,5 m Entfernung und 1, 2 m über Schienenoberkante 10 der Mitte der Längserstreckung der Versuchsstrecke.
Tabelle
EMI5.1
<tb>
<tb> Schallemission <SEP> In <SEP> dB
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 86, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> 86, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> 86, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> 84, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> 84, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> 84, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> 91, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Die Druckfestigkeit der Schalldämmungen gemäss der Beispiele 1 bis 6 betrugen zumindest 5 N/cm2.
Zur besseren konstruktiven Lösung wurde die Schalldämmung zwischen den Schienen und ausserhalb derselben mit dem Oberbau adhäsiv verbunden.
Für die Schienen sind glatte Profile mit Schwerspat und als Abdeckung für den Oberbau Schalldämmungen mit offenen Poren mit einem Durchmesser zwischen 0, 5 mm und 3, 0 mm besonders geeignet. Durch diese Porendurchmesser ist eine besondere Schallemissionsabnahme im Bereich von 2. 000 Hz zu messen.