Maschinenakustik

Unsere Leistungen

Feststellung des akustischen Istzustandes Ihres maschinenakustischen Systems
durch die messtechnische Bestimmung relevanter Emissionen
wie z.B. der Schalleistung
Vergleichsmessung (Benchmarking) für die akustische Optimierung von Produkten in der Entwicklungsphase
Identifikation der Ursachen von unerwünschtem Lärm durch Lokalisierung der dominanten Schallquellen
Ableitung von technischen und wirtschaftlich sinnvollen Maßnahmen zur Lärmreduzierung
Bestimmung von Übertragungspfaden
Frequenz- und Terzband-Analysen

Das Wichtigste in Kürze:

Durch Arbeitsumwandungsprozesse wird Energie von Maschinen in dynamische Kräfte umgewandelt, welche die Maschinenstruktur in Schwingung versetzen. Diese Schwingungen (Körperschall) übertragen sich über die Maschinenoberfläche auf die Luft und werden in Luftschall umgewandelt. Wenn diese Luftschwankung ausreichend groß ist, nehmen wir sie als Geräusch war. Im Falle einer sehr hohen Intensität kann dies sogar ein gehörschädigender Lärm für den Menschen sein.

Des Weiteren können große Schwingungen die Maschinenstruktur auf Dauer beschädigen. Daher ist es notwendig, die Ursachen von unerwünschtem Lärm durch Schallmessungen zu identifizieren und Maßnahmen für dessen Reduzierung abzuleiten. Dabei unterstützen wir Sie sehr gerne.

Entstehung und Behebung von unerwünschtem Lärm

Das Gebiet der Maschinenakustik befasst sich mit den von Maschinen verursachten Geräuschen. Nehmen diese Geräusche an Lautstärke zu, entsteht unangenehmer Lärm. Im Fokus steht daher oft deren Reduzierung oder Veränderung. Um ein Verständnis für die Möglichkeiten der Veränderung zu bekommen, ist es zunächst wichtig den Ausgangspunkt zu verstehen. Deshalb wird die Entstehung eines dieser Geräusche im folgenden Abschnitt näher erläutert.

Ausgangspunkt:

Zunächst bedarf es einem Arbeitsprozess, welcher die Energie wandelt. Hierbei handelt es sich oft um eine Umwandlung von elektrischer Energie in dynamische Kräfte oder Momente. Dies ist beispielsweise bei einem Elektromotor der Fall, welcher in einer Zerspanungsmaschine sitzt. Dabei kann es innerhalb einer Maschine auch zu mehrfachen Umwandlungen kommen. Der Elektromotor treib das Werkzeug an, jedoch entstehen bei der Interaktion zwischen Werkzeug und Werkstück ebenfalls Kräfte (Zerspanungskräfte). Aus diesem Grund wirken im Inneren der Maschinenstruktur verschiedene ortsabhängige dynamische Kräfte. Es kann also festgehalten werden, dass das dynamische Verhalten im Inneren der Maschine mit Arbeitskräften überlagert wird.

Auswirkungen:

Die inneren dynamischen Kräfte führen dazu, dass sich auch die Oberfläche der Maschine in Schwingungen versetzt. Sobald dieser Fall eintritt, überträgt sich die Schwingung auch auf die Luft, welche die Maschine umgibt. Konkret bedeutet dies, dass die Luft gedrückt und gestaucht wird, was wiederum zu einer dynamischen Luftdruckschwankung führen kann, welche sich im Raum ausbreitet. Wenn diese Luftdruckschwankung ausreichend groß und in der hörbaren Frequenz ist, nehmen wir sie als Geräusch war. Die Intensität und der Ton des Geräusches stehen wiederum in direkter Abhängigkeit zu der Amplitude und der Frequenz der Luftdruckschwankung. Die nachfolgende Abbildung stellt den beschriebenen Entstehungsmechanismus grafisch dar.

Behebung:

Entlang dieser akustischen Entstehungskette verfolgt die Maschinenakustik den Ansatz, das Geräusch möglichst früh zu beheben. Im Idealfall so, dass das störende Geräusch gar nicht erst entsteht.

Dennoch kann der Fall auftreten, dass sich bei einer Maschine keine sinnvolle oder wirtschaftliche Lösung finden lässt, welche den Ursprung eines Geräusches eliminiert. In solchen Fällen kommen passive Elemente zum Einsatz, welche das entstandene Geräusch reduzieren oder absorbieren. Ein typisches Beispiel dafür ist die Lärmschutzwand im Straßenverkehr.

In welchen Phasen kommen maschinenakustische Analysen zum Einsatz?

Maschinenakustische Analysen kommen in den unterschiedlichsten Phasen des Produktlebenszyklus von Maschinen zum Einsatz. Die HoloMetrix GmbH bietet Ihnen ihre Erfahrungen und Leistungen zur Lärmminderung in jeder Phase an. In der nachfolgenden Auflistung werden ein paar typische Anwendungsfälle in den wichtigsten Phase vorgestellt, bei denen wir Sie gerne unterstützen:

Entwicklung:

In diesem Stadium kann eine Erfassung des akustischen Istzustandes von Interesse sein. Dafür kommen akustische Messungen zum Einsatz. Typische Fragen, welche in diesem Zusammenhang gestellt werden, sind: Wird die Vorgabe erreicht? Sind weitere akustische Maßnahmen notwendig? Ergänzt können solche Messungen durch das sogenannte Benchmarking (Vergleichsmessungen). Des Weiteren spielen auch Identifikationsmessungen eine entscheidende Rolle, um akustische Problemzonen zu detektieren.

Produktion:

Im Produktionsstadium dienen akustische Messungen häufig der Qualitätssicherung. Hierbei bedarf es einem genau definierten Messprozedere, sodass die Ergebnisse auch zu einem späteren Zeitpunkt vergleichbar und ,,kontrollierbar“ bleiben. Durch eine Aktualisierungsmessung können die gewonnen akustischen Ergebnisse in die Entwicklung, speziell in die Berechnungsabteilungen einfließen. Dies dient dazu, zukünftige Vorhersagen noch zielgenauer zu gestalten.

Anwendungsphase:

Insbesondere bei größeren stationären Anlagen, die ggf. auch ein größeres Investment darstellen, sollten sich die akustischen Eigenschaften über die Betriebsdauer nicht signifikant ändern. Ergänzende Messungen und deren Vergleich zu vorherigen Messergebnissen sind deswegen auch an dieser Stelle sinnvoll. Des Weiteren lassen sich durch akustische Messungen und deren nachgeschaltete FFT Analyse potenzielle Schwachstellen frühzeitig erkennen und beheben.

Das Gebiet der Maschinenakustik ist sehr umfassend und vielseitig. Gerne bieten wir Ihnen hierzu eine spezifische Beratung für ihr Vorhaben an.