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DER KONSTRUKTEUR 10/2016

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CAD / PLM Nur leise

CAD / PLM Nur leise reicht nicht aus Psychoakustik im Fokus bei der Entwicklung von Ventilatoren Marc Schneider Lärmbelästigung zu reduzieren ist ökologisch betrachtet ein wichtiges Entwicklungsziel, denn Lärm ist Umweltverschmutzung. Geräte und Maschinen, deren Geräusche nicht belastend empfunden werden, finden eine bessere Akzeptanz bei Kunden. Genügend Gründe, bereits in der Konstruktion dem Thema Psychoakustik ein besonderes Augenmerk zu schenken. Wenn wir durch ein Geräusch beeinträchtigt werden, uns also z. B. von ihm gestört fühlen, sprechen wir von Lärmbelästigung. Wann dies der Fall ist, hängt von vielen Faktoren ab. Unter anderem spielt die Situation eine Rolle, in der wir uns gerade befinden, die Lautstärke und die Art des Geräuschs. Das gilt auch für Ventila toren, die je nach Situation und Einsatzort unterschiedliche Anforderungen erfüllen sollten. Sind sie z. B. an einem Wärme tauscher im Kühllager eingesetzt, kommt es weniger auf geringe oder angenehme Geräusche an, Dr. Marc Schneider, ebm-papst, Mulfingen denn ein solcher Raum wird nur selten betreten. Luft- und Klimageräte für den Wohn- und Arbeitsbereich müssen da ganz andere Erwartungen erfüllen. Das heißt allerdings nicht, dass Ventilatoren dann geräuschlos arbeiten sollen. Bei vielen Anwendungen dient ihr Arbeitsgeräusch als Funktionskontrolle; ein typisches Beispiel dafür ist die Dunstabzugshaube über dem Küchenherd. Das Geräuschspektrum eines Ventilators Bei Ventilatoren ist die Geräuschentwicklung deshalb oft kaufentscheidend. Neben den aerodynamischen Daten (Luftleistung) wird die Schallleistung zur wichtigen Kenngröße. Das Geräuschspektrum eines Ventilators enthält in der Regel tonale und breitbandige Komponenten. Ihre Entstehungsmechanismen sind völlig unterschiedlich: Ursache für die meisten tonalen Komponenten ist die Interaktion des rotierenden Laufrades mit Störungen in der angrenzenden Luftströmung, die durch Streben, Leitschaufeln, asymmetrischen Einlauf usw. verursacht werden. Sie sind damit abhängig von der Einbausituation des Ventilatorlaufrades. Oft lassen sie sich durch verbesserte Anordnung des Laufrads reduzieren oder sogar vermeiden. Die meisten breitbandigen Geräuschkomponenten dagegen werden durch die unvermeidbare Turbulenz der Zuströmung und die prinzipbedingte Strömung um die Schaufeln verursacht. Die breitbandigen Anteile bestimmen das Grundniveau des Geräuschspektrums eines Ventilators. Hier hat die Herstellerindustrie bereits einiges bewirkt. Es ist eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Geräuschreduktion bei Ventilatoren bekannt. Dazu gehören z. B. strömungstechnisch optimierte Lüfterräder, Winglets, Diffusoren und Vorleitgitter, mit denen Schallleistung und Schallpegel der Ventilatoren deutlich sinken (Bild 1). 56 Der Konstrukteur 10/2016

NEU: Leichtbaulager aus 3D-Druck NEU: Linearmodul mit innenliegender Führung 01 Durch den Einsatz eines FlowGrid-Vorleitgitters lässt sich eine beachtliche Geräuschreduktion erreichen, in Kombination mit dem Diffusor AxiTop sogar noch mehr 02 Das Schallspektren eines Musikstücks (blau) und eines EC-Ventilators der Baugröße 250 (rot) sind zwar ähnlich, werden aber dennoch sehr unterschiedlich wahrgenommen Franke ist Spezialist für besondere Lösungen im Bereich Wälzlager und Linearsysteme. Das Franke-Prinzip der Drahtwälzlager und Aluminium Linearsysteme eröffnet unzählige Möglichkeiten der Anpassung an die vorherrschenden Umgebungsbedingungen und Belastungsverhältnisse. Sinkt der Schallpegel um einige Dezibel, bedeutet das, der Ventilator arbeitet deutlich leiser. Ob wir das verbleibende Geräusch als Bild 2 zeigt ein weiteres Beispiel: In diesem Fall sind die Spektren zwar zu unterscheiden (es sind ja gerade die beiden Kurven), Überzeugen Sie sich an unserem Messestand auf der Messe Motek in Stuttgart. Wir freuen uns auf Ihren Besuch. Lärmbelästigung zu reduzieren ist ökologisch betrachtet ein wichtiges Entwicklungsziel angenehm oder lästig empfinden, darüber sagt der physikalisch im Teststand gemessene Schallpegel aber nichts aus. Trompetenspiel beispielsweise und der Bagger auf einer Baustelle haben nämlich ungefähr die gleiche Schallleistung, werden aber psychoakustisch völlig unterschiedlich bewertet. aber der Gesamtpegel ist (nahezu) gleich: 69,7 dB(A). Entscheidend ist hier, dass aufgrund des Spektrums keine Aussage über die Lästigkeit/Angenehmheit des Geräuschs gemacht werden kann, evtl. würde man aufgrund der tieffrequenten Anteile das blaue Spektrum (Musik!) als störender www.franke-innovativ.de www.speziallager.com www.karbonlager.de www.leichtbaulager.de Light Bearings for Innovation www.franke-gmbh.de

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