Abstrahlcharakteristik und Schallminderungsmaßnahmen

Herausforderung

Im Auftrag der Klafs GmbH, dem Weltmarktführer im Bereich Sauna, Wellness und Spa, wurde die Schallabstrahlung einer aktiven Liege untersucht. Diese ist in der Lage, pendelnde Querbewegungen auszuführen, die einerseits eine beruhigende
Wirkung auf den Nutzer haben, sich jedoch andererseits auch akustisch äußern.

Vorgehensweise/Prinzip

Zunächst wurde die Schallabstrahlung der Liege durch auf den Umfang verteilte Mikrofone in verschiedenen Höhen erfasst. Dabei konnten der Frequenzinhalt sowie die Richtcharakteristik der Abstrahlung identifiziert werden. Für weitere Messungen wurde die Matratzenauflage entfernt,
um die darunter liegenden Strukturen genauer untersuchen zu können. Deren Schwingungsverhalten wurde durch Beschleunigungssensoren auf den bewegten sowie stationären Strukturen der Liege im Betrieb gemessen und analysiert, wobei sich vor allem Torsionsschwingungen aus der Antriebseinheit als wesentlicher Mechanismus der Schwingungserregung ergaben.Aufnahmen mit einer akustischen Kamera bestätigten diese Aussage, da sie eine deutliche Abstrahlung des Motors zeigten. Jedoch war in bestimmten Positionen des bewegten Schlittens auch die Abstrahlung anderer Elemente ersichtlich, in die der Antrieb Schwingungen einleitete.

Auf der Grundlage der Messergebnisse wurde die Verringerung des eingeleiteten Körperschalls in die Trägerstruktur der Liege als vielversprechende Maßnahme zur Schallminderung identifiziert. Sie wurde in Form einer ringförmigen Konstruktion realisiert, die zwischen dem Motor und seinem tragenden Rahmen eingesetzt wurde und die ursprüngliche Ankopplung ersetzte. Durch diese Maßnahme konnte die Eingangsimpedanz des Rahmens gegenüber den Torsionsschwingungen deutlich erhöht werden. Anhand durchgeführter Messungen vor und nach Umsetzung dieser Maßnahme konnte ihre Wirksamkeit bestätigt werden. So wurden die Schalldruckpegel störender Frequenzen oberhalb von 200 Hz um bis zu 17 dB  reduziert. Auch im Höreindruck war die Verringerung der Schallabstrahlung wahrzunehmen.

Kundennutzen

Basierend auf der durchgeführten Analyse kann der Hersteller die Vibrationen und das akustische Verhalten der Pendelleige besser einschätzen. Der von der Arbeitsgruppe Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik SzM entwickelte und umgesetzte Ansatz ermöglich dem Hersteller, den emittierten Lärm der Liege zu reduzieren und damit spürbar den Komfort und Kundennutzen zu erhöhen.