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Akustischer Messraum mit BKA-Auskleidung bei BMW in Dingolfing. (Quelle: BMW)

Hochwertig intelligente Technologie absorbiert den Schall gründlich und effizient

01. Februar 2012 | 09:41 Autor: MARK.KOM Vorarlberg

Niederraunau (D) Mit den Breitband-Kompaktabsorbern (BKA) nutzt die FAIST Anlagenbau GmbH eine einzigartige Technologie für den Bau von Akustik-Messräumen, die höchsten Anforderungen genügen und von einer Vielzahl an Unternehmen umfassend und international genutzt wird.

Die Räume eignen sich für die Schallabsorption bis herab zu 40 Hz und darunter und lassen sich trotz der hervorragenden Absorptionseigenschaften schnell und platzsparend realisieren. Derartige Akustikräume hat FAIST bereits für führende Automobilhersteller und Zulieferer geplant und gebaut ; in Wolfsburg und Dingolfing ebenso wie in Indaiatuba, Brasilien oder Changchun, China.

Wer die Firma FAIST mit der Planung und dem Bau eines Akustikmessraums beauftragt, der wird zu einem relativ frühen Zeitpunkt, d.h. während der ersten Gespräche, ein Aha-Erlebnis erfahren. Die Akustik-Experten analysieren präzise den Bedarf des Kunden und verzichten dann bei den meisten Projekten auf die bekannte schallschluckende Keilabsorbertechnik, deren Pyramidenstruktur weit in den Raum hineinragt und entsprechend viel Platz benötigt. Vielmehr arbeitet FAIST mit der sogenannten Breitband-Kompaktabsorber-Technologie (BKA).

Die Technologie: Reaktive Schallabsorption
Diese Akustikauskleidung besteht aus Modulen bzw. Paneelen in Sandwichbauweise mit glatter Oberfläche, der die schallabsorbierende Funktion nicht anzusehen ist. Die Intelligenz steckt hier im Verborgenen, sprich im Aufbau der Module. In einen akustisch transparenten Lochblechkorb sind Lagen aus offenporigem Absorptionsmaterial eingebaut. Auf der wandnächsten Lage befindet sich ein Resonatorblech. Diese Lage wird als Verbundplattenresonator (VPR) bezeichnet, das physikalisch gesehen ein Massenfeder-System ist.

Die akustische Wirksamkeit, d.h. die Fähigkeit der Schallabsorption über einen breiten Frequenzbereich, basiert auf einer einzigartigen Kombination aus Verbundplattenresonator für tiefe Frequenzen und porösem Absorber für mittlere und hohe Frequenzen.

Abhängig vom errechneten Modenfeld des unverkleideten Messraumes werden durch variable Resonatoren und deren gezielte Platzierung im Messraum die Freifeldeigenschaften gerade im Bereich tiefer Anregungsfrequenzen sichergestellt. Die dafür notwendigen Berechnungs- und Simulationstools wurden am Fraunhofer-Institut für Bauphysik in Stuttgart entwickelt. Sie werden verwendet,  um die Freifeldbedingungen bis zur geforderten Grenzfrequenz einhalten  zu können.

Geringerer Platzbedarf und schnelle Montage senken Kosten
Der „Charme“ dieser  Wandverkleidung liegt zum Einen in der sehr wirksamen Schallabsorption auch bei tiefen Frequenzen bis herab zu 40 Hz. Zum Anderen ist der Platzbedarf deutlich geringer als bei den konventionellen Absorbern, wie ein Vergleich zeigt. Wenn ein Messraum mit einer unteren Grenzfrequenz von 100 Hz in konventioneller Technik ausgeführt wird, verwendet man Keilabsorber mit einer Gesamtbaulänge von 0,85 m. Soll eine Grenzfrequenz von 50 Hz erreicht werden, müssen die Keile schon eine Länge von 1,70 m erreichen. Die BKA-Technologie hingegen kommt – unabhängig von der unteren Grenzfrequenz – mit einer Bautiefe von 0,35 m aus.

Der Anwender des Messraums kann somit Raum und Kosten sparen, zumal mit der BKA-Technologie Türen und Fenster kostengünstiger ausgeführt werden können. Außerdem verkürzt sich die Bauzeit, weil die BKA-Paneele im Werk vorgefertigt und vor Ort dann schnell montiert werden.

Abnahmemessung durch neutrales Institut
Die BKA-Technologie wurde vom renommierten Fraunhofer-Institut für Bauphysik entwickelt. Sie bewährt sich weltweit in hochwertigen Akustikräumen und –prüfständen. Das wurde von neutralen Experten bestätigt, denn FAIST bietet generell die Option, während der Inbetriebnahme eine Abnahmemessung durch externe Spezialisten durchführen zu lassen.

Weltweite Referenzen
Angesichts der glatten Oberfläche der BKA-Paneele ist Skepsis durchaus angebracht: Kann ein solches System, dessen Aussehen nicht nur für Laien alles andere als absorptiv wirkt, tatsächlich den hohen Anforderungen der Mess- und Prüfingenieure genügen? Da nichts überzeugender ist als praktische Beispiele, folgt hier die Kurzbeschreibung einiger Anlagen, die FAIST bereits realisiert hat.

BMW Dingolfing: untere Grenzfrequenz von 25 Hz
Für das Werk Dingolfing, in dem BMW die Baureihen der oberen Mittelklasse und Oberklasse (5er, 6er, 7er Reihe) fertigt, entwickelte FAIST zwei Akustikmessräume mit Raumvolumina von 1040 m³ und 273 m³. Die Anforderung des Kunden war äußerst anspruchsvoll; unter anderem wurde eine untere Grenzfrequenz von 25 Hz gewünscht. Zur Optimierung der Kosten-Nutzen-Rechnung erlaubte BMW eine zusätzliche Toleranz von 1,5 dB für Frequenzen unterhalb von 80 Hz.

Die restliche Frequenzbreite blieb in strikter Einhaltung der ISO 3745. Das bedeutet, dass bei konventioneller Technik Keilabsorber von 3,40 Meter Länge erforderlich gewesen wären. Bei der BKA-Technik hingegen kommt man mit 0,35 Metern Bautiefe aus, spart also ganz deutlich Platz, Material und dadurch Kosten ein. Dass die BMW-Anforderungen erfüllt wurden, zeigte die vom Akustik-Spezialisten  Müller BBM durchgeführte Abnahmemessung.

Der größere Messraum wird vor Allem für Innenraumessungen verwendet. Er ist mit einem Allrad-Rollenprüfstand ausgestattet sowie mit einem Kühlluftsystem, das den Fahrtwind bei bis zu 110 km/h Fahrgeschwindigkeit simuliert.

FAW Changchun: Großer Prüfstand für simulierte Vorbeifahrt
Die First Automobile Works (FAW), einer der größten chinesischen Autohersteller und seit 1990 Produktionspartner von Volkswagen, setzt in ihrem Entwicklungszentrum in Changchun einen Messraum mit Allrad-Rollenprüfstand ein, der u.a. für beschleunigte Vorbeifahrt-Geräuschmessungen nach ISO 362 ausgelegt wurde und mit Abmessungen von 25,4 x 20,8 x 6,5 m sehr groß dimensioniert ist.

Ein weiterer Akustikraum dient der Geräuschmessung im Antriebsstrang. Beide Räume wurden von den FAIST-Akustikexperten nach den Wünschen des Anwenders projektiert und mit der BKA-Technologie realisiert. Messtechniker und Einkäufer hatten sich zuvor bei ihrem Partner Volkswagen AG über diese Schallabsorptionstechnik informiert: Auch für VW in Wolfsburg hat FAIST Akustikräume geplant und gebaut, die nach dem VPR-Prinzip arbeiten.

Faurecia: Schallmessraum für Abgasanlage
Die französische Faurecia S.A. gehört unter die Top Ten der internationalen Automobilzulieferer. Das Unternehmen entwickelt und fertigt u.a. Abgasanlagen und Katalysatoren. Um ein geringes Geräuschniveau (oder, bei Sportwagen, den  richtigen „Sound“) zu erzeugen, betreibt der Geschäftsbereich „Exhaust and Emission Systems“ ein Akustikzentrum, dessen Messraum von FAIST geplant und mit dem BKA-System ausgekleidet wurde.

Ideal auch für Windkanäle
Auch für den Bau von Aeroakustik-Windkanälen, mit denen Windgeräusche erfasst werden, sind die Breitband-Kompaktabsorber ideal. Sie beanspruchen nur ein Minimum an Platz, so dass der zur Verfügung stehende Raum bestmöglich für die Windtests mit hoher Strömungsgeschwindigkeit genutzt werden kann. In diesem speziellen Bereich der Prüftechnik verfügt FAIST ebenfalls über umfassende Erfahrungen – sowohl bei der Projektierung als auch beim Einbau von geeigneten schalldämmenden Maßnahmen in Windkanälen, wie z.B. Nabenschalldämpfer, akustische Umlenkecken, schallabsorbierende Behandlung der Luftführung und Plenumsauskleidung in BKA-Technologie.

  • Mechanische Abnahme der akustischen Umlenkecken im neuen BMW Aero-Akustik-Windkanal.
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  • Der BKA: hocheffizient dank ausgefeilter Konstruktion.
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Am Mühlberg 5, 86381 Krumbach
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