Technischer Lärmschutz - Grundlagen und praktische Maßnahmen zum Schutz vor Lärm und Schwingungen von Maschinen

Vorwort zur zweiten Auflage

Aus dem Vorwort zur ersten Auflage

Inhaltsverzeichnis

Mitarbeiterverzeichnis

Hinweis für den Leser

Wichtige Formelzeichen und Einheiten

1. Vorschriften und Normen für Maschinengeräusche

1.1 Einführung

1.2 Geräuschemission, Maschinenrichtlinie

1.3 Geräuschemission im Freien betriebener Maschinen

1.4 Geräuschemission, Umweltzeichen „Blauer Engel“

1.5 Geräuschimmission, Arbeitsschutz

1.6 Geräuschimmission, baulicher Schallschutz

1.7 Geräuschimmission, Nachbarschaftsschutz

1.8 Schrifttum

1.8.1 Literatur

1.8.2 Gesetze, EU-Richtlinien

1.8.3 Normen, Richtlinien

2. Größen und Messverfahren zur Kennzeichnung von Geräuschen und Geräuschquellen

2.1 Einführung

2.2 Kennzeichnung der physikalischen Eigenschaften von Geräuschen

2.2.1 Schalldruck

2.2.2 Schalldruckpegel

2.2.3 Bandschalldruckpegel

2.3 Größen zur Kennzeichnung der Schallimmission

2.3.1 Überblick

2.3.2 Bewerteter Schalldruckpegel

2.3.3 Äquivalenter Dauerschallpegel, Taktmaximal-Mittelungspegel

2.3.4 Beurteilungspegel

2.3.5 Spitzen-Schalldruckpegel

2.3.6 Einzelereignis-Schalldruckpegel

2.3.7 Lärmdosis

2.4 Größen zur Kennzeichnung der Schallemission

2.4.1 Überblick

2.4.2 Schallleistungspegel, Richtwirkungsmaß

2.4.3 Schallintensitätspegel

2.4.4 Schallenergiepegel

2.4.5 Schalldruckpegel an festgelegten Messorten

2.4.6 Emissions-Schalldruckpegel am Arbeitsplatz

2.4.7 Geräuschemissionsangabe

2.5 Rechenoperationen mit Schallpegelwerten

2.5.1 Addition

2.5.2 Subtraktion

2.5.3 Mittelwertbildung

2.6 Verfahren zur Messung der Schallimmission

2.6.1 Vorbemerkungen

2.6.2 Vorbereitung der Messung

2.6.3 Messdurchführung

2.6.4 Messauswertung

2.7 Verfahren zur Messung der Schallemission, Schallleistungsmessung

2.7.1 Überblick

2.7.2 Freifeldverfahren

2.7.3 Hallraumverfahren

2.7.4 Vergleichsverfahren

2.7.5 Kanalverfahren

2.7.6 Intensitätsverfahren

2.8 Verfahren zur Nachprüfung angegebener Geräuschemissionswerte

2.8.1 Nachprüfverfahren für Einzelmaschinen

2.8.2 Nachprüfverfahren für Maschinenlose

2.9 Verfahren zur Schallquellenanalyse

2.9.1 Überblick

2.9.2 Voruntersuchung

2.9.3 Verfahren ohne Änderungen an der Maschine

2.9.4 Verfahren mit Änderungen an der Maschine

2.10 Schrifttum

3. Messtechnik

3.1 Einführung

3.2 Schalldruckpegelmessung

3.2.1 Mikrofone

3.2.2 Geräte zur Schalldruckpegel- und Schalldosismessung

3.2.3 Aufbau und Funktion des Schallpegelmessers

3.2.4 Hilfsmittel

3.2.5 Handhabung der Schallpegelmesser

3.2.6 Fehler und Abhilfemaßnahmen

3.3 Messung von Schwingungsgrößen

3.3.1 Einführung

3.3.2 Schwingungs- und Körperschallmessung

3.3.3 Kraftmessung

3.3.4 Dehnungsmessung

3.4 Speicherung von Messsignalen

3.4.1 Einführung

3.4.2 Digitale Speicherung

3.4.3 Handhabung von Aufzeichnungsgeräten

3.4.4 Fehler bei der Zwischenspeicherung

3.5 Frequenzanalysen

3.5.1 Einführung

3.5.2 Filterkenngrößen

3.5.3 Filterarten

3.5.4 FFT-Analyse

3.5.5 Kenngrößen der FFT-Analyse

3.5.6 Anwendung von Zeitfenster

3.5.7 Auswahl und Handhabung der Frequenzanalyseverfahren

3.5.8 Auswertung der Ergebnisse

3.5.9 Cepstrumanalyse

3.6 Zweikanalige Signal- und Systemanalyse

3.6.1 Einführung

3.6.2 Messung der Übertragungsfunktion

3.6.3 Quellenanalyse

3.7 Mehrkanalmethoden zur Geräuschquellenlokalisation

3.7.1 Einführung

3.7.2 Bekannte Verfahren

3.7.3 Kriterien zur Auswahl eines geeigneten Verfahrens

3.7.4 Direkte Messverfahren Schalldruckkartierung

3.7.5 Verfahren mit Berechnungsmodellen Stationäre akustische Nahfeldholographie – NAH

3.7.6 Zusammenfassung und Vergleich

3.8 Schriftum

4. Schwingungen und Schallabstrahlung von festen Körpern

4.1 Einführung

4.2 Biegewellenausbreitung auf Platten

4.3 Biegeeigenfrequenzen von Stäben und Platten

4.4 Admittanz mechanischer Strukturen

4.5 Schallabstrahlung fester Körper

4.5.1 Abstrahlgrad, Definition und Grenzwerte

4.5.2 Schallabstrahlung konphas schwingender Körper – Monopol- und Dipolstrahler

4.5.3 Schallabstrahlung schwach gedämpfter Platten mit Biegeschwingungen

4.5.4 Schallabstrahlung stark gedämpfter Platten mit Biegeschwingungen

4.6 Modelldarstellungen, Begriffe, Mess- und Berechnungsverfahren zur mechanischen Geräuschentstehung in Maschinen

4.7 Geräuscharme Varianten passiver Maschinenstrukturen

4.7.1 Bleche mit Dämpfungsbelag

4.7.2 Gehäuseformen

4.7.3 Zusatzelemente an Krafteinleitungsstellen, Zusatzmassen bei elastischen Verbindungen

4.8 Schrifttum

5. Luftschalldämmung

5.1 Einführung

5.2 Physikalische Grundlagen der Schalldämmung

5.2.1 Erläuterung des Begriffes Schalldämmung und Definition des Schalldämm- Maßes

5.2.2 Anregung einer Wand zu Biegeschwingungen durch Luftschall

5.2.3 Trennimpedanz, Koinzidenzeffekt und Abstrahlwinkel

5.3 Einschalige ebene Wände

5.3.1 Schalldämmung unterhalb der Grenzfrequenz

5.3.2 Schalldämmung oberhalb der Grenzfrequenz

5.3.3 Zusammenfassung

5.4 Spezielle Wandarten

5.4.1 Rohrwandungen

5.4.2 Doppelwände

5.4.3 Biegeweiche Vorsatzschalen

5.5 Konstruktionen aus mehreren Bauteilen

5.5.1 Wände mit Bauteilen unterschiedlicher Schalldämmung

5.5.2 Einfluss flankierender Bauteile

5.6 Messung des Schalldämm-Maßes

5.7 Schalldämm-Maße von Bauteilen

5.8 Schrifttum

6. Luftschallabsorption

6.1 Einführung

6.2 Physikalische Grundlagen und Berechnungsverfahren

6.2.1 Schallreflexion an Grenzschichten

6.2.2 Poröse Absorber ohne Abdeckung

6.2.3 Poröse Absorber mit vorgeschalteter Masse (Resonanzabsorber)

6.3 Ermittlung der Stoffkennwerte für poröses Material

6.3.1 Längenbezogener Strömungswiderstand

6.3.2 Porosität

6.4 Realisierungsprobleme bei porösen Absorbern

6.4.1 Gelochte Abdeckung

6.4.2 Folienabdeckung

6.4.3 Montage mit Wandabstand

6.5 Dimensionierung von akustischen Absorbern aus handelsüblichen porösen Materialien

6.5.1 Längenbezogener Strömungswiderstand

6.5.2 Berechnungsbeispiel

6.6 Breitband-Schallabsorber ohne poröses Material

6.7 Messung des Schallabsorptionsgrades

6.7.1 Hallraummessung

6.7.2 Rohrmessung

6.7.3 Form von Schallabsorptionsgrad-Angaben

6.8 Schrifttum

7. Konstruktion lärmarmer Maschinen

7.1 Einführung

7.2 Teil-Geräuschquellen und Gesamtgeräusch einer Maschine

7.3 Aufteilung der Geräuschminderung auf Maschinengeräuschanteile

7.3.1 Aufteilung auf Teilquellen

7.3.2 Aufteilung auf Frequenzbänder

7.4 Ansatzpunkte zur Geräuschminderung an Maschinen

7.4.1 Maschinenakustische Quellenarten

7.4.2 Strömungsmechanische Geräusche

7.4.3 Mechanische Geräusche

7.4.4 Aktive Lärmschutzsysteme – „Antischall“

7.5 Einbindung in den Konstruktionsprozess

7.6 Schrifttum

8. Ventilatorgeräusche

8.1 Ventilatorbauarten

8.2 Ventilatorkennzahlen

8.3 Ventilatorkennlinie

8.4 Ventilatorbetriebspunkt

8.5 Geräuschentstehung

8.6 Kennlinie und Geräuschemission

8.7 Konstruktive Maßnahmen und Geräuschemission

8.8 Einfluss der Einbausituation

8.9 Stand der Technik

8.10 Ventilator und Schalldämpfer

8.11 Schrifttum

9. Absorptionsschalldämpfer

9.1 Einführung

9.2 Dämpfungsmechanismus

9.3 Kenngrößen

9.3.1 Dämpfungsmaße

9.3.2 Kanalquerschnittsformen

9.3.3 Normierte Größen

9.4 Akustische Bemessung

9.4.1 Exakte Lösung für die Ausbreitungsdämpfung

9.4.2 Normierte grafische Darstellung (Trapez-Diagramm)

9.4.3 Näherungsformel nach

9.4.4 Reflexionsdämpfung

9.4.5 Einfluss verschiedener Abdeckungen des Absorbermaterials

9.4.6 Einfluss der Strömung auf die Schalldämpfung

9.4.7 Einfluss der Temperatur auf die Schalldämpfung

9.4.8 Unterteilung des Kanalquerschnittes

9.4.9 Bedämpfung tiefer Frequenzen

9.4.10 Bedämpfung hoher Frequenzen

9.5 Schalldämpfer mit Strömung

9.5.1 Strömungsgeräusch des Schalldämpfers

9.5.2 Druckverlust im Schalldämpfer

9.6 Konstruktive Ausführung

9.6.1 Verhältnis Kulissenbreite – Spaltweite

9.6.2 Absorbermaterial

9.6.3 Dämpfungsminderung durch akustische Nebenwege

9.6.4 Handelsübliche Absorptionsschalldämpfer

9.7 Schrifttum

10. Schallschutzkapseln

10.1 Einführung

10.2 Begriffe und Schallübertragungswege bei einer Maschinenkapsel

10.3 Abschätzung der Pegelabsenkung bei Schallübertragung über die Kapselwände – Weg A

10.4 Konstruktive Gestaltung

10.4.1 Allgemeine Bemerkungen

10.4.2 Wahl der Kapselabmessungen

10.4.3 Ausführung der Kapselwand

10.4.4 Vermeidung der Schallübertragung über Undichtigkeiten und unvermeidbare Öffnungen – Weg B

10.4.5 Vermeidung der Körperschallanregung der Kapsel – Weg C

10.4.6 Vermeidung der Schallabstrahlung außerhalb der Kapsel – Weg D

10.4.7 Zusammenfassung

10.5 Verfahren zum messtechnischen Nachweis der Einfügungsdämmung

10.6 Wärmeabführung aus Schallschutzkapseln

10.7 Beispiele praktisch ausgeführter Schallschutzkapseln

10.7.1 Baukastensysteme für Schallschutzkapseln

10.7.2 Maschinenhaube mit Schallschutzkapselfunktion

10.7.3 Integrierte Schallschutzkapsel für eine Schnellläuferpresse

10.8 Rechenbeispiel

10.8.1 Akustische Dimensionierung

10.8.2 Wärmeabführung

10.9 Schrifttum

11. Schwingungsabwehr bei Maschinenaufstellungen

11.1 Einführung

11.2 Notwendigkeit und Zielstellung der Schwingungsabwehr

11.2.1 Auswirkung mechanischer Schwingungen

11.2.2 Rechtliche Vorschriften

11.2.3 Normative und Richtwerte

11.3 Verfahren zur Schwingungsabwehr

11.3.1 Schwingungssysteme und Schwingungsmodelle

11.3.2 Verfahrensgruppen

11.3.3 Schwingungserregung

11.3.4 Primärmaßnahmen der Schwingungsabwehr

11.3.5 Schwingungsisolierung

11.3.6 Stoßisolierung

11.3.7 Aktiver Schwingungsschutz durch Ausregelung

11.3.8 Schwingungstilger

11.3.9 Verminderung von Verkehrs- und Industrieerschütterungen

11.4 Berechnungsverfahren zur Schwingungsisolierung

11.4.1 Zusammenstellung der Berechnungsziele

11.4.2 Orientierungsrechnung mit 1 Freiheitsgrad

11.4.3 Genaue Berechnung

11.5 Ausgeführte Beispiele

11.6 Schrifttum

12. Körperschallisolierung

12.1 Einführung

12.2 Grundlagen der Körperschallisolierung

12.2.1 Grundgleichung der Körperschallisolierung

12.2.2 Admittanzen des Systems Maschine – Schwingungsisolatoren – Gebäudedecke

12.2.3 Wirkung eines Zwischenfundamentes

12.2.4 Körperschalldämmung in Rohrleitungen

12.2.5 Körperschallisolierung von Aggregaten in Maschinenstrukturen

12.2.6 Regeln für die qualitativ optimierte Körperschallisolierung

12.2.7 Schritte zur quantitativen Optimierung der Körperschallisolierung in Gebäuden

12.3 Praktische Beispiele für die Körperschallisolierung von Maschinen

12.3.1 Aufzugsmaschinen und dazugehörige Schalteinrichtungen

12.3.2 Pumpen

12.3.3 Lüftungstechnische Anlagen

12.4 Schrifttum

13. Schallausbreitung und Schallschutz in Räumen

13.1 Einführung

13.2 Schallausbreitung im Freifeld

13.2.1 Einzel- oder Punktschallquelle

13.2.2 Ausgedehnte Schallquellen

13.2.3 Verluste und Störungen im Ausbreitungsweg

13.3 Schallausbreitung in geschlossenen Räumen

13.3.1 Einflüsse und Beschreibungsarten

13.3.2 Annähernd kubischer Raum

13.3.3 Flachraum

13.3.4 Langraum

13.3.5 Streukörper

13.3.6 Standard-Rechenverfahren

13.4 Schallausbreitung durch Koppelflächen

13.4.1 Geschlossene Koppelflächen

13.4.2 Offene Koppelflächen

13.5 Übersicht über Schallschutzmaßnahmen in Räumen

13.6 Raumgestaltung und Quellenanordnung

13.7 Schallabsorbierende Raumauskleidungen

13.7.1 Anwendung

13.7.2 Anforderungen

13.7.3 Bauformen

13.7.4 Werkstoffe

13.7.5 Wirksamkeit

13.8 Schallschirme

13.8.1 Anwendung

13.8.2 Berechnung

13.8.3 Bauformen

13.8.4 Werkstoffe

13.8.5 Wirksamkeit

13.9 Trennwände, Kapseln, Kabinen

13.9.1 Anwendung

13.9.2 Akustische Wirkung

13.10 Schrifttum

14. Adaptronik-Anwendungen

14.1 Einführung

14.2 Aktive Werkstoffe

14.3 Systementwurf

14.4 Systemtechnik

14.5 Anwendungsbeispiele

14.5.1 Strukturkontrolle

14.5.2 Schwingungsdämpfung

14.5.3 Schwingungstilgung

14.5.4 Schwingungsisolation

14.6 Schrifttum

Sachverzeichnis