Schwingungsdämpfung in elektrischen Kleinantrieben

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Bewährte Methoden zum Unterbinden von Geräuschen

Sind Maßnahmen gegen die Schallentstehung, wie optimales Auswuchten oder Vermeiden von Verwirbelungen im Kühlluftstrom etc., nicht ausreichend, kommt die Dämmung oder Dämpfung infrage. Die Dämmung ist eine Schall- oder Schwingungsisolation, hingegen wandelt die davon streng zu unterscheidende Dämpfung Schwingungsenergie in Reibungswärme um. Schaumstoff, Filz, Elastomere u.a.m. haben besonders hohe Werte der inneren Reibung, dämpfen also besonders gut. Um effektiv zu wirken, müssen solche Materialien an Schwingungsbäuchen sitzen, also an den Orten maximaler Verformung und damit größter Reibung. An schallabstrahlenden Oberflächen angebracht, wird das Material oft als Dämmung bezeichnet, obwohl es primär dämpfend wirkt.

Typisches Beispiel sind Antidröhnmatten in Kfz-Türen. Luftschall lässt sich so nur unzureichend mindern, hier sind vielmehr Stoffe wie Siebe, Netze oder Schaumstoffe gefragt, in denen die Luftteilchen schwingen können und ihre Schallenergie zu Wärme zerrieben wird. Die bekannten Dämmmatten aus Musikstudios mit ihren pyramidenförmigen Oberflächen sind hier das klassische Beispiel.

Luftschall kann auch durch Kapselung des gesamten elektrischen Antriebs deutlich gemindert werden. Die Ausbreitung des Schalls wird dabei begrenzt, also eingedämmt. Daher die Bezeichnung Schalldämmung. Zu beachten sind dabei von der Kapselung selbst verursachte Probleme wie Resonanzen und Hohlraumresonanzen. Wird die Kapselung zusätzlich mit einem dämpfendem Material ausgekleidet, dann mindert das die beiden genannten Probleme oft sehr wirkungsvoll.

In der Praxis gibt zahlreiche Möglichkeiten, die angeführten Arten der Schall- und Vibrationsminderung zu realisieren. Eine kleine Auswahl effektiver Methoden wird hier im Prinzip erläutert.

Öffnungen in größeren Flächen reduzieren die Schallabstrahlung ebenso wie Versteifungsrippen an dünnen Gehäuseflächen. In beiden Fällen wird der Lautsprecher- oder Membraneffekt der jeweiligen Fläche reduziert - das Geräusch nimmt ab. Die Übertragung lässt sich durch weichelastische Zwischenlagen reduzieren, beispielsweise durch Einlegen einer Gummischeibe zwischen Motor und Gehäuse. Auch eine Kupplung mit weichelastischem Einsatz reduziert die Übertragung von Schwingungen vom Motor auf das Getriebe oder die Anlagenteile. Diese Art der Entkopplung ist mit einer Lautsprecherspule vergleichbar, die keine abstrahlende Membran besitzt. Eine höhere Gerätemasse im Bereich der Antriebsbefestigung wirkt ebenfalls günstig, nur dürfen dabei keine störenden Resonanzen auftreten; eine sehr sorgfältige Abstimmung ist deshalb Pflicht.

Soll ein Gerät möglichst geräuscharm laufen, dann sind neben einem optimierten Antrieb, der selbst möglichst wenig Luft- und Körperschall, also Vibrationen, abstrahlt, auch konstruktive Maßnahmen im Gerät erforderlich. Oft lassen sich schon mit einfachen Mitteln erhebliche akkustische Verbesserungen erreichen. Wird Wert auf eine besonders hohe Laufkultur gelegt, sollte der Anwender schon zu Anfang seiner Entwicklung auf die Erfahrung des Antriebsherstellers zurückgreifen.

* Thomas Fuchs ist Leiter der Gruppe Prüf- und Steuerungstechnik bei Dr. Fritz Faulhaber, Schönaich.

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