Auslegung und Messung von Schalldämpfern

Auslegung und Messung von Schalldämpfern

Robin Schmidlin

Die Firma Schmidlin AG in Affoltern am Albis verfügt über eine neue Produktionsanlage für die Herstellung von Kulissenschalldämpfern. Die Firma will nun ihre Fachkompetenz in diesem Gebiet ausbauen. Dazu will sie eigene einfache Auslegungstools einsetzen und Vergleichsmessungen durchführen. Die Grundlagen zur Erarbeitung der Bachelor-Thesis sind die verschiedenen Kulissenschalldämpfer (Glasseidengewebe / Resonanzbleche) und die vorhandenen mathematischen Modelle/Formeln.

Messungen

Für die Messungen wurden 15 Messaufbauten mit verschiedenen Kulissendicken im Laborraum gemessen. Die Resultate wurden ausgewertet, verglichen und am Schluss verwendet für die Validierung der Berechnungen. In der Abbildung 3 ist der Einfluss der Resonanzwirkung gut zu erkennen. Die Dämpfung der Kombination Absorption und Resonanz ist im tieffrequenten Bereich deutlich besser, verschlechtert sich aber ab 500 Hz gegenüber der reinen Absorptionskulisse. Durch die Kombination (grüne Balken im Diagramm) kann breitbandig eine höhere Einfügungsdämpfung erreicht werden.

Die Messungen haben zusätzlich gezeigt, dass das Raumgewicht der Steinwolle in der Kulisse einen Einfluss auf die Einfügungsdämpfung hat. Aufgrund dieser Erkenntnisse wurden zwei neue Messaufbauten 14 und 15 mit einem anderen Raumgewicht gemessen. Durch den Einsatz der neuen Steinwolle können die Produktionskosten wesentlich verringert werden. 

Berechnung 

Die beiden Kulissenvarianten wurden für die Berechnungen mit der Software Comsol simuliert. Allerdings bildet die Simulation die Realität ungenügend ab. Für die Auslegung von Schalldämpfern mit verschiedenen Dimensionen ist ein Excel-Tool erstellt worden. Das Tool wählt aus über 17‘000 Datensätzen den geeignetsten Schalldämpfer in Abhängigkeit von Luftvolumenstrom, Querschnitt, Länge etc. aus. Es generiert einen Mehrwert für den Industriepartner, da schnell und unkompliziert Schalldämpfern ausgelegt werden können.

Abbildung 1 Aufbau Absorptionskulisse

1. aufkaschiertes Glasseidengewebe
2. Steinwolle
3. Kulissenrahmen

 Abbildung 2 Aufbau Kombination Absorption und Resonanz Kulisse

1. aufkaschiertes Glasseidengewebe
2. Mittelsteg / Halterung des Kammerblechs
3. versetzt angeordnete Kammerbleche
4. Kulissenrahmen
5. Steinwolle

Abbildung 3 Vergleich Wirkungen Schalldämpferkulissen
Abbildung 4 Excel-Tool

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