Akustik in der Produktentwicklung

Die Akustik beeinflusst bei Produkten für den Privatbereich die Qualitätswahrnehmung in erheblichem Maße: Produkte, die leise arbeiten, werden als hochwertiger empfunden. Die technische Effizienz des Geräts wiederum kann von dieser subjektiven Wahrnehmung unabhängig sein. In Produkttests ist die Akustik daher ein wichtiges Kriterium, das den Markterfolg beeinflusst. Als langjährige Produktentwickler kennen die Ingenieure von M.TEC die physikalischen Zusammenhänge, die an der Geräuschbildung beteiligt sind und können sie innerhalb gesetzter Randbedingungen beeinflussen. Für Ihre technischen Produkte liefern wir Ihnen innovative und wirtschaftliche Akustik-Lösungen.

Geräusche als ungewollter Nebeneffekt

Im Betrieb von Produkten und Geräten können Geräusche als ungewollter Nebeneffekt auftreten. Dann kommt es darauf an, die Ursachen sicher zu identifizieren um geeignete  Abhilfemaßnahmen ergreifen zu können.

Strömungsinduzierte Geräusche

Geräusche werden durch Strömungsphänomene hervorgerufen. Die Ursache liegt in einem Ablösen oder Abreißen der Strömung. Ein solcher Strömungsabriss tritt zum Beispiel auf durch

  • abrupte Querschnittsveränderungen im Strömungskanal ("Treppenstufen")
  • ungünstige Anströmung von Elementen im Strömungskanal (Kármánsche Wirbelstraße als mögliche Folge)
  • verringerten Strömungsquerschnitt (führt zu höheren Strömungsgeräuschen)

Geräusche durch Körperschall

Die Schwingung von Körpern bzw. Bauteilen kann ebenfalls zu einer Geräuschemission führen. Dieser Körperschall wird durch schlagende, drehende oder schwingende Kräfte ausgelöst, beispielsweise in einem Elektromotor zum Antrieb eines Lüfterrads. Die mechanische Anregung des Körpers oder des Bauteils kann auch durch eine Strömung verursacht werden. In diesem Fall wird das Bauteil ungünstig angeströmt, so dass es zur Schwingungsanregung kommt.

Geräuschbildung gezielt steuern

Beseitigung störender Geräusche

Um ein störendes Geräusch abzuändern, so dass es nicht mehr negativ auffällt, gibt es unterschiedliche Wege:

  • Reduzierung des Geräuschs
  • Vollständige Beseitigung des Geräuschs
  • Veränderung des Geräuschs hin zu einem angenehmeren Klang

Die Herausforderung bei der Beseitigung der Ursachen besteht vor allem darin, die Funktionserfüllung und den Wirkungsgrad zu erhalten. Grundlage dafür ist eine ganzheitliche, detaillierte Analyse der Geräuschentstehung. So ergeben sich zahlreiche Lösungsansätze, die bewertet und hinsichtlich ihrer Effizienz und Wirtschaftlichkeit abgewogen werden können.

Sounddesign

Ist ein Geräusch erwünscht, aber die erreichte Klangqualität ist nicht befriedigend, gibt es verschiedene Ansätze zur Beeinflussung des Klangs. Dabei wird die Geräuschqualität gezielt angepasst.

Methoden und Entwicklungswerkzeuge

Die Methoden zur Messung und Simulation von Akustik verbessern sich ständig. Dazu gehören unter anderem folgende Aspekte:

  • Akustiksimulation
  • Modalanalysen
    • Eigenfrequenzen, Eigenformen, modale Dämpfung
    • Schwingungsoptimierte Konstruktionen entwickeln
    • Schwingungsreduzierende Maßnahmen nachträglich umsetzen
  • Binaurale Geräuschmessung

 

Referenzen

BSH
Miele
Polytec

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Stefan Vogler
Stefan Vogler
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