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  • 01.02.2016, 14:44 Uhr
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  • Rhein-Main
Technik

Wichtiger Schutz vor zunehmendem Lärm- und Schwingungsdämpfer

Das Thema Lärmminderung gewinnt immer mehr an Bedeutung. Seit der Industrialisierung, spätestens aber dem 20. Jahrhundert lebt der Mensch vor allem in den Ballungsgebieten und Großstädten inmitten von Fabriklärm und einer erheblichen Eisenbahn- bzw. Flug- und Automobil-Geräuschkulisse.

Die technische Entwicklung als Ursache und zugleich Folge hat nach dem 2. Weltkrieg große Ausmaße angenommen. Egal, ob in der Stadt oder im eigenen Heim – etliche Verbraucher und auch Firmen bevorzugen daher in zunehmendem Maße geräuscharme Kraftstoff- oder Elektronik-Fabrikate. Das beginnt bei Großanlagen wie Turbinen, führt über die Automobilindustrie und endet bei Haushalts- oder Bürogeräten und -utensilien. Auch Flughäfen und die Bahn arbeiten an der Reduzierung der Geräuschemissionen bzw. -immissionen, denn Bürger greifen wie in diesem Fall mitunter zu drastischen Beschwerdemaßnahmen.

Lärmbelästigung durch Schwingungen

Alle festen Körper oder mechanischen Geräte mit beweglichen bzw. rotierenden Bauteilen erzeugen Schwingungen. Wenn sich diese über den Schall in der Luft ausbreiten können, ist von Körperschall die Rede. Dabei kann es zu Energieverlust, zu Maschinenschäden, Beeinträchtigungen umliegender Strukturen und darüber hinaus zu Lärmbelästigung kommen. Spezielle technische Analysen und entsprechende Dämpfer tragen dazu bei, die Schwingungen und daraus resultierende Probleme zu reduzieren.

Einige Beispiele aus der Produktion: Flugzeugkonstrukteure tüfteln fortwährend, wie sie die Schwingungen besonders in den Triebwerken ihrer Maschinen weiter reduzieren können, um den Komfort für die Passagiere zu optimieren. Wie dies mithilfe sogenannter Piezo-Aktoren, die auch für viele andere Produkte Verwendung finden, von statten geht, beschreibt ein Beitrag der TU Darmstadt. In zahlreichen Kfz-Dieselmotoren minimieren sogenannte Torsions- bzw. Drehschwingungsdämpfer die Vibrationen der Kurbelwelle. Sie schützen somit alle mit dem Riementrieb in Verbindung stehenden Bauteile und verhindern einen frühzeitigen Verschleiß. Sind die Dämpfer allerdings defekt, kann der Antriebsriemen Schaden nehmen. Deshalb sollten sie alle 60.000 bis 90.000 Kilometer kontrolliert bzw. nach 120.000 Kilometern gewechselt werden, am besten gemeinsam mit dem Riemen.

Städteplaner sehen sich dem Problem ausgeliefert, zum Beispiel beim Bau von Straßen oder Flughäfen, zum einen den Fluggästen eine rasche Anbindung zu ermöglichen, zum anderen aber auf Verkehrsberuhigung und Lärmminderung zu achten. Alle Anforderungen der Kunden – nach Schnelligkeit, Bequemlichkeit und Umweltschutz – spielen als Servicemaßnahmen eine große Rolle. Nicht zuletzt achtet das Gewerbeamt auf die zulässige Entwicklung tieffrequenter Maschinengeräusche.

Schwingungen sind also alltäglich und das in vielen Bereichen des Arbeits- und Privatlebens. Für Ingenieure heißt das, fortwährend nach den besten Möglichkeiten zu forschen. Sie können aber auch die Unterstützung von Experten in Anspruch nehmen und beispielsweise sich unter mecanocaucho.com darüber formieren, wie der ideale Dämpfer aussehen bzw. ermittelt werden kann. Messungen vor Ort weisen zunächst auf mögliche Ursachen für Vibrations- und Geräuschprobleme, Verbesserungsmöglichkeiten sowie das optimale Bauteil hin. Dieses wird daraufhin produziert und auf sein dynamisches Verhalten getestet.

Derzeitiges Reizthema: Windkraftanlagen

Die Erzeugung von Strom aus Windenergie ist in Hinblick auf Ressourcenschonung bedeutungsvoll. Allerdings sorgen Windräder immer wieder für Ärger. Dies betrifft nicht nur Kleinwindkraftanlagen, die verschiedene Verbraucher zur Stromproduktion vorschnell errichten. Besonderes Ärgernis können vor allem Großanlagen hervorrufen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sie in der Nähe von Wohngebieten errichtet worden sind. Der Windpark im niedersächsischen Wilstedt etwa steht westlich des Ortes und beschallt wegen des dort typischen Nordwestwindes den Ort. Wie eine Studie, auf swr.de einzusehen, aus dem Jahr 2012 vor Ort ergeben hat, fühlte sich ein Viertel der Bürger, so sehr sie die Windkraftenergie befürworten, vom Wummern der Rotoren gestört, insgesamt zehn Prozent nahmen sogar körperlich oder geistig Schaden.

Grundsätzlich wirken gewaltige Kräfte auf Windkraftanlagen ein und erzeugen verschiedene Schwingungen, vor allem im Turm oder an den Rotorblättern. Diese Turbulenzen können sich überlagern und negativ auf die Betriebsdauer der Blätter oder des Getriebes einwirken. Zusätzlich zu der ausgleichend wirkenden Reibung zwischen den einzelnen Bauteilen können die Konstrukteure spezielle Schwingungstilger oder -dämpfer an verschiedenen Stellen integrieren. Damit sorgen die Hersteller oder Betreiber der Anlagen nicht nur für eine längere Betriebsdauer, sondern aufgrund der Geräuschreduzierung auch für einen verbesserten Umweltschutz. Bei den Dämpfern handelt es sich um sogenannte Feder-Masse-Systeme. Die Feder kann dabei aus einem Elastomer, meist ein Kautschuk-Vulkanisat, bestehen. Bei der Gestaltung von Dämpfern gilt es, die Frequenz des jeweiligen Bauteils, die Feder und die Masse genau aufeinander abzustimmen. Mithilfe weitgehender Ausstattung der Anlagen mit Dämpfungssystemen kann deren Geräuschpegel hörbar reduziert werden. Dieser Beitrag befasst sich detailliert mit dem Thema „Aktive Schwingungsdämpfung in Antriebssträngen mit Planetengetrieben am Beispiel der Windkraft“.

Die Folgen übermäßiger Vibrationen

Für verantwortungsvolle Arbeitgeber ist der Einsatz von Arbeitsgeräten mit optimaler Schwingungsdämpfung unerlässlich. Somit können sie die potenzielle Gefahr für die Mitarbeiter durch Lärm und Schwingungen minimieren. Die Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft weist deutlich auf die Risiken für Bauarbeiter durch Vibrationen hin. Das berührt zum Beispiel die Arbeit an Presslufthammern oder anderen Maschinen oder in Baufahrzeugen, die Arme, Hände oder Wirbelsäule schädigen können. Die BG empfiehlt als Schutzmaßnahme unter anderem schwingungsgedämpfte Arbeitsgeräte und Sitze. Explizite Informationen zum Thema „Gefahr durch Vibration und Lärm“ finden sich darüber hinaus auf der Seite des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung.

(Redaktion)


 


 

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