Schallisolierung
aus AllradLKW, der freien Wissensdatenbank
Es gilt zwei unterschiedliche Ziele zu unterscheiden:
- Reduzierung der Geräusche nach aussen
- Reduzierung der Geräusche im Fahrzeuginnern
Grundsätzlich können beide Varianten mit den selben Methoden verfolgt werden... werden aber (zumindest teilweise) unterschiedlich angewandt.
| Inhaltsverzeichnis |
Theorie
Der Schall und dessen Wahrnehmung
Luftschall
Bei Luftschall handelt es sich um Schallwellen, welche sich über das Medium Luft (Gase) ausbreiten. Das menschliche Gehör kann ausschliesslich Luftschall wahrnehmen.
Körperschall
Bei Körperschall handelt es sich um Schallwellen, welche sich in einem festen Körper ausbreiten. Körperschall selbst ist nicht hörbar. Der Körperschall selbst erzeugt jedoch seinierseits wiederum Luftschall und wird somit hörbar. Der feste Körper kann also Schall übertragen.
Der Schalldruckpegel
Der Schalldruckpegel wird mittels der logarithmischen Einheit Dezibel (Abkürzungen: 'dB' für Dezibel oder 'dBSPL' für Dezibel Sound Pressure Level) angegeben. Dabei entspricht ein Anstieg um 3 dB ca einer Verdoppelung des Schalldruckpegels und ein Anstieg um 10 dB einer Verzehnfachung:
| Schalldruck in dB | Faktor |
| 0 | 1 |
| 3 | 2 |
| 10 | 10 |
| 20 | 100 |
| 30 | 1000 |
| 40 | 10000 |
| 50 | 100'000 |
| 60 | 1'000'000 |
| 70 | 10'000'000 |
| 80 | 100'000'000 |
| 90 | 1'000'000'000 |
Die Menschliche Wahrnehmung
Die menschliche Wahrnehmung (Hörempfinden) entspricht jedoch nicht den logarhtmischen Messwerten des Schallpegeldruckes. Das Hörempfinden ist stark nichtlinear und frequenzabhänig. Um eine Annäherung an das menschliche Hörempfinden zu erreichen werden Filterkurven (http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzbewertung) verwendet. In Abhängigkeit des zu messenden Schalldruckpegels werden üblicherweise vier unterschiedliche Filterkurven (http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzbewertung) angewandt... für die Messung des Schalldruckpegels von Fahrzeugen und Maschinen wird jedoch immer die A-Kurve verwendet. Der bewertete Schalldruckpegel wird in dBA angegeben.
Bei Messwerten in dBA gelten folgende Merkmale:
- Eine Änderung von 3 dBA ist deutlich wahrnehmbar
- Eine Änderung von 6 dBA entspricht einer Verdoppelung der Schalldruckes
- Eine Änderung von 10 dBA wird als ca. eine Verdoppelung der Lautstärke wahrgenommen
Das Hörvermögen in dBA:
| 0 dBA | Hörschwelle (bei 1 kHz) |
| 20 - 30 dBA | ruhiges Zimmer |
| 40 - 60 dBA | Normale Unterhaltung in 1m Entfernung |
| 60 - 80 dBA | PKW in 10m Entfernung |
| ab 90 dBA | Gehörschäden bei langfristiger Einwirkung |
| ca. 100 dBA | Disko |
| ab 120 dBA | Gehörschäden bei kurzfristiger Einwirkung |
Hörbereich in abhänigkeit der Frequenz:
- Die untere Hör- resp. Wahrnehmungsgrenze beträgt ca. 16 Hz
- Die obere Hör- resp. Wahrnehmungsgrenze beträgt ca. 19 kHz (nimmt mit zunehmendem Alter ab)
Die Wahrnehmung kann auch Grafisch dargestellt werden:
siehe folgendes Bild (http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Hoerflaeche.png)
Vermeidung und Reduzierung von Schall
Luftschall
Schalldämpfung
Unter Schalldämpfung wird eine Behinderung der Schallausbreitung durch Absorption von Luftschall verstanden. Dabei wird der Schall in Wärme umgewandelt. Die Absorption von Luftschall geschieht besonders effizient an porösen Oberflächen mit durchgehenden Poren verwendet werden. Die Umwandlung in Wärme erfolgt durch äußere Reibung zwischen den schwingenden Partikeln der Luft und den Skelettelementen des porösen Materials.
Gelegentlich werden die Begriffe Schalldämpfung und Schalldämmung verwechselt.
Schallabsorption
Bei der Schallabsorption wird die Schallausbreitung einer starken Dämpfung unterworfen, wobei Schall in Wärme umgewandelt wird. Stoffe, die schallabsorbierende Eigenschaften besitzen, nennt man Schallschluckstoffe. Diese können sowohl aus homogenem als auch aus porösem Material (mit durchgehenden Poren) bestehen. Bei homogenen Schallschluckstoffen erfolgt die Umwandlung durch innere Reibung infolge von Deformation des Materials und bei porösen Schallschluckstoffen durch äußere Reibung, d.h. durch Reibung zwischen den schwingenden Partikeln des Schallausbreitungsmediums und den Skelettelementen des porösen Materials
Für die Absorption von Luftschall verwendet man in der Praxis vorwiegend poröse Schallschluckstoffe mit durchgehenden Poren.
Schallabsorption gehört zur Schalldämpfung.
Schallkompensation
Bei der Schallkompensation versucht man mittels eines "Antischalls" die Schallwellen zu glätten und somit auszulöschen. Dies funktioniert leider nur auf räumlich sehr beschränkten Gebieten... weitere Informationen dazu finden sie
hier (http://www.avguide.ch/index.cfm/show/page.view/uuid/38FEA811-8A11-97B0-47A895B69E7997AF).
Körperschall
Beim indirekt erzeugten Luftschall (Körperschall) kann an verschiedenen Punkten angesetzt werden. Zunächst kann der Kraftverlauf so beeinflusst werden, dass er möglichst wenige Eigenfrequenzen des Bauteils anregt. Dies ist immer dann der Fall, wenn keine steilen Kraftsprünge oder Kraftspitzen vorhanden sind. Weiterhin kann die Eingangsimpedanz (http://de.wikipedia.org/wiki/Akustische_Impedanz) des Bauteils erhöht werden (z.B. durch erhöhte Masse an der Krafteinleitungsstelle. Schließlich kann die Struktur selbst bedämpft werden (z.B. durch Entdröhnung mit Schwermatten oder Sandwichbleche).
Praxis für unsere LKWs
Reduzierung der Geräusche nach aussen
Lärmquellen
- Motor
- Auspuff
- Reifen (Abrollgeräusch)
- Getriebe und Lager
- Fahrgeräusche (zB. Pfeiffen oder Klappern)
Motor
Da wir den Motor selbst nicht dämmen können versuchen wir zumindest (soweit als möglich) die Entstehung des Motorenlärmes zu vermeiden sowie den Motorraum gegen die Ausbreitung des Schalles zu dämmen.
Am Motor selbst kann viel gegen die Entstehung von "schädlichem" Schall getan werden. So sind richtig eingestellte Ventile, Einspritzzeitpunkt, ... schon sehr wersentlich dafür verantwortlich, daß der Motor nicht mehr Krach macht als vom Kostrukteur vorgesehen. Als sehr "guten" Weg für den Schall haben sich Löcher und Durchbrüche in Wänden zwischen Schalquelle und "Empfänger-Ohr" herausgestellt. Wer als konsequent alle Durchbrüche in der "Wand" zwischen Motor und Fahrer soweit als technisch möglich verschließt hat schon viel getan um den Schall auszusperren. Dabei müssen es nicht mal High-Tech-Materialien sein, die hier für Ruhe sorgen, oftmals ist ein alter Lumpen auch sehr effektiv. Nachrüstung, Wiedereinbau oder Reparatur von Gummitüllen an Durchführungen bringen auch recht viel. Ein Teppichboden im Fahrerhaus ausgelegt sorgt zusätzlich für Ruhe, doch ist hier drauf zu achten, daß sich nicht darunter bei entsprechenden Feuchtigkeit der Rost ansiedelt.
Der Motorraum und die Motorhaube bestehen zu einem Grossteil aus Blechen, welche allesamt sehr schlechte schälldämmende Eigenschaften haben. Bei Blechen im Motorraum ist in erster Linie auf eine Reduzierung des Körperschalles zu achten.
Auspuff
Bei einem serienmäßigen, oder zumindest von einem renomierten Hersteller bezogenen Auspuff ist eigentlich nur über die Dichtheit desselben die Lautstärke zu beeinflussen. Wenn der Auspuff dicht ist, so ist er auch leise. Diese landläufige Meinung gilt leider nicht für jeden Selbstbau-Auspuff. Die Gesetzmäßigkeiten der Schalldämpfung so komplex, daß man mit einem Eigenbau schon mal den "Brüller" landen kann.
Reifen (Abrollgeräusch)
Abrollgeräusch ist eine Eigenschaft, die der Reifen eben mitbringt, und der man ziemlich ausgeliefert ist.
Für deutlich erhöhte und teilweise unerträgliche Schallpegel sind jedoch oft Montagefehler wie z.B. Laufrichtung nicht beachtet oder nicht ausreichend gewuchtet verantwortlich.
Bildliche Darstellung der Entstehung des Abrollgeräusches bei Michelin: Bild (http://www.michelintransport.com/ple/front/affich.jsp?codeRubrique=40&lang=DE)
Getriebe und Lager
Diese Geräusche, meist als Pfeifen oder noch öfters als Mahlen sind nicht nur lästig, sondern deuten fast immer einen beginnenden Schaden an. Leider sind die Übeltäter nicht so leicht zu orten, da Lager meist schallhart in ihrer Umbebung verbaut sind. So überträgt sich der Schall, den ein Lager verursacht von dort sehr gut auf das gesamte Getriebe und ggf. weiter auf den Motor, von wo er dann auf dem Weg des geringsten Widerstandes das Ohr des Fahrers erreicht. Ein aufgesetzter Metallstab oder auch ein Stethoskop helfen hier den Krawallbruder dingfest zu machen.
Fahrgeräusche
Oftmals gibt es nicht sicher zuordenbare Schallquellen, wie z.B. klappernde Kotflügel, lose Ladungsteile, flatternde bzw. schnarrende Spanngurte oder nervig quitschende Lagerstellen. Hier hilft nut konsequentes "Rundhören" um den oder die Störenfriede zu finden und fest zu setzen. Als sehr gutes Mittel um klappernde Kleinteile zu fesseln haben sich bei mir Ringe aus Fahrradschlauch erwiesen. Diese lassen z.B. der Bedienungsstange im Handbremshebel genug Bewegungsfreiheit, verhindern aber sicher das ansonsten oftmals nervtötende geklapper.
Reduzierung der Geräusche im Fahrzeuginnern
Grundsätzlich gelten erstmal alle Punkte, die auch für den Bereich Reduzierung der Geräusche nach aussen gelten. Das beste ist immer noch die Geräuschemissionen bei oder zumindest nahe der Entstehung zu minimieren.
Fahrerhaus
Aufbau
Materialien / Lieferanten
Ich habe für die Entdröhnung und Schalldämmung Material von Carhifi (http://www.carhifi-shopping.de/) verwendet.
Für die Entdröhnung habe ich die Anti-Dröhn-Matte (ADM) (http://www.carhifi-shopping.de/pd1453196232.htm?categoryId=14) verwendet, für die Schalldämmung die Dämmschaummatte (DSM) (http://www.carhifi-shopping.de/pd-1692793365.htm?categoryId=14). Das ganze habe ich dann in zwei Schichten appliziert (1. Schicht ADM, 2. Schicht DSM).
Die Bootsausrüster bieten entsprechende Materialien auch an, siehe z.B. hier (http://www.svb.de/motoren+antriebstechnik/dichtungen+daemm+material/).
