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Wirksamkeit von Absorberelementen in der Fleischverarbeitung

Zielsetzung: In der fleischverarbeitenden Industrie ergeben sich für die Beschäftigten an vielen Arbeitsplätzen hohe Lärmbelastungen, z. B. im Schlachtbetrieb, an Kuttern, Clippern und Peelern. Selbst in Betrieben mit modernsten Maschinen nach dem Stand der Technik entstehen gehörgefährdende Lärmbelastungen. Da die Arbeitsräume in der Regel allseitig stark reflektierende Raumbegrenzungsflächen aufweisen, sollten sich hier durch raumakustisch wirksame Maßnahmen deutliche Pegelminderungen erreichen lassen, z. B. durch eine schallabsorbierende Belegung der Deckenfläche und ggf. von Wandflächen. Aus hygienischen Gründen kommen allerdings keine offenporigen Schallabsorber aus künstlichen Mineralfasern oder Schaumstoff in Betracht. Alle Materialien müssen sich mit Laugen schäumend reinigen und mit dem Hochdruckreiniger abspritzen lassen. Seit wenigen Jahren gibt es sogenannte mikroperforierte Schallabsorber, die sich z. B. aus Edelstahl, Acrylglas oder PVC herstellen lassen und eine entsprechende Reinigung erlauben. Die akustische Wirksamkeit dieser Materialien beruht darauf, dass der Luftschall bei Durchgang durch das perforierte Material mit vielen winzig kleinen Löchern von z. B. 0,1 bis 1 mm Durchmesser eine Dämpfung erfährt (viskose Reibung in den Löchern) und die Schallenergie in Wärme umgewandelt wird. Die mit diesem Material erreichbaren Lärmminderungserfolge sollen für den Bereich der Fleischwirtschaft untersucht werden. Neben den hier zunächst zu betrachtenden akustischen Aspekten sind dabei auch Fragen der Hygiene aufzugreifen, was in einem separaten Projekt des BGIA - Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung durchgeführt wird. Aktivitäten/Methoden: Da die Wirksamkeit von mikroperforierten Schallabsorbern von den geometrischen Parametern, wie Durchmesser und Anzahl der Bohrungen und dem Abstand zur Decke bzw. Wand abhängt, sollten sie gezielt für den Anwendungsfall ausgewählt werden. Deshalb ist im ersten Schritt der Untersuchung die akustische Situation in den betrachteten fleischverarbeitenden Betrieben zu analysieren. Dabei können größtenteils vorhandene Messdaten der Fleischerei-Berufsgenossenschaft verwendet werden. Die Materialhersteller sollten über die entsprechenden akustischen Eigenschaften der Materialien verfügen, um eine gezielte Auswahl zu ermöglichen. Damit lassen sich dann die erreichbaren Lärmminderungserfolge für einzelne Fleischereibetriebe berechnen. Sollten sich nach diesen Prognoserechnungen ausreichende Lärmminderungserfolge von mindestens 2 dB(A) ergeben, soll die Eignung der mikroperforierten Schallabsorber in einem Folgeprojekt in der betrieblichen Praxis untersucht werden. Dabei sind dann neben der akustischen Wirksamkeit auch Fragen der Hygiene zu untersuchen.

Rohrschall- und Abgasschalldaempfer: Erforschung massgebender stroemungsakustischer Mechanismen

Dieses Projekt, das verschiedene Arbeiten zu dem Forschungsthema zusammenfasst und das von verschiedenen Seiten gefoerdert wurde und wird, zielt auf die Optimierung und Weiterentwicklung von Rohrschalldaempfern, z.B. Abgasschalldaempfern hin, bei denen die Stroemung einen wesentlichen Einfluss hat. Dabei werden sowohl Reflexions- als auch Dissipationsschalldaempfer betrachtet. Im Zusammenhang mit resonanzartigen Schalldaempfern spielen stroemungsakustische Instabilitaeten eine wichtige Rolle, die nicht generell unterdrueckt werden muessen, sondern in Spezialfaellen eine positive Rolle spielen, z.B. zur Erhoehung der Resonatorguete eingesetzt werden koennen. Fuer diese Untersuchungen wurde und wird eine Messmethode und die dazu notwendinge Apparatur zur Bestimmung der akustischen Streufaktoren (Reflexions- und Transmissionsfaktoren) von durchstroemten Objekten aufgebaut und weiterentwickelt.

Reformed-Wool

Triebzug-Demonstrator mit H2-Verbrennung und Health Monitoring, TP1.4: Entwicklung und Fahrzeugintegration von Tanksystem, Abgasführung und Schalldämpfer'

Individualisierbare Akustikabsorber aus nachwachsenden Rohstoffen

EnEAS - Energetische Effizienz Akustischer Systeme, Teilvorhaben: Modellierung und Schalldämpferauslegung

Für prozesslufttechnische Anlagen gilt, dass Lärm und Geräusche wie andere Umweltemissionen, z. B. Abgas und Feinstaub, zu behandeln und entsprechende Regeln und Normen einzuhalten sind. Das Ziel des Projektes besteht daher in der möglichst energieeffizienten Gestaltung dieser obligatorischen akustischen Funktionen. Lärmmindernde Bauteile erhöhen direkt den laufenden Energieverbrauch, indem z. B. Schalldämpfer zwar Lärm reduzieren, aber auch Druckverluste verursachen. Für deren Überwindung ist viel Energie in Gestalt erhöhter Ventilatorleistung aufzuwenden. In der akustisch-energetischen Gesamtoptimierung stecken erhebliche Einspareffekte. Die Verbesserung der Energieproduktivität in Industrie und Gewerbe ist ein Eckpfeiler des Energieforschungsprogrammes, da mit der Kosteneinsparung auch eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen verbunden ist. Im Projekt wird das vorhandene theoretische Rüstzeug praxisbezogen vertieft, um leistungsfähige Methoden und Instrumente für Auslegung, Planung und Bewertung akustisch-energetischer Effizienz zu schaffen. Optimierte System- und Designkonzepte sowie hochwirksame Bauteile und Materialien werden entwickelt und eingesetzt.

EnEAS - Energetische Effizienz Akustischer Systeme, Teilvorhaben: Industrielle Prozesslufttechnische Anlagen

Für prozesslufttechnische Anlagen gilt, dass Lärm und Geräusche wie andere Umweltemissionen, z. B. Abgas und Feinstaub, zu behandeln und entsprechende Regeln und Normen einzuhalten sind. Das Ziel des Projektes besteht daher in der möglichst energieeffizienten Gestaltung dieser obligatorischen akustischen Funktionen. Lärmmindernde Bauteile erhöhen direkt den laufenden Energieverbrauch, indem z. B. Schalldämpfer zwar Lärm reduzieren, aber auch Druckverluste verursachen. Für deren Überwindung ist viel Energie in Gestalt erhöhter Ventilatorleistung aufzuwenden. In der akustisch-energetischen Gesamtoptimierung stecken erhebliche Einspareffekte. Die Verbesserung der Energieproduktivität in Industrie und Gewerbe ist ein Eckpfeiler des Energieforschungsprogrammes, da mit der Kosteneinsparung auch eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen verbunden ist. Im Projekt wird das vorhandene theoretische Rüstzeug praxisbezogen vertieft, um leistungsfähige Methoden und Instrumente für Auslegung, Planung und Bewertung akustisch-energetischer Effizienz zu schaffen. Optimierte System- und Designkonzepte sowie hochwirksame Bauteile und Materialien werden entwickelt und eingesetzt.

SimDamp - Simulations- und Optimierungswerkzeug zur Auslegung der Körperschall- und Luftschallminderung von Schalldämpfern im maritimen Bereich, Vorhaben: Analyse der Körperschallausbreitung in Schalldämpferstrukturen und Entwicklung einer analytischen Beschreibungssystematik

Kurzfassung der Vorhabensbeschreibung: Das Teilvorhaben des Fraunhofer IWU beschäftigt sich mit der Entwicklung von skalierbaren SEA-Modelle für die Körperschallausbreitung in Schiffsschalldämpfern. Dies umfasst die Analyse der Körperschallübertragung von Schalldämpferkomponenten (Subsystemen und Stoßstellen) sowie die Überführung der Erkenntnisse in eine systematische Berechnungsmethodik. Dazu werden umfangreiche Messreichen sowohl an Teilsystemen, Koppelstellen und kompletten Schalldämpfern durchgeführt, die in ein parametrisiertes SEA-Modell einfließen sollen. Die Verifikation und Optimierung des Berechnungsmodells erfolgt anhand von Messungen an Testschalldämpfern und Schalldämpfern in Originalgröße sowohl auf einem Motorenprüfstand als auch auf einem Schiff. Arbeitsplan: In einem ersten Arbeitspunkt werden die grundlegenden Untersuchungen zur Übertragung der SEA-Methode auf Schalldämpferstrukturen und zur Bestimmung von SEA-Parametern durchgeführt. In den weiteren Schritten wird die SEA-Modellbeschreibung der Körperschallausbreitung in einer Schalldämpferstruktur entwickelt und deren Parameter anhand umfangreicher Messreihen bestimmt. Gemeinsam mit dem Projektpartner AFD sollen die Arbeiten in eine gesamtheitliche Beschreibung eines Schalldämpfer überführt werden. Die Modellverifikation erfolgt sowohl auf Basis von Messungen unter Laborbedingungen als auch unter realen Bedingungen auf Motorenprüfstand und auf einem Schiff.

SimDamp - Simulations- und Optimierungswerkzeug zur Auslegung der Körperschall- und Luftschallminderung von Schalldämpfern im maritimen Bereich, Vorhaben: Implementierung und Verifikation verbesserter Auslegungswerkzeuge im Planungs- und Auslegungsprozess von Schiffsschalldämpfern

Das Teilvorhaben der Firma Luhe-Stahl GmbH liegt hierbei vor allem in der Überprüfung und Verbesserung der Methoden zur Schalldämpferauslegung anhand von Versuchs- und Testschalldämpfern in der Theorie und Praxis. Neben der Einhaltung von Geräuschgrenzwerten für die Arbeitsplätze der Besatzungsmitglieder, die von den Berufsgenossenschaften und Flaggenstaaten gefordert werden, sind zudem Luftschallemissionen der ausgelieferten Schiffe auf ein gesetzeskonformes Niveau zu reduzieren, um Bevölkerung und Umwelt zu schützen. Zudem ist die Geräuschbelästigung von Reisenden auf Passagierschiffen möglichst gering zu halten, um den hohen Komfortanforderungen der Schiffshersteller gerecht zu werden. Die Implementierung von neuen und verbesserten Auslegungswerkzeugen ist deshalb ebenso wichtig wie eine stetige Verbesserung des Verständnisses für das akustischen Gesamtsystemverhalten eines Schalldämpfers. Eine exaktere Auslegung von Schalldämpferkonstruktionen bietet darüber hinaus ein hohes Potential für Material-, Gewichts- und Gegendruckeinsparung sowie für eine Verringerung des Entwicklungsrisikos. - Fertigung von Subsystemen und Versuchsteilen für Körperschallmessung - Fertigung von Stoßstellen und Versuchsteilen für Messungen Ankopplung Luftschall - Auslegung vom Testschalldämpfer/Funkenfänger - Herstellung vom Testschalldämpfer/Funkenfänger - Auslegung eines projektbezogen Testschalldämpfers/Funkenfänger in Originalgröße für konkretes Projekt - Akustische Auslegung auf der Basis der existierenden Berechnungsmodelle - Akustische Auslegung nach der hier neu entwickelten SEA-Beschreibung - Vergleich und Vorbewertung der Ergebnisse - Herstellung des Schalldämpfersystems/Funkenfänger - Auswahl von bereits auf Schiffen existierenden Schalldämpfern - Vergleich und Bewertung der Ergebnisse.

SimDamp - Simulations- und Optimierungswerkzeug zur Auslegung der Körperschall- und Luftschallminderung von Schalldämpfern im maritimen Bereich, Vorhaben: Entwicklung und Verifikation verbesserter Auslegungswerkzeuge für die Körperschall- und Luftschallminderung von Schiffsschalldämpfern

Das Gesamtziel des Vorhabens SimDamp ist es, ein Berechnungsverfahren zu schaffen, welches den Körperschalleinfluss auf die Luftschalldämpfung eines Schalldämpfers in Abhängigkeit der Eigenschaften der einzelnen Schalldämpferkomponenten beschreiben kann. Die Berechnung soll auf der statistischen Energieanalyse (SEA) basieren, wobei die notwendigen Modellparameter aus den für den Körperschall bedeutsamen Eigenschaften der Schalldämpferbauteile abgeleitet werden sollen. Das Teilvorhaben der Gesellschaft für Akustikforschung Dresden mbH (AFD) beschäftigt sich in diesem Rahmen mit der Entwicklung von skalierbaren SEA-Modellen für die Ankopplung von Luft- und Körperschall sowie die Ausbreitung von Luftschall in Schiffsschalldämpfern. Dies umfasst die Analyse der Körperschallanregung und der Luftschallabstrahlung von Schalldämpferkomponenten (Subsystemen und Stoßstellen), die Untersuchung der Luftschallausbreitung in Schalldämpferelementen sowie die Überführung der Erkenntnisse in eine systematische Berechnungsmethodik. - Entwicklung von skalierbaren SEA-Modellen für die Ankopplung von Luft- und Körperschall in Schiffsschalldämpfern (Subsysteme und Stoßstellen) - Kopplung der SEA-Modelle für die Ankopplung von Luft- und Körperschall mit den SEA-Modellen der Körperschallleitung aus dem Teilvorhaben IWU - Entwicklung von skalierbaren SEA-Modellen für die Luftschallübertragung in Schiffsschalldämpfern - Kombination der SEA-Modelle für die Körperschallleitung, die Luftschallleitung sowie die Körperschallanregung und die Luftschallabstrahlung zu einer gesamtheitlichen SEA-Beschreibung gemeinsam mit Teilvorhaben IWU - Verifikation und Optimierung der Modellvorstellung anhand von messtechnischen Analysen an Testschalldämpfern in Laborumgebung und Motorenprüfstand - Verifikation, Optimierung und Überprüfung der Skalierbarkeit der Modellvorstellung anhand von messtechnischen Analysen an Schalldämpfern in Originalgröße auf Motorenprüfstand und auf einem Schiff.

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