Lärm als Wettbewerbsfaktor –
Wie Sie mit akustischen Kameras gewinnen!

Warum wird Maschinenlärm plötzlich zum Wettbewerbsfaktor?

Die neue Verordnung zwingt Hersteller dazu, ihre Maschinenlärmwerte offenzulegen. Das bedeutet: Je leiser die Maschine, desto attraktiver ist sie für Kunden.
 

1. Lärmreduzierung senkt die Betriebskosten für Kunden

Weniger Maschinenlärm bedeutet weniger Aufwand für Schallschutzmaßnahmen, wie Gehörschutz, Lärmschutzkabinen oder Dämmmaterialien. Unternehmen, die in eine leisere Produktion investieren wollen, werden bevorzugt Maschinen mit optimierten Geräuschwerten kaufen.
 

2. Ergonomische Maschinen werden bevorzugt

Ein hoher Lärmpegel belastet Mitarbeiter und kann langfristig gesundheitliche Schäden verursachen. Unternehmen, die in verstärktem Ausmaß auf Mitarbeitergesundheit und Arbeitssicherheit setzen, werden Maschinen mit niedrigen Emissionswerten bevorzugen.
 

3. Hersteller mit niedrigeren Lärmwerten haben einen Marketing-Vorteil

Da Käufer Lärmwerte jetzt direkt vergleichen können, können Hersteller mit leiseren Maschinen aktiv werben – etwa mit Labels wie „Low Noise“ oder „Geräuscharme Technologie“.
 

Was sind akustische Kameras?

Akustische Kameras kombinieren hochentwickelte Mikrofonarrays mit visuellen Technologien, um Lärmquellen sichtbar zu machen. Sie erstellen akustische Heatmaps, die die Position und Intensität von Schallquellen präzise darstellen und eine schnelle Analyse ermöglichen.

Der Sound Scanner von Seven Bel ist die erste akustische Kamera, die auf dem Prinzip des „Sound Field Scanning“ basiert. Er kann Schallquellen im Frequenzband von 125Hz bis 44kHz lokalisieren und liefert hochwertige akustische Bilder direkt auf ein mobiles Endgerät zur Analyse.

Hauptvorteile von akustischen Kameras:

1. Präzision: Punktgenaue Lokalisierung von Lärmquellen mit visueller Darstellung der Hotspots. Selbst komplexe Lärmprobleme lassen sich so effizient analysieren und lösen.
2. Effizienz: Schnelle Datenerfassung und automatisierte Analysen sparen Zeit und senken Kosten im Vergleich zu manuellen Messungen;
3. Flexibilität: Die Kameras sind vielseitig einsetzbar – von kleinen Komponenten bis zu großen Maschinen, von Kabinenmessungen bis hin zu Messungen im Außenbereich rund um die Maschine. Ihre Mobilität ermöglicht flexible Anpassungen an unterschiedliche Anforderungen.

Anwendungen für Werkzeugmaschinen

1. Optimierung von Fräsprozessen

Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit Fräswerkzeugen können durch die Vorschubgeschwindigkeit und Drehzahl des Fräsers Resonanzen in der Maschine oder im Werkstück angeregt werden. Diese Schwingungen können zu unerwünschten Schallabstrahlungen, schlechter Oberflächenqualität und erhöhtem Werkzeugverschleiß führen.

Viele Länder und Regionen haben strenge Lärmschutzgesetze, die sowohl die Maschinenhersteller als auch die Betreiber betreffen. Insbesondere bei Produkttests und Zertifizierungsprozessen müssen Maschinen festgelegte Grenzwerte einhalten. Akustische Kameras ermöglichen eine detaillierte und präzise Lokalisierung von Lärmquellen an Motoren, Getrieben oder Lüftungssystemen. Dies hilft Entwicklern und Ingenieuren, gezielte Verbesserungen vorzunehmen, um die gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen, ohne dabei die Leistung der Maschinen zu beeinträchtigen.

Herausforderung:
Für Ingenieure ist es entscheidend, genau zu identifizieren, wo und warum diese Resonanzen entstehen. Herkömmliche Methoden zur Vibrations- und Geräuschanalyse liefern oft nur punktuelle oder indirekte Messwerte, wodurch die genaue Quelle der Schallabstrahlung schwer und nur sehr zeitaufwendig zu bestimmen ist.

Lösung:
Mit einer akustischen Kamera lassen sich die Schallquellen während der Fräsbearbeitung visuell darstellen. Ingenieure können genau erkennen, an welchen Stellen der Maschine oder des Werkstücks kritische Geräusche entstehen. Dies ermöglicht eine gezielte Optimierung – sei es durch mechanische Anpassungen, Änderungen der Fräsparameter oder Maßnahmen zur Dämpfung von Resonanzen. Die schnelle, bildhafte Analyse hilft, Fehlerquellen effizient zu identifizieren und die Prozessqualität nachhaltig zu verbessern.

Beispiel:
Während des Kantenschleifens an Glasplatten mit bekannten Dimensionen werden an bestimmten Punkten entlang der Kante Überhöhungen im Schalldruckpegel festgestellt. Die akustische Kamera isoliert den Zeitpunkt und die Frequenzen zum Zeitpunkt dieser Resonanz und lokalisiert die dominante Schallabstrahlung am rechten Ende der Glasplatte. Aufgrund der gewählten Drehzahl wird durch die harmonische Krafteinleitung des Fräsers an bestimmten Punkten der Kante eine Eigenresonanz und zugehörige Eigenschwingungsform der Glasscheibe angeregt. Ingenieure können somit sofort erkennen, dass es sich nicht um ein konstruktives Problem der Maschine handelt. Durch Anpassung der Drehzahl kann diese Eigenfrequenz vermieden werden.
 
 

2. Inbetriebnahme von Maschinen

Ein hoher Geräuschpegel am Arbeitsplatz einer Werkzeugmaschine kann die Gesundheit der Maschinenbediener beeinträchtigen und erfordert eine arbeitsschutztechnische Bewertung. Die Ursachen für erhöhte Lärmbelastungen können sowohl von der Maschine selbst als auch durch raumakustische Effekte aufgrund des Aufstellungsortes in der Produktionshalle entstehen. Ohne eine präzise Analyse bleibt oft unklar, welche Maßnahmen den Lärm effektiv reduzieren können.

Herausforderung:
Für Hersteller und Betreiber ist es entscheidend, genau zu bestimmen, wo und warum Schallabstrahlungen auftreten. Herkömmliche Lärmmessungen liefern zwar Messwerte, aber keine detaillierte räumliche Zuordnung der Schallquellen. Dadurch wird es schwierig, gezielte Verbesserungen an der Maschine oder der Umgebung vorzunehmen.

Lösung:
Die akustische Kamera ermöglicht am Ort des Maschinenbedieners eine präzise Visualisierung der Schallquellen während des Bearbeitungsprozesses. So kann klar identifiziert werden, ob der Lärm von der Maschine selbst (z. B. durch unzureichende Einhausung, akustische Leckagen, lose Anbauteile, defekte Komponenten) oder durch ungünstige raumakustische Bedingungen (Reflexionen an Decken und Wänden) verursacht wird. Mit diesen Erkenntnissen lassen sich gezielt Maßnahmen wie zusätzliche Einhausungsbleche mit absorbierenden Materialien oder raumakustische Optimierungen (z. B. Decken- oder Wandabsorber) umsetzen. Das führt zu einer nachhaltigen Reduzierung der Lärmbelastung und verbessert den Arbeitsschutz deutlich.

Beispiel:
Der Schalldruckpegel am Ort des Bedieners soll während eines akustisch besonders intensiven Bearbeitungsprozesses (Bohren von Durchgangslöchern in Zylinderblock) reduziert werden. Die akustische Kamera zeigt die dominante Schallquelle nicht an der Maschine, sondern als Reflexion an der Glass-Fassade der Produktionshalle. Der Grund für diese Schallausbreitung ist eine aus thermischen Gründen notwendige Öffnung an der Oberseite der Maschine. Schall zufolge des Bearbeitungsprozesses tritt an dieser Stelle aus und wird über die Glass-Fassade zum Messpunkt reflektiert. In diesem Fall sind raumakustische Maßnahmen in Form von Wand-Absorbern der effektivste Weg, um den Schalldruckpegel zu reduzieren.
 
 

3. Akustische Lecks in der Einhausung

Ein hoher Geräuschpegel kann nicht nur den Komfort des Bedieners beeinträchtigen, sondern auch seine Konzentration und Sicherheit gefährden. Mit akustischen Kameras lassen sich Lecks und Schwachstellen in der Einhausung von Werkzeugmaschinen identifizieren, die zur Ausbreitung von unerwünschtem Lärm von innen nach außen führen. Durch gezielte Maßnahmen zur Schallisolierung bzw. Prüfung der Fertigungstoleranzen kann die Arbeitsumgebung erheblich verbessert und die Ermüdung des Bedieners reduziert werden.

Herausforderung:

Herkömmliche Methoden der Leckprüfung mit Rauchgas benötigen nicht unerhebliche Zeit in der Vor- und Nachbereitung und weisen vielfältige Einschränkungen auf, wie z.B. die fehlende Quantifizierbarkeit von Leckraten, die Voraussetzung von kontrollierten Bedingungen mit geringen externen Luftbewegungen sowie die Ablagerung des Rauchgases im Innenraum.

Lösung:
In Kombination mit einem Ultraschall-Lautsprecher in der Einhausung, der nicht hörbare, hochfrequente Töne aussendet, können mit einer akustischen Kamera jene Orte, an denen der hochfrequente Schall durch die Einhausung durchtritt, schnell und effizient lokalisiert werden.

Beispiel:
Im Zuge der Inbetriebnahme einer Werkzeugmaschine wird die Dichtigkeit der Einhausung geprüft. Ein dominantes Leck wird am unteren Teil der Tür bzw. eine untergeordnete Leckage am oberen Teil der Tür lokalisiert. Die Dichtung wird an den entsprechenden Stellen geprüft und überarbeitet. Der Test wird so lange wiederholt, bis ein für den Maschinentyp definierter akustischer Grenzwert unterschritten ist.

Erfahren Sie mehr in unserem Webinar

Akustische Kameras sind ein modernes und effektives Werkzeug, um komplexe Herausforderungen in der Entwicklung, Wartung und Fertigung von Werkzeugmaschinen zu bewältigen. Sie reduzieren nicht nur die Lärmbelastungen von Maschinenbedienern, sondern unterstützen auch im Troubleshooting im Rahmen der Produktentwicklung und Inbetriebnahme.

Ihr nächster Schritt: Melden Sie sich zu unserem Webinar an und erfahren Sie mehr darüber, wie akustische Kameras Ihre tägliche Arbeit als Entwicklungsingenieur, Fertigungstechniker oder Servicetechniker revolutionieren können!

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