lärmgeplagte und leidgeprüfte Fahrerix und Beifahrerix,
viele von uns wünschen sich einen Allradlkw mit der Akustik einer Oberklasse-Limousine. Auf der Bahn mit 110 entspannt im LKW Verkehr mitschwimmen zu können, Leistung um sämtliche Holländer auf einmal am Berg überholen zu können bei einem Verbrauch eines Smartes.
Nunja, zumindest bei Ersterem kann man ohne tiefgehende Eingriffe (nunja, irgendwie kann man auch hier Operationen am offenen Herzen machen) durch eigenes Handanlegen viel erreichen.
Recherchiert man zu den Themen Schalldämmung im Forum sieht man viele Laster, die sich tonnenweise Alubutyl auf das letzte Quadratmillimeterchen Blech pappen und da dann schön mit Armaflex drüber. Getreu dem Motto, "um ein Feld zu düngen reicht es nicht durch den Zaun zu pfurzen". Aber braucht es das?
Ich möchte hier mit dem Beitrag definitv nicht sagen, was gut oder schlecht ist, noch mehr steht mir fremd irgendein Urteil und deren Arbeit zu fällen-auch die Armaflex Variante hat ihren Charme und ihre Berechtigung
- vielmehr wäre es mir ein Anliegen, die Erkenntnisse die ich die letzten Jahre über im Studium sowie bei diversen Nebenjobs/Werkstudentenstellen/Praktika etc. habe sammeln dürfen niederzuschreiben, vielleicht kann ja jemand was mit anfangen. Falls nicht, auch nicht schlimm, ich habe gerade eh Zeit bis die Spül- und Waschmaschine fertig ist 
Also, Lärm. Nachdem ich 2017 in 13 Tagen Albanienrundfahrt im Unimog unternahm attestierte mir mein Ohrenarzt, dass ich auf der Gaus'schen Verteilung nicht mehr wirklich im Optimum läge was meine Hörfähigkeit angeht. Mit 23. Geil. Sämtliche Ausgaben für die HiFi daheim für die Tonne, ein Baustellenradio reicht vom Klangspektrum zukünftig aus...
Also war klar, es muss hier was getan werden.
Doch zur Schallbekämpfung ist es praktisch zu wissen, wie Schall entsteht und wie man die entsprechenden Schallpfade bekämpft/beedämpft.
Nach Zeller gibt es folgendes Schema der wesentlichen vibroakustischen Quellen, Übertragungspfade und Pänomene im Kraftfahrzeug:
Quellen
Antrieb: Man könnte Slicks oder ähnliche Reifen aufziehen, die MPT Stollenreifen sind im Sinne der Akustik supoptimal (wehe mir zieht so einer die Dinger aufn KAT!!)
Rad/Fahrbahn
Je nach Fahrgeschwindigkeit, Umgebungseinflüssen und Radinnenüberdruck - auch nicht wirklich praktikabel da dran zu wollen
Umströmung
Das ein Unimog mit San Koffer windschnittiger ist, als ein KAT mir Hochhaus hinten drauf ist klar. Dass durch die auftretenden Luftverwirbelungen Lärm entsteht sollte klar sein
Mechatronik
in meinen Augen für uns uninteressant, da werde ich mal nix zu schreiben
Sämtliche der vier obigen Quellen erzeugen im Innenraum Geräusche. Dies passiert, da obige Quellen das Fahrzeug so anregen, dass durch Luft- und Körperschallübertragungspfade die Luft im Fahrgastraum angeregt und in Schwingungen versetzt wird. Während für uns mit unseren großhubigen Dieseln (ein Gruß geht raus an die Hanomagfahrer, Euch will hier niemand ausgrenzen :* ) in erster Linie der Körperschallübertragungspfad interessiert, ist es für die Kollegen der Außenemission (vielleicht will sich ja jemand ein L oder G auf den Grill pappen) der Luftschallübertragungspfad interessant.
Doch wie dem Körperschall Herr werden?
Ein probates Mittel hierfür ist die passive Schwingungsauslegung. Hier können mehrere, sich ergänzende Abstimmungen vorgenommen werden:
- Vermeidung von Anregung
- Verschiebung von Resonanzlagen
- Schwingungstilgung
- Schwingungsisolation
- Schwingungsdämpfung
Ähnlich den Nazis. Gibt es keine, braucht man den Fremdenhass nicht zu bekämpfen
Am Schwierigsten wird es für uns sein, diese Anregung zu Vermeiden. Man könnte zwar versuchen, durch den Tausch von Motor- und Getriebelager, sowie sämtlicher Gummibuchsen an dem Karren was zu retten, aber sind wir mal ehrlich, dann tuauschen wir 40 Jahr alte Gummikekse gegen 30 Jahre alte. Bringt wahrscheinlich nix.
Als nächster Schritt, der schon eher praktikabel ist, das Verschieben der Resonanzlagen. Sprich, wir könnten die Anregung insofern ändern, als dass die im Punkt 1 angesprochene Anregung vermieden wird. Zum Beispiel durch neue, schlankere Kardanwellen oder durch simples anpassen der Geschwindikeit. Wäre ein probates Mittel. Generell muss man hierfür nur die Steifigkeit und Masse der Bauteile variieren um die Schwingungsübertragung zu beeinflussen. Bestenfalls kennt man die Frequenzen in denen die Resonanzen erzeugt werden, dann spart man sich die eine oder andere Versuchsschleife.
Schwingungstilgung. Recht simpel. Durch zwischenschalten eines Tilgers (zum Beispiel einem frischem Gummilager zwischen zwei vibrierende Bleche) kann ich die Schwingung tilgen. Wäre bei Standheizungen zum Bleistift 'ne Möglichkeit sie etwas leiser zu bekommen. Gleiches gilt für Wasserpumpen. Man kann aber auch deutlich mehr Aufwand betreiben. Es geht also um das Abbauen der translatorischen/rotatorischen Erregung durch destruktive Resonanzen. In der Regel sind solche Schwingungstilger in Kombination mit Schwingungsdämpfern verbaut.
Bei der Isolation von Schwingungen und dem daraus resultierendem Körperschall wird nun entweder der Anreger der Schwingung von der Umgebung entkoppelt, oder der zu entkoppelnde Raum von den erzeugten Schwingungen isoliert werden. Beides durch schaffen einer Elastischen Zwischenschicht möglich. Um eine bestmögliche Isolation zu erreichen sollte man allerdings seine Anregungsfrequenz (Omega) und seine Abstimmfrequenz (Omege_0) kennen. Dann kann man die Isolation rechnerisch rel. leicht bestimmen. Für unsere LKW allerdings eher das Mittel zur Perfektion, statt ein Mittel der Wahl. Idealerweise würde man hier zwischen die Federn und die Federanbindung gehen. In meinem Falle also zwischen Schraubfeder und Federteller. Aber da bin ich noch am prüfen in wie weit sich das mit meinem Kondeswassermanagement verträgt.
Ein weiterer Punkt wäre die Aufhängung (aber auch die Anbringung) von Auspuffanlagen. Wenn wir gerade dabei sind. Hochgezogene Abgasanlagen sehen geil aus, keine Frage, aber bedenkt die Membranwirkung der Kabinenrückwand und der Kofferstirnwand, in Verbindung mit der Schallreflektion dazwischen. Da erregt sich ganz schön was zusammen.
Bei der Schwingungsdämpfung geht es in erster Linie darum, aus der kinetischen Energie Wärmeenergie zu machen. Das kann durch Materialdämpfung, Reibungsdämpfiung und Viskoser Dämpfung erfolgen.
Sprich, wenn ich beispielsweise Granulatmatten mit einer Zwischenschicht aus Honig ins Führerhaus läge, dann hätte ich eine solche Dämpfung. Im Führerhaus nur bedingt praktikabel.
Doch welche Schwingungsphänomene sind denn nun für uns relevant?
In erster Linie solche, die im Bereich von 1-80 Hz liegen. Je nach dem auf welcher Frequenz unser Führerhaus angeregt wird. Die sind nämlich doppelt blöd. Auf der einen Seite regen die das Blech an und erzeugen den tiefen Bass, andererseits regen die über die Sitzschienen und den Sitz den kompletten Bewegungsapparat an. Blöd
Zur Bestimmung meiner Frequenzen habe ich ein paar Messfahrten auf dem Weg nach Saverne gemacht. Die liegen allerdings noch als m4a Datei vor und da suche ich noch ein Programm, die mir die ausliest. Ich könnte zwar in mp3 umwandeln, aber dann habe ich wieder einen Datenverlust den ich gerne vermeiden würde...
Alle bisher genannten Phänomene lassen sich aber über das Eingreifen in die Steifigkeit und Masse beeinflussen. Das gilt für sämtliche Schwingungen, mit Ausnahme der typischen Aufbauschwingung (die bei jedem Auto woanders liegt). Zur genaueren Einschätzung muss man nun nur noch bestimmen, welchen Wert die 1. &2. Biegeschwingung /Torsionschwingung aufweisen. Hier ist es praktisch, statt nur die Masse zu erhöhen zur Schaffung einer hohen Torsionssteifigkeit Verstärkungs-/Versteifungsstrukturen wie Rippen oder Ringstrukturen oder aber Schubfelder zu erzeugen.
Aber auch Unterzüge, Versteifungsprofile oÄ. beeinflussen das Flächenträgheitsmoment und wirken sich so positiv auf den Körperschall aus (Also vielleicht vor dem Lackieren über das Thema Schallschutz nachdenken
).Bricht man das nun möglichst weit runter, so brauchts eigentlich nur 2 Formeln.
1) Omega (Eigenfrequenz) = Wurzel ( Steifigkeit (C) / Masse (m))
2) Steifigkeit (C) = E-Modul (E) * Flächenträgheitsmoment (I)
Übersetzt heißt dies, dass ein Aufschweißen eines L Profils deutlich mehr bringt, als das hemmungslose zupflastern mit Alubutyl. Abgesehen davon ist es unendlich günstiger.
So, das wars zum Thema Körperschall.
Beim Luftschall kann man sich auch unendlich viele und endlich große Phalluten bauen. Aber das braucht es nicht, wichtig ist nur, dass man wie beim Körperschall auch, versucht, die Anregung von Karrosserietafeln und Anbauteilen zu reduzieren. Dann wird es automatisch leiser.
Hier bietet sich zur Kapselung der Motorraum vorzüglich an. Aber auch sämtliche Löcher im Führerhaus, durch die Schall vom Motorraum heraustreten kann. Aber auch ins Führerhaus von woanders.
Diese Löcher gilt es zu stopfen und die Anregungen zu vermeiden.
Was möchte ich Euch mitgeben
-Achtet auf Euer Kondeswassermanagement. Solche Hütten werden per Se als Trocken definiert. Genau aus dem Grund pappe ich mir unterhalb der Waatlinie (beim KAT habe ich dafür Mitte Knöchel im Führerhaus angenommen) nirgends etwas hin, hinter dem sich das Wasser verstecken kann. Auch die Kunststoffe die ihr verbaut sollten geschlossenporig sein.
-Achtet auf die Frequenzen die ihr bedämpfen wollt. Alubutyl ist teuer, da muss es schon Sinn ergeben, wo ihr es hinstopft.
-Baut Euch keine Batterie (achtet auf die chemische Korrosionsreihe)
-Baut so, dass ihr an kritische Stellen nochmal ran kommt und den Großteil jederzeit entfernen könnt
-Achtet ein wenig auf die Brennbarkeit der verbauten Kunststoffe. Vor allem und erst recht im Motorraum...
-Die beste Schalldämmung bringt nix, wenn man am liebsten bei offenem Fenster fährt
So, meine Wäsche ist fertigt, bei Fragen, Fragen
Ich wünsche Euch maximale Erfolge
Best Grüße
Florian
