Schall bzw Vibrationsdämpfung im Maschinenbau

Ich weiss ja nicht, worauf du genau hinaus möchtest, aber im Lautsprecherbau wir genau das doch schon seit Jahren praktiziert.



Gruss TRXHooL

Ich überblicke das Thema Akustik zuwenig. Ich hab mir beispielsweise vorgestellt einen Helmholtzresonator in ein Maschinenelement zu integrieren um Vibrationen zu dämpfen.

Wenn ich bei mir zuhaus mit Zimmerlautstärke Musik höre ist der Bass im Badezimmer nebenan unerträglich dominant, aber auch schon im Wohnzimmer gibt es Stellen wo gewisse Frequenzen dominieren. In einem Maschinenelement wirds nicht anders sein und wenn präzisionsrelevante Teile an genau solchen Stellen verbaut werden müssen könnte man durch Verwendung oben genannter Resonatoren kostengünstig und ohne viel Gewicht Abhilfe schaffen. So zumindest meine Idee.

In weiterer Folge wäre dann noch das Thema Infraschall zu behandeln. Dem wird eine stimmungsdämpfende Wirkung nachgesagt, zumindest hab ich das kürzlich wo gelesen. Könte man die Emission von Infraschall unterbinden würde er sich nicht negativ auf die Motivation der Arbeiter auswirken und es müsste zu einer gesteigerten Leistungsbereitschaft kommen.

Wie gesagt, ich kenn mich da nicht wirklich aus und das Ganze sind nur theoretische Überlegungen. Darum frag ich hier ja. Danke übrigens schonmal für die erste Antwort.

Gruss david

ja merkt man leider dass du dich nicht wirklich auskennst.

Ein Helmholtzresonator ist ein reiner Luftschallresonator. Was du an Bearbeitungsmaschinen hast, ist Körperschall bzw. einfach mechanische Schwingungen.
Die Maschinen sind schon so konstruiert um diese an den relevanten Stellen zu unterbinden. Alle Teile der Maschinen sind im Fachwerk gebaut, um eben Masse zu sparen und Vibrationen zu kontrollieren. Entweder Schweiss- oder Gussfachwerke. Maschinenbetten sind i.d.R. aus Grauguss bzw. genauer meist Lamellengraphitguss, weil dieser die besten Dämpfungseigenschaften aufweist, bzw. wies aussieht heute auch aus Polymerbeton wg. noch besserer Dämpfungseigenschaften.

Kannst hier z.b. nachlesen: http://www.dmg.com/q.../pm1de10_dmu5070.pdf

Ein evtl. Pendant zu einem Helmholtzresonator wäre im mechanischen Bereich ein Schwingungsilger: http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingungstilger


Ob sowas in Werkzeugmaschinen eingesetzt wird (oder überhaupt gebraucht wird) weiss ich nicht.

Bei Fahrzeugen wurde das durchaus schon benutzt (ich kenne einen Fall wo z.b. die Fahrzeugbatterie als Schwingungstilger verwendet wird).

Das mit dem Infraschall vergiss mal wieder. Eine Einwirkung auf den Menschen ist nicht zweifelsfrei nachgewiesen. Zudem müssten irre hohe Pegel erreicht werden um diesen fühlbar zu machen.
Werkzeugmaschinen werden keinen Infraschall aussenden. Wenn dann erwarte ich sowas eher von Anlagen die mit Gasen arbeiten und es hier in Rohrleitungen, Behältern etc. zu sehr niederfrequenten Resonanzen kommt.


Das was du in deinem Bad und Wohnzimmer hörst, sind Raummoden, die Eigenfrequenzen des Raumes.

Genauso wie ein Raum im Luftschall hat auch jedes mechanische Bauteil mechanische Eigenfrequenzen: http://de.wikipedia.org/wiki/Eigenfrequenz

Diese kann man messen (durch Anregung mit Impulshammer oder Shaker) oder simulieren mit der Finiten-Elemente-Methode (letzteres ist u.a. mein Beruf).
Du kannst sicher davon ausgehen, dass das Schwinungsverhalten der Werkzeugmaschinen bei der Konstruktion hohe Aufmerksamkeit gewidmet wird und dass alles nötige unternommen wurde um Schwinungen so klein wie nötig zu halten um die erforderlichen Genauigkeiten und Güten einzuhalten.(wenn man sich an die Vorgaben von Maschine und Werkzeugen hält)

im maschinenbau sowie im akustikbau wird oft bei solchen dingen auf sylomerlagerung zurückgegriffen.


ich lagere damit immer die schwellen auf dem die trockenbauwände stehen bei raum in raum lösungen.
außerdem entkoppel ich damit auch mit einer speziellen abhängevorrichtung die unterkonstrucktion unter der decke wo dann die gipskartonplatten angeschraubt werden.

lg

Das ist halt eine von vielen möglichen elastischen gummiartigen Feder-Dämpfer-Elementen.

audiohobbit schrieb:

ja merkt man leider dass du dich nicht wirklich auskennst. Ein Helmholtzresonator ist ein reiner Luftschallresonator. Was du an Bearbeitungsmaschinen hast, ist Körperschall bzw. einfach mechanische Schwingungen. Die Maschinen sind schon so konstruiert um diese an den relevanten Stellen zu unterbinden. Alle Teile der Maschinen sind im Fachwerk gebaut, um eben Masse zu sparen und Vibrationen zu kontrollieren. Entweder Schweiss- oder Gussfachwerke. Maschinenbetten sind i.d.R. aus Grauguss bzw. genauer meist Lamellengraphitguss, weil dieser die besten Dämpfungseigenschaften aufweist, bzw. wies aussieht heute auch aus Polymerbeton wg. noch besserer Dämpfungseigenschaften. Das was du in deinem Bad und Wohnzimmer hörst, sind Raummoden, die Eigenfrequenzen des Raumes. )

Och, das darf man schon merken.Es ist ja nicht so, dass ich mich durch meine Beiträge profilieren müsste sondern schlicht und einfach eine Idee weiterverfolge. Aber gut dass ich auf einen Maschinenbauer gestossen bin. So bekomme ich sachliche Antworten aus kompetentem Mund. Obendrein informativer als in der Firma. Trotzdem bin ich Realist genug um die Idee nach deiner Antwort zu verwerfen.

Den Helmholtzresonator hab ich deshalb angeführt weil mir kein anderes Modell bekannt ist. Zwischen Luftschall und Körperschall hab ich nicht unterschieden, wohl aber zwischen mechanischen Schwingungen und Schall. Wobei mechanische Schwingungen Schall erzeugen, dort hab ich auch die Gemeinsamkeit gesucht. Unsere ersten Zerspanungsmaschinen wurden übrigens nicht im Fachwerk gebaut. Zu solch alter Technik hatte man offenbar kein Vertrauen und wollte das Rad neu erfinden. Aber sag dem Konstrukteur mal sowas.... Dabei bekommen wir in der Zerspanung die Instabilität als erster zu spüren, aber wir sind wohl nur dumme Arbeiter die auf den Startknopf drücken und den Rest macht die Maschine aufs µ genau. Mittlerweile werden aber regelmässig Endbearbeitungsmaschinen gebaut, unter anderem werden darauf Motorenteile mit Toleranzen bearbeitet, wo man ins Grübeln kommt. www.fill.co.at falls es dich interessiert.

Bist du dir wegen dem GGL sicher? Dachte immer, dass GGG die besseren mechanischen Eigenschaften aufweist.
Bei uns im Sondermaschinenbau sind es zu 99,9% Schweisskonstruktionen. Die Kosten um ein Grundgestell einmal giessen zu lassen, Gewinde schneiden statt zu furchen, nur bedingt schweissbar aber vor allem die heutige Wirtschaft die alles sofort will (Stichwort "junger Guss") lässt einem nicht viel Wahl. Auch hier sind Gründe meiner Idee zu suchen. Grauguss dämpft Schwingungen einfach besser.

Wenn du mit Polymerbeton dasselbe meinst wie ich, nämlich Mineralguss, so muss ich dir in Bezug auf Schwingungsdämpfung recht geben. Das Zeug hat aber den Nachteil, dass Temperaturunterschiede zwischen einzelnen Bereichen nicht angeglichen werden können da Mineralguss Temperatur schlecht leitet. In der Praxis bedeutet das für mich, dass ich (meine jetzige Fräsmaschine hat ein Bett aus Mineralguss) auf Übermass bearbeite und tolerierte Maße aus einer Bezugsebene antaste oder wenn möglich maschinenunabhängig vermesse und angleiche. Bei Maschinen mit Graugussbett ist das nicht anders, nur sind bei meiner momentanen Maschine die Abweichungen von Teil zu Teil interessant, da sich die gesame Kinematik verschiebt.


Die Raummoden im Wohnzimmer sind mir eigentlich egal. Ich bin (momentan noch) in der glücklichen Lage, dass sich an den beiden Hörplätzen (PC-Monitor; Couch) alles gut und ausgeglichen anhört. Aber warten wir mal ab, im Oktober ersetze ich meine alte Einrichtung und neue Boxen werden auch installiert. Mal schaun wie es wird.


Gruss david

Körperschall=mechanische Schwingungen. und ja die sorgen natürlich wenn sie eine Abstrahlfläche haben wiederum für Luftschall. Dem Werkstück dürfte der aber eher egal sein... Daher wäre der Helmholtzresonator ziemlich fehl am Platz. Den Lärm für die Arbeiter bekämpft man eher durch Kapselung etc.

Und ja, die meisten Maschinenbetten sind aus "Grauguss", also dem alten GG, heute EN-GJL. Dem werden die besten Dämpfungseigenschaften nachgesagt bei den metallischen Werkstoffen, weil die Kohlenstofflamellen aneinander abgleiten können und damit durch Reibung Energie vernichten.

Siehe hier z.b.: http://www.christiani-akademie.de/Leseprobe_CNC.pdf unter 3.2

GGG (der "GugelGraphitGuss"... ) heute EN-GJS hat die bessere Zugfestigkeit, das ist richtig, deshalb wird dieser eher für höher zugbeanspruchte Teile wie eben auch Fahrwerksteile etc. eingesetzt.
Bei einem Maschinenbett kommt es aber nicht so sehr auf die Zugfestigkeit an, sondern eher auf die Druckfestigkeit und die ist bei Gussteilen sowieso meist höher als die Zugfestigkeit.

audiohobbit schrieb:

Körperschall=mechanische Schwingungen. und ja die sorgen natürlich wenn sie eine Abstrahlfläche haben wiederum für Luftschall. Dem Werkstück dürfte der aber eher egal sein... Daher wäre der Helmholtzresonator ziemlich fehl am Platz. Den Lärm für die Arbeiter bekämpft man eher durch Kapselung etc. Und ja, die meisten Maschinenbetten sind aus "Grauguss", also dem alten GG, heute EN-GJL. Dem werden die besten Dämpfungseigenschaften nachgesagt bei den metallischen Werkstoffen, weil die Kohlenstofflamellen aneinander abgleiten können und damit durch Reibung Energie vernichten. Siehe hier z.b.: http://www.christiani-akademie.de/Leseprobe_CNC.pdf unter 3.2 GGG (der "GugelGraphitGuss"... ) heute EN-GJS hat die bessere Zugfestigkeit, das ist richtig, deshalb wird dieser eher für höher zugbeanspruchte Teile wie eben auch Fahrwerksteile etc. eingesetzt. Bei einem Maschinenbett kommt es aber nicht so sehr auf die Zugfestigkeit an, sondern eher auf die Druckfestigkeit und die ist bei Gussteilen sowieso meist höher als die Zugfestigkeit.

Ohne dich belehren zu wollen. EN-GJS ist aber nioht dasselbe wie GGG (GrauGussGlobular), oder?

Jedenfalls war es ein falscher Denkansatz, der Maschinenbau ist ja gut durchdacht soweit ich das feststellen kann. Das mit dem GGL leuchtet ein, trotzdem hab ich in der BS anderes gelernt. Der Lernstoff muss aber nicht der Wahrheit entsprechen. Auch wenn meine Ausführungen den Anschein eines Lehrbuchs haben so will ich doch dazulernen.

Hatte bereits eine Konfontation mit dem "Lehrlingsmeister", Ich sagte dass der Aufspanntisch aus GGG ist, er meinte Stahlguss. Was ist denn nun, allgemein gesagt, richtig? GGL etwa?

Muss mich wohl beim Sphäroguss etwas reinlesen und Halbwahrheiten erkennen können

Gruss david

P.S.: sorry für nonakustik