Klangqualität subjektiv oder objektiv geräuscharm

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1 Klangqualität subjektiv oder objektiv geräuscharm Armin Rohnen BMW AG Werk Regensburg DGAQS e.v., Karlsruhe Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 1

2 Gliederung 1. Vorstellung 2. Geräusch oder Sound 3. Akustische Forderungen an Produkte 4. Psychoakustische Merkmale und Messbarkeit 5. Schallquelle und Resonanz 6. Gestaltungsmöglichkeiten und Grenzen Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 2

3 DGAQS Deutsche Gesellschaft für Akustische Qualitätssicherung e.v. Fokus Akustik Workshopreihe für professionelle Problemlösungen - Termine siehe Internet - Forum Akustische Qualitätssicherung Oktober 2006 in Karlsruhe Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 3

4 Akustik-Analyse In der Fahrzeugmontage bei BMW Windgeräusche Fahrzeuginnengeräusche 1. Fahrzeugantrieb 2. Komfort 3. AUDIO Außengeräuschmessung nach DIN ISO 362, DIN ISO 5130 Kalibrierung Prüfmittelüberwachung Support zur Prüfmitteleignung Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 4

5 2. Geräusch oder Sound Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 5

6 Die Glocke Hanna (f ) Erster Guss Zweiter Guss Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 6

7 Doppelklang Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 7

8 Abklingverhalten Erster Guss Zweiter Guss Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 8

9 Sopranstimme Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 9

10 3. Akustische Forderungen an Produkte Produkt M eßsystem Kunde hört und urteilt Wahrnehmung, Aktion, Emotion Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 10

11 Qualitätsforderung funktionsfähiges Produkt komfortabel (z.b. wohlklingend, geräuscharm) im eingebauten Zustand keine Geräusche oder Schwingungen Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 11

12 Mechanischer Aufbau Motor Anker Kommutierung Abtrieb Zahneingriff Antrieb Schnecke Zahneingriff Schnecke Schneckenrad Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 12

13 Produktklang Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 13

14 Identifikation von mechanischen Ursachen Drehfreq. [1/s] Drehfreq. [1/s] Fehler: Zahnstange Anz. Umdr. [1] Ritzel (13 Zaehne) Anz. Umdr. [1] Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 14 Zahnstange Schneckenrad (66 Zaehne) E-Motor (~50 U/sec) Schnecke (Steigung 1:1)

15 Formabweichung Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 15

16 Körperschall Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 16

17 Wirkungen der Geräusche Belästigung subj. Qualität Wohlbefinden Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 17

18 Lästigkeit von Geräuschen ist abhängig vom akustischen Reiz von der Umgebung von der persönlichen Situation von der Konzentration und Aufmerksamkeit von anderen Geräuschen Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 18

19 Nutzgeräusche - Störgeräusche Funktionsgebundene Geräusche Qualitätsverstärkende Geräusche Störende oder lästige Geräusche Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 19

20 Geräusche stören und nützen Reklamationen Funktionsfehler Einschränkung des Komforts treten unerwartet auf unangenehm, lästig Imageverlust verursachen Kosten + Informieren über ordnungsgemäße Funktion + unterstützen Produktmerkmale + typischer Sound + sind meßbar + lassen sich beeinflussen Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 20

21 4. Psychoakustische Merkmale und Messbarkeit Produkt M eßsystem Kunde hört und urteilt Wahrnehmung, Aktion, Emotion Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 21

22 Kurven gleicher Lautheit Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 22

23 Lautheitsanalyse Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 23

24 Schwankung / Rauhigkeit Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 24

25 Maskierung Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 25

26 6. Schallquelle und Resonanz Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 26

27 Schiebedachantrieb Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 27

28 Schneckenantrieb Schneckenrad Schneckenrad Clipslager Schnecke Clipslager Schnecke Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 28

29 Kopfstützenantrieb Sonogramm EKV 39018, Fahrt abwärts Elektromotor Schnecke Zahnstange Kreuzgelenk Ritzel (kleines Zahnrad) Schneckenrad (großes Zahnrad) Befestigungspunkte Kopfstützenbügel Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 29

30 Luftschall von Getrieben Zahneingriffsfrequenzen und Harmonische f ( k) f ( k) gm = s1/ 2 * z1 / 2, k = 1, 2,.. Seitenbandlinien und Harmonische ( ) ( ) f k, l = f k ± l * f, sb1/ 2 gm s1/ 2 k = 1, 2,.., l = 1, 2, db averaged order spectrum Wellenfrequenzen und Harmonische n1 / 2 f ( k) s1/ 2 = k *, k = 1, 2, orders [input shaft] Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 30

31 Planetengetriebe Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 31

32 Planetengetriebe Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 32

33 Betonpumpe Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 33

34 8. Gestaltungsmöglichkeiten und Grenzen Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 34

35 Ursache kennen Elektromotor Schnecke Zahnstange Kreuzgelenk Ritzel (kleines Zahnrad) Schneckenrad (großes Zahnrad) Befestigungspunkte Kopfstützenbügel Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 35

36 Simulation Suboktave Prime Terz Oktave Duodezime Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 36

37 Simulation Y-Achse = Messpunkte 1-20 X-Achse = Frequenz / Schwingungsknoten und -bäuche Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 37

38 Simulation Pegel db Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 38

39 Steigerung des Komforts Vermeidung von lästigen Geräuschanteilen angenehme Lautheit wenig Rauhigkeit geringe Schärfe ausgewogene Klanghaftigkeit Vermeidung von Wechselanteilen Vermeidung von Einzelereignissen Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 39

40 Maßnahmen Erfassen und Analysieren der Schalle und Schwingungen Beurteilung der Wirksamkeit und der Lästigkeit Reduzieren von störenden Ursachen Vermeiden von Resonanzen Gehäuse Ankopplung Sekundäre Maßnahmen Maskierer Schall- und Schwingungsdämmung Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 40