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
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
DGAQS Deutsche Gesellschaft für Akustische Qualitätssicherung e.v. www.dgaqs.de Fokus Akustik Workshopreihe für professionelle Problemlösungen - Termine siehe Internet - Forum Akustische Qualitätssicherung 10.-11. Oktober 2006 in Karlsruhe Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 3
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
2. Geräusch oder Sound Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 5
Die Glocke Hanna (f ) Erster Guss Zweiter Guss Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 6
Doppelklang Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 7
Abklingverhalten Erster Guss Zweiter Guss Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 8
Sopranstimme Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 9
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
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
Mechanischer Aufbau Motor Anker Kommutierung Abtrieb Zahneingriff Antrieb Schnecke Zahneingriff Schnecke Schneckenrad Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 12
Produktklang Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 13
Identifikation von mechanischen Ursachen Drehfreq. [1/s] Drehfreq. [1/s] 60 50 40 30 0 50 100 150 200 60 50 40 30 Fehler: Zahnstange Anz. Umdr. [1] Ritzel (13 Zaehne) 20 50 100 150 200 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)
Formabweichung Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 15
Körperschall Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 16
Wirkungen der Geräusche Belästigung subj. Qualität Wohlbefinden Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 17
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
Nutzgeräusche - Störgeräusche Funktionsgebundene Geräusche Qualitätsverstärkende Geräusche Störende oder lästige Geräusche Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 19
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
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
Kurven gleicher Lautheit Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 22
Lautheitsanalyse Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 23
Schwankung / Rauhigkeit Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 24
Maskierung Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 25
6. Schallquelle und Resonanz Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 26
Schiebedachantrieb Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 27
Schneckenantrieb Schneckenrad Schneckenrad Clipslager Schnecke Clipslager Schnecke Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 28
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
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,.. -40-45 -50-55 -60 db -65-70 averaged order spectrum Wellenfrequenzen und Harmonische n1 / 2 f ( k) s1/ 2 = k *, k = 1, 2,... 60-75 -80 0 10 20 30 40 50 60 70 orders [input shaft] Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 30
Planetengetriebe Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 31
Planetengetriebe Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 32
Betonpumpe Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 33
8. Gestaltungsmöglichkeiten und Grenzen Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 34
Ursache kennen Elektromotor Schnecke Zahnstange Kreuzgelenk Ritzel (kleines Zahnrad) Schneckenrad (großes Zahnrad) Befestigungspunkte Kopfstützenbügel Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 35
Simulation Suboktave Prime Terz Oktave Duodezime Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 36
Simulation Y-Achse = Messpunkte 1-20 X-Achse = Frequenz /1.526 4 Schwingungsknoten und -bäuche Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 37
Simulation Pegel db Armin Rohnen DGAQS - BMW AG Werk Regensburg Akustik Analyse 38
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
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