{"id":21422,"date":"2025-08-12T10:05:16","date_gmt":"2025-08-12T08:05:16","guid":{"rendered":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/?p=21422"},"modified":"2025-11-14T09:55:51","modified_gmt":"2025-11-14T08:55:51","slug":"den-schallquellen-auf-der-spur","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/branchen\/kaelte-klima\/den-schallquellen-auf-der-spur_21422\/","title":{"rendered":"Den Schall\u00adquellen auf der Spur"},"content":{"rendered":"\n
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Inhalts\u00adver\u00adzeichnis<\/h3>\n\n\n\n
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  1. Schall\u00adquellen<\/a><\/li>\n\n\n\n
  2. Inter\u00adview mit Marc Schneider<\/a><\/li>\n\n\n\n
  3. Wie wirkt Schall?<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

    Schall\u00adquellen bei Venti\u00adla\u00adtoren auf die Spur zu kommen ist nicht einfach, denn w\u00e4hrend aero\u00addy\u00adna\u00admi\u00adsche Simu\u00adla\u00adti\u00adons\u00adpro\u00adgramme recht weit entwi\u00adckelt und am Markt etabliert sind, ist die Simu\u00adla\u00adtion von Aero\u00adakustik heute noch Gegen\u00adstand der Forschung. Die erfor\u00adder\u00adliche r\u00e4um\u00adliche Aufl\u00f6\u00adsung kleiner turbu\u00adlenter Struk\u00adturen verlangt im Vergleich zur aero\u00addy\u00adna\u00admi\u00adschen Simu\u00adla\u00adtion wesent\u00adlich h\u00f6here Zell\u00adzahlen. F\u00fcr einen Venti\u00adlator in einer bestimmten Str\u00f6\u00admungs\u00adsi\u00adtua\u00adtion k\u00f6nnen das sogar mehrere Millionen im zwei bis drei\u00adstel\u00adligen Bereich sein.<\/p>\n\n\n\n

    Zudem ist immer eine hohe zeit\u00adliche Aufl\u00f6\u00adsung notwendig, typi\u00adsche Schritte liegen hier im Bereich von 10 Mikro\u00adse\u00adkunden. Die ben\u00f6\u00adtigten Rechen\u00adres\u00adsourcen und der damit verbun\u00addene zeit\u00adliche und finan\u00adzi\u00adelle Aufwand sind dementspre\u00adchend hoch. Deshalb werden auch z. B. bei Venti\u00adla\u00adtoren nur die gr\u00f6\u00dferen (f\u00fcr die Akustik rele\u00advanten) turbu\u00adlenten Struk\u00adturen aufge\u00adl\u00f6st. Trotz dieser Einschr\u00e4n\u00adkungen bleibt der Aufwand beacht\u00adlich und zurzeit wird an Ans\u00e4tzen zur Reduk\u00adtion des Rechen\u00adauf\u00adwands gear\u00adbeitet. Unter\u00adst\u00fct\u00adzung bringen dabei auch expe\u00adri\u00admen\u00adtelle Verfahren.<\/p>\n\n\n\n

    Beam\u00adforming mit dem Mikro\u00adfon\u00adarray<\/h2>\n\n\n\n

    Als expe\u00adri\u00admen\u00adtelles Verfahren zur Ortung von Schall\u00adquellen am rotie\u00adrenden Venti\u00adlator nutzt der Motoren- und Venti\u00adlatoren\u00adspezialist ebm-papst beispiels\u00adweise das soge\u00adnannte Beam\u00adforming-Verfahren als Erg\u00e4n\u00adzung zu der aufw\u00e4n\u00addigen aero\u00adakus\u00adti\u00adschen Simu\u00adla\u00adtion. Herz\u00adst\u00fcck ist ein kreis\u00adf\u00f6r\u00admiges Mikro\u00adfon\u00adarray (Bild 1), bei dem 80 Mikro\u00adfone auf zwei Ebenen ange\u00adordnet sind.<\/p>\n\n\n\n

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    Bild 1: Das kreis\u00adf\u00f6r\u00admige Mikro\u00adfon\u00adarray, bei dem 80 Mikro\u00adfone auf zwei Ebenen ange\u00adordnet sind, ist im Venti\u00adla\u00adto\u00adren\u00adpr\u00fcf\u00adstand auf der Saug\u00adseite einge\u00adsetzt.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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    Bild 2: Das Beam\u00adforming-Verfahren (oben) erkennt die glei\u00adchen Trends wie die aero\u00adakus\u00adti\u00adsche Simu\u00adla\u00adtion (unten). In beiden F\u00e4llen stehen die roten Bereiche f\u00fcr lautes Ger\u00e4usch\u00adver\u00adhalten.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

    Das Mikro\u00adfon\u00adarray ist im Venti\u00adla\u00adto\u00adren\u00adpr\u00fcf\u00adstand auf der Saug\u00adseite einge\u00adsetzt und misst dort die Lauf\u00adzeit\u00adun\u00adter\u00adschiede der Schall\u00adwellen zu den einzelnen Mikro\u00adfonen. Ausge\u00adkl\u00fc\u00adgelte Algo\u00adrithmen werten dann die \u00fcber 30\u2008Sekunden bei bekannter Venti\u00adla\u00adtor\u00addreh\u00adzahl gewon\u00adnenen Daten aus. Das Ergebnis zeigt, dass das Beam\u00adforming-Verfahren die glei\u00adchen Trends erkennt wie die aero\u00adakus\u00adti\u00adsche Simu\u00adla\u00adtion (Bild 2). Aufgrund der expe\u00adri\u00admen\u00adtellen Ergeb\u00adnisse l\u00e4sst sich somit auch die nume\u00adri\u00adsche Simu\u00adla\u00adtion \u00fcber\u00adpr\u00fcfen und opti\u00admieren. ebm-papst nutzt zur Ortung von Schall\u00adquellen das Beam\u00adforming-Verfahren als Erg\u00e4n\u00adzung zur aufw\u00e4n\u00addigen aero\u00adakus\u00adti\u00adschen Simu\u00adla\u00adtion.<\/p>\n\n\n\n

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    Bild 3: Die Zustr\u00f6m\u00adtur\u00adbu\u00adlenzen und die Kopf\u00adspalt\u00adstr\u00f6\u00admung sorgen f\u00fcr eine Ger\u00e4u\u00adscher\u00adh\u00f6\u00adhung. Zustr\u00f6m\u00adtur\u00adbu\u00adlenzen kommen vor allem dann zum Tragen, wenn der Venti\u00adlator einge\u00adbaut ist.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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    Die Auswer\u00adtungen lassen bei einem typi\u00adschen Axial\u00adven\u00adti\u00adlator zwei domi\u00adnante Ger\u00e4usch\u00adquellen erkennen: die Kopfspalt\u00adstr\u00f6mung zwischen Schaufel und Wand\u00adring sowie die soge\u00adnannten Zustr\u00f6m\u00adtur\u00adbu\u00adlenzen (Bild 3). Am Kopf\u00adspalt kommt es durch den Druck\u00adun\u00adter\u00adschied zwischen der Druck- und Saug\u00adseite zur \u00dcber\u00adstr\u00f6\u00admung der Venti\u00adla\u00adtor\u00adschaufel an der Schau\u00adfel\u00adspitze. Die Str\u00f6\u00admung inter\u00adagiert dort mit den vorhan\u00addenen Kanten, also der Schau\u00adfel\u00adober\u00adfl\u00e4che und der umge\u00adbenden Geh\u00e4u\u00adse\u00adwand. Es bilden sich Wirbel, die bei der Abl\u00f6\u00adsung den Schall\u00adpegel um bis zu 10 dB erh\u00f6hen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n

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    Bild 4: Wirbel\u00adz\u00f6pfe in einer kasten\u00adf\u00f6r\u00admigen Zustr\u00f6m\u00adsi\u00adtua\u00adtion.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

    Zustr\u00f6m\u00adtur\u00adbu\u00adlenzen kommen vor allem dann zum Tragen, wenn der Venti\u00adlator einge\u00adbaut ist. F\u00fcr den Test mit dem Mikro\u00adfon\u00adarray wurde dazu ein Kasten gew\u00e4hlt, wie er beispiels\u00adweise bei W\u00e4rme\u00adtau\u00adschern \u00fcblich ist. An den Geh\u00e4u\u00adse\u00adw\u00e4nden entstehen R\u00fcck\u00adstr\u00f6m\u00adge\u00adbiete mit entspre\u00adchender Zirku\u00adla\u00adtion, also Luft\u00adver\u00adwir\u00adbe\u00adlungen. Diese werden dann zu den Stellen mit dem engsten Abstand zwischen Venti\u00adlator und Geh\u00e4u\u00adse\u00adwand gezogen. Dort verbinden sich die Verwir\u00adbe\u00adlungen beider Seiten mitein\u00adander.<\/p>\n\n\n\n

    Diese \u201eWirbel\u00adz\u00f6pfe\u201c sorgen dann f\u00fcr hohe Turbu\u00adlenzen (Bild 4). An der Schau\u00adfel\u00advor\u00adder\u00adkante kommt es dadurch zu gro\u00dfen Druck- und Geschwin\u00addig\u00adkeits\u00adschwan\u00adkungen, was zu teil\u00adweise dras\u00adti\u00adschen Zusatz\u00adge\u00adr\u00e4u\u00adschen vor allem im nieder\u00adfre\u00adquenten Bereich f\u00fchrt.Zum einen entsteht ein breit\u00adban\u00addiges Rauschen, zum anderen aber auch schmal\u00adban\u00addige tonale Schall\u00adan\u00adteile, die auch als Dreh\u00adklang bezeichnet werden. Die daf\u00fcr typi\u00adschen, unan\u00adge\u00adnehm \u201ebrum\u00admenden\u201c Ger\u00e4u\u00adsche hat wohl jeder schon einmal geh\u00f6rt.<\/p>\n\n\n\n

    Von der Ursa\u00adchen\u00adfor\u00adschung zur Ger\u00e4usch\u00adbe\u00adk\u00e4mp\u00adfung<\/h2>\n\n\n\n

    Sind die Ger\u00e4usch\u00adquellen loka\u00adli\u00adsiert, lassen sich Ma\u00dfnahmen ergreifen, um die Aero\u00adakustik der Venti\u00adla\u00adtoren zu verbes\u00adsern: Wie sich zeigte, hat der Spalt\u00adab\u00adstand zwischen Schau\u00adfel\u00adspitze und Wand\u00adring einen gro\u00dfen Einfluss auf das Ger\u00e4usch\u00adverhalten. Zwar nimmt das Ger\u00e4usch bei kleiner werdendem Spalt ab, aber das Spaltma\u00df kann aufgrund ferti\u00adgungs\u00adbe\u00addingter Notwen\u00addig\u00adkeiten nicht beliebig verklei\u00adnert werden, ohne Ber\u00fch\u00adrungen der Schau\u00adfel\u00adspitze am Wand\u00adring zu riskieren.<\/p>\n\n\n\n

    Bild 5: Mit Wing\u00adlets (rot) an der Schau\u00adfel\u00adspitze k\u00f6nnen die Kopf\u00adspalt\u00adstr\u00f6\u00admung und die sich bildenden Wirbel so beein\u00adflusst werden, dass sich eine deut\u00adliche Ger\u00e4usch\u00adre\u00adduk\u00adtion ergibt.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Hier helfen Wing\u00adlets weiter. Mit diesen defi\u00adnierten geome\u00adtri\u00adschen Verfor\u00admungen an der Schau\u00adfel\u00adspitze k\u00f6nnen die Kopf\u00adspalt\u00adstr\u00f6\u00admung und die sich bildenden Wirbel so beein\u00adflusst werden, dass sich eine deut\u00adliche Ger\u00e4usch\u00adre\u00adduk\u00adtion ergibt (Bild 5). Die Kopf\u00adspalt\u00adstr\u00f6\u00admung wird positiv beein\u00adflusst, was die Inter\u00adak\u00adtion der Str\u00f6\u00admung mit den Kanten verrin\u00adgert. So ergibt sich eine Schall\u00adleis\u00adtungs\u00adre\u00adduk\u00adtion von bis zu 10 dB.<\/p>\n\n\n\n

    Um die Zustr\u00f6m\u00adtur\u00adbu\u00adlenzen zu redu\u00adzieren, helfen geome\u00adtri\u00adsche Ver\u00e4n\u00adde\u00adrungen am Venti\u00adlator alleine nicht, da sich diese aus der Einbau\u00adsi\u00adtua\u00adtion ergeben. Zus\u00e4tz\u00adliche D\u00e4mm\u00adma\u00df\u00adnahmen am Geh\u00e4use bringen meist auch wenig Erfolg, denn entspre\u00adchende D\u00e4mm\u00adplatten wirken typi\u00adscher\u00adweise erst ab h\u00f6heren Frequenzen. Weiter hilft ein anderer Ansatz: Verbes\u00adsert man die Zustr\u00f6\u00admung der Luft zum Venti\u00adlator, verrin\u00adgern sich die Turbu\u00adlenzen und somit auch die durch sie verur\u00adsachten, l\u00e4stigen nieder\u00adfre\u00adquenten Ger\u00e4u\u00adsche. ebm-papst hat deshalb ein spezi\u00adelles Vorleit\u00adgitter (Flow\u00adGrid) entwi\u00adckelt, das prak\u00adtisch wie ein Gleich\u00adrichter auf die Luft\u00adzu\u00adfuhr wirkt. Es redu\u00adziert dadurch dras\u00adtisch die ger\u00e4usch\u00ader\u00adzeu\u00adgenden St\u00f6rungen in der Zustr\u00f6\u00admung und wirkt bei Axial- und Radi\u00adal\u00adven\u00adti\u00adla\u00adtoren glei\u00adcher\u00adma\u00dfen (Bild 6).<\/p>\n\n\n\n

    Bild 6: Unab\u00adh\u00e4ngig von den bauli\u00adchen Gege\u00adben\u00adheiten und der Einbau\u00adsi\u00adtua\u00adtion im Geh\u00e4use errei\u00adchen die Venti\u00adla\u00adtoren mit dem Vorleit\u00adgitter (Flow\u00adGrid) Ger\u00e4u\u00adschwerte, die mit dem Betrieb unter Labor\u00adtest\u00adbe\u00addin\u00adgungen vergleichbar sind.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Unab\u00adh\u00e4ngig von den bauli\u00adchen Gege\u00adben\u00adheiten und der Einbau\u00adsi\u00adtua\u00adtion im Geh\u00e4use errei\u00adchen die Venti\u00adla\u00adtoren damit Ger\u00e4u\u00adschwerte, die mit dem Betrieb unter Labor\u00adtest\u00adbe\u00addin\u00adgungen vergleichbar sind. Die aero\u00adakus\u00adti\u00adschen Unter\u00adsu\u00adchungen haben damit bewiesen, dass sie erheb\u00adlich zur Venti\u00adla\u00adtoren-Opti\u00admie\u00adrung beitragen. Auf die Zukunft darf man gespannt sein, sicher werden die ener\u00adgie\u00adef\u00adfi\u00adzi\u00adenten Venti\u00adla\u00adtoren von ebm-papst immer noch ein biss\u00adchen leiser werden.<\/p>\n\n\n\n

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    Sound\u00adcheck f\u00fcr W\u00e4rme\u00adpumpen: Psycho\u00adakustik f\u00fcr mini\u00admale Ger\u00e4usch\u00adent\u00adwick\u00adlung<\/h3>\n\n\n
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    Luft-Wasser-W\u00e4rme\u00adpumpen<\/strong> mit Heiz\u00adleis\u00adtungen von etwa 3 bis 30 kW sind f\u00fcr viele Ein- und Mehr\u00adfa\u00admi\u00adli\u00aden\u00adh\u00e4user eine sinn\u00advolle L\u00f6sung. Sie arbeiten jedoch nicht v\u00f6llig ger\u00e4uschlos. Dabei ist keines\u00adwegs nur der mess\u00adbare Schall\u00addruck\u00adpegel ausschlag\u00adge\u00adbend, sondern das mensch\u00adliche Ger\u00e4usch\u00ademp\u00adfinden<\/strong> und hier kommt die Psycho\u00adakustik mit ihren Unter\u00adsu\u00adchungs\u00adme\u00adthoden ins Spiel.<\/p>\n\n\n\n

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    Zum Artikel <\/i><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
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    \u201eZahlen allein sagen nichts aus\u201c<\/h1>\n\n\n\n

    Das Niveau der Ger\u00e4usch\u00ademis\u00adsionen ist ein entschei\u00addendes Quali\u00adt\u00e4ts\u00adkri\u00adte\u00adrium f\u00fcr Venti\u00adla\u00adtoren. Wie ebm-papst f\u00fcr wohl\u00adklin\u00adgende Produkte sorgt, erkl\u00e4rt Dr. Marc Schneider, Grup\u00adpen\u00adleiter Akustik.<\/em><\/p>\n\n\n\n

    Ab wann wird ein Venti\u00adla\u00adtor\u00adge\u00adr\u00e4usch als st\u00f6rend empfunden?<\/h3>\n\n\n\n

    Das l\u00e4sst sich nicht ganz einfach beant\u00adworten. Nat\u00fcr\u00adlich gibt es physi\u00adka\u00adli\u00adsche Merk\u00admale wie den Ger\u00e4usch\u00adpegel, die man im Test\u00adstand messen kann. Solche Zahlen allein sagen aber oft noch nichts dar\u00fcber aus, wie das mensch\u00adliche Ohr solche Ger\u00e4u\u00adsche einordnet. F\u00fcr die subjek\u00adtive Beur\u00adtei\u00adlung ist etwa wichtig, wie \u201erau\u201c ein Ger\u00e4usch wahr\u00adge\u00adnommen wird.<\/p>\n\n\n\n

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    Viele Ger\u00e4u\u00adsche enthalten tonale Kompo\u00adnenten, die stark st\u00f6rend wirken k\u00f6nnen.<\/p>\nDr. Marc Schneider, Grup\u00adpen\u00adleiter Akustik ebm-papst<\/cite><\/blockquote>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

    Ein solches Empfinden kann entstehen, wenn das Signal durch \u00c4nde\u00adrung von Frequenz oder Ampli\u00adtude eine zeit\u00adliche Struktur erh\u00e4lt. Viele Ger\u00e4u\u00adsche enthalten zudem tonale Kompo\u00adnenten, die stark st\u00f6rend wirken k\u00f6nnen. Dieses Empfinden unter\u00adscheidet sich von Person zu Person, was die Bewer\u00adtung noch verkom\u00adpli\u00adziert. Der eine reagiert auf tief\u00adfre\u00adquente Ger\u00e4u\u00adsche negativ, der andere zuckt bei den H\u00f6hen eher zusammen.<\/p>\n\n\n\n

    Wie misst man dieses pers\u00f6n\u00adliche Empfinden?<\/h3>\n\n\n\n

    Wir haben bei ebm-papst mit dem \u201eAudiMax\u201c ein soge\u00adnanntes Psycho\u00adakus\u00adtik\u00adlabor einge\u00adrichtet. In dieser schall\u00adiso\u00adlierten Einrich\u00adtung haben wir Platz f\u00fcr bis zu acht Test\u00adh\u00f6rer, denen wir die Ger\u00e4u\u00adsche unserer Produkte in unter\u00adschied\u00adli\u00adchen Konfi\u00adgu\u00adra\u00adtionen vorspielen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

    Wie gelangen Sie mit dieser Methode zu verwert\u00adbaren Ergeb\u00adnissen?<\/h3>\n\n\n\n

    Unsere Mitar\u00adbeiter befragen die Probanden anschlie\u00ad\u00dfend und schaffen so eine Daten\u00adbasis unter wissen\u00adschaft\u00adli\u00adchen Gesichts\u00adpunkten. Damit k\u00f6nnen wir in Zusam\u00admen\u00adar\u00adbeit mit den Kollegen aus der Produkt\u00adent\u00adwick\u00adlung evalu\u00adieren, welche Ma\u00dfnahmen greifen und welche nicht. Schluss\u00adend\u00adlich ist das Ziel ein Venti\u00adla\u00adtor\u00adge\u00adr\u00e4usch, das von einer m\u00f6glichst breiten Masse an Test\u00adper\u00adsonen als ange\u00adnehm empfunden wird.<\/p>\n\n\n\n

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    Wie wirkt Schall?<\/h1>\n\n\n\n

    Die Ger\u00e4usch\u00adbe\u00adwer\u00adtung fasst Physik und Menschen in Zahlen.<\/em><\/p>\n\n\n\n

    Die Qualit\u00e4t eines Produktes hinsicht\u00adlich seiner Ger\u00e4usch\u00ademis\u00adsion wird meist durch den dB(A)-Wert bestimmt. Damit ist der Schall\u00addruck\u00adpegel gemeint, den eine akus\u00adti\u00adsche Quelle in einem gewissen Abstand erzeugt. L\u00e4rm\u00adbe\u00adlas\u00adtung kann in Abh\u00e4n\u00adgig\u00adkeit von der H\u00f6he der Wech\u00adsel\u00addr\u00fccke, aus denen der Schall\u00addruck\u00adpegel ermit\u00adtelt wird, zu einer leichten Minde\u00adrung geis\u00adtiger Leis\u00adtungs\u00adf\u00e4\u00adhig\u00adkeit bis hin zu Schmerz und Bewusst\u00adlo\u00adsig\u00adkeit f\u00fchren.<\/p>\n\n\n

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    \"geraueschbewertung_kurve_1\"