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Schalldämpfer

Gebläsetechnik – Wie Sie mit reaktiven Schalldämpfern kräftig Dezibel senken

| Autor / Redakteur: Thorsten Sienk / Dr. Jörg Kempf

Der Reflexionsschalldämpfer macht sich dasselbe Wirkprinzip zunutze, das auch in Kopfhörern mit „Acoustic Noise Cancelling Technologie“ zum Einsatz kommt.
Der Reflexionsschalldämpfer macht sich dasselbe Wirkprinzip zunutze, das auch in Kopfhörern mit „Acoustic Noise Cancelling Technologie“ zum Einsatz kommt. (Bild: © 46738754/Fotolia.com; Aerzen; [M] Götzelmann)

Die Druckseite von Schraubenverdichtern, Drehkolbengebläsen und Drehkolbenverdichtern gilt nicht gerade als Ruhezone. Schalldämpfer sind angesagt – und zwar nicht nur als Lärmschutz. Eine raffinierte Lösung nutzt das Prinzip sich gegenseitig auslöschender Schallwellen. Solche Reaktivschalldämpfer wirken zudem als effektiver Funkenfänger im Rahmen von Ex-Schutz-Anwendungen.

Nach Auskunft von Christian-Philipp Hage sind es 170 bis 190 dB, die auf der Druckseite eines Delta Hybrid-Gebläses oder eines Delta Screw-Verdichters von Aerzen im Rohrinneren zu messen sind. Der Entwicklungsingenieur im Fachbereich Dynamik, Akustik und Vakuum erläutert, dass damit Druckwechsel bis zu einem Bar auftreten können. Dieser hohe Wechseldruck wirkt auf alles, was in der Nähe ist: Neben den Ohren zählt hierzu auch das komplette Rohrleitungssystem. Für Hage ist wirksamer Schallschutz deshalb keine ausschließliche Frage der Arbeitssicherheit. Lärmquellen mit dieser Stärke haben vielmehr das Zeug, Maschinen und Rohrleitungen richtig zuzusetzen – bis hin zum Ausfall.

Drei generelle technische Wege skizziert der auf Akustikfragen spezialisierte Diplom-Ingenieur, um dem Schall zu begegnen: Schalldämpfer mit Absorptionsmaterial, reaktive Schalldämpfer sowie die aktive Erzeugung von Gegenschall mit Lautsprechern. „Die letzte Maßnahme lässt sich bei Gebläsen aktuell nicht umsetzen, weil die Lautsprecher die notwendigen Dezibelzahlen nicht erreichen“, erklärt Hage. Bleiben also noch zwei Möglichkeiten offen.

Mikroreibung schädigt die Dämmung

Vor dem Hintergrund, dass hohe Frequenzen starke Schwingungskräfte mit sich bringen, erzeugen die Wellen folglich auch Schwingungen im Dämmmaterial herkömmlicher Schalldämpfer. Der Effekt nennt sich Mikroreibung – und die macht selbst vor Dämmmaterial aus Edelstahl keinen Halt. Wenn dann zu den schnell pulsierenden Druckschwankungen auch noch hohe Temperaturen am Gebläseausgang hinzukommen, ermüdet das Filtermaterial und beginnt sich langsam aufzulösen. Der Alterungsprozess hat dann zwei Effekte:

  • Zum einen verliert der Schalldämpfer über die Betriebszeit an Wirkung. Das zieht folglich regelmäßige Wartungen nach sich, wenn es Unternehmen bei der Bekämpfung von Lärmemissionen ernst meinen.
  • Zum anderen kontaminiert das sich auflösende Filtermaterial kontinuierlich die Gebläseluft, was sich vor allem in der Lebensmittelindustrie mit Blick auf Food Safety negativ auswirkt.

Weil Verunreinigungen gerade in hygienisch anspruchsvollen Anwendungen ein absolutes „No Go“ sind, kommen nachgelagerte Filter im Rohrsystem zum Einsatz. Diese Komponenten verschlechtern jedoch den Wirkungsgrad des Systems, weil sie den Kanalgegendruck erhöhen – um so mehr, je verstopfter sie sind. Ebenfalls zu Lasten der Energieeffizienz geht die zwischen Gebläse und Schalldämpfer häufig eingebaute Pulsationskammer. Sie hat die Aufgabe, die Schallwellen so weit vorzuglätten, dass sie nicht mit voller Wucht auf das Filtermaterial im Schalldämpfer treffen. Angesichts dieser Summe an Nachteilen hat Aerzen sich entschieden, einen anderen Weg zu gehen, um die Schallemissionen auf der Druckseite auf ein niedriges Niveau zu bringen.

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