Untersuchung zur Ger uschemission und Schallquellenortung an zerspanenden Holzbearbeitungsmaschinen

1. Untersuchung zur Geräuschemission und Schallquellenortung an zerspanenden Holzbearbeitungsmaschinen Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult. U. Heisel, Dipl.-Ing. H. Kuolt IfW, Universität Stuttgart Fachtagung "Strategien zur Geräuschminderung" METAV München, 28. April 2004

2. Inhalt 1 Einleitung 2 Stand der Lärmminderungstechnik 3 Schallquellenlokalisierung 4 Lärmminderungsmaßnahmen 5 Zusammenfassung 6 Ausblick

3. Einleitung Einleitung 1.1 Lärmschwerhörigkeit und die wirtschaftlichen Kosten 1.2 EU-Maschinenrichtlinie 1.3 Geräuschemissionsangaben zur CE-Kennzeichnung 2 Stand der Lärmminderungstechnik 3 Schallquellenlokalisierung 4 Lärmminderungsmaßnahmen 5 Zusammenfassung 6 Ausblick

4. Anteil der BK "Lärmschwerhörigkeit" an anerkannten Berufskrankheiten

5. Wirtschaftliche Kosten durch Lärm Direkte Genesungskosten Höhere Lohnkosten in lärmbelasteten Bereichen Höhere Ausfallraten, d.h. geringere Produktivität, in lärmbelasteten Bereichen Lärmbekämpfungsmaßnahmen Lärmflucht Alles in allem ca. 0,2% - 2% des Bruttoinlandsproduktes

6. Die EU-Maschinenrichtlinie 98/37/EG Die Maschine muss so konzipiert und gebaut sein, dass Gefahren durch Lärmemission auf das unter Berücksichtigung des technischen Fortschritts und der verfügbaren Mittel zur Lärmminderung, vornehmlich an der Quelle, erreichbare niedrigste Niveau gesenkt werden.

7. Geräuschemissionsangaben in der Bedienungsanleitung zur CE-Kennzeichnung

8. Stand der Lärmminderungstechnik Einleitung 2 Stand der Lärmminderungstechnik 2.1 Geräuschentstehungsmechanismen 2.2 Stand der Forschung 2.3 Internationale Marktübersicht 3 Schallquellenlokalisierung 4 Lärmminderungsmaßnahmen 5 Zusammenfassung 6 Ausblick

9. Entstehung, Ausbreitung und Abstrahlung von Lärm

10. Schallübertragungskette

11. Entstehungskette der Geräuschemission spanender Werkzeugmaschinen

12. Einflüsse auf die Geräuschemission des spanenden Bearbeitungsprozesses

13. Lärmentstehung am Werkzeug

14. Eigenschwingungsformen eines Sägeblattes

15. Hersteller von Ein- und Mehrblattkreissägemaschinen weltweit

16. Involvierte Maschinentypen

17. Marktangebot

18. Emissionskenngrößen

19. Schallquellenlokalisierung Einleitung Stand der Lärmminderungstechnik Schallquellenlokalisierung 3.1 eingesetzte Messverfahren und Methoden 3.2 Ergebnisse von Schallintensitätsmessungen 3.3 Ergebnisse aus Untersuchungen mit der "akustischen Kamera" 3.4 Ergebnisse aus Körperschalluntersuchungen 4 Lärmminderungsmaßnahmen 5 Zusammenfassung 6 Ausblick

20. Schallquellenlokalisierung mit Hilfe derSchallintensitätsmesstechnik

21. Schallquellenlokalisierung mit Hilfe der "akustischen Kamera"

22. Schallquellenlokalisierung mit Hilfe von Körperschallmessungen

23. Akustische Schwachstellenanalyse

24. Akustische Energiebilanz

25. Schallintensitätsmessungen an Mehrblattsäge Optimat im Leerlauf

26. Schallintensitätsmessungen an Mehrblattsäge Optimat bei Bearbeitung

27. Ranking bei Mehrblattkreissäge Optimat

28. Ergebnisse Mehrblattkreissäge Optimat Lärmquellen sind nur im Bereich von Flächen mit Öffnungen zu finden Dominante Teilflächen sind sowohl im Leerlauf als auch bei Bearbeitung die selben Große Unterschiede zwischen dominanten und nicht dominanten Flächen (>28 dB im Leerlauf)

29. Schallintensitätsmessungen an Kehlmaschine Hydromat im Leerlauf

30. Schallintensitätsmessungen an Kehl-maschine Hydromat bei Bearbeitung

31. Ranking bei Kehlmaschine Hydromat

32. Ergebnisse Kehlmaschine Hydromat Lärmquellen sind hauptsächlich im Bereich von Flächen mit Öffnungen zu finden Dominante Teilflächen sind sowohl im Leerlauf als auch bei Bearbeitung die selben Große Unterschiede zwischen dominanten und nicht dominanten Flächen (>20 dB im Leerlauf)

33. Kantenanleimmaschine Accord

34. Ergebnisse Kantenanleimmaschine Lärmquellen hauptsächlich im Bereich von Flächen mit Öffnungen zu finden Große Unterschiede zwischen dominanten und nicht dominanten Flächen (>30 dB)

35. Schallintensitätsmessungen an Laminatbearbeitungsmaschine FL52

36. Ergebnisse Laminatbearbeitungsmaschine FL52 Lärmquellen hauptsächlich im Bereich von Flächen mit Öffnungen zu finden Große Unterschiede zwischen dominanten und nicht dominanten Flächen (>25 dB)

37. Aufnahme Optimat Leerlauf

38. Aufnahme Optimat Bearbeitung

39. Detail-Aufnahme Optimat Bearbeitung

40. Aufnahme Hydromat Leerlauf

41. Aufnahme Hydromat Bearbeitung

42. Formatkreissäge Altendorf

43. Ergebnisse der Messungen mit akustischer Kamera Lärmquellen sind hauptsächlich im Bereich von Öffnungen zu finden Bearbeitungsprozess wirkt sich unterschiedlich auf das Geräuschverhalten aus, Lage der Quellen bleibt aber identisch Werkzeug und Werkstück beeinflussen Geräusch-emission maßgeblich

44. Körperschallmessungen an Mehrblattsäge Optimat im Leerlauf

45. Körperschallmessungen an Mehrblattsäge Optimat bei Bearbeitung

46. Vergleich Gesamtschallleistung – Körperschallleistung bei Optimat bei Bearbeitung

47. Körperschallmessungen an Kehlmaschine Hydromat im Leerlauf

48. Körperschallmessungen an Kehlmaschine Hydromat bei Bearbeitung

49. Vergleich Gesamtschallleistung – Körperschallleistung bei Hydromat bei Bearbeitung

50. Ergebnisse der Körperschallmessungen Nach Durchführung von Körperschalluntersuchungen können folgende Rückschlüsse gezogen werden: Körperschall spielt bei der Geräuschemission der untersuchten Maschinen keine Rolle. Direkter Luftschall, der durch Öffnungen hindurch tritt, ist dominant und ist für Geräuschemission verantwortlich.

51. Lärmminderungsmaßnahmen Einleitung 2 Stand der Lärmminderungstechnik 3 Schallquellenlokalisierung Lärmminderungsmaßnahmen 4.1 Überblick 4.2 primäre Lärmminderungsmaßnahmen 4.3 sekundäre Lärmminderungsmaßnahmen 4.4 tertiäre Lärmminderungsmaßnahmen 5 Zusammenfassung 6 Ausblick

52. Überblick über Lärmminderungsmaßnahmen

53. primäre Lärmminderungsmaßnahmen bei Sägeblättern

54. primäre Lärmminderungsmaßnahmen bei Fräs- und Hobelwerkzeugen

55. weitere primäre Lärmminderungsmaßnahmen Vermeidung von Unwuchten (durch mangelnde Parallelität zwischen Sägeblatt und Vorschubrichtung, Mängel am Flansch) Entkopplung anregender Bauteile von Flächen, die zur Geräuschabstrahlung neigen Bedämpfung großer Flächen, die nicht von anregenden Teilen entkoppelt werden können (z.B. auch durch akustischen Kurzschluss)

56. sekundäre Lärmminderungsmaßnahmen Kapselung von Maschinen und Anlagen Isolierung und Kapselung dominanter Geräusch-quellen und Aggregate Verschließen von Nutz-Öffnungen durch Schall-dämpfer-Konstruktionen oder durch flexible Materi-alien (z.B. Bürsten oder Vorhänge) Optimierung von Absaughauben zur Lärmminderung

57. Aufbau einer Kapselung

58. tertiäre Lärmminderungsmaßnahmen Kapselgehörschützer, Ohrstöpsel Auszeichnung lärmgefährdeter Bereiche . . . Tertiäre Lärmminderungsmaßnahmen sollten lediglich das letzte Mittel sein.

59. Zusammenfassung Einleitung 2 Stand der Lärmminderungstechnik 3 Schallquellenlokalisierung Lärmminderungsmaßnahmen 5 Zusammenfassung 6 Ausblick

60. Zusammenfassung Direkter Luftschall, der durch Öffnungen hindurch tritt, ist dominant und für Geräuschemissionen verantwortlich Körperschall, der durch die Verkleidung an die umgebende Luft abgestrahlt wird, spielt bei der Geräuschemission der untersuchten Maschinen keine Rolle Werkzeug und Werkstück beeinflussen Geräuschemission maßgeblich Potential zur Lärmminderung ist hauptsächlich durch sekundäre Maßnahmen gegeben (Kapselung), aber auch im Bereich von primären Maßnahmen vorhanden (lärmarme Sägeblätter, Reduzierung von Unwuchten, Entkopplung anregender Bauteile)

61. Ausblick Einleitung Stand der Lärmminderungstechnik Schallquellenlokalisierung Lärmminderungsmaßnahmen 5 Zusammenfassung 6 Ausblick

62. Ausblick Aktuell werden folgende Ziele verfolgt: Untersuchung und Optimierung von Werkzeugen hinsichtlich deren Beitrag zur Geräuschemission Optimierung von Werkzeugaufnahmen Entkopplung anregender Bauteile von abstrahlenden Flächen Optimierung von Absaug- und Schutzeinrichtungen hinsichtlich der Geräusch-emission Verschließen unnötiger Öffnungen mit schalldämmenden Materialien, Einsatz flexibler Lösungen zum Verschluss von Nutz-Öffnungen Isolierung und Kapselung dominanter Lärmquellen Verifizierung anhand von Schallintensitäts- und Körperschallmessungen sowie mittels "akustischer Kamera" Ableitung von allgemeingültigen Maßnahmen zur Lärmminderung bei spanenden Holzbearbeitungsmaschinen

63. Untersuchung zur Geräuschemission und Schallquellenortung an zerspanenden Holzbearbeitungsmaschinen Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult. U. Heisel, Dipl.-Ing. H. Kuolt IfW, Universität Stuttgart Fachtagung "Strategien zur Geräuschminderung" METAV München, 28. April 2004