Projekte Technischer Schallschutz

Schlanke Wandler-Systeme für aktive Kanalschalldämpfer

© Fraunhofer IBP

Geräusche von Lüftungsanlagen und –geräten verursachen an vielen Stellen hörbaren Ärger. Die Klimaanlagen im Büro, die Dunstabzugshauben in der Küche, die Badlüfter im Hotelzimmer sowie alle Arten von Abluft- und Absauganlagen von Maschinen und in Labors sind klassische Beispiele. Der erste Versuch zu ihrer Beruhigung stützt sich meist auf konventionelle poröse Schallabsorber. Eingepackt in einen Rieselschutz und mitunter auch in Folien dämpfen diese Materialien die Lüftungsgeräusche. Wenn aber der verfügbare Platz knapp ist und zugleich tiefe Geräuschanteile besonders stören, kommen poröse Materialien an ihre Grenzen.

Als Lösungen bieten sich in diesen Fällen Resonatoren und, mit erheblich gesteigerter Wirkung, aktivierte Resonanz-Schalldämpfer an. Auf kurzer Strecke erreichen sie eine hohe Schalldämpfung bei tiefen Frequenzen. Diese Vorzüge führten zu ihrem bis heute tausendfachen Einsatz z. B. in Raumlüftungsgeräten.

Allerdings benötigen die aktiven Schalldämpfer ein großes bzw. tiefes Gehäuse, damit die darin eingeschlossene Luft von der Lautsprechermembran komprimiert werden kann. Wie bei der heimischen Lautsprecherbox gilt, ein großes Volumen verbessert die tieffrequente Schallerzeugung. Was jedoch daheim imposant erscheint, ist für aktive Schalldämpfer ein praktisches Hindernis. Daher konzentrieren sich aktuelle Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf Möglichkeiten, mit verkleinertem Gehäuse die gleiche Wirkung zu erreichen. Ein gängiger Weg ist die Füllung des Gehäuses mit Schall absorbierendem Material. Ohne akustische Verluste lässt sich damit das Gehäusevolumen um zehn bis 15 Prozent reduzieren. Eine Steigerung des Effektes ermöglichen so genannte Adsorber, bekannt aus der Luftreinigung und –entfeuchtung. Mit ganz speziellem Pulver auf Aktivkohlebasis kann das Volumen um bis zu 75 Prozent verkleinert werden. Noch kleinere Gehäuse lassen sich mit einer Evakuierung des Hohlraums erreichen. Die Lautsprechermembran ist in diesem Fall eine Art Tellerfeder, also ein geschlossenes und gewölbtes Flächenelement. Richtig dimensioniert, nimmt sie bei Unterdruck eine nahezu ebene Form an. Der angeschlossene elektrodynamische Antrieb benötigt dann nur noch wenig Kraft für die Auslenkung bzw. Schallerzeugung.

Mit dieser »Schlankheitskur« für die Aktivschalldämpfer verbindet sich noch ein weiterer, nachhaltiger Vorteil. Schlanke Schalldämpfer sparen nicht nur Platz, sondern auch Energie des Ventilators. Der akustisch effizient gedämpfte Kanalquerschnitt kann größer sein, so dass die Luft nicht durch eng Dämpferspalte gedrückt werden muss.