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Leise Saubermänner

Akustik-Messsystem: Partitur für Waschmaschinen
Leise Saubermänner

Die Haushaltsgerätehersteller wissen heute genau, dass das Geräuschverhalten ihrer Produkte auch ein Verkaufsargument darstellt. Ein führender Anbieter auf diesem Sektor ist die Bauknecht Hausgeräte GmbH, die dem internationalen Konzern Whirlpool angehört. In Schorndorf bei Stuttgart befindet sich neben der Waschmaschinenfertigung auch die Entwicklungszentrale für Waschmaschinen und Wäschetrockner.

Bauknecht betreibt eine gut ausgestattete Akustik. Sie umfaßt einen großen reflexionsarmen Messraum, leistungsstarke Geräte zur Messwerterfassung und -analyse, wie dem Akustik-Messsystem PAK von Müller-BBM VibroAkustik. Die Aufgaben werden von einem qualifizierten und erfahrenen Mitarbeiterteam unter der Leitung von Dr. Gerhard Fuchs bewältigt.

Dass gerade im Waschmaschinen- und Wäschetrocknerbereich besonderer Wert auf die Akustik gelegt wird, hängt nicht zuletzt mit dem steigend anspruchsvolleren Verbraucherverhalten zusammen.
Welche aktuellen und zukünftigen Aufgabenstellungen ergeben sich daraus?
Ziel der Hersteller ist die Erfüllung der Kundenwünsche hinsichtlich des Schall- und Schwingungsverhalten. Die Frage nach besserem Geräuschverhalten gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Produkte sollen möglichst leise sein und einen angenehmen Klang haben. Einen ganz bestimmten Klang etwa bei einer Waschmaschine zu verwirklichen, ist ein anspruchsvolles Vorhaben. Während der letzten Jahre hat sich der Begriff des „Product-Sound-Design“ dafür herausgebildet.
Es geht z.B. darum: Was ist der ideale Klang der Waschmaschine? Zum einen liefert das Geräusch des Gerätes nützliche Informationen über den Programmablauf. Ein markenspezifischer Klang, der Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit vermitteln soll, ist ebenfalls durchaus gewünscht. Trotzdem soll die Waschmaschine ein leises und angenehmes Geräuschverhalten aufweisen.
Das heißt nicht, dass unbedingt alles an den Geräten nur leiser arbeiten muss. Denn einzelne Geräuschkomponenten, z.B. Wasserzu- und -ablauf, Geräusche der Bedienelemente, Schalter und Schließgeräusch der Einfülltür haben für den Benutzer einen gewünschten informativen Charakter. Deshalb müssen sie gesondert von den eher störenden Geräuschen betrachtet werden, wie dem Geräusch beim Schleudern. Eine zusätzliche Problematik ergibt sich aus dem zeitlichen Ablauf des Waschprogramms. Um hier eine Trennung zu erreichen, zeichnet man bei Bauknecht mit dem Akustik-Messsystem PAK das Zeitsignal auf. Es besteht zunächst aus den hörbaren, unveränderten Rohdaten, wie sie auch auf einem Bandgerät aufgenommen werden. Diese Rohdaten können später dann abschnittsweise je nach Anforderung bearbeitet werden.
Das Ohr des Kunden
Um das akustische Beurteilungsverhalten des Kunden zu berücksichtigen, werden bei Bauknecht neben den klassischen Analyseformen wie Schmalbandfrequenz-analyse und Pegelverlauf auch psychoakustische Parameter wie Lautheit, Rauhigkeit, Schwankung und Schärfe zur Beurteilung der Geräuschqualität herangezogen.
Eine sehr hilfreiche Vorgehensweise ist aber auch das direkte vergleichende Hören. Produktverbesserungen lassen sich anhand der verschiedenen Messreihen verfolgen. Auch wenn sich die objektiven Parameter nur geringfügig geändert haben, so hört das menschliche Ohr im unmittelbaren Vergleich jeden Unterschied. Bei dieser Herangehensweise kann durch Frequenzfilter auch das „ideale Geräusch“ simuliert werden. Die dafür erforderlichen Modifikationen des Frequenzganges geben dann nützliche Informationen über die notwendigen Veränderungen am bestehenden Produkt.
Die Messreihen für neuentwickelte Produkte, aber auch Stichproben aus der Fertigung, erfordern einen hohen Aufwand. Eine Vielzahl von Einzelmessungen ist dafür nötig. Gerade deswegen haben sich die Ingenieure von Bauknecht für das rechnergestützte Analysesystem PAK von Müller-BBM entschieden. PAK erledigt alle Aufgaben in einem einzigen Messzyklus. Mit den gespeicherten Rohdaten lassen sich dann später speziellere Untersuchungen durchführen. Und nicht zuletzt spielt die Dokumentation und Archivierung bei der Fülle der anfallenden Daten eine immer größere Rolle. Diese Aufgaben erfüllt das PAK von Haus aus vorbildlich.
Mehr als normal
Hausgeräte sind nach der Norm IEC 704 zu messen. Man benötigt diese Norm, um nachvollziehbare und vergleichbare Geräuschangabewerte zu bekommen. Aus diesem Grund sind Messaufbau, -ablauf und Ergebnisdarstellung hier genau festgelegt.
Der Schalleistungspegel Lw ist die relevante Messgröße. Darunter ist die Abgabe der Schallenergie zu verstehen, welche pro Zeiteinheit vom Gesamtgerät abgestrahlt wird. Diese Größe hängt nicht vom Raum ab. Deshalb eignet sich die Schalleistung als charakterisierende Größe sehr gut.
In der praktischen Durchführung bedeutet dies, dass die Akustiker bei ihren Messungen im reflexionsarmen Messraum mit sechs Mikrophon-Messpunkten eine virtuelle Hüllfläche um das Gerät bilden. An allen diesen Messpunkten wird der Schall gemessen, anschließend wird gemittelt. Die Schalleistung errechnet sich dann ganz einfach unter Einbeziehung der Quadratmeterzahl der Hüllfläche.
Obwohl der Messaufwand alleine zur Erfüllung der genannten IEC Norm beträchtlich ist, gibt man sich bei Bauknecht nicht mit dieser einzelnen Angabe zufrieden. Das Labor nimmt an bis zu 12 Mikrophon-Messpunkten auf, um mehr Informationen über die Charakteristik der Schallabstrahlung zu erhalten. Neben der räumlichen ist auch die zeitliche Abfolge der Schallereignisse einer Waschmaschine höchst unterschiedlich. Wie allgemein bekannt ist, treten während der Phasen Waschen, Spülen und Schleudern ganz verschiedene Geräusche in Erscheinung. Die spektrale Gliederung der Frequenzanteile bietet interessante Informationen. Eine Frequenzanalyse jedes Messpunktes gibt Anhaltspunkte für Produktverbesserungen.
PAK – ein „leicht spielbares“ vielseitiges Instrument
Die Anforderungen an ein geeignetes Messverfahren sind entsprechend hoch. Auch die Wirtschaftlichkeit solcher Untersuchungen darf nicht außer Acht gelassen werden, und es stellt sich die Frage, ob es dafür überhaupt leistungsfähiges Equipment gibt. Nach Auskunft des Laborleiters
Dr. G. Fuchs setzt Bauknecht das Akustik-Messsystem PAK von Müller-BBM ein, weil es alle Aufgaben gleichzeitig löst und auch mit der Datenflut fertig wird. Es zeichnet mit der gewünschten Kanalzahl auf, analysiert das Signal automatisch und protokolliert normgerecht. Auch nachträgliche, weitergehende Untersuchungen lassen sich durchführen.
Obwohl man hohe Ansprüche an das Messsystem hat, ist man bei Bauknecht mit dem Akustik-System PAK von Müller-BBM VibroAkustik zufrieden. Gegenwärtig sind hier zwei Arbeitsplätze eingerichtet. Der erste ist direkt mit dem Messraum verbunden ist. Dort werden die Messungen durchgeführt. Am zweiten Arbeitsplatz findet die Analyse statt. Das schließt auch das weite Thema der Psychoakustik und natürlich auch „Sound-Design“ mit ein.
Vor allem mit dem Service ist man bei Bauknecht sehr zufrieden. „Auf unsere Belange hinsichtlich der Softwaregestaltung ist Müller BBM voll eingegangen. So wurde das Modul der Schalleistungsbestimmung speziell auf unsere Anforderungen hin zugeschnitten.“ Besonders schätzen Dr. Fuchs und seine Mitarbeiter die persönliche Betreuung bei Fragen im laufenden Betrieb, mit der Müller-BBM seine kunden-orientierte Firmenphilosophie stets unter Beweis stellt.
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