Untersuchungen zur Lärmminderung bei Holzbearbeitungszentren und Hobelmaschinen

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Prozessleistung und Werkstückqualität sind ausschlaggebend für den wirtschaftlichen Erfolg in der Holz- und Holzverbundwerkstoffbearbeitung. Die Maschinen werden durch die vermehrten Anforderungen, resultierend aus den hohen Vorschubgeschwindigkeiten und Schnittgeschwindigkeiten, stark beansprucht. Aufgrund der dabei zunehmenden Schwingungen von Maschinen-komponenten und Werkstücken steigt die Geräuschemission. Diese muss zum Schutz der Maschinenbediener deutlich verringert werden. Der Gesetzgeber fordert Reduktionswerte von bis zu 10 dB(A). Die in der Vergangenheit durchgeführten Maßnahmen zur Geräuschemissionsreduktion waren vielfach nur Einzelmaßnahmen an Werkzeugen oder Maschinenkomponenten, die aber in den seltensten Fällen derartig hohe Reduktionswerte erreichen konnten. Es fehlt ebenfalls bisher bei den Arbeiten eine ganzheitliche Betrachtung der Lärmreduktion, die Werkzeug, Werkstück und Maschinenkomponenten bis hin zu Nebenaggregaten einbezieht. Dies gilt insbesondere für die Holzbearbeitungszentren und Hobelmaschinen. Gegenstand der vorliegenden Arbeit sind daher zum einen grundlegende akustische Untersuchungen an Hobelmaschinen und Holzbearbeitungszentren und zum anderen die Entwicklung von geeigneten Maßnahmen für eine ganzheitliche Lärmminderung. Die im Labor durchgeführten und erprobten Maßnahmen wurden gewichtet, bezüglich einer effektiven Geräuschminderung priorisiert und anschließend zur Validierung auf Maschinen bei den Herstellern übertragen und vor Ort in den Betrieben untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit konnte aufgezeigt werden, dass mit einer Kombination mehrerer spezifischer Maßnahmen zur Unterdrückung der Entstehung und der Emission von Geräuschen bis zu 10 dB(A) erreichbar sind. Der Schlüssel zu diesem Ergebnis ist die ganzheitliche Betrachtung der Prozessabläufe auf den Maschinen beginnend bei der Geräuschentstehung, des Weiteren bei der Geräuschausbreitung bis hin zur Emission aus der Maschine heraus. Für die Erreichung dieses Ergebnisses wurden Werkzeugmaschinen analysiert und drei Wirkungsbereiche zur Geräuschreduktion identifiziert. Der erste Bereich umfasst sogenannte Primärmaßnahmen an der Entstehungsstelle der Geräusche und somit an den Werkzeugen. Daran anschließend setzen die Sekundärmaßnahmen erster Ordnung an, die werkzeugnah entstandene Luftschallwellen absorbieren sowie Körperschall so nah wie möglich an der Anregungsstelle dämpfen. Mit den Sekundärmaßnahmen zweiter Ordnung können die verbleibenden Geräuschemissionen durch Dämpfung und Dämmung mittels Maschineneinhausungen abgefangen werden. Aus dem Ergebnis der Untersuchungen geht hervor, dass eine entscheidend deutliche Minderung der Geräuschemission durch die Kombination mehrerer Maßnahmen erzielt werden kann. Dieser ganzheitliche Ansatz unter Berücksichtigung der Geräuschquelle, des Geräuschtransportes und der Geräuschemission ermöglicht wirkungsvoll weiterführend eine maßgebliche Reduktion von Emissionswerten und lässt sich vom Ansatz her, wie die Transferbeispiele in dieser Arbeit aufzeigten, auf jede Maschine übertragen.