Neue Wege den Körperschall zu reduzieren

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Möglichst viel Masse ist keine Option

Die Rahmenbedingungen für Körperschall-Dämpfungskonzepte haben sich also erheblich geändert. Der Druck zur Realisierung von Leichtbaumaßnahmen erfordert eine neue Herangehensweise in der Auslegung von Akustikkonzepten und stellt hohe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Dämpfungsprodukten. Dies unter den beschriebenen, sich verändernden Rahmenbedingungen und den steigenden Anforderungen an Akustikkomfort.

Die traditionelle Vorgehensweise, durch Applikation von möglichst viel Masse die Schwingungen in der Karosserie zu dämpfen, wird den Ansprüchen nicht gerecht. Eine gezielte Auslegung des Dämpfungskonzeptes erfordert einerseits ein tiefes Verständnis über die Wirksamkeit der zur Verfügung stehenden Dämpfungssysteme und andererseits Kenntnisse über die fahrzeugspezifischen „Hot Spots“ in der Schwingung einer Karosseriestruktur.

Der Optical Loss Factor

Mit der bei der Faist Akustikzentrum GmbH entwickelten OLF-Methode (Optical Loss Factor) werden Dämpfungsmaterialien hinsichtlich ihrer Wirksamkeit (Verlustfaktor) charakterisiert, über den wichtigsten Temperaturbereich von zehn Grad Celsius bis 80 Grad Celsius und in den relevanten Frequenzbereich, üblicherweise von 100 bis 1.000 Hz.

Dies erfolgt auf unterschiedlichen Trägermaterialien, wie sie im Karosseriebau verwendet werden – Stahlblech, Aluminiumblech oder FVK. Die Abbildung zeigt die Charakteristik einer Mehrschichtdämpfung (links) im Vergleich zu einem SBM-System (rechts) auf einem Stahlblechträger und verdeutlicht, wie leistungsfähig die Systeme bei gleichem Flächengewicht sind.

Dämpfung frühzeitig rechnerisch auslegen

Die durch die OLF-Methode entstehende Datenbasis wächst ständig und ist darauf ausgerichtet, ein breites Wissen über die verschiedenen Materialkombinationen verfügbar zu haben. Hiermit ist eine wichtige Voraussetzung erfüllt, um künftige Dämpfungskonzepte bereits zu einem frühen Zeitpunkt rechnerisch auszulegen.

Die FEM-Simulation des strukturdynamischen Verhaltens einer Karosserie erfolgt anhand des vom OEM zur Verfügung gestellten CAD-Modells. Hiermit wird die Lage und die Intensität der Karosserieschwingungen bestimmt, um eine gezielte Bedämpfung der „Hot Spots“ zu verfolgen.

Konkret bedeutet dies, es wird eine erste Geometriebestimmung der Dämpfungsfolie vorgenommen und das richtige Materialkonzept für jeden einzelnen „Hot Spot“ ausgewählt. Eine spätere Validierung des Konzeptes erfolgt durch eine laservibrometrische Vermessung der Karosserie, nachdem der OEM erste Hardware zur Verfügung stellen kann.

Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass Simulation und reale Messwerte weitgehend übereinstimmen.

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