Gabelstapler: Sauberer und leiser durch Computersimulation

Ein Reinluftresonator hat die Aufgabe Geräusche zu minimieren und den Schall zu dämpfen. Künftig sollte dieser Schalldämpfer in einem kleineren Bauraum untergebracht werden und durfte nur ein Drittel so groß sein wie sein Vorgänger, sollte aber die Geräusche mindestens im gleichen Umfang reduzieren - und das über ein großes Frequenzband von 30 bis 200 Hertz hinweg. 

Einsatz von Strömungssimulation 
Auf herkömmlichem Weg wäre eine solche Entwicklung langwierig und kostspielig gewesen. Deshalb erteilte Linde Materials Handling TECOSIM den Auftrag den Resonator mit Hilfe von Computer Aided Engineering (CAE) auszulegen. Die Kompetenz des Engineeringunternehmens kannte und schätzte LMH schon aus früheren Projekten, bei denen es unter anderem um die Optimierung der Luftführungen zur Motorkühlung und Wärmeabfuhr ging.

Bei der Entwicklung des neuen Resonators spielte die Strömungssimulation eine entscheidende Rolle. Da Schall grundsätzlich die Bewegung von Luftteilchen und daraus entstehenden Druckänderungen ist, konnten die Verfahren dieser Berechnungsmethode auch hier eingesetzt werden.

Entwicklung einer besonderen Methode
Um die Wirksamkeit des Resonators über den gesamten Frequenzbereich hinweg schnell und zuverlässig zu überprüfen, entwickelten die Ingenieure eine besondere Methode: Dabei wird in der Simulation die Ansauganlage auf der Motorseite über ein breites Band von Frequenzen hinweg angeregt. Am anderen Ende der Ansauganlage - der "Umweltseite" - werden die ankommenden Daten wieder in Frequenzen mit den zugehörigen Auslenkungen (Lautstärken) umgewandelt.

Bei der Überprüfung dieses Verfahrens im Rahmen einer Bachelor-Arbeit hat sich gezeigt, dass sich so die Eigenfrequenzen des Systems bis auf ein Hertz genau bestimmen lassen.

Ein kleines und engagiertes Team von TECOSIM-Ingenieuren erarbeitete innerhalb von drei Monaten ein Design, das den Vorgaben entsprach.

Als auf die erfolgreiche Simulation des Resonators erste Tests an einem Prototypen folgten, bestätigte sich denn auch die exakte Übereinstimmung der Computerberechnungen und der Charakteristik des fertigen Produktes: Der Resonator benötigt bei gleicher Performance nur ein Drittel des bisherigen Bauraums. Mit diesem Projekt hat TECOSIM seinen Kunden Linde Material Handling dabei unterstützt, seine Produkte sauberer und leiser zu machen. Und das neue Verfahren lässt sich für die Simulation komplexer akustischer Systeme in verschiedenen Branchen einsetzen.

Effizienter, leiser, umweltfreundlicher im Geschäftsfeld Industrie

• Aufgabe: Aufgrund neuer Funktionen und Bauteile musste der Reinluftresonator in einem deutlich kleineren Bauraum Platz finden
• Berechnung und Auslegung von Daten mittels Strömungssimulation
• Ergebnis: Der neue Schalldämpfer ist nur noch ein Drittel so groß und halb so schwer wie sein Vorgänger, aber genauso effizient