Lärmminderung von Gefrierfleisch-Schneidemaschinen

Status:

abgeschlossen 06/2013

Zielsetzung:

Gefrierfleisch-Schneidemaschinen dienen der Zerkleinerung von gefrorenen Fleischblöcken, um das Material danach in Mischern oder Mischwölfen weiter zu verarbeiten. Die Zerkleinerung erfolgt durch Schneidmesser, die auf einer rotierenden Walze angeordnet sind. Da dieser Schneidvorgang hohe Kräfte erfordert, wird die gesamte Maschinenstruktur zu starken Schwingungen angeregt, die als Luftschall abgestrahlt werden. Dadurch ergeben sich an den betroffenen Arbeitsplätzen in fleischverarbeitenden Betrieben relativ hohe Geräuschbelastungen.

Um die Geräuschemission der Maschine zu reduzieren, sollen die dominierenden Lärmquellen lokalisiert und geeignete konstruktive Lärmminderungsmaßnahmen entwickelt werden. Die Ergebnisse sollten sich auch auf andere Gefrierfleisch-Schneidemaschinen übertragen lassen. Ziel ist eine deutliche Schallpegelminderung im Einsatzbereich dieser Maschinen.

Aktivitäten/Methoden:

Um die Ausgangssituation zu erfassen, wurde die Geräuschemission einer Gefrierfleisch-Schneidemaschine unter definierten Messbedingungen beim Hersteller erfasst. Da sich die Geräuschsituation unter Last nur jeweils über kurze Zeit realisieren ließ, waren simultane Schalldruckaufzeichnungen an möglichst vielen Mikrofonpositionen erforderlich. Aufgrund der relativ kurzen Betriebsdauer unter Last wurde zur Lokalisierung der Hauptlärmquellen eine akustische Kamera eingesetzt (Visualisierung der Geräuschabstrahlung), d. h. die Schallpegelverteilung wurde über ein Mikrofon-Gitter im Fernfeld der Maschine aufgenommen und durch Laufzeitermittlung ausgewertet. Ergänzend wurden Körperschall- und Schallintensitätsmessungen durchgeführt, um die Anteile der einzelnen Lärmquellen an dem insgesamt abgestrahlten Geräusch zu ermitteln. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse ließen sich verschiedene geeignete Lärmminderungsmaßnahmen ableiten, die in die Konstruktion einer neuen Gefrierfleisch-Schneidemaschine eingeflossen sind. Die erzielten Lärmminderungserfolge wurden durch Geräuschemissionsmessungen geprüft.

Ergebnisse:

Ein relativ lauter Lärmimpuls entsteht bereits beim Abwurf der Gefrierblöcke auf dem Eingabetisch. Als weitere Lärmquellen ließen sich der auf der Bodenplatte des Gehäuses montierte Antriebsmotor sowie die über Zahnriemen verbundene Messerwelle lokalisieren. Zur Minderung des Schlagimpulses bei der Materialeingabe wurde eine Bedämpfung der Tischplatte oder eine Versteifung der Platte durch aufgesetzte Rippen empfohlen. Um die Anregung des Maschinengehäuses durch den Antriebsmotor und die Messerwelle zu verringern, wurde vorgeschlagen, einen speziellen Verbindungsrahmen zwischen Motor und Messerwelle zu realisieren oder auf einen Direktantrieb der Messerwelle umzustellen. Als weitere Lärmminderungsmöglichkeiten wurden eine Belegung der Fleischwanne mit Dämpfungsmaterial und eine schallabsorbierende Auskleidung des Maschinengehäuses empfohlen.

In einem ersten Versuch wurden das Maschinengehäuse mit schallabsorbierendem Material ausgekleidet und verschiedene Teilflächen mit Dämpfungsmaterialien belegt. Dabei wurden allerdings nur geringe Lärmminderungserfolge erzielt, weil es Probleme mit der Ankopplung der Dämpfungsbeläge gab. Deshalb wurde eine Gefrierfleisch-Schneidemaschine mit Blick auf eine möglichst geringe Geräuschemission vollständig neu konstruiert. Dabei wurden z. B. ein Direktantrieb der Messerwelle, eine größere, massive Schneidwalze und ein Vorschubtisch in Sandwichbauweise realisiert. Da die Neukonstruktion als wesentlich größere Maschinen ausgeführt wurde, sodass jeweils zwei Gefrierfleischblöcke in kürzerer Zeit verarbeitet werden können, lassen sich die dafür gemessenen Geräuschemissionswerte allerdings nicht ohne Weiteres mit den Werten der Standardmaschine vergleichen. Für die Neukonstruktion ließ sich ein um zehn dB(A) niedrigeres Leerlaufgeräusch als für die untersuchte kleinere Standardmaschine feststellen. Bezogen auf die Schnittleistung der Maschine ergab sich unter Last eine um ca. vier dB(A) niedrigere Geräuschemission.

Stand: