Einleitung

Motoren, Lüfter, Pumpen, Kompressoren, Getriebe und andere Maschinen erzeugen während des Betriebs Geräusche. Unter normalen Betriebsbedingungen bleiben deren Schallpegel und akustische Eigenschaften häufig relativ konstant. Verschleiß an Lagern, gelockerte Bauteile, zunehmende Reibung, beschädigte Laufräder oder veränderte Betriebsbelastungen können jedoch auch das Geräuschverhalten verändern.

Mit einem Schallpegelmessgerät lässt sich der Schalldruckpegel in der Umgebung einer Maschine erfassen. Die Messwerte können zur Beurteilung des Betriebsgeräuschs, zum Vergleich verschiedener Maschinen oder Betriebszustände sowie zur langfristigen Beobachtung von Veränderungen verwendet werden.

Die Ergebnisse werden jedoch unter anderem durch Messabstand, Messposition, Maschinenlast, Schallreflexionen und andere Geräuschquellen beeinflusst. Ein einzelner Dezibelwert reicht deshalb in der Regel nicht aus. Entscheidend sind reproduzierbare Messbedingungen.

Wichtige Punkte

● Messposition, Abstand, Mikrofonorientierung und Betriebszustand sollten möglichst konstant gehalten werden.
● Für allgemeine Maschinen- und Arbeitsplatzgeräusche wird häufig die A-Bewertung verwendet; FAST oder SLOW wird entsprechend dem Geräuschverlauf gewählt.
● Für Vergleichsmessungen sollten Messpunkte nicht beliebig verändert werden.
● Fremdgeräusche, Personenbewegungen, Luftströmungen und Reflexionen sollten möglichst reduziert werden.
● Bei Zustandsbeobachtungen sind langfristige Messreihen unter vergleichbaren Bedingungen meist aussagekräftiger als Einzelwerte.
● Ein Schallpegelmessgerät kann Veränderungen des Gesamtpegels erkennen, aber anhand des Dezibelwerts allein keine konkrete Maschinenstörung diagnostizieren.

Warum werden Maschinengeräusche gemessen?

Maschinengeräusche sind nicht nur Bestandteil der akustischen Arbeitsplatzumgebung. Sie können auch als ergänzender Indikator für Veränderungen des Betriebszustands dienen.

Typische Messziele sind:

● Erfassung des normalen Betriebsgeräuschs;
● Vergleich verschiedener Maschinen oder Bauarten;
● Vergleich vor und nach Wartungsarbeiten;
● Beobachtung langfristiger Pegeländerungen;
● Lokalisierung dominanter Geräuschquellen in Produktionsbereichen;
● Erkennen auffälliger Geräuschentwicklungen;
● Bereitstellung von Messdaten für die Beurteilung der Arbeitsplatzgeräuschbelastung.

Steigt beispielsweise der an einem festen Messpunkt erfasste Schallpegel eines Motors bei vergleichbarer Belastung über längere Zeit an, können Lager, Befestigungen, Lastzustand oder andere mechanische Komponenten überprüft werden.

Ein auffälliger Geräuschwert ist jedoch zunächst nur ein Hinweis auf weiteren Prüfbedarf.

Was ist vor der Messung zu prüfen?

Vor Beginn sollten sowohl das Messgerät als auch die Maschine für die Messung vorbereitet werden.

Schallpegelmessgerät prüfen

Batteriezustand, Mikrofon, Messbereich, Frequenzbewertung und Zeitbewertung kontrollieren. Bei höheren Anforderungen an die Messqualität sollte die erforderliche Kalibrierung oder Funktionsprüfung entsprechend dem verwendeten Messverfahren durchgeführt werden.

Betriebszustand der Maschine dokumentieren

Zu erfassen sind beispielsweise:

● Leerlauf oder Lastbetrieb;
● Drehzahl;
● Betriebsmodus;
● Produktionszustand;
● Betrieb zusätzlicher Aggregate.

Da sich das Geräusch einer Maschine mit Drehzahl und Belastung ändern kann, sind Werte aus deutlich unterschiedlichen Betriebszuständen nicht ohne Weiteres vergleichbar.

Umgebung beurteilen

Zu berücksichtigen sind insbesondere benachbarte Maschinen, Lüftungsanlagen, Flurförderzeuge, Gespräche, Warnsignale oder Druckluft.

Wenn möglich, sollte bei möglichst stabilen Hintergrundgeräuschen gemessen werden.

Welche Frequenzbewertung ist geeignet?

Schallpegelmessgeräte verfügen üblicherweise über unterschiedliche Frequenz- und Zeitbewertungen. Für vergleichbare Messergebnisse sollten die Einstellungen über die gesamte Messreihe hinweg beibehalten werden.

A-Bewertung

A-bewertete Pegel werden üblicherweise in dB(A) angegeben. Die Frequenzbewertung berücksichtigt näherungsweise die unterschiedliche Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs.

Sie wird häufig für allgemeine Maschinen- und Arbeitsplatzgeräusche eingesetzt.

C-Bewertung

Die C-Bewertung dämpft tiefe Frequenzen deutlich weniger und kann daher ergänzend sinnvoll sein, wenn ausgeprägte niederfrequente Geräuschanteile untersucht werden sollen.

Für Trendvergleiche sollte nicht willkürlich zwischen A- und C-Bewertung gewechselt werden.

Wann FAST und wann SLOW?

Die Zeitbewertung bestimmt, wie schnell die Anzeige auf Pegeländerungen reagiert.

FAST

FAST reagiert schneller und eignet sich für stärker schwankende Geräusche.

Typische Anwendungen:

● Intermittierende Maschinenbewegungen;
● Periodische Stoßgeräusche;
● Startvorgänge;
● Schnell wechselnde Geräuschpegel.

SLOW

SLOW glättet kurzfristige Pegelschwankungen stärker und sorgt für eine stabilere Anzeige.

Bei kontinuierlich laufenden Motoren, Lüftern oder Pumpen mit relativ gleichmäßigem Geräusch kann SLOW das Ablesen erleichtern.

FAST und SLOW unterscheiden sich nicht grundsätzlich hinsichtlich „richtig“ oder „falsch“. Entscheidend ist das Messziel. Für langfristige Vergleiche muss dieselbe Zeitbewertung verwendet werden.

Wo sollte gemessen werden?

Die Messposition hat erheblichen Einfluss auf das Ergebnis.

An verschiedenen Bereichen einer Maschine können deutlich unterschiedliche Schalldruckpegel auftreten. Das gilt beispielsweise für Antriebsseite, Nichtantriebsseite, Lüfterbereich, Pumpengehäuse oder Auslass.

Für regelmäßige Vergleichsmessungen können feste Messpunkte definiert werden, beispielsweise:

● Antriebsseite eines Motors;
● Nichtantriebsseite eines Motors;
● Lüftergehäuse;
● Pumpengehäuse;
● Getriebe;
● Kompressor oder Hauptgeräuschquelle.

Nach Festlegung eines Messpunkts sollte dieser bei späteren Messungen möglichst unverändert verwendet werden.

Welcher Messabstand ist richtig?

Der Schalldruckpegel verändert sich mit dem Abstand zur Maschine. Der Abstand ist deshalb ein wesentlicher Bestandteil der Messbedingungen.

Ein universeller Messabstand für alle Maschinen existiert nicht. Zu berücksichtigen sind:

● Maschinengröße;
● Messziel;
● Platzverhältnisse;
● Messverfahren;
● Sicherheitsabstand;
● Betriebliche Messvorgaben.

Für Trendmessungen empfiehlt sich ein fest definierter Abstand.

Bei Vergleichsmessungen ist die Reproduzierbarkeit des Abstands wichtiger als die willkürliche Auswahl eines vermeintlich allgemein gültigen Standardabstands.

Wie sollte das Schallpegelmessgerät gehalten werden?

Körper, Hände oder andere Gegenstände sollten die Schallausbreitung zum Mikrofon möglichst wenig beeinflussen.

Dabei gilt:

● Mikrofon nicht verdecken;
● Körper nicht zwischen Hauptschallquelle und Mikrofon positionieren;
● Mikrofon entsprechend den Vorgaben des Geräteherstellers ausrichten;
● Messgerät möglichst ruhig halten;
● Abstand und Ausrichtung während der Ablesung nicht ständig verändern.

Bei längeren Messungen kann ein Stativ oder eine feste Halterung sinnvoll sein.

Wie wird Maschinengeräusch richtig gemessen?

Betriebszustand festlegen

Die Maschine im gewünschten Betriebszustand betreiben und nach Möglichkeit einen stabilen Zustand abwarten. Last, Drehzahl oder Betriebsmodus dokumentieren.

Messpunkt festlegen

Messposition und Abstand entsprechend dem Prüfziel bestimmen und dokumentieren.

Messgerät einstellen

Für allgemeine Maschinenmessungen kommen beispielsweise folgende Einstellungen infrage:

● A-Bewertung;
● FAST oder SLOW;
● Geeigneter Messbereich.

Wenn Maximalwerte relevant sind, kann eine MAX-, MAX-HOLD- oder vergleichbare Funktion genutzt werden, sofern vorhanden.

Messgerät stabil positionieren

Mikrofon am festgelegten Messpunkt halten und unnötige Bewegungen vermeiden.

Messwert beobachten

Da Maschinengeräusche schwanken können, sollte nicht unmittelbar der erste angezeigte Wert notiert werden.

Ergebnis dokumentieren

Empfohlen werden mindestens:

● Maschinenbezeichnung oder ID;
● Datum und Uhrzeit;
● Messposition;
● Messabstand;
● A- oder C-Bewertung;
● FAST- oder SLOW-Zeitbewertung;
● Betriebszustand;
● Gemessener Schallpegel;
● Maximal- oder Mittelwert, sofern verfügbar;
● Auffällige Geräusche.

Warum sind mehrere Messungen sinnvoll?

Maschinengeräusche sind selten vollständig konstant.

Laständerungen, Materialzuführung, Luftstrom oder zyklische Bewegungen können Pegelschwankungen verursachen.

Mehrere Messungen unter gleichen Bedingungen ermöglichen deshalb eine bessere Einschätzung.

Beispiel:

● 76,2 dB(A);
● 76,8 dB(A);
● 76,5 dB(A).

Diese Werte sind aussagekräftiger als eine einzige Momentaufnahme.

Bei stark schwankenden Geräuschen können – sofern das Messgerät entsprechende Funktionen bietet – auch zeitlich integrierte oder statistische Messgrößen verwendet werden.

Wie lassen sich auffällige Geräuschveränderungen erkennen?

Ein einzelner Schallpegelwert ist für die Maschinenzustandsbeobachtung nur begrenzt aussagekräftig.

Sinnvoller ist es, im normalen Betriebszustand Referenzwerte zu erfassen.

Dabei sollten folgende Bedingungen möglichst gleich bleiben:

● Messpunkt;
● Messabstand;
● Belastung;
● Frequenzbewertung;
● Zeitbewertung;
● Umgebungsbedingungen.

Wird später unter vergleichbaren Bedingungen ein kontinuierlicher Anstieg von beispielsweise etwa 75 dB(A) auf 78 dB(A), 80 dB(A) oder mehr festgestellt, kann eine weitergehende Prüfung sinnvoll sein.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Dezibelskala logarithmisch ist.

Welche mechanischen Probleme können Geräuschänderungen verursachen?

Mögliche Ursachen sind unter anderem:

● Lagerverschleiß;
● Unzureichende Schmierung;
● Gelockerte Bauteile;
● Erhöhte Reibung;
● Probleme an Lüfter oder Laufrad;
● Kupplungs- oder Antriebsprobleme;
● Gelockerte Befestigungen;
● Erhöhte Unwucht oder Vibration;
● Veränderungen des Zahneingriffs;
● Veränderte Motorbelastung;
● Änderungen von Luft-, Abgas- oder Strömungsbedingungen.

Ein erhöhter Schallpegel sollte deshalb zusammen mit Vibration, Temperatur, Stromaufnahme, Drehzahl und mechanischen Prüfergebnissen beurteilt werden.

Wie lässt sich die Hauptgeräuschquelle lokalisieren?

Bei größeren Maschinen können mehrere Bereiche nacheinander untersucht werden:

● Motor;
● Lagerbereich;
● Getriebe;
● Lüfter;
● Pumpengehäuse;
● Auslass;
● Antriebssystem;
● Verschiedene Bereiche der Maschinenverkleidung.

Der Vergleich der Pegel kann Hinweise auf besonders geräuschintensive Bereiche geben.

Für eine genaue Analyse bestimmter Frequenzanteile oder komplexer Geräuschquellen können jedoch Frequenzanalyse, Schwingungsanalyse oder andere spezialisierte Messverfahren erforderlich sein.

Beeinflusst Hintergrundgeräusch die Messung?

Ja.

Ein Schallpegelmessgerät misst den gesamten am Mikrofon eintreffenden Schall und trennt die Zielmaschine nicht automatisch von anderen Geräuschquellen.

Liegt der Maschinenpegel beispielsweise bei etwa 75 dB(A) und das Hintergrundgeräusch in einem ähnlichen Bereich, lässt sich der Messwert nur eingeschränkt der Zielmaschine zuordnen.

Daher sollte möglichst:

● Nicht benötigte Ausrüstung abgeschaltet werden;
● Während vorbeifahrender Fahrzeuge nicht gemessen werden;
● Starker Personenverkehr vermieden werden;
● Bei stabiler Geräuschumgebung gemessen werden;
● Gegebenenfalls der Hintergrundpegel bei stillstehender Zielmaschine erfasst werden.

Beeinflussen Wände und Maschinenflächen das Ergebnis?

Ja.

Wände, Boden, Decken, Maschinenverkleidungen und andere harte Oberflächen reflektieren Schall.

Messungen in Wandnähe, in Ecken oder in engen Bereichen können deshalb andere Werte liefern als Messungen in offeneren Bereichen.

Für langfristige Vergleiche sollte die Messumgebung möglichst unverändert bleiben.

Welchen Einfluss hat Luftströmung?

Starke Luftströmung am Mikrofon kann zusätzliche Strömungsgeräusche erzeugen.

Typische Ursachen sind:

● Industrieventilatoren;
● Lüftungsanlagen;
● Klimatisierung;
● Druckluft;
● Kühlgebläse;
● Wind im Außenbereich.

Bei Bedarf sollte ein geeigneter Windschutz verwendet und eine direkte Positionierung des Mikrofons in starken Luftströmen vermieden werden.

Wie wird ein langfristiges Geräuschprotokoll aufgebaut?

Für wichtige Maschinen kann ein standardisiertes Messprotokoll folgende Angaben enthalten:

● Maschinen-ID;
● Messdatum;
● Bediener;
● Messpunkt;
● Messabstand;
● Belastung;
● Drehzahl oder Betriebsmodus;
● dB(A)-Wert;
● Maximalpegel;
● Messdauer;
● Hintergrundbedingungen;
● Auffällige Geräusche.

Beispielsweise kann die Antriebsseite eines Motors als M1 und die Nichtantriebsseite als M2 definiert werden.

Wiederholte Messungen an denselben Punkten schaffen im Laufe der Zeit eine aussagekräftige Trenddarstellung.

Häufige Fehler bei der Geräuschmessung an Maschinen

Unterschiedliche Messabstände

Veränderte Abstände verschlechtern die Vergleichbarkeit.

Nur einen Momentanwert erfassen

Ein Einzelwert kann schwankende Betriebsgeräusche nicht ausreichend abbilden.

Betriebszustand ignorieren

Leerlauf, Teillast und Volllast können unterschiedliche Geräuschpegel erzeugen.

Benachbarte Maschinen nicht berücksichtigen

Fremdgeräusche können den Messwert wesentlich beeinflussen.

FAST und SLOW häufig wechseln

Unterschiedliche Zeitbewertungen sollten nicht direkt als Trenddaten verglichen werden.

Fehlerdiagnose ausschließlich anhand des dB-Werts

Ein erhöhter Pegel ist kein eindeutiger Nachweis einer bestimmten Störung.

Messpunkt ständig ändern

Unterschiedliche Positionen liefern unterschiedliche Werte und erschweren langfristige Vergleiche.

FAQ

Kann Motorgeräusch mit einem Schallpegelmessgerät gemessen werden?
Ja. Der Schalldruckpegel in der Umgebung eines Motors kann gemessen und über längere Zeit verglichen werden. Messposition, Abstand und Betriebsbelastung sollten dabei konstant bleiben.

Soll Maschinengeräusch in dB(A) oder dB(C) gemessen werden?
Für allgemeine Maschinen- und Arbeitsplatzgeräusche wird häufig dB(A) verwendet. dB(C) kann ergänzend bei ausgeprägten niederfrequenten Geräuschanteilen eingesetzt werden.

FAST oder SLOW – was ist für Maschinen besser?
FAST eignet sich besser für schnell schwankende Geräusche, SLOW für eine stabilere Anzeige bei gleichmäßigerem Betrieb. Für Trendmessungen sollte dieselbe Einstellung verwendet werden.

Soll möglichst nah an der Maschine gemessen werden?
Nicht grundsätzlich. Der Abstand richtet sich nach Messziel, Sicherheitsanforderungen und örtlichen Bedingungen. Für Vergleichsmessungen ist ein reproduzierbarer Abstand entscheidend.

Bedeutet ein plötzlich höherer Geräuschpegel einen Maschinenschaden?
Nicht zwingend. Auch Last, Drehzahl, Fremdgeräusche oder Umgebungsbedingungen können den Pegel beeinflussen. Dauerhafte Veränderungen sollten weiter untersucht werden.

Kann ein Schallpegelmessgerät einen Lagerschaden diagnostizieren?
Ein einfaches Schallpegelmessgerät kann Änderungen des Gesamtpegels erkennen, einen Lagerschaden jedoch nicht allein anhand des dB-Werts sicher diagnostizieren.

Warum unterscheiden sich die Messwerte derselben Maschine?
Mögliche Ursachen sind unterschiedliche Positionen, Abstände, Belastungen, Hintergrundgeräusche, Zeitbewertungen, Luftströmungen oder Reflexionen.

Warum wird der Hintergrundpegel bei stillstehender Maschine gemessen?
Damit lässt sich besser beurteilen, welchen Anteil die Umgebung am gemessenen Gesamtpegel hat.

Zusammenfassung

Die Messung von Maschinengeräuschen mit einem Schallpegelmessgerät ist grundsätzlich einfach. Aussagekräftige Ergebnisse setzen jedoch reproduzierbare Messbedingungen voraus.

Frequenz- und Zeitbewertung, Messpunkt, Abstand, Maschinenbelastung und Umgebungsbedingungen sollten dokumentiert und bei Vergleichsmessungen möglichst konstant gehalten werden.

Für die Instandhaltung sind wiederholte Messungen und langfristige Trends in der Regel wertvoller als einzelne Dezibelwerte.

Werden deutliche Pegelanstiege oder ungewöhnliche Geräusche festgestellt, sollten diese als Anlass für weitere Prüfungen genutzt und gemeinsam mit Schwingungs-, Temperatur-, elektrischen und mechanischen Messdaten bewertet werden.