Einleitung
Mechanische Anlagen erzeugen im Betrieb Geräusche durch Motorrotation, Zahneingriff, Lagerreibung, Luftströmungen, Strukturschwingungen, Druckluft und weitere Ursachen. In Produktion und Instandhaltung sind diese Geräusche nicht nur für die Arbeitsumgebung relevant, sondern können auch als ergänzender Indikator für den Zustand einer Maschine dienen.
Mit einem Schallpegelmesser lässt sich der Schalldruckpegel im Umfeld einer Maschine schnell erfassen. Werden Messungen bei gleicher Position, gleichem Abstand und vergleichbaren Betriebsbedingungen wiederholt, lassen sich Veränderungen im Zeitverlauf zuverlässig vergleichen.
Eine Geräuschmessung kann auffällige Trends sichtbar machen. Aus einem einzelnen dB-Wert lässt sich jedoch keine konkrete mechanische Störung diagnostizieren. Für eine belastbare Zustandsbewertung sollten zusätzlich Schwingung, Temperatur, Drehzahl, Stromaufnahme und Wartungshistorie berücksichtigt werden.
Das Wichtigste auf einen Blick
● Schallpegelmesser eignen sich zur Messung von Motoren, Ventilatoren, Pumpen, Kompressoren, Getrieben und vielen weiteren Maschinen.
● Vor der Messung sollten Gerätezustand sowie A-Bewertung und die Zeitbewertung FAST oder SLOW geprüft bzw. gewählt werden.
● Messposition, Abstand und Betriebszustand der Maschine sollten möglichst konstant bleiben.
● Ein einzelner Maximalwert beschreibt den Geräuschzustand einer Maschine nicht vollständig; stabile und wiederholte Messwerte sind ebenfalls wichtig.
● Bei langfristiger Zustandsüberwachung sind Trends unter reproduzierbaren Bedingungen meist aussagekräftiger als einzelne Absolutwerte.
● Ein deutlicher Geräuschanstieg sollte zusammen mit Schwingung, Temperatur und mechanischem Zustand untersucht werden.
Warum sollten Maschinengeräusche gemessen werden?
Ein bestimmtes Geräuschniveau ist bei laufenden Maschinen normal. Verschleiß, Lockerungen, unzureichende Schmierung oder veränderte Betriebsbedingungen können das Geräuschverhalten jedoch verändern. Die Schallpegelmessung bietet daher mehrere praktische Vorteile.
● Geräuschpegel im Maschinenumfeld bewerten: Der während des Betriebs erzeugte Schalldruckpegel kann erfasst und für die Beurteilung der Arbeitsumgebung genutzt werden.
● Veränderungen des Betriebszustands erkennen: Steigt der Geräuschpegel bei vergleichbaren Betriebsbedingungen dauerhaft an, kann dies auf eine Zustandsänderung hinweisen.
● Maschinen vergleichen: Gleichartige Maschinen oder Anlagen unterschiedlicher Produktionslinien können unter identischen Messbedingungen verglichen werden.
● Vorbeugende Instandhaltung unterstützen: Regelmäßige Messungen ermöglichen eine langfristige Trendbeobachtung.
● Wartungsmaßnahmen überprüfen: Werte vor und nach Schmierung, Nachziehen von Verbindungen, Lagerwechsel oder anderen Arbeiten lassen sich miteinander vergleichen.
Besonders aussagekräftig ist die Geräuschüberwachung in Kombination mit Schwingungsmessung, Infrarot-Temperaturmessung und elektrischen Messgrößen.
Welche Maschinen können mit einem Schallpegelmesser geprüft werden?
Grundsätzlich eignet sich die Schallpegelmessung für viele industrielle Maschinen, sofern deren Betrieb Luftschall erzeugt.
● Elektromotoren und motorgetriebene Systeme;
● Ventilatoren, Gebläse und Lüftungsanlagen;
● Wasser-, Umwälz- und Hydraulikpumpen;
● Luftkompressoren und Vakuumpumpen;
● Getriebe und Untersetzungsgetriebe;
● Generatoren;
● Werkzeugmaschinen und Bearbeitungsanlagen;
● Förderanlagen und Antriebssysteme;
● Stanz-, Schneid- und Verpackungsmaschinen;
● HVAC-Anlagen;
● Weitere rotierende oder oszillierende Maschinen.
Das normale Geräuschniveau unterscheidet sich je nach Maschinentyp erheblich. Ein einheitlicher dB-Grenzwert ist daher nicht geeignet, um den Zustand sämtlicher Maschinen zu beurteilen. Für die Zustandsüberwachung ist eine individuelle Referenz- bzw. Baseline-Messung wesentlich sinnvoller.
Welche Vorbereitungen sind vor der Messung erforderlich?
Vor Beginn sollte sichergestellt werden, dass sowohl der Schallpegelmesser als auch die zu prüfende Maschine für eine reproduzierbare Messung geeignet vorbereitet sind.
● Schallpegelmesser prüfen: Batteriezustand, Mikrofon, Display und allgemeine Funktion kontrollieren.
● Messbereich prüfen: Sicherstellen, dass der erwartete Pegel innerhalb des nutzbaren Messbereichs liegt.
● Betriebszustand dokumentieren: Last, Drehzahl, Betriebsmodus und weitere geräuschrelevante Parameter erfassen.
● Messposition definieren: Abstand, Ausrichtung und Höhe des Mikrofons festlegen.
● Störgeräusche reduzieren: Einflüsse benachbarter Maschinen, Gespräche, Fahrzeuge, Luftströmungen oder Schlaggeräusche möglichst minimieren.
● Bei Bedarf akustisch kalibrieren: Für Messungen mit höheren Anforderungen an die Datenzuverlässigkeit sollte die Kontrolle mit einem akustischen Kalibrator entsprechend der Geräteanleitung erfolgen.
Für Trendvergleiche sollten nach Möglichkeit dasselbe Messgerät, dieselben Einstellungen und dieselbe Messmethode verwendet werden.
Wie sollte der Schallpegelmesser eingestellt werden?
Digitale Schallpegelmesser bieten häufig Frequenz- und Zeitbewertungen. Diese Einstellungen beeinflussen das Anzeigeverhalten und sollten zum Messziel passen.
● A-Bewertung, dB(A): Für viele Arbeitsplatz- und allgemeine Maschinenlärmmessungen geeignet, da sie die frequenzabhängige Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs berücksichtigt.
● FAST: Reagiert schnell auf Pegeländerungen und eignet sich für schwankende oder schnell veränderliche Geräusche.
● SLOW: Liefert eine ruhigere Anzeige und ist für relativ konstante Dauergeräusche geeignet.
● MAX-Funktion: Speichert den höchsten während der Messung auftretenden Pegel und hilft bei der Erfassung kurzzeitiger Geräuschspitzen.
● Datenaufzeichnung: Bei entsprechender Gerätefunktion können Pegelverläufe über einen längeren Zeitraum erfasst und ausgewertet werden.
Für routinemäßige Maschinenkontrollen ist die A-Bewertung häufig eine sinnvolle Ausgangseinstellung. FAST oder SLOW wird anschließend passend zum zeitlichen Geräuschverlauf gewählt.
Wie werden geeignete Messpunkte ausgewählt?
Die Wahl der Messposition hat großen Einfluss auf das Ergebnis. Selbst an derselben Maschine können je nach Position deutlich unterschiedliche Schalldruckpegel auftreten.
● Einen Messpunkt wählen, der das zu bewertende Maschinengeräusch repräsentiert, anstatt das Mikrofon lediglich möglichst nah an die Maschine zu bringen.
● Einen geeigneten Abstand einhalten und für spätere Wiederholungsmessungen dokumentieren.
● Das Mikrofon nicht direkt an das Maschinengehäuse halten, da Körperschwingungen oder lokale Schallquellen das Ergebnis beeinflussen können.
● Große reflektierende Flächen wie Wände oder Metallplatten nach Möglichkeit nicht unmittelbar neben dem Messpunkt haben.
● Bei großen Maschinen mehrere feste Punkte beispielsweise an Motorseite, Antriebsseite, Getriebe oder Ventilatorbereich definieren.
● Soll die Belastung am Arbeitsplatz bewertet werden, kann zusätzlich im üblichen Aufenthaltsbereich der Bedienperson gemessen werden.
Bei wiederkehrenden Inspektionen können dauerhaft gekennzeichnete Messpunkte die Vergleichbarkeit erheblich verbessern.
Wie werden Maschinengeräusche mit einem Schallpegelmesser gemessen?
Nach Vorbereitung von Messgerät und Messpunkten kann ein standardisierter Ablauf verwendet werden.
● Maschine in den relevanten Betriebszustand bringen: Beispielsweise Nenndrehzahl, übliche Last oder den zu untersuchenden Betriebsmodus einstellen.
● Schallpegelmesser einschalten und konfigurieren: Frequenzbewertung, Zeitbewertung und Messbereich entsprechend dem Messziel einstellen.
● Mikrofon korrekt positionieren: Herstellervorgaben beachten und den Schallweg nicht durch den eigenen Körper oder andere Gegenstände abschatten.
● Position beibehalten: Während der Messung unnötige Bewegungen vermeiden.
● Anzeige beobachten: Bei kontinuierlich laufenden Maschinen ausreichend lange messen, bis repräsentative Werte vorliegen.
● Daten dokumentieren: Schallpegel, Maschinenkennung, Messpunkt, Abstand, Last, Drehzahl und Messzeit erfassen.
● Messung wiederholen: Am gleichen Messpunkt mehrere Messungen durchführen und gegebenenfalls weitere definierte Positionen prüfen.
● Mit Referenzwerten vergleichen: Aktuelle Werte mit früheren Messungen unter vergleichbaren Bedingungen vergleichen.
Bei zyklisch schwankenden Geräuschen sollte nicht ausschließlich ein einzelner Momentanwert verwendet werden. Nach Möglichkeit sollte mindestens ein vollständiger Betriebszyklus beobachtet werden.
Wie lassen sich ungewöhnliche Geräuschveränderungen erkennen?
Ob ein Maschinengeräusch auffällig ist, lässt sich meist nicht anhand eines einzigen festen dB-Werts entscheiden. Maschinentyp, Leistung, Drehzahl, Last, Konstruktion, Aufstellung und Umgebung beeinflussen den Pegel.
Sinnvoller ist es, im normalen Betriebszustand eine Referenz zu definieren und die Entwicklung über längere Zeit zu beobachten.
Bleiben die Messwerte einer Maschine bei gleicher Position, gleichem Abstand und vergleichbarer Last über längere Zeit ähnlich und steigen später wiederholt deutlich an, sollte die Ursache näher untersucht werden.
Zusätzlich zum Gesamtpegel können folgende Veränderungen relevant sein:
● Ein zuvor gleichmäßiges Betriebsgeräusch verändert sich deutlich;
● Neue Klopf-, Reib-, Quietsch- oder periodische Geräusche treten auf;
● Ein bestimmter Maschinenbereich ist deutlich lauter als in früheren Messungen;
● Der Pegel steigt bei vergleichbarer Last dauerhaft an;
● Geräuschzunahme tritt zusammen mit höheren Schwingungs- oder Temperaturwerten auf;
● Vor und nach einer Wartung zeigen sich deutliche Pegeländerungen.
Solche Beobachtungen belegen keine konkrete Störung, liefern jedoch wertvolle Hinweise für weitere Prüfungen.
Welche Geräuschänderungen können bei typischen mechanischen Problemen auftreten?
Mechanische Veränderungen können das Geräuschbild einer Maschine beeinflussen. Mit einem allgemeinen Schallpegelmesser lässt sich daraus jedoch normalerweise keine eindeutige Fehlerdiagnose ableiten.
● Veränderter Lagerzustand: Kann mit Reibgeräuschen, kontinuierlichen Auffälligkeiten oder einer Pegelerhöhung verbunden sein.
● Gelockerte Bauteile: Können periodische Schläge, Klopfgeräusche oder unregelmäßige Geräusche verursachen.
● Zahnradverschleiß oder fehlerhafter Zahneingriff: Kann den typischen Geräuschcharakter eines Getriebes verändern.
● Unzureichende Schmierung: Rotierende oder gleitende Komponenten können deutlich lauter werden.
● Unwucht oder Montageprobleme: Können gleichzeitig Schwingungen und Geräuschpegel erhöhen.
● Probleme an Ventilator oder Luftführung: Können stärkere Strömungsgeräusche oder periodische Pegelschwankungen verursachen.
Zur genauen Ursachenbestimmung sollten gegebenenfalls Schwingungsanalyse, Frequenzanalyse, Temperaturmessung oder eine mechanische Inspektion ergänzt werden.
Wie lässt sich die Vergleichbarkeit der Messungen verbessern?
Bei der Zustandsüberwachung zählt nicht nur ein möglichst genauer Einzelwert. Ebenso wichtig ist, dass Messungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten vergleichbar sind.
● Immer denselben Messpunkt verwenden;
● Den gleichen Abstand zwischen Mikrofon und Maschine einhalten;
● Dieselben Geräteeinstellungen verwenden;
● Bei ähnlicher Last und Drehzahl messen;
● Möglichst vergleichbare Umgebungsbedingungen herstellen;
● Ähnliche Messdauer verwenden;
● Betriebsparameter und Wartungszustand dokumentieren;
● Einheitliches Messprotokoll verwenden.
Wird beispielsweise eine erste Messung in 1 m Abstand und die nächste in nur 0,3 m durchgeführt, können sich die Werte deutlich unterscheiden, obwohl sich der Maschinenzustand nicht verändert hat. Eine konsistente Messmethode ist deshalb entscheidend für zuverlässige Trendanalysen.
Welche Faktoren beeinflussen das Messergebnis?
In Industrieumgebungen wirken häufig mehrere Schallquellen gleichzeitig. Der angezeigte Pegel stammt daher nicht zwangsläufig ausschließlich von der untersuchten Maschine.
● Benachbarte Maschinen: Motoren, Ventilatoren und Produktionsanlagen erhöhen den Hintergrundpegel.
● Messabstand: Veränderungen des Abstands zwischen Schallquelle und Mikrofon verändern den Schalldruckpegel.
● Wände und große Flächen: Schallreflexionen können Messwerte lokal erhöhen oder verändern.
● Betriebszustand: Leerlauf, Teillast und Volllast können unterschiedliche Geräusche verursachen.
● Drehzahl: Änderungen der Drehzahl beeinflussen das Geräusch rotierender Maschinen erheblich.
● Luftströmung: Starker Luftstrom direkt am Mikrofon kann die Messung verfälschen.
● Personen und Tätigkeiten: Gespräche, Schritte und Werkzeugschläge können kurzzeitige Störungen erzeugen.
● Messposition: Richtung und Höhe des Messpunkts beeinflussen den erfassten Pegel.
Die gemeinsame Dokumentation von Messwert und Messbedingungen erhöht die Aussagekraft späterer Vergleiche deutlich.
Wie kann die Geräuschmessung die vorbeugende Instandhaltung unterstützen?
Eine einmalige Messung liefert nur begrenzte Informationen. Größeren Nutzen bietet die Integration der Geräuschmessung in regelmäßige Maschineninspektionen.
Für wichtige Maschinen können beispielsweise Maschinenkennung, Messpunkt, Abstand, Lastzustand, Schallpegel und Datum dokumentiert werden.
Mit zunehmender Datenmenge lassen sich Entwicklungen über Wochen, Monate oder längere Zeiträume vergleichen.
Bleiben die Werte stabil, spricht dies dafür, dass sich das akustische Verhalten nicht wesentlich verändert hat. Ein anhaltender Anstieg unter vergleichbaren Betriebsbedingungen kann dagegen eine weiterführende Prüfung auslösen.
Die Methode ersetzt keine spezialisierte Zustandsüberwachung, ist jedoch schnell, unkompliziert und als ergänzendes Werkzeug für die industrielle Instandhaltung gut geeignet.
Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei Maschinenlärmmessungen zu beachten?
● Den Maschinenzustand nicht anhand eines einzelnen Maximalwertes beurteilen.
● Nicht denselben festen Schallpegelwert auf unterschiedliche Maschinentypen anwenden.
● Bei historischen Vergleichen auf identische Position, Abstand und Betriebsbedingungen achten.
● In Bereichen mit hohem Lärm geeigneten Gehörschutz verwenden und die Sicherheitsregeln des Betriebs beachten.
● Nicht in die Nähe rotierender Wellen, Lüfter, Riemen, Zahnräder oder anderer beweglicher Komponenten greifen oder treten, nur um einen Messwert zu erhalten.
● Mikrofon vor starker Luftströmung, Öl, Wasser und mechanischen Stößen schützen.
● Für formelle akustische Bewertungen ein geeignetes Messgerät und eine passende Kalibriermethode entsprechend den jeweiligen Messanforderungen verwenden.
● Schallpegelmessungen unterstützen die Erkennung von Zustandsänderungen, ersetzen jedoch keine professionelle mechanische Fehlerdiagnose.
FAQ
Kann ein Schallpegelmesser einen Maschinenschaden direkt erkennen?
● Nein. Ein Schallpegelmesser erfasst den Schalldruckpegel und kann Veränderungen des Geräuschverhaltens sichtbar machen. Konkrete Fehler wie Lagerschäden, Zahnradverschleiß oder Unwucht lassen sich damit allein nicht sicher bestimmen.
Sollte für Maschinengeräusche FAST oder SLOW verwendet werden?
● Bei relativ konstanten Geräuschen bietet SLOW eine ruhigere Anzeige. FAST eignet sich besser für schnell wechselnde oder schwankende Pegel. Die Auswahl richtet sich nach dem Messziel und der jeweiligen Messmethode.
Wie oft sollte eine Maschine gemessen werden?
● Eine allgemeingültige Anzahl gibt es nicht. Wiederholungsmessungen am gleichen Punkt helfen, die Stabilität der Werte zu überprüfen. Bei größeren Anlagen können mehrere definierte Messpunkte sinnvoll sein.
Bedeutet ein höherer Geräuschpegel automatisch einen schwereren Defekt?
● Nein. Maschinen unterscheiden sich stark in ihrem normalen Geräuschniveau. Aussagekräftiger sind Veränderungen derselben Maschine unter vergleichbaren Bedingungen und deren langfristiger Trend.
Darf das Mikrofon direkt an das Maschinengehäuse gehalten werden?
● Für Luftschallmessungen wird dies grundsätzlich nicht empfohlen. Direkter Kontakt kann Körperschwingungen in die Messung einbringen. Für mechanische Schwingungen sollte ein geeignetes Schwingungsmessgerät verwendet werden.
Warum ergeben sich an derselben Maschine unterschiedliche dB-Werte?
● Maschinen besitzen meist mehrere Schallquellen. Zusätzlich beeinflussen Abstand, Richtung, Konstruktion und Reflexionen das Ergebnis. Unterschiedliche Werte an verschiedenen Messpunkten sind daher normal.
Ist eine Erhöhung um wenige Dezibel bereits ein Hinweis auf einen Fehler?
● Nicht zwangsläufig. Zuerst sollten Last, Drehzahl, Messabstand, Hintergrundgeräusch und Geräteeinstellungen verglichen werden. Zeigt sich unter gleichen Bedingungen wiederholt ein anhaltender Anstieg, ist eine weiterführende Untersuchung sinnvoll.
Fazit
Die Messung von Maschinengeräuschen mit einem Schallpegelmesser ist eine schnelle und praktische Ergänzung für industrielle Inspektionen und Instandhaltungsarbeiten. Durch geeignete Geräteeinstellungen, festgelegte Messpunkte sowie konstante Abstände und Betriebsbedingungen lassen sich gut vergleichbare Daten gewinnen.
Für die Zustandsüberwachung ist ein einzelner dB-Wert meist weniger aussagekräftig als eine reproduzierbare Messmethode und die langfristige Entwicklung der Werte. Treten unter vergleichbaren Betriebsbedingungen dauerhaft höhere Pegel, neue Geräusche oder deutliche lokale Veränderungen auf, sollten Schwingung, Temperatur, elektrische Parameter und mechanischer Zustand zusätzlich geprüft werden.
Eine strukturierte Geräuschüberwachung kann somit sowohl die Bewertung der Arbeitsumgebung als auch vorbeugende Instandhaltung, Auffälligkeitserkennung und die Kontrolle von Wartungsmaßnahmen sinnvoll unterstützen.
