Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP

Vakuum-Bauteile für schlanken Schallschutz

Die Zeidler Forschungsstiftung fördert das vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) durchgeführte Forschungsprojekt »Vakuum-Bauteile für schlanken Schallschutz«. In der Abteilung Akustik beschäftigen sich die Forscher des IBP mit der Schalldämmung und Schallabsorption von Bauteilen für Gebäude und technische Anlagen. Evakuierte Hohlräume, wie z.B. Vakuumisolationspaneele (VIP), verbinden hohe Wärmedämmung mit geringer Dicke, eine sehr attraktive Kombination für Fassaden, Gehäuse und auch Fahrzeuge. Leider verhindern die versteifenden Stützstrukturen heutiger Vakuum-Bauteile eine ebenso attraktive Schalldämmung.

Die im Projekt durchgeführten Untersuchungen an optimierten evakuierten Bauteilen bestätigen das hohe Potential zur Erhöhung von Schalldämmung und Schalldämpfung, gerade bei den sonst schwer zu beherrschenden  tiefen Frequenzen. So wurden für doppelschalige Metallpaneele mit evakuiertem Hohlraum die grundlegenden Wechselwirkungen zwischen Plattenresonanz, Plattenvorspannung und Unterdruck hergeleitet sowie die Schalldämmung mit Berechnungsmodellen bestimmt. Damit ließen sich flache und auch leichte Funktionsmuster auslegen und aufbauen, die im evakuierten Zustand eine Erhöhung der Schalldämmung von über 30 dB bei Frequenzen unterhalb 250 Hz aufweisen (Bild). Weitere Anwendungsbereiche ergeben sich, wenn die evakuierten Resonanzsysteme als Schallabsorber oder Schalldämpfer fungieren, wiederum mit Blick auf schlanke Systeme für tieffrequente Geräusche. Beim nächsten Schritt in Richtung Umsetzung ist die Kompetenz von Industriepartnern gefragt, um mit moderner Fertigungstechnik praxistaugliche Schallschutzprodukte zu entwickeln.

 

 

Vakuum-Bauteil

Schalldämmung

Abbildung: Grundkonstruktion des Paneels (links) und Messergebnisse für das Schalldämm-Maß mit und ohne Vakuum im Metallpaneel (rechts).

Karlsruher Institut für Technologie und Technischen Universität Ilmenau

Methoden und Werkzeuge für audio-visuelle Verkehrssimulationen – Entwicklung einer akustischen Gesamtverkehrssimulation anhand virtueller Fahrzeugmodelle auf der Basis von Prüfstandsmessungen

Im Kooperationsprojekt des IPEK - Institut für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und des Fachgebietes Konstruktionstechnik an der Technischen Universität Ilmenau werden Methoden und Werkzeuge für die audio-visuelle Verkehrssimulation entwickelt.

Da Verkehrslärm eine hohe Beeinträchtigung für Anwohner darstellen kann, wird innerhalb des Projektes das Fahrzeugaußengeräusch bei unterschiedlichen, stadttypischen Verkehrsszenarien untersucht. Hierbei steht nicht nur die Geräuschabstrahlung verschiedener Geräuschquellen des Fahrzeugs im Vordergrund, vielmehr werden auch die Schallausbreitung, insbesondere die Reflexion und Beugung an Objekten wie z.B. Häuserfassaden sowie die akustischen Auswirkungen der Hybridisierung und Elektrifizierung von Fahrzeugen betrachtet.

Da die Wahrnehmung und Beurteilung von Schall nicht nur von der Lautstärke einer Geräuschquelle abhängen, werden Methoden entwickelt, die im Gegensatz zu vorherrschenden Normen nicht nur den Schalldruckpegel berücksichtigen, sondern auch einen plausiblen Eindruck vom innerstädtischen Klangbild des Verkehrs vermitteln. Das Forschungsvorhaben baut dabei auf den Ergebnissen des abgeschlossenen Förderprojekts "Entwicklung eines Werkzeuges für die akustische Verifizierung eines virtuellen Fahrzeugmodells" auf.

Zeidler MINT-Maker Stipendienprogramm

Think.Make.Start - In 14 Tagen von der Idee zum Prototyp

Das Stipendienprogramm der Zeidler-Forschungs-Stiftung und UnternehmerTUM ermöglicht Studierenden der MINT-Fächer die kostenlose Nutzung der Hightech-Werkstatt UnternehmerTUM MakerSpace und die Teilnahme an den dort angebotenen Maschinenkursen.

Sowohl im Rahmen von universitären Veranstaltungen als auch innerhalb individueller Projekte lernen Studierende, ihr theoretisches Wissen praktisch anzuwenden und eigene Ideen umzusetzen und entdecken so ihr unternehmerisches Potenzial.

Der UnternehmerTUM MakerSpace ist eine öffentliche, 1.500 qm große Werkstatt, die Mitgliedern Zugang zu Maschinen, Metall- und Holzwerkstätten, Textil- und Elektroverarbeitung sowie einer kreativen Community ermöglicht. Die Werkstatt bietet einen Ort, Ideen und Projekte in Form von Prototypen und Kleinserien zu realisieren. Um an den spezifischen Werkzeugmaschinen und in den einzelnen Werkstätten arbeiten zu dürfen, sind ein- bis vierstündige Einführungskurse zu besuchen, in denen die Mitglieder den sicheren Umgang mit den Maschinen erlernen. Sind diese Kurse absolviert, darf der Maker an den jeweiligen Maschinen frei und eigenständig arbeiten. Der MakerSpace hat am 1. Juni 2015 eröffnet. 

Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik

Schwingungsdämfpung durch Metallschaum

Die Zeidler-Forschungs-Stiftung unterstützt das 1991 gegründete Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz bei der Durchführung des Forschungsprojektes "Schwingungsdämpfung mit Metallschaum". Die Mitarbeiter der Gruppe Metallschaum der Abteilung Funktionsintegrierter Leichtbau des Fraunhofer IWU arbeiten seit 1995 auf dem Gebiet der geschlossenzelligen Aluminiumschäume.

Die Fertigung der Aluminiumschäume erfolgt am Fraunhofer IWU nach der pulvermetallurgischen Route. Geschlossenzelliger Metallschaum kann auch aus Zink, Blei, Kupfer und vielen weiteren Metallen und Metalllegierungen hergestellt werden. Aluminiumschaum ist nicht nur leicht, sondern er eignet sich auch hervorragend zur Dämpfung der Strukturschwingungen von Baugruppen wie Maschinenschlitten. Dieses besondere Verhalten des Metallschaums ist bekannt und wurde bereits in Projekten zur Optimierung von Bauteilen genutzt. Oberhalb von 200 °C ändern Aluminiumlegierungen jedoch ihre mechanischen Eigenschaften - insbesondere verlieren sie an Festigkeit. Zellulare Stahlwerkstoffe weisen eine hohe Temperaturbeständigkeit sowie Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften auf.

Die Forscher des Fraunhofer IWU arbeiten bei dem hier geförderten Projekt an der Entwicklung eines Fertigungsverfahrens zur Herstellung von Stahlschaum. Im Rahmen der Grundlagenforschung erarbeitet das Projektteam die Materialien und die Verfahrensparameter für den Fertigungsprozess und untersucht die Eigenschaften des zellularen Stahls. Die Förderung der Zeidler-Forschungs-Stiftung ermöglicht der Gruppe Metallschaum die Grundlagenforschung zur Stahlschaumfertigung nach der Platzhaltermethode.

 

Strascheg Center for Entrepreneurship SCE der Hochschule München

Technologie- und Forschungstransfer 2.0

Der Technologie- und Forschungstransfer 2.0 ist eine Projektkooperation zwischen dem Strascheg Center for Entrepreneurship (SCE) der Hochschule München und der Zeidler-Forschungs-Stiftung. In realen unternehmerischen Projekten („Real Projects“) mit interdisziplinären Studierendenteams werden neue forschungsrelevante Fragestellungen ausgearbeitet, evaluiert und gegebenenfalls bis zur Marktreife weiterentwickelt. Durch das „Real Project“-Format wird so eine Schnittstelle zwischen der technischen Entwicklung, der Forschung und der Unternehmensgründung geschaffen.

Das Format „Real Projects“ wurde vom SCE entwickelt. Das Center bietet Aus- und Weiterbildungsprogramme im Bereich Entrepreneurship, fördert Start-ups und erforscht Innovationsprozesse. Weitere Informationen finden Sie unter www.sce.de 

Die Themen der diesjährigen interdisziplinären Innovationsprojekte "Real Projects" präsentierten sich im Rahmen des "E'Ship Day" an der Hochschule München am 08. Juli 2014. 

UNTERNEHMERTUM

Initiative "MINT Maker"

Der Engpass an naturwissenschaftlich-technisch qualifizierten Fachkräften ist ein strukturelles Problem, das langfristig betrachtet den Wirtschaftsstandort Deutschland gefährdet.

Die Zeidler-Forschungs-Stiftung unterstützt die Initiative „MINT Maker“ (MINT = Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik) der UNTERNEHMERTUM, Center of Innovation and Business Creation at TUM. Das Projekt hat zum Ziel, praxisnahe Begeisterung für MINT und Entrepreneurship außerhalb der klassischen Ausbildungsketten zu wecken. Es richtet sich an Schüler, Studenten und Lehrer ebenso wie an Jugendliche im Übergangssystem, mit Migrationshintergrund und aus bildungsfernen Schichten sowie auch an unternehmerische Talente. Dem Konzept des Projektes liegt der Wunsch nach Entwicklung eigener Kreativität, individueller Auseinandersetzung mit eigenen Ideen und der Durchführung eigener Projekte zugrunde. Die hohe Zahl der Studienabbrecher in MINT-Studiengängen könnte so gesenkt und Entrepreneurship nachhaltig und praxisnah in die universitäre Ausbildung integriert werden. Durch die Entwicklung einer mobilen MINT-Maker-Garage, ausgestattet mit unterschiedlichen Inhalten, können entscheidende Zielgruppen, auch im ländlichen Raum, erreicht werden, denen es so ermöglicht wird, die prototypische Umsetzung der eigenen Ideen zu verwirklichen. Studenten der TU München haben bei der von der Zeidler-Forschungs-Stiftung unterstützten Projektarbeit bereits drei Varianten einer möglichen MINT-Maker-Garage entwickelt.  

mögliches Umsetzungsbeispiel für eine mobile Lehrgarage

Max-Planck-Institut Magedeburg

Mit Dämpfungssystemen beanspruchte Stromleitungen und Brücken entlasten

Die Zeidler-Forschungs-Stiftung unterstützt das 1996 gegründete Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg (MPI)  bei der Entwicklung von Dämpfungssystemen zur Entlastung verschiedener mechanischer Systeme, wie z. B. Brücken und Hochhäuser. Betroffen sind aber auch Stromtransportnetze, deren Leitungen leicht in Schwingungen geraten.

Dies hat nicht nur hohe Energieverluste und materielle Schäden zur Folge. Die mit den Vibrationen entstehenden Geräusche sind für Mensch und Tier gleichermaßen schädlich und gerade im Hinblick auf die Energiewende viel diskutiert.

Forscher des MPI arbeiten bei dem hier geförderten Projekt mit der Josip Juraj Strossmayer University of Osijek (Kroatien) zusammen, um mit mathematischen Methoden die Optimierung von passiven und aktiven Dämpfungssystemen zu automatisieren.Dabei widmet sich das Projektteam unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. Peter Benner der Entwicklung von neuen, effizienten Verfahren für die Dämpfungsoptimierung ebenso wie der Optimierung der bereits existenten, ineffizienten Verfahren. Im Rahmen der Grundlagenforschung versucht das Projektteam, Methoden und Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, die sich für die Computersimulation einsetzen lassen. Die Förderung der Zeidler-Forschungs-Stiftung ermöglicht den Teams aus Magdeburg und Osijek einen enormen Wissenstransfer und eine Verstärkung des Projektteams.

Karlsruher Institut für Technologie und Technische Universität Ilmenau

Entwicklung eines Werkzeuges für die akustische Verifizierung eines virtuellen Fahrzeugmodells

Die Förderung qualitativ herausragender Forschungsvorhaben ist ein Schwerpunkt der Zeidler-Forschungs-Stiftung. So unterstützt die Stiftung u.a. ein Kooperationsprojekt des Instituts für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Fakultät Maschinenbau (Fachgebiet Konstruktionstechnik) an der Technischen Universität Ilmenau bei der Entwicklung eines Werkzeuges für die akustische Verifizierung eines virtuellen Fahrzeugmodells mit Validierung anhand konkreter Prüfstandsmessungen.

Ziel des Projektes ist es, neuartige Rechenwerkzeuge für die akustische Verifikation und Optimierung technischer Systeme zu entwickeln und zu erproben, damit die Schallemission frühzeitig reduziert werden kann. "Frühzeitig" heißt hier, dass entsprechende Beurteilungen und Maßnahmen bereits im Stadium virtueller Prototypen (und nicht erst im Nachhinein am physischen Prototypen oder gar dem fertigen Produkt) vorgenommen werden sollen. Dies wird aufgrund der Bedeutung des Verkehrslärms sowie unter Nutzung auf diesem Gebiet vorhandener Kenntnisse und Daten der Antragsteller am Beispiel von Kraftfahrzeugen vorgenommen.