Forscher schaffen Inseln der Ruhe
Antischall eliminiert Lärm

Schon heute beseitigen Konstrukteure mit Gegenschall störende Geräusche in Autos. Forscher haben die Technik nun so weit optimiert, dass sie Zonen gegenüber Lärm von außen wirksam abschotten können. Auf diese Weise könnte es eines Tages gelingen, Lärm auf Messen oder in Großraumbüros auszusperren.

DÜSSELDORF/WUPPERTAL. Störende Geräusche, wie der Lärm von lauten Baustellen, von vorbeifahrenden Autos oder aus Biergärten sollen bald niemanden mehr belästigen. Der Wuppertaler Professor Detlef Krahé und der Düsseldorfer Ingenieur Matthias Trimpop haben eine Technik entwickelt, mit der sie die Störquellen blitzschnell analysieren und mit Hilfe von Gegenschall eliminieren können. Auf diese Weise können sie exakt definierte Zonen in "Inseln der Stille" verwandeln. Die Forscher haben das bekannte Prinzip - Schall durch Gegenschall zu beseitigen - so optimiert, dass ihr System reagiert, bevor die störenden Geräusche den zu schützenden Bereich erreichen.

Wie gängige Antischallsysteme arbeitet auch ihre Technik mit Mikrofonen zur Aufnahme der Störgeräusche und mit Lautsprechern, die das errechnete Gegensignal abgeben. Der zurückgeworfene Lärm bewirkt, dass die ursprüngliche Störquelle in Ihrer Intensität gedämpft oder gar ausgelöscht wird, so dass das menschliche Ohr das Störgeräusch im Idealfall gar nicht oder nur als sanftes Säuseln vernimmt.

"Die bisherigen Systeme funktionieren jedoch nur, solange der Lärm mit gleicher Frequenz erzeugt wird oder solange der Hörer seine Position nicht verändert", beschreibt Detlef Krahé, Leiter des Fachgebietes Nachrichtentechnik im Fachbereich Elektronik und Informationstechnik an der Uni Wuppertal, den Stand der Technik.

Störende Geräusche werden ausgesperrt

Die Systeme versagen dann, wenn der Lärm beispielsweise durch ein anderes Geräusch, etwa den Knall eines Auspuffes, verändert wird. "Ein solches Signal hat das Ohr bereits erreicht, bevor der Regelprozess anspringt", sagt Matthias Trimpop, der am Düsseldorfer Institut für Lärmschutz arbeitet.

Um ihre "Inseln der Ruhe" zu schaffen, greifen Krahé und Trimpop zu einem Trick. Sie sperren den störenden Lärm einfach aus. Auf der Cebit in Halle 11 auf dem Gemeinschaftsstand Forschungsland NRW demonstrieren die Forscher das Prinzip ihrer Technik. Sie haben dort einen Kreis mit sieben Mikrofonen aufgebaut. Darum herum sind in einem Abstand von rund zwei Metern ebenfalls sieben Lautsprecher postiert.

Die Mikrofone sind so ausgerichtet, dass sie Geräusche aufzeichnen, die aus verschiedenen Richtungen auf den Kreis einströmen. Das Antischallsystem, das aus einem Computer und einer Software besteht, wird auf einen bestimmten Frequenzbereich eingestellt und registirert, wenn solche Störgeräusche von außen auf den Kreis zukommen. Über ein mathematisches Verfahren, das die Ausbreitung des Schalls mitberücksichtigt, wird bei Erkennen der Störung blitzschnell der Gegenschall berechnet. Dieser wird über die Lautsprecher nach außen abgegeben - noch bevor das störende Geräusch den Kreis erreicht hat.

Die Entwickler konnten in Experimenten den Lärmpegel um bis zu 20 Dezibel und mehr senken. Je drei Dezibel entsprechen dabei einer Halbierung der physikalischen Lautstärke. "Das Ergebnis ist abhängig von dem Aufwand, der betrieben wird", sagt Detlef Krahé. Manchmal reiche es schon, wenn der Lärm - beispielsweise einer Baustelle - nur gedämpft werde. Die Forscher wollen ihre Technik nun weiter optimieren. Zurzeit muss das System von Hand eingestellt werden. "In zwei Jahren wollen wir es so weit entwickelt haben, dass es sich von selbst kalibriert", sagt Krahé.

Kopfhörer unterdrückt Nebengeräusche im Auto

Der Deutsche Paul Lueg hat die Idee, Schall durch Antischall zu mindern, bereits 1933 zum Patent angemeldet. Doch erst in den letzten Jahren wurde sie auch technisch umgesetzt: So hat jüngst das Advanced Institute of Science and Technology in Korea Fahrzeuge mit Mikrofon-ähnlichen Sensoren ausgestattet, die Innengeräusche im Auto aufnehmen. Ein Prozessor errechnet das passende Gegensignal und gibt es über Lautsprecher unter den Vordersitzen ab. Der Antischall reduziert hier den Lärmpegel um ein Viertel.

Auch in Deutschland entwickeln Ingenieure so genannte aktive Schallunterdrückungssysteme. An der TU Berlin baut André Jakob mit dieser Technik Doppelglasfenster, bei denen Gegenschall die Schallwellen zwischen den Glasscheiben neutralisiert. Und am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlin versucht man, Triebwerkslärm von Flugzeugturbinen dadurch zu senken, dass exakt das Gegenschallsignal auf die Düsenturbinen zurückgeworfen wird. Kraftwerksbetreiber machen Dampfturbinen und Schornsteine leiser, Automobilhersteller legen Auspuffanlagen still. Inzwischen gibt es sogar für unter 200 Euro Kopfhörer wie den "NoiseGard" von Sennheiser, mit dem man Nebengeräusche beim Telefonieren im Auto dämpfen kann.

"Doch alles, was man am Kopf tragen muss, um Stille genießen zu können, ist nicht akzeptabel", sagt Krahé. Der Wuppertaler Forscher kann sich durchaus vorstellen, dass man in wenigen Jahren mit seinem Antischallsystem auch Biergärten und Grundstücke vor Lärm schützen kann: "Die Technik wird besonders für Menschen interessant sein, deren Schlafzimmer an einer stark befahrenen Straße liegt."

Serviceangebote
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%