Sound-Ingenieur: Klangspiele mit Vibrationen
Geräusche lösen Emotionen aus, ob röhrender Motor oder ein „Plopp“ beim Öffnen der Bierflasche. NVH-Designer (Noise Vibration Harshness) beschäftigen sich damit, den Klang zu optimieren. Dafür nutzen sie die physikalischen Gesetze der Schwingungslehre sowie sensibles Geräusch- und Vibrationsempfinden. Das lässt sich erlernen. Ingenieur Ralf Kunkel ist darin Meister. VDI nachrichten, Ellwangen, 8. 1. 10, cha
„Guter Sound braucht Masse – aber Masse ist das größte Gift im Automobilbau“ – in diesem Spannungsfeld arbeitet Ralf Kunkel. Der 45-jährige Ingenieur leitet die Akustik bei Audi in Ingolstadt und löst das Problem beispielsweise durch Materialien, die Geräusche reflektieren oder absorbieren, je nach gewünschtem Effekt. Kunkel hat rund 60 weitere Ingenieure im Team. Sie sorgen dafür, dass der Klang des Motors mit dem Geräusch der zufallenden Tür auf einer Wellenlänge liegt: mal piano, mitunter forte, in jedem Fall immer so, wie es der Kunde von einem bestimmten Modell erwartet. Mehr noch: „Die Menschen wollen den modelltypischen Motorklang nicht nur hören, sie wollen das dumpfe Grollen eines 6-Zylinders im sportlichen Audi S4 bis in die Haarspitzen fühlen.“
Deshalb beschäftigt sich das Team nicht nur mit Akustik und damit Geräuschen, die das Ohr wahrnimmt. Es geht in gleichem Maße um den Körperschall. Aus diesem Grund hält Kunkel die Bezeichnung Sound-Designer für überholt. „NVH-Designer ist treffender und zeitgemäßer für unsere Arbeit.“ Die drei Buchstaben stehen für Noise Vibration Harshness, also für unerwünschte Schallabstrahlungen und Vibrationen. Eine Abgrenzung zwischen Sound und NVH findet bei Audi nicht statt. Der Ingenieur, der das modelltypische Klangbild der Abgasanlage entwickelt, sorgt in Personalunion dafür, dass über die Aufhängungspunkte des Auspuffs keine störenden Vibrationen auf die Karosserie übertragen werden.
Um Klang und Vibrationen beeinflussen zu können, muss man aus dem Gebiet der Physik verstehen, wie sich Schwingungen in der Luft und in Körpern übertragen oder verhindern lassen. Daraufhin kann der NVH-Designer über Dämpfung, Dämmung und Absorption die Schwingungsenergie verstärken oder vernichten. Um das zu erreichen, werden abstrahlende Blechflächen beispielsweise mit Kunststoffmatten belegt. Schwingende Bauteile lassen sich über Gummi-Lager von der Karosserie abkoppeln, und die Sound-Gestaltung von Abgasanlagen kann sehr effizient über den Innenaufbau der Schalldämpfer, der Rohrführung und deren Geometrie gesteuert werden.
Die für NVH eingesetzten Werkzeuge hängen ganz von der Projektphase ab, wobei NVH-Eigenschaften schon im Konzept festgelegt werden. Während der Konzeptphase simulieren NVH-Designer, später nutzen sie stationäre und mobile Messsysteme auf Prüfständen und Teststrecken. „Bei der Freigabe zählt gerade der subjektive Eindruck, den unsere Sinne liefern. Denn nur diesen nimmt der Kunde im Auto wahr“, sagt Kunkel. Der Diagnose folgt bei falschen Tönen die Ursachenforschung einschließlich Korrektur. Der Ingenieur beschreibt die Vorgehensweise so: „Es reicht nicht, in einem Orchester festzustellen, dass der erste Geiger falsch spielt. Wir müssen schon herausfinden, an welcher Stelle er falsch gespielt hat und ihm dann die richtigen Töne beibringen.“ Die anschließende Umsetzung übernehmen Konstrukteure.
Im Gespräch fallen die Worte schnurren, pfeifen, grollen, schlürfen, heulen, singen
Kunkel hat allgemeinen Maschinenbau studiert, im Fachgebiet Maschinenelemente und -akustik promoviert, um sich dann bei Audi auf NVH zu spezialisieren. „Ich hatte das Glück, an der Technischen Universität in Darmstadt studiert zu haben, an der es ein Fachgebiet Akustik mit engagierten Professoren gab und heute noch gibt.“ An anderen Hochschulen mag es ähnliche Angebote geben, eine Ausbildung zum Sounddesigner oder NVH-Spezialisten gibt es in Deutschland definitiv nicht.
Im Automobilbau wurden die ersten Noten der Klangoptimierung komponiert. Heute haben viele Industrien nachgezogen. Ein Keks, der beim Draufbeißen einfach nur zerbricht, das ist langweilig. Das gute Stück muss beim herzhaften Biss ein wahres Feuerwerk an verkaufsfördernden Geräuschen bieten.
Grob geschätzt beschäftigen sich 5000 Spezialisten in Deutschland mit dem Kaufklang: der Tür der Waschmaschine oder dem Spray aus der Dose. Die Wiege der NVH-Designer stand im Automobilbau der 50er-Jahre. Damals war das Ziel die Unterdrückung von Geräuschen. Aus dieser Zeit stammen die Kriterien der Psycho-Akustik, die Geräusche in „beruhigend“¿ „anregend“, bis hin zu „widerwärtig“ einstuft.
Je höher ein Ton, desto unangenehmer wird er wahrgenommen, in einigen Fällen kann er Aggressionen auslösen. Im Laufe der Zeit hat sich eine eigene Sprache entwickelt. Wenn Kunkel mit seinen Leuten spricht, dann fallen die Worte schnurren, pfeifen, grollen, schlürfen, heulen, singen und brüllen – und jeder einzelne Begriff hat zwei Bedeutungen: Ein auf Komfort ausgelegter V8 muss schnurren, der sportliche 6-Zylinder bis bis in die Haarspitzen grollen, nur dann ist der Kunde bereit, dafür Geld auszugeben. „Wenn wir es schaffen, dass der Klang mit der Erwartungshaltung des Hörers auf einer Wellenlänge liegt, haben wir einen guten Job gemacht“, weiß Kunkel, der von sich behauptet, „auch nicht musikalischer zu sein als jeder andere auch“.
Was ihn vom Otto-Normalhörer unterscheidet, ist, dass sich seine Sinne sensibilisiert haben und störende Klang- oder Vibrationssignale erkennen, die sich weit im Hintergrund abspielen. „Der Kunde nimmt solche Störfaktoren möglicherweise erst nach Tausenden Kilometern wahr, wir müssen sie bei der ersten Fahrt erkennen, zuordnen, abstellen oder korrigieren können.“ PETER ILG
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