Das Polyurethan für den guten Ton

Ob es um den Wohlklang in einem renovierten Konzertsaal oder um die Einhaltung der Lärmschutzrichtlinien in einem Industriebetrieb geht: Stets sind Experten gefragt, die die Akustik dieser Räumlichkeiten mit sensiblen Mikrofonen und nicht minder empfindlichen, aber oft unhandlichen Test-Schallquellen untersuchen. Die Firma Bruel & Kjaer, Naerum, Dänemark, hat nun eine Präzisions-Schallquelle für akustische Messungen entwickelt, die mit vielen Problemen herkömmlicher Schall-Emitter aufräumt. Das von der Firma Dupont plastic ApS, Hjortshoj, Dänemark, hergestellte schlanke Gehäuse des Geräts besteht aus dem gießfähigen Bayer-Polyurethan Baydur® GS.
Dieser verschleißfeste Werkstoff bietet die für ein High-tech-Produkt nötige Designfreiheit, garantiert extreme Maßhaltigkeit und lässt sich zudem auch in Kleinserien kostengünstig verarbeiten.

Konzertfreunde wissen: Die Mailänder Scala klingt anders als das Audimax der Universität Bochum. Die Gründe für diese Unterschiede können in Wandbeschlägen liegen, die ganze Frequenzanteile des eingestrahlten Schalls verschlucken, oder in allzu glatten Flächen, die Schallereignisse reflektieren, woraufhin sie sich im Saal mit den "Original"-Schallwellen mischen. Diesen Effekten kann man mit hoch empfindlichem akustischem Instrumentarium auf die Spur kommen.
Absolute Präzision ist aber nicht nur bei den verwendeten Mikrofonen gefragt, sondern auch bei den Schallquellen, deren Testsignale von den sensiblen elektronischen Ohren registriert werden müssen: Wenn die Testsignale nicht absolut gleichmäßig abgestrahlt oder nicht sauber widergegeben werden, kann es zu Interferenzen und Signalverfälschungen kommen, die die Messergebnisse der Akustiker unter Umständen wertlos machen. Um die Rundumabstrahlung zu garantieren, griffen die Schall-Experten bislang zu mehr oder weniger kugelförmigen Gebilden aus mehreren Lautsprechern, die aber unhandlich und schwer waren.

Das OmniSource-System 4295 von Brüel & Kjaer mutet dagegen deutlich eleganter an: Es enthält nur noch einen Lautsprecher in einem mit Computerhilfe entwickelten, leichten, transportfreundlichen Polyurethan-Gehäuse, das zugleich als Horn fungiert. Der Schall des Lautsprechers tritt aus der runden Öffnung dieses speziell gestalteten Formteils aus und breitet sich von da aus kugelförmig - gleichmäßiger, als es die aus mehreren Lautsprechern zusammengesetzten Schallquellen gewährleisten konnten - im Raum aus. Der leistungsfähige Lautsprecher kann einen Schalldruck von rund 105 dB erzeugen, das entspricht immerhin dem Geräuschpegel in einer lauten Diskothek - oder dem lautesten Klang, den ein Pianist seinem Instrument entlocken kann (fff - forte fortissimo).

Das schlanke Gehäuse des OmniSource 4295 führten die Hersteller aus dem Bayer-Polyurethan Baydur GS aus. Dieser Werkstoff bietet ideale Voraussetzungen für die Aufgabe, die sich die Bruel & Kjaer-Designer gestellt haben: Er ist bei geringem Gewicht extrem verschleißfest und wird dadurch auch durch die außerordentliche mechanische Dauerbeanspruchung während der Beschallung nicht in Mitleidenschaft gezogen. Auch den im Messeinsatz üblichen häufigen Auf- und Abbau übersteht der robuste Werkstoff schadlos. Außerdem verkraftet er die vergleichsweise hohen Temperaturen, die der schwerarbeitende, gleichwohl ölgekühlte Lautsprecher im Betrieb erzeugt, ohne sich zu verformen: Maßhaltigkeit ist wichtig für die Präzision des Messsignals.
Das Baydur GS-Horn absorbiert übrigens selbst kaum Schall, so dass der größte Teil der Energie, die der Lautsprecher abgibt, für Messzwecke genutzt werden kann.

Die dicken Wandstärken, die die Bruel & Kjaer-Entwickler aus funktionellen Gründen für das Gehäuse vorsehen mussten, hätten mit anderen Werkstoffen nur unter erheblichem Aufwand realisiert werden können. Für Baydur GS sind variable Wandstärken von bis zu mehreren Zentimetern Dicke dagegen Standard. Darüber hinaus bot dieses Polyurethan den dänischen Ingenieuren handfeste wirtschaftliche Vorteile:
Es lässt sich besonders einfach und daher kostengünstig verarbeiten.
Preiswerte Aluminium- oder sogar Epoxidharzformen erlauben die wirtschaftliche Produktion komplex geformter Produkte aus Baydur GS auch in Kleinserien.

Für das OmniSource 4295 wurden der Industrie-Designer Steve McCugan und die Bruel & Kjaer-Ingenieure übrigens mit dem Industrial Design-Preis des Danish Design Centers ausgezeichnet.