– Ein Sensor registriert die äußeren Bedingungen. Beim intelligenten Spiegel übernimmt dies eine Fotozelle, die die Helligkeit mißt und in ein elektrisches Signal übersetzt. – Eine Regelelektronik verarbeitet die Information und steuert… – …den Aktor, der auf die veränderten Außenbedingungen reagiert. Beim Autospiegel ist das ein elektrochromes Glas, dessen Lichtdurchlässigkeit eine angelegte elektrische Spannung regelt. So läßt sich das Spiegelglas abdunkeln.
Während die intelligenten Rück- und Seitenspiegel schon heute einen Markt erobert haben, denken die Hersteller bereits weiter. Sie wollen die elektrochromen Gläser auch in gewöhnlichen Fenstern etablieren. Dabei haben sie besonders Niedrigenergie-Häuser im Auge, die durch verglaste Südfassaden einen Großteil der Heizwärme von der Sonne beziehen. Intelligente Fenster könnten dann im Sommer eine Überhitzung der Räume verhindern.
Aber die Industrie ist noch zurückhaltend. Ein typisches Beispiel für: Antischall-Anlagen für Autos, die den Lärm im Inneren des Fahrzeugs mit Gegenlärm bekämpfen. VW stellte schon 1989 sein Forschungsfahrzeug FUTURA mit “Active Noise Control” für den Fahrzeuginnenraum vor, und Daimler-Benz berichtete 1995 in der Firmenzeitschrift HighTechReport ausführlich über Anti-Schall-Aktivitäten.
Doch allein japanische Kunden konnten bislang für kurze Zeit ein Fahrzeug mit intelligenter Geräuschkontrolle kaufen. Nissan rüstete 1992 seinen Bluebird mit einer sehr einfachen und deshalb wenig wirksamen Antischall-Variante aus. “Alle deutschen Autohersteller sitzen in den Startlöchern, aber keiner wagt den ersten Schritt”, glaubt der Akustiker Dr. Dieter Guicking vom 3. Physikalischen Institut der Universität Göttingen.
Unangenehme Geräusche entstehen im Auto vorwiegend durch die Zündvorgänge im Motor und durch unausgeglichene Massenkräfte. Die Frequenzen dieser störenden Töne sind Vielfache der Motordrehzahl. Als das größte Übel gilt unter Akustikern die “zweite Ordnung” bei Vierzylindermotoren – das ist ein Frequenzwert, der der zweifachen Drehzahl entspricht. Dadurch entsteht ein unangenehmes Brummen, das bei den leiseren Sechszylinder-Antrieben nicht auftritt.
Weil sich im Fahrzeuginnenraum äußerst komplexe Schallfelder aufbauen, ist die aktive Lärmbekämpfung schwierig – obwohl sich ihr Prinzip unter Laborbedingungen leicht demonstrieren läßt: Ein Mikrofon mißt den störenden Lärm und leitet die Information an einen digitalen Signalprozessor weiter. Einziger Unterschied: Die Schwingungen des Gegenlärms sind gegenüber dem Störschall so phasenverschoben, daß jeweils Wellenberge und Wellentäler aufeinandertreffen und einander löschen.
Die Entwickler versuchen auf dreierlei Wegen, aktiv Ruhe im Auto zu erzeugen: – Sie statten den Innenraum des Fahrzeugs mit mehreren Mikrofonen und Lautsprechern aus, um die komplizierte Schallverteilung zu erfassen und für alle Insassen eine gleichmäßige Dämpfung zu erreichen. – Sie plazieren Lautsprecher und Mikrofon am Auspuffrohr. – Sie bringen sogenannte aktive Tilger – meist steuerbare Federsysteme – an der Motorlagerung an, die schon dort auf die Motorvibrationen mit Gegenschwingungen antworten.
“Wir verfolgen alle drei Richtungen und haben bereits verschiedene Systeme zur Serienreife gebracht”, sagt Dr. Gerhard Thoma. Er ist bei BMW in München für den Bereich Akustik verantwortlich. Doch auch die bayerischen Autobauer wollen ihre aktiven Entwicklungen zur Zeit nicht an den Kunden bringen: “Die Kosten für die aktive Geräuschkontrolle würden unverhältnismäßig ins Gewicht fallen.”
Wo es um höchste Präzision geht, mausern sich intelligente Schwingungsdämpfer bereits zur Standardausrüstung – etwa in Forschungslabors oder bei der Fertigung von Halbleiter-Chips. Dort stören schon winzige Schwingungen mit Auslenkungen unterhalb eines tausendstel Millimeters. Allein die interne Mechanik eines Geräts genügt bereits, um solche Nano- und Mikro-Erschütterungen auszulösen.
“Diese Vibrationen lassen sich nur aktiv bekämpfen”, sagt Robert Hamrodi von der Firma Integrated Dynamics Engineering (IDE). Das mittelständische Unternehmen mit Sitz in Raunheim und in den USA baut intelligente Systeme, die Vibrationen, Schall und Magnetfelder dämpfen. Hamrodi: “Im Moment läuft das Geschäft weltweit richtig an.”
