Welche Folgen hat es wenn Kabel im Computer Vibrationen übertragen ?

  • Schaut man mal in einen normalen Computer hinein, so sieht man grundsätzlich eine Ansammlung aus sehr vielen Kabeln Elektronik aber auch aus beweglichen Teilen. Legt man dann im Betrieb die Hand aufs Gehäuse, spürt man ein leichtes Vibrieren - je nach Abstellfläche, kann man sogar ein leichtes Brummen hören


    Betrachten wir uns doch einmal die Komponenten im Einzelnen ...


    Das Netzteil
    Das Netzteil hat , außer seinen elektrischen und elektronischen Komponenten auch noch einen eingebauten Lüfter. Selbst perfekte Lüfter haben auch immer eine ganz minimale Unwucht, die dazu führt, dass eine ganz leichte Vibration entsteht.
    Je Älter das Netzteil, desto stärker wird die Unwucht (durch mechanischen Verschleiß ) auch werden. Die Vibrationen werden zunehmen.


    Aus dem Netzteil führen dicke Kabelstränge heraus, die die einzelnen Komponenten mit Strom versorgen. Diese Kabel haben direkten Kontakt zum licht vibrierenden Netzteil und nehmen dessen Vibrationsschwingungen auf.


    Die diversen Lüfter im Gehäuse
    Bei ihnen handelt es sich in der Mehrzahl um Bauteile, die nicht unbedingt der höchsten Fertigungsklasse entsprechen. Was will man auch für 5-20 Euro erwarten ? Raumfahrttechnologie ? :loool:
    Jeder Lüfter für sich erzeugt also auch wieder Vibrationen. Diese werden vom jeweiligen Stromkabel auch wieder aufgenommen und weiter übertragen.


    Die Festplatte
    Noch sind die mechanischen Festplatten im Einsatz, da sie zuverlässiger , dauerhafter und preisgünstiger als eine SSD sind. Bei ihnen wird ein Magnetscheibensystem über einen Elektromotor zum Drehen gebracht . Zwischen 4.500 - 10.000 U/min sind die üblichen Geschwindigkeiten.
    Obwohl wir hier extrem geringe Fertigungstoleranzen haben , entstehen doch auch hier Umwuchten, die zum Vibrieren der Festplatte führen. Auch an der Festplatte hängen wieder Kabel, die das Vibrieren aufnehmen und übertragen.


    optische Laufwerke (CD / DVD / BR )
    Und wieder haben wir einen Motor, der einen eingelegten Datenträger in Umdrehung versetzt. Die Motoren sind eigentlich sehr gut verarbeitet , jedoch sorgen die eingelegten Datenträger dann für eine entstehende Unwucht, die zu Vibrationen führen. Auch hier werden sie von Anschlusskabel aufgenommen und weiter geleitet.


    Nimmt man also einfach nur diese Punkte, so merkt man , dass im Computer eine Vielzahl an Vibrationsquellen im Einsatz sind. Jede Überträgt seine Vibrationen an ein angeschlossenes Kabel und das Computergehäuse.
    Allein das sorgt schon für ein hörbares Vibrationsgeräusch.


    Schauen wir uns jetzt aber einmal an, was entlang der Kabel so entsteht...
    Ein vibrierendes Kabel führt zu einem Bauteil ohne mechanische Bestandteile. Es überträgt seine aufgenommene Vibrationen nun auf dieses Bauteil. Das Bauteil beginnt auch zu schwingen.


    Auf dem Weg zum Bauteil hat das vibrierende Kabel aber auch schon Kontakt zu anderen Kabeln, die nicht an einer Vibrationsquelle angeschlossen sind. Bereits hier wird die aufgenommene Schwingung auf das nächste berührende Kabel übertragen. Das nimmt wiederum die Schwingung auf und führt sie "seinem Bauteil" zu.


    Mit einer extremen Hochgeschwindigkeitskamera würde man sehen können, dass sich alle Kabel im Computer bewegen und auch fast alle Bauteile am Schwingen sind.


    Da aber alle Bauteile auch am Gehäuse befestigt sind, übertragen sie zusätzlich alle Schwingungen auch auf das Gehäuse. Dieses "Summa Sumarum" aller Vibrationen ist dann sogar mit der Hand zu spüren.


    Alle Vibrationen zusammen erzeugen dann auch einen hörbaren Geräuschpegel von mehren Sone .


    Wie kann man das Vibrieren und die Geräusche verhindern ?


    Bauteile schwingungsentkoppeln
    Die Bauteile mit den mechanischen Komponenten sind die stärksten Vibrationsquellen und daher ursächlich für alle Geräusche und Vibrationen. Wir müssen verhindern, dass sie ihre Vibrationen auf das Gehäuse übertragen können.


    Es gibt für Festplattengehäuse besondere Schwingungslager , die die Vibrationsübertragung komplett verhindern. Dabei wird das Festplattengehäuse einfach durch einen Rahmen gehalten, der über Federn mit dem Gehäuse verbunden ist.
    Das ist jedoch ziemlich aufwendig, teuer und benötigt viel Platz .
    Wer das liest, wird wahrscheinlich kein Interesse daran haben, sich neue Halterungen oder Gehäuse zu kaufen. Wir wollen den "Körperschall" (das sind die zum Geräusch gewordenen Vibrationen) möglichst einfach und billig verhindern.


    Nehmt ein Laufwerk/Festplatte heraus und beklebt die Seiten, die direkten Kontakt zum Gehäuse haben, mit einem flexiblen Material.
    Filzstreifen , Gummiband , Silikonband , dünner Schaumstoff, Stoff
    Jedes weiche Material dämpft die Schwingungen die auf das anliegende Gehäuse übertragen werden.
    Die Stärke der Dämpfung variiert je nach benutztem Material.
    Da die Einbauschächte aber nicht viel mehr Platz lassen als das Bauteil benötigt, wird es schwer werden, das beklebte Bauteil wieder einzubauen.


    Wenn es aber klappt , zieht die Befestigungsschrauben nur so stark an, dass sich das Bauteil nicht mehr bewegen kann. Jetzt ist das Bauteil fest eingebaut, aber gleichzeitig werden kaum noch Vibrationen auf das Gehäuse übertragen.


    Kabel entkoppeln
    Das Kabel hat die Schwingung immer noch aufgenommen. Das Vibrieren müssen wir nun auch ausbremsen.
    Zunächst einmal bündeln wir so viele Kabel wie möglich zusammen. Dann umwickelt wird diese kleinen Kabelbaum mit einem dünnen Draht oder Isolierband.
    Das ganz feste Zusammenlegen sorgt dafür, dass die Vibration nicht mehr auf ein anderes locker und bewegliches Kabel trifft, sondern auf eine starre Masse, die sich nur sehr ungern in Schwingung versetzen lassen will.


    Natürlich würden empfindliche Messgeräte immer noch eine leichte Vibration feststellen können. Diese setzt sich zu den angrenzenden Berührungspunkten fort.
    Wir brauchen also noch einen Dämpfer: Wir befestigen alle Kabel am Gehäuse.


    "Bist du dumm ? Dann werden die Vibrationen doch WIEDER auf das Gehäuse übertragen"
    Nein, ich habe mir auch darüber Gedanken gemacht.Ich besorge mir kleine Klebekabelhalterungen aus Kunststoff. Sie haben an der Klebeseite eine dickere Schicht aus Schaumstoff und Klebefläche (siehe "Spiegelklebeband" )
    Die kleinen Kabelhalterungen haben also schon einen Dämpfungsschicht integriert - falls nicht , nehme ich eben Spiegelklebeband zur Befestigung.
    Jetzt kann ich zusätzlich den Kabelbaum noch einmal mit etwas Weichem umwickeln, bevor ich ihn an der Kabelhalterung befestige.
    Was jetzt noch an Schwingungen am Gehäuse ankommen kann, ist nicht mehr messbar.


    Insgesamt bringen wird das Kabelvibrieren durch diese Maßnahmen nahezu auf Null herunter.


    Vibrationen des Gehäuses dämpfen
    Computergehäuse haben immer auch zwei bewegliche Teile. Das sind die Wartungsklappen an den Seiten. Wenn noch etwas an Schwingungen vorhanden ist, nehmen sie es auf und sorgen für weitere Vibrationen.
    Da die meisten Klappen längst nicht mehr geschraubt werden, können wir sie nicht stark fixieren. Wir können aber auch hier wieder die Schwingung durch eine "Dämpfmasse" aufnehmen lassen.


    Wir bekleben sie von innen einfach mit einem alten Stück dünnem Teppich. Der macht die Klappe allein schon so schwer, dass jegliche Vibration ausgebremst wird. Zusätzlich filtert und dämpft sie auch noch alle Geräusche, die von innen nach außen dringen wollen/würden.


    Gehäuse schwingungsentkoppeln
    Das Gehäuse des Computers hat irgendwo Kontakt zur Abstellfläche. In der Regel hat es da einfache harte Plastikfüße. Die harten Füße übertragen die Schwingungen fast perfekt auf den Untergrund.
    Zu Beginn der Computer waren sie aber noch aus Gummi, das die Vibrationen abfederte und dämpfte. Entweder wir besorgen uns nun "alte Gummifüße" oder wir schneiden uns etwas aus einem alten Stück Teppich heraus. Dieses Stück kleben wir einfach unter die Füße drunter.


    Wem das nicht gefällt oder wer nichts vom Kleben hält, der schraubt den Fuß ab , legt das Teppichstück zwischen Fuß und Gehäuse und schraubt den Fuß wieder (leicht) an. Auch an dieser Position wirkt der Teppich als Dämpfer, ist jedoch in der Regel kaum mehr sichtbar.


    Auch das nicht ? Okeyyyy ? Dann besorgt ihr euch eben eine kleine Fußmatte oder Läufer und stellt den Computer da drauf.
    Was ? Das gefällt dir auch nicht ? Dann kauf dir einfach ein Tablet :P ;)


    Können Vibrationen im Kabel Bauteile auf Dauer beschädigen ? Nein
    Können Bauteile ohne Eigenvibration durch Fremdvibration beschädigt werden ? Nein.


    Das Abstellen und Verhindern von Vibrationen dient vor allem der Lärmvermeidung. Mit den Jahren wird der Lärm immer weiter unmerklich steigen, weil die Lager der mechanischen Bauteile immer größere Unwuchten durch Verschleiß aufweisen werden und dadurch höhere Vibrationen erzeugen. Das lässt sich aber nicht wirklich verhindern.
    Hört man dann ein Bauteil plötzlich "überlaut" weiß man , dass es einen Lagerschaden hat und in Kürze ausfallen wird. Dann muss es eben getauscht werden und alles wird wieder etwas leiser.