Belastabrkeit von Lautsprechern bei verschiedenen Frequenzen

Hallo

Angegeben wird immer die thermische Belastbarkeit der Schwingspule. Diese hängt in so fern von der Frequenz ab, als das sich die Membran bei höheren Frequenzen weniger bewegt, und so im Luftspalt weniger Luftaustasch stattfindet, womit die Schwingspule auch weniger gekühlt wird.

Bei niedrigen Frequenzen hingegen (kommt auch auf das Gehäuse an) wird allerdings meist die mechanische Belastbarkeit bei viel geringeren Leistungen erreicht.

Die Angabe von 450W bezieht sich jetzt auf ein Frequenzgemisch. Da du nur einzelne Frequenzen hast, denke ich, daß du ihn nicht dauerhaft so stark belasten kannst, wieviel weniger kann ich dir aber auch nicht sagen.

Genau schrieb:

Die Angabe von 450W bezieht sich jetzt auf ein Frequenzgemisch.

Ebenso wäre zu beachten, ob es sich wirklich um eine Sinus-Dauerleistung handelt oder ob im Testverfahren Pausen etc. erlaubt waren.
Ein übliches Musiksignal dürfte thermisch nichtmal 1/3 eines Sinustons ausmachen.

Genau schrieb:

Die Angabe von 450W bezieht sich jetzt auf ein Frequenzgemisch.

... dieser "Wert" ohne Angabe der exakten Nebenbedingungen hat leider keinerlei Aussagekraft.

@Martin

... wenn Du Dich in die Zusammenhänge etwas einlesen möchtest/musst, empfehle ich die WhitePapers bzw. AN auf dieser Seite! - Informationen pur!

Gruß
Detlef

... dieser "Wert" ohne Angabe der exakten Nebenbedingungen hat leider keinerlei Aussagekraft.

Sowas hatte ich bereits befürchtet...

detegg schrieb:

@Martin ... wenn Du Dich in die Zusammenhänge etwas einlesen möchtest/musst, empfehle ich die WhitePapers bzw. AN auf dieser Seite! - Informationen pur! Gruß Detlef

wow... das scheint mir extrem informativ, aber auch extrem schwer verständlich... hui

Vielen Dank auf jeden Fall für eure Antworten.
Macht es vielleicht Sinn beim Hersteller anzufragen, wie ich die Teile belasten kann?

Die thermische Belastbarkeit ist das Eine, das andere ist die mechanische Belastung. Für 130dB Schalldruck, benötigst Du für 100Hz in 1m Abstand ein Verschiebevolumen von 2500 Kubik cm.
Bei einer Membranfläche von rund 500 Quadrat cm ergibt das einen Hub von 5 cm.
Und da der erwähnte Tieftöner linear nur gerade 3,2mm macht, wären folglich 16 solche Tieftöner nötig.
Es sei denn, Du könntest mit einem Horn diese Frequenz abstrahlen und zwar so, dass das Horn bei dieser Frequenz auch noch eine mindestens 16 fache Transformation bietet. Da müsste der Trichterumfang 3,4m im Minimum sein.

richi44 schrieb:

Die thermische Belastbarkeit ist das Eine, das andere ist die mechanische Belastung. Für 130dB Schalldruck, benötigst Du für 100Hz in 1m Abstand ein Verschiebevolumen von 2500 Kubik cm. Bei einer Membranfläche von rund 500 Quadrat cm ergibt das einen Hub von 5 cm. Und da der erwähnte Tieftöner linear nur gerade 3,2mm macht, wären folglich 16 solche Tieftöner nötig.

Hi richi, danke für den Hinweis. Kannst du mir noch sagen, woher du die Werte hast? Also vor allem das Verschiebevolumen und den Hub, den der Treiber (linear) mitmacht? Ich bin hier in dem ganzen Bereich noch sehr unbedarft. Es würde also uU auch eine größere Membran helfen?

Verschafft es mir diesbezüglich möglicherweise einen Vorteil, dass der Lautsprecher nicht "frei" abstrahlt? der Treiber wird direkt (soll bzw. muss er wohl) an ein Rohrsystem angeflanscht, bewegt also nur die Luft innerhalb des Rohrsystems (Innendurchmesser ca 55mm - Horn fällt also aus ). Wie groß das gesamte Volumen des Rohrsystems ist, kann ich allerdings nicht abschätzen.

Mit Eminence hab ich vorhin telefoniert, hat nich viel gebracht und erübrigt sich wohl auch angesichts der Tatsache, dass es an der thermischen Leistung nicht scheitert...

Ich kann Dir nicht mehr genau sagen, wo ich das mal gefunden habe, aber es war irgend eine Angabe, dass bei einer bestimmten Frequenz für einen bestimmten Schalldruck eine bestimmte Luftmenge verschoben werden muss.
Aus anderen Quellen habe ich den Zusammenhang zwischen Frequenz und Volumen und aus einer dritten Schalldruck und Volumen.
Und wenn man den Membrandurchmesser hat, kann man ja mal die Fläche berechnen. Und wenn man (hab mir da ne Excel-Tabelle gemacht) den Schalldruck und die Frequenz auf der Tabelle sucht, findet man das Volumen. Und damit ist der Hub bekannt.
Ich bin mir jetzt nicht sicher, ob essich um das Totalvolumen handelt (Spitzen-Spitzenwert) oder um den Effektivwert, aber ich gehe eher vom SS-Wert aus.

Mit einer grösseren Membranfläche kannst Du natürlich den Hub reduzieren, und je nach dem, wie das ganze Zeug eingebaut wird und wie diese Luftstrommodulation funktionieren soll, konnen sich da andere Werte ergeben. Es wäre also mal hilfreich, wenn Du eine Skizze machen würdest. Dann sieht man, wie die Lautsprecher auf den Luftstrom einwirken.

Meine Angaben beziehen sich auf eine Freifeld-Anordnung in 1m Abstand. Wenn jetzt die Luft vom Lautsprecher geführt ist, nimmt der Schalldruck nicht mehr quadratisch mit dem Abstand ab, sondern möglicherweise nicht mal linear. Je nach Konstruktion kann ja das erzielbare Verschiebevolumen bereits ausreichen...

Super, eure Hilfe ist echt klasse.
Hab das mal knapp skizziert.

Zur Erläuterung: Luftstrom von links nach rechts, Lautsprecher in rot. Der Druck im system liegt knapp über Umgebung, vllt. 1,5 bar, nicht viel jedenfalls.

Ich habe mal zwei LS eingezeichnet, was im Moment auch noch als Option gehandelt wird um den Schalldruck zu erhöhen.

[img=http://img182.imageshack.us/img182/480/lsme3.th.jpg]

Hi Martin,

... interessant - strömendes, komprimierbares Medium mit zur Stömungsrichtung senkrechten Anregung, geringster preumatischer Widerstand, usw. - WAS wird das?

Detlef

PS: 0,5 bar Überdruck?

detegg schrieb:

Hi Martin, ... interessant - strömendes, komprimierbares Medium mit zur Stömungsrichtung senkrechten Anregung, geringster preumatischer Widerstand, usw. - WAS wird das? Detlef PS: 0,5 bar Überdruck?

0,5 ist eher geschätzter Maximalwert und der Überdruck dient nur dazu die Luft mit verbleibenden 1 bar nach Druckverlusten der Brennkammer zuzuführen. Das ganze ist ne Versuchsbrennkammer und der zugeführte Luftstrom soll beeinflusst werden um die Flamme zu stabilisieren.
Stellt der Überdruck wohl ein großes Problem für den LS dar?

Siehst du ein Problem in der senkrechten Anregung? Ich hab einfach mal angenommen, dass sich der Druck ohnehin im gesamten Medium ausbreitet und da ich die Luft kaum IN Strömungsrichtung anregen kann... hmmm, das könnte vielleicht sogar gehen (danke für die Idee ) - macht das deines Erachtens nen großen Unterschied?

Es hat derartige Versuchsanodnungen wohl schonmal gegeben, auch mit Lautsprechern und unterschiedlichen (aber vorhandenen ) Erfolgen.

Gruß, Martin

Nachdem die Luft ja nicht mehr ausweichen kann, sollte das Verschiebevolumen der beiden Tieftöner wohl ausreichen. Das solltest Du aber aufgrund der ganzen Dimensionen eher berechnen können.
Wegen des Überdrucks: Den kann man durch eine Gleichstrom-Vorspannung des Lautsprechers ausgleichen, wenn sie nicht zu hoch wird.

Was ich mich natürlich generell frage, wie die Flamme stabilisiert werden soll, denn eine Druckveränderung am Lautsprecher bewirkt ja erst nach der mechanischen Laufzeit der Luft einen Einfluss auf die Flamme, allenfalls reicht die eigentliche Schallwirkung aus, dann haben wir nicht den Luftdurchsatz als Kriterium, sondern nur die 340m/s...
Aber das musst Du wissen

Moin,

richi44 schrieb:

Nachdem die Luft ja nicht mehr ausweichen kann...

... das ganze ist wohl ein "quasi" geschlossenes System mit Verbraucher (Flamme) und Speisung. Druckerhöhung bewirkt also eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit oder umgekehrt.

richi44 schrieb:

Wegen des Überdrucks:

... der Offset muss wg. der Druckänderungen (s.o.) wahrscheinlich nachgeregelt werden.

Das Rohrsystem hat (mindestens) eine Zeitkonstante mit C=Luftvolumen und R=pneumatischem Widerstand. Da "quasi" geschlossen, werden sich stehende Wellen ausbilden. Eine Regelung erscheint mir nicht wirklich trivial

Gruß
Detlef

richi44 schrieb:

Nachdem die Luft ja nicht mehr ausweichen kann...

Naja, das ist wohl relativ. Der Prozess ist ja offen. VOrne Kompressorluft rein, hinten Verbrennungsgase raus.

richi44 schrieb:

Was ich mich natürlich generell frage, wie die Flamme stabilisiert werden soll, denn eine Druckveränderung am Lautsprecher bewirkt ja erst nach der mechanischen Laufzeit der Luft einen Einfluss auf die Flamme, allenfalls reicht die eigentliche Schallwirkung aus, dann haben wir nicht den Luftdurchsatz als Kriterium, sondern nur die 340m/s... Aber das musst Du wissen :.

Mal schauen, was genau den Ausschlag gibt, aber ja: die Regelung wird wohl etwas hässlich, das stimmt - aber sosnt wärs ja auch keine Studienarbeit

detegg schrieb:

... der Offset muss wg. der Druckänderungen (s.o.) wahrscheinlich nachgeregelt werden.

Werde versuchen konstruktiv auf der Rückseite der Membran den gleichen Druck aufzubauen, dann ist das schonmal gelöst.

detegg schrieb:

Das Rohrsystem hat (mindestens) eine Zeitkonstante mit C=Luftvolumen und R=pneumatischem Widerstand. Da "quasi" geschlossen, werden sich stehende Wellen ausbilden. Eine Regelung erscheint mir nicht wirklich trivial

Was genau meinst du mit Zeitkonstante?
Allerdings denke ich nicht, dass sich stehende Wellen ausbilden werden, wie gesagt, die Abgase können einfach entweichen (abgesehen vom üblichen Strömungswiderstand der Rohre)

Werde versuchen konstruktiv auf der Rückseite der Membran den gleichen Druck aufzubauen, dann ist das schonmal gelöst.

... gute Idee, frage mich aber gerade, wie Du das machen willst

Der Prozess ist ja offen. VOrne Kompressorluft rein, hinten Verbrennungsgase raus.

... wenn er offen wäre, hättest Du keine Strömung. Der Prozess ist "quasi" offen/geschlossen

Ich habe mal Messungen an einem Rohrsystem gemacht. D=17cm, L=3km, Messpunkte im Abstand 150m, variable Druckspeisung 0,5bar +-0,2bar, am Ende Regelventil.
Es bildeten sich schöne Druckwellen mit Zeitkonstanten abhängig vom Rpneum und Ventilöffnung im Minuten/Stundenbereich

Ob das auf Deinen Prozess übertragbar ist, weiss ich allerdings nicht.

Detlef

detegg schrieb:

Werde versuchen konstruktiv auf der Rückseite der Membran den gleichen Druck aufzubauen, dann ist das schonmal gelöst. ... gute Idee, frage mich aber gerade, wie Du das machen willst

Ich mich auch quasi ein Deckel von hinten mit entsprechender Druckluftbetankung.. wird sich zeigen, wie und ob das geht.

Und ja, ok quasi offen/geschlossen... wie offen oder geschlossen wird sich dann zeigen.

detegg schrieb:

Ich habe mal Messungen an einem Rohrsystem gemacht. D=17cm, L=3km, Messpunkte im Abstand 150m, variable Druckspeisung 0,5bar +-0,2bar, am Ende Regelventil. Es bildeten sich schöne Druckwellen mit Zeitkonstanten abhängig vom Rpneum und Ventilöffnung im Minuten/Stundenbereich

Oha... wie unschön. Auch das werden wir vorab wohl nur erahnen könen, aber danke für den Hinweis, werde ich mal einwerfen.
Die regelung wird ohnehin sehr komplex und "quasi-Echtzeit" also lässt sich das Problem vermutilch wegregeln... oder es regelt sich selbst weg

Martin

Die angegebene Belastbarkeit gilt immer nur im Tieftonbereich(oder für 440 Hz, rosa Rauschen oder was auch immer), nie für Mittel- und Hochtöner. Sinustöne, die in ihren Frequenzbereich fallen kommen weitgehend unabgeschwächt zu diesen Lautsprechern (je nach Frequenzweiche gibt es Vorwiderstände, die zu einer Abschwächung um ein paar dB führen mögen), daher ist die Belastung durch die Belastbarkeit der einzelnen Systeme begrenzt, für eine Hochtonkalotte können dies uU nur 10W sein!!

Nach ein paar weiteren Überlegungn bin ich zu dem Schluss gekommen, dass aus konstruktiver Sciht nur die oben gezeichnete (seitliche) Anordnung der Lautsprecher sinnvoll erscheint. Wobei hier noch die Überlegung besteht die Lautsprecher (Rohre) nciht rechtwinklig, sondern ünter einem flacheren Winkel anzuflanschen.

Was ich mich nun wirklcih noch Frage ist, wie es mit der hier angesprochenen, mechanischen Laufzeit der Luft steht. Ich dachte, Schall wären Druckwellen in der Luft... läuft also eine Druckwelle anders/schneller als die Luft selbst? Oder ist die Druckwelle nciht eigetnlich auch einen Luftbewegung. In meinen schlauen Büchern habe ich dazu noch keine gute Antwort gefunden.

Gruß, martin

Dass sich Schall in einem festen Medium schneller ausbreitet als in Luft, dürfte bekannt sein.
Nimm einen Gartenschlauch und füll ihn mit Kugeln oder Steinen. Wenn Du an dem 10m langen Ding versuchst, einen Stein rein zu drücken, fällt zur praktisch selben Zeit am anderen Ende einer raus, weil es keinen Platz mehr hat. Nun drückst Du Stein um Stein rein, bis der erste, den Du nachträglich rein geschoben hast, raus kommt.
Das kann dauern.
Oder anders gesagt: Die Druckgeschwindigkeit ist hoch, die Steingeschwindigkeit langsam.
Und beim Luftschall ist das ähnlich. Da die Luft komprimierbar ist, brauchen die Luftmoleküle nicht gleich "hinten raus zu fallen", trotzdem ist die Stossbewegung schneller als die Luftbewegung.
Entspricht die Luftbewegung der Stoss- oder Schallgeschwindigkeit, so hätten wir ja einen Luftstrom mit 340m/s
Die tatsächliche Schallgeschwindigkeit wird durch den Überdruck etwas höher werden als üblich, weil der höhere Luftdruck die Luft "verhärtet", aber da geht es um wenige m/s

Und wenn es um die Steuerung geht oder gar eine Regelung, ist vermutlich sowas die einzig gangbare Möglichkeit:


Hier ist die Verzögerung gering genug, dass eine Regelschleife realisierbar wird.
Aber damit sind wir irgendwie im "OT" gelandet...

Ok, so ähnlich hatte ich mir das auch überlegt - Danke.

nur das mit den klappen wird wohl nix... also ich wüsste nicht, wie man sowas realisieren sollte - zumal der Brenner etwas komplizierter aufgebaut ist.
Aber wie du schon sagtest, das ist nicht ganz zum Thema.

Was mir wikrlich noch weiterhelfen würde wären Formeln für die erechnung von Veschiebevolumina bei gegebener Frequenz und Schalldruck oder so...
hat da jemand was?