Alte Box reparieren und Komponenten erneuern - wie? (Lernbegierig, mit Bildern)

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AlexSmith
Schaut ab und zu mal vorbei

#1 erstellt: 18. Mai 2009, 19:05

Hallo und Tach, als kurze Vorstellung:
Bin gerade frisch in's Forum eingezogen, bin ehemaliger Kommunikations-Elektroniker (der aber leider nie wirklich Lötpläne lesen konnte), Hobby Musiker/Tontechniker (noch nicht kommerziell, aber hoffentlich auf besten Weg) und natürlich Klanggenießer. Schön euch alle kennen zu lernen.

Ich komme auch gleich zu meinem Problem:
Ich habe hier zwei alte Boxen herumstehen, die leider etwas Liebe benötigen um wieder so zu funktionieren, dass man noch ein paar Jahre etwas davon hat, diese aber auch Studiotauglich(er) sind. Auf der Rückseite steht "Universum", ist eine 3 Wege Box, allerdings wurde diese schon von meinem Vorgänger modifiziert wie es scheint.

Anbei die Daten der Box:
Nennbelastbarkeit 80W
Musikbelastbarkeit 140W
Nennscheinwiderstand 4Ohm (habe ich auch ausgemessen, doch mehr dazu später)

Ich musste die Box leider aufschrauben, weil sich auch meine Anlage verabschiedet hat. Der Grund ist der, dass ich schon lange mit einem Studio Preamp (für mein Home-Tonstudio) spekuliere, und die genaue Wattzahl heraus finden wollte, wenn die Box schon "modifiziert" wurde (mehr dazu unten).

Die Anlage selbst ist eine wunderschöne, mindestens 10-15 Jahre alte HiFi Anlage mit digitaler Lautstärke-Ansteuerung (die auch immer schön zurück resetted): eine Wangine WGA-220 (300W Leistungsverbrauch, 2x4Ohm und 1x8Ohm benutzbar - keine Ahnung wie viel Watt pro 4Ohm bzw. 8Ohm nun eigentlich fließen. Diese war mal scheinbar Teil eines Racks mit Tapedeck und Plattenspieler. Die Anlage selbst hat einen Relais-Fehler (scheint mir), da diese nur sehr verzögert (bis zu 5min) reagiert, außerdem denke ich, hat die Ausgangsendstufe Schaden genommen, da die Boxen nur sporadisch funktionieren. Die Anlage geht die Tage in Reparatur, da ich mich nicht traue diese selbst zu bearbeiten. Laut Rechnung von vor 5 Jahren jedoch, scheinen es nur wieder Verschleißteile zu sein, die nicht mehr so ganz mitmachen. Selbst habe ich die Anlage seit ca 10 Jahren in Besitz, und bis auf diesen Fehler (der schon zwei mal Repariert wurde), läuft die Anlage noch einwandfrei.

Doch zurück zu den Boxen.
Wie gesagt, ich musste diese öffnen um den genauen Watt-Wert heraus zu bekommen. Es scheint, als ist die Box, bis auf den Hochtöner, noch im (relativen) Originalzustand. Die Boxen selbst (Tieftöner, Mittentöner, Hochtöner-Horn) sind aber scheinbar modifiziert worden. Und damit fängt mein Problem an. Denn auf der Frequenzweiche steht nichts, nur ein Ausmessen mit einem Kleinelektronik Messgerät erbrachte "aha, geht auf 4Ohm".

Anbei die Daten der Boxen selbst:
Tieftöner: Westra KW-200-1334 4Ohm, Einbaudurchmesser: 185 mm
Mitten: Westra SM-100-304 8Ohm,
Hochtöner (Horn): Motorola, keine weiteren Angaben, es ist jedoch ein Widerstand angelötet mit der Bezeichnung "10R 10% 208-8".

Das Gehäuse selbst, ist bis auf die Bohrungen der Hörner, da die größer als das Loch waren, noch in sehr guten Zustand, trotz des Alters. Die Boxen sind alle an einer Front montiert, keine Kammer-Unterteilungen.

Das "Innenleben" (die Dämmung) besteht aus einer Art Steinwolle, 3 Lagen a 5cm Dick, Maße ca 42cm x 25cm

Das Holz ist Pressspan, ca 2cm Dick (wo die Boxen befestigt sind). Die Außenmaße der Box sind:
HxBxT => ca 45,5cm x 27,6cm x 21,8cm
Die Box ist aber verleimt und kann nicht aufgeschraubt werden. Zugang ist nur durch die Frontlöcher

Anschluss: noch altes zwei Adern System, ca 1mm Querschnitt-Durchmesser, Kupfer. Wurde via Kipp-Klemmen an der Anlage angeschlossen, hatte den verschweißten "Anlagen-Stecker" dafür abgeschnitten, die Kabel abisoliert und mit Lötzinn versehen

Die Boxen stehen im Moment in einem Stereo-Dreieck ca 1 Meter von meiner Sitzposition entfernt. Ich benutze diese quasi als "Nahfeld-Monitore". Nach meinem Umzug kann sich der Abstand aber um ca 50cm vergrößern.

Mein Vorhaben:
- Die Box Reparieren, bzw. Komponenten "erneuern" (restaurieren)
- Wieder einen Originalgetreuen Hochtöner einbauen, kein Horn
- Den Frequenzgang so linear wie möglich bekommen
- Das "Innenleben" verändern
- neue/einfachere Anschlüsse anlöten

Meine Frage(n):
Wie gehe ich am besten vor?

Ich würde mir primär erst einmal neue Weichen kaufen, und neue Boxen (Konuse). Natürlich die passenden Äquivalente bzw. die Boxen mit den gleichen Maßen/Ursprungsmaßen. Wobei ich beim Hochtöner in dem Fall kein Horn mehr nehmen würde (Klang war mir immer zu scharf, die Boxen haben auch sehr gerauscht), auch keine Schwingspule, sondern nur eine Membran (heißt das so?), weil ich vermute, dass so eine ursprünglich in der Box war.

Das Innenleben würde ich gerne vom Dämm-Material her ändern. Ich dachte da an Pyramiden-Schaumstoff (einfach und günstig zu bekommen), bin mir aber von der Stärke (ab 4cm wird alles über ca 1750Hz geschluckt) her nicht im klaren.

Und bei der Weiche bin ich mir nicht sicher, ob ich bei 4Ohm bleiben, oder lieber auf 8Ohm gehen soll. Wenn ich ehrlich bin, habe ich keine Ahnung in dem Bereich.

Mir geht es nicht um massive Lautstärke (wenn ich 83dBFS bis 86dBFS erreiche, bin ich mehr als zufrieden), mir geht es primär um einen guten Klang und möglichst linearen Frequenzgang (von 20Hz bis 20kHz+, 100W bis 150W Musikleistung sollten mehr als genug sein). Die Boxen selbst wurden von mir nach dem Aufstellen mit einem Audyssey System eingemessen. Im Studio-Bereich als PC Software gibt es dafür ein Programm genannt "ARC" (Acoustic Room Correction), was den Frequenzgang noch nachträglich "reparieren" konnte (besonders bei den Schnittfrequenzen um die Mitten).

Ich frage mich jetzt nur:
a) komme ich relativ günstig weg?

b) wird der Klang bei höheren Ohm Werten wirklich besser (linearer), oder soll ich bei 4Ohm bleiben? Die meisten neueren Passiv "Studio" Systeme haben zwischen 4Ohm und 8Ohm, im Durchschnitt auch 50 bis 80W sin maximal, bzw bis zu 120W "Programme Material", was Schätzungsweise schon sehr laut ist. Ist es nicht sinnvoller dann "weniger" Leistung (Watt) zu fahren?

c) kann ich die Box eventuell mit einem Bass-Reflex System aufrüsten? Macht das Sinn? Und wenn ja, wie? Und was hole ich noch raus? (Nicht wichtig, wäre ein Bonus)

d) Wie viel Dämm-Material soll eigentlich in die Box, warum, und wo hin genau (geht es nur um die Hochtöner?)?

e) Kann ich anstelle von einem Kabel hinten aus der Box, einen Unsymmetrischen Anschluss (Klinken Buchse oder XLR Buchse) anbringen? Wie könnte ich den Anschluss Symmetrieren?

f) Wo bekomme ich am besten gutes, jedoch günstiges Ersatz-Material her? (Preis spielt leider eine Rolle für mich im Moment)

g) Wie finde ich die "maximale Last" bei meiner Anlage bei 300W Stromverbrauch für 4Ohm bzw. 8Ohm heraus? Die Netzteil Sicherung ist bis 2A ausgelegt.

Löten kann ich. Nicht überwältigend, und mit SMD steh ich auf den Kriegsfuß... nur mit Lötplänen siehts ein wenig schlecht bei mir aus. Ich betrachte diese "Restaurierung" jedoch als Komponententausch.

Doch genug geschrieben. Ich überlasse das Feld den Profis. Über jede Hilfe würde ich mich freuen. Danke im Vorraus.

[Beitrag von AlexSmith am 19. Mai 2009, 03:30 bearbeitet]

ton-feile
Inventar

#2 erstellt: 18. Mai 2009, 20:09

Hallo AlexSmith,

da kann ich Dir leider so gar keine Hoffnung machen, wenn Du nicht vorhast, Dich mit Messtechnik einzudecken und die Lautsprecherkonstruktion zu erlernen.

Dann kannst du Dein Vorhaben in Angriff nehmen, wenn Du etwas Erfahrung gesammelt hast.

Das meine ich gar nicht böse, es ist nur einfach so, dass die Lautsprecherkonstruktion alles andere als trivial ist und eine erfolgreiche Eigenkonstruktion viel Erfahrung erfordert.

Natürlich freue ich mich aber sehr, wenn jemand zu unserem spannenden Hobby findet.

Gruß
Rainer

AlexSmith
Schaut ab und zu mal vorbei

#3 erstellt: 19. Mai 2009, 03:23

Gut, drücken wir es doch mal so aus:

a) Das Gehäuse samt Bohnungen ist vorhanden

b) Aufgrund der Bohrungen kann ich ja nur wieder Boxen-Elemente gleicher Bauart benutzen

c) Die Box selbst wird ja vor Benutzung im (Semi-Pro) Studiobereich wieder eingemessen (mit Audyssey/IKM Acoustic Room Correction), die Boxen selbst sind ja in dem Zustand auch "nur" HiFi Boxen und eine Box ist auch nur so gut, wie der Raum in dem sie stehen.

d) an der Box wurde schon gepfuscht (mit dem Hochtöner und schätzungsweise auch der Weiche)

Ich möchte eigentlich wirklich nur Komponententausch betreiteb, sprich die Box "Erneuern", da wäre die Modifikation mit einem Bass-Reflex System eventuell sogar komplett hinfällig, da der Tieftöner mit 18cm schon sehr Weit runter gehen kann.

Und weil ich schon mal dabei bin, und das mit der "Steinwolle" (oder was auch immer das war) sauberer gestalten (Klang ändert sich sowieso, wenn die Wolle "verrutscht" - gepfuscht wurde ja schon) und dafür Pyramidenschaum benutzen (fest installiert), um bei künftigen Reparaturen auch besser arbeiten zu können.

Ich würde also gar nicht viel daran verändern, die Grunddaten sind ja da. Mir geht es dabei nur um die Feinheiten wie: wie viel Ohm, wie viel Watt (Unterschied RMS und Musikleistung) damit 83dB bis maximal 86dB ohne viel rauschen erreicht wird (angenehmer Pegel), wie dick muss der Pyramidenschaum sein und wo soll er hingeklebt werden, die Kabel austauschen für ein besseres Anschließen...

Sprich ich würde eine alte Box und ihr Konzept nehmen, allerdings nur neuere Komponenten hinein setzen damit ich noch einmal 10 Jahre etwas davon habe.

Das sollte eigentlich ohne viel Messtechnik funktionieren. Zumindest in der Theorie.

Und, es bleibt auch noch die Frage mit der Anlage (siehe oben) offen.

EDIT gegen 5:20Uhr:
Ich habe mir mal die Mühe gemacht und Fotos von den Boxen erstellt. Ich denke, Bilder sagen einfach mehr als tausend Worte. Ebenso habe ich mich einmal ein wenig in die FAQs gelesen, um so ein wenig Grundwissen mit zu nehmen. Auch habe ich versucht, die Daten der Chassis raus zu finden, was nicht leicht ist, da die ja nicht mehr hergestellt werden.

Wenn ich das jedoch richtig verstanden habe:
Wenn der SPL (Sound Pressure Level) der Boxen gleich ist und der Gütewert (Qts) klein genug, hab ich schon mal gute Chancen mit einer (ich rede hier als Laie!) 08/15 Weiche diese alten Boxen neu auf zu bereiten. Bleibt mir nur noch die Frage: wie viel Ohm, und darf ich die Chassis von den Widerständen her mischen? Und natürlich die Frage des "Innenlebens" - wie dick?

Doch mehr nach jedem Foto.

Anbei erst einmal die Box selbst (ich entschuldige mich für etwaige Ladezeiten):

Das gute Stück, ist diese besagte "Universum Box" mit 130W, einer 4Ohm Weiche und dem Hochtöner-Horn, was da eigentlich nicht hingehört (wie man sieht). Wie man auch sieht, ist dies ein geschlossenes Gehäuse. Die Platten sind (scheinbar) alle verleimt, nur die Chassis selbst mit Holzschrauben befestigt.

Das Innenleben

Die Box geöffnet. Wie man hoffentlich sehr gut sehen kann, besteht das Holz aus Press-Span mit ca 20mm Dicke, wobei bei den Aussparungen der Boxen die Dicke nur ca 17mm beträgt.

Maße (Außen):
HxBxT => ca 45,5cm x 27,6cm x 21,8cm

Die Frequenzweiche

Zu dieser habe ich leider nichts heraus gefunden. Beim herausnehmen (die Weiche ist auf ein Holzbrett geschraubt, die Schraube selbst geht durch die Spule in der Mitte der Weiche) und herumdrehen fand sich auch hier keine weitere Angabe. An dem Modul sind die Chassis direkt auf die Platinenunterseite gelötet.

Auf der Boxrückseite selbst stand:
Nennbelastbarkeit 80W (ich denke das ist der RMS/Sinus Wert)
Musikbelastbarkeit 140W (das ist die Maximallast)

Nach Ausmessen der Weiche mit einem Potentionmeter, kam ich auf ca 3-4Ohm als Widerstand

Was mich nur wundert, an der Weiche sind sowohl 4 Ohm (Tieftöner in meinem Fall) als auch 8 Ohm (Mitteltöner) angeschlossen. Ist dies zulässig? Was passiert in dem Fall, wenn die Widerstände unterschiedlich sind?

Der Tieftöner

Anbei eine Kopie der Daten von Hellsound, der einzigen Page, die diese Chassis noch gelistet hatte.

Westra KW-200-1334**/ KW-200-1338**
20cm Tieftöner

Papiermembran, Gummisicke, solider Stahlkorb.
** Nicht mehr lieferbar! Ersatztyp: W210/4 (4 Ohm) oder W210/8 (8 Ohm)

Technische Daten:
Belatbarkeit: 70 W-RMS / 120 W-Max
Impedanz: 4 / 8 Ohm
Schalldruck: 86 dB
Freuqenzbereich: 30-2000 Hz
Resonanzfrequenz fs: 30 Hz
Gesamtgüte Qts: 0,58 / 0,90
Äquivalentvolumen Vas: 68 l / 70 l
Einbaumaße:
Außenmaße BxH: 202x202 mm / ø 200 mm
Einbaudurchmesser: 185 mm
Einbautiefe (incl. Korb): 90 mm (Anm.: offener Korb!)
Korbrandhöhe: 8,0 mm (incl. Gummiauflage)
Gewicht: 1,1 kg

Der Mitteltöner

Hier habe ich leider keine Angaben mehr geunden. Angeblich soll laut einer Liste (ebenfalls von Hellsound), der originale Westra SM-100-304 gegen einen WESTRA XF-100-364 eingetauscht werden. Dieser ist aber ein Breitbänder und Koax, davon abgesehen wird dieser nicht mehr hergestellt. Der nächstbeste IMO in diesem Bereich wäre der WESTRA BM-100-308, dessen Nachfolger eine beschichtete Chassis mit der Bezeichnung Westra BM-100-318

Anbei die Daten:
Westra BM-100-318
10cm Konusmitteltöner

Beschichtete Papiermembran, rückseitig geschlossen.
Ersatz für SM-100-303 (8 Ohm) und BM-100-308.
# Technische Daten:
Belastbarkeit: 50 W-RMS / 100 W-Max*
Impedanz: 8 Ohm
Schalldruck: 89 dB
Frequenzbereich: *1.4-5.5 kHz
Resonanzfrequenz: 700 Hz
# Einbaumaße:
Außendurchmesser: 102x102 mm
Einbaudurchmesser: 92 mm
Einbautiefe (incl. Korb): 42 mm
Korbrandhöhe: 4 mm

Der Hochtöner

Dazu habe ich kein Bild. Es ist en Motorola "Horn", keine genaueren Angaben. Ich denke einmal, die SPL war für die Chassis zu hoch, weswegen ein Widerstand angelötet wurde (10R 10%, siehe oben).

Das Dämm-Material

Anbei ein Foto vom Dämm-Material, das in den Boxen "über" der Weiche und hinter den Chassis steckte. Das Material war lose hinein gelegt, nicht verleimt oder ähnliches. Es hat einen ziemlich großen Schlitz, um so vermutlich an die Weiche zu kommen. Das herausnehmen war schon schwer, ich will nicht wissen, ob das wiedereinsetzen groß Sinn macht. Mal davon abgesehen, kann ich mir vorstellen, dass wenn die Matten verschoben sind, der Klang passe ist.

Die Dämmung selbst:
Material: Art Steinwolle
Weitere Daten: 3 Lagen a 3-5cm Dick, Maße ca 42cm x 25cm

Dies ist noch einmal das Material von der Seite. Sehr schön zu sehen ist die Dicke des Materials, der Schnitt und die 3 Lagen.

Wenn mich meine Kenntnisse nicht täuschen, so fängt Dämm-Material ab 10cm Dicke an ca 850Hz und aufwärts zu schlucken. Sprich, einen Teil der Tieftöner Frequenzen, wobei die Mitten und die Hochtöner vom Rückstoß (nennt man dies schon akustischer Rückstoß?) her abgetrennt sind. Sprich, sie arbeiten von diesem Moment an nur noch gerichtet. Wobei eine Dämmung bei "rückseitig geschlossenen" Chassis ja eigentlich sinnlos wäre, oder nicht?

Wie viel Dämm-Material muss ich aber wirklich nehmen?

Laut Wikipedia zum Thema Lautsprecher heißt es:
"Das Chassis bekommt durch die Federwirkung des abgeschlossenen Hohlraums eine weitere Komponente hinzu, die die Resonanzfrequenz und die Resonanzgüte erhöht. Zum Einbau in geschlossene Gehäuse verwendet man daher Chassis, die eine niedrige Freiluftresonanz und Gesamtgüte aufweisen. Der Innenraum muss zur Verringerung von Stehenden Wellen bedämpft werden, ideal ist eine reichliche Bedämpfung mit wärmespeicherndem Material, das die weitgehend adiabatische Kompression in eine weitgehend isotherme Kompression umwandelt. In Luft bedeutet das eine effektive Erhöhung des Innenvolumens um den Faktor 1,4."

Sprich, wenn das Innenvolumen ca 41,5cm x 23,5cm x 17,5cm (sprich 17066,875 kubik hat), müsste das Innenleben "mehr" sein als zur Verfügung steht? Oder wird hier von dem Faktor geredet, wie stark das Dämm-Material schluckt. Deswegen frage ich ja, wie "dick" müssen Dämm-Matten sein, da die im Vergleich zu Steinwolle ja im Normalfall einen höheren Absortionsfaktor haben.

Tja... ich denke mal, das ist ein relativ guter Einstieg. Kann man von hier aus in einfachen Schritten weiter machen? Wie gesagt, es wird ja keine komplett neue Box (mit neuen Bohrungen), nur ein Komponententausch, wobei die Chassis jedoch etwas "linearer" werden sollen (und auch tiefer runter gehen).

[Beitrag von AlexSmith am 19. Mai 2009, 06:36 bearbeitet]

ton-feile
Inventar

#4 erstellt: 19. Mai 2009, 11:35

Hi AlexSmith,

Sprich ich würde eine alte Box und ihr Konzept nehmen, allerdings nur neuere Komponenten hinein setzen damit ich noch einmal 10 Jahre etwas davon habe.

Das sollte eigentlich ohne viel Messtechnik funktionieren. Zumindest in der Theorie.

Das läuft auf eine Neukonstruktion heraus.
Das Gehäusevolumen ist dabei der kleinste Aufwand, auch wenn das vielleicht anders erscheint.
Andere Chassis machen einen völlig anderen Lautsprecher und dann kommt zum Tragen, was ich schon geschrieben habe.
Messen,Simulation, Aufbau, Hören, Nachbessern usw.

Hier kannst Du Dir mal eine Weichenentwicklung anschauen, wenn Du magst.

Wenn Du andere als die Originalchassis verwendest, ist eben vom ursprünglichen Konzept (abgesehen von Regalbox und drei Wegen) nichts mehr übrig.

Die beste Lösung wäre aus meiner Sicht, einen schon bestehenden Bauvorschlag zu suchen, der einigermaßen zum Gehäuse passt und die Komponenten incl. der passenden Weiche dann einzubauen.

Gruß
Rainer

[Beitrag von ton-feile am 19. Mai 2009, 11:35 bearbeitet]

AlexSmith
Schaut ab und zu mal vorbei

#5 erstellt: 19. Mai 2009, 15:28

Gut, dann den Harten weg:

- Wie gehe ich am besten vor?
- Wie "tief" muss die Frequenz "in der Box" beschnitten werden (neues Dämm-Material)?
- Wie steht es mit den Fragen in meinen obigen Posts?

Die Box ist schon verpfuscht worden, noch vor meinem Besitz, ich denke ich kann nicht mehr kaputt machen. Im Gegenteil sogar.