Actio = Reactio

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tmeyer
Schaut ab und zu mal vorbei

#1 erstellt: 18. Jun 2005, 00:55

Hat sich schon mal jemand von Euch Gedanken darüber gemacht, warum ein Subwoofer eigentlich so wackelt?

Gerade habe ich mir einen, auf dieser Seite auch schon oft genannten, Zebulon-Sub gebaut. Der AXX1010 haut einem schon einiges um die Ohren.

Allerdings ist mir aufgefallen, dass, trotz eines Gewicht des Treibers und der Box von ca 25KG, die Box ganz schön rüttelt.

Das kommt, denke ich mal, von den Kraftimpulsen der Membran, die ja irgenwie beschleunigt wird. Um diese Kraft umzusetzten, muss sich die Membran ja irgendwo "abdrücken". Das macht sie an Gehäuse, und wenn das rüttelt, wird die Energie dort verbraten, anstatt in Schall umgewandelt zu werden.

Meine Idee ist wie folgt:
Zwei Lautsprecher mit identischen Positionen gegenüber angebracht. Einer straht nach vorn, der andere nach hinten. Beide sind parallel geschaltet, bekommen also die identischen elektronischen Implulse und wirken mit der identischen Kraft auf das Gehäuse, nur aus entgegen´gesetzten Richtungen. Ideal, wäre es, das Gehäuse aus dieser Mechanik vollkommen zu entkoppeln, indem man beide Lautsprecher koppelt, also eine starre mechanische Verbindung zwischen beiden Körben schafft. So werfen sich beide ihrer genau gegeneinander gerichteten Impulse zu, nun die Energie kann nicht anders, als sich in Schall zu verwandeln.

Blöde Sache, aber das Prinzip ist von einer Panzerfaust. Weil der Schütze den Rückschlag eines vier Kilo-Geschosses niemals beim abfeuern halten könnte, wird eine identische Masse nach hinten aus der Waffe beschleunigt. Der Soldat muss die Waffe nur noch halten und hat keinen Rückschlag. (meine Schulter berichtet anderes, aber theoretisch eben ...)

Was meint Ihr dazu? Das gibt's doch bestimmt schon, oder?

LG, Thomas

clp99
Stammgast

#2 erstellt: 18. Jun 2005, 01:13

Nennt sich dann Isobarik!!!!! und ja, gibt es schon, aber eine schöne erklärung deines gedankenweges!

programme wie winISD, können dir das auch berechnen!

Mann kann ein Chassis auch entkoppeln, indem man die statische verbindung zwischen Korb und Box durch eine flexible ersetzt!

also der krob müsste gegen ein gel-kissen oder eine dickere silikonschicht gepresst werden!

tmeyer
Schaut ab und zu mal vorbei

#3 erstellt: 18. Jun 2005, 01:15

naja, wenn der Korb in einem Gelkissen hängt wird die Energie ja vom Gel aufgenommen.

Was hat sich bei der Version mit starrer Verbindung gezeigt? Gibt's eine lohnenswerte Verbesserung des Schalldrucks?

clp99
Stammgast

#4 erstellt: 18. Jun 2005, 02:22

Es geht ja immer darum, über welchen Weg, und wieviel Energie aufgenommen wird! fahr mal mit einem BMW in einen FIAT Panda oder gegen einen Betonpfosten, beides mit 100km/h! Am Ende steht der BMW, aber die frage ist, was überlebst du eher? Die Energie, welche umgesetzt wird, ist bei beiden gleich.

Ich sage mal ganz einfach, mann muss es dem Chassis ja nicht einfach machen, die Schwingungen an das Gehäuse zu übertragen! Also: Entkoppeln! Und das geht Klassisch mit 2 Wegen:

1 Flexible Verbindung
oder
2 Lange Laufwege

Bei Isobarik, verändert sich der komplette Frequenzlauf! probiere es einfach mal bei WinISD aus, am besten siehst du es in einem bandpass

das_n
Inventar

#5 erstellt: 18. Jun 2005, 07:22

halt, moooooooment! isobarik ist doch lediglich das aufeinanderschrauben von chassis, die dann verpolt werden um ein kleiners volumen zu benötigen (auch compound genannat):

http://www.lautsprechershop.de/hifi/compound15.htm

das was du meinst, nennt sich "impulskompensiert":

http://www.lautsprechershop.de/hifi/gravis.htm

http://www.lautsprechershop.de/hifi/bass_exh.htm

ducmo
Inventar

#6 erstellt: 18. Jun 2005, 09:02

So hab ich das auch verstanden...

@ tmeyer

Kannst du mal etwas genauer beschreiben, wie sich das "wackeln" bemerkbar macht!!! So wie ich dich verstanden habe, "rutscht" der Sub von vorn nach hinten... Ist eigentlich sehr merkwürdig, meiner bewegt sich nämlich keinen Millimeter! Das einzige was ich bei richtig Pegel spüre, ist das mitvibrieren der Gehäusewände... Steht der Sub auf Spikes, Gummifüße oder einfach flach auf dem Boden?

mfG Jan

sakly
Hat sich gelöscht

#7 erstellt: 18. Jun 2005, 10:14

Bei einer hohen bewegten Masse der Membran ist es natürlich sehr wichtig, dass das Gehäuse insgesamt sehr schwer ist, um den Impulsen etwas entgegensetzen zu können.
Ich habe da bei meinem Heimkinosub eine gute Erfahrung gemacht. Das Gehäuse mit Treiber wiegt etwa ebenfalls knapp 25kg. Als ich beim Basteln mal nur den Basstreiber über eine Aktivweiche voll angesteuert habe (naja, was heißt voll, er hat ca. +-1cm Hub gemacht), hat er schon gut Dampf gemacht. Es ist ein 30er Treiber mit 120g Membranmasse. Das Gehäuse war auch gut am arbeiten. Als ich mich mit meinen 80Kilo auf das Gehäuse gesetzt habe, wurde der Bass dermassen straffer, dass ich mir geschworen habe, in den nächsten Sub auf jeden Fall eine Sandkammer einzubauen, um das Gewicht wenigstens um 10-15 Kilo zu erhöhen. Das bringt wirklich bei Subs sehr viel.
Deine Idee die Impulse zu kompensieren, dürfte da ähnlich viel bringen. Natürlich auch Lautstärkeerhöhung.

10_BGS
Stammgast

#8 erstellt: 18. Jun 2005, 13:47

Hi,

wie das_n schon klargestellt hat handelt sich's bei dem Vorschlag natürlich um eine Impulskompensation, wie sie auch
in HobbyHifi schon ein paar Mal zum Einsatz kam.
Ich habe selber Subs nach diesem Prinzip aufgebaut und kann sagen, daß der gehäuseberuhigenede Effekt enorm ist. Was den
Schalldruck angeht ändert sich jetzt meiner Meinung nach kaum was. Denn auch im schlimmsten denkbaren Fall liegt das
Verhältnis Membranmasse zu Gehäusemasse immer noch bei 1:100 (okay - bei völlig abstrusen Konstrukten eventuell sogar
1:50). Für die Maximallautstärke relevante Energiemengen können daher vom Gehäuse kaum aufgenommen werden (außer
vielleicht bei mutwillig schlechtem Design).
Der eigentliche Vorteil liegt in der gesteigerten Präzision der Signalverarbeitung. Wo ein Sunfire-Schuhkarton wild
herumzappelt und trotz infernalischer Verstärkerleistung nur akustischen Brei von sich gibt, bekommt man bei einer
anständigen impulskompensierten Konstruktion einen straffen & rabenschwarzen Baß. Ich empfehle die Gänsehaut-Kontrolle:
Wenn du Angst kriegst (muß dazu nicht unbedingt laut sein) scheint der Sub gut zu sein.
Wie sakly schrieb kann man diesen Effekt durch enorme Zusatzmasse ebenfalls erreichen. Ist bestimmt weniger
aufwändig, sowie billiger, aber wenn man das konsequent betreibt, ist der Subwoofer nachher kaum noch transportabel.
Die dritte Möglichkeit wäre das Gehäuse fest an die Wand zu schrauben (quasi unendliche Zusatzmasse), was aber bezüglich
Verrückbarkeit und Anregung stehender Wellen im Raum wieder Nachteile mit sich bringt.

Servus,

Simon.

simdiem
Stammgast

#9 erstellt: 18. Jun 2005, 14:03

cool noch ein Simon...

gruß Simon

10_BGS
Stammgast

#10 erstellt: 18. Jun 2005, 18:06

Jaa, und im Gegensatz zu deinem Avatar stellt meiner nicht meine Freundin dar.

tmeyer
Schaut ab und zu mal vorbei

#11 erstellt: 18. Jun 2005, 22:22

ho!

noch einmal mein Denkansatz:

(1)Wo bleibt die Energie, die die Box wandern lässt?
Antwort: Bewegungsenergie des Gehäuses, verbraten durch Reibung.

(2)Wo sollte sie hin?
Antwort: In den abgestrahlten Schall.

Lösungsansatz:
(1)Schweres Gehäuse. Sand im Sockel.

Problem:
Energie geht in den Sand.
(Kleines Zugeständnis: Eine höhere Masse bewirkt weniger wackeln, dennoch wird der Impuls auf das Gehäuse übertragen)

Anmerkung:
Ein entkoppeltes Chassis schwingt in der Einbettung hin und her. Hier wird zum einen weniger Energie in Schall umgeandelt, weil viel für das Schwingen des Chassis drauf geht, zum anderen nimmt das Trägermaterial viel Energie auf.

Lösungsansatz:
(2)Starre Verbindung zwischen zwei entgegengesetzt arbeitenden Chassis. Das ergibt ein geschlossenes System und der einzige Weg für unsere Energie ist, sich an der Luft in Schall umzuwandeln.

Oder liege ich jetzt voll daneben?

Gibt's hier keinen Physiker? Mein Physik-LK ist schon 6 Jahre her

Hey, Ihr seid SUPER! Bin seit langem mal wieder in einem Forum, und ich find's klasse hier!
Die Art, auf die ich das oben geschildert habe, ist nicht böse gemeint, versuche nur mich möglichst unumständlich auszudrücken. Ist vielleicht etwas ungeleng, aber mir fehlen noch dir fachtermini.

Liebe Grüße,
Thomas

10_BGS
Stammgast

#12 erstellt: 18. Jun 2005, 23:58

@tmeyer:

Hi,
bei mir ist's mit dem Physik-LK noch etwas länger her, habe mir die Sachen aber wie ich hoffe einigermaßen frisch
gehalten.
Dein Ansatz ist prinzipiell schon richtig: Der vom Gehäuse aufgnommene Impuls und die damit verbundene Bewegungsenergie
wird irgendwann in Wärme umgesetzt.
Wieviel Impuls und Energie die Kiste durch die schwingende Membran mitbekommt ist durch die beiden entsprechenden
Erhaltungssätze festgelegt. Da kommt kurz gesagt raus, daß eben das schon erwähnte Massenverhältnis die entscheidende
Größe ist. Eine extrem schwere Box schwingt nicht nur deswegen schwächer, weil sie eben stabiler ist, sondern sie
nimmt tatsächlich weniger Energie auf.
Dazu das Billiardkugelbeispiel: Eine rollt, die andere ruht und wird von der rollenden zentral getroffen. Nachher liegt
die erste still und die andere bewegt sich mit der Geschwindigkeit, die Nummer eins zuvor aufwies. Der
Energieaustausch war also komplett und zwar, weil die Kugeln genau gleich schwer sind.
Der andere Extremfall: Ball gegen Hauswand. Da hier das Massenverhältnis quasi 1 : Unendlich ist fliegt der Ball
nach dem Aufprall mit annähernd der ursprünglichen Geschwindigkeit in die Gegenrichtung.
Fazit: Eine Sandkammer in einem Lautsprechergehäuse ist nicht nur deswegen sinnvoll, weil etwaige Bewegungsenergie
durch Reibung zwischen den Körnern sehr effizient und ohne lästige Rüttelphänomene in Wärme umgewandelt wird, sondern
auch, weil dann einfach weniger zum Vernichten da ist.
Aber zum Glück muß man es sich eigentlich so genau gar nicht überlegen. Daß Masse nicht verkehrt ist erschließt sich ja
irgendwie von selbst - oder?

Servus,

Simon.

sakly
Hat sich gelöscht

#13 erstellt: 19. Jun 2005, 05:44

10_BGS schrieb:

Servus,

Simon.

Full ack.

tmeyer
Schaut ab und zu mal vorbei

#14 erstellt: 19. Jun 2005, 12:25

Jau, hast recht!

Wäre es denn kein Vorteil, wenn man die Masse des Gesamtsystems, die notwendig ist, um die Energieübertragung gering zu halten, durch Einsatz eines entgegen gerichteten Strahlers, kompensieren könnte?

10_BGS
Stammgast

#15 erstellt: 19. Jun 2005, 12:38

Ja sicher, das ist der Sinn!

Wie bereits geschrieben handelt es sich dabei um den konsequentesten, wenngleich nicht billigsten Weg. Bei meinen
solchermaßen konstruierten Subs habe ich lediglich eine Wandstärke von 16 mm MDF (Schallwände 20 mm) und trotzdem
rührt sich da nix. Obwohl ein danebenstehendes Sofaelement sichtbar vibriert (durch den Luftschall angeregt) spürt man
praktisch keine Erschütterungen, wenn man den Zeigefinger direkt auf's Subwoofergehäuse legt. Wird dagegen einer der
Tieftöner abgeschaltet nehmen die Vibrationen zu, trotz nur noch halber Verstärkerleistung. Und die Bassqualität büßt deutlich
ein.

Gruß, Simon.

ducmo
Inventar

#16 erstellt: 19. Jun 2005, 13:10

Durch Ankoppel an den Fußboden mit Spikes kann man quasi die Masse des Estrichs mitnutzen. Wenn du im Moment durch weiches Material eher entkoppelst, könnte das einen deutliche Unterschied bringen!

mfG Jan