Subwoofer mit schweren Gasen befüllen

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DjDump
Inventar
#1 erstellt: 07. Feb 2012, 21:46
Hallo,
Ich habe da eine etwas ausgeflippte Idee bekommen.

Wie alle wissen macht Helium die Stimme hoch, weil die Schallgeschwindigkeit statt normalen 343m/s 981m/s beträgt. Was vielleicht nicht alle wissen ist, dass es auch Gase gibt die die Stimme ganz tief machen, zum Beispiel Schwefelhexafluorid.

Im Subwooferbau wird ja so gut wie immer gedämpft, auch um die Schallgeschwindigkeit herabzusetzten. 300m/s sind da glaube ich drin. In Schwefelhexafluorid beträgt die Geschwindigkeit allerdings nur 129m/s.

Jetzt muss man nur 1 und 1 zusammenzählen.
Warum befüllt man nicht einfach einen Subwoofer mit solchen Gasen? Damit wären wirklich extrem kleine Gehäuse möglich. Der Subwoofer müsste geschlossen sein, also entweder normal geschlossen oder mit Passivmembran. Oder einfach ventilierter Bandpass.


Was haltet ihr von der Idee? Wurde sowas schonmal getestet?

Leo
Owel
Stammgast
#2 erstellt: 08. Feb 2012, 09:26
Sind Chassis wirklich so dicht dass da kein Gas entweicht?
Lassen sich diese Gase auch so gut zusammendrücken wie unsere Luft?

Funktionieren die Chassis überhapt noch wenn auf der einen Seite Luft und auf der anderen dieses "langsame" Gas ist?
Man könnte ja auch mal nen Sub mit destilliertem Wasser füllen...

Grüße
Owel
clapton
Stammgast
#3 erstellt: 08. Feb 2012, 11:53
Dann befülle den Subwoofer lieber mit Bier, kannste nach Beendigung des Versuches dann wenigstens austrinken .
Mal im Ernst, Wasser in flüssiger Form läßt sich nicht verdichten, die Membran würde sich nicht einen mm bewegen.
Ob schwere Gase im Sub was bringen, bezweifle ich.Du hörst ja beim Cb-Sub, dass was vor der Membran passiert und da ist dann immernoch Luft.

LG Clap!
DjDump
Inventar
#4 erstellt: 08. Feb 2012, 13:44

Du hörst ja beim Cb-Sub, dass was vor der Membran passiert und da ist dann immernoch Luft.

Sicher, aber das gehäuse hat ja auch einen Einfluss. Sonst wäre dessen größe ja egal.

Das gas würde nur zur virtuellen Gehäusevergrößerung dienen.

Ich denke die Chassis sind dicht genug. Vielleicht sollte man nicht gerade welche mit Schaumstoffsicke nehmen.
Marcel1991
Stammgast
#5 erstellt: 09. Feb 2012, 01:58
Ich finde die Idee ziemlich genial ..und platzsparend


Lassen sich diese Gase auch so gut zusammendrücken wie unsere Luft?


Der Thermodynamik nach, ja.

Wenn man das Gehäuse (zu 100%) mit einem schwereren Gas füllt wirkt ein etwas größerer Druck auf das Chassis, da das Gas eben schwerer ist, als jene Luft auf der anderen Seite.
Wie groß diese Differenz ist kann man auch berechnen, aber ich nehme mal an, dass der Faktor relativ gering ausfällt, sofern man nicht gerade ein 200L Gehäuse für einen 12" baut..

Man könnte auch das Chassis soweit wie möglich nach oben ins Gehäuse setzen und das gehäuse nur bis zum unteren Chassisrand mit dem Gas füllen, da es schwerer is bleibt es unten und am Chassis selbst ist wie üblich halt "normale" Luft. Könnte man dann u.a auch Upfire-Subwoofer nennen..

Wobei es interessant wäre wie gut das funktioniert, denn rein theoretisch, sofern man das gehäuse 100%ig mit dem Gas füllen kann, ließe sich das Gehäusevolumen virtuell um das 18,79 fache vergrößern,
denn der Schall braucht um die selbe Strecke zurückzulegen, wie in der Luft, 2,658 mal so lange.
Auf 343m/s bezogen wäre dies so, als wenn eine Gehäuseseite 2,658 mal so lang wäre.
Da sich der Schall in 3 Richtungen ausbreitet wird jede Seite 2,658 mal so lang. Also 2,658³ und das ergibt 18,798.

Wäre mit Sicherheit einen Versuch wert.

Gruß

Marcel
Ezeqiel
Inventar
#6 erstellt: 09. Feb 2012, 02:22
Bei aller Experimentierfreude möchte ich nur folgendes zu bedenken geben:

Ein Wikipedia-Autor schrieb:
"SF6-Gas ist laut einer Studie des Intergovernmental Panel on Climate Change (Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen) das stärkste bekannte Treibhausgas. 1 kg dieses Gases ist, auf einen Zeitraum von 100 Jahren betrachtet, genauso schädlich wie 22.800 kg Kohlendioxid (CO2).[3] Wegen der sehr geringen Konzentration von SF6 in der Erdatmosphäre (ca. 0,005 ppb volumenbezogen, was 0,12 ppmV CO2-Äquivalent entspricht.; CO2 ca. 385 ppm) wird sein Einfluss auf die globale Erwärmung jedoch als verhältnismäßig gering betrachtet. Es trägt nicht wesentlich zur Zerstörung der Ozonschicht bei. Der Abbau des SF6-Gases in der Atmosphäre durch energiereiche UV-Strahlung der Sonne dauert ca. 3.200 Jahre. Die Emission durch elektrotechnische Anlagen in Deutschland betrug 1997 10 % von 238 t der Gesamtemission.

Der Anstieg der SF6-Konzentration in den letzten Jahren ist aber enorm. So stieg er an der Station Bukit Kototabang in Indonesien von 5,3 ppt Anfang 2004 auf 6,3 ppt Ende 2008, was einem Anstieg um ca. 19 % in nur 5 Jahren entspricht. [9]"

Zitat www.wikipedia.org


Viele Grüße,
Ezeqiel
B.Peakwutz
Inventar
#7 erstellt: 10. Aug 2012, 22:13
Hallo,

wir hatten das Thema auch eben in einer kleinen Runde kurz angeschnitten, ich wecke deswegen den Thread wieder auf.

Ich finde es sehr interessant, Das Tuning bei geschlossenen Gehäusen würde um ein vielfaches sinken.

Ich vermute, dass die Luft vor der Membran keine so große Rolle spielt. Sie hat zwar eine Trägheit, aber die Eigenresonanz des Raumes, sei es im Auto oder zu Hause wäre wohl so tief, dass sie nicht zum tragen kommt (wie bisher auch).

Ein größeresProblem sehe ich damit die Kiste absolut dicht zu bekommen. Die Chassis an sich sind sicherlich dicht (Schaumstoffsichen und Phaseplugs ausgenommen), das Gehäuse könnte man innen noch harzen, das Terminal kann man von inenn auch ausgießen und das Chassis verkleben. Solange man keine Einschlagmuttern nutzt sollte es über Jahre dicht sein.

Nun könnte man anstelle von SF6 auch einfach CO2 nehmen, der Literaturwert der Schallgeschwindigkeit in CO2 beträgt rund 267m/s (bei 20°C). Es wäre auch leichter zu beschaffen.


Man könnte auch das Chassis soweit wie möglich nach oben ins Gehäuse setzen und das gehäuse nur bis zum unteren Chassisrand mit dem Gas füllen, da es schwerer is bleibt es unten und am Chassis selbst ist wie üblich halt "normale" Luft. Könnte man dann u.a auch Upfire-Subwoofer nennen..
Das würde keinen Sinn machen. Die Gase würden sich mit der Zeit vermischen und sich auch nicht mehr trennen.

Wie sehen andere Meinungen zu dem Thema aus? An CO2 kommt man ja relativ leicht heran.

Übrigens: wenn SF6 so ein gefährliches Treibhausgas ist, was spräche denn dagegen es der Athmosphäre über eine Rektifikation/Membranen wieder zu entziehen? Sollte eigentlich möglich sein und wird zumindest in der Edelgasgewinnung gemacht. Dann kann man es ja in seine GGs einsperren und sich freuen, dass man der Umwelt hilft

Viele Grüße, Christian
cwolfk
Moderator
#8 erstellt: 10. Aug 2012, 22:27
Ich sehe immernoch in der Dichtheit des Gehäuses das Problem.

Evtl läuft es auf as gleiche Hinaus, wie beim "Reifengas". Dort wird ja der Reifen mit Stickstoff befüllt, der sowieso knapp 80% unserer Luft ausmacht. Da der Sauerstoff nun leichter entweicht als der Stickstoff, erhöht sich die Konzentration des dichteren Gases sowieso mit der Zeit und der angebliche Vorteil schwindet.

Was sagt ihr zu dem Vergleich?

Ansonsten: Lohnt sich der technische und finanzielle Aufwand um etwas Platz zu sparen?
B.Peakwutz
Inventar
#9 erstellt: 10. Aug 2012, 22:48
Hi,


cwolfk schrieb:
Evtl läuft es auf as gleiche Hinaus, wie beim "Reifengas". Dort wird ja der Reifen mit Stickstoff befüllt, der sowieso knapp 80% unserer Luft ausmacht. Da der Sauerstoff nun leichter entweicht als der Stickstoff, erhöht sich die Konzentration des dichteren Gases sowieso mit der Zeit und der angebliche Vorteil schwindet.

Das hängt nur zweitrangig mit der Dichte zusammen, eher spielen da stereometrische Faktoren eine Rolle. Zudem hat man auf einem GG nicht einen derartigen Überdruck, dass man es ständig neu aufpumen muss Ich habe bisher auch noch niemanden ein Molekularsieb aus einem Lautsprecher und Holz bauen sehen


Ansonsten: Lohnt sich der technische und finanzielle Aufwand um etwas Platz zu sparen?
Im Auto sicher! Im Endeffekt könnte man ein kleines Loch in ein Gehäuse bohren, Trockeneis rein, Chassis rein, Loch nach oben stellen und über Nacht füllt sich das Gehäuse selbst. Loch abdichten und fertig. Trockeneis kostet nicht die Welt und kann über Internet bestellt werden. (oder man kennt eben "jemanden").
EDIT: Oder wenn der CO2-Löscher wieder zur längst überfälligen Prüfung muss...

Grüße, Christian


[Beitrag von B.Peakwutz am 10. Aug 2012, 23:20 bearbeitet]
10_BGS
Stammgast
#10 erstellt: 16. Aug 2012, 15:37
Hi,

ich habe irgendwie Schwierigkeiten mit der Idee es würde reichen sich die Schallgeschwindigkeit anzusehen.
Wenn man das rückwärtige Volumen drastisch verkleinert wird sich doch auch die daraus resultierende Federhärte und damit die Resonanzfrequenz erheblich erhöhen. Da helfen meiner Meinung nach auch keine exotischen Gase. Denn auch die verhalten sich doch näherungsweise ideal und werden gleiche Membranauslenkung bei gleichem Volumen mit gleichem Druckanstieg quittieren.
Oder ist meine Sichtweise zu statisch?

Grüße,
10 BGS.
B.Peakwutz
Inventar
#11 erstellt: 16. Aug 2012, 15:43
Hi,

den Gedankengang hatte ich auch schon, allerdings bin ich der Meinung, dass es keine große Rolle spielt, da der Druckanstiegt ja maximal mit Schallgeschwindigkeit im Gehäuse stattfindet. Aber das ist lediglich eine Vermutung

VieleGrüße, Christian


[Beitrag von B.Peakwutz am 16. Aug 2012, 15:44 bearbeitet]
Big_Määääc
Inventar
#12 erstellt: 20. Aug 2012, 12:44
nur mal wegen der theoretischen Natur.
bei 340 zu 130 m/s Schallgeschwindig - um wieviel Prozent könnt man denn das Gheäusevolumen kleiner wählen - bei gleicher TuningFrequenz und Gehäusegüte ???

der Wirklungsgrad des Lautsprechers müßt sich doch auch verschlechtern, oder nicht ???
DjDump
Inventar
#13 erstellt: 20. Aug 2012, 12:58

Marcel1991 schrieb:

Wobei es interessant wäre wie gut das funktioniert, denn rein theoretisch, sofern man das gehäuse 100%ig mit dem Gas füllen kann, ließe sich das Gehäusevolumen virtuell um das 18,79 fache vergrößern,
denn der Schall braucht um die selbe Strecke zurückzulegen, wie in der Luft, 2,658 mal so lange.
Auf 343m/s bezogen wäre dies so, als wenn eine Gehäuseseite 2,658 mal so lang wäre.
Da sich der Schall in 3 Richtungen ausbreitet wird jede Seite 2,658 mal so lang. Also 2,658³ und das ergibt 18,798.

Wäre mit Sicherheit einen Versuch wert.

Gruß

Marcel
Big_Määääc
Inventar
#14 erstellt: 20. Aug 2012, 13:32
ach ja heheheheeee das stand ja schonmal etwas weiter höher *blind*

ich hab die im Gehäuse einschlossenen Luft immer als Masse-Feder-System angesehen,
und nie in der Gehäuseausdehnung.

da ich das zum Glück nicht studieren muß sollts auch nicht existenziell wichtig sein,
da bleib ich lieber bei Fließwiderständen in recht fester Form,
die brauch man nicht so oft nachfüllen falls etwas leck ist !
Marcel1991
Stammgast
#15 erstellt: 20. Aug 2012, 16:34
Es gibt gute aber auch einige schlechte Nachrichten..

Fangen wir mal mit den schlechten an:

Wie sich herausstellte spielt die Dichte des Mediums ebenfalls eine Rolle, dadurch ist der Effekt nicht ganz so extrem wie wir es uns gerne erhofft hätten, da Schwefelhexafluorid viel schwerer ist als Luft 6,63kg/m³ gegen ~1,20kg/m³.

Folgende "schlechte" Auswirkungen entstehen bei Befüllung mit Schwefelhexafluorid.

- Wie Big_Määääc vermutete sinkt der Wirkungsgrad des Subwoofers durch solch eine Aktion, ca 2db.
- Gruppenlaufzeit verschlechtert sich, aber nur minimal eig kaum Erwähnenswert
- Frequenzgang fällt nach oben hin bisschen früher und steiler ab.


Kommen wir nun zu den Vorteilen die das Schwefelhexafluorid uns bietet.

- Benötigte Volumen sinkt um ca. 28,5%
- Macht weniger Hub bei gleicher Frequenz und Leistung
- Höherer WAF..

Je nach Anwendung bzw. Vorhaben z.b SBA/DBA mit relativ großen Chassis und noch größeren Gehäusen machen sich die knapp 30% durchaus bemerkbar, der aber wohl wichtigere Vorteil ist der geringere Hub den das Chassis macht. Das lässt sich auch großzügiger entzerren, sofern das Chassis das mitmacht.

Oder aus einem 300l Gehäuse werden 200l und dabei macht das Chassis weniger Hub als in 200l mit normaler Luft.

Macht vorallem bei Heimkino Sinn, da muss der Subsonic dann nicht so früh eingreifen.

Hier mal ein paar Screenshots aus WinISD welches, wie ich durch Zufall gesehen habe (bzw. durch einen ungewollten Klick auf den falschen Reiter) auch andere Gase als "Luft im Rücken" zulässt.

Dazu beim Driver Editor auf den Reiter "Advanced Parameters" klicken und Schallgeschwindigkeit und Dichte des jeweiligen Gases eingeben.

Im folgenden Simus ist die Gelbe normal mit Luft bzw. Standard.
Die violett farbene Kurve ist Schwefelhexafluorid.
Die grüne Kurve ist mit 130m/s und Dichte 3,63kg/m³
Die hellblaue Kurve ist ebenfalls mit 130m/s jedoch mit Dichte der Luft 1,20kg/m³.

Schwefelhexafluorid vs Luft SPL

Schwefelhexafluorid vs Luft SPL 100W

Schwefelhexafluorid vs Luft Hub 100W

Schwefelhexafluorid vs Luft Imp

Schwefelhexafluorid vs Luft GLZ

Nun müsste man sich auf die Suche nach dem perfekten Gas machen oder Gasgemisch. Und letztendlich die Frage "Wie viel db Wirkungsgrad ist mir ein noch kleineres Gehäuse Wert?" beantworten.

Ich denke bis ca. 3-4 db sollten eigentlich "allgemein" vertretbar sein, vllt kommt man damit auf die halbe Gehäusegröße. Oftmals sind die Subwoofer ja eher mechanisch als elektrisch am Ende, dann könnte man das noch etwas ausreizen. Nehmen wir mal an am Ende fehlen 2db. Dafür hat man die halbe Größe, weniger Gewicht, weniger Holzkosten, weniger Finishkosten.
Einzig die Kosten für das Gas kämen hinzu, dazu habe ich aber nichts gefunden.

Gruß

Marcel
Big_Määääc
Inventar
#16 erstellt: 20. Aug 2012, 17:27
oh das ist aber mach richtig schick erklärt

aber wenn das im Endeffekt nur 30% Volumenersparnis bringt,
kann man auch weiterhin mit normalen Dämmstoffen und Gehäuseformen arbeiten.

wer die MasseErhöhung und damit tiefer fs durch das Gas schön findet, kann auch einfach Gewichte auf die Membran pappen.
JesusonSpeed
Inventar
#17 erstellt: 20. Aug 2012, 18:21
Und was ist wenn man Dämmstoffe, solche Gase und Gewichte auf der Membran kombiniert?
Wieso sollte man das nicht einfach mal auf die Spitze treiben?
derboxenmann
Inventar
#18 erstellt: 20. Aug 2012, 18:31
Das gabs doch alles schon
Es funktioniert (teilweise) und hat (teilweise) Vorteile, aber auch jede Menge Nachteile

DjDump
Inventar
#19 erstellt: 20. Aug 2012, 20:42

derboxenmann schrieb:
Das gabs doch alles schon
Es funktioniert (teilweise) und hat (teilweise) Vorteile, aber auch jede Menge Nachteile

:prost


Verrätst du uns auch wo?

@ Marcel1991

Vielen Dank. Du hast die Idee gerade ein gigantisches Stück vorangebracht.
Marcel1991
Stammgast
#20 erstellt: 20. Aug 2012, 23:15
Gerngeschehen

Es gibt aber dem Anschein nach ein kleines Problem. WinISD bezieht den gesamten Raum für das andere Gas ein, hätte ich genauer hingesehen, hätte ich die Zeile "Environment" (Umwelt) nicht übersehen.

Ist aber nicht so Schlimm, denn ich hab mal die Edelgase durchprobiert und da fiel mir dann auf das da was nicht stimmen kann bzw. dass bei der Berechnung eben der ganze Raum einbezogen wird.

Bei Krypton und Xenon stieg der Wirkungsgrad mächtig an, da schaffte der kleine CHR-70 stolze 104db@1W/m.. Hätte ich zwar nichts gegen, aber das ist dann ja doch eher unwahrscheinlich, auch wenn das ganze dann ziemlich lustig wäre Impedanz und Hub schossen dabei auch in die Höhe, als Sat wäre er aber doch zu gebrauchen gewesen mit 48db/oct Highpass...

Angesichts dieser Beobachtung gehe ich davon aus, dass sich der Wirkungsgrad NICHT ändert bzw. wenn nur minimal abweicht, da das Medium in dem der Schall übertragen wird sich ebenfalls NICHT geändert hat.

Im inneren des Gehäuses mag die Sache natürlich anders aussehen, da durch das andere Medium andere akustische Eigenschaften vorhanden sind, genauso so wie das andere Verhalten beim Masse-Feder-System durch die andere Dichte.


Verrätst du uns auch wo?


Das würde mich auch interessieren.

Gruß

Marcel
derboxenmann
Inventar
#21 erstellt: 21. Aug 2012, 00:51
Ich meine mich an einen Subwoofer zu erinnern auf einer Messe im CarHifi...
vielleicht weiß einer noch genaueres... so oder so - man kanns ja auch mal wieder ausgraben und neu bauen
Black-Devil
Gesperrt
#22 erstellt: 21. Aug 2012, 03:16
Die Frage ist ja auch, wie lange sich ein solches Gas wirklich in einem Gehäuse einschließen ließe. Schon eine nicht 100%ig dichte Verklebung/Verschraubung (und ob Chassis wirklich auch Luftdicht sind?) und das Ganze wäre fürn A...


[Beitrag von Black-Devil am 21. Aug 2012, 03:17 bearbeitet]
DjDump
Inventar
#23 erstellt: 21. Aug 2012, 11:35
Also das Gehäuse Lutfdicht zu bekommen ist recht leicht, da verkleidet man die Wände einfach von innen mit Harz und dann kommt nichts durch.
Chassis verkleben ist natürlich kritisch, aber ich denke, mit den richtigen Abdichtgummis geht das auch.

Papiermembranen könnten bei Chassis leicht luftdurchlässig sein, aber bei den meisten anderen Membranmaterialien sollte es da zu keinen Problemen kommen. Die Sicke sollte halt nicht gerade aus Schaumstoff sein..

Es gibt ja schließlich auch Wasserdichte Lautsprecher, die Wasser sehr gut abhalten.
derboxenmann
Inventar
#24 erstellt: 21. Aug 2012, 11:45
Bitte nicht "Wasserdicht" mit "Gasdicht" verwechseln
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