Wie funzt ein Sub? Subwooferaufbau mal in 3D

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Sound-Pressure
Inventar

#1 erstellt: 11. Mrz 2006, 00:46

Tag an alle!

Also langweilig ist mir nicht gerade, aber da wir immer mal wieder ja Gehäuse in 3D planen, hab ich mir mal die Mühe gemacht, einen Subwoofer in 3D zu konstruieren.

Da wir nun ein neues Homepage-Design haben (

www.CarHifi-Gehaeuse.de) und auch einen großen Hilfe / Faq Bereich einbauen wollen, soll es später mal die Rubrik geben "Subwooferaufbau und Funktionsweise" was man ja in der jetzigen AutoHifi nachlesen kann.

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Subwoofer-Aufbau in 3D

Bild 1

zu sehen ist hier die Spulenhülsen und die darüberliegende Schwingspule

Bild 2

die untere Polplatte führt die ganz Spule mit ihrem Kern
und dient als Auflage für die Magnetscheiben

Bild 3

so siehts dann aus, wenn die Magnetscheiben draufliegen

Bild 4

nun liegt die obere Polplatte drauf und es fehlt nur noch der Gußkorb,
um die Magnetscheiben mit den Polplatten zu verschrauben

Bild 5

so endlich der scheiß Gußkorb fertig, denke er ist ganz gut geworden,
ganz unten evtl schon den transparenten Gummiring zu sehen (Magnetscheibenschutz)

Bild 6

dann kommt eine oder zwei Zentrierspinnen hinein, die sorgen für die optimale Konzentrität damit die Spule im Woofer nicht kratz, hängen bleibt und der Woofer abraucht

Bild 7

die Membran ist mit das wichtigste, sie bringt die Luft in Schwingung, durch ihre Fläche bewegt Sie Luftmasse und gibt die Schallwellen weiter, desto größer die Fläche, desto besser

Bild 8

die Sicke sorgt für einen Rückhalt, dass der Woofer nicht abhaut

auch für eine Abdichtung und weitere Zentrierung

Bild 9

das Dustcap sagt schon alles, es schützt vor Dreck/Staub, dass die Spule sauber arbeiten kann

Bild 10

zuletzt kommt noch ein Dichtband über die Sicke

Bild 11

hier mal alle Ansichten, wems gefällt ?!

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Im Einsatz !!!

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Wie funktioniert nun ein Sub???

Zunächst ist mal zu erwähnen, dass ein Subwoofer dazu da ist, das Bassfundament in einer Car&Hifi Anlage aufzupeppen.
Es gibt es demzufolge für alle Frequenzbereiche verschiedene Lautsprecher, wie z.B. die Subwoofer, die für tiefe Frequenzen ab ca. 80Hz bis in den Keller konzipiert sind. (ca. 15-20Hz, was man mit dem menschlichen Ohr fast nicht mehr wahrnehmen kann).

Wie der Lautsprecher "Subwoofer" genannt wird, liegt auch auf der Hand, der Name "Sub" kommt nämlich aus dem lateinischen und heißt "unten".

Die funktionsweise eines Subwoofers ist aber nicht viel anders als bei einem normaler Lautsprecher, ein Subwoofer ist nur größer dimensioniert, was er auch sein muss, weil wenn ein Suwoober tiefe Töne spielen soll, muss er mehr Luftmasse bewegen. Demnach ich es also besser, wenn der Subwoofer so groß wie möglich ist, man sollte aber auch beachten, dass der Subwoofer mit zunehmender Größe und Masse immer träger wird, darum empfiehlt es sich, lieber 2x 30" Subwoofer zu nehmen.

Mein Tipp: bei einem Subwoofer-Kauf immer mit auf die Fläche SD zu achten, am besten zu vergleichen, dort kann man dann noch in Abhängigkeit von Hub Xmax aussagen, welchen Wirkungsgrad der Subwoofer hat.

So, doch wie wird nun die Membran in Hub verstetzt? Bei einem Subwoofer sitzt eine Spule oder mehrere Spulen, in der Mitte eines Dauermagneten (siehe Bild 2,3,4). Wird die Spule nun mit Wechselstrom von der Endstufe, in Form des Musiksignals durchflossen, dann stößt sich die Spule an dem umliegenden Magnetfeld ab und bewegt somit die Membran, das Dustcap und die Sicke (siehe Bild 7,8,9).

Diese Membran und das Dustcap geben somit mit ihrer die Bewegung die Schallwellen an die Luft ab, sie verdrengen die Luft und schieben somit die Luftmasse vor sich her, die dann am Ende als Töne in unseren Ohren hörbar sind. Bei Subwoofern wird im Grunde dann die Luft in ohren "gedrückt", darum sagt man ja meistens, dass die Subwoofer drücken müssen!

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Wie kommt es nun vom Audio-Signal zum Ton?

zitiere "Tylon"

Nach dem das Radio über die Chinch das Audio-Signal zum Verstärker übermittelt hat, sendet der Verstärker die Töne als Strom bzw. Spannungskurve an den Lautsprecher.
Dieser Strom erzeugt durch die Lorentz-Kraft in der Schwingspule ein elektromagnetisches Feld.
Dieses Feld "verträgt" sich aber nicht mit dem schon vorhandenen magnetischen Feld des Ferro- oder Neodym-Magneten.
Also stoßen sich beide wie 2 Magneten auch voneinander ab.
Da der Magnet ja nicht wandern kann, wird nur die Schwingspule herausgedrückt, diese ist ja mit der Membran verbunden, und drückt diese heraus.
Dieses verschieben der Membran ist gleichbedeutend mit einer Luftdruckveränderung, weil ja auf der einen Seite der Membran die Luft um mehrere cm³ zusammengeschoben wird. so eine Luftdruckveränderung kann man in der Physik entweder in Pascal angeben oder auch in dB(SPL), also kommt dadurch die Lautstärke zustande.
Da der Verstärker ja aber die Spannung und den Strom bei fortschreiten der Musik ständig anpasst, ändert sich auch die Stärke des magnetischen Feldes und die Schwingspule geht weiter heraus bzw. wieder herein. (je nachdem)
dadurch wird der Luftdruck ständig verändert.
Genau diese ständigen Änderungen wandelt unser ohr dann zurück in Töne und wir hören Musik.
Geht die Schwingspule allerdings wieder zurück wird noch ein Strom durch die sogenannte Induktion erzeugt, der zurück in den Verstärker geschickt wird und von diesem kompensiert werden muß.

Dieses bezieht sich aber nicht nur auf Woofer, sondern auch auf normale Lautsprecher nach dem klassischen Lautsprecherprinzip.

Außerdem ist zu erwähnen, dass 98% der zugeführten Leistung in Wärme umgewandelt werden.

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Es ist vollbracht, ich hoffe nun weis jeder ein wenig mehr, wie ein Woofer funktioniert, mehr dazu kann man bald auf unserer Homepage lesen, dann evtl. auch mit animiertem Woofer

[Beitrag von Sound-Pressure am 12. Mrz 2006, 12:05 bearbeitet]

Soundjunk
Stammgast

#2 erstellt: 11. Mrz 2006, 01:31

Gefällt mir.

Reandy
Inventar

#3 erstellt: 11. Mrz 2006, 01:35

und dir ist nicht langweilig

nein, echt eine tolle idee, da muss ja reichlich arbeit drinnenstecken, kompliment...

Sound-Pressure
Inventar

#4 erstellt: 11. Mrz 2006, 01:40

danke ja, 5 stunden warns bestimmt

Soundjunk
Stammgast

#5 erstellt: 11. Mrz 2006, 01:43

Aufruf an die Mods: Pinnt den Thread! Finden ihn sehr gelungen.

samege
Stammgast

#6 erstellt: 11. Mrz 2006, 01:54

Find ich echt gut! Respekt! Mit welchem Programm hast denn da gearbeitet?

Gruß

Faulgurke
Ist häufiger hier

#7 erstellt: 11. Mrz 2006, 01:56

Wäre ich auch dafür, vor allem weil sich der Aufbau einer "normalen" Box eigentlich grundsätzlich nicht wirklich anders ist... sehr anschaulich, Kompliment

Sound-Pressure
Inventar

#8 erstellt: 11. Mrz 2006, 02:15

Danke schön

wenns gepinnt wird, dann schreibe ich auch noch ausfürhlicher die Bildtexte/-erklärungen dazu.

Greetz

freeman2803
Stammgast

#9 erstellt: 11. Mrz 2006, 05:11

prima,sehr gut gemacht,kompliment.
bin auch dafür das es gepinnt wird,ist vielleicht für manche hilfreich um überhaupt erst einmal die funktionsweise eines lautsprechers zu verstehen.

freeman

FallenAngel
Inventar

#10 erstellt: 11. Mrz 2006, 05:35

ich sehe da keine bilder.

€: jetzt gehts

[Beitrag von FallenAngel am 11. Mrz 2006, 15:56 bearbeitet]

Smexer
Stammgast

#11 erstellt: 11. Mrz 2006, 06:50

woow.. nicht schlecht!

morphii
Inventar

#12 erstellt: 11. Mrz 2006, 07:31

Sehr schön gemacht

Nur leider ist das nur der Aufbau, und keine Erklärung wie "ein Sub funzt", so wie's im Titel steht.
Könntest ja noch eine kleine Erläuterung über die physikalischen Vorgänge im Sub hinzufügen, und erklären wie dann schlussendlich der Ton entsteht

just-SOUND
Inventar

#13 erstellt: 11. Mrz 2006, 11:38

Sieht gut aus.....auch wenn die Wicklung der Spule bissl hoch is

Sound-Pressure
Inventar

#14 erstellt: 11. Mrz 2006, 12:39

morphii schrieb:

Sehr schön gemacht

jawohl SIR diese wird noch kommen!!!!! auf WUNSCH!

NEO123 schrieb:

Sieht gut aus.....auch wenn die Wicklung der Spule bissl hoch is

das weis ich auch *g* aber du musst bedenken, dass es keine Normteile dafür im CAD gibt und wenn ich es pingelig genau machen würde, die Datei extrem groß werden würde, habe deshalb shon mit absicht das ganze so gemacht, danke christian für den Tipp, aber der war mir bewusst

Sound-Pressure
Inventar

#15 erstellt: 11. Mrz 2006, 13:37

sodele, oben könnt ihr nun auch eine kleine funktionsweise nachlesen, hoffe ich hab es ganz schlicht und richtig gehalten

Sound-Pressure
Inventar

#16 erstellt: 12. Mrz 2006, 00:27

wird der thread den nun gepinnt

amathi
Inventar

#17 erstellt: 12. Mrz 2006, 00:58

hallo,

jop ist ok, werde den thread pinnen.

finde es auch sehr gut gemacht.

mfg adi

Tylon
Inventar

#18 erstellt: 12. Mrz 2006, 01:02

klasse gemacht. nicht schlecht.......

und weil der morphiii es hören wollte:

der verstärker sendet die töne als strom bzw spannungskurve an den lautsprecher.
dieser strom erzeugt durch die lorentz-kraft in der schwingspule ein elektromagnetisches feld.
dieses feld "verträgt" sich aber nicht mit dem schon vorhandenen magnetischen feld des ferro- oder neodym-magneten.
also stoßen sich beide wie 2 magneten auch voneinander ab.
da der magnet ja nicht wandern kann, wird nur die schwingspule herausgedrückt, diese ist ja mit der membran verbunden, und drückt diese heraus.
dieses verschieben der membran ist gleichbedeutend mit einer luftdruckveränderung, weil ja auf der einen seite der membran die luft um mehrere cm² zusammengeschoben wird. so eine luftdruckveränderung kann man in der physik entweder in pascal angeben oder auch in dB(SPL), also kommt dadurch die lautstärke zustande.
da der verstärker ja aber die spannung und den strom bei fortschreiten der musik ständig anpasst, ändert sich auch die stärke des magnetischen feldes und die schwingspule geht weiter heraus bzw. wieder herein. (je nachdem)
dadurch wird der luftdruck ständig verändert.
genau diese ständigen änderungen wandelt unser ohr dann zurück in töne und wir hören musik.
geht die schwingspule allerdings wieder zu zurück wird noch ein strom durch die sogenannte induktion erzeugt, der zurück in den verstärker geschickt wird und von diesem kompensiert werden muß.

dieses bezieht sich aber nicht nur auf woofer sondern auch normale lautsprecher nach dem klassischen lautsprecherprinzip (und ja, es gibt da noch ganz andere...)

MFG Tylon

EDIT: nachtrag und formatierung

[Beitrag von Tylon am 12. Mrz 2006, 01:05 bearbeitet]

morphii
Inventar

#19 erstellt: 12. Mrz 2006, 01:14

Danke euch zwei

Sound-Pressure
Inventar

#20 erstellt: 12. Mrz 2006, 01:21

hab oben noch alles hinzugefügt, danke!

nun folgen noch paar Bilder mit Woofer im Gehäuse und mit Schnitt!

gleich oben im Thread zu sehen

Tylon
Inventar

#21 erstellt: 12. Mrz 2006, 01:32

da hast dir aber reichlich arbeit gemacht, die großschreibung zu korrigieren

Sound-Pressure
Inventar

#22 erstellt: 12. Mrz 2006, 01:39

japp, wenn dann richtig, Team-Work

muss ja au auf unsere Page unter FAQ

morphii
Inventar

#23 erstellt: 12. Mrz 2006, 01:47

Sieht super aus jetzt im Gesamten

Tylon
Inventar

#24 erstellt: 12. Mrz 2006, 01:50

jupp. muss ich auch sagen. sehr geil gemacht. ich spiel auch gern in so 3D-proggies rum, hab aber festgestellt, dass mein talent da gegen null geht

sieht irgendwie nach nem DD aus mit den 3 magnetplatten...

aber dafür wär das gehäuse fast bissl klein

Sound-Pressure
Inventar

#25 erstellt: 12. Mrz 2006, 01:58

du meinst wohl eher so modellier-proggys wie 3d max studio oder cinema4D, aber das kannste da eher vergessen!

ich bin ja technischer zeichner, daher habe ich sehr gute CAD Proggys, welche man aber auch erst nach 5monaten einigermaßen beherrscht, da kann man dann sowas realisieren, geht dann auch recht schnell

komplette konstruktionszeit beträgt nun 5Stunden, komplette Arbeit wohl weit mehr als 10Stunden

ich denke, laut den posts von 4Foren, hat sich die Arbeit gelohnt, konnte hoffentlich einigen Anfängern damit helfen, genau das ist ja auch meine Geschäftsidee gewesen, Anfängern bei Gehäusebau zu helfen UND ein Bau so günstig wie möglich zu machen, kommt ebenfalls SEHR gut an

sonst würde ich dies wohl nicht in diesem stile betreiben und weiter machen

Woofer ist kein DD, Gehäuse ist einfach eins von meinen Kunden als Demo, Subwoofer hab ich einen Emphaser genommen, der war rein zufällig in der AutoHifi drin!

gestern schlag ich die Seite auf und denk mir, warum machste nicht mal eben einen Woofer in 3D

[Beitrag von Sound-Pressure am 12. Mrz 2006, 02:01 bearbeitet]

dark-desire
Stammgast

#26 erstellt: 12. Mrz 2006, 02:00

Ne info dazu das ca 98% der zugeführten Leistung in Wärme umgewandelt wird bei einen Lautsprecher wär auch noch gut.

BiermannFreund
Inventar

#27 erstellt: 12. Mrz 2006, 02:01

ich benutz für sonne spielereien solid, da dauert das evtl. 2 stunden um sowas zu basteln ^_^
aber nett gemacht hast es

[Beitrag von BiermannFreund am 12. Mrz 2006, 02:02 bearbeitet]

Tylon
Inventar

#28 erstellt: 12. Mrz 2006, 02:02

DJMoe2005 schrieb:

genau so zeug hab ich gemeint. kam halt drauf, weil du was von animieren geschrieben hast, und dafür wirst wohl sowas brauchen, oder?

von CAD-proggs hab ich kein plan. sollt ich mal nem kumpel zeigen, weil ich mich ja top mit pcs und so auskenn, musste aber ganz ganz schnell passen

einarbeitung is da alles.
aber ich brauchs ja auch nicht. solang mein texteditor funzt, klappt das mitm programmieren bei mir

Sound-Pressure
Inventar

#29 erstellt: 12. Mrz 2006, 02:06

@dark-desire

Beitrag schon geändert

@Tylon

nein, man kann mit den CAD Proggys Animationen machen, sogar genau analysieren wo z.B. im Gußkorb Schwachstellen sitzen, welche stellen sich biegen usw. kann man alles färben und anzeigen lassen.

Um solche Animationen zu machen, braucht man dann CAD Proggys die Kinematik-Unterstützung besitzen.

Tylon
Inventar

#30 erstellt: 12. Mrz 2006, 02:10

oha. das kenn ich persönlich nur aus bridge builder

is ein kleines knobel-spielchen, wo man brücken für nen zug über verschieden täler bauen muß. sehr geil. unbedingt mal anspielen.
nachfolger heißt pontifex (gibts als demo zum runterladen)

ne, aber btt. wußte gar nicht, dass sowas da inzwischen eingebaut ist. kenn nur die standard-architekten-ausstattung. aber stell ich mir auf jeden fall sehr geil vor.

Sound-Pressure
Inventar

#31 erstellt: 12. Mrz 2006, 02:10

BiermannFreund schrieb:

ich benutz für sonne spielereien solid, da dauert das evtl. 2 stunden um sowas zu basteln ^_^
aber nett gemacht hast es :)

dazu sag ich nichts, ich hab ehrlich gesagt nicht auf die uhr geschaut, nach 5 stunden war eben das berechnete gehäuse und der woofer fertig, musste den woofer ja erst mal aus dem heft abmessen, auf nen vernünftigen Maßstab umrechnen und dann zickmal abändern!

wenn du angeben willst, dann mach einen woofer! "kopfschüttel"

lustig wird es erst dann, wenn man GFK-Gehäuse plant und Freiformflächen konstruiert, sieht hammersgeil aus UND man kann das genaue Volumen bestimmen! Aber das mache ich mal, wenn ich Zeit hab

pimpmysound
Inventar

#32 erstellt: 12. Mrz 2006, 11:54

Klasse gemacht!

Allerdings werden obere und untere Polplatte normalerweise nicht miteinander verschraubt, sondern verpresst oder verklebt, verschraubt wird lediglich der Korb mit der oberen Polplatte.

Tylon
Inventar

#33 erstellt: 12. Mrz 2006, 11:59

änder mal noch in meinem text die cm² zu cm³
also quadrat zu kubik. war ein tipfehler

Sound-Pressure
Inventar

#34 erstellt: 12. Mrz 2006, 12:05

@Tylon

hab ich gemacht

@pimpmysound

japp weis ich, jedoch ist das ein Emphaser, habe ja das Bild aus der aktuelen AutoHifi übernommen

Grimpf
Inventar

#35 erstellt: 12. Mrz 2006, 13:11

Ich sag auch mal : Cool

BiermannFreund
Inventar

#36 erstellt: 12. Mrz 2006, 21:04

DJMoe2005 schrieb:

wenn du angeben willst, dann mach einen woofer! "kopfschüttel"

hatt ich net vor

Q_Big
Stammgast

#37 erstellt: 13. Mrz 2006, 03:12

Boa, super gemacht!
Aber auch kleiner Tipp:
Meine Augen verraten mir, das bei dem abgebildeten Gehäuse mit den 2 Woofern die Perspektive der rechten Seite des Gehäuses nicht 100% stimmt? Kann das sein oder ist das eine optische Täuschung?

Sound-Pressure
Inventar

#38 erstellt: 13. Mrz 2006, 16:29

du meinst wohl die Draufsicht?

stimmen tuts nach norm nicht, richtig, weil ich habe nur den Deckel transparent gemacht

New_one
Stammgast

#39 erstellt: 14. Mrz 2006, 17:50

@DJMOE2005
Alles schön und toll, aber:
Was für ein Programm ist das denn?
Auf diese Frage hin bist du immer ausgewichen.

Sound-Pressure
Inventar

#40 erstellt: 14. Mrz 2006, 17:54

ich frag mich, wieso das Programm denn wichtiger ist

ich habe ein CAD Programm von der Arbeit verwendet bzw. 2, ich nehme an du kennst ProE oder SE?

Purplecoupe
Stammgast

#41 erstellt: 14. Mrz 2006, 18:06

Keine schelchte Arbeit !
Mich würde mal interessieren wie du die Maße bekommen hast
Sind die "frei Schnauze" oder vom Hersteller, eventuell von einem defektem Lautsprecher ?
Was sind das für Zeichenprogramme? Sind die gängiger als Catia?
Gibts die auch für Privatanwendungen?
Gruß Nico

Sound-Pressure
Inventar

#42 erstellt: 14. Mrz 2006, 18:38

tag

so viele fragen auf einmal *g*

Woofer habe ich fast frei-schnauze gemacht, habe ein altes bild vermessen und auf einen 12" sub umgerechnet dann konstruiert.

als proggy hab ich nen normales CAD Programm verwendet, nicht so gut wie das Catja, aber es geht wie man sieht.

ob es ein GÜNSTIGES CAD Programm gibt, kann ich nicht sagen, bin auch auf der Suche, gibt leider NUR Sch+ler-Lizenzen die zwischen 30-300EUR kosten.

Ganze Versionen leider 5.000EUR aufwärts!

Izual
Stammgast

#43 erstellt: 16. Mrz 2006, 00:03

würd den woofer mal gerne sehen sieht vielversprechend aus

Sound-Pressure
Inventar

#44 erstellt: 20. Mrz 2006, 08:09

hehe, werde ihn mal bissel bearbeiten noch und ihn vielleicht mal bauen

bin gespannt ob er dann von den Dimensionen her 2kW verträgt, aber allein die Spule müsste schon viel aushalten *lol* hatte leider nur 2mm dicken Draht genommen

da-muddi
Stammgast

#45 erstellt: 20. Mrz 2006, 15:24

echt coole sache

RESPEKT

DiscoStu
Stammgast

#46 erstellt: 06. Mai 2006, 01:20

darum empfiehlt es sich, lieber 2x 30" Subwoofer zu nehmen.

aus der 30 noch ne 12 gemacht und alle sind glücklich;)

tolle arbeit,thx

Sound-Pressure
Inventar

#47 erstellt: 06. Mai 2006, 18:27

schon klar, danke

hat schon mal jemand geschreiben, aber Beitrag ist zu alt

Sound-Pressure
Inventar

#48 erstellt: 02. Jun 2006, 16:20

es gibt auch neue Bilder jetzt, Gehäuse auch mal kompletto fertig ^^

aktuell gibt es neue Projekte, aber dazu erst mehr, wenn diese Gehäuse patentiert sind *lol*

anaz
Schaut ab und zu mal vorbei

#49 erstellt: 12. Aug 2006, 19:36

wenn ich meinen sub aber andersrum einebauem moechte sagen wir mal ich habe einen schoenen von audiobahn
kann ich diesen dann auch umpolen ????also auf plus minus und auf minus plus ?

Tylon
Inventar

#50 erstellt: 12. Aug 2006, 20:50

anaz schrieb:

wenn ich meinen sub aber andersrum einebauem moechte sagen wir mal ich habe einen schoenen von audiobahn
kann ich diesen dann auch umpolen ????also auf plus minus und auf minus plus ?

ja, kannst Du. das ganze heißt invers verbauen. ist kein problem.

wenn du die suche verwendest und nach invers suchst, findest du sicher genügend threads mit den sachen, die zu beachten sind

morphii
Inventar

#51 erstellt: 12. Aug 2006, 21:30

Und da ich heute nett bin geb ich dir gleich mal nen Link dazu. Ist aber ne Ausnahme