Messungen von Gehäusevibrationen am Beispiel eines kleinen Lautsprecher-Gehäuses mit 13cm Tiefmitteltöner
Im letzten Drittel noch ein paar weitere Einblicke
Mit der im Februar 2020 neue gestalteten Webseite soll versucht werden, die bisher gezeigten Ergebnisse aus vielen weiteren Messungen zu straffen, um den Leser den Erkentnisgewinn zu erleichtern.
Das zum Messen verwendete Gehäuse (mit 19mm Wandstärke) hat die unten gezeigten Dimensionen. Auch eingezeichnet die 8 Stück Messpunkte, deren Farben sich mit den Farben in den Kurvenscharen decken.
Zwischen den Messpunkten wurden nach und nach Rundstreben eingeleimt (die durch die Gehäusewände hindurch gehen um guten Kraftschluss zu erreichen). Und anschließend wurde neu gemessen. Der Sensor wurde dabei notfalls etwas versetzt, so dass er nicht auf einer Strebe messen würde.
In einer weiteren Stufe wurde dann mit Dämmmaterial (von Visaton mit Schafwollanteil) gemessen.
Bzw. in einem weiteren Abschnitt, auch mit einer Auskleidung mit Alu-Bitumen Sandwich.
Rechts eines der realen Gehäuse, welches nachträglich Querstreben bekommen hat:
Ohne Querverstrebungen
Linke Seite immer die Schar der 8 Messkurven, rechts deren Mittelung.
Zu oben, check this out: die Peaks bei rund 610Hz, 1.140Hz, 1.750Hz und 2.200Hz stehen offenbar in Beziehung zu den Gehäuse-Innenmaßen mit Breite 15cm, Höhe 15cm und der Gehäusetiefe 28cm. Die Peaks entstehen also durch so genannte Stehende Wellen. Und sind keine imaginären Platten-Resonanzen.
Mit zwei Querverstrebungen:
Mit drei Querverstrebungen:
Mit drei Querverstrebungen plus kompletter Füllung mit Visaton Dämmwolle mit Schafwoll-Anteil:
Zum Vergleich noch mal die Ausgangssituation (keine Streben, keine Dämmwolle)
mit zum Schluss drei Streben plus Dämmwolle:
Zwischenfazit:
gegen Gehäusevibrationen helfen einmal Querverstrebungen. Und ganz insbesondere, auch eine möglichst vollständige Füllung des Gehäuses mit gutem Dämmmaterial. Welches vorab die Intensität von Stehwellen verringert (die die Kraft bedeuten, die Gehäusewände hauptsächlich zum Vibrieren anzuregen).
Teilbereiche lassen sich mittels Wandbeschwerungen (wie mit aufgeklebten Fliesen) noch verbessern.
Oder: mit einem Alu-Bitumen Sandwich.
Siehe das Beispiel unten:
Rechts eine Variante, die mit einem Alu-Bitumen Sandwich ausgestattet ist:
Auf der Seite mit den drei Querverstrebungen gemessen:
Wieder auf der Seite mit den drei Querverstrebungen gemessen,
aber: das Gehäuse zusätzlich mit Dämmwolle gefüllt:
Mit dieser Variante auch noch mal zum Vergleich:
drei Streben plus Dämmwolle, versus drei Streben plus Dämmwolle plus Alu-Bitumen Sandwich:
Und letztlich ein Vergleich mit dem Gehäuse vom Anfang. Also dem ohne Streben und ohne Dämmwolle. Versus mit drei Streben plus Dämmwolle plus Alu-Bitumen Sandwich:
So ist nun ein Überblick gegeben,
welche Unterlassungen, bzw. welche Maßnahmen, ungefähr welche Folgen haben werden.
Gelegentlich wird im Internet bezüglich ausgesteiften Gehäusen vermutet, gehofft oder befürchtet, damit würden Vibrationen in einen höher frequenten Bereich verschoben. Was je nach Sichtweise wünschenswert, oder besonders schlimm wäre. Der Vergleich unten (bei dem ist keine Dämmwolle im Spiel) weist (bis auf kleine Ausnahmen bei 2.500Hz) nicht darauf hin:
Die Kraft, die Gehäusewände zum Schwingen/Vibrieren bringt, sind die Druckknoten der verschiedenen stehenden Wellen. Die sich in Abhängigkeit von den inneren Gehäuse-Dimensionen halt so aufbauen. Queraussteifungen ändern grundlegend nichts an den Gehäuse-Dimensionen. Weshalb die Frequenzen der Stehwellen also auch praktisch gleich bleiben. Somit auch keine Sachlage gegeben ist, dass ausgesteifte Gehäuse, auf theoretisch viel höheren Frequenzen vibrieren würden.
Durch Queraussteifungen "unterteilte" ("partiell verkleinerte") Gehäusewände, können indess bei der sog. Klopfprobe auf einer nun höheren Frequenz resonieren. Aber: eine Klopfprobe ist eine völlig andere Anregung, als der flächig hämmernde Druck einer Stehwelle beim Betrieb der Box.
Wenn Sie allerdings eine Box konstruiert haben, die im Hörbetrieb eigenständig gegen die Gehäusewände klopft (wie mit einem internen Fingerknöchel) dann haben Sie ganz gewiss irgend etwas verkehrt gemacht :-(
Analysieren Sie dann bitte den Fehler!
Und warnen Sie bitte in Ihrem Lautsprecher-Forum andere davor, nicht den gleichen Fehler zu machen!
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Zur Kontrolle, den Mess-Bereich noch mal erweitert
In den Bildern unten ist der bisher verwendete Mess-Bereich von bis 3 kHz, nun auf 6 kHz erweitert. Es wurden Vibrationen an den 3 Messpunkten ermittelt, deren Lage in einem der Bilder skizziert ist. Und das für jeweils mit, und für ohne Streben im Gehäuse. Und die Gehäuse sind dieses mal jeweils mit Dämmwolle gefüllt. Zu erkennen sollte sein: auch oberhalb 3kHz nun, zeigt sich keine Verschiebung der Vibrationen, zu höheren Fequenzen hin. Indess sind durch die Queraussteifungen /die Dämmwolle, die Vibrationen allgemein deutlich verringer worden.
Das treibende TMT-Chassis, es würde im realen Leben davon ab, selbst mit einem so lausigen Waveguide-Hochtöner wie von waveguide-audio.de, oberhalb so 1.500Hz, schon auf Sinkflug beschaltet sein.
Vibrations-Messung im Vergleich zu akustischer Messung
Unten einmal per Körperschall-Sensor gemessen und einmal per Mikrofon. Bis auf die Rauhigkeit, entspricht die Kurve der akustischen Messung, im Prinzip der der Messung mit dem Körperschall-Sensor. Die Messung mit Mikrofon war "stationär" auf Flächenmitte (kein sog. Wedeln mit dem Mic). Das Chassis dabei mittels einem Berg aus Schall dämmendem Material abgedeckt.
Wenn Druckknoten von Stehwellen die Wände zum Vibrieren anregen,
hmm... was kommt dann eigentlich unterhalb der tief-frequentesten Stehwelle?
Radio Eriwan: wir hören die Frage zum ersten Mal. But yes, gute Frage!
Wir geben die Frage mal weiter:
(Brizzel-brizzel-Test-Test-one-two-one-two niose to hear. But then got finaly connection).
Räusper:
also unterhalb der tief-frequentesten Stehwelle werden offenbar keine Wand-Vibrationen mehr hervor gerufen. Der nur sehr sanfte Druck den eine Konus-Membrane aus der zugeführten Leistung (mit Wirkungsgrad von Null-Komma-Nix) erzeugen kann, ist dafür offenbar zu gering.
Die Kraft (des Konus-Chassis) reicht ja gerade, um seine (in Relation zu einer Gehäusewand) vielleicht 1.000 mal weicher aufgehängte Membrane, zu bewegen.
Wie soll eine beispielsweise 19mm dick aufgehängte MDF-Gehäusewand da auch nur einen Zuck machen, wenn das Chassis das kaum kann?
Per Tongenerator eine Frequenz unterhalb der tiefts möglichen Stehwelle angefahren, werden sich per Hand-Sensorik, vielleicht dennoch Vibrationen des Gehäuses feststellen lassen. Diese werden dann axial zum Konus-Chassis liegen. Und das wäre dann eine Sache von Masse-Reaktionen (auf die hier nicht gemessen wurde).
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