Langhubchassis: doch keine so schlechte Idee ?

    Hallo,

    beim Auswahl des Gehäuses für einen unterhalb der Resonanzfrequenz betriebenen Treiber (na was wohl) habe ich mich gefragt, welches Gehäusevolumen denn den höchsten Wirkungsgrad verspricht.

    Habe einfach mal angenommen, daß der Treiber weit unterhalb seiner Resonazfrequenz und zunächst auch als einzelner Treiber (kein stack) betrieben wird (Grenzfall).

    Die Herleitung spar ich mir jetzt, wer sie will kann ja mailen.

    Aber das Ergebniss hatte ich so eigentlich nicht erwartet:

    bei gegebenem Antrieb (BXLXI) wächst der akustische output mit

    - dem Volumen der Box zum Quadrat (1)
    - umgekehrt ( :o ) zur Membranfläche (!) (2)

    (Voraussetzungen: Rückstellkraft im wesentlichen durch die Luftfeder bestimmt; Kraft zur Beschleunigung der Membranmasse noch vernachlässigbar klein)

    (1) war ja schon keine so gute Nachricht, :roll:

    aber (2) habe ich zunächst nicht geglaubt. :-?

    Kann mann zwar rechnen, aber auch am einfachen Beispiel klarmachen:

    bei gleichem Verschiebevolumen ist der in der Box erzeugte Druckunterschied beim Langhubchassis mit kleiner Fläche genauso groß wie beim kürzer hubenden Chassis mit großer Fläche.

    Die Rückstellkraft ist aber Druckunterschied X Fläche, d.h. beim Chassis mit großem Durchmesser größer. Damit wird aber auch mehr Antriebskraft für dasselbe Verschiebevolumen benötigt. Ist das BXL beider Chassis gleich, dann braucht es daher beim Langhubchassis weniger Eingangsleistung.

    Wer´s nicht glaubt: mit dem on-line-Rechner bei Strassacker für ein Chassis mit einfacher/doppeltem Durchmesser und dazu passend einfachem/4-tel Hub P_ak berechnen --> identisch und Verschiebevolumen gleich. Der Rest ist ausrechnen der Luftfeder, aber eher trivial (mal vorausgesetzt das Gehäuse ist nicht so klein, daß mann in den nichtlinearen Bereich kommt).

    Ist jetzt der Langhuber mit halbem Durchmesser wirklich besser ?
    --> zunächst mal braucht er ja den vierfachen Hub.

    Dazu muss aber bei gleichem Verhältnis von Spulenlänge im Luftspalt zu Spulenlänge gesamt der Luftspalt viermal so hoch sein und die Spule viermal so lang.

    Das hört sich zunächst nicht so gut an.

    Allerdings darf mann jetzt auch unter Beibehaltung der wärmeabgebenden Fläche der Spule (Belastbarkeit !) den Spulendurchmesser auf ein viertel verkleinern.

    Bei gleicher relativer Durchmesser-Toleranz der Spule ist damit das Luftspaltvolumen gleichgeblieben. Damit herrscht wieder Gleichstand in Bezug auf die benötigte Größe des Magneten.

    Damit wäre nach meinem jetzigen Stand unter der Voraussetzung daß Toleranzen und Führung der Membran und Spule im beherrschbaren Bereich bleiben ein Langhubchassis günstiger wenn maximaler Wirkungsgrad bei gegebenem Boxenvolumen gefordert bzw. geringstmögliches Boxenvolumen bei zu erreichendem Wirkungsgrad.

    Das Ganze wird übrigens für die Chassis mit großer Fläche noch deutlich ungünstiger, wenn der Strahlungswiderstand schon konstant ist (z.B. im Großstack mit vielen Chassis).

    hmmmm....... :-? :-? :-?


    Gruß SRAM


    ____________________________

    korrigiert am 24.März (Korrektur)

    I watched a snail crawl along the edge of a straight razor. That's my
    dream. That's my nightmare. Crawling, slithering, along the edge of a
    straight razor, and surviving.

    Einmal editiert, zuletzt von SRAM (24. März 2003 um 19:05)

    Hallo

    ist das jetzt endlich die 2. Ausgabe vom URPS???? Thread ;)

    Zitat


    Die Rückstellkraft ist aber Druckunterschied X Fläche, d.h. beim Chassis mit großem Durchmesser größer. Damit wird aber auch mehr Antriebskraft für dasselbe Verschiebevolumen benötigt. Ist das BXL beider Chassis gleich, dann braucht es daher beim Langhubchassis weniger Eingangsleistung.

    Würde das nicht eigentlich der These, Druck ist im geschlossenen Gehäuse überall gleich, widersprechen? Dann würde ja die Form der Rückkammer im Horn doch einen Einfluss haben...

    ==================

    Bei der ganzen Betrachtung vorher fragen, wieviel Volumen welcher der beiden Kandidaten kriegt und dann nochmal vergleichen, oder?
    Oder kommt der 10er in das gleiche Volumen, wie der 15er? (Beispiel)

    @ TheRogue:

    --> nein ist nicht die Fortsetzung, die kommt dort, wenn Ergebniss.
    außerdem bastle ich an der eigenen website (Einfachstversion) und stelle dann das Ganze dort ein, muß ja nicht unnötig den webspace vom Forum verbraten, link reicht auch.

    --> gilt ja gerade unter der Voraussetzung
    "Druck überall gleich"
    bzw.
    "Abmessungen Rückkammer viel kleiner Wellenlänge"
    bzw.
    "Laufzeit in Rückkammer sehr klein im Verhältnis zur Frequenz"

    Ist einfach nur das Verhalten der Luftfeder im quasistatischen Fall, d.h. Frequenz sehr tief.

    --> beide im gleichen Volumen. Mich interessiert einfach wieviel Volumen ich für eine benötigte akustische Leistung herumschleppen muß und wie ich das ziel "möglichst wenig Volumen" mit geringer Leistung, d.h. mit möglichst hohem Wirkungsgrad erreichen kann.

    Erstens kostete Ampleistung auch was, zweitens toastet hohe und dann auch noch nicht in akustische Leistung umgesetzte Leistung nur unnötig die Spule, drittens werden die Treiber unnötig mechanisch belastet und kosten dann auch noch mehr.

    Muß ich nicht haben :wink:

    Gruß SRAM

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    Zitat


    beide im gleichen Volumen. Mich interessiert einfach wieviel Volumen ich für eine benötigte akustische Leistung herumschleppen muß und wie ich das ziel "möglichst wenig Volumen" mit geringer Leistung, d.h. mit möglichst hohem Wirkungsgrad erreichen kann.

    Ok, ok :)


    Druck ist ja N/m², also einleuchtend, dass man bei einer kleineren Membran weniger Kraft braucht, um sie auf das gleiche Vd zu bringen, da weniger Druck auf die kleine Membran wirkt sozusagen.

    Zitat


    Das Ganze wird übrigens für die Chassis mit großer Fläche noch deutlich ungünstiger, wenn der Strahlungswiderstand schon konstant ist (z.B. im Großstack mit vielen Chassis).


    IMHO an:
    Der Strahlungswiderstand ist ja im Endeffekt das "Gleiche" wie der erzeugte Druck in der Rückkammer.
    Beide Widerstände wirken der Bewegung entgegen oder unterstützen sie. Wenn das Chassi in Nullage ist und sich ins Gehäuse bewegt, wirkt ihr der enstehende Überdruck im Gehäuse entgegen und der enstehende Unterdruck ausserhalb ebenfalls. Wenn die maximale Auslenkung erreicht wurde und es zurück zur Nullage geht, wirken beide Kräfte mit der Bewegung! (bei Bewegugn nach draußen ist es genauso, bloss das die Reihenfolge von Über- und Unterdruck vertauscht wird)
    Die Kraft von ausserhalb steigt natürlich mit wachsendem Strahlungswiderstand. Ich sehe keinen Unterschied im Verhältnis zwischen großer und kleiner membran was die Drücke angeht, einmal helfen die Drücke bei der Beschleunigung und einmal hemmen sie sie im gleichen Maße. Bein zunehmenden Strahlungswiderstand ergibt sich kein Unterschied!

    IMHO!

    Einmal editiert, zuletzt von TheRogue (23. März 2003 um 21:19)

    Also wenn ich das richtig verstanden hab soll man also mit einem Langhubchassis was 4 mal soviel Hub machen kann aber nur halb so groß ist weniger Antrieb benötigen um das gleiche Ergebnis zu erzielen da weniger Luft auf der Fläche zu bewegen ist.
    Ich würde sagen das das nicht ganz möglich ist und auf kosten der Impulstreue geht und irgendwie kann ich mir auch nicht wirklich vorstellen das beide Chassis dann gleich laut wären. Ausserdem braucht doch ein Chassis was viel hubt doch eh einen stärkeren Antrieb oder?

    Orakelnde Grüße

    Oliver


    Ausgebildete Elektrofachkraft für Veranstaltungstechnik aus der Nähe von Braunschweig.

    Oliver:


    Zitat

    Also wenn ich das richtig verstanden hab soll man also mit einem Langhubchassis was 4 mal soviel Hub machen kann aber nur halb so groß ist weniger Antrieb benötigen um das gleiche Ergebnis zu erzielen da weniger Luft auf der Fläche zu bewegen ist.

    nicht weniger Luft zu bewegen, es geht nur um die Kompression der im Gehäuse eingeschlossenen Luft.

    Zitat

    Ich würde sagen das das nicht ganz möglich ist und auf kosten der Impulstreue geht

    na ja, im betrachteten Bereich gehts im wesentlichen um das Spannen einer Feder (der Luftfeder) die ziemlich ideale Eigenschaften hat (auf jeden Fall besser wie jede Einspannung). Die zu beschleunigende Masse spielt zwar fast keine Rolle, aber: die kleinere Membran nebst Spule (länger aber dafür geringerer Durchmesser) hat weniger Masse, ist dennoch steifer und wird bei gleicher angreifender Kraft besser beschleunigt (muß sie allerdings auch). Vernünftige Abstimmmung setze ich mal bei beiden Chassis voraus.

    Zitat

    und irgendwie kann ich mir auch nicht wirklich vorstellen das beide Chassis dann gleich laut wären.

    Bitte selbst nachrechnen: bei gleichem Verschiebevolumen gleich laut ! (d.h. bei halbem Durchmesser vierfacher Hub)

    Zitat

    Ausserdem braucht doch ein Chassis was viel hubt doch eh einen stärkeren Antrieb oder?

    Warum ?

    Weil es viele solche Chassis gibt, bei denen der Hersteller künstlich die Membran schwerer macht (brrrrr :x ) und gleichzeitig die Steife der Aufhängung hochnimmt, damit das Ganze verkaufsfördernd mit sehr geringer Eigenresonanz für "free-air" Betrieb angeboten werde kann?

    Diese Chassis sind hier nicht gemeint !

    Gruß SRAM

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    Oliver, wir setzten im Moment voraus, dass wir uns im UR-Betrieb befinden und ausserdem die Kraft, die benötigt wird, um die Federkraft im Gehäuse zu erzeugen, wesentlich größer ist als alles, was für Membranbeschleunigung, Cms und Rms gebraucht wird.

    Ich rechne mal vor mich hin, unter erleichterten Bedingungen:
    beide Chassi haben:
    BL 20
    Mmd 100 g
    das eine 500cm² und das andere 1000 cm²
    das eine +-10mm und das andere +- 5mm max Auslenkung
    also haben beide ein Verdrängungsvolumen von +-0,25 Litern
    beide in 10 Litern...

    -----------------------------

    Wenn wir 0,25 Liter verdrängen wollen, ändern wir den Druck im Gehäuse um 2500 Pascal, also 2500 N/m² (das sind über 160 dB, nur so nebenbei)

    Bei 0,05 m² brauchen wir dafür also 125 N und bei 0, 1m² 250 N.
    Zum Vergleich brauchen wir zum Beschleunigen der Membran bei 50 Hz für 5mm 40 N und für 10mm 80 N, bei 20 Hz für 5mm nur noch 6,4 N und bei 10mm 12,8 N.
    Diese beschleunigeden Kräfte werden durch den Gehäuse-Druck im EINGESCHWUNGENDEN Zustand unterstützt!

    Umso tiefer wir kommen, desto weniger spielt die Membranmasse irgendeine Rolle! Umso höher wir kommen, desto mehr macht sich die größere Auslenkung der kleinen Membran im Impuls bemerksam, da doch ein ganzes Stück mehr Kraft benötigt wird und sie im Vergleich zum Gehäusedruck noch recht groß ausfällt.

    ------------------------------

    Im Endeffekt ist das was ich geschrieben habe aber irrelvant, umso größer das Stack, desto weniger spielt die Membranmasse eine Rolle, da der Strahlungswiderstand dem Gehäusedruck hilft (im letzten Post ziemlich konfus erklärt, ich versteh kaum selber, was ich da geschrieban habe, vielleicht formuliere ich das nochmal neu).
    Aber anwendbar ist das ganze nur für Sinustöne, Musik hat aber Dynamik, gibt es da einen so idealen eingschwungenen Zustand??
    Dann kommt auch noch Klippel und Membranstabilität.

    Hilfe, es wird unübersichtlich und nicht mehr überschaubar...

    Irgendwelche Verschläge?
    @ Frank
    jetzt ist ein dynamisches Modell angebracht ;)

    Alle Angaben ohne Gewähr!

    @ Frank
    jetzt ist ein dynamisches Modell angebracht

    hä? versteh ich nicht... mach ma die lala leiser :D

    gruß

    frank


    ps: sollte ich den beitrag hier vielleicht wiederholen?

    @ Frank
    ich weiss schon selber nicht mehr, was ich rede :)

    Ich wollte sagen, dass es etwas zu kompliziert ist, das ganze hier so abzuschätzen, man muss halt zuviele Sachen gleichzeitig beurteilen ;)
    Anzahl, Sd, Hub, und Frequenz und die dabei auftretenden Kräfte...
    (+Klippel und Memban)

    Ich muss mal Excel ausgraben und mich mal daran versuchen...

    TheRogue:

    Zitat

    Ich sehe keinen Unterschied im Verhältnis zwischen großer und kleiner membran was die Drücke angeht, einmal helfen die Drücke bei der Beschleunigung und einmal hemmen sie sie im gleichen Maße. Bein zunehmenden Strahlungswiderstand ergibt sich kein Unterschied!

    Gemeint war der Bereich mit konstantem Strahlungswiderstand, d.h. wenn das Array schon so groß ist, daß Z_max erreicht wird (bei beiden Chassis).

    Dann wird es für die "großen" Chassis so richtig bitter, weil dann

    p_ak proportional 1/A^3 (!!!!) (gleiche Randbedingungen)

    bedenken muß mann allerdings daß bis zum Bereich, wo Z maximal und konstant wird in jedem Fall die gleiche Fläche verbaut werden muß, d.h. ich brauche von den "kleinen" Chassis entsprechend mehr.

    Vorsicht, jetzt ins unreine:

    bei halber Fläche pro Chassis doppelt soviel Chassis, d.h. wenn ich vorher das Volumen für das kleine Chassis halbieren konnte (bei gleichem Antrieb) wird das Volumen gleich.

    Das riecht nach Grenzwert, muß ich mal genauer durchdenken......

    Wäre praktisch, denn das würde ein "bestes" design ermöglichen :wink:

    Gruß SRAM

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    SRAM:

    Deine Herleitung scheint zu stimmen, oder ich mach den gleichen Fehler :wink:

    1 weitere Annahme ist in deiner Rechnung auf jeden Fall noch versteckt: Durch die Auslenkung darf sich die Membranfläche nicht signifikant verändern (keine 2 cm-Chassis mit 10 cm-Sicke :D)

    Gruß,
    Patrick

    ein peerless xls 10 oder 12 sind also doch zu gebrauchen

    bzw gibts da von eton im car hifi programm ne kampfmaschine.

    weiss da den typ micht aber 25cm extremer hub fs 18hz zwei stück 25cm chassis in 40l geschlossen gehäuse.

    macht in nemm mini unheimlich druck udn tief.

    Lautsprecherentwicklung nach mass
    Ansprechpartner für das Forums MUFU projekt

    Ahaa, ich verstehe. War wohl nicht mein Tag gestern. Aber sagen kann ich dazu noch nix. Oder vielleicht doch.
    Also man braucht mehr Kraft um die Feder zu spannen wenn das Chassis größer ist. Ist es denn immer von der Membranfläche abhängig wie schwer es ist die Luftfeder zu spannen oder spielt da die Gehäusegröße (zu komprimierende Luft) dann doch noch eine Rolle? Man könnte ja dann rückschlüsse auf das optimale Gehäusevolumen auf den vorgefundenen Strahlungswiederstand (Stackgröße) und den vorhandenen Antrieb des Chassis ziehen oder? Lieg ich wieder falsch?

    Grübelnde Grüße

    Oliver


    Ausgebildete Elektrofachkraft für Veranstaltungstechnik aus der Nähe von Braunschweig.

    Hi SRAM!


    Ein Satz aus dem Eingangsposting:
    Ist jetzt der Langhuber mit halber Fläche wirklich besser ?
    --> zunächst mal braucht er ja den vierfachen Hub.

    Ich wurde auf doppelten Hub tippen.

    Gruß, maha

    maha:

    stimmt, sorry :oops:

    war mal wieder faul und wollte mich nicht mit Wurzel 2 rumquälen, Wurzel aus 4 schaff ich grad noch :wink:

    Danke für den Hinweis,

    Ersetze Fläche durch Durchmesser.

    Gruß SRAM

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    Patrick:

    danke für die Bestätigung :)

    das 2 cm Chassis macht dann so 10 m Hub, das kriegst mann nie von der BG zugelassen :wink:


    Gruß SRAM

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    Also ich würde sagen, das kraft pro membranläche entscheidend sind.
    Irgendwo hiess es doch einmal, das mann ein URPS am bessten mit vielen kleinen chassis bauen soll, da das kraft membranflächenverhältnis besser sei??
    Und ein kurzhuber halte ich sowiso nicht vür sinnvoll, da die kompression verglichen mit einem Horn nur eins ist. In einem richtigen Horn wird die belastung des treibers durch die erhöte Kompression stärker, wodurch der benötigte Hub im vergleich zum 10m2 urps trotz allem kleiner wird.

    Je grösser der mögliche hub, je grösser der mögliche Pak! Die frage ist nur, ob mit der vervügbaren Leistung und dem BL des treibers der Hub überhaubt erreicht werden kann. Gilt eingentlich überall.

    Ein hochtontreiber mit einem X-Max von einem cm wäre geil und es wären irrsinige lautstärken möglich! Wenn er aber bei einem hundertstel des hubes schon abraucht, lassen wir die restlichen 9.9mm doch liber wegg, oder? :wink:

    Was mann aber bei kleinen chassis auch noch beachten muss, ist das der Strahlungswiderstand kleiner wird und mann vür dei gleiche Fläche (und den gleichen Strahlungswiderstand) einfach mehr chassis braucht.

    Mit einem 2cm chassis und 10m hub wirst du wol nicht mehr als das pfeifen der Membran hören. :wink:
    Gut, mit 10000 chassis...

    Ob 10 chassis mit 2bl und 100cm^2 oder ein chassis mit 1000cm^2 und 20BL spilt wol keine rolle oder?

    Zitat


    Irgendwo hiess es doch einmal, das mann ein URPS am bessten mit vielen kleinen chassis bauen soll, da das kraft membranflächenverhältnis besser sei??


    Das und die höhere Membranstabilität...

    Zitat


    In einem richtigen Horn wird die belastung des treibers durch die erhöte Kompression stärker, wodurch der benötigte Hub im vergleich zum 10m2 urps trotz allem kleiner wird.


    Viele kleine Treiber haben mehr Kraft als weniger große, wie sollen die großen den Hub dann auch schaffen können. Das LAB-Horn ist da der Grenzfall, würde ich mal so behaupten.

    Hannes:

    Zitat

    Ob 10 chassis mit 2bl und 100cm^2 oder ein chassis mit 1000cm^2 und 20BL spilt wol keine rolle oder?

    stimmt, mit Einschränkungen, siehe post von TheRogue und urps


    War aber nicht der Ansatz:

    ein chassis mit 500 cm^2 und einem Hub von 10 mm

    oder

    ein chassis mit 1000 cm^2 und einem Hub von 5 mm

    das ist die Frage.


    Gruß SRAM

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