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Thiele-Small Verständnisfrage

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Offline doctormolotov

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Thiele-Small Verständnisfrage
« am: 3.06.2008 19:40 »
Hallo zusammen,

ich habe ne Frage zur Bedeutung der Thiele-Small-Formeln:

Muß bei einem berechneten Boxenvolumen das durch den Konus und Antrieb verdrängte Volumen mitberücksichtigt, sprich: an anderer Stelle draufgegeben werden?

Reflexboxen werden ja u.U. sehr klein ... und es könnte jeder Liter Luft ne Rolle spielen. Ist dem so?

Gruß Bernhard

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Kpt.Maritim

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #1 am: 3.06.2008 20:09 »
Hallo

ja, dieses Volumen muss mit berücksichtigt werden. Es wirkt sich in der Praxis aber weniger stark aus, als man denkt. Weil man durch Watte das Volumen auch um bis zu 20% vergrößern kann.

Viele Grüße
Martin

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Offline doctormolotov

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #2 am: 3.06.2008 20:12 »
Servus Martin,

Danke!

Wie vergrößert denn Watte das Volumen? Rein materiell betrachtet wird es ja verkleinert. Wirken sich die "längeren Wege" durchs Wattegeflecht aus wie ein theoretisch größeres Leervolumen (Stichwort Tortuosität) ?

Gruß Bernhard
« Letzte Änderung: 3.06.2008 20:15 von doctormolotov »

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Kpt.Maritim

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #3 am: 3.06.2008 20:28 »
Hallo

du brauchst die Luft ja als schwingende Masse des Helmholtzresonators. Stell dir die Luft des eingesperrten Volumen so vor, wie die Masse am an einem Fadenpendel. Der Vergleich zu einer Blattfeder ist aber besser. Weil die Luft inneren sich gleichzeitig als Feder und als Masse verhält, eine scherere Feder wird bei gleicher Biegsamkeit langsamer also mit tieferer Frequenz schwingen.

Die Watte macht nun nichts anderes als die Luft schwerer. Damit das funzt muss sie ganz locker sein, denn nur so hat sie einen ausreichenden Luftwiderstand, um von der Luft ganz mitbewegt werden zu können. Ein Styroprklotz könnte das nicht.

Eine Bassreflexbox ist nichts anderes als ein sehr schwingfreudiger Resonator hoher Güte der bei den tiefen Frequenzen sehr leicht zu erregen ist. So leicht, dass er schwingfreudiger als der Lautsprecher ist, dem hier die Puste ausgeht.

Viele Grüße
Martin

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Offline doctormolotov

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #4 am: 3.06.2008 20:51 »
Und abermals danke!

Luft-"Dichteerhöhung" durch Watte ... das leuchtet ein.

Beim Helmholtz-Resonator besteht noch Lesebedarf, merke ich ... über die Eigenfrequenzen von Orgelpfeifen-Luftsäulen im Physikunterricht hats noch nicht rausgereicht.... Das Modell auf Wikipedia sieht jedenfalls edel aus.

Gruß Bernhard

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Kpt.Maritim

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #5 am: 3.06.2008 21:06 »
Hallo

Orgelpfeifen sind keine Helmholtzresonatoren!

Viele Grüße
Martin

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Online Dirk

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #6 am: 3.06.2008 22:02 »
@Martin: erkläre aber auch noch weshalb Watt sonst noch eingesetzt wird, wo sie in einer Box am sinnvollsten zu platzieren ist und wo nicht - dies betrifft zwar mehr die HiFi-Boxen-Fraktion sollte aber in diesem Zusammenhang dennoch erwähnt werden.

Gruß, Dirk


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Offline doctormolotov

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #7 am: 3.06.2008 22:03 »
Hallo

Orgelpfeifen sind keine Helmholtzresonatoren!

Viele Grüße
Martin

Eben!! Das meinte ich ja. Kam vielleicht nicht so rüber. Um der Mitleser willen war dein Kommentar jedenfalls wichtig.

Geschlossene Boxen mit gleicher Resonanzfrequenz sind i.d.R. größer als ihre Resonanz-Pendants,
Gedackte Orgelpfeifen resonnieren aber tiefer als ihre "offenen" Kollegen... Das hat mich im ersten Moment stutzig gemacht.

Diese Diskussion werd ich und möge jeder mit dem Physikbuch ausmachen. Nur zur Verdeutlichung, warum die Orgelpfeifen hier aufgetaucht sind.

Gruß Bernhard
« Letzte Änderung: 3.06.2008 22:17 von doctormolotov »

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Kpt.Maritim

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #8 am: 3.06.2008 22:20 »
Hallo

@Dirk: danke für den Hinweis

gut es gibt mehrere Orte wo und wie man Watte anbringen kann:

1. sehr ose im Innenvolumen, das bewirkt wie schon erwähnt eine rechnerische Vergrößerungd es Innenvolumens aus beschriebenen Gründen. Ich habe 20% geschafft (gemessen durch verschiebung der Resonanzfrequenz) danach wirkt sich die Watte auch als Bedämpfung des Resonators aus, man kommt dann zwar mit der Resonanzfrequenz noch tiefer, sie ist aber dann weniger ausgebrpägt weswegen die Bassanhebung zwar tief aber etwas schwach ist.

2. Das kann aber gewollt sein, wenn die BR-Box etwas zu dröhnig ist. Dann kann man aber besser noch etwas Watte in den Kanal selbst einbringen, man braucht dann weniger und der Effekt wird größer.

3. Wattematten, also kein loses Zeug gehören an die Rückwand hinter den Lautsprecher. Sie verhindert die Reflektion von Mitteltonschall, der ja auch auf der membranrückseite ausgesandt wird, und dessen durchschlagen der mebran. Das würde zu einer Phantomschallquelle hinter der Box führen, die die Hauptschallquelle überlagert, sehr unangenehm.

4. Watte gehört natürlich auch in die Ohren, das betrifft weniger die Hififraktion, für die die obigen Punkte interessant waren, sondern mehr die Gitarristen. In den Ohren wirkt die Watte sich durch ihre poröse Struktur als vernichter von Schallenergie aus. Sie hat eine hohe innere Reibung, weswegen sie aufgenommene Bewegungsenergie, wozu Schallenergie gehört, in Wärme umwandelt.

Viele Grüße
Martin
« Letzte Änderung: 3.06.2008 22:31 von Kpt.Maritim »

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Offline LöD

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #9 am: 3.06.2008 22:29 »
...Sie hat eine hohe innere Reibung, weswegen sie aufgenommene Bewegungsenergie, wozu Schallenergie gehört, in Wärme umwandelt...

Daher im Winter immer laut rocken, daß man nicht an die Ohren friert!

Sorry... ;D

Ich muß ins Bett!

LöD
Die gefährlichste aller Weltanschauungen ist die Weltanschauung der Leute, welche die Welt nie angeschaut haben. (A.v.Humboldt)

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Online Dirk

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #10 am: 3.06.2008 22:31 »
Hi !

hast Du Punkt 3) mal im Detail nachgeprüft ? Bringt's wirklich so viel oder ist das so, weil es viele so machen. Es gibt da sehr grosse Zweifel und Zweifeler - ich gehöre ebenfalls dazu.
Hinzu kommen noch die stehenden Wellen in der Box, welche durch Positionierung der Watte / Wolle im Innenraum reduziert werden können.
Die Bassreflexöffnung sollte normalerweise frei bleiben damit diese sauber funktioniert und nicht mit Watte ausgestopft werden, also sowohl das Rohr selbst als auch der direkte Bereich im Inneren hinter dem Rohr bzw. der Öffnung.


Gruß, Dirk


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Offline Tube_S_Cream

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #11 am: 4.06.2008 10:59 »

Generell kann man immer sagen: Ganz lockere Watte dient zur Reduzierung der Schallgeschwindigkeit und damit zu einer virtuellen Vergrößerung des Innenvolumens bei GESCHLOSSENEN Boxen.

Dämmfliesmatten dienen zur Absorbierung von Schallreflexionen in den höheren Frequenzbereichen und können sparsam in BR-Boxen eingesetzt werdem, um Verfärbungen im oberen Übertragungsbereich zu vermindern (wenn erwünscht).
Im Bereich unter 1KHz wirkt das Material kaum.

Stehende Wellen (Frequenzen < 500Hz) in großen Gehäuse bekommt man mit Dämmfüllung auch nicht beseitigt, es sei denn, man stopft sie total voll. Da sollte man sich eher Gedanken über Aufteilung in Kammern oder Zwischenbretter machen.

Was nach Aussage eines prof. Lautsprecherboxen-Entwicklers aus meiner Umbegung, der schon für eine namhafte Firme Studioabhörmonitore designt hat , überhaupt nix zu suchen hat, ist Noppenschaumstoff. Das war ja mal eine Zeit lang auch in Mode. Damit der überhaupt noch im Übertragungsbereich des Tiefmitteltöners wirkt, müsste der schon sehr dick sein (mind. 60mm), das Volumen der Box wird verringert (Schaum zu dicht) und die Gehäusegüte wird deutlich reduziert, sodaß der Bassreflexbetrieb behindert wird.

Um das Hörbarwerden von Schallreflexionen aus dem Boxeninneren einer Reflexbox zu dämpfen, reicht es aus, im Bereich um den Speaker herum bzw. dahinter etwas Dämmmaterial anzubringen, aber nicht im gesamten Gehäuse. Letzteres würde die Gehäusegüte reduzieren, die Wirkungsweise des Resonators beschränken und einige Vorteile wie die Membranbedämpfung im Bassbereich wieder zum Teil zunichtemachen.

Ebenso lustig finde ich Ansätze, bei Musikerboxen Sandwich-Bauweise zu nutzen, um damit Resonanzen zu dämpfen. Das einzige, was man wirklich damit dämpft, ist das Mitschwingen der Gehäusebretter. Stehende Wellen (schwingende Luftsäulen) im Gehäuse stört das wenig.

Gruß

Stefan

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Kpt.Maritim

  • Gast
Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #12 am: 4.06.2008 12:44 »
Hallo

Dirk schrubte:
Zitat
Bringt's wirklich so viel oder ist das so, weil es viele so machen. Es gibt da sehr grosse Zweifel und Zweifeler - ich gehöre ebenfalls dazu.

Man hört es, jenfalls habe ich es schon gehört. Das Problem tritt beonders bei hohen TZrennfrequenzen und Säulenboxen auf, wo die Rückwand immer parallel zur Frontwand sitzt. Man muss aber nicht unmengen Mattenzeug da reinfummeln. Einfach direklt hinter dem Tiefmitteltöner etwas an die Rückjwandkleben und gut ist.

Was Tubescream über Schaummatten schreibt sehe ich ganz genau so, das Zeug ist murks. Am besten ist Weichfilz, oder Wolle. Steinwolle, Glasfaser geht auch, aber der Feinstaub ist scharfkantig und verteilt sich mit der Zeit sehr schön in der Wohnung.

Tubescream shrub auch:
Zitat
Stehende Wellen (Frequenzen < 500Hz) in großen Gehäuse bekommt man mit Dämmfüllung auch nicht beseitigt, es sei denn, man stopft sie total voll. Da sollte man sich eher Gedanken über Aufteilung in Kammern oder Zwischenbretter machen.

Das ist logisch, weil die Wellenlängen einfach zu lang sind damit Mattenzeug sinnvoll wirken kann. Hier kann man nur mit der gehäusegeometrie arbeiten. Ich habe z.B. in ein paar Säöulenboxen um dieses Problem zu vermeiden schmale Brettchen nach jeweils ein einem viertel der Länge als Zwischenböden eingeklebt, so es unmöglich, dass eine Welle durch die gesamte Höhe der Säule laufen konnte ohne am Brettchen reflektiert oder gebrochen zu werden. Es hat geholfen.

Zitat
Ebenso lustig finde ich Ansätze, bei Musikerboxen Sandwich-Bauweise zu nutzen, um damit Resonanzen zu dämpfen. Das einzige, was man wirklich damit dämpft, ist das Mitschwingen der Gehäusebretter. Stehende Wellen (schwingende Luftsäulen) im Gehäuse stört das wenig.

Mit Sandwich dämpft man in der Tat nichts was mit Luft zu tun hat. Wenn man aus Gewichstgründen große Boxen leicht bauen muss, hat man bei großen Spannweiten verhindern, dass die Fläche mitschwingt. Das kann man verhindern indem man Sandwich macht. Man klebt dann z.B. 4mm Sperrholz auf 10mm Faserplatte oder ähnliches Material mit anderer Dichte und vor allem anderer innerer Struktur also anderen Schwingungseigenschaften. Als Klebstoff setzt man dann Neopren ein, weil der Flexibel bleibt. Die so enstandene Platte ist kaum in schwingung zu versetzen, weil die innere Dämpfung enorm ist. Denn erstens kann sich wegen der unterschiedlichen Materialien keine ausgebprägte Resonanzfrequenz herausbilden. Zweitens reiben die Platte im Schwingungsfall aneinander, weil das Neopren ja elastisch ist, diese Reibung vernichtet die Schwingungsenergie ziemlich efizient.

Garnicht recht kann cih herrn Tubescream hier geben:
Zitat
Ganz lockere Watte dient zur Reduzierung der Schallgeschwindigkeit und damit zu einer virtuellen Vergrößerung des Innenvolumens bei GESCHLOSSENEN Boxen.

Miss es nach, du veränderst mit der Watte die Resofrequenz, was sich eben wie eine Volumenänderunga auswirkt,  und verringerst ab einem bestimmten Maß auch brutal die Güte des Resonators. Man muss also dringend aufpassen es nicht zu übertreiben. In geschlossenen Böxlein funzt es natürlich auch. Wobei es egal ist, wie man das ganze beschreibt, man kann es als Schallgeschwindigkeitsverringerung beschreiben oder auch als Veränderung der Masse, was beim Resonator anschaulicher ist, beschreiben. Im Prinzip kann man es sich bei einer BR-Box auch so zusammenreimen: Die Resofrequenz hängt von der federsteifigkeit und von der Masse des Gases ab. Letzteres hängt von der Dichte des Gases ab. D.h. Helmholtzresonatoren verschiedener Gasfüllungen haben verschiedenen Resofrequenzen (Auch wenn Luft der Normalfall ist) durch einbringen von loser Watte verändert man praktisch das Gas, auch wenn eine Watteflocke nicht wirklich Gasförmig ist, was man an der gleiczietigen Verkleinerung der Güte sieht:

Und die kann sehr wohl gewollt sein. Weswegen es sich wirklich manchmal lohnt etwas Watte in den BR-Kanal einzubringen.

Viele Grüße
Martin

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Online Dirk

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Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #13 am: 4.06.2008 13:12 »
Hi,

so langsam wird das jetzt alles etwas verwaschen mit den Aussagen, da einige hiervon primär den HiFi-Boxenbereich betreffen und zum Teil bei Gitarrenboxen erst garnicht richtig zum Tragen kommen, weil dort andere Frequenzen im Spiel sind und auch viel andere Anforderungen an die Box selbst gestellt werden. Bei HiFi ist ja eine sehr lineare und neutrale Übertragung gewünscht. Dies ist aber bei Gitarrenboxen eher NICHT erwünscht, denn hierbei soll ja die Gitarrenbox "aktiv" am Sound mitarbeiten.
Bei Gitarrenboxen würde ich zudem des Geld für Watte sinnvoller in höherwertigere Lautsprecher stecken, da dies weit aus mehr bringt als die ganzen Dämmungen.

Gruß, Dirk
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Kpt.Maritim

  • Gast
Re: Thiele-Small Verständnisfrage
« Antwort #14 am: 4.06.2008 13:37 »
Hallo Dirk,

in Gitarrenboxen würde ich niemals Watte verbauen. Auch wenn eine Gitarrenbox ganz genau wie eine Hifibox funktioniert, sind die Optimierungskriterien gänzlich andere.

Viele Grüße
Martin