Techdiving
http://www.audiomap.de/forum/index.p...age=&mode=full
Hallo Klaus,
erstmal möchte ich mich für die verspätete Antwort entschuldigen.
Wir waren auf Promotion Tour und deshalb ist leider eine Menge Arbeit liegen geblieben.
Deine Fragen möchte ich gerne in einer kurzen Abhandlung über die verschiedenen Wellenformen, deren Ausbreitungen in festen Medien, das Funktionsprinzip eines Biegewellenwandlers und die speziellen Lösungen des Göbel Biegewellenwandlers erläutern:
Ausbreitung von Wellen in festen Medien:
In festen Medien können sich Wellen auf verschiedenste Arten ausbreiten. Dabei herrschen in dickeren Medien Dehn- und Dichtewellen vor. An Grenzflächen zu anderen Oberflächen entstehen außerdem Oberflächenwellen. In dünnen Medien entstehen zusätzlich Schubwellen und / oder Biegewellen.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der unterschiedlichen Wellenarten ist stets abhängig von der jeweiligen Frequenz, die eingeleitet wird. Zusätzlich werden die verschiedenen Wellenarten von weiteren Parametern beeinflusst:
– Bei Dehn- und Dichtewellen ist die Ausbreitungsgeschwindigkeiten abhängig von den Materialkonstanten, die durch die Molekularstruktur – also Dichte und Verkettung der Moleküle – bestimmt wird.
– Oberflächenwellen breiten sich in Abhängigkeit der Molekularstruktur beider Grenzflächenmedien aus.
– Schubwellen, bei denen keine Volumen- und Dichteänderung mit der Formänderung der Wellenausbreitung verbunden ist, hängen von der Elastizität, dem spezifischen Gewicht und der Fähigkeit zur Querkontraktion ab.
– Biegewellen sind neben der eingeleiteten Frequenz abhängig von der Biegesteifigkeit (E-Modul) und der Massebelegung.
Von allen Wellentypen eignen sich nur Biegewellen und Schubwellen zur Nutzung für einen Schallwandler, da sich ausschließlich diese mit genügend großen Amplituden auf den Oberflächen ausbreiten.
Die Funktionsweise eines Biegewellenwandlers:
Um das Grundprinzip eines Biegewellenwandlers zu veranschaulichen, ist folgendes einfaches Gedankenmodell sehr hilfreich:
Stellen Sie sich einfach vor, Sie werfen einen Stein ins Wasser!
Die Wasseroberfläche wird durch diesen Impuls aus ihrer Ruhelage gebracht. Dies wird sichtbar in Form einer Wellenfront, die sich auf der Ebene nach allen Seiten gleichmäßig ausbreitet.
Genau nach diesem Prinzip arbeitet auch ein Biegewellenwandler.
Hier wird auf das Membran (in unserem Gedankenmodell die Wasseroberfläche) durch einen elektrodynamischen Antreiber (der Steinwurf) eine Wellenfront aufgebracht. Diese Wellenfront pflanzt sich nun, genau wie im Wasser, auf der Membranoberfläche fort – eine Biegewelle ist entstanden.
Die daraus resultierenden Luftdruckveränderungen nehmen wir als Schallereignis war.
Der biegesteife Biegewellenwandler:
Für die Schallerzeugung mit extrem breitbandiger Frequenz- und Phasenlinearität, Impulstreue und ohne jegliche Schallbündlung eignet sich nur ein biegesteifer Biegewellenwandler. Wie bereits erwähnt, weisen Biegewellen eine frequenzabhängige Ausbreitungsgeschwindigkeit auf der Membran auf.
Dieser Effekt wird als "Dispersion der Biegewelle" bezeichnet und führt dazu, dass sich die Phasengeschwindigkeit auf der Membran bei steigender Frequenz erhöht.
Die Frequenz, bei der die Phasengeschwindigkeit auf der Membran identisch ist mit der in der Luft, wird "Koinzidenzfrequenz" genannt und lässt sich über die Biegesteifigkeit (E-Modul) und der Massebelegung einstellen.
Der Göbel Biegewellenwandler:
Bei normalen biegesteifen Biegewellenwandlern werden die Luftdruckveränderungen, die durch Biegewellen unterhalb der Koinzidenzfrequenz entstehen, kurz geschlossen und der Biegewellenwandler arbeitet in diesem Bereich nur noch als Kolbenstrahler. Oberhalb der Koinzidenzfrequenz steigt der Wirkungsgrad sprunghaft an und die Biegewelle beginnt sich unter einem Winkel von > 0 Grad abzulösen.
Im Gegensatz zu einem normalen biegesteifen Biegewellenwandler strahlt der Göbel Biegewellenwandler auch unterhalb der Koinzidenzfrequenz noch Schall durch Biegewellen ab.
Das Geheimnis liegt hier in der Massebelegung, der inneren Dämpfung der Membran und der biegewellenbedämpfenden Eigenschaften der 9-schichtigen Verbundmembran.
Hierdurch erzielen wir einen langsamen Übergang von der Schallabstrahlung durch Biegewellen hin zur Schallabstrahlung durch eine
Kolbenbewegung (konventioneller Kolbenschallwandler). Außerdem verhindern wir hierdurch den sprunghaften Anstieg des Wirkungsgrades oberhalb der Koinzidenzfrequenz.
Durch die richtige Dimensionierung der oben genannten Parameter erzielen wir ein perfektes Rundstrahlverhalten, eine vorbildliche Frequenzgang- und Phasenlinearität und eine ideale Ankopplung an einen herkömmlichen Lautsprecher (Subwoofer).
Beim Göbel Biegewellenwandler wird die Biegewelle aber nicht nur über den gesamten Frequenzbereich kontrolliert auf das Biegewellenmembran eingeleitet sondern auch über den gesamten Frequenzbereich kontrolliert abgedämpft.
Denn wie auch die Wellenfront im Wasser an Begrenzungsflächen reflektiert wird, so geschieht dies auch mit der Wellenfont auf der Membran, was zu einer halligen, diffusen und verwaschenen Schallwiedergabe führen würde.
Unsere patentierte Abdämpfung umfasst drei Maßnahmen, die diese Reflexionen an den Begrenzungsflächen komplett verhindert:
Die spezielle Biegewellenmembran:
Das nach unseren Spezifikationen gefertigte Kernmaterial der 9-schichtigen Biegewellenmembran besteht aus einem speziellen Holz, das durch seine spezifischen Eigenschaften (Raumgewicht, Ligningehalt (Druckfestigkeit), Restfeuchte, ...) zu dem hervorragenden Klang beiträgt. Außerdem verhindert die Anisotropy (Inhomogenität) des Holzes ausgeprägte Resonanzen.
Dieses Kernmaterial wird in unserer Firma mit verschiedenen Harzen und Gewebelagen behandelt und anschließend mit Hilfe eines hoch entwickelten Pressverfahrens verdichtet. Wir verwenden hierbei nur Harze und Gewebelagen aller höchster Güte, die zu den klangrelevanten physikalischen Eigenschaften auch beste Alterungsbeständigkeiten aufweisen.
Bedingt durch die Ausrichtung der Gewebelagen, den Abmessungen der Membran, der Faserausrichtung und den physikalischen Eigenschaften des Kernmaterials wird die Amplitude der angeregten Biegewelle während ihrer Laufzeit auf der Membran
stetig abgedämpft.
Die Einspannungen an den Außenkanten:
Die Einspannungen an den Außenkanten bestehen aus sehr unterschiedlichen Materialien (Aluminium, Holz, Silicon, Gummi, Moosgummi und MDF), durch deren Kombination uns über den gesamten Frequenzbereich ein gleichmäßiger Wellenabschluss der Biegewellenmembran an den Rahmen gelungen ist.
Rückreflexionen die normalerweise an allen Grenzflächen zu anderen Medien (den Membranaußenkanten) auftreten, werden hierdurch komplett ausgeschlossen. Dies wird über den gesamten Frequenzbereich, der sich beim Göbel Biegewellenwandler über mehr als 7 Oktaven erstreckt, realisiert.
Die Einschnitte in der Biegewellenmembran:
Die Einschnitte haben hauptsächlich die Aufgabe parasitäre Schwingungsenergien, die sich noch auf der Membran befinden, diffus zu zerstreuen, damit sich keine stehenden Wellenfelder aufbauen können.
Die hierfür benötigten Winkelgeometrien und Positionen müssen auf das hundertstel genau berechnet und ausgeführt werden. Um die Toleranzen so gering wie nur möglich zu halten, werden die Einschnitte mit einem computergesteuerten Laser vorgenommen. Bei diesem Bearbeitungsverfahren tritt keine Zerspanung auf und das Kernholz wird gleichzeitig luftdicht versiegelt.
Ich hoffe Deine Fragen wurden in dieser kleinen Abhandlung ausführlich behandelt.
Wie ich aber immer nur sagen kann, selber hören macht schlau.
Ich würde mich sehr freuen, Dich bei uns oder einem unserer Partner-Fachhändler begrüßen zu dürfen.
Beste Grüße
Göbel Audio
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Hallo Klaus,
erstmal möchte ich mich für die verspätete Antwort entschuldigen.
Wir waren auf Promotion Tour und deshalb ist leider eine Menge Arbeit liegen geblieben.
Deine Fragen möchte ich gerne in einer kurzen Abhandlung über die verschiedenen Wellenformen, deren Ausbreitungen in festen Medien, das Funktionsprinzip eines Biegewellenwandlers und die speziellen Lösungen des Göbel Biegewellenwandlers erläutern:
Ausbreitung von Wellen in festen Medien:
In festen Medien können sich Wellen auf verschiedenste Arten ausbreiten. Dabei herrschen in dickeren Medien Dehn- und Dichtewellen vor. An Grenzflächen zu anderen Oberflächen entstehen außerdem Oberflächenwellen. In dünnen Medien entstehen zusätzlich Schubwellen und / oder Biegewellen.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der unterschiedlichen Wellenarten ist stets abhängig von der jeweiligen Frequenz, die eingeleitet wird. Zusätzlich werden die verschiedenen Wellenarten von weiteren Parametern beeinflusst:
– Bei Dehn- und Dichtewellen ist die Ausbreitungsgeschwindigkeiten abhängig von den Materialkonstanten, die durch die Molekularstruktur – also Dichte und Verkettung der Moleküle – bestimmt wird.
– Oberflächenwellen breiten sich in Abhängigkeit der Molekularstruktur beider Grenzflächenmedien aus.
– Schubwellen, bei denen keine Volumen- und Dichteänderung mit der Formänderung der Wellenausbreitung verbunden ist, hängen von der Elastizität, dem spezifischen Gewicht und der Fähigkeit zur Querkontraktion ab.
– Biegewellen sind neben der eingeleiteten Frequenz abhängig von der Biegesteifigkeit (E-Modul) und der Massebelegung.
Von allen Wellentypen eignen sich nur Biegewellen und Schubwellen zur Nutzung für einen Schallwandler, da sich ausschließlich diese mit genügend großen Amplituden auf den Oberflächen ausbreiten.
Die Funktionsweise eines Biegewellenwandlers:
Um das Grundprinzip eines Biegewellenwandlers zu veranschaulichen, ist folgendes einfaches Gedankenmodell sehr hilfreich:
Stellen Sie sich einfach vor, Sie werfen einen Stein ins Wasser!
Die Wasseroberfläche wird durch diesen Impuls aus ihrer Ruhelage gebracht. Dies wird sichtbar in Form einer Wellenfront, die sich auf der Ebene nach allen Seiten gleichmäßig ausbreitet.
Genau nach diesem Prinzip arbeitet auch ein Biegewellenwandler.
Hier wird auf das Membran (in unserem Gedankenmodell die Wasseroberfläche) durch einen elektrodynamischen Antreiber (der Steinwurf) eine Wellenfront aufgebracht. Diese Wellenfront pflanzt sich nun, genau wie im Wasser, auf der Membranoberfläche fort – eine Biegewelle ist entstanden.
Die daraus resultierenden Luftdruckveränderungen nehmen wir als Schallereignis war.
Der biegesteife Biegewellenwandler:
Für die Schallerzeugung mit extrem breitbandiger Frequenz- und Phasenlinearität, Impulstreue und ohne jegliche Schallbündlung eignet sich nur ein biegesteifer Biegewellenwandler. Wie bereits erwähnt, weisen Biegewellen eine frequenzabhängige Ausbreitungsgeschwindigkeit auf der Membran auf.
Dieser Effekt wird als "Dispersion der Biegewelle" bezeichnet und führt dazu, dass sich die Phasengeschwindigkeit auf der Membran bei steigender Frequenz erhöht.
Die Frequenz, bei der die Phasengeschwindigkeit auf der Membran identisch ist mit der in der Luft, wird "Koinzidenzfrequenz" genannt und lässt sich über die Biegesteifigkeit (E-Modul) und der Massebelegung einstellen.
Der Göbel Biegewellenwandler:
Bei normalen biegesteifen Biegewellenwandlern werden die Luftdruckveränderungen, die durch Biegewellen unterhalb der Koinzidenzfrequenz entstehen, kurz geschlossen und der Biegewellenwandler arbeitet in diesem Bereich nur noch als Kolbenstrahler. Oberhalb der Koinzidenzfrequenz steigt der Wirkungsgrad sprunghaft an und die Biegewelle beginnt sich unter einem Winkel von > 0 Grad abzulösen.
Im Gegensatz zu einem normalen biegesteifen Biegewellenwandler strahlt der Göbel Biegewellenwandler auch unterhalb der Koinzidenzfrequenz noch Schall durch Biegewellen ab.
Das Geheimnis liegt hier in der Massebelegung, der inneren Dämpfung der Membran und der biegewellenbedämpfenden Eigenschaften der 9-schichtigen Verbundmembran.
Hierdurch erzielen wir einen langsamen Übergang von der Schallabstrahlung durch Biegewellen hin zur Schallabstrahlung durch eine
Kolbenbewegung (konventioneller Kolbenschallwandler). Außerdem verhindern wir hierdurch den sprunghaften Anstieg des Wirkungsgrades oberhalb der Koinzidenzfrequenz.
Durch die richtige Dimensionierung der oben genannten Parameter erzielen wir ein perfektes Rundstrahlverhalten, eine vorbildliche Frequenzgang- und Phasenlinearität und eine ideale Ankopplung an einen herkömmlichen Lautsprecher (Subwoofer).
Beim Göbel Biegewellenwandler wird die Biegewelle aber nicht nur über den gesamten Frequenzbereich kontrolliert auf das Biegewellenmembran eingeleitet sondern auch über den gesamten Frequenzbereich kontrolliert abgedämpft.
Denn wie auch die Wellenfront im Wasser an Begrenzungsflächen reflektiert wird, so geschieht dies auch mit der Wellenfont auf der Membran, was zu einer halligen, diffusen und verwaschenen Schallwiedergabe führen würde.
Unsere patentierte Abdämpfung umfasst drei Maßnahmen, die diese Reflexionen an den Begrenzungsflächen komplett verhindert:
Die spezielle Biegewellenmembran:
Das nach unseren Spezifikationen gefertigte Kernmaterial der 9-schichtigen Biegewellenmembran besteht aus einem speziellen Holz, das durch seine spezifischen Eigenschaften (Raumgewicht, Ligningehalt (Druckfestigkeit), Restfeuchte, ...) zu dem hervorragenden Klang beiträgt. Außerdem verhindert die Anisotropy (Inhomogenität) des Holzes ausgeprägte Resonanzen.
Dieses Kernmaterial wird in unserer Firma mit verschiedenen Harzen und Gewebelagen behandelt und anschließend mit Hilfe eines hoch entwickelten Pressverfahrens verdichtet. Wir verwenden hierbei nur Harze und Gewebelagen aller höchster Güte, die zu den klangrelevanten physikalischen Eigenschaften auch beste Alterungsbeständigkeiten aufweisen.
Bedingt durch die Ausrichtung der Gewebelagen, den Abmessungen der Membran, der Faserausrichtung und den physikalischen Eigenschaften des Kernmaterials wird die Amplitude der angeregten Biegewelle während ihrer Laufzeit auf der Membran
stetig abgedämpft.
Die Einspannungen an den Außenkanten:
Die Einspannungen an den Außenkanten bestehen aus sehr unterschiedlichen Materialien (Aluminium, Holz, Silicon, Gummi, Moosgummi und MDF), durch deren Kombination uns über den gesamten Frequenzbereich ein gleichmäßiger Wellenabschluss der Biegewellenmembran an den Rahmen gelungen ist.
Rückreflexionen die normalerweise an allen Grenzflächen zu anderen Medien (den Membranaußenkanten) auftreten, werden hierdurch komplett ausgeschlossen. Dies wird über den gesamten Frequenzbereich, der sich beim Göbel Biegewellenwandler über mehr als 7 Oktaven erstreckt, realisiert.
Die Einschnitte in der Biegewellenmembran:
Die Einschnitte haben hauptsächlich die Aufgabe parasitäre Schwingungsenergien, die sich noch auf der Membran befinden, diffus zu zerstreuen, damit sich keine stehenden Wellenfelder aufbauen können.
Die hierfür benötigten Winkelgeometrien und Positionen müssen auf das hundertstel genau berechnet und ausgeführt werden. Um die Toleranzen so gering wie nur möglich zu halten, werden die Einschnitte mit einem computergesteuerten Laser vorgenommen. Bei diesem Bearbeitungsverfahren tritt keine Zerspanung auf und das Kernholz wird gleichzeitig luftdicht versiegelt.
Ich hoffe Deine Fragen wurden in dieser kleinen Abhandlung ausführlich behandelt.
Wie ich aber immer nur sagen kann, selber hören macht schlau.
Ich würde mich sehr freuen, Dich bei uns oder einem unserer Partner-Fachhändler begrüßen zu dürfen.
Beste Grüße
Göbel Audio
Die nicht absackenwollende fu dagegen weniger.
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