Lochblech zur Verminderung von Kantendiffraktion?

[S. Brandt]

Hallo,
Kanten um den Hochtöner werden ja oft abgerundet um die Bildung von Sekundärschallquellen zu vermindern.
Diesbezüglich kam mir letztens eine Idee, die ich leider aufgrund meines nicht funktionstüchtigen ATB Messsystems (USB Dongle verloren)
nicht selbst verifizieren kann.
Könnte ein Lochblech, welches an der Kanten um den Hochtöner angebracht wird nicht ebenfalls den Übergang entschärfen
oder zumindest die Interferenzmuster "verschmieren"?
Ich dache da an solche Bleche: https://blechking.de/bleche_kaufen/l...ech_zuschnitt/
Der Lochanteil sollte vermutlich nicht zu hoch sein. Leider fehlt mir der theoretische Backround um die Wirkung bei unterschiedlichen
Frequenzen einzuschätzen.
Die Optik würde ich jetzt mal hintenan stellen, mich würde allgemein eure Einschätzung interessieren.

Weitergehend fällt mir dazu noch folgende mögliche Anwendung ein:
Koaxiallautsprecher mit zentralem Hochtonhorn

Hier könnte man das Horn in einem Lochblech auslaufen lassen und hätte neben einer Verbesserung der Hornwirkung (wenns denn so wäre)
gleich noch einen sowieso nötigen Schutz der Tieftönermembran realisiert.
Die typischen PA 12 oder 15 Zoll Koaxe hab ich dabei vor Augen. Deren Horn ist ja meist entweder zu klein für den Höchtöner
oder zu groß für den Tieftöner. Wenn das Prinzip funktioniert könnte man das Horn nach außen schrittweise "löchriger" gestalten und
würde hier ggf. Verbesserungen erzielen.
Spinnerei?

[VISATON]

Eine ähnliche Idee hatte ich vor einiger Zeit ebenfalls. Kurz zusammengefasst: Reflektiert ein Gitter genug, damit man es als Horn nutzen kann?

Meine Idee basierte auf einer Art Koaxialsystem, bei dem der Hochtöner vorne durch ein Gitter rundherum in entsprechender Waveguide Form optimiert wird und der Tiefmitteltöner von hinten durch das Gitter hindurch spielt.

Leider habe ich kein Gitter gefunden, welches eine ausreichende Reflexion mitsich bringt. Selbst Varianten, die sehr sehr feinporig sind (wie z.B. die Siebe in Spülmaschinen) wiesen nicht den entsprechenden Reflexionsgrad auf.

Übrigens wurde dafür ein kleines "Messinstrument" gebastelt. Hier mal die Zeichnung:


Dann eine andere Ansicht für das bessere Verständnis:

Das Gitter wird quasi in das Gerät eingelegt. Die Messung per Mikrofon erfolgt hinter dem Gitter und vor dem Gitter mit 45° Versatz nach oben.
Somit müsste man theoretisch messen können, wie viel Schall durch das Gitter geht (bei 45°) und wie viel nach oben reflektiert wird.

Nachdem wir alles aufgebaut und getestet haben, hat sich herausgestellt, dass man das auch theoretisch viel einfacher machen kann:

Box mit einem Lautsprecher auf ein Gehäuse stellen und das Gitter in einem Winkel davor anbringen. Dann das Mikro an die Gehäusefläche stellen und messen, wie viel reflektiert wird.

Natürlich geht das auch ohne Messen mit einem feinen Gehör:



Aber: All das hat leider gar nichts gebracht. Die Messungen haben alle funktionert, Gitter reflektieren jedoch nicht gut genug, so zumindest mein Fazit

[squeeze]

Das Thema interessiert mich. Aber irgendwie verstehe ich nur Bahnhof. Kann mir das mal jemand irgendwie ein bisschen anschaulicher erklären oder als Bild darstellen.


Coax mit Hochtöner im Lochblech und Horn?? HÄÄÄ???

[mechanic]

Du setzt einen HT mit Waveguide vor den TMT. Damit beim TMT noch was rauskommt, bohrst du Löcher ins WG, in der Hoffnung, dass das gelochte Waveguide den HT noch "guided", alles klar ?

[FoLLgoTT]

Sowas gibt es doch schon längst.

Die Löcher wirken als kleine Helmholtzresonatoren und bringen die entsprechende Resonanz mit (siehe oben Seite 6). Das heißt, so ein Konstrukt muss zwingend entzerrt werden, was aber heutzutage kein Problem darstellt. Das Dimensionieren und Optimieren der Löcher stelle ich mir aber relativ aufwändig vor.

[squeeze]

Du setzt einen HT mit Waveguide vor den TMT. Damit beim TMT noch was rauskommt, bohrst du Löcher ins WG, in der Hoffnung, dass das gelochte Waveguide den HT noch "guided", alles klar ?

Auf Anhieb verstanden! Danke:-)

[S. Brandt]

Wow, schon durchgeführte Messungen von Visaton hätte ich nun nicht erwartet.
Schade, aber das Ergebnis war zu befürchten.
Immerhin hatte ich gehofft, dass bei höheren Frequenzen eine Wirkung einsetzt, aber wie in dem vom Nils verlinkten Lautsprecher zu sehen hat man wohl erst dann genügend Reflexion im Hochton wenn der Tieftöner schon "beeinträchtigt" wird (Bandpasswirkung).

Wenn ich wieder ein Messsystem habe werde ich meinem 12" PA-Koax mal spaßeshalber eine Hornvergrößerung aufsetzen und Lochblech mit nur 10% Lochanteil nehmen.

Danke für den Gedankenaustausch!

[aurelian]

Und wieviel reflektieren jetzt zB die üblichen für LS-Abdeckungen verwendeten Gitter (häufig Bienenwabenform) mit etwa 40% Abdeckung?
Hängt das nicht primär von der Frequenz ab?
(Nubert hat jedenfalls geschrieben, dss es bei hohen Frequenzen durch den reflektierten Schallanteil zu Auslöschungen kommt)

[UweG]

Genau.

Ich glaube, diese Betrachtungsweisen sind zu einfach. Meiner Vorstellung nach kann man von einem Reflexionsgrad eines Materials erst sprechen, wenn es um Abmessungen geht, die groß gegen die Wellenlänge sind und das ist hier oft nicht der Fall. Darunter wirkt ein Lochblech oder was auch immer wie eine Strömungsbremse die für den Schall zwar einen höheren Gegendruck erzeugt, ihn aber trotzdem durchlässst, wenn er nicht woanders leichter durchkommt.

Den Sonderfall einer Kiste mit einem Lochblech mit nur einem Loch nennt man übrigens Bandpassgehäuse. Da gibt es in der Rechnung keinen Reflexionsgrad sondern nur einen Massebelag und einen Strömungswiderstand den das Loch mehr oder weniger hat.

[aurelian]

Ich glaube, diese Betrachtungsweisen sind zu einfach. Meiner Vorstellung nach kann man von einem Reflexionsgrad eines Materials erst sprechen, wenn es um Abmessungen geht, die groß gegen die Wellenlänge sind

Dh da wir bei 17kHz eine Wellenlänge von 2cm haben, wären Löcher (bzw. die Zwischenstege in ähnlicher Größe) von zB 0,5cm zu klein, um zu reflektieren?

[mechanic]

Warum eigentlich nicht die TMT-Membran als Waveguide auslegen?

Man könnte doch:

- die Membranform entsprechend anpassen
- bei Entlastung des TMT von großen Hüben eine kleine Neodym-Kalotte mittig so fixieren, dass der Sprung von der Kalotten-Sicke zum Membranhals minimal ausfällt (was bedeutet es, wenn das "Waveguide" +/- 1mm relativ zur Kalotte hubt, bzw. der Übergang in der Ebene (Durchmesser Kalotte / Anfangsdurchmesser WG) nicht ideal ist?)

Ist das nicht im Prinzip das, was z.B. KEF bei seinen Koaxialchassis macht?

oder

- die Kalottenmembran mit ihrer Sicke an den Membranhals anbinden und beide Schwingspulen mit gleichem Durchmesser (z.B. D 25 mm) räumlich vorne und hinten im selben Luftspalt arbeiten lassen
- wenn das realisierbar wäre, wäre die geometrische Ankopplung gut, aber der HT wäre dann auf den TMT "aufmoduliert"

Ist es nicht

[VISATON]

Derartige Varianten gibt es mittlerweile schon auf dem Markt (z.B. von Omnes Audio).

Die Idee hinter dem Reflexions-Gitter-Waveguide-Konstrukt basiert tatsächlich auf einem ähnlichen Aufbau, wie der Seeburg GL24, jedoch nur mit Breitbändern und in kleineren Würfeln zerlegbar.
Dafür ist jedoch eine langwierige Forschung angesagt (ich habe im Moment 8 Unbekannte, die es zu erörtern gibt), die letztes Jahr gestartet ist. Man kommt leider nur in der Freizeit dazu, deshalb zieht sich das immer etwas.

Hintergrund war, dass mir die Seeburg GL nach einem Forumstreffen vor vielen Jahren, wo Fabi diese vorgestellt hat, nicht mehr aus dem Kopf ging und ich eine Kombination quasi aus der neuen Bose Entwicklung (F1 Model 812) und der Seeburg als sehr interessant fand (ob es überhaupt Sinn macht, sei im Moment noch dahingestellt).

Bei einem Gitter ist neben der Öffnungsfläche außerdem auch der Abstand zur Membran, sowie die Dicke des Gittermaterials ausschlaggebend. Somit hat man allein bei dieser Auslegung 3 Unbekannte, die es zu untersuchen gibt.

Seeburg schreibt ja (für eine bessere Vorstellung einfach ausgedrückt), dass die sich in den Öffnungen befindende Luft, für den Hochtöner nicht gesehen wird, da sie als Masse diese verschließt.

Vielleicht kann Fabi was dazu sagen, der damals diese mit entwickelt hat?

[fabi]

Hallo Friedemann,

die GL-Serie ist in der Tat meine Entwicklung. Freut mich, dass die GL16 damals Eindruck auf dich gemacht hat! Es ist ein erfolgreiches Produkt geworden. Die Entwicklung des Konzepts mit den Löchern ist fast genau 10 Jahre alt, ich habe das damals für das GaleoXT entworfen. Das Abstrahlverhalten ist hervorragend geworden, ich kenne bis heute nur wenige Line-Arrays die horizontal so gleichmäßig abstrahlen.

Das Problem bei Line-Arrays ist eigentlich weniger das vertikale Abstrahlverhalten als vielmehr das Horizontale. Wenn man tief trennen will, braucht man ein großes und breites Horn aber dann rücken die Mitteltöner weiter auseinander und man muss noch tiefer trennen, damit es zu keiner Einschnürung kommt. Ein Teufelskreis. Beim ursprünglichen Galeo System waren daher Nierenförmige Ausschnitte in einem Abdeckblech, durch die die Mitteltöner hindurchgestrahlt haben.

Die Mitteltöner strahlten in das Volumen hinter dem Blech, das wie ein Bandpass wirkt. Die Öffnung des Bandpasses sind dann die Ausschnitte gewesen. Die Abstimmfrequenz des Bandpasses steigt, wenn man das Volumen verringert. Ich habe damals innen auf dem Blech Material aufgebracht. Jetzt hat sich aber auch die Hornwirkung und Abstrahlung des Hochtöners verbessert!

Ich habe mit kleineren Öffnungen experimentiert, bis ich bei Bohrungen gelandet bin und dann optimiert bis Anzahl und Durchmesser genau waren.

Der Mitteltöner hat also einen akustischen Tiefpass vor sich, die Bohrungen sind die Kanäle. Je größer das Volumen, desto tiefer die Abstimmfrequenz. Je größer die Öffnungsfläche, desto höher die Abstimmfrequenz. Je größer die Anzahl der Löcher bei gleicher Öffnungsfläche, desto kleiner die Güte, weil es zu mehr Reibung in den Kanälen kommt (Navier-Stokes).
Für den Hochtöner ist es ebenfalls ein Tiefpass! Die akustische Impedanz der Masse der Luft in den tiefen Bohrungen ist so groß, dass die Welle nicht in die kleinen Kanäle hineingebeugt wird, sondern entlang "reflektiert" wird. Wir haben es damals "Air Mass Reflection" genannt.

Ein Nebeneffekt der guten Abstrahlung ist, dass der Mitteltöner durch den akustischen Überschwinger unglaublich viel Maximalpegel erreichen kann. Das Horn für den Hochtöner ist auch viel größer, als ohne das Prinzip möglich ist. Dadurch erreicht man einen sehr sauberen Mitteltonbereich mit sehr geringen Verzerrungen!

Viele Grüße!
fabi

[Yves]

Berücksichtigt man das Erläuterte zuvor und kommt man auf die eingangs gestellte Frage und den Versuch bei Visaton zurück, könnte Folgendes interessant für weitere Überlegungen sein:

Die Löcher im durchlässigen WG nehmen mit zunehmendem Abstand von der Chassis-Achse, also in Richtung Sicke hin, im Durchmesser zu.

Dies könnte in Bezug auf den angesprochenen Güteverlust aufgrund viskoser Effekte auch hilfreich sein, da die mit dem Radius quadratisch steigende Membranfläche (und damit das verdrängte Luftvolumen) diesen Einfluss noch erhöht, also vor allem im Randbereich.

Außerdem dürften zunehmend größere Löcher im Auslauf des WG akustisch nahezu unbedeutend sein. Manch einer könnte einer derartigen "Rauheit" in dieser Zone ja sogar Vorteile zusprechen

[F.H.]

Hallo fabi,

zuerst mal muss ich sagen, dass ich seit ein paar Jahren nicht mehr der Admin bin sondern jetzt Sebastian die Aufgabe übernommen hat. Er postet manchmal auch als Lebrichon (etwas verwirrend).

Aber richtig ist, dass auch ich beim Forumstreffen von der GL 16 sehr beeindruckt war. Vielen Dank für die detaillierten Infos. Das wird Sebastian sehr interessieren.