Gehäuseberechung für zwei WSP 26 S

[Guido]

Hallo !
Ich arbeite gerade an einer Box im Stil der Canton Ergo 120 und würde dafür gerne zwei WSP26S (parallel) pro Gehäuse einsetzen. Als Mitteltöner habe ich den W170S (4 Ohm), als Mittelhochtöner den DSM50FFL (8 Ohm) und als Hochtöner einen DSM25FFL (4 Ohm). Das ganze dann als Bassreflex.

Dummerweise habe ich mit den Formeln aus dem "Handbuch der Lautsprecher-Technik" ein theoretisches Gehäusevolumen von 418 L errechnet, was völlig unrealistisch ist. Das Original von Canton hat ca. 90 L. Was mache ich da falsch ? Als Vas wurde der doppelte Wert (2x 230 L = 460 L) angenommen, für Rdc wegen der Parallelschaltung die Hälfte (5,7 Ohm / 2 = 2,85 Ohm).

In anderen Beiträgen wurde erfahrungsgemäß ein geschlossenes Volumen von ca. 50 L pro Speaker empfohlen, das läßt sich aber weder rechnerisch noch aus den Tabellen zur Gehäusedimensionierung erklären. Was soll ich nun machen ?

Viele Grüße,
Guido

[Tomtom]

Hallo,

das Problem ist lösbar, die Fragestellung jedoch etwas vage.
Du möchtest 2 parallele WSP26S in 90 Litern als BR-LS verbauen, so weit so gut. Es muss bei der Gehäuseberechnung jedoch auch der Widerstand der Spule(n) im Basszweig der Weiche mitberücksichtigt werden.
Ich gehe im folgenden mal von einem sehr niedrig angesetzten Wert von nur 0,3 Ohm aus.

Die klanglich fraglos beste Variante wirst Du unter den vorgegebenen Prämissen jedoch nicht in einer BR sondern in einer geschlossenen Box finden.
2 WSP26S 8 Ohm parallel in 90 Liter geschlossen und stark gestopft, d.h. ca. Dämmstoff für 180 Liter reindrücken, bringen eine Gesamtgüte von 0,73. (Für Qtc=0,707 wären gebau 100 Liter notwendig.) F3 liegt dann bei ~41 Hz, -10dB werden bei ~27 Hz zu erwarten sein. Der Bass wäre recht straff, der Grundtonbereich nur unwesentlich angehoben (ca. 0,05dB). Das Ausschwingverhalten wäre noch immer etwas besser als bei einer optimal eingestellten BR-Box.

Eine BR-Box in 90 Litern ist so nicht realisierbar. Selbst mit einer Tuningfrequenz von 19 Hz, was nebenbei auf einen recht langen BR-Kanal hinausliefe, sind die Werte der geschlossenen Variante kaum zu überbieten. Lediglich F3 liegt bei 38 Hz. -10dB sind jedoch auch hier bei etwa 27 Hz erreicht. Das sind nicht wahrnehmbare Unterschiede. Der obere Bassbereich ist um etwa 1dB angehoben, was verschmerzbar ist. Das Ausschwingverhalten ist erwartungsgemäß gut (kleines Vb) jedoch nicht so gut wie dasjenige der gechlossenen Variante.
Aufgrund des unvermeidbaren langen BR-Rohres (43 cm bei 8,5 cm Öffnungsdurchmesser) ist schon knapp unterhalb 350Hz mit der ersten heftigen Rohrresonanz zu rechnen.
Die Trennfrequenz sollte hier durchaus schon etwa 1 Oktave darunter liegen, also bei 170, höchstens jedoch 200 Hz.
Ach ja, die Befüllung liefe auf 100% hinaus, also Dämmstoff für 90 Liter).

Fazit: Da angesichts der Simulationen keinerlei relevanten Vorteile für eine BR-Konstruktion erkennbar sind, würde ich in diesem Fall zur geschlossenen Box raten. Diese bietet hier nämlich gegenüber der BR-Konstruktion echte Vorteile.
Problematisch bleibt in jedem Fall der notwendige sehr niedrige Serienwiderstand von max. 0,3 Ohm.


mfg

Tomtom

PS: Wie ich oben schrieb, wären bei dem niedrigen Serienwiderstand 100 Liter für 2 parallele Chassis optimal. Halbiere den Wert und Du erkennst, dass die früher von anderen gemachten Angaben für 1 Chassis durchaus realistisch waren und sind.

[O.Heil jr.]

Original geschrieben von Tomtom
Hallo,

das Problem ist lösbar, die Fragestellung jedoch etwas vage.
Du möchtest 2 parallele WSP26S in 90 Litern als BR-LS verbauen, so weit so gut. Es muss bei der Gehäuseberechnung jedoch auch der Widerstand der Spule(n) im Basszweig der Weiche mitberücksichtigt werden.
Ich gehe im folgenden mal von einem sehr niedrig angesetzten Wert von nur 0,3 Ohm aus.

Die klanglich fraglos beste Variante wirst Du unter den vorgegebenen Prämissen jedoch nicht in einer BR sondern in einer geschlossenen Box finden.
2 WSP26S 8 Ohm parallel in 90 Liter geschlossen und stark gestopft, d.h. ca. Dämmstoff für 180 Liter reindrücken, bringen eine Gesamtgüte von 0,73. (Für Qtc=0,707 wären gebau 100 Liter notwendig.) F3 liegt dann bei ~41 Hz, -10dB werden bei ~27 Hz zu erwarten sein. Der Bass wäre recht straff, der Grundtonbereich nur unwesentlich angehoben (ca. 0,05dB). Das Ausschwingverhalten wäre noch immer etwas besser als bei einer optimal eingestellten BR-Box.

Eine BR-Box in 90 Litern ist so nicht realisierbar. Selbst mit einer Tuningfrequenz von 19 Hz, was nebenbei auf einen recht langen BR-Kanal hinausliefe, sind die Werte der geschlossenen Variante kaum zu überbieten. Lediglich F3 liegt bei 38 Hz. -10dB sind jedoch auch hier bei etwa 27 Hz erreicht. Das sind nicht wahrnehmbare Unterschiede. Der obere Bassbereich ist um etwa 1dB angehoben, was verschmerzbar ist. Das Ausschwingverhalten ist erwartungsgemäß gut (kleines Vb) jedoch nicht so gut wie dasjenige der gechlossenen Variante.
Aufgrund des unvermeidbaren langen BR-Rohres (43 cm bei 8,5 cm Öffnungsdurchmesser) ist schon knapp unterhalb 350Hz mit der ersten heftigen Rohrresonanz zu rechnen.
Die Trennfrequenz sollte hier durchaus schon etwa 1 Oktave darunter liegen, also bei 170, höchstens jedoch 200 Hz.
Ach ja, die Befüllung liefe auf 100% hinaus, also Dämmstoff für 90 Liter).

Fazit: Da angesichts der Simulationen keinerlei relevanten Vorteile für eine BR-Konstruktion erkennbar sind, würde ich in diesem Fall zur geschlossenen Box raten. Diese bietet hier nämlich gegenüber der BR-Konstruktion echte Vorteile.
Problematisch bleibt in jedem Fall der notwendige sehr niedrige Serienwiderstand von max. 0,3 Ohm.


mfg

Tomtom

PS: Wie ich oben schrieb, wären bei dem niedrigen Serienwiderstand 100 Liter für 2 parallele Chassis optimal. Halbiere den Wert und Du erkennst, dass die früher von anderen gemachten Angaben für 1 Chassis durchaus realistisch waren und sind.

Sauber, Tomtom! Wäre nur noch die Variante der kontrollierten Undichtigkeit hinzuzufügen! Gruss O.Heil jr.

[Guido]

Hallo Tomtom !
Erstmal vielen Dank für die schnelle und umfangreiche Antwort. Mit den 100 L Volumen kann ich super leben, einziger Nachteil an der Rechnung ist der sehr niedrige Serienwiderstand von 0,3 Ohm. Bisher habe ich immer Visaton-Luftspulen mit 1,32mm Drahtstärke verwendet, und die haben leider 0,6 Ohm. Wie wirkt sich das auf das Volumen aus ?
Im Katalog gibt´s noch LR- bzw. LC-Ferritspulen mit sehr niedrigen Innenwiderständen bei gleicher Induktivität. Könnte ich so eine im Basszweig nehmen ? Wo sind denn da die Unterschiede ?
Da deine Antwort sehr schnell und präzise kam, vermute ich mal, dass du die unterschiedlichen Varianten am PC simuliert hast. Welches Programm verwendest du denn ? Ich habe schon einige durchprobiert, aber so richtig toll fand ich keins...
Bleibt zum Schluß noch die Frage der Weichendimensionierung. Ich dachte eigendlich so an eine Trennfrequenz bei 300 Hz, ab da klingt der W170S ganz gut, war bei meiner alten Box jedenfalls so. Bezog sich deine Empfehlung von max. 200 Hz nur auf die BR-Box oder auch auf das geschlossene Gehäuse ?
Viele Grüße,
Guido

PS: In meinen alten Boxen hatte ich je zwei W300NG parallel in einem Volumen von ca. 70 L als Baßreflex laufen. Damals wurde nichts berechnet, sondern alles so gebaut, wie gerade Platz und Material vorhanden waren. Erstaunlicherweise klang es super mit wummerndem Tiefbass, genau richtig für Dolby Surround und Filme wie "Independance Day" oder "Jurassic Parc". Kannst das ja auch mal simulieren, wenn du Lust und Zeit hast...

[Tomtom]

Hallo,

also wie ich das sehe, sind alle mit den Tieftonfähigkeiten der VOX-Systeme sehr zufrieden, und bei denen wird ja auch eine Kernspule verwendet. (Und nicht nur bei den VOX sondern ja auch bei anderen Bauvörschlägen wenn mich die Erinnerung nicht täuscht) Das sollte also nicht unbedingt das Hauptproblem sein.

Bei einem geschlossenen System gibt es keine Rohrresonanzen, folglich darf die Trennung höher liegen, da man ja darauf keine Rücksicht zu nehmen braucht.
(Die 17er von VISATON machen auch so tiefe Trennungen ohnehin ohne Murren mit.)

Was den Serienwiderstand betrifft, so würde für eine Qtc von 0,707 (geschlossen und gestopft) bei 0,6 Ohm ein Volumen von 125 Litern notwendig. Na ja, wenn 90 Liter angepeilt waren und 100 Liter noch OK sind, dann sind 125 Liter doch schon mächtig viel mehr.
Wenn man Qtc=0,755 zuließe, dann würden 100 Liter auch für diese 0,6 Ohm reichen, doch wirklich optimal wäre das wohl nicht. Dennoch darf nicht verschwiegen werden, dass es hochwertige LS gibt, deren Güte weitaus höher liegt (Rogers beispielsweise mit Qtc >1,1) und die dennoch sehr gut klingen. Insofern muss man das entweder aus dem Bauch heraus entscheiden oder ausprobieren.

Was Simulationssoftware angeht, so gibt es hier bei VISATON die Sharewareversion von Speaker Pro zum Herunterladen, nicht wenige schwören darauf und im großen und ganzen sind die Ergebnisse wirklich sehr gut. Andere verwenden WinISD oder LSPCad lieber, weil die unter Windows laufen und nicht in der DOS-Box. Gute Ergebnisse sollen auch LASIP und AudioCad liefern.
Ich habe mir meine Simulationen selbst geschrieben.


mfg

Tomtom

[Reim]

Hallo

ich kann Tomtom nur zustimmen, die geschlossene Version mit 90 Litern verspricht in der Simulation wirklich gute Ergebnisse.

Thomas

[O.Heil jr.]

Original geschrieben von Reimann, Thomas
Hallo

ich kann Tomtom nur zustimmen, die geschlossene Version mit 90 Litern verspricht in der Simulation wirklich gute Ergebnisse.

Thomas

Ist richtig, wollte nur noch eine Möglichkeit hinzufügen!MFG O.Heil jr.

[Guido]

Hallo !
Nach langem hin und her hab ich mich jetzt für ein Gehäuse mit insgesamt 130 l entschieden. Wenn man das Volumen des Mitteltöners abzieht, landet man also ungefähr bei den 125 l, die Tomtom für Qtc = 0,707 und 0,6 Ohm berechnet hat. Bleibt noch die Frage nach der Dämmung : Für wieviel Liter Dämmwolle sollte ich da hineinstopfen ?
Gruß,
Guido

[Tomtom]

Hallo,

etwa 1,4 Matten pro 10 Liter realen Gehäusevolumens.
Bei 125 Litern also 18 Matten.


mfg

Tomtom

[Guido]

Synthetik-Fasern oder reine Schafwolle ? Die Visaton-Beutel sollen für 20 l reichen, sind das dann jeweils 2 Matten, oder brauche ich davon tatsächlich 36 Beutel (für zwei LS) ? Bei knapp 8 EUR pro Beutel Schafwolle würde mich das finanziell in den Ruin treiben...
Gruß,
Guido

[Tomtom]

Hallo,

nein, nein, das normale Kunstfasermaterial reicht völlig aus.


mfg

Tomtom

[Fanatic][cs.at]

He Guido, sind meine WSP's schon bei dir angekommen? (So trifft man sich wieder )

Ich habs mir natürlich auch nicht nehmen lassen, die WSP's in Testgehäuse zu schrauben. Hatten exakt 95 Liter pro Stück (abzüglich Chassis, BR und Verstrebungen) und einen BR Kanal, welcher auf 25 Hz abgestimmt ist. Bedämpft mit Tellwolle (die gelbe Mineralwolle) und zwar soviel wie die Menge von 5 Matten Sonofil.

Subjektiv ab 25 Hz voller Pegel und saubere Bassimpulse. Wenn man den BR Kanal zustopft hört man bei Musik überhaupt keinen Unterschied, bei Sinus Tönen fehlts jedoch unter 45 Hz gewaltig.

Elektrisch halten sie genug aus, dank der Polkernbohrung sogar mehr als Visaton angibt, nur mechanisch geben sie in großen Gehäusen leider schnell klein bei.

Die WSP's sind mMn schon was für Lauthörer, allerdings für Pegelorgien weniger geeignet.

Grüße
Hari

[Guido]

Hallo Hari !

So´n Zufall, die Welt ist doch kleiner als man denkt...
Die WSP´s sind jedenfalls angekommen, aber wie du ja aus den obigen Beiträgen entnehmen kannst, arbeite ich derzeit an den Gehäusen und konnte sie deshalb noch nicht auf Funktion testen. Daher hab ich auch noch keine Bewertung abgegeben.

Ich wollte die Boxen im Wesentlichen an meiner Dolby Digital Anlage im Wohnzimmer betreiben und erhoffe mir davon einen recht satten Bass, extrem laute Pegelorgien ala Partykeller sind nicht vorgesehen.
Die Gehäuse hab ich vorsichtshalber erstmal so aufgebaut, dass ich die Schallwand leicht abschrauben und auswechseln kann. So ist es möglich, verschiedene Chassis einzubauen und zu vergleichen. Ich habe noch einen W300NG in 4 Ohm herumliegen, den werde ich in die zweite Box einbauen und dann mit dem Balance-Regler ausprobieren, welche Variante den besseren Bass hat. Nur die Simulation alleine macht´s schließlich auch nicht, letztendlich muß die Box zur Anlage und zu den akustischen Verhältnissen im Wohnzimmer passen.

Bin jedenfalls schon sehr gespannt auf die ersten Probeläufe.
Gruß,
Guido

[Guido]

@ Tomtom :

Nachdem du die Box mit den zwei WSP26S schon simuliert hast, könntest du mir noch die Dimensionierung der Weiche nennen ?

Die Chassis sind derzeit :

2x WSP26S (8 Ohm, parallel)
1x W170S (4 Ohm)
1x DMR120 (4 Ohm)
1x DSM25FFL (4 Ohm)

Alternativ käme noch die Mitteltonkalotte DSM50FFL in 8 Ohm statt des DMR120 in Frage.

Ich hab selber schon mit WinBoxSimu herumprobiert und dachte, ich hätte die ideale Weiche gefunden, bis ich gemerkt habe, dass etwas nicht stimmt. Als ich den DMR120 (4 Ohm) probehalber gegen den DSM50FFL (8 Ohm) getauscht habe, war der Frequenzverlauf der Gesamtbox ohne Änderungen an der Weiche fast identisch, obwohl der Mitteltöner mit 8 Ohm ja theoretisch viel leiser sein müsste und sich die Trennfrequenzen der Weiche durch die doppelte Impedanz verschieben müssten. Dem war aber nicht so. Hab dann mal zur Kontrolle den DSM25FFL in 4 Ohm gegen die 8 Ohm Variante getauscht, und es hat sich überhaupt nichts geändert. Anscheinend wird also die Lautsprecherimpedanz bei der Simulation der Gesamtbox und der Berechnung der Eckfrequenzen nicht berücksichtigt. Macht das dann überhaupt noch Sinn ?

Es ergaben sich jedenfalls die folgenden Werte :

Bass-Zweig : 3mH(0.6 Ohm), 100uF
Mittelton 1 : 68uF, 2.2mH / 0.6mH, 22uF
Mittelton 2 : 15uF, 0.6mH / 0.2mH, 3.3uF (1.2 Ohm, 10 Ohm)
Hochton : 3.3uF, 0.2mH (1.5 Ohm, 6.8 Ohm)

Die Ohm-Werte bei Mittel- und Hochton stehen für die Serien- und Parallelwiderstände der Pegelabsenkung, im Basszweig ist es der Widerstand der Spule.

Die Bauteile für den Bass-Zweig habe ich noch liegen, deshalb bin ich davon erstmal ausgegangen. Die Box hat ein Volumen von 125 Litern + 3 Liter für den W170S (Visaton Abdeckkappe).

Wäre nett, wenn das mal jemand simulieren könnte.

Gruß,
Guido

[Tomtom]

Hallo,

sorry, aber 4-wege Weichen sind ohnedies schon kompliziert genug, da braucht man sehr viel Zeit für die optimale Abstimmung. Zudem sollte man die Chassispositionen in Bezug auf den Hörplatz berücksichtigen, damit man da keine bösen Überraschungen erlebt (Schallentstehungsort...).
Das macht so viel Arbeit, dass ich mich damit nicht ohne Not herumschlagen möchte.
Lade Dir SpeakerPro hier kostenlos herunter und simuliere einfach selbst.


mfg

Tomtom