Was machen die Noppen auf dem Schaum?

[Chaomaniac]

Kann mir jemand erklären, welchen Sinn die Erhebungen auf Noppen-/Pyramiden-/Keil-/Königspyramiden-/sonstnochwas-Schaum haben?
Irgendwie will ich nicht von alleine drauf kommen.
O.K. manchem mag die Optik der strukturierten Platten besser gefallen, aber aus akustischer Sicht?
Ob an der Wand oder im Lautsprechergehäuse, ich kann mir da keinen rechten Reim draus machen.

[Violoncello]

Generell hängt bei einem porösen Absorber (Schaumstoffe, Steinwolle, etc.) die Absorption vom Strömungswiderstand ab. Der wird vom verwendeten Material, bzw. dessen Porenstruktur, bestimmt.
Darunten vorstellen kann man sich im Prinzip, wie viel Reibung das Material einem Luftstrom entgegensetzt. Man kann das relativ gut selbst ausprobieren, indem man durch das Material durchbläst und schaut, wie schwer das geht.

Nun gilt: Je größer der Strömungswiderstand des Materials, desto besser wird der Schall absorbiert, der in den Absorber eindringt. D.h. bei größerem Strömungswiderstand kann der Absorber bei gleichem Absorptionsgrad dünner ausgeführt werden.

Natürlich gibt es da ein ABER:
Ein Absorber hat ja natürlich immer einen höheren Strömungswiderstand als die Luft, d.h. wir haben an der Grenze Luft/Absorber einen Sprung in der akustischen Impedanz. Ein Impedanzssprung hat auf eine einfallende Welle (egal was für eine, in dem Fall eben eine Akustische) IMMER eine teilweise Reflexion zur Folge. D.h. nur ein Teil der Welle dringt in das andere Medium ein (und kan dort absorbiert werden), der Rest wird reflektiert. Der reflektierte Anteil hängt dabei von der Größe des Impedanzsprungs ab.

Das betrifft insbesondere tiefe Frequenzen. Ein Absorber mit hohem Strömungswiderstand und geringer Stärke kann also z.B. sehr gut im Mittelton absorbieren, jedoch im Bass nahezu wirkungslos sein, da er dort den größten Teil reflektiert. Der "optimale" Absorber, der auch im Bass noch gut absorbiert, hat also einen relativ geringen Strömungswiderstand (z.B. Watte), ist aber dafür sehr dick.

Edit: Die theoretische Überlegung mit der Betonmauer war bei genauerem Überlegen nicht so ganz korrekt, hab ich daher rausgelöscht .

Zu der eigentlichen Frage: Die Pyramiden/Noppen/Keile vergrößern die Oberfläche des Absorbers. Der Impedanzsprung findet dann nicht so aprupt statt, sodass ein größerer Anteil der einfallenden Schallwelle in den Absorber eindringen kann. So kann man ein platzsparendes Absorbermaterial mit hohem Strömungswiderstand verwenden und trotzdem auch tiefe Frequenzen, die an der glatten Oberfläche weitgehend reflektiert werden würden, damit noch gut absorbieren.

[markus7]

Gute Erklaerung. Zur Ergaenzung: Schaumstoff der absorbierende Wirkung entfalten soll muss offenporig sein. Dies ist bei vielen Schaumstoffen nicht der Fall.

[Chaomaniac]

Vio, danke für Deine lehrreichen Ausführungen. Das bringt etwas Licht in's Dunkel.
Meine bisherigen Annhmen gingen genau in die Gegenrichtung, an eine Reflexion tieferfrequenter Anteile hab ich absolut keinen Gedanken verschwendet.
Der Oberflächenvergrößerung durch die Noppen schrieb ich ausschließliche Wirkung im Hochtonbereich zu, also bei Wellenlängen, die so kurz sind, dass sie sich nicht um die Noppen beugen können. Bei tieferen Frequenzen sah ich diese sogar als kontraproduktiv an, da sich ausgerechnet im Abstand zur Begrenzungsfläche, aus der die Noppenschaumstoffplatte angebracht ist, eine deutlich geringere wirksame Fläche befindet.
An eine allmähliche Impedanzanpassung hab ich dabei nicht gedacht, hab die Noppen bisher immer nur als Abbstandhalter verwendet, also die Schaumstoffplatten "verkehrt herum" angebracht.

Weiß jemand bescheid, wie man eine Bedämpfumg aufbaut, die ab einer bestimmten Frequenz ein Absorbtionsverhalten möglichst nahe an 100 % besitzt?
Gibt es zur Nutzung von Pyramiden/Noppen Berechnungsformeln, die auch für jemanden mit länger zurückliegendem Quali mit eher durchschnittlichen Ergebnissen anwendbar sind?
Hintergedanke wäre eine zumindest gedankliche Planung eines RAR mit einer unteren Grenzfrequenz möglichst nahe an 200 Hz (vielleicht sogar etwas darunter??)...

[walwal]

http://www.sonatech.de/Produktuebers...R-SKIN-50.html

Das mit Wandabstand?

[jama]

IMMER eine teilweise Reflexion zur Folge. D.h. nur ein Teil der Welle dringt in das andere Medium ein (und kan dort absorbiert werden), der Rest wird reflektiert. Der reflektierte Anteil hängt dabei von der Größe des Impedanzsprungs ab.


Zu der eigentlichen Frage: Die Pyramiden/Noppen/Keile vergrößern die Oberfläche des Absorbers. Der Impedanzsprung findet dann nicht so aprupt statt, sodass ein größerer Anteil der einfallenden Schallwelle in den Absorber eindringen kann.

deswegen die noppen,die verteilen die reflexion in verschiedene richtungen ähnlich wie ein toter schallraum...

[albondiga]

toter schallraum

beschreibt herrlich den Höreindruck in einer solchen Kammer. Sry für OT

[wolfgang520]

Zu diesem Thema findet sich auch in Wikipedia eine gute Erklärung:
"Der Entzug der Energie kann nur durch Reibung der bewegten Luft erfolgen. Das bedeutet, dass die Schallschnelle größer als Null sein muss. Diese ist, je nach Frequenz, in einem gewissen Abstand zur Betonwand des Raumes maximal. An diesem Punkt muss sich dann poröses Material befinden, um die entsprechende Frequenz optimal zu dämpfen. Um eine möglichst vollständige Schallabsorption zu erreichen, muss in einem möglichst weiten Frequenzbereich die Schallimpedanz derjenigen der Luft entsprechen. Dazu dient der Aufbau der Auskleidung aus einzelnen Keilen von Absorbermaterial. Je nach vorgesehener tiefster absorbierender Frequenz, kann eine solche Auskleidung mit Keilen beträchtliche Tiefen (z. B. 1,50 m) erreichen."

http://de.wikipedia.org/wiki/Reflexionsarmer_Raum

Gruß

Wolfgang

[walwal]

Ich denke, das wissen die meisten hier und einige waren schon im RAR bei Visaton, der so gestaltet ist. Selbst der ist unter 70 Hz nicht mehr reflektionsarm.

http://www.visaton.de/vb/showthread.php?t=12754

Aber Chao braucht es ja nur ab 200, da sollten 30 cm reichen.

[wolfgang520]

Hallo walwal,
ich wollte nicht darauf hinaus den schalltoten Raum zu erklären. Mir ging es nur um einen Punkt. Das poröse Material muss sich an dem Punkt der Schallschnelle befinden und dort muss die Schallimpedanz derjenigen der Luft entsprechen, deshalb die Keilform.

Gruß

Wolfgang

[walwal]

OK. Das ist sicher optimal, ob Chao diesen Aufwand treiben will, weiß ich nicht.

[markus7]

Weiß jemand bescheid, wie man eine Bedämpfumg aufbaut, die ab einer bestimmten Frequenz ein Absorbtionsverhalten möglichst nahe an 100 % besitzt?

Wenn Du das mit poroesen Absorbern erreichen willst, dann gibt dieses Spreadsheet erste Anhaltspunkte:
http://www.whealy.com/acoustics/Porous.html

Fuer gute Tieftonabsorption muss der laengenbezogene Stroemungswiderstand klein gehalten werden, dafuer kann dann die Dicke des Materials steigen, was fuer die Absorptionsfaehigkeit tiefer Frequenzen unabdingbar ist.

[Violoncello]

Weiß jemand bescheid, wie man eine Bedämpfumg aufbaut, die ab einer bestimmten Frequenz ein Absorbtionsverhalten möglichst nahe an 100 % besitzt?

Vermutlich wird man da in der "freien Wildbahn" des Internets nur recht wenig finden. Ich könnte mir allerdings gut vorstellen, dass da bei der AES das eine oder andere Paper zu finden ist.
Ansonsten siehe PM-Box.

deswegen die noppen,die verteilen die reflexion in verschiedene richtungen ähnlich wie ein toter schallraum...

Die Reflexion findet ja vor allem bei tiefen Frequenzen statt... für die dürften die Noppen rein geometrisch einfach zu klein sein, um eine streuende Wirkung zu haben. So weit ich weiß geht es da wirklich rein um die Impedanzanpassung.