Planungs- und Bauthread erstes Heimkino

Houston, wir haben ein Problem!

Nachdem ich per Ausmessen der Audiokarte und des STA-Ausgangs sicher gestellt hatte, das ich mich in einem sinnvollen Leistungsbereich befinde, wollte ich nun den CDS-Prototypen hinsichtlich unerwünschter Resonanzen prüfen.

Doch direkt beim ersten Ton (bei 50 Hz) sind mir unerwartet hohe Strömungsgeräusche aufgefallen!!

Ich bin nun ehrlich gesagt etwas geschockt, da ich bei meinem Testaufbau bereits auf Strömungsgeräusche geachtet hatte und sie dort nicht aufgetreten sind, zumindest nicht ab einer Slotbreite > 1 cm.

Ebenso passt es meines Erachtens nicht zur WinISD-Simulation, da dort die Strömungsgeschwindigkeiten deutlich unter 17 m/s liegen (ein Grenzwert, bis zu dem die Geschwindigkeit meines Wissens im allgemeinen als unkritisch angesehen wird):

Laut Graph dürfte es allenfalls ein Problem bei ca. 160 Hz geben. Bei 50 Hz sollte die Strömungs­geschwindigkeit dagegen gerade mal bei ca. 11 m/s liegen.

Der Prototyp sind sieht aus, mit bzw. ohne Slotblende:

Im Grunde entspricht dies meinem damaligen Testaufbau. Subjektiv würde ich außerdem sagen, dass ich heute nicht deutlich lauter getestet habe als damals und bin auch noch nicht bei 150 W.

Der einzige kleine konstruktive Unterschied ist, dass die endgültige Slotblende im Gegensatz zum damaligen Testaufbau nun innen abgerundet ist (gerade zur Vermeidung von Strömungs­geräuschen). Um dies als Ursache auszuschließen, habe ich es auch mit einer normalen Kante ausprobiert: aber keine Veränderung.

Ich habe dann mit einem provisorischen Brett verschiedene Slot-Breiten getestet und zwar bei 38,5 Hz, bei der der erste Geschwindigkeits-Peak in WinISD liegt. Unmittelbar vor dem Subwoofer höre ich die Geräusche bei: < 5 cm deutlich, bei 6 cm minimal und >= 7 cm gar nicht.

Bei 30 Hz und 50 Hz Test-Frequenz ist es quasi identisch, zumal die Geschwindigkeit laut WinISD nur wenig niedriger sein sollte (10,9 m/s).

Bei 70 / 75 Hz höre ich dagegen keine Strömungsgeräusche (< 9 m/s).

Woher kommen plötzlich die Strömungsgeräusche und was kann ich dagegen tun (außer den Slot zu vergrößern)??

Zitat von Moe

Naja wenn man die Öffnungsfläche in Relation zur Membranfläche betrachtet, ist das eigentlich nicht so extrem verwunderlich, also eher dass es im Testaufbau keine Geräusche gemacht hat. Daher sind 1/3 bis 1/2 SD ja eher üblich. Bekommst du das nun noch angepasst?

Die Slotbreite kann ich noch problemlos anpassen, da ich dazu lediglich die Slotblenden in der Höhe kürzen muss.

Laut Datenblatt hat der Scanspeak ein SD von 466 cm² („Effective piston area [Sd] 466 cm²“).

Damit wären:

1/3 SD = 466/3 = 155,33 cm² → 3,51 cm Slot-Breite (155,33 cm² / 44,3 cm Slot-Länge)

1/2 SD = 466/2 = 233,00 cm² → 5,26 cm Slot-Breite

Falls ich morgen Zeit habe, teste ich mal 5,5 cm Slot-Breite, obwohl ich meine bei 6 cm auch noch minimale Strömungsgeräusche gehört zu haben.

Zitat von Moe

Die harten Außenkanten sind sicher auch nicht förderlich.

Welche Außenkanten meinst Du denn? Alle die rundherum zum Slot gehören?

Die Innenkante der Slotblende habe ich ja bereits abgerundet, auch die Außenkante abzurunden wäre kein Thema.

Mit den Kanten 2 und 3 würde es vermutlich schwieriger werden, zumindest beim Prototypen. Aber auch da nicht unmöglich. Würde ich aber nur auf Verdacht nicht unbedingt machen wollen.

Ok, wird gemacht. Heute passiert allerdings nichts mehr (auch kein Testen) und nächste Woche bin ich auf Dienstreise. Geht also erst übernächste Woche weiter...

Kleines Update: am Wochenende ist nicht viel passiert, aber zumindest habe ich die Slotöffnung des Prototypen abgerundet.

Da ich die Arbeiten im zusammengebauten Zustand vorgenommen habe und mit dem großen Fräser nur ohne Staubabsaugung arbeiten kann, habe ich vorsorglich das Chassis mit Folie abgeklebt. Das Fräsen war wie erwartet eine ziemliche Sauerei:

Ergebnis:

Die Kanten sehen nun so aus:	Mit provisorisch eingesetzter Slotblende (Slotbreite nun 5,5 cm) sieht es so aus:

Die Slotblenden-Kante ist nun übrigens auf beiden Seiten abgerundet.

Nun muss ich mal in Ruhe testen und eventuell den Slot noch etwas vergrößern:

einerseits ist laut WinISD die Auswirkung einer Slotvergrößerung auf SPL etc. recht gering, so dass man nicht viel „verliert“, andererseits frage ich mich, ob man unbedingt bei Max-Lautstärke und maximal ungünstiger Frequenz (bezogen auf den Luftstrom) die Strömungsgeräusche komplett auf Null bekommen muss. Vermutlich nimmt man sie bei normalem Musik- und Kinomaterial doch eh nicht war, zumal man nicht bei maximaler Lautstärke und direkt vor dem Subwoofer hört.

Heute habe ich nochmals bezüglich der Strömungsgeräusche getestet. Ich bin mir zwar nicht zu 100% sicher, ob ich wirklich noch Strömungsgeräusche gehört habe, habe aber den Slot vorsichtshalber schrittweise von 5,5 auf 6,5 cm erweitert. Ich denke damit sollte das Thema erledigt sein, zumindest festgestellt habe ich keine Strömungsgeräusche mehr.

Danach bin ich mit REW durch die Frequenzen von 10 bis 150 Hz durchgesteppt, um auf eventuelles Klappern des Gehäuses zu prüfen: ist mir keines aufgefallen. Daher habe ich darauf verzichtet in den Kammerdeckel zusätzliche Verstrebungen einzuleimen.

Mit dem etwas verbreiterten Slot sieht die Kammerfront nun so aus:

Die abgerundeten Kanten werde ich hier so belassen: für nochmaliges Abkleben des Chassis und bisschen Nachfräsen habe ich ehrlich gesagt keinen Nerv.

Nachlackieren muss ich aber trotzdem natürlich noch.

Außerdem habe ich mit REW Sweeps gemessen, in unterschiedlichen Abständen zum Slot (21, 13 und 4 cm). Ich denke die Messung mit dem geringsten Abstand ist diesmal die sinnvollste (da im Raum gemessen, d.h. bei dieser Messung dürften die Raumeinflüsse noch am geringsten sein):

Die absoluten SPL-Werte sind übrigens nicht ganz vergleichbar, da ich bei fast jeder Verringerung des Meßabstandes die Lautstärke reduzieren musste.

Abschließend habe ich mir etwas Musik und Filmausschnitte angehört und dabei ist mir nichts negatives aufgefallen (was natürlich nicht heißen soll, dass nicht vielleicht auch besser gehen könnte).

Daher würde ich sagen, dass ich in dieser Weise auch den Umbau der restlichen Subwoofer angehen kann.

@all / Moe: Einwände?

Schweigen = keine Einwände?

Hallo Moe,

wir haben damals mit dem Kammer-Volumen angefangen und danach die verschiedenen Slotgrößen ausprobiert, daher das aktuelle Design mit dem größeren Volumen. Das passt allerdings durchaus dazu, dass ich beim googeln diverse Male den Ratschlag gefunden habe, dass man als grobe Richtlinie für das Kammer-Volumen die Hälfte des Volumens des geschlossenen Teils verwenden soll. Variation in Richtung Kleinerer oder größerer Vorkammer ändere dann die Abstimmung.

Wenn ich in WinISD richtig rechne, würde die Variante mit der kleineren Kammer eine deutlich höhere Resonanzfrequenz besitzen und der Bereich der hohen Strömungsgeschwindigkeit würde sich ebenfalls zu höheren Frequenzen verschieben. Im Gegenzug ist er allerdings etwas leiser:

Da alle Kammerteile (für alle 12 Subs) bereits fertig zugeschnitten sind, fragt es sich, ob sich diese Alternative überhaupt noch lohnt. Ad hoc würde ich eher "nein" sagen, oder was meinst Du?

VG Frank

Nach ca. 3 Monaten Funkstille will ich mich mal wieder zurückmelden. Und nein, ich war in der Zwischenzeit nicht ganz untätig.

Im September und Oktober habe ich die ersten 6 Subwoofer auf Compression Drive Slot umgebaut. Bewusst nur 6 und nicht alle 12 Stück, da ich erst mal das Front-Ständerwerk fertigstellen will, bevor ich die restlichen umbaue: falls sich dadurch womöglich wieder neue Erkenntnisse ergeben sollten, möchte ich keine voreiligen endgültigen Tatsachen schaffen.

Nun aber zum Umbau. Keine Ahnung ob sich überhaupt jemand für die Details interessiert, aber es wird wieder etwas ausführlicher, dies nur zur Vorwarnung. Ich hätte natürlich auch einfach nur den Stapel umgebauter Subwoofer fotografieren können, aber das wäre ja langweilig.

Teil 1:

Jede Vorkammer besteht aus diesen Teilen, plus 2 Rundstäben und der Slotblende:

Die Seitenwand links im Bild hat eine ausgefräste Aussparung, da sie dort über dem Rand des Lautsprecher-Chassis sitzt und ich mir die Möglichkeit offen halte will, das Chassis im Bedarfsfall ausbauen zu können.

Da sich beim ersten Prototyp herausgestellt hat, dass ich die Slotöffnung größer bzw. die Slotblende kleiner machen muss als ursprünglich geplant, haben die vorbereiteten Seitenwände (links und rechts im Bild) nun eine Bohrung zu viel. Das sollte zwar eigentlich kein Problem darstellen, aber vorsichtshalber habe ich die überflüssigen Bohrungen mit Leim verfüllt.

Die Seitenteile wurden verleimt (das mittlere Brett diente nur der Positionierung), danach der Deckel mittels Eckenspanner bündig aufgesetzt und mit dem Korpus provisorisch verschraubt:

Da ich etwas Sorge hatte, dass ich beim freihändigen Verschrauben der Deckel womöglich mal mit einer Schraube zu schräg auskomme und mir eine Seitenwand ruiniere, habe ich mir eine kleine Montagehilfe gebastelt:

Schraube einsetzen:	ersten Teil geführt senkrecht einschrauben:	Montagehilfe öffnen und entfernen	Schraube zu Ende eindrehen

Damit hat es zumindest ohne Probleme funktioniert.

Danach mussten die Innenränder des Slots mit der Oberfräse abgerundet werden

Aufbau:	Rand abgerundet:	Test mit eingesetzter Slotblende:

Teil 2:

Sowie der obere Rand der Slotblende. Da der Fräser mittels Anlaufring nur eine Seite bearbeiten kann, da danach für die andere Seite keine passende Anlaufkante mehr existiert, habe ich mir einen Hilfs-Anschlag gebastelt. Damit konnte ich beide Seiten der Blenden positionsgleich bearbeiten und eine halbwegs passende 180°-Abrundung produzieren:

zu bearbeitende Slotblende (unten) bis an die schwarzen Anschläge geschoben, die Querleiste ist der Anschlag für die Oberfräse	beide Seiten des Brettes nacheinander mit dem Abrundfräser bearbeitet:

Anschließend wurden Korpus, Slotblenden und Rundstäbe schwarz lackiert:

Der bestehende Subwoofer musste ebenfalls umlackiert werden, da er ja nun nicht mehr mit seiner bisherigen Front in den Raum zeigt, sondern mit einer Seitenwand.

Da der Deckel nur angeschraubt ist (um im Bedarfsfall an das Lautsprecher-Chassis herankommen zu können) und nicht geleimt, habe ich ihn vorsichtshalber mit einem Dichtband versehen:

Deckel abgenommen:	mit Dichtband versehen:	und final montiert:

Eigentlich wäre die Kammer nun fertig gewesen, aber dann hat mich der Monk in mir getroffen: wie an den obigen Bildern zu sehen ist, hatte ich die Innenseiten der Kammer nur zum Teil lackiert, da ich davon ausgegangen war, dass man die unlackierten Stellen später von Außen nicht sehen können würde. Durch die größere Slotöffnung stimmte das aber nicht mehr ganz und je nach Blickwinkel konnte man im Inneren nun doch unlackierte helle Stellen sehen. Ja ich weiß: die Lautsprecher kommen hinter die Leinwand bzw. hinter Stoffbespannung, aber trotzdem wollte ich nicht riskieren, dass man womöglich, eventuell, unter Umständen (…) trotzdem helle Stellen ausmachen kann. Ich sag ja: „Monk“.

Also die quasi fertigen Kammern nochmals abgeklebt und den Rest auch noch schwarz lackiert:

Teil 3:

Damit die Kammern an die bereits fertigen Subwoofer angeleimt werden können, musste an den zukünftigen Verbindungsstellen der Lack wieder entfernt werden. Ein Jammer, aber es nützte ja nichts:

Leiste als Schleif-Begrenzung:	erster Rand abgeschliffen:	komplett abgeschliffen:

Die beiden abgeschliffenen „Flecken“ sind für die beiden Rundstäbe zwischen Deckel und Subwoofer-Front, die den Deckel zusätzlich versteifen sollen:

Diese Rundstäbe habe ich mit der Kappsäge auf passende Länge gebracht, indem ich so lange minimal Material abgesägt habe bis es passte. Ich habe mich bewusst gegen ein Schleifen von Hand entschieden, weil ich damit vermutlich schnell schiefe Seiten produziert hätte.

Um die minimalen Stücke von den Rundstäben absägen zu können, habe ich mir wiederum eine kleine Hilfe gebaut, quasi ein fein einstellbarer Endanschlag (im Grunde lediglich ein Kantholz mit einer Gewindestange und mehreren Muttern):

Abschließend wurde die Kammer inkl. Rundstäben mittels PU-Leim mit der Subwoofer-Front verleimt:

Chassis-Rand abgeklebt, um ihn vor dem PU-Leim zu schützen:	wieder Eckenspanner für bündige Montage:	Spannen:	Leimaustritt an den Seiten:

Bezogen auf die Verarbeitung finde ich den normalen Weiß-Leim deutlich angenehmer als den PU-Leim, da der PU-Leim nun mal stark schäumt und sich (wie ich finde) im feuchten Zustand deutlich schlechter entfernen lässt. Am Ende hatte ich den Eindruck, dass es besser ist den PU-Leim trocknen zu lassen und den überschüssigen Leim danach mit dem Cutter-Messer zu entfernen.

Verwendet habe ich den aber PU-Leim, da meine abgeschliffenen Fronten meist nicht so schön plan geworden sind und daher zwischen den zu verleimenden Teilen kleine Spalten möglich sind. Die sollten durch den PU-Leim geschlossen werden. Ich denke das hat auch funktioniert.

Teil 4:

Letzte Tat war dann das Bekleben der Slotblende mit Dichtband und Einschrauben der Blende in die Kammer:

ohne bzw. mit Dichtband:		Blende eingesetzt, angepresst und verschraubt:

Das ganze 6 Mal, ich freue mich auf die nächsten 6.

Und die nächsten Beiträge werden wieder kürzer, versprochen!

Danke für's Lob, es freut mich dass es euch trotz der Überlänge gefällt.