Druckluftlautsprecher?

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renneb
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 29. Apr 2015, 16:10

Hallo,

nachdem ich mir einige Lautsprecherselbstbauprojekte und die Leistungsdaten angesehen habe, ist mir aufgefallen, dass konventionelle Lautsprecher nur 0,2% bis maximal 2% der elektrischen Energie in Schall umwandeln. Hauptgrund ist der akustische Kurzschluss durch das gegenphasige aber synchrone Schwingen der Rückseite der Chassis-Membrane. Dieser wird entweder mit schlechtem Wirkungsgrad durch Kompression der gegenphasigen Luft im geschlossenen Lautsprechergehäuse unterdrückt oder die Phase wird bandbreitenbeschränkend und verzerrend durch einen Helmholtzresonator umgekehrt.

Da wir dank Darwin wissen, dass in der Natur nur effiziente Systeme überleben können, habe ich mich gefragt, wie wir das eigentlich machen:

1. Luft einatmen
2. Luft ausatmen
3. Luftstrom mit Stimmbändern modulieren

Kurzum, wir modulieren Druckluft um Töne zu erzeugen. Das funktioniert seit Millionen Jahren zuverlässig - bei Frauen sogar im 16/7-Betrieb ohne akustischen Kurzschluss.

Deshalb kam mir folgende Idee
1. Gebläse oder Drucklufttank mit Druckminderer
2. Laufhülse mit Luftdurchlass im rechten Winkel zur Laufrichtung
3. Runder Stabmagnet mit gefräster Rille als Stößel in der Laufhülse
4. Amplitudenmodulierter Elektromagnet, um den Stabmagneten in der Laufhülse zu bewegen

Ist der Magnet in der Laufhülse so positioniert, dass die Rille im Luftdurchlass liegt, kann die Drucklust durchströmen bzw. bei einer Verschiebung nicht mehr. Das amplitudenmodulierte Magnetfeld bewegt den Stößel mit bis zu 20.000 Hz hin und her.

Was haltet Ihr von dem Konzept?

Mr._Kanister_:)
Stammgast

#2 erstellt: 29. Apr 2015, 16:31

rein theoretisch würde ich behaupten das du mehr energie benötigst das magnetfeld deiner idee zum schwingen zu bringen um die gleiche lautstärke wie kalotten oder bändchen zu produzieren.

was ist mit nebengeräuschen vom kompressor? bei geringer lautstärke würde man darth vader im hintergrund hyperventilieren hören

aber interessanter ansatz , mach mal ne skizze

Monohuhn
Hat sich gelöscht

#3 erstellt: 29. Apr 2015, 17:53

renneb (Beitrag #1) schrieb:

Was haltet Ihr von dem Konzept?

Klingt gut. Ist aber nichts Neues, fürchte ich.

Vor 100 Jahren schon gab es Druckluft-Grammophone. Dabei hat die Schwingung der Nadel eine Art Ventil angesteuert, das wiederum einen Druckluftstrom moduliert hat. Damit war es möglich, auch ohne elektrische Verstärker hohe Lautstärken zu erzielen.

Siehe Wikipedia:

Compressed air gramophone

Und hier so ein Ding in Aktion:

Victor Auxetophone

Sowas ließe sich sicher nachbauen und auch elektromagnetisch ansteuern. Die Frage ist nur, ob das gut klingt. Ich bezweifle es.

SRAM
Inventar

#4 erstellt: 29. Apr 2015, 18:45

Naja: ein Druckammertreiber oder ein Bassarray aus mehreren Dutzend PA Lautsprechern erreicht Wirkungsgrade von 30 bis über 40%. Das sollte reichen.

Ansonsten ist das beschriebene Prinziep eher für LAUTE Signalanlagen wie die hier gezeigte Druckluftsirene geeignet:

Gruß SRAM

renneb
Ist häufiger hier

#5 erstellt: 29. Apr 2015, 18:47

@Mr. Kanister
Mein Opa hat Traktorreifen noch mit der Fusspumpe aufgepumpt - also interaktiver Tongenuss mit Work-Out-Garantie. Oder ein Drucktank.

@Olvin
Neu ist es nicht wirklich, quasi eine Lochsirene mit steuerbarer Frequenz. Die Qualität hängt davon ab, ob Steuerung und Magnetfeld den Stößel schnell genug bewegen können. Die Druckluft kühlt Laufbuchse und Stößel. Dadurch wird eine Demagnetisierung durch Überhitzung vermieden. Mit einer vorgeschalteten flinken Druckregelung kann der Pegel gesteuert werden. Der Dynamikumfang dürfte unschlagbar sein. Über einen Kegel/Diffusor kann auch ein Rund-/Kugelstrahler realisiert werden.

Ohne Lautsprechergehäuse gibt's dann auch keine Verzerrungen/Resonanzen mehr.

Im niederfrequenten Bassbereich dürfte auch eine Hochdruck-Einspritzventil eines Benzinmotors schnell genug sein.

[Beitrag von renneb am 29. Apr 2015, 19:02 bearbeitet]

Giustolisi
Inventar

#6 erstellt: 29. Apr 2015, 21:32

Ich denke, dass ein Lautsprecher nach diesem Prinzip zwar wenig elektrische Energie benötigen könnte, aber ein erheblicher teil der Energie in Form von Druckluft zugeführt werden müsste, was einem den Wirkungsgrad wieder verhagelt.
Das Problem ist eigentlich die schallabstrahlende Fläche. Ist die groß genug, steht einem hohen Wirkungsgrad auch mit herkömmlichen Lautsprechern nicht viel im Weg.
Das erfordert bei tiefen Frequenzen eben erhebliche Flächen.
Damit ein Druckluftlautsprecher gut funktioniert, müsste er sowohl Über- als auch Unterdruck erzeugen können.

[Beitrag von Giustolisi am 29. Apr 2015, 21:34 bearbeitet]

MBU
Inventar

#7 erstellt: 30. Apr 2015, 02:39

renneb (Beitrag #1) schrieb:

Das funktioniert seit Millionen Jahren zuverlässig - bei Frauen sogar im 16/7-Betrieb ohne akustischen Kurzschluss.

*haumichwech*

5 Euro in die Chauvi-Kasse und ein

von mir!

Kay*
Inventar

#8 erstellt: 30. Apr 2015, 13:45

Hauptgrund ist der akustische Kurzschluss durch das gegenphasige aber synchrone Schwingen der Rückseite der Chassis-Membrane.

nö,
wer betreibt denn LS auch offen ohne Schallwand?

es gibt nicht einen Hauptgrund,
sondern Eigenschaften, die sich gegenüber stehen,
z.B. mache ich die Membran grösser und verstärke den Antrieb,
setzt die Bündelung bei tieferen Freq. ein

p.s.
PA-Systeme haben durchaus auch mal 10% Wirkungsgrad

...
und bei Stacking noch etwas mehr

p.s.s.
wer nach Alternativen sucht,
möchte sich doch bitte erstmal die Kompromisse bei real-existierenden Systemen etwas genauer ansehen

und noch ein Gedanke,
suche mal nach Motorboxen (Membranantrieb per Motor)

und noch etwas
Ansätze in Richtung Druck hat's auch schon gegeben,
Rohre mit einer Art Luftballons (Gas gefüllt), die eben komprimiert/expandiert wurden
(findet sich im www)