Plattenschwinger / Folienschwinger / Resonanzabsorber

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Matze81479
Stammgast

#1 erstellt: 17. Jan 2010, 18:01

Hallo zusammen,

ich möchte mir mehrere (relativ breitbandige) Plattenabsorber bauen. Formeln für die Größe des Kastens gibt es ja überall. Ich werde mich da wohl auch an das Buch "Studio Akustik" halten, denn der Autor Andreas Friesecke scheint zu wissen was er da schreibt.

In o.g. Buch wird erwähnt, dass neben einer max. 5mm starken Sperrholzplatte auch schwere Folien geeignet seien. Optimal wäre ja ein Material, das recht biegsam ist aber dennoch eine sehr hohe flächenspezifische Masse aufweist (Sperrholz 5mm ca. 3 kg/m2).

Im Baumarkt habe ich gerade große Polystyrolplatten in 2,5mm und 5mm Stärke gesehen. Scheint auf jeden Fall biegsamer zu sein als Sperrholz. Und die Platte kam mir auch recht schwer vor, ich hab sie allerdings auch nicht gewogen:

http://www.gutta.com/html/fileadmin/...Platten_de.pdf Was meint ihr? Wäre das besser als Sperrholz Hartfaserplatte?

Hier eine kurze Produktbeschreibung: "guttagliss Polystyrolplatten eben sind ein hochwertiger thermoplastischer Kunststoff - robust und hart im Nehmen. Das Material ist elastisch, warm verformbar und splittert nicht. Die Bruchfestigkeit ist ca. 10 mal höher als bei Normalglas in der gleichen Stärke."

Als nächstes frage ich mich, wie wichtig die "Aufhängung" der Platte ist. Oft sieht man Anleitungen mit einer MDF-Kiste, auf die eine Sperrholzplatte fest aufgeleimt wird. Ich frage mich halt, ob diese dann wirklich "schwingen" kann?! Oder wäre es besser, die Platte irgendwie federnd luftdicht einzuspannen? Hat da jemand Erfahrungen?

Und was macht den Plattenschwinger eigentlich breit- oder schmalbandig? Ich denke mal, die auf dem Kastenboden angebrachte Dämmung (welche die Platte nicht berühren darf)?! Gibt es hierfür auch eine Formel? Also zum Verhältnis Gewicht Dämmmaterial : Bandbreite : Wirkungsgrad?

Wäre super, wenn ihr hier ein paar Tipps hättet.

Noch eine kleine Bitte: Keine allgemeinen Ratschläge zur Raumakustik, sondern bitte nur konkrete Antworten zum Bau eines Platten- / Folienschwingers. Danke

Viele Grüße
Matthias

Used2Use
Hat sich gelöscht

#2 erstellt: 18. Jan 2010, 12:18

Als nächstes frage ich mich, wie wichtig die "Aufhängung" der Platte ist. Oft sieht man Anleitungen mit einer MDF-Kiste, auf die eine Sperrholzplatte fest aufgeleimt wird. Ich frage mich halt, ob diese dann wirklich "schwingen" kann?!

Ja, aber nicht kolbenförmig sondern in Biegewellen. Ist ein Manko der Plattenschwinger (im Gegensatz zum Verbundplattenabsorber), allerdings kann man das mit Fläche problemlos ausgleichen.

Eine elastische Aufhängung wäre denkbar, aber kaum durchführbar. Die Abstimmung über Masse der Membran und Volumen+Dämmung ist schon nicht ganz trivial.

Und was macht den Plattenschwinger eigentlich breit- oder schmalbandig? Ich denke mal, die auf dem Kastenboden angebrachte Dämmung (welche die Platte nicht berühren darf)?! Gibt es hierfür auch eine Formel? Also zum Verhältnis Gewicht Dämmmaterial : Bandbreite : Wirkungsgrad?

Den Volumenzuwachs durch Dämmung kann man schätzen. Der Zusammenhang zwischen Dämmung und Bandbreite ist auch bekannt, wenn auch nicht genau berechenbar.

Für punktgenaue Absorption (egal welcher Bandbreite) sind Helmholtzresonatoren IMHO besser geeignet, sie lassen sich in einem weiten Bereich einstellen. Für HH aller Art gibts auch einen Exelsheet der die Dämmung berücksichtigt.

Im Baumarkt habe ich gerade große Polystyrolplatten in 2,5mm und 5mm Stärke gesehen. Scheint auf jeden Fall biegsamer zu sein als Sperrholz. Und die Platte kam mir auch recht schwer vor, ich hab sie allerdings auch nicht gewogen

Polystyrol ist UV-empfindlich. KA ob deins transparent ist, der Link will nicht. Nebenbei beziehen sich die Formeln auf Sperrholz, zumindest die mir bekannten. Allerdings weichen die diversen Formeln so stark voneinander ab, daß man auch bei Sperrholz nicht sicher sein kann, ob die Abstimmung passen wird.

Polystyrol 1000kg/m³ (Dh 1mm Plattenstärke entspricht 1kg/m²)

HDF min. 800kg/m³ (meist zwischen 950 und 750)

Sperrholz 500kg/m³

Stahl etwa 8000kg/m³

Matze81479
Stammgast

#3 erstellt: 20. Jan 2010, 13:54

Hier habe ich mal eine Skizze für einen einfach zu bauenden Plattenschwinger mit weicher Aufhängung. Was haltet ihr davon?

Plattenschwinger mit weicher Aufhängung" target="_blank" class="" rel="nofollow">[url=http://img215.i...t weicher Aufhängung

Viele Grüße
Matthias

Used2Use
Hat sich gelöscht

#4 erstellt: 21. Jan 2010, 23:51

Das diese Konstruktion resonieren wird ist so gut wie sicher, nur wo und wie stark....

Selbst wenn einem fast egal ist, wo die Resonanzfreuenz liegt, der Wirkungsgrad ist das nächste Thema. Zu hohe Bandbreite lässt den schnell unter die Messbarkeitsgrenze sinken.

Was genau erhoffst du dir von einer "Sike"?

Mehr Hub?

Der Hub hängt vom Pegel ab, wie bei Lautsprechern. Wobei ein Absorber innerhalb seines "Linearhubs" normal arbeitet, darüber steigt sie nicht mehr linear mit dem Pegel. Kann man auch mit größerer Absorberfläche lösen, mit dem Nebeneffekt einer noch besseren Akustik bei Zimmerlautstärke.

Tiefere Wirkfrequenz bei gleicher Bautiefe?

Das geht wesendlich einfacher (und vorallem berechenbarer) mit einer schweren Membran.

Mehr Wirkungsgrad?

Wollen wir das nicht alle...
Ich glaub, wäre es so einfach könnte mans schon fertig kaufen.

amamcs
Stammgast

#5 erstellt: 01. Feb 2010, 23:38

Moin,

Der Wirkungsgrad solche Konstruktionen liegt im Bassbereich bei 0,7 wenn der Hohlraum mit Steinwolle ausgefüllt wird. Das heißt, es wird 70% der Schallenergie in Wärme und Bewegung umgewandelt. Neben Platten und Folien kann man auch sehr tief wirkende Absorber mit Leinwänden bauen. Den Inhalt von 2-3 Silikonkartuschen auf der Rückseite verteilen ohne an den Keilramen zu kommen und man hat einen sehr schönen Absorber. Das ganze mithilfe von Kanthölzern von 5cm Stärke luftdicht an die Wand angebracht und fertig ist die Kiste. Natürlich darf man auch hier nicht die Dämmung vergessen.

Used2Use
Hat sich gelöscht

#6 erstellt: 02. Feb 2010, 02:35

Das Rezept mit Leinwand und Silikon, Gummimatten ect. kenn ich schon. Allerdings frag ich mich, obs bei einer eingespannten Leinwand im Vorfeld klar ist, wo das Konstrukt etwa wirken wird, und wie breitbandig.

Ein pauschaler Wirkungsgrad von 0.7 ist schon deswegen mehr als fragwürdig, weil der Wirkungsgrad stark von der Bandbreite abhängt. Hast du da eine bestimmte Bandbreite im Kopf?

amamcs
Stammgast

#7 erstellt: 02. Feb 2010, 13:24

Hallo,

Der Wirkungsgrad stimmt. Die berechnete Resonanzfrequenz eines solchen Plattenabsorbers wird sogar um einen Wert von 0,9 absorbiert. Breitbandigkeit wird allerdings von einem reinen Plattenresonator nicht erreicht. Man müsste vor der Platte ein poröses Material anbringen um den Mitteltonbereich anzusprechen. Reine Filzmatten oder Teppichreste würden für den reinen Hochtonbereich reichen.

Hier eine Beispielkonstruktion:

Der Tiefenabsorber ist ersichtlich als Plattenabsorber konstruiert. Dessen Resonanzfrequenz liegt bei ca. 260Hz, wenn die Platte 60mm von der Wand entfernt ist und die Platte 4mm stark ist. Die Faserdämmstoffeinlage sollte die entstehenden Lufteinschlüsse komplett ausfüllen. (Dies ist der Teil direkt an der Wand.)

Der Mittel und Hochtonabsorber ist ebenfalls in dieser Stärke mit Faserdämmstoff auszulegen. Davor kommt ein Vlies, damit man diesen nicht sehen muss und auch nichts vom Dämmstiff austritt. Vor dem Vlies als Abschluss eine Gibskartonlochplatte mit einem Lochanteil mit ca 25%. Die Gibskartonplatten sind natürlich mit jeder Farbe anstreichbar und wenn man eine ganze Wand damit ausfüllt, sieht man nicht einmal unbedingt, dass es sich hierbei um einen Absorber handelt.

Damit hat mein einen Breitbandabsorber konstruiert. So wie ich es beschrieben habe würde diese Graphik dabei heraus kommen:

Das ist jetzt nur ein Beispiel. Mann kann je nachdem was man im Bassbereich erreichen möchte die Resonanzfrequenz des Plattenabsorbers anders legen. Dafür gibt es allerdings auch genug im Internet.

Edit: Man darf allerdings nicht vergessen, wie groß die äquivalente Absobtionsfläche vom Rest des Raumes, der nicht mit dem Absorber ausgestattetist, ist.

[Beitrag von amamcs am 02. Feb 2010, 13:28 bearbeitet]

Used2Use
Hat sich gelöscht

#8 erstellt: 02. Feb 2010, 16:29

Die Theorie zu dem Absorber ist mir bekannt.

Der Wirkungsgrad stimmt. Die berechnete Resonanzfrequenz eines solchen Plattenabsorbers wird sogar um einen Wert von 0,9 absorbiert. Breitbandigkeit wird allerdings von einem reinen Plattenresonator nicht erreicht.

Glaub da missverstehst du mich. Jeder Resonator wird durch Resonanzfrequenz und Güte beschrieben. Eine Bandbreite haben auch schmalbandige Systeme.

Man darf allerdings nicht vergessen, wie groß die äquivalente Absobtionsfläche vom Rest des Raumes, der nicht mit dem Absorber ausgestattetist, ist.

Genau das ist mein Punkt. Wie mache ich daß, wenn ich nicht genau weis, wo mein Plattenschwinger wirken wird. Ich beziehe mich dabei besonders auf die Leinwand-Silikon Lösung.

amamcs
Stammgast

#9 erstellt: 02. Feb 2010, 17:37

Natürlich hat jedes noch so schmalbandiges System eine Bandbreite. Da habe ich dich dann wahrscheinlich tatsächlich missverstanden. Ich dachte es ginge um die Abdeckung des gesammten Frequenzbereiches. Ich weiß ebenfalls um die Güte. Nur weiß ich gerade nicht wo das genaue Problem liegt.

Woher man weiß wie ein solches Konstrukt wirken wird? Naja, man berechnet es und die dementsprechenden Werte die man braucht, nimmt man einfach aus Büchern, die soetwas listen. Wie man die Resonanzfrequenz bestimmt, ist ja einfach und wenn man den Wert hat, halbiert sich diese wenn man die Masse verdoppelt. Je nachdem wie genau man das ganze macht, kann man so ohne zu messen auf das Ergebnis kommen. Allerdings muss man dann schon ein wenig in Literatur investieren. Bisher habe ich solch genaue Beschreibungen und Beispiele nirgendwo im Internet gefunden. Da Akustik leider ausschließlisch empirisch ist, kommt man meist allerdings nicht umher geeignete Messungen durchzuführen.

Man nehme ein Rohr und misst die Nachhallzeit in allen Bändern. Das ganze natürlich mit rosa Rauschen und geeichtem Equipment. Dann wir an einem Ende des Rohres der Absorber integriert und erneut gemessen.

Was ich mich allerdings frage ist, wie groß die Genauigkeit sein muss. Warum brauchst du es so genau? Ich finde man kann den Absorptionsgrad sehr gut auch ohne Messung enschätzen. Oder verstehe ich dich erneut falsch?

Used2Use
Hat sich gelöscht

#10 erstellt: 02. Feb 2010, 19:06

Man nehme ein Rohr und misst die Nachhallzeit in allen Bändern. Das ganze natürlich mit rosa Rauschen und geeichtem Equipment. Dann wir an einem Ende des Rohres der Absorber integriert und erneut gemessen.

Ich benutze wos geht ein kundtsches Rohr. Bei den Tabellen muß ich passen, hättest du da vielleicht einen Tipp für mich?

Mir gehts auch nicht so um meine persönlichen Bedürfnisse. Obwohl auch ich nicht ganze Wände mit Breitbandabsorber pflastern kann/will.

Ist halt nicht selten, daß man in bestimmten Oktaven besonders langen Nachhall hat, da ists immer fein wenn man einen Absorber zur Hand hat, der auch in diesem Bereich wirkt. Wenn man dann die Baugröße/Fläche minimieren will muß der Absorber recht genau abgestimmt werden.
Der brute force Ansatz verträgt sich selten mit Budget und der Wohnzimmeroptik. Außerdem sind die Moden in kleinen Räumen meist nicht so gut verteilt.

Nachdem du Tabellen und Messungen angesprochen hast, gibts zu dem Leinwand-Absorber genauere Infos? Vorallem im Vergleich zu den üblichen HDF-Plattenschwingern?
Die Membran dürfte ja recht dünn und schwer sein, klingt recht optimal.

amamcs
Stammgast

#11 erstellt: 02. Feb 2010, 22:39

Tut mir leid, dass ich es nicht gleich beim Namen genannt habe. Das ist doof. Man weiß nie so genau was der andere weiß.

Brute Force ist auch nicht das was ich gut finde, aber um wirklich günstig in meinen ganzen Proberäumen die ich hatte weg zu kommen, habe ich immer viel mit "Müll" gemacht. Also alte Lautsprecher rein und am besten zwei Sofas. Folien hat man halt schnell zur Hand, genauso wie Dämmmaterialreste und verschiedene Stoffe.

Da ich gesammelte Werke verschiedener Profs verwende, daher weiß ich nicht wirklich genau wo was steht. Ist irgendwie sehr fummelig, aber mit der Zeit weiß man ja wo was steht. Ich kann die höchstens deren Literaturangaben geben:

# Henn, Sinambari, Fallen: Ingeneurakusitk, Vieweg-Verlag vom Braunschweig
# Fasold, Veres: Schallschutz und Raumakustik in der Praxis vom Verlaug Bauwesen, Berlin
# Gösele, Schüle: Schall, Wärme, Feuchte vom Baumverlag, Wiesbaden
# Hohmann, Setzer: Bauphysikalische Formeln und Tabellen vom Werner Verlag, Düsseldorf

Es ist höchst wahrscheinlich, dass die unteren beiden Werke eher Bauphysikalischer Natur sind, also sehr wenig Akustik beinhalten. Aber selber hatte ich keines der Bücher in der Hand, sodass ich nicht weiß, ob sich ein kauf lohnt.

Bei der Berechnung meiner Leinwände bin ich wie folgt vorgegangen: Ich habe so getan, als wenn die Leinwand eine mit Stofftapete beklebte Folie ist. Also habe ich zunächst die eigenschaften der Folie ermittelt und den Massezuwachs berechnet, um in den nötigen Frequenzbereich zu kommen. Dann habe ich die Eigenschafter der Tapete hinzugefügt und gut ist. Ich hoffe das hilft.

Used2Use
Hat sich gelöscht

#12 erstellt: 04. Feb 2010, 11:15

Danke für die Literatur-Tipps

Von Hohmann und Setzer gibts eine recht gute Einführung in die Grundlagen

http://www.uni-due.de/ibpm/BauPhy/Schall/indexschall.htm

Wenn ich keine schwere Folie bekomme werd ich mir auch Leinwände bauen. Bzw. ists auch eine Kostenfrage.

amamcs
Stammgast

#13 erstellt: 04. Feb 2010, 11:59

Moin,

schwere Folien gibt es doch in beinahe jedem Baumarkt. Das sollte eigentlich kein Problem sein. Die frage die ich mir stelle ist, wo du die Resonatoren anbringen möchtest. Es gibt ja schließlich wunderschönse Spanndecken die sich ebenfalls dazu eignen. Die sind Fugenfrei bis 40m² verlegbar.

Der Link ist sehr schön. Kurz und knapp.