Alternatieve Materialen Voor Luidsprekerbehuizingen

[robx]

http://www.tnt-audio.com/clinica/diyloudspeakers.html

 

 

 

groet

[r.a.v.o.n]

Het is dus wel mogelijk om op die manier een luidsprekerkast te maken.

 

Zeker. Je kunt daarmee uitgekiende ontwerpen bouwen waarin alle door Spido beschreven problemen mbt stijfheid, sterkte, resonantie, isolatie en demping worden ondervangen. Je kunt er ook jammerlijk de mist mee ingaan.

[r.a.v.o.n]

Klop eens op zo'n surfboard, wil je dat als luidsprekerbehuizing ??

 

Een surfboard klinkt niet dood omdat dat voor een surfboard niet nodig is, het is zelfs niet gewenst. Een surfboard moet hard en licht klinken als je er met je nagels op trommelt. Klinkt een surfboard dof dan is er iets mis.

 

Je kunt de klank die je bij het kloppen op een luidsprekerpaneel hoort heerlijk manipuleren, net zoals autofabrikanten met portieren doen omdat de klanten graag een "solide" portier dicht willen horen vallen.  

[kappa7]

Om voor Spido even op het gebruik van celebeton terug te komen.

Door dat het relatief zacht is zal het eerder geluid absorberen, dat is juist net niet wat je wil bereiken in een pomphuis.

Daarnaast zijn ze zo lek als een zeef.

Misschien met een impregnatie middel kan het wat worden maar dan wordt hij weer zwaar.

[Arcman]

Leuk om te lezen dit topic!

 

Ik vraag me wel af wat er te winnen is aan geluidskwaliteit bij toepassing van een zeer "puristisch" kastmateriaal.

Hoe meet je deze bijdrage (of juist het gebrek aan) op objectieve wijze, en wordt het ook zo ervaren door de luisteraars? 

 

Hoeveel claims zijn er in het verleden al gemaakt door fabrikanten, dat het door hen gebruikte kastmateriaal "ultiem" is. 

Ik noem b.v. Celestion SL600/700, Kingston, Wilson Audio, Mordaunt short, B&W etc.

Om nog maar te zwijgen over eeuwige gezever over toegepaste conus-materialen.....

 

Los van de zeer dure merken/modellen die het purisme tot in alle details doorvoeren, welke betaalbare merken hebben hiermee een onuitwisbare indruk weten te maken? Hebben die hun winst met het kastmateriaal verspeeld door te besparen op overige componenten in een poging e.e.a. betaalbaar te houden? 

 

Ik heb diverse "high end" luidsprekers gebruikt en ik blijf enthousiast, maar is er de laatste 20 jaar echt vooruitgang geboekt of zijn mijn oren evenredig slechter geworden?

[Hans van Liempd]

Mijn Wilsons zijn gemaakt van een soort Trespa. Loeizwaar en extreem klopvast. Je voelt de kasten ook nauwelijks trillen. Zelfs bij zwaar basgeweld niet. Dat betekend dat de kast ook geen geluid produceert. Een luidsprekerunit die niet trilt, produceert toch ook geen geluid (of snap ik het niet ?).

 

[Hans van Liempd]

Cellenbeton lijkt mij ook niet echt geschikt als luidsprekermateriaal. Het is inderdaad luchtdoorlatend en niet meer dan uitgehard betonschuim (simpel gezegd).

 

Er zijn ook luidsprekers van gips gemaakt. Ik heb die bollen wel eens gehoord. Ik vond het geen succes.

 

 

 

 

[Sodejuu]

Ligt dat aan het material of aan de constructie?

[r.a.v.o.n]

Precies. Het maakt geen bal uit welke materialen gebruikt worden, zolang die materialen maar slim worden toegepast in een slimme constructie die voldoet aan de gestelde eisen. 

[Hans van Liempd]

Precies, er zijn houten, kunststof en metalen stoelen. Zelfs van steenachtige materialen. En allemaal werken ze, je kunt er op zitten. Maar er is toch verschil in zitcomfort tussen een high tech bureaustoel of een klapstoeltje van € 5,-. Maar dat heeft weinig met het materiaal te maken, beide zijn meestal van staal met kunststof.

 

Het blijft toch in het ontwerp en de bijbehorende prijs steken.

 

[spido]

Bedenk, dat het zwaarste EPS  en PUR schuim maar 40 kg/m3 weegt. Dat betekent dat er bij een soortelijke massa van 1 (geschat) 96 volumeprocenten lucht of ander gas in zit. (...)

 

Om voor Spido even op het gebruik van celebeton terug te komen.

Door dat het relatief zacht is zal het eerder geluid absorberen, dat is juist net niet wat je wil bereiken in een pomphuis.

Daarnaast zijn ze zo lek als een zeef.

Misschien met een impregnatie middel kan het wat worden maar dan wordt hij weer zwaar.

 

 

Beste Kappa & Hans,

 

Uit jullie reacties meen ik te mogen opmaken dat een luidsprekerbehuizing naar jullie opvatting zwaar zou moeten zijn en dat de wanden uit massief materiaal c.q. uit een sandwich van massieve materialen zouden moeten bestaan.

 

Of een groot gewicht an sich een voordeel is, betwijfel ik. Stijve panelen zijn in de praktijk vaak zwaar, maar hoeven dat niet per se te zijn.

Veel massa betekent ook veel "volharding in zijn beweging", dus vertraagde resonantie.

Grote stijfheid bij laag gewicht zou een voordeel kunnen zijn.

 

Zoals Ravon terecht opmerkte, dient de PUR-vulling in sandwich-constructies ertoe de buigsterkte van de panelen te vergroten.

Je zult toch niet ontkennen dat met sandwich-materiaal een enorme buigsterkte kan worden bereikt, in verhouding tot het gewicht?

Zo is cellenbeton ook opmerkelijk stijf en onbuigzaam. Van cellenbeton is bekend dat het een heel goede inwendige demping heeft: waarschijnlijk nog beter dan zachte natuurlijke steensoorten zoals leisteen en speksteen. Het wordt in de bouw dan ook veel toegepast voor tussenmuren met een gunstige geluiddemping.

[Seed7]

Cellenbeton is niet luchtdoorlatend, sterker nog, het is een uitstekende isolator. De cellen in cellenbeton zijn gesloten en relatief groot. Cellenbeton is voornamelijk lucht, als je met een wanddikte van 40cm een huis bouwt hoef je niet meer te isoleren. PUR is een hopeloos materiaal,heeft ook gesloten cellen maar heel kleine. Het PUR zelf is een erg goede geluidsgeleider. Nadat de spouwmuren er mee geisoleerd zijn heb je ineens veel meer hoorbaar straatlawaai in huis.

 

Spido, twee dingen, ten eerste moet je voorkomen dat de energie van de speaker bij de kast(wand) komt. Ten tweede kijk eens wat er in de akoestiek voor oplossingen zijn met twee wanden en een luchtspouw, waarbij de massa van de twee wanden op elkaar afgestemd worden (ben de naam van het principe even kwijt).

[spido]

(...) Spido, twee dingen, ten eerste moet je voorkomen dat de energie van de speaker bij de kast(wand) komt. Ten tweede kijk eens wat er in de akoestiek voor oplossingen zijn met twee wanden en een luchtspouw, waarbij de massa van de twee wanden op elkaar afgestemd worden (...)

 

Beste Seed7,

 

Zou het mogelijk zijn te voorkómen* dat, zoals jij zegt "de energie (de sterke luchtbewegingen bij het membraan, de grote luchtdrukverschillen bij de wanden) van de speaker bij de kastwanden komt"? (Zowel binnen in de kast als - wat velen veronachtzamen - aan de buitenzijden, waar de drukverschillen net zo groot zijn?)

 

Het lijkt mij juist dat het essentieel is dat dit wèl gebeurt en dat de kastwanden die energie onkreukbaar moeten weerstaan: zonder zelf hinderlijk te gaan trillen, en vooral zonder hinderlijk ná te trillen.

 

* Het enige dat ik mij zou kunnen voorstellen, is een vrijwel eindeloze serie buigslappe voorzetwanden aan beide zijden van de kastpanelen, die alle energie absorberen voordat zij de panelen bereiken.

Zou zoiets te bouwen zijn? En indien ja, zou er dan nog sprake zijn van enig rendement in het basgebied? En van demping van de eigenresonantie van de driver?

[TL 200]

Als het geluid niet bij de kastwand komt heb je niks aan een hoorn of transmissielijn. Toch??

[leobus]

We hebben het hier telkens over de druk die uitgeoefend wordt op de wanden. Die is er ongetwijfeld, maar tot nu toe heeft niemand het gehad over de krachten die de units op de wanden uitoefenen. Die veroorzaken lopende golven in de panelen. De wanden fungeren op die manier als een soort Manger unit. Stijve wanden kunnen dat effect aardig verminderen of mogelijk op een andere frequentie leggen. Het zou mij overigens niet verbazen als de lopende golf erger is dan de trilling die door drukverschillen veroorzaakt wordt.

Spido:

De stijfheid van panelen wordt vrijwel niet bepaald door het kernmateriaal (PUR bijv.) maar door de stijfheid van de deklagen en de afstand van die deklagen. En dan moet de E modulus van het dekmateriaal ook nog gelijk zijn onder rek en onder compressie. Koolstof heeft dat bijvoorbeeld.

 

Groet,

 

Leobus

[robx]

idd ... als je het materiaal goed toepast (niet ondersteunde oppervlakten zo verkleinen dat resonanties boven werkgebied van de in die ruimte werkzame speaker ligt) ben je al een eind. en niet te veel parallele wanden.

 

 

 

groet

[r.a.v.o.n]

Het maakt voor een paneel resonantie niet uit of hij mechanisch of akoestisch wordt aangestoten. Het is wel zo dat mechanisch aanstoten veel makkelijker is dan akoestisch.

 

Een woofer kan probleemloos "hard" in een lichte en stijve behuizing worden geplaatst zolang die behuizing alleen hoogfrequente paneelresonanties heeft. Voor een middentoner of tweeter ligt dat anders, die zullen heel makkelijk paneel resonanties aanstoten en die zul je dus moeten isoleren of je moet de resonantie dempen. Het zal nl niet eenvoudig zijn om paneelresonanties boven enkele kHz te laten uitkomen.

 

Laag heeft baat bij stijfheid, hoog heeft baat bij demping en isolatie.

[robx]

ik denk dat ik je snap en het met je eens ben. schrikken, even bijkomen.

 

 

groet

[VANZOMERENG]

Bij onderstaande luidspreker wordt het cabinet bewust zodanig gemaakt, dat ie als klankkast moet fungeren

Ook deze luidspreker heeft uitstekende recensies gekregen, kortom er leidden vele wegen naar Rome
en gewoon een kwestie van een bepaalde concept/visie goed uitvoeren

Dus vooral geen "stuck in the middle" (= meestal rampzalig)

http://www.kisoacoustic.com/index_links.html

http://www.6moons.com/audioreviews/kiso/4.jpg
.
.

[Ruud]

 

Ook deze luidspreker heeft uitstekende recensies gekregen.

Zegt niets, over elke luidspreker zijn wel goede en slechte dingen te lezen.

[Groovy]

Deze kleine rakkers werden ook de hemel in geprezen.

Klinken ook best goed hoor.

Maar het ziin ook klankkastjes.

Spica tc 50 i.

[Jongensdroom]

Er leiden vast meerdere wegen naar Rome.

[spido]

Er leiden vast meerdere wegen naar Rome.

 

Ja, er er leiden ook meerdere wegen tot slechte luidsprekers.

Daarom zijn er ook zo verschrikkelijk véél van.

[Martijn-Synergy Acoustics]

Het maakt voor een paneel resonantie niet uit of hij mechanisch of akoestisch wordt aangestoten. Het is wel zo dat mechanisch aanstoten veel makkelijker is dan akoestisch.

 

Ik kan me wel vinden in je post.

 

Hifiluidsprekers hebben doorgaans een rendement van om en nabij een half procent. Hoewel het geluidsniveau in een kast erg hoog kan worden, wordt doorgaans het grootste deel van de paneeltrillingen veroorzaakt door de fysieke koppeling aan de korfrand van de luidsprekereenheden.

 

Een woofer kan probleemloos "hard" in een lichte en stijve behuizing worden geplaatst zolang die behuizing alleen hoogfrequente paneelresonanties heeft. Voor een middentoner of tweeter ligt dat anders, die zullen heel makkelijk paneel resonanties aanstoten en die zul je dus moeten isoleren of je moet de resonantie dempen. Het zal nl niet eenvoudig zijn om paneelresonanties boven enkele kHz te laten uitkomen.

 

Laag heeft baat bij stijfheid, hoog heeft baat bij demping en isolatie.

Helemaal eens! Om de een of de andere reden is het de algemene opvatting dat luidsprekerkasten zo stijf mogelijk moeten zijn. Het probleem is echter dat de kasten van een full-range luidspreker nooit voldoende stijf kunnen zijn. Je kunt de wanden nooit zo stijf krijgen dat de resonantiefrequenties boven het hoorbare gebied liggen. Dat is één van de redenen waarom ik een voorstander ben van separate behuizingen voor het laag en het midden en hoog: een stijve behuizng voor de laagweergever, een zware en zeer gedempte behuizing voor het midden en hoog.

 

Tot dusver is de discussie heel breed gevoerd, maar ik denk dat het belangrijk is om de zoektocht naar 'het ideale kastmateriaal' op te splitsen in frequentiegebieden. Een paneel zou je simpel kunnen beschouwen als een massa-veersysteem. Een massa-veersysteem heeft een massa, een stijfheid en een mate van demping. Deze drie bepalen samen hoeveel geluid er wordt doorgegeven. 

 

Bij lage frequenties is de stijfheid van de panelen het belangrijkst, massa en demping hebben weinig effect. Je zit dan onder de primaire resonantiefrequenties van de panelen en de transmissie van geluid is beperkt. Als je een subwoofer bouwt, maak dan een voldoende stijve behuizing, zodat de primaire resonanties boven het werkingsgebied van de sub liggen. Zeker als de kast niet al te groot is, is het niet moeilijk om een voldoende stijve kast te maken. Je zou de behuizing eventueel ook zwaar kunnen maken zodat de behuizing niet te veel heen en weer beweegt door de krachten die de driver op de kast loslaat (derde wet van Newton), maar pas op dat de resonantiefrequenties niet alsnog in het werkingsgebied van de woofer komen te liggen.

 

Bij wat hogere frequenties kom je in een gebied waar de primaire paneelresonanties zitten. Bij een resonantiefrequentie is de behuizing akoestisch nagenoeg transparant; enkel demping in het materiaal kan de transmissie beperken. Paneelresonanties zorgen daarom ook voor de grootste klankmatige problemen. Maak een paneel stijver en de resonantiefrequentie gaat omhoog, maak een paneel zwaarder en hij gaat naar beneden. De sterkte van de resonantie wordt uitsluitend bepaald door de demping, dus een goede interne demping is hier cruciaal.

 

In het middengebied is de massa van het paneel dominant m.b.t. de geluidstransmissie. Verdubbel de massa en de transmissie wordt verminderd met 6 dB. Bovendien zorgt massa ervoor dat de transmissie met 6 dB per octaaf afneemt naar hogere frequenties toe. Massa is hier dus je vriend.

 

Bij nog hogere frequenties krijg je te maken met coïncidentie (de lopende golf in het materiaal wordt versterkt doordat het invallende geluid dezelfde fase heeft). Demping in het materiaal zorgt dat de dip in transmissieverlies minder problematisch wordt. Hoe dunner (minder stijf) het paneel, hoe hoger de frequentie waarbij coïncidentie optreedt. Omdat minder stijfheid ook zorgt dat de primaire paneelresonanties naar lagere frequenties verschuiven, vergroot je het gebied waarin de massa dominant is. Meer massa zorgt er bovendien voor dat coïncidentie bij een hogere frequentie optreedt, dus het mes snijdt aan twee kanten. Voor een middentoonbehuizing zou ik daarom uitkijken naar een buigslap, zwaar materiaal met een hoge interne demping. Boven het gebied waar coïncidentie optreedt, is de massa weer dominant.

 

Uit dit alles vloeit m.i. voort dat een dikwandige, stijve behuizing met veel bracing niet per se tot de beste resultaten zal leiden, behalve in een sub. Mijn ervaring op die wijze gebouwde kasten is dat de kast met sommige muziek heel dood kan klinken, maar dat bij bepaalde frequenties duidelijke kleuring optreedt. De kloptest doorstaat zo'n kast overigens met vlag en wimpel. Al met al is het bouwen van een goede luidsprekerkast nog geen sinecure . 

 

Moet het allemaal in één behuizing en moet die behuizing dus breedbandig effectief zijn, dan wordt het wat lastiger. Je zult een compromis moeten vinden in een combinatie van stijfheid en massa. De demping is idealiter zo groot mogelijk. Het zou best kunnen dat gasbeton met wat bracing en flink wat dempende massaplaat tot goede resultaten leidt. Spido, ben je van plan er mee te gaan experimenteren? 

 

 

HIer vind je overigens een aantal interessante papers over kastmaterialen: http://www.bbc.co.uk/rd/people/h-d-harwood

[spido]

Beste Martijn,

 

Als mij nog enkele werkzame dagen in dit trillende tranendal worden gegund, zal ik mijn op-sterven-na-dode Goede Kennis (want ik zelf bestá helemaal niet, helaas) ertoe aansporen om nog een paar luidsprekers te maken met behuizingen van cellenbeton, die qua formaat, unitbezetting en filtering overeenkomen met bestaande types met 30 mm dik spekstenen en 18 mm dik multiplex behuizingen.

 

Destijds was het wel duidelijk: de precisie (en dan met name - en tot veler verbazing! - juist in de verwerking van middenfrequenties!) was bij speksteen opvallend beter dan zelfs bij eerstekwaliteits en goed (bitumineus) gedempt berkenmultiplex.

De combinatie van stijfheid met (inwendige) demping lijkt voor panelen toch wel essentieel te zijn, voor het hele spectrum van de audiofrequenties.

En ach, het is toch alles slechts laagfrequent, hè, waar we 't nu over hebben...? Vooral ten aanzien van de krachtigste harmonischen in het vocale & instrumentale gebied: de éérsten (die vaak ook als de láátsten doortrillen...)

 

Overigens verbaast mij de nadruk die door sommigen wordt gelegd op de mechanische trillingsoverdacht (vanaf het chassis van m.n de woofer naar de behuizing), want die treedt in de praktijk vrijwel niet op.

En remedies die hiervoor soms worden gezocht (vooral in de advertising van sommige firma's), leidden tot slappe, weke constructies met akoestische lekken en doppler vervorming (door eigentrillingen van de drivers en hun platforms) bij hogere audiofrequenties.

 

Overigens denk ik dat binnen luidsprekerbehuizingen alleen sprake kan zijn van een "geluidsniveau", wanneer in die behuizing voldoende ruimte (afstand) is voor tenminste een halve golflengte van de te verwerken, d.i. door het woofermembraan naar achteren afgestraalde, frequentie (vertraging door dempingsmateriaal verdisconteerd).

En dat "geluid" (i.t.t. die "drukverschillen") kan/kunnen absoluut niet worden gedempt binnen de gegeven omvang: daartoe dient een pomphuis ook niet!

Verder is er alleen sprake van drukverschillen direct aan de wanden, dunkt me.

 

Jouw pleidooi voor separate behuizingen voor laag, midden en hoog, is theoretisch juist. Althans: niet ònjuist.

Echter...

In de jaren '70/'80 werden deze ideeën reeds gerealiseerd bij luidsprekers als de B&W 801 en de KEF RR105 (beide destijds verkrijgbaar in diverse uitvoeringen).

Toch werden zulke theoretisch correcte systemen - na de gebruikelijke feestelijke introductie door de hifi-pers - door vele muzikaal ervaren & getrainde luisteraars vaak als "incoherent", "wazig", en "vervormd klinkend" verworpen.

 

(Dat kàn natuurlijk ook wel door de hogere-orde filtering met notch damping / Acoustic Butterworth / fase-vervorming zijn gekomen...

Hoewel velen, tè velen, wellicht - zelfs op dit eerbiedwaardig forum - menen dat fasefouten niet hoorbaar kùnnen zijn...

Maar andere - en zelfs m.i. bétere - verklaringen zijn ook mogelijk. Waarom ook niet?)

Hoe dan ook... ze zijn er (stomweg?) niet meer, die luidsprekers met gescheiden behuizingen voor laag, midden en hoog.