Das müsste die unterste Membran von diesem "wilden Prototypen" gewesen sein:





Dies Diagramm ist proportional zur Stromaufnahme eines der Treiber der Einzelmembranen
(müsste die unterste sein):



Dies Diagramm ist proportional zur Stromaufnahme aller 4 Treiber der Einzelmembranen
in Reihenparallelschaltung:




Man sieht, dass die Eigenmoden der Membranen "verschränkt" sind und sich bei tiefen
Frequenzen teils kompensieren.

Spiegelt man die Diagramme vertikal, dann entspricht es einer gewohnten "Impedanzkurve".

(stammt ca. aus Jahr 2010)

Aber gut, ich schweife ab vom Thema ...

Weil das "Abschweifen" doch so schön ist ...

Hier sieht man die Treiberanordnung des "wilden Prototypen" (s.o.): Der war mit Membranen
aus Polypropylen bestückt. Im Hintergrund steht ein erster "Torsionsbiegestreifen" aus
beschichtetem Balsa. Damit habe ich dann später weitergearbeitet auch unter Anwendung
einer "Verschränkung" der Eigenmoden, indem mehrere solcher Streifen kombiniert wurden.

Bei den "Balsa Membranen" habe ich allerdings nicht die Abmessungen variiert, sondern
die (erheblichen) Schwankungen in den Materialparametern durch Selektion genutzt:
Es ist ein gewachsener, natürlicher Werkstoff als Ausgangsbasis.
Dem Werkstoff war ich (neben anderen) relativ früh begegnet und war (dann doch) wieder
dort gelandet ...

Rein vom Aufwand her (Selektion etc.) war das nachträglich betrachtet ganz sicher "ein Irrweg",
aber das Material hat äußerst attraktive Eigenschaften ....

So weit
Mal sehen, wie’s weitergeht. Filz ist ja auch schon mal wieder zur Anwendung gekommen.

Mit Balsaholz hatte ich in meinen jungen Jahren laufend zu tun (Flugmodellbau). Da gibt es verschiedene Härtegrade und demnach auch verschiedene Stabilitäts- und Gewichtsklassen.

David dann weißt du ja, worum es geht ...


Hier kommt ein Teil des Excel Sheets, das ich entworfen habe, um bei einem Biegewellen LS mit jeweils
4 "Panels" oder "Teilmembranen" die Fertigung u.a. so im Griff zu behalten, dass ein linker und ein rechter
LS entstehen, die sich "hinreichend nahe" kommen.

So sah der "Ergebnisteil" des Excel Sheets aus:







D.h. es muss ein passendes "Set" aus 8 Panels hergestellt werden, von denen jedes ein "Individuum"
ist (und folglich eine "ID" bekommt).

Die Panels bekamen jeweils auf beiden Seiten 2x einen leicht dämpfenden Überzug, ferner gab es 2
schmale Streifen aus PP, die ebenfalls als Dämpfer über einen Teil der Länge aufgeklebt wurden.

An den Enden der streifenförmigen Panels war eine dämpfende Aufhängung in Form einer "Textilschlaufe",
auch dies kein Teil, das ich "um die Ecke" hätte kauten können ...

Am Ende - so muss man es nennen - war es eine Kompositmembran auf Balsa Basis.


Hier liegt ein Satz auf der Werkbank (in dem Zustand sind noch nicht alle Dämpfer angebracht):





Das ist jetzt auch schon 13 Jahre her ...


Hier werden die Panels auf die "Rahmenrohre" gezogen und in den Rahmen eingebaut:





Die Rahmenrohre sind - um Masse zu gewinnen und aus Gründen der Dämpfung - mit Sand gefüllt.


Zuvor hat jedes Panel einige Tage in diesem "Spannkasten" - einer Art Streckbank - verbracht:
Die Aufhängeschlaufen wurden so gefertigt, dass sie etwas "zu kurz" für den Rahmen waren.
Mit dem Spannkasten werden sie dann knapp auf die richtige Länge gedehnt. Das Textil der
Aufhängungsschlaufen ist mit einer stark dämpfenden Tränkung versehen, was den Stoff sehr
zäh macht.

Durch diese Prozedur habe ich verhindert, dass die Panels sich nach der Montage - oder im
Betrieb - gegenüber dem Rahmen oder untereinander vertikal verschieben und das System
noch "arbeitet": Das würde nämlich später die Schwingspulen der Treiber "dejustieren" (jedes
Panel wird von 2 elektrodynamischen Treibern angetrieben).






Ab dem Moment, wo die Panels mit ihren Treibern verbunden sind - in jedem "Treiberkasten"
quer zu den Seitenwangen sitzen jeweils 4 Treiber - darf sich nichts mehr verschieben:




Der Rahmen steht hier im Bild "auf dem Kopf". Die streifenförmigen Dämpfer (schwarz)
- später oben auf der Rückseite der Panels - sind hier zu sehen: Sie verlaufen in der Nähe
des oberen Anregungspunktes eines jeweiligen Panels. Der obere Treiber überträgt
"Fullrange" bis in den Hochtonbereich, die unteren Treiber in der Nähe des "Standfußes"
übertragen nur den Tiefton.

Die streifenförmigen Dämpfer korrigieren speziell das Einschwingverhalten im Hochton.

Der weiter oben gezeigte "wilde Prototyp" mit Membranen aus Polypropylen hatte dies
"Problem" im Hochton nicht.

Hier wird das Material - eine quer zu den Stegen aufgeschnittene PP "Doppelstegplatte"
mit zäher Verklebung zum Untergrund - jedoch als "Dämpfer" zur Korrektur eingesetzt.

Somit sind auch die Erfahrungen mit dem PP-Prototypen hier mit eingegangen.

Wenn's nix wird, kann man das Balsa Gerüst bespannen und Boeing Konkurrenz machen

Ich hatte bei der Herstellung der Panels - trotz bereits gewisser Übung - eine Ausschussquote von knapp 50%:

Vielleicht wäre es noch besser geworden, wenn ich das länger gemacht hätte (*).

(Man braucht ja auch "Restekisten" für den Prototypenbau ...)


_________________________

(*) Unterschied zu Boeing: Ich versuche Ausschuss tatsächlich zu identifizieren und wegzuwerfen.

Sieht alles nicht schlecht aus (waf-fähig). Wenn‘s dann auch noch richtig (und) gut klingt, was ich bei Dir einfach mal als gegeben sehe. Laut wird das sicher nicht, aber ein hörerfahrener Musikliebhaber könnte Deine Konstruktionen, nachdem Du sie erst mal für Dich selbst diesbezüglich abgesegnet hast, durchaus manch Anderem vorziehen.
LG
Bernd

@Bernd

Ja das denken/dachten viele ...

In Wahrheit konnte das Ding ziemlich laut. Was bei ca. 4000cm^2 Membranfläche und ca.
5mm linearem Hub auch "kein Wunder" war.

(Die Membranaufhängungen hätten noch wesentlich mehr hergegeben, die Treiber waren
hier die Begrenzung.)

Der Maximalpegel war viel eher davon abhängig, ob man einen Subwoofer eingesetzt hat:

Der Tiefbass erfordert bei einem Dipol sehr viel Hub, wenn man dem LS das "erspart"
hat (z.B. Hochpass bei ca. 80Hz), ging das ziemlich laut.

Edit: Und wenn man den LS als "Membran ohne nennenswerte Schallwand" sieht, war er
für Tiefbasszwecke als Dipol eben doch ziemlich klein: Alles ist relativ (zur Wellenlänge).

Aber egal, das ist jetzt einige Jährchen her und der Lautsprecher ist durch einen
Wasserschaden inzwischen eh "Schrott".

OK "zurück zum Thema", wir waren ja beim "quick and dirty" Prototypen mit "asymmetrischer Bandpass Kammer":




Die Messungen sind Nahfeldmessungen an den beiden Ports, aufgrund der Raumbeschaffenheit (kleine Werkstatt
Messung auf Tisch) jedoch nicht frei von Raumeinfluss:








"rot" ist der untere Port (näher am Boden)
"blau" ist der obere Port (weiter weg vom Boden)

Ich muss das erstmal etwas "setzen" lassen ... (bevor ich was interpretiere)

Die "Resonanzkatastrophe" im Mittelton ist jedenfalls ausgeblieben, das habe ich schon beim "Durchsweepen" gehört,
da gibt es schlimmere Kandidaten.

Ein Nebeneffekt: Die Klirrdämpfung - hier am Bsp. K3 - ist m.E. recht gut, obwohl das verwendete Tieftönerexamplar
sich hier nicht "mit Ruhm bekleckert". Die Bandpasskammer (Edit: Die vorgesetzte Kammer bildet eigentlich für sich
genommen nur einen Tiefpass) reduziert den Klirr im oberen Bass und im Mittelton.

Oliver, wenn du das noch verfeinert hättest (wahrscheinlich wären dazu mehrere "Anläufe" notwendig gewesen), dann hätte das sicher etwas ernst zu Nehmendes werden können, das es sonst nirgends gibt.

(noch ist es nicht zu spät )

David Du meinst das "quick and dirty" Ding von Post #40 ?

Sowohl als auch, sind ja beides außergewöhnliche Systeme.

@David: Vielen Dank, jedoch ist der aktuelle Prototyp ja tatsächlich "rein explorativ":

Ich bin froh, wenn er einige Messungen und ggf. "grobe" Modifikationen übersteht, bevor
er sich "zerlegt" und die Teile dann in "Müll" und "Restekiste" wieder separiert werden ...

Aber: Ich sehe, dass das hier im Thread vorgestellte recht simple Konzept funktionieren
wird und sich sogar relativ "1:1" auch praktisch umsetzen lässt.

Oben bei der Messung habe ich allerdings - "Anfängerfehler", weil ich etwas bei dieser
Messung nicht berücksichtigt habe - eine Eigenschaft des Prototypen nicht feststellen
können, die aber objektiv hätte vorhanden sein müssen:

Mehr dazu im nächsten Post ...

Man sah ja bereits an dieser Prinzipskizze, dass es zwischen der unteren Abstrahlöffnung
und der oberen eine Laufzeitdifferenz geben muss, die hier auch ausdrücklich erwünscht
ist ("unten früher", "oben später"), um gemeinsam mit dem Boden als Grenzfläche eine
gewünschte Abstrahlcharakteristik zu erhalten:




Eine solche Laufzeitdifferenz - als Unterschied in der "Gruppenlaufzeit" - hätte sich oben
in der Messung bereits als unterschiedliche Steigung in den Phasengängen des Schall-
druckes an beiden Ports zeigen müssen:

Hatte sie aber nicht (s.o.) ... (jedenfalls nicht so deutlich und "breitbandig" wie erwartet)

Warum: Ich habe Nahfeldmessungen an beiden Ports getrennt ausgeführt und vergessen,
eine gemeinsame verbindliche "Zeitmarke" zu setzen:
Dafür gibt es auch normalerweise, wenn man nur einen einzelnen "Weg" (z.B. Tiefton)
eines LS misst, keinen Anlass. Aber hier sind es de Facto "zwei Wege".

Im Default Modus setzt die verwendete Software die Zeitmarke selbst z.B. nach dem
"ersten positiven Peak", der am Mikrofon ankommt ...

Wenn ich das bei beiden Teilmessungen so mache, ist keine Laufzeit mehr erkennbar:
Mein eigenes Mess-Hirn hatte diese Anordnung also offenbar (noch) nicht vollständig als
"2-Wege Anordnung" begriffen und "wie gewohnt" agiert.

Nun habe ich eine fixe Zeitmarke als Referenz für beide Teilmessungen gesetzt, wenn
der Impuls an der unteren Öffnung erscheint:
Man sieht jetzt - kaum macht man es richtig, schon geht's ... - einen zeitlichen Versatz
der einer Laufstrecke (genauer: Laufstreckendifferenz) des Schalls von ca. 35cm
entspricht. (Edit: Der "Laufzeitschacht" - wenn man ihn so nennen will - ist bei diesem
"quick and dirty" Prototypen ca. 50cm hoch) (s.o.).

Das "kommt hin", denn das Zentrum der Anregung liegt nahe am unteren Ende der
gestreckten Kammer aber tatsächlich ca. 15cm vom unteren Port entfernt.

Die Welt ist "voller Wunder", und wenn man selbst noch "deppert" ist, dann werden
die Wunder ggf. "noch mehr" ...


Hier ist die Welt wieder "in Ordnung":

...


Anmerkung: Ich habe die Impulse hier tiefpassgefiltert (ca. 2Khz) und die Darstellung
der Phasengänge merklich geglättet, um das Resultat leichter erkennbar zu machen.

...

"rot": untere Öffnung (näher am Boden)
"blau": obere Öffnung (weiter weg vom Boden)

Man sieht, dass die Impulse um die etwa erwartete Laufzeit verschoben sind.

Die Phasengänge beider Ports weisen im Bereich "wenige hundert Hz" im
Wesentlichen eine konstante Steigung auf, die sich jedoch an beiden Öffnungen
unterscheidet: So stellt sich eine "nahezu konstante" aber "unterschiedliche"
Gruppenlaufzeit auch in einem Lehrbuch dar ...

Im Bereich "wenige hundert Hz" soll später einmal - bei einem funktionalen
Prototypen - die Übernahme zum Mittel-/Hochton System erfolgen.

Bei der "Dämpfung" des oberen Ports habe ich es hier allerdings etwas
übertrieben: Ich wollte auspropieren "was geht", die Version hier entspricht
von daher auch nicht mehr der Messung davor.

Z.T. ist aber der untere Port auch "lauter", weil er dem Boden näher ist
(und damit seiner eigenen Spiegelschallquelle, d.h. in einem reflexionsarmen
Raum hinreichender Größe würde diese Messung etwas anders aussehen).

Um die wirklichen "Dämpfungsverhältnisse" zw. beiden Ports zu ermitteln,
könnte man im gegeben Raum 2 Messungen machen, bei denen man "oberen"
und "unteren" Port im Raum vertauscht (den LS "auf den Kopf" stellt), um
das geeignet "auszumitteln" (Edit: Das wäre jedenfalls meine vorl. Idee ...)

In so kleinen Räumen und bei kleinen Wandabständen reicht es u.U. nicht,
nur eine "Nahfeldmessung" zu machen und sich darauf zu verlassen:
Aber für den aktuellen Zweck ("Proof of Concept") reicht mir das hier vorläufig
aus.