Probleme bei der Berechnung des Bassreflexrohres

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C-Box
Neuling

#1 erstellt: 14. Apr 2020, 18:09

Hallo allerseits und guten Abend.

zuerstmal ein dickes Lob an die gesamte community hier, Ich hab gar keine Ahnung vom Boxenbau und finde hier stets die hilfe, die ich für mein gemeinsames Bastelprojekt mit meinem Sohn benötige. Danke euch allen.

Ich bin kurz vor der Fertigstellung meiner (nicht mehr ganz sooo mobilen) Boombox und verzweifle eigentlich nur noch daran, die richtigen Parameter fürs Bassreflexrohr zu ermitteln

Gebaut habe ich eine Holzbox, die mit einem tpa3116 bespielt wird. eingesetzt werden zwei BG20 als breitbänder und ein AW 3000 für den wums. Das klappt auch alles ganz prima, aber der bass bringt eher das gehäuse zum platzen (bei nem test) als das er gut nach draussen drückt. ist natürlich klar, ein bassreflexrohr muss noch rein. zack, nochmal viel gelesen und dann mal WinISD installiert zum berechnen. Ich hab so gut es geht alle parameter von den Specs des AW 3000 da tapfer eingetragen und los ging es. Sah gut aus, es gab nen graphen und auch maße für ein rohr. Aber halt. Durchmesser 4,5cm und länge rund 10cm? das kommt mir spanisch vor, denn hier hab ich ja bereits gelesen, dass man mindestend ein drittel des treiber-durchmessers haben muss wegen strömungsgeräuschen.
Ich muss aber auch zugeben, ich bin mir nur bedingt sicher, ob die specs der box die ich habe wirklich alle relevanten parameter liefern, bzw. ob ich weiss was ich da tue ;-)

Also mein gehäuse hat (für den bass allein) rund 53L volumen und wie gesagt ein AW 3000 kommt zum einsatz. ich wollte ein stück HT rohr verbauen, würd aber auch was "professionelleres bestellen wenns sein soll. finanziell ist das eh schon lang kein sparprojekt mehr

kann mir eventuell jemand nen entscheidenen rohr-tipp geben. das wär wirklich großartig, und nochmal, danke für dieses super forum.

liebe grüße,
chris.

[Beitrag von C-Box am 14. Apr 2020, 18:15 bearbeitet]

stoneeh
Inventar

#2 erstellt: 14. Apr 2020, 18:20

C-Box (Beitrag #1) schrieb:

dass man mindestend ein drittel des treiber-durchmessers haben muss wegen strömungsgeräuschen

1/3 der Membranfläche, nicht des Membrandurchmessers, wäre ein guter Richtwert, um Strömungsgeräusche / Kompression zu vermeiden. Mit 1/3 des Membrandurchmessers wäre die Portfläche nur ca. 1/10 der Membranfläche, was deutlich zu wenig wäre.

Mit Rohren bringt man so "viel" Portfläche kaum sinnvoll zusammen. Ein Wand-/Bodenport wäre besser.

C-Box
Neuling

#3 erstellt: 14. Apr 2020, 18:38

Danke für die schnelle Hilfe, das hat mir schonmal geholfen.
Meinen Berechnungen zufolge sollte ich bei einem port für den AW 3000 dann wohl so mit ca. 170 quadratzentimetern planen.

spielt es eine rolle:
- ob der port vorn oder an der seite ist?
- wie dass verhältnis länge zu breite ist? (ich denke mal zu dünn/schmal wohl nicht)

ich hatte schonmal gelesen, dass auch boden und wand als fläche nutzbar sind, was natürlich gewicht spart weil ich nicht einen kompletten kanal bauen muss. Aktuell bin ich -inkl. allem, also auch akku- bei rund 30 kilo. find ich aber auch noch okay, der akku wird ewig halten und die lautstärke ist ja enorm.

Donkeh
Ist häufiger hier

#4 erstellt: 14. Apr 2020, 19:19

- Mit 170 cm solltest du auf der sicheren Seite sein, Ich kenn das Chassis allerdings nicht. Keine Ahnung ob
man damit eine sinnvolle Kanallänge hinbekommt.

- Ob vorne oder an der Seite spielt keine Rolle, da der Kanal reine gerichteten Schallwellen emittiert.

- Das Verhältnis ist egal. Was zählt ist die Öffnungsfläche. Ob der Kanal zu schmal oder dünn ist kannst du in
WinISD unter dem Reiter "Rear Port Velocity" abschätzen. Der Wert sollte so klein wie möglich im
Kompromiss zur Kanallänge und Öffnungsfläche sein. Dann alle 90 Grad Kanten schön abrunden und es
sollte klappen.

- Boden und alle anderen Seitenwände können natürlich ist die Planung des Kanals einbezogen werden.

C-Box
Neuling

#5 erstellt: 15. Apr 2020, 06:25

Ich hab das hier als Gehäuse genommen:

https://www.decathlon.de/p/plyobox/_/R-p-178251?mc=8484144&c=GELB

Ist vermutlich nicht die professionellste Wahl, aber die Box ist enorm robust und von den Maßen her noch gut mobil

der Preis ist natürlich auch nicht übel.

C-Box
Neuling

#6 erstellt: 15. Apr 2020, 07:21

Donkeh (Beitrag #4) schrieb:

- Dann alle 90 Grad Kanten schön abrunden und es
sollte klappen.

Sollte das innen oder aussen am Kanal passieren.
? 🤔
Innen könnt ich ja ne silikonfuge setzen 😁

MK_Sounds
Stammgast

#7 erstellt: 15. Apr 2020, 07:32

C-Box (Beitrag #6) schrieb:

Donkeh (Beitrag #4) schrieb:

- Dann alle 90 Grad Kanten schön abrunden und es
sollte klappen.

Sollte das innen oder aussen am Kanal passieren.

Sowohl als auch.

Reference_100_Mk_II
Inventar

#8 erstellt: 15. Apr 2020, 07:48

Also wenn du die Box nicht in Kammern unterteilt hast, dann hat sie gut 100L netto.
Nicht 50.

Und zudem sollten alle Kanten richtig abgedichtet werden.
Das Teil scheint mir nur geschraubt zu sein.
Da ist genau gar nichts dicht.

Wenn dein AW3000 wirklich in 53L sitzen sollte, dann rechne mal mit gut 50L.
Das Chassis und das Rohr "verbrauchen" ja auch Platz.

Dann nimm ein 10,2cm Rohr (DN100 HT-Rohr) mit ca. 20-30cm Länge.
Kürzer --> Mehr Pegel um 50Hz aber weniger Tiefgang
Länger --> Mehr Tiefgang unter 50Hz aber etwas weniger Pegel

Denk auch daran die BG 20 mit Sperrkreisen zu bestücken.
Die versauen dir sonst dein ganzes Projekt.

C-Box
Neuling

#9 erstellt: 15. Apr 2020, 08:07

Das mit dem volumenbedarf von Rohr oder Kanal ist ein guter Tipp, danke

Die Box ist von innen abgedichtet, daran hab ich gedacht. Und die bg20‘er sind in der Tat abgeteilt :-D

Donkeh
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 15. Apr 2020, 08:07

Und zudem sollten alle Kanten richtig abgedichtet werden.
Das Teil scheint mir nur geschraubt zu sein.
Da ist genau gar nichts dicht.

Das habe ich mir auch gedacht. Ich würde wenn es wirklich diese Kiste werden sollte alle Schraubverbindungen lösen, ordentlich Leim auf die Kanten schmieren und wieder zusammenschrauben. Das sollte dann dicht sein und auch stabil.

Wenn dein AW3000 wirklich in 53L sitzen sollte, dann rechne mal mit gut 50L.

Braucht das teil eigl wirklich so viel Volumen? Hab gerade auch mal eine Simulation gestartet. Mit 35 Liter Volumen würde mit einer brauchbaren Kanallänge immer noch ein f3 von knapp 40 Hz möglich sein. Also wenn es mei Lautsprecher wäre und er für mobile Zwecke geplant ist würde ich nicht probieren die letzten Hertz unten rauszukitzeln. Das hört man draußen sowieso fast nicht. Viel mehr würde ich probieren ihn möglichst kompakt zu bauen.

Reference_100_Mk_II
Inventar

#11 erstellt: 15. Apr 2020, 08:39

Der läuft "grundsätzlich" auch mit so wenig Volumen.
Allerdings wird das Rohr für eine entsprechend tiefe Abstimmung dann SEEEHR lang.

Meiner Erfahrung nach ist das nicht gut.
Denn irgendwann "funktioniert" der Port einfach nicht mehr, wenn er zu lang wird.
Richtwert etwa 3-4 mal der Durchmesser des Rohres.
10er max. 35cm
7er max. 20cm
5er max. 15cm
Diese Längen funktionieren meiner Erfahrung nach noch.

Außerdem hat sein Gehäuse ja 53 Liter (50 Liter)

C-Box
Neuling

#12 erstellt: 15. Apr 2020, 09:06

Dann hab ich jetzt wohl die Lösung
Ich besorge mir das verstellbare Rohr von Monacor, das macht das experimentieren einfacher und es hat nen Flansch zum montieren

https://www.ebay.de/...9:g:eiQAAOSwrUVclXe9

(Und nun Google ich mal sperrkreise 😂)

Donkeh
Ist häufiger hier

#13 erstellt: 15. Apr 2020, 09:20

Allerdings wird das Rohr für eine entsprechend tiefe Abstimmung dann SEEEHR lang.

Stimmt du hast recht. Mit einem Rohr wird das nichts. Aber mit einem Kanal über bspw. die 40er Seitenlänge (Innenmaß 36,4 cm ) könnte man mit 2 cm höhe auf gut 40 Hz abstimmen. Die leichte Überhöhung im Bass (ca. 1 db) wäre für den Außeneinsatz nicht nachteilhaft.

Außerdem hat sein Gehäuse ja 53 Liter (50 Liter)

Jup. Ich dachte bis zu dem Zeitpunkt, dass es nur geplant ist dieses Gehäuse zu nehmen, nicht dass es schon vorliegt. Man könnte das übrige Volumen aber auch zum Transportieren anderer Güter nutzen.

Ich besorge mir das verstellbare Rohr von Monacor, das macht das experimentieren einfacher und es hat nen Flansch zum montieren

Ein kleiner Tipp. Falls du planen solltest öfter Lautsprecher zu bauen würde ich das verstellbare Rohr zum Experimentieren und Ermitteln der korrekten Portlänge nutzen und anschließend durch ein geeignetes HT-Rohr ersetzen. So hast du das "teure" verstellbare Rohr beim nächsten Lautsprecher wieder für den Zweck zur Verfügung

PS: Mit ein bisschen Gefühl und Hitze kann man an ein HT-Rohr auch einen Flansch hinzufügen. Bisschen Lack aus der Dose drüber und es sieht aus wie gekauft

stoneeh
Inventar

#14 erstellt: 15. Apr 2020, 09:39

Reference_100_Mk_II (Beitrag #8) schrieb:

Dann nimm ein 10,2cm Rohr (DN100 HT-Rohr) mit ca. 20-30cm Länge.

Wieso empfiehlst du ~ 1/10 sd Portfläche für einen doch halbwegs potenten Woofer? Hast du was dagegen, dass der Threadersteller ein gutes Produkt erhält, das auch bei mehr als einstelligen Wattzahlen zugeführter Leistung vernünftig funktioniert?

Reference_100_Mk_II (Beitrag #11) schrieb:

Denn irgendwann "funktioniert" der Port einfach nicht mehr, wenn er zu lang wird.
Richtwert etwa 3-4 mal der Durchmesser des Rohres.
10er max. 35cm
7er max. 20cm
5er max. 15cm
Diese Längen funktionieren meiner Erfahrung nach noch.

Gibt's da Background / Messungen dazu? Alternativ, beschreibe anhand deiner Erfahrung was exakt das Problem sein soll. Hab ich nämlich so noch nie erlebt.

Mit derartigen Portlängen/-flächen-Verhätlnissen wird die Abstimmung sehr tief, und eh klar dass der Output dann nicht mehr passt. Das is das einzige was konkret ein "Problem" werden dürfte.

Reference_100_Mk_II
Inventar

#15 erstellt: 15. Apr 2020, 10:00

stoneeh (Beitrag #14) schrieb:

Nunja.
Hier haben wir es mit maximal 60W zu tun.
Da bislang noch kein Wort über die Spannungsversorgung verloren wurde, vielleicht auch nur 15W.
Da reicht diese Portfläche noch aus (wie auch die Ergebnisse deiner MEssreihe bestätigen).
Abweichungen um 1dB ggü. einem größeren Port.
Das "reicht" meiner Auffassung nach nicht, um einen großen Rechteck-Port zu rechtfertigen, der zudem erst noch mittels eines Prototypen-Gehäuses designed werden muss.

stoneeh (Beitrag #14) schrieb:

Reference_100_Mk_II (Beitrag #11) schrieb:

Denn irgendwann "funktioniert" der Port einfach nicht mehr, wenn er zu lang wird.

Gibt's da Background / Messungen dazu? Alternativ, beschreibe anhand deiner Erfahrung was exakt das Problem sein soll. Hab ich nämlich so noch nie erlebt.

Background bislang nur meine pers. Erfahrung sowie einige Stimmen aus DIY-Kreisen.
Eine Messreihe wie die Deine habe ich dazu noch nicht angelegt.

Es scheint mir so, als ob der ursrpüngliche/simulierte/berechnete Pegelzuwachs des Ports mit zunehmender Länge aber gleichbleibender Querschnittsfläche immer mehr abnimmt. Irgendwann "macht der Port zu".
Ähnlich wie eine zu kleine Querschnittsfläche bei zu viel Leistung.
Worauf das zurückzuführen ist?
In Bezug auf etwas Leistung/mehr Leistung meiner Meinung nach auf Reibungseffekte.

Wenn du genaueres weißt/beschreiben kannst dann immer her damit.

stoneeh (Beitrag #14) schrieb:

Mit derartigen Portlängen/-flächen-Verhätlnissen wird die Abstimmung sehr tief, und eh klar dass der Output dann nicht mehr passt. Das is das einzige was konkret ein "Problem" werden dürfte.

NUnja... 50L @ ca. 43Hz halte ich jetzt nicht für "zu tief".
Und auch wäre ein 10er Rohr mit 20cm Länge meiner Erfahrung nach 1A ausgelegt.
Lediglich wenn man das Ding an seine Grenzen fahren will würde der Port zum limitierenden Faktor werden.
Da die Abhilfe aber so wie ich das sehe, nur besagter Bodenport (mitsamt Proto-Gehäuse) ist, ist dieses Übel wohl zu verschmerzen.

Hier gehts ja nicht um einen High-End PA-Sub der selbst am Anschlag noch 1A performen soll.
Hier gehts um ne Partybox mit maximal 60W am Sub und Breitbädnern zu denen bislang noch nicht ein mal eine Korrektur eingeplant war.

Da ist der Port wohl noch das geringste Problem

stoneeh
Inventar

#16 erstellt: 15. Apr 2020, 10:52

Reference_100_Mk_II (Beitrag #15) schrieb:

Da reicht diese Portfläche noch aus (wie auch die Ergebnisse deiner MEssreihe bestätigen).
Abweichungen um 1dB ggü. einem größeren Port.

Die gemessenen Unterschiede müssen dann halt auch noch entsprechend interpretiert werden.
Der 1/8 sd Port in meiner Messreihe hat von 2 zu 150 Watt untenrum ~2 dB verloren, bzw. "nur" 1 dB zum 1/4 sd Port. Ich finde das persönlich nicht insignifikant - da fehlt nicht nur sichtbar, sondern auch hörbar was.
Die Info hab ich mir im Thread bisher gespart, aber ich hab nach den Testreihen noch ein bisl gehört, mit Multimeter parallel zum LS. Bereits ab 5V = 6W sind beim 1/8 sd Port bei entsprechendem Signal Verwirbelungsgeräusche aufgetreten, die dann im niedrigen zweistelligen Wattbereich bereits recht nervig wurden. Zum Pegelverlust gesellt sich also auch noch eine Menge Noise dazu.

Gegenfrage an dieser Stelle: was wären deiner Meinung nach die Nachteile, ein grösseres Rohr (15-20 cm Durchmesser zu verwenden)?

Reference_100_Mk_II (Beitrag #15) schrieb:

Es scheint mir so, als ob der ursrpüngliche/simulierte/berechnete Pegelzuwachs des Ports mit zunehmender Länge aber gleichbleibender Querschnittsfläche immer mehr abnimmt. Irgendwann "macht der Port zu".
Ähnlich wie eine zu kleine Querschnittsfläche bei zu viel Leistung.
Worauf das zurückzuführen ist?
In Bezug auf etwas Leistung/mehr Leistung meiner Meinung nach auf Reibungseffekte.

Im bereits angesprochenen Thread hat der 1/2 sd = 150cm² Port mit 61cm Länge, also einem extremeren Verhältnis von Fläche zu Länge, keinerlei Schwäche gezeigt. In der Tat war der sowohl in Hinsicht Wirkungsgrad als auch max. SPL recht performant.

Sollte dieser Effekt nur bei Rohren auftreten? Sollte ja auch nicht sein. Reibungen sollen im runden Port ja eher geringer sein.
Waren die Rohrenden denn eh ausreichend weit von der Rückwand weg?

Apalone
Inventar

#17 erstellt: 25. Apr 2020, 04:48

Reference_100_Mk_II (Beitrag #15) schrieb:

......Es scheint mir so, als ob der ursrpüngliche/simulierte/berechnete Pegelzuwachs des Ports mit zunehmender Länge aber gleichbleibender Querschnittsfläche immer mehr abnimmt. Irgendwann "macht der Port zu"......

Ich bin etwas erstaunt. Denn bisher hatte ich das genannte genauso als "Binsenweisheit" im Bereich BR-Konstruktionen hinterlegt.

Konkrete Messungen habe ich nicht (mehr; die aktuell im Einsatz befindlichen DIY-Subs sind 20 Jahre alt), aber die Erfahrung habe ich mehrfach gemacht (was auch durch Impedanzmessungen nachvollziehbar war).

Irgendwann hat man quasi eine geschlossene Box trotz Reflexrohr.

Die v Reference genannten Rohrbeispiele scheinen doch nur Erfahrungswerte f noch gut funktionierende Systeme zu sein. Klar kann man die Rohrdurchmesser vergrößern.

Reference_100_Mk_II
Inventar

#18 erstellt: 14. Mai 2020, 15:15

Das Statement sollte darstellen, dass ein "so langer" Port im Verh. zu einem kurzen Port "weniger gut" arbeitet.

Zudem: Was ist "etwas mehr Eingangsleistung"?
2W statt 1W?
4W?
Oder vielleicht doch mal so viel, dass auch Pegel kommt?

stoneeh
Inventar

#19 erstellt: 14. Mai 2020, 15:15

So. Das beschriebene Phänomen hat mich durchaus interessiert, und ich hatte im Zuge dieser Diskussion Lust, es in der Praxis zu prüfen.
Hat jetzt ne Weile gedauert. Aber besser spät als gar nicht.

Ich habe noch das Testobjekt aus meiner kürzlichen BR-Messreihe (siehe Sig). Ich hatte noch ausreichend Rohr. Die vorhandene Gehäusetiefe ist ausreichend. Das vorhandene Rohr hat 7 cm Innendurchmesser und ist somit perfekt, um folgendes Statement zu überprüfen:

Reference_100_Mk_II (Beitrag #11) schrieb:

... irgendwann "funktioniert" der Port einfach nicht mehr, wenn er zu lang wird.
Richtwert etwa 3-4 mal der Durchmesser des Rohres.
...
7er max. 20cm
...
Diese Längen funktionieren meiner Erfahrung nach noch.

Im vorhandenen Gehäuse wurde nun also ein Rohr mit 7cm Innendurchmesser und 35 cm Länge verbaut. Dabei wurde noch 12 cm, fast 2x Portdurchmesser, Abstand zur Rückwand gelassen, um einen Flaschenhals an dieser Stelle auszuschliessen.

Gemessen wird im Nahfeld. Die rote Linie ist die Messung direkt vor der Dustcap. Grün ist die Messung direkt vor dem Port. Goldgelb ist die Messung ein paar cm vor der Schallwand, in der Mitte der Distanz zwischen Membran und Port; Pegel zwecks besserer Darstellung angepasst:

Wie man sieht, der Port erzeugt sehr wohl Schall. Er agiert interessanterweise sehr breitbandig, und auch die zweite Portresonanz hab ich noch nie in der Form gesehen. Aber ja - rauskommen tut was, und der Port ergänzt sich auch mit dem Direktschall des Chassis zu einem stimmigen Gesamtfrequenzgang.

Ich hab die Portmessung mit etwas mehr Eingangsleistung wiederholt; der Pegel hat sich linear erhöht. Also auch bei Pegel ist keine Einschränkung, bzw. kein nachvollziehbarer Unterschied zum kürzeren Port festzustellen.

Alsdann. Dieser Thread scheint zwar eh ausgelaufen. Aber mich hat's interessiert, und die Ergebnisse will ich dem Forum bzw. den Diskussionsteilnehmern nicht vorenthalten. Vll. liest's ja wer und findet es hilfreich.

Mechwerkandi
Inventar

#20 erstellt: 14. Mai 2020, 15:23

Der Port leistet sich hier, es gibt da interessante Analogien zur Strömungsmechanik in Auspuffanlagen von Verbrennungsmotoren, ein gewisses "Eigenleben".
Ich hätte aufgrund der Abmessungen einen eher schmalbandigen Einbruch bei ca. 500 Hz erwartet.
Die Druckwelle wird am offenen Rohrende reflektiert, so das sich bei halber Wellenlänge Interferenzen generieren.

stoneeh
Inventar

#21 erstellt: 14. Mai 2020, 17:19

Ref: die Pegelmessung war im selben Leistungsbereich, den ich auch bei der vorherigen kürzeren (13,3cm, 40 Hz Tuning) Variante des Ports verwendet hatte. Rein vom Verhalten bei Pegel konnte ich wenig bis keine Unterschiede feststellen.

Frequenzgang/Wirkungsgrad (siehe Messung) und Verhalten bei Pegel passt also. Hab mir nun grad noch das Wasserfalldiagramm und die Phase / Gruppenlaufzeit angeschaut (kann ich auch auf Wunsch posten). Alles sauber. Ne, spricht definitiv grundsätzlich nichts gegen Ports mit diesem Länge/Querschnittsverhältnis.

Jegliche Diskussion erübrigt sich zudem, wenn man sich vor Auge führt, dass die Verhältnisse bei diversen Heimkino Subs (SVS & co.), die sich unzählige male messtechnisch bestätigt haben, noch viel extremer sind. Bei denen nutzen die Ports die gesamte Tiefe und Höhe des Gehäuses - d.h. gehen sogar ums Eck:
->

http://images.crutch...946/g946PB16PG-o.jpg

Mechwerkandi: interessanter Post. Welches physikalische Phänomen beschreibst du genau? Gerne wenn's is auf externe Quellen verlinken - führ ich mir gerne zu Gemüte.

Mechwerkandi
Inventar

#22 erstellt: 16. Mai 2020, 12:57

stoneeh (Beitrag #21) schrieb:

Welches physikalische Phänomen beschreibst du genau?

Als Phänomen würde ich das nicht bezeichnen.
Es geht um den Umstand, das an einem offenen Rohrende eine Druckwelle mit umgekehrten Vorzeichen reflektiert wird.

https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-8348-9145-7_4
Das Ganze ist allerdings recht komplex, und ein völlig anderes Fach, man muss schon in der Lage sein, ein bisschen interdisziplinär zu denken.
siehe Wikipedia: Resonanzauspuff
Bönsch schreibt in seinem Buch: "Der schnelllaufende Zweitaktmotor" auch einiges dazu.

In dem Rohr entstehen Eigenresonanzen, die bei ausreichender Rohrlänge in den Hörbereich hineinwirken können. Rohrlänge=Resonanzfrequenz.
Das ist aber über alles eine äußerst komplexe Angelegenheit, die ich fallweise detaillierter betrachten würde.