Plattenschwinger - faszinierend & unberechenbar ?

Die Platte im "rohzustand" hatte ein Gewicht von 2,12 kg, nachdem ich diese tapeziert hatte 2,4 kg.
Umgerechnet auf den ganzen Quadratmeter sind das für die tapezierte Platte ca. 3,11 kg (also das Flächengewicht lt. Formel)

Wenn ich jetzt die oben erwähnte Formel heranziehe, erhalte ich eine Resonanzfrequenz von 106 Hz.
Als Innentiefe habe ich 10,3 cm eingesetzt, da 3mm Sicke + 10cm Kastentiefe. Bitte korrigiert mich, falls ich des Rechnens nicht mächtig bin!

Nachdem das Silikon nach zwei Tagen hoffentlich ausgehärtet war, hab ich den Kasten in mein Musikzimmer verbracht. Platz genommen hat er an der hinteren Wand (also gegenüber der LS-Boxen) unten, ins untere Eck geschoben. M.m.n. gehört er da auch hin.
Für mein folgendes Objekt habe ich einen Tischtennisball mit Bindfaden versehen und diesen Ball in die Mitte des Plattenabsorbers gehängt. Die Idee ist, dass der Ball bei der Eigenresonanzfrequenz am stärksten "hüpft".

Ich hab mit Hilfe von "Carma-4" und dessen Frequenzgenerator zuerst ein Sinus-Signal von 110 Hz erzeugt. Da tat sich nichts - obwohl es doch eigentlich mein Formelergebnis war. Ich kämpfte mich zunächst in "10Hz-Srchritten" runter und durfte mir (zu meinem Erstaunen) dabei auch einmal ein Eigenleben meines Schrankes anhören. Aber das nur am Rande, irgendwann war ich bei 80 Hz und da hüpfte der Ball. Letztlich war das Hüpfen bei 80 bis 76 Hz am stärksten und gleich stark. Ich schließe daraus, die Resonanzfrequenz meines Versuches liegt also bei ca. 78 Hz.

Warum jetzt die obige Formel so stark abweicht (falls ich mich nicht verrechnet habe) bleibt unklar. Hinweisen möchte ich aber an dieser Stelle trotzdem auf meine Silikonsicke. Eine eher weichere Verbindung der Platte mit dem Kasten. Diese Methode wird wohl so ähnlich auch von einem Hersteller verwendet, nämlich akustik-module.de. Ich versprach mir dadurch, dass mehr Plattenfläche vibrieren kann (im Gegensatz zu einer sehr festen Montage der Platte). Aber hat das auch Einfluss auf die Eigenresonanz? Ich weiß es nicht, denke eher die Formel stimmt (für mein Projekt) so nicht.

Wie auch immer, jetzt gings an die Messungen, zunächst der Frequenzgang im Bassbereich mit und ohne diesem einen Plattenabsorber.
Naja, viel hat sich nicht getan.
Hinweis: Es war eine Dual-Mono-Messung und beide Messungen sind auf dem Bild dargestellt. In lila die Kurve ohne Plattenabsorber

Viel gespannter aber war ich auf die beiden Wasserfalldiagramme ohne und mit Plattenschwinger.
Hinweis: Es ist alles eine Dual-Mono-Messung & der Raum hat bis nahezu 100 Hz runter schon einen sehr geringen Nachhall. "Schuld" daran ist eine Akustikdecke.
Hier also OHNE diesen einen Plattenschwinger:

Und hier das Diagramm MIT Plattenschwinger:

Was hat sich getan?
Ursprünglich gab es drei Wellenberge, der erste und extremste bei 34 Hz,
der zweite bei ca. 80 Hz
und der dritte bei 108 bis 111 Hz.

Jetzt ist der dritte Berg irgendwie zerfetzt, und verliert sich auch bei 300 ms (-60 dbr).
Der zweite Berg ist breiter geworden bzw. er schlänkelt so zwischen 81 und 76 Hz. Er kommt auch verklüfteter und schwächer bei 500 ms an.
Der erste Berg ist unverändert.

Ist die Formel nicht:
f = 510 * Wurzel(1/(m * dl)) ?

Hinreichend genau ist folgende Formel unter der Annahme, dass ca. 30 % des Kastens (siehe dl) mit Dämmmaterial (z.B. Sonofil) gefüllt wird:



f = 510 * Wurzel(1/(m * dl))

Dabei ist:

f = Resonanzfrequenz

m = Masse der Membran in Kg/qm

dl = lichtes Innenmaß (Kastenboden -> Membran) in cm



Die Kantenlängen sollte mind. 0,5 m, das Seitenverhältnis 1 : 1,5 bis 1: 1,7 und die Membranfläche mind. 0,4 qm betragen.

Grundsätzlich wirken Plattenschwinger breitbandiger als Helmholtzresonatoren. Als Membran eignen sich Sperrholzplatten, aber auch Alu oder Stahl. Die Membran muss fest mit der Kastenkonstruktion verschraubt/verleimt und der Kasten luftdicht sein.

Plattenabsorber gehören in die Druckzonen also an Wände bzw. Decke und dort in die Kanten und Ecken.

Hier gefunden.
(https://www.audiomap.de/forum/topic/3420-berechnung-plattenabsorber/)

@Molle2
Danke für eine weitere Formel!
Nach dieser Formel käme ich bei meinem Experiment auf eine Resonanzfrequenz von 90 Hz. Die von dir vorgetragenen Bedingungen (Massverhältnisse, 1/3 Sonofil etc.) hätte ich bis auf die "Verschraubung/Verleimung" eingehalten.

Du schreibst (und so ist es auch häufig zu lesen - wobei wohl fast genauso häufig einer vom anderen abschreibt) "Die Membran muss fest mit der Kastenkonstruktion verschraubt/verleimt sein". Ich bezweifle das "muss". Grund: Der Hersteller "akustik-module" macht es auch anders und halt auch mein eigenes Experiment. Die Frage hierbei bleibt natürlich, ob und inwieweit eine Sicke die Formel verfälscht.

Da bleibt dir nichts anderes übrig als ein neues Experiment mit einer fest verschraubten Platte zu starten.
Was ist eine Dual Monomessung?

Hi,
schön das Thema mal ordentlich dokumentiert zu sehen

Vinylo (Beitrag #4) schrieb:

... Naja, viel hat sich nicht getan. ...

Um das einsortieren zu können fehlt:

-- Raumskizze
mit
-- Abmessungen
-- Ort der Schallquellen
-- Ort des Absorbers
-- Ort des Mikrophons

und ja:
-- Art der Ansteuerung ("Dual Mono" = 2 LS Mono = identisch angesteuert ?)


Gruss,
Michael

In der Tat ... es würde mich schon auch interessieren, wie sich eine <alternativ fest eingespannte Membran> gegenüber meiner in Silikon eingelegten verhalten würde. An der Findung einer Universal-Formel habe ich hingegen kein Interesse, mein Bauchgefühl sagt mir - wie im Threadtitel schon angedeutet - "Plattenschwinger sind unberechenbar".

Material für einen zweiten Schwinger habe ich schon zusammengesucht.
Entweder baugleich aber "Festeinspannung" ODER baugleich aber größere Tiefe (also tiefer abgestimmt).

Nach genauer Betrachtung der Wasserfalldiagramme komme ich zu dem Schluss, dass der bisherige Schwinger eigentlich ganz gute Arbeit vollbringt. Und dies tut er bei +-20Hz rund um seine Reso bei ca. 80 Hz. Bis runter zu 80 Hz habe ich was Nachhall anbelangt jetzt keinen Bedarf mehr. Ein zweiter Schwinger sollte also bei etwa 65 Hz sein Reso haben und somit von 50 bis 80 Hz Schallenergie entziehen. Wenn ich diesen Bereich noch auf 400ms runter kriegen würde .... Die Frage ist nur, welche Bautiefe produziert 65 Hz Resonanz?

http://mh-audio.nl/Acoustics/PResonator.html

Sehr sehr sehr interessant diese niederländische Seite mit seinem Rechner.

Folgendes daraus entnommen:
* der Rechner arbeitet mit der Formel aus meinem ersten Post, demnach errechnet er für mein Projekt eine Resonanzfrequenz von 106 Hz ... aber
* --> dieses Ergebnis gilt nur für ungedämmte Plattenschwinger
* der Rechner gibt als zweites Ergebnis eine Resonanzfrequenz für gedämmte Plattenschwinger aus, der Wert 88 Hz wird angezeigt ... aber
* --> dieses zweite Ergebnisausgabe ist aber abhängig vom Dämmmaterial (Güte, Dicke ...) und dies wird folgendermaßen erläutert, siehe Zitat *²
* mit zunehmender Tiefe (10cm, 20cm, 30cm) geht zwar die Reso runter aber der Effekt schwächt sich leider überproportional ab.
* und mit zunehmender Tiefe nähern sich die Werte von gedämmt und ungedämmt leider auch immer weiter an.

*² Zitat:
Filling the cavity with fibreglass or mineral wool tends to lower the resonant frequency by up to 50 per cent as well as doubling the effectiveness of the trap. It also lowers the Q of the trap so that it is effective over a wider frequency range. A typical panel-type trap is effective for frequencies around one octave either side of the centre frequency, which at least has the advantage that you don't have to be absolutely accurate to get results.

Verabschiede mich jetzt wieder von der Theorie in die Praxis. Bis dann!

Vinylo (Beitrag #13) schrieb:

... Verabschiede mich jetzt wieder von der Theorie in die Praxis....

o.K.

Aber die Theorie sollte doch wenigstens ein paar Grundlagen zum Verständnis liefern,
und da wir uns hier u.a. mit Lautsprecher-DIY beschäftigen, liegen die doch recht nahe :

-- Der Ansorber muss schwingen können um absorbieren zu können

-- als passives Teil geschieht dies bevorzugt auf und rund um seine Resonanzfrequenz

-- Resonanz = Kräftegleichheit von Massen und Federsteifigkeiten

-- Masse = Plattenmaterial + ca. die Hälfte einer evtl. vorhandenen Sicke (Randaufhängung) + etwas Luftmasse an den Oberflächen

-- Federsteifigkeit ("Compliance") 1 = die Steifigkeit des Plattenmaterials selbst

-- Federsteifigkeit 2 = eine evtl. Sicke am Rand

-- Federsteifigkeit 3 = Luftpolsterwirkung des rückwärtigen Kastens (Volumen pro Flächeneinheit, durch Dämmaterial leichte scheinbare Vergrößerung des Volumens)

-- Reibungsverluste im Plattenmaterial, evtl. in der Sicke und im Luftvolumen (+ Dämmaterial) bestimmen die Ausprägung und Breite der Resonanz,
sowie die Stärke der Absorption für externen Luftschall.


Um zu tieferen Frequenzen zu kommen, also:

-- mehr Masse ohne die Steifigkeiten zu erhöhen

-- Steifigkeit verringern z.B. durch Einbringen einer (weichen) Sicke

-- Steifigkeit verringern durch größeres Volumen des rückwärtigen Kastens (mehr Volumen)


Die Absorptionswirkung im Raum ist selbstverständlich von der Fläche abhängig.
Kaum 1 qm bei z.B. 60 qm Begrenzungsflächen sind natürlich nur ein Anfang ...


Gruss,
Michael

Sehr interessant ! Ich verfolge das hier mitlesend und finde, dass die 100 Hz Nachschwingung (zumindest am Ort der Messsung) ganz ordentlich absorbiert ist !
Ich habe im übrigen das Gleiche bezüglich einiger Schränke im Zimmer bemerkt. Wenn sie eine genügend tiefe Resonanzfrequenz haben (bauliche Dimensionen) kann man sie vielleicht mit absorbierendem Material teilweise füllen - auch wenn man etwas umräumen muss. Wir haben z.B. in einen Teil statt Gläser Tischwäsche und Decken "eingefüllt". So kann man ohne viel Aufwand etwas Tiefton dämmen, wenn man will.

Gruß
Rainer

Ich nehme alles zurück und behaupte das Gegenteil. Nein ganz so schlimm kommt es nicht ...

Versuch Nr. 2:
Ich habe einen weiteren Kasten (Größe absolut gleich zu Versuch Nr. 1) mit wieder der gleichen HDF-Platte verbunden (11 Schraubzwingen und ein umlaufendes Klebeband, damit's auch wirklich luftdicht ist).
Die Unterschiede sind:
*** kein Dämmmaterial eingebracht ***
* keine Silikon-Sicke, deshalb 3mm weniger Innenhöhe *
* HDF-Platte nicht tapeziert, deshalb geringeres Flächengewicht *
* keine zusätzliche Versteifung der Rückwand *
* dieser Versuchsaufbau konnte wegen der Schraubzwingen nicht ganz in die Ecke geschoben werden, Wandabstand etwa 1,5 cm *

Fazit:
Meine Annahme ich könnte mit Hilfe eines Tischtennisballs die Resonanzfrequenz eine Plattenschwingers (siehe mein Posting #3 & #4) bestimmen, ist ziemlicher MÜLL. Auch hier vibrierte der Ball bei ca. 80 Hz am augenfälligsten, genau wie beim ersten Versuch mit Dämmung und etwas höherem Flächengewicht. Da war kaum ein Unterschied; erwartet hatte ich diesen wegen den fehlenden Dämmung allerdings schon. Der Ball wird zukünftig also wieder ausschließlich dem Tischtennis-Spiel gewidmet.
Auf dem Wasserfalldiagramm sieht man schon auch "Rückgänge", jedoch eher auffälliger im Bereich bei etwas über 100 Hz, der dritte Berg hat sich zwar schon auch verändert aber ist weiterhin gut erkennbar (nicht zerfetzt, sie Posting #5 unteres Bild).
Letztlich gefällt mir das Ergebnis mit Dämmmaterial besser.

Mein nächster und letzter Versuch wird folgender sein. Der in Versuch Nr. 2 verwendete Kasten wird von der Tiefe her aufgestockt (mir schwebt 16cm vor), die Rückwand versteift. Dann wieder Silikonsicke und tapezierte HDF-Platte drauf und innen drinnen darf natürlich wieder Sonofil werkeln.
Leider dauert dass, da ich dazu eine Formatkreissäge brauche und die Schreinersleut sind erst wieder am 10. Januar 2022 da.

flexiJazzfan (Beitrag #15) schrieb:

Ich habe im übrigen das Gleiche bezüglich einiger Schränke im Zimmer bemerkt. Wenn sie eine genügend tiefe Resonanzfrequenz haben (bauliche Dimensionen) kann man sie vielleicht mit absorbierendem Material teilweise füllen - auch wenn man etwas umräumen muss. Wir haben z.B. in einen Teil statt Gläser Tischwäsche und Decken "eingefüllt". So kann man ohne viel Aufwand etwas Tiefton dämmen, wenn man will.

Danke, guter Tipp. Die Hälfte meiner Schrankfächer ist leer. Vielleicht wackeln deshalb die Einlegeböden?

@Wmf
Hier noch meine Raumskizze - den Plattenschwinger habe ich hinten unten im Eck neben der Schrankwand bei der Zimmertür gestellt.
Dual-Mono-Messungen im Tief-Bassbereich dürfte sinnvoller als Stereomessung sein!? hier wird von Carma-4 das Signal an beide LS gleichzeitig geschickt.

Hier kann man schön sehen, was die Raummoden bei dem quasi quadratischen Raum "anrichten" :https://www.hunecke.de/de/rechner/raumeigenmoden.html . Diese ca. 100 Hz sind da etwas ungewöhnlich.

Gruß
Rainer

@flexiJazzfan
Hast du kurze Zeit & Lust mir das "schön sehen, was die Raummoden ..." mit ein paar Zeilen hier zu erläutern?

Ich finde es eben immer spannend, wenn man Effekte, die man "weiß" auch etwas grafisch visualisiert bekommt. Es werden hier oft einzelne Raummoden sehr intensiv diskutiert. In der Realität bauen sich aber in einem relativ kleinen Raum mehrere Raummoden quasi "gleichzeitig" in Millisekunden auf und sind damit gehörmäßig nicht mehr unterscheidbar vom Direktschall. Insbesondere sehr symmetrische (und symmetrisch eingerichtete) Räume haben deshalb charakteristische laute und leise Hörorte.
In Summe bilden alle den "Nachhall" , wie er auch im Wasserfalldiagramm visualisiert werden kann. Ein Nachhall von ca. 1,3 Sec ist für uns angenehm. Will man hervortretende Resonanzen gezielt dämmen, ist es schön, wenn man sehen kann, wo der höchste Schalldruck oder die größte Schnelle auftritt.
Bei deinem fast quadratischen Raum ist die Lage besonders ungünstig. Die sozusagen lehrbuchmäßige Aufstellung von LS und Möbeln hilft da nicht so recht.
Manche empfehlen in diesem Fall gar eine diagonale Anordnung von LS und Hörplatz im Raum.

Gruß
Rainer

Hier das Bild vom zweiten Plattenschwinger, diesmal mit 16 cm Innenhöhe, eben fertiggestellt. Ich lass das Silikon jetzt noch 2 Nächte trocknen/ausstinken und am Samstag werde ich die Messungen machen und die Ergebnisse hier vorstellen.
Ich hoffe ja damit den Nachhall bei 70 Hz (siehe Posting # 5 & 6) genauso zu behandeln, wie es schon beim 100 Hz Nachhall geGLÜCKT ist.

Auf dem Bild sieht man auch die 12 Pins, welche die Platte beim Trocken des Silikons in der richtigen Höhe halten. Das Auflegen der Platte ist kritisch, weil sich die Pins sofort im Holz verhaken und keine Korrektur mehr möglich ist. Ich habe deshalb an allen Seiten eine Holzleiste angebracht, so dass die Platte beim Auflegen exakt geführt wird, vgl. hierzu ggf. Bild 1 in Posting # 1

Hier die Messungen:
Zunächst wieder der Frequenzschrieb im Tiefton (DualMono)

lila --> OHNE Plattenschwinger (ursprünglich wie Posting #4)
türkis --> OHNE Plattenschwinger (aber NEU, die Lautsprecher wurden um 8 cm vorgerückt)
rot --> MIT BEIDEN Plattenschwingern & vorgerückten LS

Fazit 1: Der Frequenzgang wird durch das Vorrücken der Lautsprecher ab etwa 90 Hz etwas geglättet (lila zu türkis). Dies LS-Position bleibt deshalb erstmal dauerhaft. Die Suche nach dieser etwas besseren LS-Position (obwohl ja nicht weit weg) war aufwendig. Ich hab die Lautsprecher mehrfach in alle Richtungen verschoben, alle Messungen doppelt gemacht und bin letztlich bei diesen lächerlichen 8cm nach vorne gelandet.

Fazit 2: Erneut darf ich feststellen, dass auch zwei Plattenschwinger (zusammen ca. 1,5 qm) quasi keinen Einfluss auf den Frequenzgang haben. Die türkise und die rote Kurve sind nahezu identisch - mit einer kleinen Ausnahme, die Spitze bei 71 Hz wurde offenbar durch den neuen, tiefer abgestimmten Plattenschwinger abgeflacht.

Jetzt zum Wasserfall:


Fazit:
Wie in meinem Posting #11 & #22 erhofft, hat sich doch tatsächlich der Nachhall bei 70 Hz auf <400 nein sogar> 300ms!!!/60dBr verringert & analog zum Peak bei 100Hz ist nun auch dieser "zerfetzt". Ein Erfolg würd ich sagen!
Von den ursprünglich drei Peaks (siehe Bild bei Posting # 5) ist nur noch die SuperMode bei 34 Hz übrig. Aber diese Mode interessiert mich in der Praxis eigentlich nicht.

Gesamtfazit:
Ich bin doch ganz zufrieden, was meinen Akustik anbelangt!
Der Raum von seinen grundsätzlichen Abmessungen ist sicherlich nicht unproblematisch (weil geht schon in die Richtung "Rechteck"), was wohl verantwortlich für dieses Bassloch bei ca. 50 Hz ist. Das auszumerzen wäre wünschenswert und ich werde auch noch ein wenig mit der Abhörposition experimentieren. Wunder sind aber nicht zu erwarten.
Aber trotzdem ... fast all meine Musik hört sich hervorragend an, wofür hauptsächlich die sehr geringen Nachhallzeiten aufgrund der Akustikdecke verantwortlich ist.

Die Plattenschwinger unterstützen dies im Tieftonbereich und insofern hat sich deren Bau doch gelohnt.
Ich teste sicherlich noch ein wenig, wo deren Platzierung am besten funktioniert. Ob stehend auf dem Fußboden oder oben an der Decke anschließend - ob hinter dem Hörplatz oder hinten den Lautsprechern an der Frontwand - mal schauen.

Danke für euer Interesse!

Vinylo (Beitrag #22) schrieb:

]Auf dem Bild sieht man auch die 12 Pins, welche die Platte beim Trocken des Silikons in der richtigen Höhe halten. Das Auflegen der Platte ist kritisch, weil sich die Pins sofort im Holz verhaken und keine Korrektur mehr möglich ist.

Wie soll ich das mit den Pins verstehen, hast Du diese durch die 3 mm Platte gedrückt sodass nur die Spitzen herausragen?
Übrigens, Du verwendest zwei verschieden Skalierungen, oben 1000 ms und das letzte Bild 500 ms. Setz die mal beide auf 500 ms. Das macht den Vergleich einfacher.

@Molle2
Exakt, ich habe mit einem sehr sehr feinen Bohrer das Loch für die Pins vorgebohrt (vielleicht 3mm vom Rand entfernt) und dann die Pins vorsichtig durchgesteckt. Ich schrieb ja schon das Auflegen der Platte ist kritisch - die Pins verkrallen sich sofort. Die Platte muss also (wenn das Silikon mal aufgetragen ist) sofort 100% richtig hingesetzt werden. Das ist nur möglich wenn a) an allen Seiten des Gehäuses eine Führung angebracht wird und b) zwei Personen dann die Platte in die Führung heben und langsam auf das Gehäuse/Silikon ablassen.

Bei all dem Guten was die Plattenabsorber bewirkt haben, dass Bassloch (-20dbr@49 Hz) kotzt mich jetzt noch mehr an.
Ich bin derzeit dran, mich ins Thema MiniDSP einzuarbeiten.
Vielleicht ist dass mit einem zusätzlichen Subwoofer (also einem 2.1-System) der nur im Problembereich von 40 bis 64 Hz arbeitet, zu lösen?

Lies dich mal in das Thema Speaker Boundary Interference Response (SBIR) ein. Es könnte daran liegen.
Einen Kalkulator gibt es hier.http://tripp.com.au/sbir.htm

OK, mach ich.
Es ist aber nicht ganz unwahrscheinlich, dass es an dieser 1-1-0 Mode liegt, die hier bei 52 Hz angezeigt wird.

Sehr interessanes Thema.
Nur mal eine dumme Frage von einem absoluten Laien.
Hast du mal versucht mit kleinen Gewichten die Platte auf die gewünschte Frequenz abzustimmen?

Gruss motoquero