Berechnung Plattenabsorber

[miwin 0]

Hi,

 

vielleicht ein wenig off topic, trotzdem die Frage:

 

kennt jemand eine Formel zur Berechnung der Größe eines Plattenabsorbers bei gegebener Frequenz (und bekannten Ausmaßen)?

 

Ich überlege nämlich gerade, ob ich mir so ein Teil mal bauen soll.

 

Schon mal danke !

 

mfg miwin

 

[Gast]

was soll denn ein plattenabsorber sein?

 

wahrscheinlich handelt es sich um irgendeinen dämpfer. formel ken ich jede menge. spezifizier mal dein problem und ich schau mal, ob eine formel passt.

 

[miwin 0]

hi battlepriest,

 

habe lästige Raumresonanzen bei 70, 105, 160, 250 Hz und beabsichtige diese mittels eines Plattenabsorbers abzuschwächen.

 

Ein Plattenabsorber ist ein Teil, der wie ein KAsten aussieht, eine schwingfähige Membran auf einer Seite hat und innen drin mit dämmenden Material gefüllt ist.

 

Zu berechnen ist die Höhe des Kasten und die Dicke der schwingenden Membran.

 

Passt da eine Deiner Formeln zufällig ?

 

mfg miwin

 

[Gast]

dann willst du also eigentlich nur wissen, wo sie resonanzfrequenz einer x-beliebigen platte liegt?

 

omega = wurzel (c/m)

 

c ist die federsteifigkeit der aufhängung.

 

ich frag mich aber bei 70 hz, wieso du nicht nen helmholtzresonator baust. geht wie ne bassreflexbox mit ohne treiber und viel dämmwatte.

 

woher kennst du die moden deines raumes so genau? berechnet, gemessen?

 

[Gast]

die einheiten.

 

omega [1/s]

 

c [n/m]

 

m [kg]

 

f = 2 * PI * omega

 

[Foerth 0]

Unter http://www.track4.de/sonstiges/absorber.php3 gibt es ein paar Infos zum Absorberbau. Leider haben sich in den Formeln z.T. kleine Fehler eingeschlichen.

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.

Eine Verkleidung mit Stoff oder ein Übertapezieren schadet gar nicht. Man kann die Membran auch mit Zellulosefasern (z.B. SONASPRAY K-13 von ASONA, www.asonad.de) beschichten und so die Wirkung nach "oben" hin erweitern.

Gruss

P. Foerth

 

 

[miwin 0]

Vielen Dank,

 

genau die Antwort die ich suche

 

mfg miwin

 

[miwin 0]

hi battlepriest,

 

die Raummoden habe ich mit mehreren unterschiedlichen Formeln / Programmen berechnet. Unter Zuhilfenahme von Exel lassen sich in zwei Minuten grob die Raummoden unter Zuhilfenahme der Formeln aus der von Peter Forth unten angegebenen Internetseite berechnen.

 

Allerdings steht dort eine falsche Formel für den Plattenabsorber, die unsinnige Werte lieferte. Peter Forth hat aber die Formel unten dankenswerterweise berichtigt.

 

Bei der Berechnung der Raummoden scheint mir auch die Schallgeschwindigkeit falsch angegeben zu sein. Allerdings ist der daraus resultierende Fehler in meinem Fall unter 5 Herz.

 

Ein Helmholtzresonator kam nicht in Frage, weil er a) zu klobig und zu wenig breitbandig ist. Außerdem hätte man dazu die Raummoden echt messen müssen, weil die Berechnung in meinem schrägen Dachraum nicht exakte Werte ergeben hätte. Und die kleinen Fehler hätten vermutlich schon die Wirkung des Helmholtzresonators vermindert. Die Lösung mit den Plattenabsorber erscheint außerdem mir eleganter.

 

Auf alle Fälle danke für Deine Hilfe !

 

mfg miwin

 

[miwin 0]

Hallo Peter,

 

doch noch zwei Fragen aufgetaucht:

 

1.die der Membran gegenüberliegende Seite des Kasten kann aber ruhig "stabil", also aus dickerem Material ausgelegt werden, oder ?

 

2.Welche Kapazität, d.h. wieviel Raumvolumen kann so ein Absorber bedienen ?

 

Wenn ich da auch noch eine Antwort bekäme, wär ich echt glücklich (für den Moment...) !

 

Danke

 

mfg miwin

 

[andreasw 1]

Hallo

 

Ich befürchte, der miwin kann mit Deiner Formel nix anfangen. (ehrlichgesagt kann man damit überhauptnix anfangen..:-)

 

So ein Plattenabsorber ist eigentlich auch ein Resonator. Dabei entzieht die schwingende Frontplatte dem Schallfeld Energie, ähnlich dem Helmholtzresonator. Daß ein BR ein Helmh.-resonator ist, weißt Du ja. Ein Plattenabsorber läuft quasi analog zur geschlossenen Box. (passivmembran in geschlossener Box)

 

mfg

 

Andi

 

[Gast]

"So ein Plattenabsorber ist eigentlich auch ein Resonator".

 

und was bitte brauchst du dann? die resonanzfrequenz. und die berechnet sichnunmal nach dieser formel...

 

leider sind die eckigen klammern mit den einheiten aus dem posting verschwunden *wunder* wird aber alles in si-einheiteneingesetzt, macht man eh nix falsch.

 

[Foerth 0]

Zu 1.

Der Kastenboden muss !! stabil sein und darf nicht schwingen. Man kann den Kasten auch ohne Boden direkt auf die feste Wand schrauben - dann müssen aber Unebenheiten z.B. im Putz etc. ausgeglichen werden, damit die Konstruktion dicht hält. Das Dämmmaterial kann dann direkt an der Wand befestigt werden.

Zu 2.

So ein Plattenschwinger kommt auf einen Absorptionsfaktor von ca. 0,8 bei seiner Resonanzfrequenz, d.h. man braucht 1,25 qm Fäche um 1 qm volle Absorptionsfläche zu erhalten. Die an den Wandecken bringen ggf. etwas mehr.

Hat man z.B. einen Raum von 40 m3 Volumen und eine Nachhallzeit (RT60) von 1 Sekunde bei 70 Hz, dann befinden sich (rechnerisch) rund 6,5 qm effektive Absorptionsfläche (für die 70 Hz) im Raum. Erhöht man nun diese Absorptionsfläche um 3 qm (= 3,75 qm Absorberfläche), so kommt man auf ca. 680 ms Nachhallzeit. Hier habe ich mit der recht einfachen Formel von Sabine gerechnet, die in "kleinen" Räumen mehr eine Schätzung als eine Berechnung erlaubt. Ob man aber nun die Formeln von Sabine, Eyring oder Fritzroy nimmt - das Problem beginnt ja schon bei der Ermittlung (Messung ??) des Nachhalles.

Wenn man nicht messen kann, dann sollte die aus der Geometrie des Raumes abgeleitete Modenstruktur aber nicht nur die axialen (wie auf genannter Page) sondern auch die tangentialen und schrägen Moden berücksichtigen. Die Tatsache, dass es eine Mode gibt, bedeutet aber noch lange nicht, dass die auch Probleme macht!!!

Besonders bei Dachschrägen kann eine solche Berechnung gewaltig daneben liegen.

Zudem ist zu beachten, dass in Wohnräumen nur ein kleiner Teil der Schallenergie Nachhallenergie ist. Das meiste ist Reflexionsenergie - da liegt besonders bzgl. der Tonalität (Klangverfärbungen) der Hund begraben. Wenn es aber wirklich unten rum dröhnt (langer Nachhall) ist es richtig, an der Stelle mal anzufangen - da stellt sich recht schnell ein Erfolgserlebnis ein.

Gruss

P. Foerth

 

 

[andreasw 1]

Hallo Battlepriest

 

Klar doch, Du hast natürlich recht, daß es eine allgemeine Formel für eine schwingendes System ist! (hab ich ja auch nicht abgestritten)

 

Aber was ist denn da zB die Federsteife? Das kannst Du doch garnicht einsetzen....

Es ergibt sich aus der Festigkeit der "Membran" plus Elastizität der eingeschlossenen Luft. Und auch für die Masse m gilt dann die "effektiv" bewegte Masse der Membran (woher?) plus die Masse der mitbewegten Luft (?).

Also nix gegen die Formel, sie bringt aber da nix.

 

Beim Berechnen eines BR zB nimmt man ja auch eine Formel mit "brauchbaren" Parametern: Volumen, BR-Länge, BR-Querschnitt usw.

Eben eine abgeleitete Formel.

 

gruß

 

Andi

 

[andreasw 1]

Hallo Battlepriest

Natürlich hast Du recht. Es ist eine allgemeine Formel für schwingende Systeme. Aber die hilft doch hier nix. (...:-))

 

Was soll man denn einsetzen?

Was ist zB die Federsteife? Sie setzt sich zusammen aus der Steife der Membran und aus der Kompressibilität der eingeschlossenen Luft (?)

Die Masse m ist auch ein Zusammenwirken aus "effektiver" Membranmasse (woher?) und mitbewegter Luft.

 

zB wenn man einen BR berechnen will, dann nimmt man auch eine (entsprechend abgeleitete) Formel mit passenden Parametern: Volumen, Tunnellänge und querschnitt usw.

 

gruß

 

Andi

 

[andreasw 1]

Na jetzt wirds aber!

 

Der Server zeigt einen Error an und das Posting ist trotzdem da!

 

 

[Gast]

am anfang steht die physikalische wahrheit und hier halt die formel für die eigenkreisfrequenz. dann überlegt man sich eine technische realisierung. dabei ergeben sich weitere parameter wie einspannung etc. blabla. und letztlich fällt einem vielleicht (in kenntnis der physik) eine andere, bessere oder praktikablere lösung ein, als zu versuchen ein technisches gebilde zu kopieren, deren gesamte parameter man eh nicht kennt. dies führt muss zu enttäuschenden ergebnissen führen.

 

und nun zur federsteifigkeit. verlängerung/verkürzung unter einwirkung einer kraft. dies ist wohl kaum schwer zu messen. ne hantelscheibe drauflegen und messschieber ausgepackt...

 

[andreasw 1]

Hallo Battlepriest

 

"allgemeine formel für allgemeines vorgehn!"

Das ist zwar prinzipiell richtig, aber ordentlich an der Praxis vorbei. Letztendlich kann niemand richtig was damit anfangen....(na mir solls wurscht sein, ich will mir ja keins bauen...)

 

"am anfang steht die physikalische wahrheit"

Das Weiß ich sehr wohl.....und am Ende steht sie übrigens auch...

 

und nun zur federsteifigkeit: Damit mißt Du nur die Membran und nicht die Luft mit...Im dynamischen Fall ist es sicherlich härter.

Und dann noch viel Spaß beim Messen der bewegten Masse....

 

Also nochmal: nix gegen die Formel (erstes Semester...) aber die ist nicht "anwendbar".

 

Gruß

 

Andi

 

 

[miwin 0]

Hallo Peter,

 

da sprichst Du genau den dunklen Punkt an. Da ich nur zu Miete wohne, sehe ich es zur Zeit nicht ein, eine exakte, aber teuere Messung machen zu lassen. Aber nur so könnte ich wirklich planmäßig die störenden Moden angehen.

 

Zur Zeit kann ich nur gehörmäßig Resonanzen per Abspielen von Frequenzgängen (unterstüzt von einem billigen Pegelmesser) feststellen, von denen sich einige ganz grob auch per Rechnung / Schätzung bestätigen lassen. Exaktes Vorgehen ermöglicht dies aber nicht.

 

Meine Idee war daher, die gröbsten Frequenzen wegzubügeln. Gleichzeitig soll die (rechnerisch) große Nachhallzeit verringert werden. So kamen eigentlich nur Plattenresonatoren oder ein Satz von großen Akustikschaumstoffboliden in Frage, da diese breitbandig arbeiten. Ein Helmholtzresonator schied von vornherein aus, da mir nicht nur eine, sondern gleich mehrere Frequenzen im Bassbereich zwichen 50 und 300 Hz zu schaffen machten.

 

Eleganter erschien mir der Plattenresonator, die Akustikschaumstoffe sind auch nicht schlecht, aber erstens weniger selbstbaufähig und daher relativ teuer und zweitens sehr großvolumig.

 

So geht es mir schlußendlich im Moment lediglich darum, per "Schrotschußtherapie" erst mal annäherungsweise eine "flatline" zu schaffen.

 

Wenn ich mal etwas Zeit habe, werde ich mich mal handwerklich betätigen und danach berichten.

 

Solang herzlichen Dank !

 

mfg miwin

 

[miwin 0]

ihr wolltet mir alle helfen und das allen zählt für mich. Peter Forth hat weiter unten ganz exakt die praktische Konstruktion eines Plattenabsorbers beschrieben.

 

Warum eigentlich nur dieser für im Selbstbau in Frage kommt, habe ich unten ebenfalls nochmals erläutern.

 

Euch beiden vielen Dank !

 

mfg miwin