Wie funzt ein Subwoofer? Subwooferaufbau mal in 3D

Gast · 311 Punkte

Tag an alle!

Also langweilig ist mir nicht gerade, aber da wir immer mal wieder ja Gehäuse in 3D planen, hab ich mir mal die Mühe gemacht, einen Subwoofer in 3D zu konstruieren.

Da wir nun ein neues Homepage-Design haben (www.CarHifi-Gehaeuse.de) und auch einen großen Hilfe / Faq Bereich einbauen wollen, soll es später mal die Rubrik geben "Subwooferaufbau und Funktionsweise" was man ja in der jetzigen AutoHifi nachlesen kann.

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Subwoofer-Aufbau in 3D

Bild 1

zu sehen ist hier die Spulenhülsen und die darüberliegende Schwingspule

Bild 2

die untere Polplatte führt die ganz Spule mit ihrem Kern
und dient als Auflage für die Magnetscheiben

Bild 3

so siehts dann aus, wenn die Magnetscheiben draufliegen

Bild 4

nun liegt die obere Polplatte drauf und es fehlt nur noch der Gußkorb,
um die Magnetscheiben mit den Polplatten zu verschrauben

Bild 5

so endlich der scheiß Gußkorb fertig, denke er ist ganz gut geworden,
ganz unten evtl schon den transparenten Gummiring zu sehen (Magnetscheibenschutz)

Bild 6

dann kommt eine oder zwei Zentrierspinnen hinein, die sorgen für die optimale Konzentrität damit die Spule im Woofer nicht kratz, hängen bleibt und der Woofer abraucht

Bild 7

die Membran ist mit das wichtigste, sie bringt die Luft in Schwingung, durch ihre Fläche bewegt Sie Luftmasse und gibt die Schallwellen weiter, desto größer die Fläche, desto besser

Bild 8

die Sicke sorgt für einen Rückhalt, dass der Woofer nicht abhaut Very Happy

auch für eine Abdichtung und weitere Zentrierung

Bild 9

das Dustcap sagt schon alles, es schützt vor Dreck/Staub, dass die Spule sauber arbeiten kann

Bild 10

zuletzt kommt noch ein Dichtband über die Sicke

Bild 11

hier mal alle Ansichten, wems gefällt ?!

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Im Einsatz !!!

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Wie funktioniert nun ein Sub???

Zunächst ist mal zu erwähnen, dass ein Subwoofer dazu da ist, das Bassfundament in einer Car&Hifi Anlage aufzupeppen.
Es gibt es demzufolge für alle Frequenzbereiche verschiedene Lautsprecher, wie z.B. die Subwoofer, die für tiefe Frequenzen ab ca. 80Hz bis in den Keller konzipiert sind. (ca. 15-20Hz, was man mit dem menschlichen Ohr fast nicht mehr wahrnehmen kann).

Wie der Lautsprecher "Subwoofer" genannt wird, liegt auch auf der Hand, der Name "Sub" kommt nämlich aus dem lateinischen und heißt "unten".

Die funktionsweise eines Subwoofers ist aber nicht viel anders als bei einem normaler Lautsprecher, ein Subwoofer ist nur größer dimensioniert, was er auch sein muss, weil wenn ein Suwoober tiefe Töne spielen soll, muss er mehr Luftmasse bewegen. Demnach ich es also besser, wenn der Subwoofer so groß wie möglich ist, man sollte aber auch beachten, dass der Subwoofer mit zunehmender Größe und Masse immer träger wird, darum empfiehlt es sich, lieber 2x 30" Subwoofer zu nehmen.

Mein Tipp: bei einem Subwoofer-Kauf immer mit auf die Fläche SD zu achten, am besten zu vergleichen, dort kann man dann noch in Abhängigkeit von Hub Xmax aussagen, welchen Wirkungsgrad der Subwoofer hat.

So, doch wie wird nun die Membran in Hub verstetzt? Bei einem Subwoofer sitzt eine Spule oder mehrere Spulen, in der Mitte eines Dauermagneten (siehe Bild 2,3,4). Wird die Spule nun mit Wechselstrom von der Endstufe, in Form des Musiksignals durchflossen, dann stößt sich die Spule an dem umliegenden Magnetfeld ab und bewegt somit die Membran, das Dustcap und die Sicke (siehe Bild 7,8,9).

Diese Membran und das Dustcap geben somit mit ihrer die Bewegung die Schallwellen an die Luft ab, sie verdrengen die Luft und schieben somit die Luftmasse vor sich her, die dann am Ende als Töne in unseren Ohren hörbar sind. Bei Subwoofern wird im Grunde dann die Luft in ohren "gedrückt", darum sagt man ja meistens, dass die Subwoofer drücken müssen! Wink

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Wie kommt es nun vom Musiksignal zum Ton?

zitiere "Tylon"

Nach dem das Radio über die Chinch das Audio-Signal zum Verstärker übermittelt hat, sendet der verstärker die Töne als Strom bzw Spannungskurve an den Lautsprecher.
Dieser Strom erzeugt durch die Lorentz-Kraft in der Schwingspule ein elektromagnetisches Feld.
Dieses Feld "verträgt" sich aber nicht mit dem schon vorhandenen magnetischen Feld des Ferro- oder Neodym-Magneten.
Also stoßen sich beide wie 2 Magneten auch voneinander ab.
Da der Magnet ja nicht wandern kann, wird nur die Schwingspule herausgedrückt, diese ist ja mit der Membran verbunden, und drückt diese heraus.
Dieses verschieben der Membran ist gleichbedeutend mit einer Luftdruckveränderung, weil ja auf der einen Seite der Membran die Luft um mehrere cm² zusammengeschoben wird. so eine Luftdruckveränderung kann man in der Physik entweder in Pascal angeben oder auch in dB(SPL), also kommt dadurch die Lautstärke zustande.
Da der Verstärker ja aber die Spannung und den Strom bei fortschreiten der Musik ständig anpasst, ändert sich auch die Stärke des magnetischen Feldes und die Schwingspule geht weiter heraus bzw. wieder herein. (je nachdem)
dadurch wird der Luftdruck ständig verändert.
Genau diese ständigen Änderungen wandelt unser ohr dann zurück in Töne und wir hören Musik.
Geht die Schwingspule allerdings wieder zurück wird noch ein Strom durch die sogenannte Induktion erzeugt, der zurück in den Verstärker geschickt wird und von diesem kompensiert werden muß.

Dieses bezieht sich aber nicht nur auf Woofer sondern auch normale Lautsprecher nach dem klassischen Lautsprecherprinzip.

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Es ist vollbracht, ich hoffe nun weis jeder ein wenig mehr, wie ein Woofer funktioniert, mehr dazu kann man bald auf unserer Homepage lesen, dann evtl. auch mit animiertem Woofer Very Happy

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user50-52

Echt toll gemacht!
Interessant wäre noch wie sich die Schallwellen ausbreiten, welche Hindernisse eine Rolle spielen und können tiefe Töne auch gerichtet abgestrahlt werden?

Gast · 311 Punkte

ich denke es steht alles drin, was man wissen muss!

Schallwellenausbreitung ist bewegte / komprimierte Luftmasse, diese werden von unseren Ohren wargenommen und in Musik verarbeitet!

Hindernisse werden so überwunden, in dem die Schallwellen an wenden zurückgestrahlt werden, aber was willst du denn genau wissen?

willst du wissen, wie man es erreicht, den max. Pegel vorne zu erreichen???

user50-52

Sorry, ich bleibe bei meinem Buch "Grundlagen der Lautsprecher".
Ich dachte, du könntest etwas mehr über die Funktionsweise eines Tieftöners aussagen zB. warum ein Tieftöner in einem Gehäuse verbaut werden muss, was bei einem Hochtöner nicht der Fall ist, warum tiefe Schallwellen sich um Hindernisse beugen (kein Hörschatten) usw...

M3-Evolution

hehe, Fangfrage??

Die Unterschiede bzw warum Gehäuse und warum nicht kurz zu machen geht kaum Crying or Very sad

Aber es hat auch einige HTs mit nem Koppelvolumen, was man "etwas" als Gehäuse sehen kann. Und wenn wir ganz kleinlich sind dann könnte man den Raum hinter der Kalotte schon als ein kleines volumen sehen.

Grob gesagt:
- Art der Membran mal Konus zu Kalotte und die daraus resultierenden Eigenschaften der Materialien, die man dafür nimmt
- Frequenzband, das wiederum von der gesamten Konstruktion abhängt
- TSP, die sich aus Material, Aufbau ergeben

Ausbreitung des Schalls (ich nehm an in die Richtung willst du): hängt ab von der Wellenlänge. Also welche Frequenz wir betrachten: Bass oder Hochton haben eine unterscdiedliche Wellenlänge, die unterschiedlich beeinflusst werden von Gegenständen der Umgebeung (auch wiederum abhängig von der Größe der gegenstände, die da so rum stehen oder liegen)
Wellenlängen spielen auch ne Rolle beim Pegel, Ausrichtung des Woofers

Gast · 311 Punkte

so, eine neue version des woofer ist bald fertig, dieses mal aber aninmiert und evtl. mit Kraftberechnung, dann kann man auch ma sehn, wo der Hub sich versteckt.

es wird auch bald neueres zum Thema Kombi-Gehäuse kommen, wir wollen es ermöglichen, dass man sowohl als BRG auch GG fahren kann mit seinen Woofern,
da ja viele in mehreren Gehäusen tauglich sind!

Gast · 311 Punkte

aso, warum ein Woofer ein ein Gehäuse braucht, brauch ich wohl nicht zu erklären, die Frage ist für mich überflüssig, gehört auch denke ich nicht hier her!