DIY Helmholtzresonator Abstimmungsproblem

[Andy4u]

Die Wirkung auf den Gesamtraum ist in den Ecken am Stärksten, da dort der Schalldruck am größten ist und damit die Anregung zum Gegenschwingen. ... Ganz konkret ist es aber so, dass eben in den Ecken der Druck am Grössten ist und beim Weggehen massiv abnimmt, womit sich die Situation definitiv verbessert. Man wird ja auch sicher nicht in der Ecke sitzen und hören.

Da stellt sich mir aller dings die scheinbar dumme Frage: Wo muss der HHR stehen damit er in der Ecke steht ...

Denn wenn du ein HHR mit 3-eckiger Grundfläche ich die Ecke stellst und der Resonatorhals nach vorn zeigt, dann ist die Eck-Wirkung glaub ich auch wieder dahin. Dann hast du bestenfalls noch eine Kannte wenn sich das Loch am Boden oder an der Decke befindet.

Ich glaub das mit der Ecke ist eher so gemeint, dass der HHR teilweise Quasie als Wandersatz dienen muss. So dass eben die Ecke im Raum noch vorhanden ist, .... Hoffe ich werde hier verstanden worauf ich hinaus will.



Es würde mich mal interessieren, was du für ein RaumVolumen hast.

[engineer]

Die Schallschnelle ist bei Lamba/4 vor der Wand am größten, folglich wird bei ebenen Bedingungen in einem unendlich großen Raum dort am meisten absorbiert. Bei Eckenaufstellung im endlichen Raum und Schrägeinfall der Schallwellen aus 3 Koordinatenrichtungen sollte man das Loch idealerweise weiter entfernt stehen, würde ich tippen. Kann mich aber täuschen. Rechnen wir mal 50 Hz wären 1,7m von den Wänden entfernt.

Das Problem dabei dürfte aber sein, dass sich die Basswellen auch um den Resonator herumdrücken, von daher müsste der die Ecke schon komplett bedecken, aber dessen Öffnung nach vorne oben zeigend, sich ausreichend weit im Raum befinden. Damit habe ich aber leider keine Erfahrung. Meine Test bezogen sich überwiegend auf Quader.

[Sencer]

Die Schallschnelle ist bei Lamba/4 vor der Wand am größten, folglich wird bei ebenen Bedingungen in einem unendlich großen Raum dort am meisten absorbiert.

Bei porösen absorbern ins schallschnellemaximum.

Resonanzabsorber aber gehören ins schalldruckmaximum.

Da ein helmi auf eine Frequenz abgestimmt wird, ist die Position des Lochs davon abhängig aus welchem der Raummaße sich die problematische Frequenz ergibt welche behandelt werden soll.

[ThomasB]

Druckmaximum der abgestimmten Frequenz oder?

[Sencer]

Wäre jetzt mein Ansatz gewesen.

Aber grau ist alle Theorie. Ich glaub in der Praxis ist der experimentelle Ansatz aus dem verlinkten Thread am vielversprechendsten.

[Andy4u]

Hi: bezügl. wo der HHR aufzustellen ist: natürlich ins Druckmaximum,
Allerdings bewirkt er dort mM nach sicher eine Phasenverschiebung da die Resonatorhalsöffnung dem Schalldruck ja nachgibt, mitschwingt und folglich auch eine gewisse Schnell in diesem Bereich vorherscht. ( ohne die sich bewegende Luftmasse würde ja ohnehin nix absorbiert werden)

[engineer]

Genau das war mein Ansatz ja, schon von daher ist der Punkt des Druckmaximums nicht der Ideale zumal man dort (an der Wand direkt) auch kein Loch platzieren kann und der Resonator den Zustrom auch noch stören würde.

Aber die grundsätzliche Aussage "Resonanzabsorber gehören ins Schalldruckmaximum" ist natürlich durchaus richtig.

Die Energie, die in einen Resonator fließt, ist immer abhängig von der Phasenverschiebung zwischen Erregung und Zustand und um das optimieren, wird z.B. bei Kavitäten und auch dem elektrischen Netz, der Phasenwinkel geregelt. Da man den Helmi dazu bei Beginn der Welle dynamisch verschieben müsste, geht das nicht und es läuft auf einen Kompromiss hinaus. Meines Erachtens liegt das irgendwo in der Mitte zwischen dem Schalldruck-Max und dem Schnelle-Maximum. Je mehr der Helmi selber noch als Absorber arbeitet, desto mehr in Richtung Schnelle.

Realistisch gesehen, ist aber bereits ein an der Wand stehender Helmi mit seiner Öffnung (zur Raummitte) schon einigermassen von dem Druckmaximum entfernt. Also von daher würde ich den schon in die Ecke rücken. Bei mir stehen welche oben auf den Regalen (also seitlich an den Wänden) und haben 10-20cm Abstand.

[rob_bounce]

Hallo Zusammen,

Hier mal ein Überblick bzgl aller Aspekte eines Helmholtzresonators (die graue Theorie)

Das Druckmaximum ist in den Raumecken und Raumkanten am größten..!
Also muss ein Helmholzresonator genau dort aufgestellt werden!

Aufstellorte horizontal:
Raumecke, wo sich die Kanten von Boden und Wand treffen
...wo sich Decke und Wand treffen

Aufstellorte vertikal:
...wo 2 Wände in der Ecke aufeinander treffen

Damit der HR auch wirksam ist und überhaupt funktioniert, muss der Hr:
- min. ein Volumen von 10 Litern pro HR besitzen
- min. eine äußere Kantenlänge von 50 cm x 50cm besitzen
- ansonsten so groß wie möglich gebaut werden
- sehr stabil und absolut luftdicht sein
- soll sich idealerweise immer über die gesamte Länge einer Raumecke erstrecken
- HRs sollten simmer symetrisch aufgestellt werden. Also ungrade Stückzahlen vermeiden und immer eine Wand komplett austatten.
- Ein HR muss genau auf eine Frquenz eingestellt werden
- Ein HR kann nur auf eine einzelne Frquenz wirksam sein
- Ein reiner HR ist niemals mit absorbierendem Material gefüllt!
- Auch die Öffnungen in der Schallwand dürfen nicht beschichtet sein. Farbe aufgrund der optischen Gestaltung mal ausgeschlossen.
- Um Strömungsgeräusche an den Öffnungen zu verhindern, kann die Schallwand z.B. mit Stoff verkleidet werden.
Dann kann auch niemand etwas in die Öffnungen reinstecken...
- Wenn ein HR mit Absorbern kombiniert werden soll, dann kann der Absorber vor dem HR gebaut oder aufgesetzt werden.
...niemals innen integriert werden!
- Wenn das Volumen des HR und die dicke der Schallwand durch die Konstruktion und Aufstellort festgelegt sind, dann wird über die
Bohrungen/Öffnungen in der Schallwand, der HR auf eine Frequenz fest eingestellt.
- Alle Bohrungen müssen eine bestimmte Anzahl und gleiche Größe aufweisen. Dies muss mit Formeln berechnet werden...
- Die "Stege" zwischen den Bohrungen/Öffnungen der Schallwand, dürfen nicht zu klein werden - wegen Stabilität und Wirksamkeit.
- Wenn die Wirksamkeit des HR gemessen werden soll, dann muss das Mikro innen drin sein. Dazu muss leider eine Öffnung gebohrt und später
wieder Luftdicht verschlossen werden. Den HR vor den Lautsprecher stellen und passende Musik/Messtöne abspielen...

Wenn jemand die genauen Formeln zur Berechnung wünscht, so kann ich diese teilweise nachreichen.

[engineer]

Soweit die Theorie und der Stand der Technik zu Zeiten von Herrn Helmholtz Da ich auf dem Gebiet sowohl simuliert, als auch gebaut habe, sehen meine Konstruktionen eben anders aus.

Zu oben noch folgende Ergänzungen: Den HR nur auf eine Frequenz zu bauen, ist im Grunde immer gegeben, da er streng mathematisch nur eine Resonanzfrequenz hat, nämlich die, die in der Formel beschrieben ist und die sich aus der Gemometrie ergibt. Will man die erreichen, muss der HR aber wahrscheinlich aus Beton und vor allem quadratisch sein. Da er das meistens aber beides nicht ist, hat er eine nennenswerte Eigenresonanz, die auch noch Nebenmaxima enthalten kann. Vor allem die Rechteckigen haben das (wegen z.B. der angestrebten Erstreckung über Raumkanten). Jetzt kann man der Ansicht sein, dass das zu vernachlässigen ist, aber Angesichts des Umstandes, dass manche Ihre Boxenständer mit Sand befüllen, um keine Störgeräusche zu bekommen, ist das absolut wesentlich!

Ein exakt konstruierter HR hat keine Innenbedämpfung, ja, er kommt dann aber mit 1) Nachklang der Eigenresonanzen und 2) eine schmalen Bandbreite. Das erste will man nie und auch das zweite braucht man nicht immer. Daher kann es sinnvoll sein, ihn zu bedämpfen. Das ist dann kein klassischer HR mehr, ja, sondern eine Modifikation. Keine Ahnung ob der einen Erfindernamen hat. Als ich mich damals damit befasst habe, war das sofort mein Gedanke, da z.B. die Schallerzeuger ("Boxen") die den HR-Effekt nutzen (Bassreflex) auch bedämpft sind, um das Holzdröhnen zu verringern. Ich halte das für schlüssig.

Dabei wirkt die Innendämpfung auf a) die Eigenresonanzen und b) die zu bekämpfende Frequenz, siehe die sogenannte "Güte", die eine Aussage über die Filterbandbreite macht. Diese wird breiter und flacher. Man kann damit den HR dem Absorbtionsbedarf anpassen. Ein Absorber im klassischen Sinn hat damit nichts zu tun, der gehört nicht in die Nähe eines HR. Was man auf den Helmi draufpacken kann, ist ein Reflektor / Diffusor, damit die hohen Frequenzen kein Hartes Holz sehen, sondern eben den Diffusor. Der braucht natürlich ein Lock, wie man sich denken kann.

Das Loch wiederum ist beim klassischen HR nicht bedämpft, bei meinem aber schon und das aus den dargestellten Gründen der Steigerung des Strömungswiderstandes. Damit kann man die Bedämpfung der Frequenz unabhängiger von der Größe einstellen. Es gibt auch dazu Formeln, wie das berücksichtigt werden kann. Die Größe des HR wiederum ist auch im Zusammenhang mit der Energie zu sehen, die zu vernichten ist. Je mehr Leistung im Raum, desto grösser das HR-Volumen. Das Volumen kann man sich mit mehreren Resonatoren zusammenbauen und es so verteilen. Dabei auch die unterschiedlichen Problemfrequenzen berücksichtigen.

Dann heißt es immer wieder messen. Kaum ein selbstgebauter HR arbeitet nämlich wirklich auf der Wunschfrequenz mit der Wunschabsorbtion etc... Insgesamt sind HR schon ein problematisches Feld. Es ist für den nicht versierten Erbauer daher mitunter besser, etwas mehr Fläche / Volumen zu investieren und die passive Dämmung zu verbessern. Die glättet die Nachklangkurve automatisch und an jeder Stelle des Raumes, weil sie die Ursache für die Moden, nämlich die reflektierten Wellen, mindert.

Technisch gesehen, wirken HR übrigens wie parallele LC-Schwingkreise, Absorber dagegen wie Kurzschlüsse bzw. RC-Glieder. Letzteres ist einfach leichter zu dimensionieren.