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02. Nov 2013

Subwoofer selber bauen - Gehäuseprinzipien - Vor- und Nachteile

Es gibt verschiedene Gehäuseprinzipien für Subwoofer (Subwoofer heißt nichts anderes als Tieftöner - damit ist der Basslautsprecher gemeint - nicht die Box, in der er eingebaut ist - Box heißt Kiste!), die für Fahrzeuge geeignet sind. Einmal auf Grund der meistens geringen Einbaumöglichkeit, oder eben auf Grund anderer physikalischer Eigenschaften, die im Fahrzeug nun einmal herrschen - anders wie im open-air-betrieb. Ich habe für euch heute mal die gängigen Gehäuseprinzipien mit Photoshop gezeichnet und möchte an dieser Stelle auf Vor- und Nachteile eingehen.

 
geschlossene Kiste, geschlossenes Gehäuseprinzip

geschlossenes Gehäuse

Das geschlossene Gehäuse hat zwei Vorteile. Erstens ist das Gehäuse in der Regel sehr klein, andererseits klingt der Woofer durch das geschlossene Luftpolster hinter der Membran, also in der Kiste, sehr bedämpft und sauber. Die naturgetreue Klangwiedergabe tiefer Töne und Frequenzen ist damit am sichersten gewährleistet. Nachteil: sehr schlechter Wirkungsgrad und ebenfalls niedrige Pegelfestigkeit. Hoher Leistungsbedarf und wenig Schalldruck sind das Resultat. Aber eben platzsparend. Gehäuse für einen 10"-Subwoofer brauchen, je nach Q-Faktor des Lautsprechers (Güte), zwischen 8 - 20 Liter. Je nach Abstimmung. Hier ist viel möglich.
bassreflexbox, bassreflexprinzip, helmholzresonator

Bassreflexbox

Die Bassreflexbox, oder auch Helmholzresonator genannt, wird sehr häufig im Fahrzeug verwendet, wie auch das geschlossene Prinzip. Der Vorteil dieser Bauart liegt im hohen Wirkungsgrad und damit verbunden die geringere Leistungsaufnahme und die recht hoher Pegelfestigkeit. Bassreflexboxen funktionieren nicht einfach nur so, daß Luft rausgelassen wird, sondern die Schallabgabe der Membranrückseite wird zusätzlich genutzt. Da diese zusätzliche Membranfläche aber genau gegenphasig zur Lautsprechervorderseite Schalldruck erzeugt, nutzt man das Bassreflexprinzip, um diese Gegenphase im Bassbereich quasi wieder gleichphasig umzustimmen. Durch Volumen der Box, Bassreflexrohrlänge, Rohrquerschnitt und Platzierung des Bassreflexrohrs kann die Box auf bestimmte Frequenzen abgestimmt werden. Ich rate jeden hierzu, sich an die Erfahrungen erfolgreicher Boxenbauer zu halten, denn jede Gehäuseberechnung ist nur so gut, wie deren Umstände. Das heißt: Im Fahrzeug herrschen eh andere physikalische Umstände, wie im Freien. Nämlich wirkt auf die Lautsprechermembran im Fahrzeug ein gewisser Druck, wenn der Lautsprecher schwingt. Der Fahrzeuginnenraum wirkt wie eine eigene Box, in der sich Schallwellen stauen. (daher verwenden Car-Hifi-Spezies in Fahrzeugen eher Lautsprecher mit schwereren Membranen und stärkeren Magneten, als z.B. im Home-Hifi-Bereich)
bandpass

einfach ventilierter Bandpaß

Der Bandpaß, oder präziser ausgedrückt, der einfach ventilierte Bandpaß ist ein sehr schönes Gehäuseprinzip. Erstens, weils nicht null-acht-fuffzn ist, und zweitens, weil man einen Bass erzeugen kann, der nach sehr viel mehr Charakter klingt, als das geschlossene- und das Bassreflexprinzip. Was heißt das... Bei Bandpässen strahlt die Lautsprechermembran nicht nach außen, sondern erst einmal in eine ventilierte Kammer. Der Schalldruck im Bassberech tritt aus der Box aus, höhere Frequenzen, wie Mittelton, jedoch nicht. Das heißt: Mit gewisser Dämmung im Gehäuse (Schafswolle, Schaumgummi, Noppenschaumstoff) kann man den Bass ultra trocken werden lassen. Der hohle Klang einer Holzkiste verschwindet - vorrausgesetzt, daß die Box an sich massiv aus MDF oder Multiplex angefertigt wurde mit entsprechender Holzdicke (mind.20mm und verstrebt). Darüber hinaus kann mit der Bassreflexrohrlänge und dem Querschnitt des Rohrs die obere Grenzfrequenz eingestellt werden. Das heißt: mit diesen Parametern kann der Schöber Kiste bestimmen, ab welcher Frequenz (von oben nach unten gedacht) der Woofer anfangen soll zu spielen. Wichtig ist, daß die geschlossene Kammer ca. ein Drittel der Box sein soll, und die ventilierte ca zwei Drittel groß sein soll. Man kann auch die Aufteilung zwei Fünftel für die geschlossene Kammer und drei Fünftel für die ventilierte Kammer verwenden. Vorteil: genialer Klang // Nachteil: mittelmäßiger Wirkungsgrad
doppelt ventilierter Bandpass

doppelt ventilierter Bandpaß

Eines der interessantesten Gehäuseprinzipien ist der doppel ventilierte Bandpass. Wir kennen es von der Marke Syrincs, die die schweren Boxen aus MDF zauberten mit kleinen Lautsprechern bis hin zu zwei 18-Zollern in Discoboxen oder bei den dB-Drag-Veranstaltungen. Hier gilt: enormer Wirkungsgrad, sehr hohe Belastbarkeit und Pegelfestigkeit, abstimmbarer Klang der oberen und unteren Grenzfrequenz durch die Länge und Querschnitt der Bassreflexrohre und der Volumina. Nachteil: braucht viel Platz. Allerdings stellt sich mir die Frage, ob nicht ein Lautsprecher mit geringerem Durchmesser den gleichen Schalldruck in einem doppelt ventilierten Bandpass bringt im Vergleich zu einem etwas größerem Lautsprecher in einer Bassreflex- oder geschlossenen Box. Genau das habe ich erlebt beim Texten im Laden bzw. in Fahrzeugen.

Die Volumenaufteilung der Kammern ist hier anders: Als Faustregel halte ich mich grundsätzlich an ein Viertel, drei Viertel. Wobei das Bassreflexrohr der Viertelkammer kurz ist und eher etwas größer im Querschnitt (Die Schallwellen sollen hier schnell entweichen) und in der großen Dreiviertelkammer soll es möglichst lang und nicht so dick sein. Man muß natürlich probieren - man kann anstatt Bassreflexrohre auch Bassreflexschächte aus Holz bauen. Es kommt auf den Querschnitt der Luftöffnung an - nicht auf die Form.
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