Achenbachs Points P-S als kleinvolumige Flachbox fürs Heimkino

[BiGKahuunaBob]

Ein paar Details zu meinem Bauvorhaben im Rahmen der Heimkinoerweiterung, insbesondere der Surroundkanäle. Die zwei passiven RFT BR26 Surroundkanäle (5.1 Anordnung) sollen durch vier Surroundkanäle ersetzt werden (7.1 Anordnung). Durch die räumlichen Gegebenheiten sind die hinteren Surroundkanäle direkt hinter dem Sofa an der Wand, was zu einem Hörabstand von ca 0,5 m führt

Ich hatte folgende Anforderungen an die Lautsprecher:

• max. SPL ca 105 dB, abgeleitet aus der THX Vorgabe von 20 dB headroom bei 85 dB Referenzpegel
• Einsatz ab ca 80 Hz, Trennung zu Subwoofer durch AV-Reciever
• Einsatz in extremem Nahfeld = Notwendigkeit von gleichen Schallentstehungsorten = Einsatz von Breitbändern, Coaxial- oder Preudokoaxialtreibern
• Platzierung direkt an der Wand, d.h. Flachbauweise mit max. 15 cm Gehäusetiefe
• Ästhetisches Gehäuse zur Verwendung im Wohnzimmer

Große Breitbänder bündeln im Hochtonbereich zu stark, kleine Breitbänder bringen im Grundton nicht den notwendigen Pegel und leiden unter IMD (Verzerrungen). Bei der Aufteilung in mehrere Wege wird in der Raumbeschallung und im Car-HiFi Bereich oftmals eine Kombination gewählt, bei der der Hochtöner mittig mit einer kleinen Stange vor dem Tiefmitteltöner montiert ist. Hierbei sind die Schallentstehungsorte dann einige Zentimeter voneinander getrennt, da der Hochtöner einen kürzeren Weg zum Ohr hat. Eine andere Alternative ist der "Pseudo"-Koax, wo auf einer Minischallwand der Hochtöner ebenfalls vor dem Tiefmitteltöner montiert wird – so praktiziert es ME Geithain. Die komplizierteste Methode ist die Einbettung des Hochtöners auf Höhe der Schwinspule des Tiefmitteltöners, so das alle Schallanteile von einen Punkt ausgehen. Nachteilig ist hierbei, das die Membran des Tiefmitteltöners hier als Waveguide wirkt (gut!), der sich allerdings bei tieftrequenten Signalen bewegt, d.h. die Schallabstrahlung aufmoduliert.

Nach dem abwägen verschiedener Konzepte erschien mir ein herstellerseitig fertig aufgebauter Koaxialtreiber der 6,5"/17cm Größenklasse mitt gleichen Schallentstehungsorten am geeignetsten. Ich schaute mir also etliche Treiber an, insbesondere SEAS und ASE/ScanSpeak hatten interessante Alternativen. Letztlich landete ich aber bei einem Hersteller, der im HiFi-Segment eher weniger bekannt ist, wohl aber im professionellen Studiobereich: PHL.

PHL wurde in den 90er von ehemaligen Audax-Ingenieuren gegründet und wird oft in den Topmodellen bei Genelec, Neumann/Ex-Klein+Hummel und anderen Studioausstattern verbaut. Die Treiber sind sehr auf mechanische und elektrische Robustheit ausgelegt, was sich über die Membranbeschichtung (wasserfest), progressive und harte Einspannung, Schwinspulengröße und Belüftungsmaßnahmen manifestiert. PHL hat viele Koaxialtreiber im Sortiment, die Website führt nur einen kleinen Teil davon.

Ich entschied mich für den PHL 1240TWX. Der Wirkungsgrad ist rechts hoch un der Hub mit 3,5 mm für den Anwendungszweck ausreichend, PHL gibt einen max SPL von 109 dB an.

Hier der Treiber:


https://dl.dropboxusercontent.com/u/...udio/phl01.jpg


https://dl.dropboxusercontent.com/u/...udio/phl02.jpg


https://dl.dropboxusercontent.com/u/...udio/phl03.jpg

Besondere Merkmal vieler PHL Treiber ist die Nutzung der Belüftung der Zentrierspinne als Kühlkörper, d.h. auf eine weitere Belüftung (z.b. Polkernbohrung) wird verzichtet, so das die durch die Schwingspule erhitze Luft durch die Kühlrippen am Korb vorbei muss – das kann man hier sehen:


https://dl.dropboxusercontent.com/u/...audio/phl4.jpg

Der Hochtöner ist eine 1"/25 mm Gewebekalotte von Audax (aus der Car- HiFi Serie), durch das fehlende Koppelvolumen ist die Resonanzfrequenz mit ca 1,6 KHz recht hoch. Hier ein Foto mit dem Schutzbügel:


https://dl.dropboxusercontent.com/u/...dio/phl-ht.jpg

Die Entscheidung zu diesem konkreten Treiber kam dadurch, da es schon einen fertigen Bausatz, d.h. Abstimmung und Frequenzweiche gab: Herr Achenbachs "Point P-S", die es seit mehr als 10 Jahren schon gibt.

Nach mehren Gesprächen mit Herr Achenbach über mein Vorhaben, übernahm ich die Schaltung, mit der für die Kalotte tiefen Trennung bei 2 Khz, wobei der Tiefmitteltöner (elektrisch) mit 18 dB/Oct und der Hochtöner mit 12 dB/Oct ausgeblendet werden. Wir fanden durch die Gehäuseverkleinerung auf ca 12l eine neue Baßreflexabstimmung, die Gehäusebreite werde ich mit 30 cm beibehalten. Den Umstand, dass der Lautsprecher direkt an der Wand steht haben ich nicht entzerrt, dies wird im AVR (um 200 Hz herum) geschehen. Die Weiche wurde mit hochwertigen Bauteilen, jedoch ohne Voodoo-Komponeten freiverdrahtet auf einem Holzbrettchen aufgebaut:


https://dl.dropboxusercontent.com/u/...dio/weiche.jpg

Weitere Details zum Aufbau ergänze ich sobald die Gehäusemontage beginnt ...

Viele Grüße
Roland

[tiefton]

Hallo Roland,

sehr cool, ich habe die Point P-S schon hören dürfen und der Coax ist wirklich in dieser Box 1a abgestimmt, da fehlt sich nix.

Ich bin mir sicher, dass Du davon begeister sein wirst. hau rein!

[BiGKahuunaBob]

Hallo Zusammen,

bei der Detailplanung des Gehäuses, gab es ein Veto von der Dame des Hauses ;-) Die vormals geplanten 12l sollen noch einmal deutlich verkleinert werden, momentan sind 6l im Gespräch (aus 30 x 30 x 12 cm bei ca 1,5 cm Materialstärke).

Damit lässt sich mit dem PHL keine vernünftige BR-Abstimmung mehr finden. Die Idee ist nun eine Hochpassfilterung analog zu GHP zu versuchen, also gewissermaßen ein BRHP.

Das würde ich gerne mit Euch diskutieren, Vor- und Nachteile, Erfahrungswerte, etc.

Nochmal zu den Rahmenbedingungen:
Gehäusebreit ist mit 30 cm fix, da die Weiche von Hr. Achenbach hierauf abgestimmt ist. Die Box soll sehr flach sein, daher die geringe Gehäusetiefe von den geplanten 12 cm, über 15 cm möchte ich in keinem Fall gehen (ergäbe dann ca. 8l bei 30 cm Höhe). D.h. Volumen ist nur über etwas Gehäusetiefe und Höhe zu holen, wobei der Wunsch sehr stark ist, den LS kompakt zu halten und aufzuständern.

Die TSP der PHLs sind:

Herstellerangaben:
Zmin: 13,5 Ohm@360 Hz
Le 1k: 1,33 mH
Le 10k: 0,46 mH
B*L: 11,9 Tm
Mms: 11 g
Fs: 42 Hz
Re: 12,1 Ohm
Qms: 2,6
Qes: 0,25
Qts: 0,23
Cms: 1,3 mm/N
Sd: 133 qcm
VAS: 32 l


Messungen K&T 05/2004
Z: 16 Ohm
Le: 0,22 mH
RDC: 11,07 Ohm
SD: 150 qcm
Qm: 6,32
Qe: 0,34
Qt: 0,32
fs: 54,39 Hz
VAS 22,84 l
Mms: 11,85 g
Rms: 0,70 kg/s
Cms 0,72 mm/N
B*L: 11,01 Tm
SPL: 92,18 db 1W/1m
SPL: 90.77 db 2,83V/m


Danke vorab und viele Grüße,
Roland

[fosti]

Moin Roland,

die Teile hängen doch an der Wand und wenn die so flach werden sollen, hast Du die TSP mal in Boxsim simuliert wobei Du "gemeinsames Außengehäuse" abwählst und beim Chassis Reiter "Schallwand und Position" die Beugung an den Gehäusekanten abwählst? Bis 80Hz sollten die dann doch mit ausreichend Pegel einfach im geschlossenen Gehäuse mit leichter Entzerrung ohne irgendwelche anderen Gimmicks kommen! Keep it simple!

Viele Grüße,
Christoph

EDIT: habt das mal eben mit den Daten aus der K&T gemacht. Gestrichelt 30cmx30cm im Freifeld, durchgezogen Wandbox. Jeweils 6 Liter, geschlossen, 2x aktive 12dB Hochpassfiter mit jeweils Q=1 @80Hz, als Pmax habe ich 80W angenommen

[BiGKahuunaBob]

Hi Christoph,

lieben Dank für die Mühe, die Simulation schaut gut aus :-)

Ich bräuchte den Pegel noch etwas tiefer also so bis 80 Hz – dort trennt der AVR elektrisch, bzw wäre die Frage ob die Flanke so passt. Herr Achenbach hatte daher 8l BRHP vorgeschlagen.

Pmax ist 100 W aber das wird am max. SPL kaum was ändern, ich denke die ca 110 db reichen voll und ganz, entsprechen auch den Angaben im Datenblatt.

Zur Aufstellung: Also, die sind nicht komplett an der Wand, zum Teil auch ca 10cm vor dem Glas (Fenster)... ich glaub ich muss das mal fotografieren Ich hätte jetzt gedacht, das mehr EQ so im Bereich 200-300 Hz notwendig ist bei Wandmontage.

Viele Grüße
Roland

[BiGKahuunaBob]

Hallo Zusammen,

ein kleines Update:

Das Gehäusevolumen wir jetzt ca 7,5l haben, welche sich aus der Gehäusedimensionen 300 x 300 x 150 mm mit 12mm Buche MPX ergeben. Die geringe Materialstärke wird mit 5 mm Alubutyl (2x 2,5 mm Lagen) beruhigt, welches ich bei Reckhorn beschafft habe – so entstehen ca 18 mm Wandstärke.

Ich habe mich auch entschlossen das BRHP auszuprobieren, d.h. einen Hochpass mit 330 uF einzubauen, den ich aber per Schalter bypassen kann. So kann ich entscheiden, ob die notwendige Entzerrung passiv aus der Weiche oder aktiv via AVR erfolgen soll oder auch im Mix. Die notwenigen 330 uF werde ich näherungsweise aus der Parallelschaltung eines rauhen 270 uF Elkos und eines 68 uF Folienkondensator erzeugen – selbst dieser Kompromiss kostet für die vier Weichen über 60 €. Die Abstimmung an sich bleibt BR-seitig auf 80 Hz bestehen, der Überschwieger durch das zu kleine Volumen wird wie gesagt durch den Hochpass korrigiert.

Etwas aufwand betreibe ich noch bei der Ventilierung:
Hier sollen recht kleine 35 mm Rohre (Intertechnik HP35) zum Einsatz, welche außen zur Strömungsoptimierung eine "Trompete" haben. Hier nutze ich zwei Rohre, welche ich gekürzt auf in Summe ca 8 cm, Rücken an Rücken miteinander verbinde um an beiden Seiten eine Trompete zu haben. Damit die Druckverhältnisse an beiden Enden möglichst gleich sind, wird auch die innere Endung der Trompete auf ein kleines Brettchen montiert, das gleichzeitig auch das Gehäuse versteift. Die besagte Konstruktion wird zweimal pro Gehäuse verbaut, also zwei Rohre (aus vier Segmenten) für das Volumen an gegenüberliegenden Wänden, um den Treiber symmetrisch zu belasten. In Summe komme ich so für vier Gehäuse auf 16 BR Rohre Das ist zugegebenermaßen etwas Overkill, aber schaden kann es auch nicht

Mit dem Schreiber bespreche ich gerade das Gehäuse, der momentane Stand ist so:


Dazu kommen noch Aluprofilstanden die beidseitig montiert das Gehäuse aufständern und die Kabel für das bodenseitige Weichengehäuse beherbergen. Ggfs kommen in das Gehäuse noch Rohre zur Bedämpfung etwaiger Gehäuseresonanzen a la Ton-feile.

Viele Grüße
Roland


PS: Ich habe gerade gesehen, dass mein Vorhaben bei dem Heimkinokollegen gerade kritisch gewürdigt wird.

[BiGKahuunaBob]

Hallo zusammen,

ein Update zum Bau

Das Gehäuse, bzw dessen Zuschnitte sind nun in Produktion, ich hoffe, dass ich die Montage mitte April beginnen kann.

Es gab noch etliche Änderungen im Detail, auf einige will ich kurz eingehen:

1. Der Korpus wird aus Ringen von vorne nach hinten (8 Stück zu je 15 mm Buche MPX) bestehen. Die Wandstärke ist mit 10 mm sehr gering, wird aber mit ca 5 mm Alubutyl ausgekleidet. Ich wollte die Optik der zum Betrachter hin stehenden Schnittkanten des MPX haben, daher der Aufwand.
Mit montiertem Treiber sieht es dann in der Seitenansicht etwa so aus:




2. Die Ventilierung wird jetzt doch nicht mit "regulären" Rohren, sondern mit zwei "Spalten" ausgeführt EDIT: Hier der detaillierte Post dazu.

3. Die Treiber werden auch über den Magneten befestigt und von hinten an die Schallwand gesetzt. Die Idee stammt von Siegfried Linkwitz, der hier die möglichen Vorteile beschreibt.


4. Die Weiche ist in einem separaten Fussmodul untergebracht, die Kabel werden über Alu-Recheckprofilstangen zum Korpus geführt. Auch hier werden MPX-Ringe zur Montage der Optik wegen genutzt. Die "Einbuchtung" hinten dient dazu Kabel+Stecker nicht zu weit nach hinten herausstehen zu lassen, da das verwendete Speakon doch ca 40-50 mm Platz benötigt.



Der Gesamtaufwand des Gehäuses ist jetzt doch recht hoch und die Kosten der Zuschnitts für vier Stück, liegen bei knapp 900 EUR.

Viele Grüße
Roland

[Gabrie]

Hallo Roland,
Wo bekommt man denn 5 mm Alubutyl ? Sorry, schon gefunden, 2 x 2,5 mm!
Herzlichen Dank und Gruß Gabriel

[BiGKahuunaBob]

Hallo zusammen,

es gibt weitere Updates:
Von der Schlitz/Spaltkonstruktion für die Ventilierung habe ich mich nun doch verabschiedet. Der Grund ist nicht nur die erschwerte Simulation/Validierung durch Prototypenbau, sondern vor allem das gesamte Packaging und die Montage. Ich habe nämlich vergessen, dass die Bretter für die Schlitze bei der rückwertigen Montage der Treiber im Weg stehen.

Es kommen nun doch handelsübliche Bassreflexrohre (HP35) zum Einsatz, die wie ursprünglich geplant aus zwei Ende mit dem Trompetenflansch aneinander geklebt werden. Die Abstimmung bleibt bei ca 75 Hz.

Dazu habe ich ein Testgehäuse gebaut:







(... Messungen im nächsten Post)

[BiGKahuunaBob]

Mit einem Bekannten habe ich den Prototypen entsprechend vermessen (ARTA + kalibriertes MIC und CLIO Pocket).

Zunächst einmal die beiden Treiber des Coax unbeschaltet im Gehäuse (30x30x15 cm), auf Achse aus ca 10 cm Nahfeld:



Dann die Treiber über die Weiche, wie sie von Hr. Achenbach in dem großen Gehäuse angedacht war (ebenfalls auf Achse, 10 cm Nahfeld):


(rote = ohne Tiefpass/BRHP / schwarz = mit Tiefpass)

Hier sind drei Aspekte auffällig:

1. der "Buckel" bei ca. 200 Hz
2. die Senke bei ca. 1,3 kHz
3. der schmalbandige Einbruch bei ca 8 kHz

(1) scheint wohl von der Weiche zu kommen (dazu später die SPICE Simulation), (2) ist möglicherweise ein Mix aus Gehäuse und Treiber und (3) der Treiber selbst. Letzteres ist die bauartbedingte Interferenz zwischen dem Übergang von Hochtöner und Membranhals des Tiefmitteltöners. Letzters erscheint nur auf Achse und verschwindet unter Winkeln (siehe Winkelmessung weiter unten).

In der nächsten Messung wurde untersucht, welchen Beitrag die Ventilierung liefert. Dazu wurden die Ports einmal offen (schwarz) gelassen und einmal verschlossen (rot):


Den Port haben wir dann noch einmal isoliert gemessen, also das Micro bis in die Öffnung:


Dort sieht man, dass die Abstimmung exakt wie kalkuliert funktioniert und bei ca. 75 Hz ihr Maximum liefert. Der Peak bei ca. 1,6 kHz scheint eine Rohrresonanz zu sein.

Zum Schluss gab es noch Winkelmessungen aus 1 m Abstand und einer 15 Grad skalierung:

[BiGKahuunaBob]

Die Treiber selbst haben wir mit Clio Pocket noch einmal elektrisch durchgemessen.

Hier die Impedanz aller vier Exemplare free-air auf dem Tisch gemessen:



Man sieht die Resonanzen bei ca 250 Hz, bei 650 Hz und vor allem bei 1,3 kHz. Ab 3 kHz ist es nicht mehr relevant, weil die Weiche dort dämpft.

Bei der nächste Messung ist der Treiber im Testgehäuse, einmal stark bedämpft (Rohre aber nicht verschlossen) und einmal komplett ohne Dämmmaterial:

[BiGKahuunaBob]

Hier einmal der Messaufbau:

[BDE]

Als Inspiration mal das Gehäuse die WaveWall anschauen:

http://heissmann-acoustics.de/wavewa...olautsprecher/

Gruß

[BiGKahuunaBob]

Als Inspiration mal das Gehäuse die WaveWall anschauen:

http://heissmann-acoustics.de/wavewa...olautsprecher/

Gruß

Hallo,

die Wavewall hatte ich mir auch angeschaut, allerdings ist mir das Gehäuse viel zu groß (über einen halben meter breit!). Eine proportionale Verkleinerung hatte ich auch mal durchgespielt, aber dann wird wieder mehr Gehäusetiefe benötigt...

Viele Grüße

[klausi2040]

Hallo,

die Wavewall hatte ich mir auch angeschaut, allerdings ist mir das Gehäuse viel zu groß (über einen halben meter breit!). EineLautsprecheortionale Verkleinerung hatte ich auch mal durchgespielt, aber dann wird wieder mehr Gehäusetiefe benötigt...

Viele Grüße

Hallo zusammen, schöner Beitrag.
Ich bin auch auf der Suche nach einem 7.1 System mit flachen Teilen an der Wand. Die Wavewall schaut schon gut aus. In meiner Nähe ist ein Händler der Visaton Treiber verkauft. Sind diese gut oder eher für diesen Gebrauch schlechter gedacht?

[BiGKahuunaBob]

Hallo zusammen,

am vergangenen Wochenende habe ich eins (der vier) Gehäuse aufgebaut. Den Aufwand für das Leimen und schleifen habe ich als Nicht-Handwerker natürlich komplett unterschätzt.

Was die Zuschnitte und die Realisierung meiner Ideen zur Gehäusekonstruktion angeht, gilt mein Dank gilt Herrn Ebel (ebelholztechnik.de) der mir mit seinem Rat und seiner Geduld dieses Gehäuse erst ermöglicht hat.

Anbei ein paar Impressionen...

[BiGKahuunaBob]

Hier Aufnahmen nach dem Schleifen:

[jah]

Sehr schön

Gesendet von meinem HUAWEI MT7-L09 mit Tapatalk

[BiGKahuunaBob]

Hallo zusammen,

vor ein paar Tagen habe die das erste Gehäuse mit zwei Lagen Alu-Butyl (von Reckhorn) ausgekleidet, die ca 5 mm auftragen... jetzt ist es mehr als doppelt so schwer

[BiGKahuunaBob]

Hallo zusammen,

letztes Wochenende ging es an das Füllen der MDF Schnittkanten, von denen insbesondere an der Frontplatte einige sind. Nach etwas Recherche habe ich mich für Hesse-Lignal Hydro-Isolier-Füller HP 6645-9343 (ca 15 € /kg) entschieden, was sich sehr leicht verarbeiten lässt. Die Bilder zeigen den ersten Anstrich noch ohne abschleifen – ich hoffe ich komme mit drei Iterationen anstreichen/schleifen aus.








Und hier ein Probefitting zum Eindruck, wie Holz, Form und Farbe am Ende zusammenspielen: