Marsupilamis kleine Subwooferkunde


Ich möchte an dieser Stelle eine kleine Einführung in das Thema Subwooferbau geben - diese soll vor allem Anfängern einen ersten Überblick über das Thema geben und erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit.
Wer sich mehr mit dem Thema beschäftigen will, findet Links und Literaturtipps am Ende dieser Seite.

Chassisparameter

Zunächst einmal geht es nicht ohne etwas Mathematik...jedes Subwooferchassis wird charakterisiert durch einen umfangreichen Parametersatz, die sogenannten Thiele-Small Parameter (TSP).
Für die Auswahl eines Chassis und die Gehäusedimensionierung sind drei Parameter erforderlich:

Ohne diese drei Parameter ist eine Gehäuseberechnung unmöglich!

Guter Sub - schlechter Sub

Wie gut ein Sub im Endeffekt wirklich ist, lässt sich aus den Parametern nicht 100%ig herauslesen - es ist aber sehr wohl möglich, Schrottwoofer von vorneherein auszusortieren.

Dafür, das ein Sub in die Rubrik Elektronikschrott einzuordnen ist, gibt es zwei eindeutige Hinweise:

1. Das Fehlen der Parameter Qts,Vas und Fs
2. Eine Gesamtgüte Qts deutlich über 0.7

Sobald eine der oben genannten Bedingungen zutrifft, sollte man die Finger von dem Sub lassen.

Gehäuseformen

Geschlossen

Die einfachste Gehäuseform, das Subwooferchassis wird in eine geschlossene Kiste eingebaut.
Geschlossene Gehäuse liefern den präzisesten Bass, jedoch weniger Tiefgang als andere Gehäusearten.

Bassreflex

Bei einem Bassreflexgehäuse werden die tiefsten Frequenzen durch einen zusätzlich im Gehäuse angebrachten Bassreflexkanal verstärkt.
Bassreflexgehäuse liefern mehr Tiefgang bei etwas weniger Präzision als geschlossene Gehäuse - es ist die am häufigsten verwendete Gehäusevariante.

Bandpass

Bei einem Bandpass handelt es sich quasi um eine Kombination aus geschlossenem und Bassreflexgehäuse.
Der Schall wird bei dieser Gehäuseform ausschliesslich durch das Bassreflexrohr abgestrahlt. Eine Besonderheit ist ausserdem, dass bei einem Bandpass das Frequenzspektrum nicht nur nach unten, sondern auch nach oben begrenzt ist.
Bandpässe können sehr vielfältig abgestimmt werden - entweder auf ein besonders breites Frequenzband, oder auf hohen Pegel. Nachteil ist die im Vergleich zu den anderen Gehäuseformen geringste Präzision.

Auswahl des Gehäusetyps

Für welche Gehäuseart ein Subwooferchassis geeignet ist, kann man an der Gesamtgüte Qts ablesen:
Die Grenzen sind hierbei allerdings fliessend.

Gehäuseberechnung

Zunächst einmal: "Das" Gehäuse für ein Subwooferchassis gibt es nicht - man hat immer mehrere Möglichkeiten, einen Sub abzustimmen.
Um auf die Werte wie Gehäusevolumen und ggf. Bassreflexrohrdurchmesser und -länge zu kommen, gibt es zwar Formeln...aber die sind zumindest für Bassreflex- und Bandpassgehäuse schon recht komplex.
Man verwendet daher zur Gehäuseabstimmung normalerweise Simulationsprogramme, die auch gleich den zu erwartenden Frequenzgang für ein Gehüuse anzeigen können.
Empfehlenswert ist z.B. WinISD, welches man sich kostenlos auf der Linearteam Homepage herunterladen kann. Wer sich kein extra Programm installieren möchte oder keinen Windows PC besitzt, findet auf der Homepage unter der Rubrik "ISD Online" ein Java Applet, mit dem man auch direkt online ein Gehäuse simulieren kann.

Gehäusebau

Materialien

Das Standardmaterial für Subwoofer ist Mitteldichte Faserplatte (MDF) mit 19mm Stärke. Man bekommt es in jedem Baumarkt und kann es sich da auch gleich auf die erforderliche Grösse zuschneiden lassen (allerdings nur rechtwinklige Zuschnitte).

Wenn es denn billig sein muss, kann man auch herkömmliche Spanplatten nehmen - diese lassen sich aber nicht so gut verarbeiten, insbesondere die Schnittkanten fransen leicht aus. Akustisch ist es zu MDF gleichwertig.

Ein weiteres sehr gut geeignetes und zudem optisch ansprechendes Material ist Birke Multiplex (MPX) - dieses ist allerdings erheblich teurer als MDF.

Auf keinen Fall verwenden sollte man Massivholz, dieses schwingt unkontrolliert mit und würde zu dröhnen führen.

Bauhinweise

Grundsätzlich werden Lautsprechergehäuse verleimt - hierfür verwendet man handelsüblichen Holzleim.
Zur Stabilisierung kann man das Gehäuse zusätzlich verschrauben - hierbei aber unbedingt die Löcher vorbohren, sonst kann das Material aufplatzen.

Wichtig ist in jedem Fall, dass das Gehäuse absolut dicht ist.

Dämmung

Die im Lautsprecherbau üblichen Dämmmaterialien wie Noppenschaumstoff und Dämmwolle entfalten ihre akustische Wirkung erst im oberen Mitteltonbereich, daher macht es keinen Sinn Subwoofergehäuse zu bedämpfen.

Ausnahme:

Dämmwolle hat die interessante Eigenschaft, die Schallgeschwindigkeit im Gehäuse herabzusetzen. Dies bewirkt, dass ein stark bedämpftes geschlossenes Gehäuse sich so verhält wie ein Gehäuse mit einem um bis zu 20% vergrösserten Volumen.
Man kann daher um Platz zu sparen diesen Effekt ausnutzen, und ein geschlossenes Gehäuse eigentlich um 20% zu klein bauen - durch eine vollständige Bedämpfung mit Dämmwolle verhält sich das Gehäuse dann wieder so, wie mit dem ursprünglich berechneten Volumen (Dies funktioniert natürlich ausschliesslich bei geschlossenen Gehäusen).

Weiterführende Links und Buchtipps

Links



Eines der grössten Foren für alles rund ums Auto im deutschsprachigen Raum. Ich betreue dort als Moderator die Car Hifi Sektion und bin dort demzufolge relativ regelmässig anzutreffen.

Literatur

Lautsprecher Handbuch - Berndt Stark

Sehr empfehlenswert für den ambitionierten Einsteiger. Umfangreiche Informationen zu den gängigen Gehäusetypen werden verständlich beschrieben.

Ein gutes Nachschlagewerk für den praktischen Einsatz.

Lautsprecherbau - Vance Dickason

Seit vielen Jahren die "Bibel" der Lautsprecherbauer. Das Buch behandelt detailliert alle Fragen des Lautsprecherbaus und enthält auch spezielle Kapitel zu den Themen Heimkino und Car Hifi.

Eine Warnung aber vorweg: man sollte schon über ein gewisses Mass an mathematisch-physikalischer Grundbildung verfügen, da das Buch die Sachverhalte zum Teil sehr theoretisch darstellt.