Plattenschwinger - faszinierend & unberechenbar ?

Klaatu

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Im deutschsprachigen Netz ist ja nicht wirklich viel zu finden über "Plattenschwinger" oder auch manchmal "Plattenabsorber".
Es geht hier also um die Kästen, die vorn eine Platte (hauptsächlich Holz, evtl. auch Metall oder Kunststoff-Folie) haben und vom Tiefbass angeregt, eine Resonanzfrequenz erzeugen.
Auch unterschiedliche Berechnungsformeln sind im Netz zu finden, hierin werden die Faktoren "Flächengewicht (kg je 1qm) der Platte" und "Bautiefe (cm)" verarbeitet.
Schnell zu finden ist die Formel von bonedo.de. Diese lautet: Eigenresonanzfrequenz = 600 / (Wurzel aus (Tiefe x Flächengewicht). Ob richtig oder falsch oder nur für bestimmte vorgegebene Parameter --> keine Ahnung!

Ich möchte euch mein Experiment vorstellen:
Ich habe eine Kasten aus 15mm MDF gebaut, Außenmaße lauten: 110cm x 70cm x 11,5cm. Die 110x70 habe ich gewählt, weil es im Bauhaus diese HDF-Platten zu kaufen gibt, ich glaube in 3mm Stärke.
Und genau solch eine Platte habe ich verwendet (und tapeziert!!!) und mit einer 3mm Sicke aus Silikon dann mit dem Kasten verheiratet, siehe Bilder.
IMG_20211222_134401.jpg
IMG_20211223_172316.jpg
 
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Die Platte im "Rohzustand" hatte ein Gewicht von 2,12 kg, nachdem ich diese tapeziert hatte 2,4 kg.
Umgerechnet auf den ganzen Quadratmeter sind das für die tapezierte Platte ca. 3,11 kg (also das Flächengewicht lt. Formel)

Wenn ich jetzt die oben erwähnte Formel heranziehe, erhalte ich eine Resonanzfrequenz von 106 Hz.
Als Innentiefe habe ich 10,3 cm eingesetzt, da 3mm Sicke + 10cm Kastentiefe. Bitte korrigiert mich, falls ich des Formel-Rechnens nicht mächtig bin!
IMG_20211221_151352.jpg
 
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Nachdem das Silikon nach zwei Tagen hoffentlich ausgehärtet war, hab ich den Kasten in mein Musikzimmer verbracht. Platz genommen hat er an der hinteren Wand (also gegenüber der LS-Boxen) unten, ins untere Eck geschoben. M.m.n. gehört er da auch hin.
Nun habe ich einen Tischtennisball mit Bindfaden versehen und diesen Ball in die Mitte des Plattenabsorbers gehängt. Die Idee ist, dass der Ball bei der Eigenresonanzfrequenz am stärksten "hüpft".
IMG_20211225_145207.jpg
IMG_20211225_145406.jpg
 
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Ich hab mit Hilfe von "Carma-4" und dessen Frequenzgenerator zuerst ein Sinus-Signal von 110 Hz erzeugt. Da tat sich am Ball nichts - obwohl es doch eigentlich mein Formelergebnis war. Ich kämpfte mich zunächst in "10Hz-Schritten" runter und durfte mir (zu meinem Erstaunen) dabei auch einmal ein Eigenleben meines Schrankes anhören - aber das nur am Rande.
Irgendwann war ich bei 80 Hz und da hüpfte der Ball. Letztlich war das Hüpfen bei 80 bis 76 Hz am stärksten & gleich stark. Ich schließe daraus, die Resonanzfrequenz meines Versuches-Plattenschwingers liegt also bei ca. 78 Hz.

Warum jetzt die obige Formel so stark abweicht (falls ich richtig gerechnet habe) bleibt unklar. Hinweisen möchte ich aber an dieser Stelle trotzdem auf meine Silikonsicke. Eine eher weichere Verbindung der Platte mit dem Kasten. Diese Methode wird wohl so ähnlich auch von einem Hersteller verwendet, nämlich akustik-module.de. Ich versprach mir dadurch, dass mehr Plattenfläche vibrieren kann (im Gegensatz zu einer sehr festen Montage der Platte).
Aber hat das auch Einfluss auf die Eigenresonanz? Ich weiß es nicht, denke eher die Formel stimmt (für mein Projekt) so nicht.

Wie auch immer, jetzt gings an die Messungen, zunächst der Frequenzgang im Bassbereich mit und ohne diesem einen Plattenabsorber. Naja, viel hat sich nicht getan.

Hinweis: Es war eine Dual-Mono-Messung und beide Messungen sind auf dem Bild dargestellt. In lila die Kurve ohne Plattenabsorber
Frequ_oberplott.png
 
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Viel gespannter aber war ich auf die beiden Wasserfalldiagramme ohne und mit Plattenschwinger.
Hinweis: Es ist alles eine Dual-Mono-Messung & der Raum hat bis nahezu 100 Hz runter schon einen sehr geringen Nachhall (bis 300 ms). "Schuld" daran ist eine Akustikdecke.
Hier also OHNE diesen einen Plattenschwinger:
Wasser_ohne.png

Und hier das Diagramm MIT diesem einen Plattenschwinger:
Wasser_mit.png
 
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Was hat sich getan?
Ursprünglich gab es drei Wellenberge, der erste und extremste bei 34 Hz,
der zweite bei ca. 80 Hz
und der dritte bei 108 bis 111 Hz.

Jetzt ist der dritte Berg irgendwie zerfetzt, und verliert sich auch bei 300 ms (-60dbr).
Der zweite Berg ist breiter geworden bzw. er schlänkelt so zwischen 81 und 76 Hz. Er kommt auch verklüfteter und schwächer bei 500 ms an.
Der erste Berg ist unverändert. Aber 34 Hz kommen in meinem Musik-Repertoire auch gar nicht vor. Insofern völlig egal - oder nicht?

Es reizt mich schon noch einen zweiten Plattenschwinger zu bauen. Material liegt eh genügend rum und der Zeitaufwand ist eher gering (bis auf das Aushärten vom Silikon). Ich denke aber, ich müsste die Rezonanzfrequenz noch tiefer legen. Vielleicht so auf 60 Hz?
Gibts Meinungen, egal welche.
 
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Hier noch ein Wasserfalldiagramm, gezoomt auf 20 bis ca. 110 Hz und Nachhall 1 Sekunde (vorher 500 ms) und -60 dbr
Wasser_mit2.png
 
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Hi @Klaatu ,

meine Erfahrung: Plattenschwinger sind echt der Ober-Bringer :)

Allerdings bezweifle ich, daß Du da mit 1-2 von Deinen "Minidingern" auf nennenswerte Verbesserungen hoffen kannst.

Meine Plattenschwinger in allen 4 "Live-Raumecken" sind ca. 2m breit und raumhoch, jeweils mit mehreren verschieden großen Schwingplatten bestückt und komplett mit Rockwool hinterfüttert.
Allerdings mit genug Abstand zu den Platten, denn die sollen ja frei schwingen können.
(Nebenbei hab ich da auch gleich die Beschallungsanlage und Gitarren-LS bündig integriert)
Siehe PDF anbei ...
Ergebnis: Basstrockenster Raum ever - ohne jedes Modenproblem untenrum. Auch laut REW-Messungen.
(Und der 4x18" 800 Liter Subwoofer aka "Drumpodest" liefert ab 20Hz massiv Schalldruck ... ;)

Sicherlich kann man das nicht so einfach runterskalieren auf Deinen Raum, der wohl eher normale Zimmermaße hat, aber dennoch ein paar Tips:

Sinnvollerweise bringt man die Dinger da unter, wo sich der Bass am meisten aufschaukelt, in den Raumecken. (Daher auch meine gleichschenklige Dreiecks-Anordnung im Studio ...)

Die Rechnerei ist nicht so einfach, vor allem mit akustisch eher undefiniertem Baumarktmaterial.
(Das ich übrigens auch verwendet habe. 3mm Thermopal HPL Typ S Platten ...)
Aber zumindest bekommt man mit der Rechnerei gute Anhaltspunkte, welche Plattengröße in welchem Hz-Bereich so ca. wirkt.

Nicht zu vernachlässigen dabei: Die Hinterfütterung mit akustisch wirksamen Dämmmaterial dämpft zwar die Wirkung des Schwingers in seiner (berechneten) Eigenresonanz, aber dafür wirkt der Schwinger dann breitbandiger, also auch weiter um dessen Eigenresonanz herum. Was dann die rechnerischen Fehler aus der Theorie auf der tatsächlichen "Baustelle" echt gut einrenkt.

Es gibt aber eine noch viel einfachere Lösung, die ich erfolgreich im heimischen "Mix/Master-Büro" einsetze. Im Baumarkt gibbet für wenig Geld Sonorock Rockwool-Walzen im Plastikmantel zu kaufen. Ca. 1m hoch und 50cm Durchmesser. Davon je 2 übereinander in 2 passenden Zimmer-Ecken verteilt, nen schönen Stoff drüber geworfen, und fertig sind die "Bassfallen", die man offiziell nur für teuer Geld kaufen kann.
Funzt echt prima in Umgebungen, die man ohnehin nicht mit 120 dB Basswellen beschallen will/kann ... und das ganz ohne Rechnerei ... ;)

Just my 5 cents ...

Viel Erfolg!

Cheers :)
 

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  • Room Layout V3 - GR.pdf
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Im Baumarkt gibbet für wenig Geld Sonorock Rockwool-Walzen im Plastikmantel zu kaufen. Ca. 1m hoch und 50cm Durchmesser.
Das klingt super interessant, hast du da mal nen Link oder etwas mehr Infos, z.B. wonach genau man da suchen muss? Ich finde nur Platten ohne Umhüllung.
 
Allerdings bezweifle ich, daß Du da mit 1-2 von Deinen "Minidingern" auf nennenswerte Verbesserungen hoffen kannst.
Hallo miteinander,
dazu nur eine kleine Beobachtung meinerseits.
Ich hatte unlängst ein gewaltiges Loch (hier müsste ich lügen, ich weiß es nicht mehr genau) zwischen 100 und 70 hz, wie gesagt ich weiß es nicht mehr genau.
Ich bin dann auf die Suche gegangen.
Letztendlich war es ein im Raum stehendes Cajon das mir die komplette Frequenz ausgelöscht hat.
Soviel zur Größe von Absorbern 😅(wobei ich nicht weiß, ob man das jetzt mit einem Plattenschwinger vergleichen kann)

LG
Alex
 
Das klingt super interessant, hast du da mal nen Link oder etwas mehr Infos, z.B. wonach genau man da suchen muss? Ich finde nur Platten ohne Umhüllung.
Die Plastikumhüllung dient nur dem leichteren Transport als Rolle, gehört eigentlich nicht zum Produkt.
Schau mal hier, das meine ich:

Cheers :)
 
Wie der Zufall will habe ich da letztes Jahr auch was gebastelt. Material war quasi alles vorhanden und umsonst, ich hab ein Paar DIY Breitbandabsorber mit alten Schrankrückwänden aus Sperrholz zu Plattenschwingern umgerüstet. D.h. steife Rückwand eingebaut und vorne eine schwingende Platte, allerdings habe ich diese am Rand verleimt. Messungen gibt es keine, aber in den Raumecken platziert schwingen die Resonatoren schön mit bei 70 bis 110 Hz.
Plattenschwinger2.jpg

Plattenschwinger.jpg
 
Zum TE: Berechnen lassen die sich freilich schon, nur hakt es meist an der Kenntnis des effektiven Elastizitätsmoduls. So eine Holzplatte ist nur scheinbar (aber nicht wirklich) ein homogenes System, sondern besteht aus Fasern unterschiedlichster Orientierung. Entsprechend materialabhängig ist die sich bildende Schwingungskonstante. Dabei spielen auch die Art der Verleimung eine Rolle. Was man aber gut machen kann, ist Dämpung und Masse einstellen (Löcherzahl- und -größe und Zusatzmasse im Zentrum).
 
Ich schließe an mein Posting # 6 & 7 an. Ich hab einen zweiten Plattenschwinger gebaut, diesmal Innentiefe 16cm plus 3mm Silikonfuge.

Hier die Messungen:
Zunächst wieder der Frequenzschrieb im Tiefton (DualMono)
1501frequenzgng.png

lila --> OHNE Plattenschwinger (ursprünglich wie Posting #4)
türkis --> OHNE Plattenschwinger (aber NEU, die Lautsprecher wurden um 8 cm vorgerückt)
rot --> MIT BEIDEN Plattenschwingern & vorgerückten LS

Fazit 1: Der Frequenzgang wird durch das Vorrücken der Lautsprecher ab etwa 90 Hz etwas geglättet (lila zu türkis). Dies LS-Position bleibt deshalb erstmal dauerhaft. Die Suche nach dieser etwas besseren LS-Position (obwohl ja nicht weit weg) war aufwendig. Ich hab die Lautsprecher mehrfach in alle Richtungen verschoben, alle Messungen doppelt gemacht und bin letztlich bei diesen lächerlichen 8cm nach vorne gelandet.

Fazit 2: Erneut darf ich feststellen, dass auch zwei Plattenschwinger (zusammen ca. 1,5 qm) quasi keinen Einfluss auf den Frequenzgang haben. Die türkise und die rote Kurve sind nahezu identisch - mit einer kleinen Ausnahme, die Spitze bei 71 Hz wurde offenbar durch den neuen, tiefer abgestimmten Plattenschwinger abgeflacht.
 
Jetzt zum Wasserfall:
1501wasserfall.png


Fazit:
Wie erhofft, hat sich doch tatsächlich der Nachhall bei 70 Hz auf <400 nein sogar> 300ms!!!/60dBr verringert & analog zum Peak bei 100Hz ist nun auch dieser "zerfetzt". Ein Erfolg würd ich sagen!
Von den ursprünglich drei Peaks (siehe Bild bei Posting # 5) ist nur noch die SuperMode bei 34 Hz übrig. Aber diese Mode interessiert mich in der Praxis eigentlich nicht.

Gesamtfazit:
Ich bin doch ganz zufrieden, was meinen Akustik anbelangt!
Der Raum von seinen grundsätzlichen Abmessungen ist sicherlich nicht unproblematisch (weil geht schon in die Richtung "Rechteck"), was wohl verantwortlich für dieses Bassloch bei ca. 50 Hz ist. Das auszumerzen wäre wünschenswert und ich werde auch noch ein wenig mit der Abhörposition experimentieren. Wunder sind aber nicht zu erwarten.
Aber trotzdem ... fast all meine Musik hört sich hervorragend an, wofür hauptsächlich die sehr geringen Nachhallzeiten aufgrund der Akustikdecke verantwortlich ist.

Die Plattenschwinger unterstützen dies im Tieftonbereich und insofern hat sich deren Bau doch gelohnt.
Ich teste sicherlich noch ein wenig, wo deren Platzierung am besten funktioniert. Ob stehend auf dem Fußboden oder oben an der Decke anschließend - ob hinter dem Hörplatz oder hinten den Lautsprechern an der Frontwand - mal schauen.

Danke für euer Interesse!

PS:
Grad kommt mir der Gedanke.
Wenn ich die Supermode mit einem exakt abgestimmten Helmholtzresonator "bekämpfen" würde, hätte dies Einfluss auf mein Bassloch bei 50 Hz?
Also so, dass das Bassloch deutlich geringer werden würde?
 
Zuletzt bearbeitet:
Nachtrag:
meine Raum/LS-Daten
raumskizze.jpg
 
@coffee boy
Ich bitte dich hier nichts mehr zu posten. Danke
 

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