Workshop
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09.05.2017

Plattenschwinger selbst bauen - DIY-Raumakustik-Workshop #4

Plattenabsorber, Membranabsorber, Plattenresonator - einfach selbst gemacht!

Es wird wieder geschraubt! In bereits drei verschiedenen Workshops haben wir euch gezeigt, wie man mit einfachsten und günstigen Mitteln die Raumakustik verbessern kann. Im ersten Teil wurden einfache Eckabsorber aufgebaut, im zweiten Teil Seitenabsorber aufgehängt und im dritten Teil günstige IKEA-Möbel umfunktioniert. In diesem Teil widmen wir uns den Plattenschwingern.

Diese Holzkästen wirken im Vergleich eher schmalbandig und können damit gezielt auf Problembereiche eingestellt werden. Damit kann man auch an Stellen, an denen vorher kein Bass zu hören war, wieder welchen wahrnehmen. Außerdem sind Plattenabsorber durchaus kompakt und transportabel, falls man hin und wieder doch die Örtlichkeiten wechseln muss. Manch einer wird sie sogar optisch ansprechender finden als dicke Glaswolltürme. Wie ihr Plattenabsorber baut und wie sie grundsätzlich funktionieren, erfahrt ihr hier!

Details

Physik zum Frühstück

Ohne Latein geht es nicht! Ich halte mich aber so knapp wie möglich – schließlich müssen wir nicht unbedingt im Detail wissen, was hier abgeht, sondern einfach nur, dass der Bass abgeht. Oder so ähnlich.

And here we go: Ein Plattenabsorber ist ein geschlossenes Gehäuse mit einer resonanzfähigen, also schwingenden Front. Die eingeschlossene Luft wirkt als Feder und die eingebrachte Glaswolle als Dämpfungsglied. Je nach Tiefe des Gehäuses und dem Membran-Gewicht ergibt sich dann eine Resonanzfrequenz. Das ist die Frequenz, in der die Platte am meisten schwingt, also die Auslenkung maximal ist und sich die Luftteilchen im Kasten am stärksten bewegen. Das hat Reibung in der Glaswolle und damit Wärmeumwandlung zur Folge. Diese Wärme fehlt den Bässen nun, wodurch Schallrückwürfe, und damit auch Überhöhungen und Auslöschungen, geringer ausfallen. Der Bass wird homogener.

Die richtige Platzierung von Plattenschwingern

Damit Plattenabsorber optimal wirken können, werden sie an Wänden und in der Nähe von Raumecken angebracht. Hier kommt es statt zu Luftbewegung zu einer Änderung des Drucks. Natürlich reflektiert die Oberfläche unserer Absorber trotzdem hohe Frequenzen, weshalb Plattenabsorber nicht in den ersten Reflexionspunkten zum Einsatz kommen sollten. 

Grob kann man sagen: Die Plattenabsorber für die tiefsten Frequenzen kommen in die Ecken, während Plattenabsorber für etwas höhere Frequenzen auch an anderen Stellen platziert werden können. Wobei „hohe Frequenzen“ hier relativ ist, da wir über einen Frequenzbereich von ca. 30 Hz bis 300 Hz reden, dem typischen „Dröhn-Bereich“ also. Hier ist der Nachhall bei normal großen Räumlichkeiten am stärksten. Für alle anderen Frequenzbereiche kommen Seitenabsorber oder Diffusoren in Frage.

Chaos ist gut, Chaos ist dein Freund

Zwar habe ich gesagt, dass die Wirkungsbereiche eines Plattenschwingers relativ eng sind und man sie auf eine Zielfrequenz ziemlich genau einstellen kann - allzu akademisch sollte man das aber auch nicht sehen. Theoretisch gilt zwar: Je dicker und schwerer die Absorber, desto tiefer absorbieren sie. Praktisch darf man aber eben auch nicht den Wirkungsgrad und die Bandbreite unterschätzen.

Das heißt, es ergibt keinen Sinn, in einem 12m² großen Raum mit einem superfetten und superschweren Plattenabsorber 40 Hz bedämpfen zu wollen. Man nimmt lieber das Doppelte oder Vierfache dieser Problemfrequenz und am besten gleich mehrere Absorber. Außerdem eignen sich Membranen aus Pappel-Sperrholz besonders gut und machen die Absorber auch nicht allzu dick.

Nehmen wir also an, wir bauen sechs Plattenschwinger und vier Seitenabsorber. Damit das schick aussieht, bauen wir alle Kästen gleich groß und tief, sagen wir 17,5 cm. Damit können wir die Resonanzfrequenz nun nur noch über das Flächengewicht der Membran einstellen. Die Materialversorgungslage im Baumarkt sieht, was die Stärke der Pappelplatten anbelangt, dabei wie folgt aus: Ihr findet hier meist nur drei oder vier konkrete Stärken zwischen 3 mm und 12 mm, beispielsweise also 6 mm, 8 mm und 10 mm. Kein Problem! Bei insgesamt sechs Absorbern verwenden wir einfach jede Stärke zwei Mal. Denn ähnlich einer Glockenkurve sind die Wirkungsbereiche nicht total eng und werden sich meistens ein bisschen überlappen. Wenn wir also verschiedene Bereiche geschickt kombinieren, ergibt sich eine möglichst breite Gesamtwirkung. Chaostheorie also: Kombiniere genügend verschiedene Absorber und in der Gesamtheit wird sich schon ein homogener Sound einstellen. Alles klar?

Chaos ist gut, ein bisschen messen schadet aber nie

Eine grobe Orientierung zur Bestimmung der Problemfrequenzen kann man dennoch vornehmen, entweder, indem man den Raum akustisch ausmisst oder aber, indem man die Raummoden grob über die Raumlängen berechnet. Auf folgender Website findet ihr eine gute Hilfe zum Berechnen sowie auch weitergehende Informationen

Nach folgender Formel ist der Absorber aber auch genau zu berechnen:

Wie gesagt, man kann es aber auch übertreiben. Ich habe deshalb für euch an meinen Beispiel-Absorbern gemessen. Die Tiefe der Kästen beträgt dabei 17,5 cm, die Formel-relevante Innentiefe 16,5 cm. Die Größe könnt ihr gern variieren, solange die rechteckige Gesamtfläche ungefähr zwischen 0,4 und 1,2 m² pro Absorber liegt. Für die Membran habe ich Pappel-Sperrholz aus dem Baumarkt verwendet.

  • 6 mm = 85 Hz
  • 8 mm = 60 Hz
  • 10 mm = 50 Hz

Let's go shopping - Bauteile eures Plattenabsorbers

Bauen wir zunächst den Grundkasten. Hierbei ist es relativ egal, welches Holz ihr verwendet, solange ihr sicherstellt, dass der Kasten massiv wird, sich also nicht unter seinem eigenen Gewicht verbiegt, und dass er luftdicht ist. Ich verwende fast immer 10 mm dicke MDF-Platten (d). Die sind relativ günstig und ihr bekommt sie meist auch zugeschnitten, sodass ihr zuhause keinen Dreck machen müsst. Beachtet nur, dass einige Baumärkte keinen Zuschnitt unter 10 oder 20 cm vornehmen.

Ihr benötigt eine Rückplatte, zwei Seitenleisten über die Breite und zwei Seitenleisten über die Höhe. Möchten wir die Kästen 1000 mm (l) × 1200 m (b) × 175 mm (t) bauen ergibt sich folgende Einkaufsliste für einen Kasten. Ihr solltet natürlich gleich mehr als einen bauen!

  • 1 × Rückplatte: l × b = 1000 mm × 1200 mm, d = 10 mm
  • 2 × Seitenleiste: b × (t-d) = 1200 mm × 165 mm, d = 10 mm
  • 2 × Seitenleiste: (l-2d) × (t-d) = 980 mm × 165 mm, d = 10 mm
  • 2 × Stützleisten: (l-2d) × 60 mm= 980 mm × 60 mm, d = 10 mm
  • 1 × Frontplatte, Pappel-Sperrholz: l × b = 1000 mm × 1200 mm, d = 3-12 mm
  • 20 × kleine Stuhlwinkel
  • 80 × 6 mm Schrauben

Hinzu kommt: Glaswolle, Dichtmasse, Montagekleber und Schutzkleidung/Mundschutz.

Die Seitenleisten sitzen auf der Rückwand. Das Paar der längeren Seitenleisten schließt die anderen Seitenleisten ein. Wer möchte, kann stattdessen auch die Rückwand einschließen, wobei die oben genannten Werte entsprechend geändert werden müssen. Die hier vorgeschlagene Bauweise ist einfacher und erfordert weniger handwerkliches Geschick und Präzision beim Zuschnitt. Die andere Variante sieht unter Umständen nach dem Lackieren und Umspannen mit Stoff besser aus.

Nun werden alle MDF-Teile mit Winkeln verschraubt. Drei Winkel pro Seite und zusätzlich ein Winkel pro Ecke zur Verbindung der Seitenteile sollten dem Kasten genügend Stabilität verpassen.

Anschließend werden alle inneren Kanten abgedichtet. Dazu drücke ich reichlich Acryl in die Ecken und ziehe den Rest mit einen in Spülmittel getauchten Finger ab. Das macht ihr mit allen Kästen und lasst es etwas trocknen.

So bereite ich nun alle Kästen vor, bevor es zum nächsten Schritt und der Befüllung geht. Das hat den Vorteil, dass man die Kästen noch gut umher räumen kann, denn Platz hat man meist nie genug. Das folgende Bild spricht für sich.

Anschließend werden die Kästen mit Glaswolle gefüllt. Ihr schneidet diese am besten mit einem Brotmesser oder einem Cutter. Vergesst nicht, Schutzkleidung zu tragen, da der Staub der Glaswolle ungemein juckt, schwer zu entfernen ist und ihr ihn auch nicht unbedingt einatmen solltet. Ich schneide Glaswolle deshalb auch immer im Freien. 

Wichtig ist auch, die Wolle nicht zu stopfen. Euer Absorber sollte nur ca. 60% der Tiefe mit Wolle gefüllt werden, da die restliche Luft als Feder benötigt wird. Zwei Stützleisten hindern die Wolle außerdem daran, nach vorne zu fallen oder sich zu verschieben. Diese Leisten befestigt ihr mit je zwei Winkeln.

Der Rand des Kastens wird mit ordentlich Montage- oder Holzkleber versehen, um anschließend die Sperrholz-Platte aufzubringen. Stellt sicher, dass lückenlos Kleber herausquillt, die Platte also absolut luftdicht verklebt wird. Falls ihr euch an einer Stelle nicht sicher sein solltet, schmiert noch mehr Kleber von außen drauf!

Nun sollet ihr die Kästen gut austrocknen lassen, am besten über Nacht. Ich beschwere die Kästen dabei immer bzw. stapele sie übereinander. Erst am nächsten Tag solltet ihr die Klebereste abschleifen bzw. die Kästen aufstellen oder aufhängen.

Optisch taugen die Kästen auch ohne Verkleidung, ihr könnt sie natürlich auch lackieren oder mit Stoff überziehen. Beachtet beim Überziehen nur, einen kleinen Rahmen ganz am Rand der Front aufzubringen, sodass der Stoff nicht auf der Membran auffliegt.

Bei der Platzierung solltet ihr die Kästen verschiedener Plattendicke gegeneinander ausprobieren, um zu sehen, an welcher Position welcher Absorber am stärksten vibriert. Nutzt dazu Sinus-Testtöne und eine definierte Lautstärke.

Viel Spaß mit eurer Bassfalle!

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