Jo, aber die Dustcaps haben noch 3 wichtige
Aufgabe neben dem Staubschutz:
(endlich wieder ein Beitrag in dem ich mich austoben kann :lol: :lol: :lol: )
- Dustcaps werden bei manchen Modellen dazu genutzt, dass
unschöne Membranresonanzen unterdrückt werden.
----
Vorerst eine Erklärung: Resonanz (Ausbreitung von
sogenannten "stehenden Wellen")
Eine stehende Welle kennt jeder, auch wenn er nicht wusste,
dass sie dafür zuständig ist. Jedes Musikinstrument, sei es
Geige oder Tuba, funktioniert nach diesem Prinzip.
Wir nehmen mal die Gitarre, bzw. deren Metalldraht/Saite.
Dieser Metalldraht wird, ohne dass man an den Bund greift, an 2
Stellen befestigt. Zupft man das Ding nun an, so ertönt natürlich
ein Ton. Wie wir aber alle wissen so verändert sich bei
Verkürzung des Drahtes der Ton. Er wird höher. Wenn also ein
Gitarrenspieler die Länge des Drahtes durch das Andrücken an
diese komischen Bunde beeinflusst, so kann er den Ton beliebig
höher spielen, als den Grundton des Drahtes, den er ohne Griff
an den Bund von sich gibt. (Der Grundton ist Abhängig von der
Drahtart und der Spannung)
So: Aber warum spielt jetzt dieser dämliche kleine Draht? Die
Antwort ist simpel: er schwingt natürlich. Aber die eigentliche
Frage ist doch: Warum schwingt der Draht in genau dieser
Frequenz? Die Antwort sind diese "stehenden Wellen".
Stehende Wellen sind Wellen die sich überlagern. Wir müssen
uns denken, dass, wenn der Musiker die Saite anzupft, die
Welle am Ende (das nennt man "festes Ende") des
Metalldrahtes reflektiert wird und wieder zurück kommt. Wie ein
Gummiball, den man an eine Mauer wirft. Nun kann es sein, dass
die Welle die zurück kommt genau gleich zu der Welle ist, die
einstmals die reflektierte Welle erzeugt hat. Und schon haben
wir eine stehende Welle. Die beiden Wellen überlagern sich nun.
Und gerade bei dieser Art von Reflexion überlagern sie sich so,
dass die Amplituden (Auslekungen) sich addieren. Sprich: Man
hat im Idealfall eine doppelte Lautstärke. Auf dem Draht
befinden sich ohne Frage naürlich auch noch andere Wellen, die
auch einen Ton abgeben, aber diese sind verhältnissmäßig leise
und löschen sich schnell aus. Es gibt nämlich noch den
umgekehrten Fall: eine sogenannte destruktive Überlagerung.
Da löschen sich die Amplituden (Lautstärke) aus.
Somit ist es wie im Tierreich: Der Stärkste überlebt und das ist
somit dieser spezialfall "stehende Welle".
Es beruht auch nebenbei gesagt auf diesem Prinzip das
Gläserspringen. Ihr kennt das: Man streicht solange über ein
Glas, bis es platzt. Und das geht auch nur durch diese
stehenden Wellen. Warum? Wir sagten, dass sich die
Amplituden vollkommen addieren (konstruktiv). Und das hält
eben irgendwann das Glas nicht mehr aus. Ein Tip: Wenn ihr das
machen wollt, dann nehmt dünnwandige Gläser und versucht
den Ton zu erzeugen, den ihr hört, wenn ihr gegen das Glas
schnippt. Denn auch beim Schnippen ist es wie, wenn man eine
Gitarrensaite anzupft: Man hört dadurch diese Frequenz der
stehenden Welle.
Stehende Wellen haben ein riesiges Energiepotential. Hier ist
ein Video von einem Amateurfilmer, der eine Brücke gefilmt hat,
die durch starken Wind in Resonanz fiel:
http://www.mathe-schule.de/download/Videos/tacoma.mpg
Ich finde das Video beeindruckend! Wer denkt denn bitte, dass
Beton und Stahl so dehnbar ist, auch wenn die Brücke am Ende
eingestürzt ist und ein kleiner Hund dabei (in dem Auto) ums
Leben gekommen ist *seufz*

Und der Wind war kein riesiger
Sturm! Das war ne Windgeschwindigkeit von gerade einmal
68km/h. Und das sagt schon einiges über die Kraft bei
Resonanzfällen aus, nicht? Oder Truppen dürfen z.B. nicht im
Gleichschritt über eine Brücke marschieren. Da herrscht sonst
Einsturzgefahr.
Nun vereinfache ich einfach mal ein bischen, denn sonst wird mein Beitrag 5 Seiten lang...
Eine stehende Welle hat Punkte, die ständig mit grösster
Amplitude ausgelenkt werden und Punkte die völlig still stehen.
2 dieser festen Punkte sind z.B. die Einspannvorrichtungen an
der Gitarrensaite.
Die festen Punkte haben Abstände von 1/2 Lambda;. Lambda
nennt man Wellenlänge. Genauso haben diese Punkte mit max.
Amplitude 1/2 Lambda voneinander Abstand.
Lambda ist dieses komische Zeichen in der Skizze.
Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, dann ist es keine stehende
Welle.
So, das war es auch schon... Nun geht es weiter mit den Duscaps:
---------
Auf dem Konsu eines LS kann sich auch eine Resonanz abbilden.
Diese ist natürlich nicht wünschenswert, da sie den Ton
verfälscht. Nun habe ich mal 3 Bilder freihändig gezeichnet um
das mal näher zu bringen:
1. Bild
Man sieht, dass ein Konus ohne Duscap schön mit einer halben
Wellenlänge in die Interferenz kommen kann und sich eine
stehende Welle somit ausbreiten kann. Die Frequenz ist tief, da
eine lange Wellenlänge von 2* der Konuslänge herrscht. Wir
sehen nur eine halbe Wellenlänge.
2. Bild: Hier sitzt die Duscap. Aber: Wie oben erwähnt gilt die
Bedingung, dass an den roten Flecken, die "fest" sind, feste
Punkte der stehenden Welle sein müssen. Die in Bild 1 gezeigt
Welle kann also hier nicht herrschen. Die Frequenz der Welle
durch die geringere Wellenlänge ist aber bedeutend höher.
Trotzdem ist die Duscap nicht optimal platziert. Wir haben oben
in den Bedingungen gesagt, dass eine stehende Welle nur dann
zustande kommt, wenn die festen Punkte den Abstand 1/2
Lambda haben. Wir haben es aber der Welle sehr einfach
gemacht. wir haben in das blaue Stück 1/2 Lambda gepresst
und die grüne Linie ist von der Länge genau ein ganzzahlig
Vielfaches (n) von der blauen Linie. Der blaue Punkt ist ein
fester Punkt der _durch die Resonanz_ erzeugt wird damit der
gleichmäßige Abstand von 1/2Lambda zwischen den festen
Punkten gewahrt wird. Rote und blaue Punkte sind
_gleichwertig_.
Nun kommt Bild 3. Da machen wir es der Welle nicht mehr so
einfach und versetzen die Duscap ganz wenig. Wie in der ersten
zu sehen Wellenzeichnung habe ich einfach einmal wieder wie
im 2. Bild in die blaue Linie 1/2Lambda gepresst. Nun komme ich
aber in der grünen Linie nicht mehr hin! Das Ende der Welle
geht, wie man sieht, nicht durch den roten Punkt. Diese Welle
ist also keine stehende Welle und somit nicht die hörbare
Resonanz. Ein Versuch eine geeignete Welle zu finden ist direkt
darunter. Man sieht: Eine viel höhere Frequenz...
Was sagt und das jetzt: Durch eine Dustcap kann (aber muss
man nicht) die Resonanz entscheident "höher" setzen.
Das gute Daran ist vor allem bei Subs zu erkennen. Die höhere
Membranresonanz klingt schneller ab und sie verfälscht nicht so
sehr wie eine, näher beim zum spielenden Ton, liegende
Frequenz. Vor allem müssen wir schauen durch was dieser
Konus zur Resonanz getrieben wird. Ganz klar: durch die
Lautsprecherschwingung um einen Ton zu erzeugen. Bei tiefen
Frequenzen, die der LS schwingt, liegt es nahe, dass er
gerne tiefe Resonanzfrequenzen _des Konus_ anregt. Hohe
aber sicherlich nicht so sehr.
Eine andere Möglichkeit die Resonanzen zu unterbinden sind
solche kreisförmigen "Verdickungen" im Konus. Öfters aber im
Homehifi als im Carhifi-Bereich anzutreffen.
So, das wars schon im Bezug auf Resonanzen :lol:
- Weiter ist eine Dustcap dafür da, dass die Luft nicht dem
Konus "ausweichen" kann. Das macht die nämlich gerne *gg*
Und es genügt schon der riesige Ausweichbereich um den LS.
Da braucht es nicht noch ein Loch in der Mitte. Das ist ein Grund,
warum z.B. Hornsysteme so einen hohen Wirkungsgrad haben.
- Eine Dustcap verbessert auch die Steifigkeit. Nur ist leider
Resonanzunterdrückung und Steifigkeit nicht frei voneinander
wählbar...
MfG Phil