Karsten Sømand skrev:Her har vi fat i endnu ét af Steens ambitiøse tiltag.
Steen havde gået og tænkt over hvilken form en højttalermembran skulle have for at kunne fungere optimalt. De fleste på markedet havde enten form som en keglestub eller ”trompetform”. Steen ville vide hvad der var bedst (eller mindst dårligt ) , og det var jo meget svært med mindre man selv begyndte at producere membraner – eller få dem produceret. Sidstnævnte løsning var udelukket rent økonomisk. Den eneste vej frem var derfor at gå i gang med selv at producere membraner. Dét havde ingen af os prøvet før, så vi skulle finde ud af et sted at starte.
Steen havde filosoferet en del over dette emne da han en dag fik en ide. Han tog forbi en legetøjsbutik og købte nogle enorme, spraglede balloner. De kunne klippes op og formes som en ”fleksibel membran”. Som sagt så gjort. En gummimembran blev spændt ud over en gulvspand, og så var vi klar. Steen havde drejet en lille træcylinder à la svingspoleform, som kunne presses ned i midten af den udspændte gummimembran. Her stod vi så og kiggede på hvordan membranformen ændrede sig afhængig af hvor meget cylinderen blev presset nedad.
Det blev hurtigt klart, at formen ikke var en keglestub, men nærmere en art ”trompetform”. Ingen af os vidste rigtigt noget om hvad der lå til grund for at formen ændrede sig som den gjorde, for selve stramningen af gummimembranen skulle også vise sig at få indflydelse på den fremkomne form.
I den periode hvor jeg kendte Steen rigtigt godt sejlede jeg på langfart halvdelen af året. Kort tid efter vi havde fundet ud af formen med gummimembranen skulle jeg igen ud at sejle på de store verdenshave. Jeg tilbød Steen at dreje et sæt forme til presning af membraner hvis ”bare” han kunne give mig noget materiale med at dreje af + ikke mindst koordinaterne i X –Y akse som jeg kunne dreje efter. Steen var fyr og flamme, og på kort tid fik han både fremskaffet en nyloncylinder på ca. Ø 10 cm og ca. 20 cm lang. Desuden havde han fået fat i en formel som beskrev minimalformen. Denne formel havde Steen lagt ind i sin computer, så jeg kunne få et udskrift der var ca 30-40 cm langt spækket med koordinater. De mange koordinater var med en hulens masse ”betydende” cifre, så jeg måtte selv runde lidt af her og der. Det gjorde jo heller ikke noget når vi var nede i 1/100 mm størrelsen, vel
Da jeg kom ud at sejle kunne jeg gå og pusle med projektet i fred og ro efter fyraften, og der var mange af mine kolleger ombord som synes det var meget skørt, det jeg lavede, men alligevel meget interessant.
Med tungen lige i munden (det var jo ikke en programmerbar drejebænk, men en almindelig manuel drejebænk!) blev den ene halvpart drejet færdig. Den blev herefter slebet op med meget fint smergellærred, så den var meget glat og lige til at støbe modparten efter.
Jeg borede et hul i midten af begge halvparter, så jeg kunne stikke et stykke rundmessing igennem til støtte under støbningen af modparten. Støbningen blev udført i epoxy-masse, så det var ganske holdbart. Nu glædede jeg mig rigtigt meget til at komme hjem og lege videre med dette finurlige projekt.
Da jeg dukkede op med stumperne var Steen vildt begejstret, så vi gik i gang med det samme. Steen havde indkøbt noget flydende paraffin som man kunne smøre formene med inden membranen blev lagt i klemme. Membranerne blev lavet af kevlar med forskellig finhed i vævningen, og vi var meget spændte på hvordan det skulle forløbe. Det gik markant lettere end vi havde frygtet. OK, der kom da nogle enkelte membraner med folder i. Al begyndelse er jo svær.
Som sagt var membranerne ikke særligt svære at producere pr. håndkraft, så nu skulle vi bare finde ud af hvilken type lim de skulle coates med inden presningen, og hvor meget der skulle bruges. Vi prøvede det hele lige fra så lidt som overhovedet muligt til total ”indsovsning” af membranen.
Jeg mener at vi brugte 2-komponent Araldit. Det hærdede bedst op i varme, så hver gang vi havde lavet en membran kom den ind under arkitektlampen, hvor der kunne blive pænt varmt! Mens vi ventede på at mambranen skulle hærde op kunne vi fornøje os med vilde ideer, smøger og chokoladekiks!
Membranerne med minimal mængde lim var meget ”bløde” og kunne flekses relativt meget, så det var måske lige i underkanten. Dem der fik rigtigt meget blev helt glatte og blanke i overfladen. De var utroligt flotte og ekstremt stive. De føltes, og lød, ligesom glas når man knipsede på dem. Det var nok lige lidt for meget i den anden grøft.
Man kunne sige, at vi nu i grove træk havde membranen færdig i den optimale form (minimalformen). Nu manglede resten af højttalerenheden ”bare” at komme på plads.
Vi drøftede flere muligheder. Blandt andet at lave en membran med to forskellige minimalformer klistret sammen ude i periferien. Ideen var at der så skulle være en forskel mellem membranerne på kun 3-5 mm nede ved svingspolen. Vi legede så med tanken om at hulrummet mellem de to membraner skulle fyldes ud med en type skum som den slags der ekspanderer, og som bruges til isolering / fastholdelse når man bygger huse.
Nogle husker måske den tyske Görlich enhed, som (vistnok) bestod af en polyurethanskum-membran beklædt med et tyndt lag aluminimusfolie. Jeg mener at Niels Nørby dengang i en periode havde den i sit 4-vejs Ascolta system.
Tesen var at de to membraner med den lidt forskellige form ville bryde op forskelligt (hvis det overhovedet skete) og at skummet i mellemrummet skulle opfylde to ønsker. 1. At holde de to membraner ”limet” sammen. 2. Have en dæmpende effekt, som skulle minimere resonanser / opbrydninger i membranmaterialet.
Hm, hvilken type skum skulle man vælge. Og hvor fik vi fat i det? Dengang kunne man ikke lige købe det ”på gaden” – det var vist kun håndværkere som kunne. Det indeholdt vistnok også epoxy, så det var ikke alle og enhver som kunne købe det.
Jeg kendte en kemiingeniør, som syntes at projektet lød meget spændende, og hvis det skulle blive aktuelt ville han sandsynligvis kunne skaffe 10-15 forskellige slags skum med forskellige egenskaber, densitet, hårdhed osv. Det kom (desværre?) aldrig så vidt.
Da der for dette projekts vedkommende var tale om en enhed på ca. 4 tommer ville enheden ikke få brug for en særlig stor bølge. Steen mente at vi selv skulle fremstille bølgen af tyndt filt, som blev coatet på den ene side. Dette for både at gøre den lufttæt samt at ”stabilisere” og dæmpe filten. Når man limede membranerne sammen kunne den ”forreste” (ud mod lytteren) have en lidt mindre diameter end den bageste. Man kunne så lime bølgen på den del af den bageste membran, som stak frem. På den måde ville man kunne få forsiden membranen til at fortsætte direkte ud i bølgen helt uden kanter, forhøjninger eller fordybninger, som alt sammen er af det ”onde”.
Resten af højttaleren ville ikke være noget problem at lave. Der skulle bare bruges en svingspole efter specifikation, og resten af enheden ville Steen bygge op ganske som han plejede. Uvist af hvilken årsag kom vi ikke ret meget længere med dette specifikke projekt. Steen havde altid gang i (for) mange forskellige projekter på én gang. Og jeg skulle også ud at sejle igen.
Jeg kan se på Arsenix´s indlæg at ideen blev holdt i live og at der blev produceret membraner efter dette oplæg, om end i større dimensioner. Steen havde endnu engang fat i noget af det rigtige. Det bliver man nødt til at erkende, hvis det med en enkelt membran af minimalform + diverse Duelundske modifikationer kan få en 8 tommers enhed til at rende lineært ud over ”kanten” ved de 20 kHz.
Det må i sandhed siges at være imponerende, intet mindre!
Venlig hilsen
Karsten Sømand.
3DX skrev:med mindre der har være tryk på spanden (under ballonen) så må den da ha formet en ret line! det er da den korteste vej mellem to punkter = minimal membran.
men den er nok ikke ideal, pga. styrker, energi overførelsen, kobling osv.
arsenix skrev:3DX skrev:med mindre der har være tryk på spanden (under ballonen) så må den da ha formet en ret line! det er da den korteste vej mellem to punkter = minimal membran.
men den er nok ikke ideal, pga. styrker, energi overførelsen, kobling osv.
Det mindst mulige areal fås ikke med en ret linie fra yderkant til svingspole.
Det matematiske udtryk / kurveformen ligger på Steens komputer og den har jeg ikke adgang til, men har Sømanden måske gemt den ?
mvh
Arsenix
Duelund skrev:
Denne gang bliver det lidt sværere, for vi skal ud i en matetisk diciplin, der hedder minimaloverflader.
Det er lidt snørklet rent matematisk, men dog såre simpelt at indse.
Spænd en gummiflade over et hul og pres med en mønt midt på. Den form gummiet antager er minimalformen, der faktisk ligner en eksponential membranoverflade. Denne form skal bruges til at opnå phasealignment for diskantenheden. Altså den baffelform, som diskanten skal se ud i.
Formen har den fordel, at den er "stiv" alene ved sin form, da den skal "strække" sig for at komme ud af form.
Vælges membranmaterialet af noget ikke strækbart som f.eks kulfiber, kevlar kan man med limer kendt fra bølgeridebrædder (kan ikke huske deres navn) opnå særdelse stive membraner at bruge som grundlag for en mere fornuftig højttalermembran beskrevet tidligere.
matematikken bag følger her:
Radius svingsple: r
Radius membran: R
Den søgte kurveform kan udregnes med svingspolens center placeret i (0,0). Membranens højde følger x-aksen og den voksende membrandiameter y-aksen jfr. formelen:
Hmax = r*LN (R/r + sqrt (R2/r2 -1))
Rd = r*cosh ((h*arccosh (R/r)/Hmax)
Denne kurve er en idealkurve da vinkelen svingspole/membran er nul for maksimal energioverførsel.Men lydens hastighed i det brugte material bestemmer vinklen, så den skal kunne ændres.
Der er frihed til at placere svigspolen hvor som helst på kurven. så svingspolens radius og Hmax er ukendt.
Formlerne må derfor ændre lidt for at have disse som indgangsstørrelse.
R, r and Hmax er nu faste størrelser, som du bestemmer størrelsen på.
Rd er nu bestemt af Rd= c*cosh (h/c + arccosh (r/c))
Størrelsen c findes udfra den valgte højde jfr. formelen
Hmax = c*LN ((R/c + sqrt (R2/c2 - 1))/(r/c + sqrt (r2/c2 - 1)))
Herved er konusfom for dem, der måtte finde det interessant at lege med samt form for diskantens baffel klargjort. Det kan kaldes en slags horn, men uden kompression og med en af naturen udviklet form - nemlig overfaden af en sæbehinde, der forbinder to ringe, eller hvilken former man nu ville vælge,
Naturen har løst det på sin måde, så hvorfor ikke bruge den.
mvh Steen Duelund
3DX skrev:nu er der altså meget mere inde over, end at lave den membran med mindst overflade, for at forbinde et punkt til et andet.
hvis den ballon er tynd, blød, osv. så vil den altså lave en ret linie fra kanten (hvis denne ikke påviker forbøbet) og til der hvor man presse noget ned.
hvorfor skulle den, hvis den er helt fri af påvirkninger, danne en trompet?
sæbebobler... hvorfor skal overflade spændninger blandes ind i det
tegn to punkter på et stykke papir. hvordan forbindes de med mindst mulig blæk
det gør de altså med en ret linie.
det er ikke det samme som ideal membran geometri, men sådan er den altså kortest.
Brugere der læser dette forum: Ingen tilmeldte og 1 gæst