Téma: Praktické rady pro konstrukci samotného boxu

autor: Michal

Je zvláštní, že do stavby boxů se pouštějí i lidé bez jakýchkoliv znalostí problematiky a tím, že buď okopírují nějaký již navržený projekt, nebo to prostě risknou. Dokonce jsem se setkal s tím, že designér nebyl schopen ze zadaného objemu navrhnout kvádrový box. Bez takových znalostí se do stavby není dobré pouštět. Nicméně právě úplným začátečníkům, nebo těm, kteří se při konstrukci pustili špatnou cestou a teď neví proč je to špatně je určen tento článek.

První nápad, z čeho boxy vyrobit, obvykle zahrnuje lamino. To není moc dobré řešení, protože jakákoliv nepřesnost je neopravitelná a už na desce zůstane. Lamino nechme nábytkářům.
Jako hodní konstruktéři tedy přejdeme k surovému materiálu, na které po kompletaci vytvoříme jakousi povrchovou úpravu, podle schopností a možností. Nejvhodnější pro začátečníka, který se nehodlá pouštět do exotických tvarů, je dřevotříska. MDF je vhodnější z akustického hlediska i z hlediska opracovatelnosti, ale její sehnatelnost je horší.
Taky musíme mít kde pracovat, vhodná je vybavená tátova dílna, garáž atd. Vybavení, které je dobré mít pro základní diy konstrukci beden bych rozdělil do dvou skupin, na absolutně nezbytné a vhodné.

Věci nezbytné

  1. Vrtačka - k té se rozumí mít vrtáky do dřeva a železa různých velikostí (3-10) a velmi praktickým pomocníkem je také vykružovací vrták s variabilním průměrem otvoru. S ním se dají udělat podle konstrukce dokonale kulaté otvory do průměru cca 11cm.

  2. Přímočarka - pilka s kmitacím proužkem pro vyřezání kulatých otvorů pro reproduktory. Při troše šikovnosti se dá s velikostí otvoru navázat tam, kde skončil vykužovací vrták.

  3. Šroubovák - alespoň jeden větší křížový, pokud použijeme vruty na upevnění repra, pokud jsme správní konstruktéři a použijeme zápustné matice a šrouby, potom šroubovák nebo inbus.

  4. Páječka - na zapájení vodičů, konstrukci výhybky, samozřejmě s dalším příslušenstvím jako je cín atd. Ačkoliv většina hifi reproduktorů má terminály připravené na fastonové konektory, je velmi vhodné raději vodič přiletovat přímo, upadnuvší fastonek může třeba zkratovat zesilovač a ouha.

  5. Lepidlo, nůž - a další spotřební matriál zanedbatelné ceny jako tužka, úhel, metr, kružítko.


Věci vhodné

  1. Svrchní frézka - je velmi šikovným pomocníkem, umíme-li s ní zacházet. Jednak s ní jde vytvořit zapuštění reproduktorů, které potom krásně splývají s přední deskou (to je hezké i zvukově přínosné) a můžeme ji použít i na zaoblení hran, případně memáme-li přímočarku, prokousat i otvor pro repro.

  2. Svorky - ve větším množství a různých délkách. Jsou velmi praktické na stahování schnoucího skeletu, nějaké zatěžování knihami se nás snad netýká.

  3. Tmel, smirek - a podobné vybavení na zahlazení eventuálních nepřesností napojení hran, uštíplých kousků atd.

  4. Kocour / cirkulárka - pro přířez vnitřních příček, případně další úpravy.

Předpokládejme, že alespoň základní vybavení máme a chceme mít tu krabici už konečně hotovou. Způsobů jak zkonstruovat bednu je víc a liší se zejména způsobem napojování desek a konečnou povrchovou úpravou. Jelikož nemám vlastní zkušenosti s dýhováním, tomuto způsobu povrchové úpravy se zde nebudeme věnovat. Nabídnu zde ovšem způsob, kterým lze vyrobit vzhlednou na konstrukci nijak extrémně náročnou bednu, jako povrchovou úpravu zvolíme samolepící tapetu s imitací dřeva a přední desku zhotovíme z masivu, namořeného do stejného, nebo kontrastního tónu k tapetě. Konstruktér začátečník jistě rád využije služby moderních hobby-marketů, které nabízejí přířez, respektive prodej přesně na míru nařezaných desek. Jediné, co po nás fáze návrhu vyžaduje, je vymyslet rozměry tak, aby po sestavení vznikla bednička.

Pro jednoduchost uvažujme, že chceme stvořit pasivní subwoofírek k PC za použití reproduktoru ARN-226 v uzavřené ozvučnici. Někde jsme se dozvěděli, že vhodný objem pro ARN-226 je 30l. Jak získat vnitřní objem 30l? Vzhledem k tomu, že něco zabírá magnet reproduktoru, něco eventuální příčky pro zpevnění uvnitř, čistý objem prostoru ohraničeného deskami zvolíme 32l. V této fázi je nutné ujasnit si estetické požadavky na tvar a znát též sílu dostupného materiálu. Rozměry desek budou jiné pro různě silný materiál, budeme totiž spojovat desky na tupo, tedy hranou na plochu.

32l, reproduktor ARN-226, tedy 22.6cm celkový průměr reproduktoru, proč neudělat kvádr široký zvenku 30cm, a výšku zvenku zvolme kupříkladu 40cm. Hloubku ponechme jako volný parametr s tím, že si stanovme například její možný rozsah od 30 do 50cm. V případě, že nám pro daný objem její hloubka padne mimo tento interval, patřičně upravíme rozměry přední desky. Jelikož 32l jsem zvolili za vnitřní objem vzduchu, musíme od požadovaných rozměrů přední desky odečíst sílu materiálu u všech 4 hran. (Nejčastější síla dřevotřísky je buď 18 nebo 19mm, řekněme, že máme v okolí Baumax, ve kterém mívají většinou 19mm DTD, relativně kvalitní). Od rozměrů přední desky tedy odečteme sílu materiálu 300 - 2x19 = 262; 400 - 2x19 = 362. Získali jsme vnitřní rozměr přední stěny ozvučnice a její plocha bude tedy 262 x 362 = 94844mm2. Aby nám seděly jednotky převedeme si nyní 94844mm2 na dm (1l = 1dm3) což je 9.4844dm3. Prostým vydělením požadovaného objemu v litrech tímto číslem získáme potřebnou vnitřní hloubku boxu, tedy 32 / 9.4844 = 3.374dm. Rozměry vnitřku tedy budou 262 x 362 x 337mm. Jak se nám to promítne do vnější hloubky? Abychom získali vnější hloubku je potřeba k vypočtené hloubce vnitřní opět přičíst sílu stěn, tedy 337 + 2x19 = 375mm.

V tomto okamžiku si musíme určit jaké bude rozložení stěn. Obvykle doporučuji, aby stěna s největšími rozměry (obvykle to u hifi bývají boční stěny) ostatní obepínala a svazovala, a přední a zadní stěna aby byla vložena mezi boky a dno a strop. Kvůli povrchové úpravě, kterou budu popisovat dále je vhodné, aby přední stěna byla srovnána s obvodem boků a dna a stropu, kdežto zadní stěna byla o pár mm zapuštěna, už z důvodu montování terminálu, který se většinou z lenosti nezapouští. Těchto pár mm vytvoříme snadno navýšením vnějšího rozměru hloubky na 340mm. Stanovili jsme si rozsah hloubky 30-50cm, jsme v něm a bednička se pomalu rýsuje.

Jak tedy stanovíme konečné rozměry desek? Řekli jsme si, že deska s největší plochou (tedy boky) bude obepínat ostatní, bude mít tedy plné rozměry. Jedná se o bok, tedy rozměr desky bude 340 x 400mm. Tyto desky potřebujeme dvě. Dále jsme si stanovili, že přední a zadní stěna budou plně obepnuty, a tedy dno a stop budou obepnuty boky ale zároveň budou obepínat přední a zadní stěnu. Rozměry dna a stropu tedy budou 340 x 262mm. Opět dva kusy.

Konečně rozměry přední a zadní stěny stanovíme snadno přímo z rozměrů vnitřního prostoru 262 x 362mm. Také dva kousky. Máme celkem 6 stěn, více pro kvádr není potřeba a můžeme je ject do baumaxu objednat a přivézt domů. Vezmeme také jednu desku z masivu, stačí síla 16mm a víc v rozměru nějbližším větším, než je vnější rozměr přední desky. Budeme ji potřebovat při povrchové úpravě a další práci s repry. Vybereme nějakou pěknou bez suků a rovnou, materiál nechám na vašich finančních možnostech. Také se jako praktické osvědčily dřevěné hranolky čtvercového profilu o rozměru do 1cm. Pár jich vezmeme.

Máme doma nařezané desky. Můžeme si je zkusmo sestavit, abychom se přesvědčili, že to sedí. Z dřevěných profilů si nařežeme krátké špalíky kolem 5cm dlouhé. Lepidlem tyto hranolky přilepíme na desky tak, aby nám vytvořily dorazy pro složení boxu. Na bocích budou tedy u všech 4 hran, na stropě a dně pouze na hranách, které sousedí s přední a zadní stěnou. Jako mustr pro jejich polohu použijeme kousek DTD o stejné síle, který přiložíme jakoby to byla následně lepná stěna a hranolek nalepíme tak, aby vytvořil přesný doraz. Na každou hranu použijeme dva hranolky přibližně v jedné a třech čtvrtinách délky hrany a budou tedy přilepeny naležato, 19mm od hrany desky. Pozor, stanovili jsme si, že zadní stěna bude zapuštěná a tedy hranolky které vymezují zadní stěnu musí být o naše 3mm posunuty směrem od hrany desky.

Výsledek je tedy ten, že na obou bočních deskách máme na jedné straně 8 hranolků, vždy dva u každé hrany, na jedné straně jsou 22mm od hrany a na zbylích třech jsou 19mm od hrany. Desky, které budou představovat dno a strop vypadají tak, že na jedné jejich straně jsou u hrany dva hranolky 19mm od hrany a u protější hrany 22mm od hrany. Desky pro přední a zadní stěnu jsou bez hranolků.

Zatím co nám schne lepidlo, vezmeme jednu z desek, které jsou určeny na předek a zadek a uděláme do ní otvor na terminál. Ten máme už dávno koupený, případně známe jeho rozměry. Otvor děláme spíše na těsno, zvětšování děr je snadné, zmenšování nikoliv. Prakticky je nejvhodnější použít buď terminál s kruhovým otovrem, který půjde vykružovacím vrtákem, nebo obdélníkový, který uděláme přímočarkou.

Do druhé, hranolky neosazené desky, nyní musíme udělat otvor pro reproduktor. Jeho umístění zvolme pro naše účely tak, že reproduktor bude umístěn ve svislé ose přední desky a výškově tak, aby byl stejně daleko od boků jako od stropu. Jelikož máme přední desku obepnutou z boků i shora, bude se nám snáze pracovat. Otvor pro repro tedy umístíme na osu desky (262 / 2 = 131mm) a stejně daleko od jednoho z jejích rozměrů bude střed otvoru pro reproduktor. ARN-226 má průměr otvoru v ozvučnici 181mm, uděláme tedy od našeho středu kruh o poloměru (181 / 2) 91mm. Podle čáry poté vyřežeme přímočarkou, začistíme smirkem, aby nám do repra nepadaly třísky.

Nyní můžeme složit kompletní bednu a postupně slepovat a stahovat. Doporučuji postupovat tak, že nejprve slepíme dno s jedním bokem, po zaschnutí přilepíme přední stěnu, poté zadní, potom strop a nakonec vše svážeme druhým bokem. Vždy pečlivě stahujeme všechny kontaktní plochy a přilepujeme i k hranolkům, ke kterým můžeme také s citem stahovat. Lepidla použijeme spíše větší množství, které bude stažením vytlačeno, ale zajistí lepší prostup lepidla materiálem a dokonalou vzduchotěsnost, takže nebude nutné zevnitř dotěsňovat silikonem či jinými postupy. Přebytečné lepidlo otřeme hadrem a případně po dokonalém zaschnutí odřízneme nožem a obrousíme.

Pro jednoduchost jsem vynechal případné příčky a výztuhy, které by byly více než vhodné. Ty jdou udělat buď jako přímé spoje například hranolky 4x4, nebo dalšími stěnami a přepážkami s dostatečným volným prořezem pro proudění vzduchu.

Pokud jsme pracovali precizně, je box na poklep pevný, působí monolityckým dojmem. Hrany na omak jsou téměř neznatelné, pouze je jasná jiná struktura řezu a plochy desky. Pokud nám deska někde přesahuje na omak znatelně srazíme tuto hranu pilníkem do úrovně desky na ní kolmé. Všechna místa, kde se tedy vyskytuje řez desky, či kde se pilovalo pečlivě zatmelíme a necháme proschnout. Po přebroušení by již nemělo být na omak poznat, kde stěna končí přímo a kde je řez kolmé hrany. Také lehce zaoblíme hrany bedny, aby nebyly ostré. Tohle je důležité, vhledem ke způsobu povrchové úpravy, který použijeme. Jakmile jsme s hladkostí tmelených míst spokojeni, hladkým smirkem přebrousíme i plochy desek, struktura dřevotřísky se tak významně zjemní. Bednu vyluxujeme a otřeme jemně navlhčeným hadříkem, nebo jinak zbavíme prachu a třísek. Doporučuji vnitřek bedny natřít světlou barvou. Jednak do ní lépe uvidíme a druhak se barvou zafixují třísky a prach, který tam mohl z konstrukce zbýt. Stejně je dobré zatřít i řezy otvorů pro terminál a reproduktor. Z venku bednu poté nalakujeme například obyčejným nitrolakem. Lakujeme všechny stěny, kromě přední. Na přední stěně zasahujeme lakem jenom přibližně 1cm kolem hran. Lak je vhodný, protože na surové dřevotřísce by špatně držela samolepicí fólie, a jako bonus s jeho pomocí dosáhneme dokonalé hladkosti povrchu pod tapetou. Nátěr je dobré několikrát opakovat a vždy před tím bednu přebrousit jemným smirkem. Poslední nátěr po zaschnutí lehounce přebrousíme a intenzivně otřeme mokrým hadrem (dáváme pozor, aby se nám nedostala vlhkost na nenalakovanou část bedny) a poté vysušíme.

Tímto je bedna připravena na lepení fólie. S fólií postupujeme opatrně, lepíme v jednom kuse. Začneme na spodku a postupujeme přes bok, strop, druhý bok a opět skončíme na spodku. Vyháníme bubliny a hadrem přitlačujeme fólii od středu ke stranám. Pokud zpozorujeme pod tapetou nečistotu, odlepíme a smetí odstraníme. Tapetu umísťujeme tak, aby na přední staně bylo navíc vždy minimálně 1cm a na zadní straně minimálně 3cm. Necháváme si nějakou rezervu pro případ, že jsme začali křivě a tapeta bude ujíždět. Tohle se stává u velkých beden velmi často, 1mm nepřesnosti se na metrové bedně snadno změní v centrimetrové problémy. Když máme celou bednu obalenou kolem dokola, ostrým nožem se fólií prořízneme k rohům a začistíme tak, že na přední stěně bude přilepen onen cca 1cm přesah, a na zadní straně fólie přelepí hrany desek, a ony 3mm zapuštění zadní stěny. Zadní stěna není nikterak esteticky důležitá, naložte s ní podle svého, já jí také polepuji fólií. Působí to kompaktněji.

Kdybychom nyní chtěli dopolepit celou bednu fólií, vypadalo by to velmi nehezky a na přední straně bychom měli vidět spoje a přechody. Teď přichází čas na laťovku a přední stěnu z masivu. Zakoupenou desku zmenšíme tak, aby sedla na přední stěnu naší bedny. Já ji vyrábím o cca 1mm menší, působí to na mne nějak lépe. Budeme-li zapouštět/zafrézovávat reproduktor, učiníme tak nyní, a dáváme pozor aby byl v pozici, kterou jsme mu vytýčili otvorem v ozvučnici. Pro nás tedy ve středu desky (150 - 150) a 150mm od hrany (vidíme, že 150 nám krásně koresponduje s 131mm, které představovali 150 bez síly stěny). Pokud jsme desku z masivu udělali o ten fousek menší, započítáme to a reproduktor opět umístíme na střed. Poté, co máme hotové zafrézování (u ARN-226 je to r=113 a hloubka 5mm, nejlépe podle šablony), vyřízneme přímočarkou opět otvor pro reproduktor s průmerem 181mm. Hrany desky můžeme srazit pilníkem, nebo frézkou, případně nechat ostré. Moření a případné lakování přední desky nechávám čistě na vás. Takto připravenou desku přilepíme na její místo na přední stěnu boxu a pevně přitáhneme tak, aby se lepidlem přitáhly a srovnaly případné nerovnosti laťovky. Tím se zároveň zvýší pevnost přední stěny, zakryjí konce fólie a bedna je vlastně po dřevěné stránce hotova.

Zbývá osadit terminál a reproduktor, a bednu vytlumit. Na reproduktor si předem přiletujeme vodiče (pro ARN-226 postačí dvoulinka 2x2.5mm2) a necháme si rezervu abychom mohli práci dokočit. Bednu zevnitř vytlumíme po stěnách vatelínem (což je zde možná i zbytečné), který přilepíme například chemoprénem. Tlumení je záležitost poslechová, u této konstrukce doporučuji i část objemu bedny napchat tlumicím materiálem, nicméně, pakliže Vám bude vyhovovat zvuk více, či méně vytlumené ozvučnice, je to čistě na Vás. Reproduktor na styčné ploše (pozor u plechových košů TVM, styčná plocha je tam zůžena) opatříme těsněním, například samolepícím P nebo M profilem na okna a stejně tak učiníme i na terminálu. Na terminálu je dobré z vnitřní strany opatlat silkonem i místo, kde procházejí závity svorek plastem, kvůli jeho vzduchotěsnosti. Osadíme reproduktor (připevníme například černěnými vruty do děr, předvrtaných vhodně malým vrtáčkem), přiletujeme vodiče k terminálu (dodržujeme polaritu), osadíme terminál a jsme hotovi.

Spodní stranu takového boxu je vhodné opatřit hroty, nebo alespoň filcovými nebo gumovými podložkami. Potřebujeme zajistit, aby se tapeta (náchylná k protržení ostrým předmětem) nesmýkala po podložce a hroty navíc zamezí přenosu vibrací do podložky.