Hornlautsprecher
Unter dem Begriff Hornlautsprecher sind Lautsprecher zusammengefasst, die
vor oder hinter der Membran (=Halsöffnung) einen verlängerten akustischen Weg
(Trichter) haben (bis zur Mundöffnung). Hörner haben durch das Aufweiten einen
Verstärkungseffekt, der in der Vor-Transistor-Ära häufig genutzt wurde.
Traktrix oder Kugelwellenhorn für Mittel- und Hochton sind
kreisrund und Länge und Durchmesser müssen min. Lambda/2 betragen. Bei
Mundöffnung und Länge 60cm ergibt sich eine untere Grenzfrequenz von ~250Hz.
Der Hornverlauf (Kontur) entspricht dem Weg, den ein Gewicht (mitten auf einem
Tisch) beschreibt (sog. Schleppkurve), wenn man es an einem Faden (bis zur
Tischkante) entlang der Kante zieht. Der Selbstbau ist damit etwas schwierig.
Bausatz-Hörner ohne Chassis sind nicht billig. Wenn Sie mehr wissen wollen,
dann lesen Sie mal bei www.methe-family.de
Bei konischen Hörner oder Tapped-Horns für Tiefton nimmt der
Querschnitt von der Halsöffnung bis zur Mundöffnung langsam und linear zu.
Dadurch ist die akustische Länge im Verhältnis zum Volumen relativ lang und es
werden sehr tiefe Grenzfrequenzen erreicht. Das Verhältnis von Mund- zu Hals-Öffnungsfläche
ist die sog. Hornverstärkung. Konische Hörner sind mit ~1:10 nicht so laut und
der Frequenzgang ist nicht so toll, der Hörtest auch nicht (Brennholz
produziert).
Das Exponential-Horn (Grammophon-Trichter) soll die Raumluft
nahtlos an die relativ kleine Membran ankoppeln. Der Hornquerschnitt wird streng exponentiell größer:
Hornfläche bei x = Halsfläche * e^(k*x); in k steckt die untere Grenzfrequenz,
x= Weg ab Hornhals. Mittel-/Hochtonhörner müssen gerade (phasenrein) sein, um
sie orten zu können. Tieftonhörner dürfen gefaltet werden, weil wir Frequenzen
unter ~200Hz kaum orten können und deshalb Phasenverschiebungen durch
Laufzeitunterschiede nicht stören.
Ob das Horn an der Vorder- oder Rückseite des Chassis
angekoppelt wird ist egal. Durch das Volumen der Rückkammer wird versucht, den
gleichen akustischen Widerstand aufzubauen, Wie im Hornhals. Bei bestimmten
Chassis (TSP) kann die Berechnung dazu führen, das die Rückkammer so groß wird,
dass sie weggelassen werden kann. Das Chassis strahlt dann zusätzlich in den
Raum die Mittel- und Hochtöne ab, während die Tiefen durchs Horn verstärkt
werden sollen. Mir ist kein geeignetes Chassis bekannt, außerdem gibt es für
mindestens eine Frequenz 180° Phasendrehung (=Auslöschung).
Sie können den Frequenzgang mit dem Programm Hornresp
simulieren: 'http://www.hornresp.net.ms/' (Setup.exe) (Free)Damit Sie nicht
stundenlang herumprobieren müssen, folgen Sie mir bitte in Gedanken.
Wohnraumtaugliche Hörner beherrschen kaum mehr als 2 Oktaven (Hornresp). Also
teilen wir den Frequenzbereich wie folgt:
50-200Hz; Tiefton mit AWM104(124). Das Horn ist mit 500-600l
Volumen als echtes Eckhorn machbar.
200-800Hz (2000Hz); Mitteltiefton mit 6MI10. Das Horn ist
mit je ~50l umbauten Volumen machbar, reicht aber nur mit klanglichen Einbussen
bis 2000Hz.
800-2400Hz; Mittelhochton mit Kompressionstreiber. Das
MHT-Horn ist kleiner, aber ein geeigneter Kompressionstreiber unter 250€ !!!
ist mir nicht bekannt.
2400Hz-20kHz; Hochtonhorn CP21F, kann nicht tiefer als
2000Hz.
Hinzu kommt noch ein weiteres Problem. Für eine passive
Weiche sind die Hörner nicht alle gleichlaut, also 7-8 Monoendstufen (ohne
Lüfter, sonst fluchen Sie!) mit 4-Weg-Aktivweiche. Das lässt sich dann nicht
mal eben mit links einpegeln, von den Phasenlagen ganz abgesehen.
Um ein Expo-Horn zu konstruieren gehen Sie der Reihe nach
wie folgt vor:
BassCAD starten; TSP wählen; z.B. AWM104(AWM124); Expo-Horn;
untere Grenzfrequenz fc=Frequenz, bei der das Horn nicht mehr funktioniert,
festlegen. z.B. fc=44Hz; Halsöffnungsfläche ~Membran/2 = 250cm²;
Aufstellungsart Eckhorn mit drei festen Wänden im Winkel von 90°.
Nun nehmen Sie ein Blatt Papier, zeichnen eine quadratische
Grundplatte 75cm*75cm an eine Zimmerecke.
Dann die Mundöffnung bei einem Meter Innenhöhe mit
5940cm²/100cm=59,4cm Breite ein. Mit dem Schieber (unter Ecke) können Sie das
zweite Maß bei x=144 ~2500cm²/100cm=25cm ablesen. Um die erste Kurve verringert
sich die Fläche auf ~2000cm²/100cm=20cm (x=130). Bis zur nächsten Kurve sind es
45cm x=85 A=974cm² Breite=9,75cm. Um die Kurve verringert sich die Breite auf
9cm (x=80). Bis zur nächsten Kurve sind es 60cm x=20 A=350cm² Breite 3,5cm. Auf
den letzten 15cm verringert sich der Querschnitt auf 250cm² bis an die Ecke der
Schallwand.
Mit den 4 Abschnitten können Sie nun den Frequenzgang in
Hornresp simulieren. Auffällig ist das Bandpassverhalten und der frühe Abfall
unter 60Hz (leider auch Brennholz produziert).
Wichtig ist noch, das Sie in den Kurven die Querschnitte
nicht wesentlich verändern, außerdem sollten Sie in den 1m hohen Kanälen zur
Stabilität Leisten oder Klötzchen setzen, das Rückkammervolumen muss stimmen
und die Wand vor der Schallwand sollte gut verschraubt sein, sonst kommen Sie
nicht mehr ans Chassis. Wo eine feste Mauer ist können Sie Holz einsparen. Aus
Gewichts- und Handhabungsgründen habe ich zwei 50cm hohe Hörner gebaut und
aufeinander gestellt. Das kostet ein 2. Chassis, aber die Physik ist zufrieden.
Die handwerklich geschickten unter Ihnen können sich ein
echtes 'Klipsch-Eckhorn' oder das
etwas einfachere 'Eckhorn 18' von Bernd Timmermanns aus
'Hobby HiFi 2003-02' bauen. Vorher sollten Sie sich jedoch die (teuren) Chassis
besorgen. Das Holz ist nocheinmal so teuer! Die oben genannte asymmetrische
(Schnecken-) Faltung ist am effizientesten. Die Klipsch und das Eckhorn 18 sind
symmetrisch gefaltet und daher kürzer, fcut ist höher! Mit dem BSW184/AWX184 können
Sie auch mal eben einen Dipol versuchen, möglicherweise bauen Sie dann kein
TT-Horn mehr.
Das Mitteltonhorn im nächsten Kapitel wird ähnlich
konstruiert.
