Hohe innere Dämmung: Das müssen Sie bei der Materialien-Auswahl für Lautsprecher-Gehäuse beachten

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Hohe innere Dämmung & Co: Das müssen Sie bei der Wahl der Materialien für ein Lautsprecher-Gehäuse beachten

Für viele Musik-Enthusiasten sind die Lautsprecher das Herzstück der eigenen Musikanlage oder dem Heimkino-System, da sie letztlich als direktes Bindeglied zum menschlichen Gehör gelten. Entsprechend wird großer Wert auf die Auswahl der passenden Lautsprecher gelegt, um eine größtmögliche Klangqualität zu erzielen. Die zweite Möglichkeit besteht darin, sich diese individuell mit Bausätzen selbst zu designen, um so die persönlichen Bedürfnisse in Bezug auf die Klangqualität möglichst optimal abzudecken. Einflussfaktoren sind dabei die Art der Musik, die bevorzugt wird, wie auch die räumlichen Gegebenheiten, die bei der Akustik eine wichtige Rolle spielen.

Bau der Lautsprecher-Gehäuse

Ein Schwerpunkt im nachfolgenden Ratgeber liegt im Bau der Lautsprecher-Gehäuse, da hier viele wichtige Aspekte berücksichtigt werden müssen: zum einen, was das Gehäusevolumen selbst anbetrifft, zum anderen, welche Materialien für die Box verwendet werden sollten und welche sich für die innere Dämmung eignen. Ein Anspruch auf Vollständigkeit besteht dabei nicht, da das Thema insgesamt sehr komplex ist - sind die Grundzüge jedoch klar, sollte dem Eigenbau nichts mehr im Wege stehen. Zur Vertiefung des Wissens um den Lautsprecherbau gibt es zudem jede Menge an Ratgebern und Fachliteratur, die sehr hilfreich sein können, ebenso wie die zahlreichen Foren im Internet.

Frequenzbereiche

Das menschliche Gehör ist in der Lage, Frequenzen im Bereich von etwa 16 Hz (Hertz) im Bereich der Tieftöne sowie bis zu 20.000 Hz (entspricht 20 kHz) bei Superhochtönen wahrzunehmen. Bei der Musikwiedergabe wird dabei folgendermaßen unterschieden, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Grenzen aufgrund der Übergangsbereiche eher fließend sind:

Tieftöne reichen etwa von 20 Hz bis 150 Hz. Im unteren Bereich bei 20 Hz können nur wenige Instrumente wie etwa die Pfeifenorgel in der Kirche mithalten. Der Kontrabass steigt mit seinem Grundton bei etwa 35 Hz mit ein, ähnlich wie die Harfe.

Mitteltöne liegen zwischen circa 100 Hz und 3.000 Hz. Die männliche Stimme beginnt bei 100 Hz, die weibliche Stimme etwas höher bei 250 Hz, um Ihnen eine Orientierung zu geben. Eine Elektro-Gitarre kann je nach Bauart bei ungefähr 150 Hz mit durchstarten.

Hochtöne umfassen die Frequenzen von ungefähr 3.000 Hz bis hin zu 20.000 Hz. Die bereits erwähnte Pfeifenorgel kommt bei den Hochtönen ebenfalls sehr gut zur Geltung - und zwar in ihren Grundtönen, was schon eine Besonderheit ist. Mit entsprechenden Obertönen kommen etwa die Piccoloflöte oder die Klarinette hoch bis zu etwa 15.000 Hz.

Wie gesagt dienen diese Angaben als Orientierungswert, denn neben den Grundtönen kommen bei den Instrumenten noch die Obertöne hinzu, die den Frequenzbereich deutlich erweitern.

Chassis

Als Chassis werden die einzelnen Lautsprecher bezeichnet, die letztlich im Gehäuse verbaut werden. Diese gliedern sich von der Bezeichnung her auf wie im Abschnitt zuvor beschrieben:

  • Tieftöner (auch als Basslautsprecher bezeichnet)
  • Mitteltöner
  • Hochtöner

Gut erkennbar sind die unterschiedlichen Arten bereits am Durchmesser der Membran, am größten bei Basslautsprechern, am geringsten bei Hochtönern. Die Gründe sind an dieser Stelle noch relativ leicht nachvollziehbar: Die Einheit Hertz gibt die Anzahl der sich in einem Zeitraum von einer Sekunde wiederholenden Schwingungen an. Bei 20 Hz im Bassbereich wären das also 20 Schwingungen (Schallwellen) pro Sekunde, der Tieftöner muss durch die Membran selbst also sehr viel mehr Luft in Bewegung versetzen als ein Mitteltöner mit zum Beispiel 1.000 Hz oder ein Hochtöner, der noch deutlich schneller agiert – vereinfacht gesagt wird weniger Luft schneller bewegt.

Eine Besonderheit in diesem Zusammenhang stellen sogenannte Subwoofer dar, diese sind explizit auf niedrige Frequenzbereiche ausgelegt - ob dieser zwingend bei 20 Hz beginnen muss, ist eine andere Frage, denn es gibt nicht viele Instrumente, die hier angesiedelt sind und entsprechend wiedergegeben werden müssen.

Wie funktioniert ein Lautsprecher?

Das Funktionsprinzip eines Lautsprechers liegt darin, elektrische Signale mithilfe einer Membran in Schallwellen umzuwandeln. Ohne näher darauf einzugehen, wird die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Membran durch die Wechselwirkung mit einem Dauermagneten und einer Schwingspule erzeugt. Dabei ist klar, dass die Schwingungen nicht nur nach draußen austreten, sondern auch im Inneren des Lautsprechergehäuses ausgestrahlt werden, dabei kann es zu verschiedenen Effekten kommen, die erwünscht oder eben unerwünscht sind. Ein Beispiel etwa wäre die stehende Welle: Kurz gesagt wird eine Schallwelle etwa mit einer halben Wellenlänge zwischen zwei parallelen Gehäusewänden hin und her reflektiert, kommt es zum Effekt der stehenden Welle und entsprechenden Interferenzen (Überlagerungen). Eine geschickte Dämpfung kann dabei sehr gut Abhilfe schaffen, jedoch muss berücksichtigt werden, dass sich das auf die jeweiligen Frequenzbereiche unterschiedlich auswirken kann.

Dämmung und Dämpfung

Häufig führen die beiden Begrifflichkeiten Dämmung und Dämpfung durch die Ähnlichkeit zu Irritationen, von daher eine kurze Erklärung an dieser Stelle: Durch die Dämmung eines Lautsprechergehäuses soll die ungewollte Schalldurchlässigkeit selbst verringert werden. Bei der Dämpfung werden Schallwellen absorbiert und im Idealfall in Wärme umgewandelt. Entsprechend der Aufgaben kommen unterschiedliche Materialien zum Einsatz, um die jeweiligen Ziele zu erreichen, dazu später mehr.

Lautsprecherbau leicht gemacht

Bewährte und zudem in der Praxis erprobte Lautsprecher-Bausätze vereinfachen den Einstieg in den Eigenbau aus mehreren Gründen: Im Lieferumfang sind in der Regel alle benötigten Bauteile inbegriffen - vom Chassis über die Frequenzweichen für Mehrwege-System sowie Terminals, Schraubensätze und im Optimalfall bis hin zu geeignetem Dämmmaterial in ausreichender Menge für das Innenleben.

Zumeist liegt noch eine Anleitung mit bei, die ausführlich den Gehäusebau erklärt, denn Größe, Volumen und ähnliche Vorgaben selbst zu berechnen, erfordert deutlich mehr Fachwissen, um hier optimale Ergebnisse zu erzielen. Für diesen Fall sollten Kenntnisse in Bezug auf den Thiele-Small-Parameter vorhanden sein, über den mithilfe verschiedener Kennzahlen das Gehäuse berechnet werden kann.

Hinzu kommt, dass Dämpfungsmaterialien nicht willkürlich in das Gehäuse gestopft werden, vielmehr kommt es gerade auch auf die richtige Positionierung an. Mit ein wenig mehr Erfahrung können Sie den Lautsprecherbau durch die eigene Auswahl der Komponenten zu einem späteren Zeitpunkt noch weiter individualisieren und optimieren.

Wahl des Baumaterials für Lautsprechergehäuse

Die richtige Wahl des Baumaterials für das Lautsprecher-Gehäuse spielt mit eine gewichtige Rolle, um die Klangqualität zu optimieren, da Eigenresonanzen des Gehäuses zu Klangverfärbungen führen können ebenso wie der Durchtrittsschall. Optimal ist, wenn der Schall nur durch die Membranen der Chassis' und die dafür vorgesehenen Öffnungen austritt. Prinzipiell wäre Stein wie etwa Schiefer besonders geeignet, ist allerdings nur aufwendig zu verarbeiten und bringt ein viel zu hohes Eigengewicht mit sich. Empfehlenswert sind daher Sperrholzplatten mit einer Dicke zwischen 15 mm bis 24 mm, die allerdings sehr genau zugeschnitten werden müssen. Etwas leichter tun Sie sich mit mitteldichten Faserplatten, die ähnliche Eigenschaften wie Multiplex-Platten mit sich bringen. Manchmal kommen auch Acrylglas oder Plexiglas zum Einsatz, um durchsichtige Designer-Boxen zu bauen, was natürlich die Frage aufwirft, wie diese befüllt mit Dämmungsmaterial aussehen.

Ein weiteres Thema ist die Versteifung der Gehäuse durch die zusätzliche Anbringung von Streben im Inneren der Boxen. Ob hier große oder kleine Streben längs oder gekreuzt angebracht besser sind, lässt sich nicht pauschal beantworten.

Materialien für die Dämmung

Wie gesagt wird hier unterschieden zwischen Dämmung und Dämpfung: Um die Innenwände für die Dämmung zu beschichten, wird häufig Bitumen verwendet, am besten selbstklebend und mit einer Stärke von 4 mm. Ebenfalls sehr gute Ergebnisse erzielt man mit Stahlschrotmatten, die aus mit kleinen Stahlkugeln befüllten Kammern bestehen. Filz eignet sich ebenfalls, wirkt dabei im Unterschied zu den vorab genannten Materialien zugleich dämmend, wenn vollflächig auf den Innenwänden des Gehäuses angebracht und dämpfend, wenn das Gehäuse lose befüllt wird. Für die Beklebung der Innenwände eignen sich dabei vor allem Dispersionsklebstoffe.

Dämpfungsmaterialien 

Für die Dämpfung können ebenfalls unterschiedliche Materialien mit jeweils spezifischen Eigenschaften verwendet werden. Einige Selbstbauer schwören etwa auf Glaswolle oder Steinwolle, andere dagegen auf Schurwolle oder Baumwolle, mit denen das Gehäuse lose befüllt wird. Ebenfalls gängig in diesem Zusammenhang ist Polyesterwatte, der allerdings nachgesagt wird, Schwächen bei den Bass-Grundtönen zu haben. Die Schlussfolgerung daraus ist, dass man sich genau informieren sollte über die Dämpfungsmaterialien, da diese in den Bass-, Mittel- und Hochtönen jeweils unterschiedlich reagieren. Ein weiteres Kriterium ist die Menge des verwendeten Materials, die richtig bemessen werden muss wie auch die Auswahl der optimalen Befüllstellen. Oft ist es hilfreich, hier zu experimentieren, bis der Klang den eigenen Bedürfnissen am nächsten kommt.

Auch der Raum beeinflusst den Klang

Nicht wenige behaupten, dass die räumlichen Gegebenheiten mit bis zu zwei Dritteln mit verantwortlich sind für die erzielbare Klangqualität, was im Prinzip eigentlich schon auf der Hand liegt und sich ganz gut an einem Beispiel darstellen lässt:

Werfen Sie einen Stein ins Wasser, können Sie eine sich gleichmäßig ausbreitende Welle beobachten, trifft diese auf einen Widerstand, wird sie reflektiert und es kommt zu Reflexionsüberlagerungen. Ähnliches geschieht, wenn Sie zwei Steine gleichzeitig ins Wasser werfen: Sobald die Wellen aufeinandertreffen, kommt es ebenfalls zu Störungen. Selbiges geschieht auch mit den Schallwellen im Wohnzimmer: Bei ungewollten Überlagerungen wird die Klangqualität schnell beeinträchtigt. Also muss man wissen und/oder ausprobieren, welche Boxen in welcher Größe und mit welcher Leistung wo positioniert werden sollten, um genau diesen Effekt so gut wie möglich zu vermeiden.

Materialien und Tipps zur Schalldämmung im Raum

Übrigens können hier auch Dämmmaterialien mit ins Spiel kommen - besonders in kleineren Räumen oder solchen mit großen Reflexionsflächen wie nackten Wänden oder größeren Fensterflächen. Im Wesentlichen geht es dabei darum, dem vorhandenen Raum Schallenergie zu entziehen:

Zum Beispiel helfen auf einem Parkettboden passende Teppichläufer, Fensterflächen durch Vorhänge entschärfen und Glastische nicht unbedingt zwischen Sitzposition und Lautsprechern aufstellen. Für den einen oder anderen mag das vielleicht etwas übertrieben klingen, wer allerdings eine möglichst optimale Klangqualität erzielen möchte, kommt nicht darum herum, alle Kriterien wie eben auch die Räumlichkeiten mit ins Konzept einzubeziehen.

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