Lautsprecher-Teile: Gehäuse, Hochtöner und Schalldämpfung

Aufrufe 1 Mal bewertet mit „Gefällt mir” Kommentare Kommentar
Mag ich anklicken, wenn dieser Ratgeber hilfreich war
Lautsprecher-Teile: Gehäuse, Hochtöner und Schalldämpfung

Ein Lautsprechergehäuse beherbergt den Lautsprecher und sorgt dafür, dass ein akustischer Kurzschluss beim Betreiben desselben vermieden wird. Wird ein Lautsprecher ohne Gehäuse oder Schalltrennwand betrieben, sinkt sein Wirkungsgrad und die Schallwellen können sich durch Druck und Unterdruck nahezu völlig auslöschen.
Das ist insbesondere bei tiefen Tönen ein Problem. Lautsprechergehäuse sind in unterschiedlichen Bauarten erhältlich und nutzen den Schall auf unterschiedliche Weise. Als Lautsprecherbox bezeichnet man im Endeffekt die Lautsprecher zusammen mit dem Gehäuse und der Frequenzweiche.
Teilweise ist auch noch ein Verstärker eingebaut, etwa in den Aktivboxen, zu denen Sie in den folgenden Zeilen noch detaillierte Informationen erhalten werden.

Diese Funktionen hat ein Lautsprechergehäuse

Im Wesentlichen unterscheidet man bei einem Lautsprechergehäuse drei Funktionen. Zunächst einmal ist hier die Möglichkeit der Aufstellung zu nennen. Dazu bringen Sie die Lautsprecher in eine geeignete Position, um die adäquate Beschallung des gewünschten Bereichs gewährleisten zu können.
Um eine möglichst gute Schallwirkung erzielen zu können, beachten Sie den Abstrahlwinkel, aber auch die Abstände zum Boden oder von den Lautsprechern zueinander. Teilweise sind zur perfekten Platzierung auch Ständer oder Wandbefestigungen notwendig. Damit über die Lautsprecher auch gut hörbare Klänge zu vernehmen sind, muss der Luftaustausch zwischen Vorder- und Rückseite des Lautsprechers behindert oder über Resonatoren geleitet werden. Das lässt sich über ein Gehäuse erreichen und ist insbesondere dann notwendig, wenn die Wellenlänge der gespielten Frequenzen größer ist als der Durchmesser der Membran.
Die Schallführung über das Lautsprechergehäuse betrifft sowohl den Schall auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite.

Diese Gehäuseformen werden unterschieden

Bei Lautsprechergehäusen differenziert man grundsätzlich zwischen Varianten mit offener Schallwand, mit geschlossenem Gehäuse oder mit einem Bassreflex-Gehäuse. Aber auch andere Bauarten sind möglich.

Die Lautsprechergehäuse mit einer offenen Schallwand

Lautsprechergehäuse mit offener Schallwand findet man meist in Wiedergabegeräten, in die die Lautsprecher bereits integriert sind. Dazu gehören zum Beispiel Transistorradios. Fernsehgeräte, Gitarren/Instrumentenverstärker oder tragbare CD-Player und Kassettenrekorder.
Aber auch moderne Dipollautsprecher und Lautsprecher im Retrodesign sind mit solchen Lautsprechern ausgestattet. Die Schallwände in offenen Lautsprechergehäusen sind zwangsläufig endlich und können den akustischen Kurzschluss nur teilweise verhindern. Wird eine gewisse Frequenz unterschritten, wird vermehrt der Druck zwischen Vorder- und Rückseite ausgeglichen, wodurch der Wirkungsgrad sinkt.
Diese Gehäuse sind mit ebenen, aber auch mit gefalteten offenen Schallwänden verfügbar. Bei Letzteren wird durch die Faltung weniger Raumvolumen beansprucht, wodurch auch kleinere Lautsprecherlösungen möglich werden. Jedoch kommt es bei Lautsprechergehäusen mit gefalteter Schallwand relativ häufig zu Hohlraumresonanzen, wodurch eine akustische Bedämpfung notwendig sein kann. Der Vorteil von Lautsprechergehäusen mit offener Schallwand ist, dass das Gehäuse keinen direkten Einfluss auf den Lautsprecher hat. Nachteilig ist, dass es zur Übertragung von Frequenzen, die unter 100 Hz liegen, enorm großer Schallwände bedarf.

Die Lautsprecher mit einem geschlossenen Gehäuse

Wie der Name schon vermuten lässt, kommt bei dieser Lautsprecherlösung ein Gehäuse zum Einsatz, das größtenteils luftdicht abgeschlossen ist. Damit kann ein akustischer Kurzschluss effektiv unterbunden werden, was den Wirkungsgrad solcher Lautsprecher erhöht. Da das Chassis durch die Federwirkung des Gehäuses eine erhöhte Resonanzfrequenz und -güte erhält, werden hier meist Chassis eingebaut, die nur über eine niedrige Freiluftresonanz und Gesamtgüte verfügen.
Der Innenraum wird zusätzlich mit Wärme speicherndem Material bedämpft. Unstrittige Vorteile einer solchen Lautsprecherlösung mit geschlossenem Gehäuse sind der einfache Aufbau und die leichte Abstimmung. Strömungsgeräusche werden zudem vermieden, wobei auch tiefste Frequenzen wiedergegeben werden können.
Der Phasengang und die Gruppenlaufzeit werden dabei zudem nur gering verzerrt, wodurch die Verwendung von kleinen, aktiv entzerrten Boxen möglich ist. Geschlossene Gehäuse dürfen weder zu groß, noch zu klein sein, um wirkungsvoll zu sein. Die richtige Gehäusegröße wird nach den Grundangaben der jeweiligen Lautsprecher berechnet.

Die Lautsprecher mit Bassreflex-Gehäuse

Bassreflex-Gehäuse sind vornehmlich für Tiefton-Lautsprecher gedacht. Hier haben Sie im Gegensatz zum geschlossenen Lautsprechergehäuse keinen luftdichten Raum, sondern ein Volumen, das über einen Kanal mit der Außenwelt verbunden ist. In diesem Kanal wird – zusammen mit dem Gehäusevolumen – ein Resonator gebildet, der die Abstrahlung des Schalls innerhalb der Serien-Resonanzfrequenz wirksam erhöht. Abgestimmt wird die Resonanz dabei über die Kanallänge und die Thiele-Small-Parameter des Lautsprechers und des Gehäusevolumens.
Durch Bassreflex-Gehäuse können auch Lautsprecher mit starken, elektrodynamischen Antrieben genutzt werden, die bei geschlossenen Systemen in den tiefen Frequenzen unterhalb ihrer Eigenresonanz nur einen eher schlechten Wirkungsgrad besitzen. Die Vorteile von Bassreflex-Gehäusen liegen zum einen in einer deutlich höheren Lautstärke bei Abspielen der untersten Oktave und bei einer um etwa 1,1 Oktaven höheren Oktavenausnutzung.
Besonders Bässe können mit diesen Lautsprechergehäusen sehr kräftig wiedergegeben werden. Nachteilig sind etwa die höheren Gruppenlaufzeit-Schwankungen und teilweise störende Strömungsgeräusche, wenn der Tunnel zu klein ist.

Die Lautsprecher mit einem Bandpassgehäuse

Bandpassgehäuse dienen ausschließlich zur Übertragung von Klängen, die sich innerhalb schmaler Frequenzbereiche bewegen. Das darf maximal eine Oktave sein, um noch sinnvolle Ergebnisse zu erhalten. Beim Bandpass-Gehäuse arbeiten die Chassis zwischen zwei Kammern, einer vorderen und einer hinteren. Die hintere Box ist geschlossen und nicht im Kontakt mit der Umgebung, die vordere ist über einen Belüftungskanal mit der Umgebung verbunden. Aus der Luftmasse im vorderen Kanal und der Federsteife des Volumens im Vorderbereich entwickelt sich die Schallabstrahlung.
Die geschlossene Hinterkammer macht die Bewegung der Membran möglich und verhindert den akustischen Kurzschluss. Neben dieser einfachen Form sind auch Bandpassgehäuse erhältlich, die doppelt ventiliert sind. Bei diesen wird nicht nur die Energie der Vorderkammer effektiv genutzt, sondern auch die der hinteren. Sind beide Kammern unterschiedlich groß und verschiedenartig abgestimmt, kann damit der Übertragungsbereich erweitert werden. Daneben gibt es noch weitaus kompliziertere Varianten, zu denen beispielsweise die Mehrkammer-Bandpassgehäuse gehören.

Die Lautsprecher mit weiteren Gehäusevarianten

Mithilfe verschiedener Varianten kann die Wirkung von Lautsprechergehäusen und damit natürlich auch der Lautsprecher noch weiter erhöht werden. Eine davon ist die Transmissionslinie, eine Variante der offenen Box, bei der das gesamte Gehäuse zu einem Ventilierkanal umgeformt wird. Die Länge der Transmissionslinie hat Einfluss auf die untere Grenzfrequenz des Lautsprechers. Daher wird für TL-Boxen in der Regel ein Chassis gewählt, das mit leichten Magneten und einem bei Eigenfrequenz deutlich überhöhten Frequenzverlauf aufwarten kann.

Darüber hinaus kann der Wirkungsgrad des Lautsprechers noch durch Schalltrichter, auch als Hörner bekannt, verbessert werden. Hörner sind im High-End-HiFi-Bereich umstritten, im PA-Bereich jedoch nach wie vor sehr beliebt, da mit ihnen trotz relativ geringer Verstärkerleistung eine gute Lautstärke erzielt werden kann. Es wird zwischen konischen, exponentiellen, parabolischen und hyperbolischen Trichtern unterschieden, wobei exponentielle Hörner den größten Wirkungsgrad aufweisen. Auch eine Raumecke kann mehr oder weniger als Schalltrichter genutzt werden, um beispielsweise die Tieftonwirkung zu verbessern.

Aktivboxen – Lautsprecher und Verstärker in einem Gehäuse

Die Bezeichnung Aktivbox oder auch Aktivlautsprecher steht für eine Lösung, bei der sich Lautsprecher und Verstärker in einer Box befinden. Diese Gehäuse verstärken das eingehende Signal aktiv, wodurch sich die Bezeichnung erklären lässt. Für den Einsatz des integrierten Verstärkers ist stets eine separate Stromzufuhr erforderlich, weshalb Aktivboxen zusätzlich mit einem Netzteil oder Batterien ausgestattet sind.
Der Vorteil von Aktivboxen ist die leichte Handhabung und die Tatsache, dass die Verstärker genau auf die jeweiligen Lautsprecher abgestimmt sind. Oft sind Aktivboxen günstiger als vergleichbare Lösungen aus passivem Lautsprecher und separatem Verstärker. Nachteilig ist unter anderem die geringe Flexibilität, da die Einzelteile nicht separat gewechselt oder bei Defekt ausgetauscht werden können. Aktivboxen kommen unter anderem als Monitor- und PC-Lautsprecher zum Einsatz.

Passivboxen – Lautsprecher ohne integrierten Verstärker

Im Gegensatz zu Aktivboxen sind in Passivlautsprechern keine Verstärker integriert. Diese Lösungen benötigen daher eine Endstufe, einen Powermixer oder einen Verstärker, um Klänge wiederzugeben. Dafür ist keine eigene Stromzufuhr notwendig. Passivboxen müssen immer mit einem aktiven Lautsprecher oder einem externen Verstärker kombiniert werden, damit etwas zu hören ist.

So funktioniert die Schalldämpfung bei Lautsprechern

Bei der Schalldämmung wird das Ziel verfolgt, die Ausbreitung des Schalls zu verhindern, um so etwa eine Lärmbelästigung von Anwohnern zu vermeiden. Bei der Schalldämpfung versucht man stattdessen die Resonanzen des Luftkörpers im Lautsprechergehäuse zu beruhigen, um die Klangqualität zu erhöhen. Das kann mit verschiedenen Dämmmaterialien geschehen, wie zum Beispiel Schurwolle, Polyester etc.. Die Art der Schalldämpfung unterscheidet sich je nach Gehäuseart.
Während Bassreflexgehäuse in der Regel recht locker mit dämpfendem Material versehen werden, kommt bei geschlossenen und TF-Gehäusen eine etwas dichtere Füllung zum Einsatz. Daneben muss das Material für einen hohen Wirkungsgrad richtig positioniert werden. Hier befinden sich oft kleine Ösen innerhalb des Gehäuses, die das Dämpfungsmaterial mithilfe von Fäden, ähnlich wie in einem Spinnennetz, festhalten. Diese Technik gilt als wirkungsvoller, als das einfache Füllen des Lautsprechergehäuses mit Schurwolle oder Ähnlichem.

Lautsprecher als Hochtöner (HAT), Mitteltöner (MT) und Tieftöner (TT)

Neben verschiedenen Gehäusevarianten kann man bei Lautsprechern auch zwischen Hoch-, Mittel- und Tieftönern unterscheiden. Mit diesen Lautsprecherlösungen können Hochtöner mithilfe von MT- und TT-Boxen zu Zwei- oder Drei-Wege-Systemen kombiniert werden.
Hochtöner sind dabei, wie der Name schon vermuten lässt, für die hohen Frequenzen ausgelegt. Diese beginnen in der Regel bei etwa 2 kHz und reichen bis zu 20 kHz. Diesen Hochtönern sind mit Frequenzweichen mit Hochpassfiltern versehen, die verhindern, dass die Lautsprecher durch hohe Signalpegel mit tiefer Frequenz Schaden nehmen. Verwendet werden als Hochtöner beispielsweise Kalotten-, Druckkammer- und Trichterlautsprecher, aber auch dynamische Lösungen. In Beschallungsanlagen kommen meist Trichterlautsprecher zum Einsatz.
Mitteltöner sind für den mittleren Frequenzbereich konzipiert, während sich die TT-Lautsprecher („woofer“) den tiefen Frequenzen annehmen. Zur Größe, Leistung und Art von MT- und TT-Lautsprechern lässt sich keine pauschale Aussage treffen. Diese sind von der Abstimmung aller drei Lautsprechertypen abhängig.

Möchten Sie Ihr Wissen weitergeben? Erstellen Sie Ihren eigenen Ratgeber… Verfassen Sie einen Ratgeber
Weitere Ratgeber erkunden