Hornlautsprecher          
 

von Heinz D.                           
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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.


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