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Hornlautsprecher

16.10.2012 // Jürgen Saile

Woran liegt es nun, dass das eine Horn trötet – die gibt es natürlich auch – und das andere überhaupt nicht? Horn ist Horn? Eben nicht, dazu muss man sich kurz überlegen, wie ein Horn überhaupt funktioniert: Schwingt eine Membran mit tiefer Frequenz, so kann die Luft seitlich ausweichen, es entsteht kaum hörbarer Schalldruck. Bei hohen Frequenzen ist die Membranbewegung zu schnell, als dass die Luftmoleküle seitlich ausweichen könnten, es entsteht also wirksamer Schalldruck. Mit einem Horn versucht man nun ganz einfach das seitliche Ausweichen der Luft zu verhindern. Das einfachste Horn wäre ein Rohr mit dem Durchmesser der Membran. Hiermit würde auch bei tiefen Frequenzen entsprechender Schalldruck aufgebaut. Allerdings käme es am Rohrende zu einem starken Druckabfall, der als Unterdruckwelle wieder zur Membran zurücklaufen und somit zu „Rohrverfärbungen“ führen würde. Man versucht dies nun zu umgehen, indem man das Rohr trichterförmig aufweitet: Der Druck wird dann langsam abgebaut. Das Horn ist somit geboren. Nun gibt es mittlerweile Unmengen an geometrischen Formen, die unterschiedliche Stärken und Schwächen haben.

Konus wird wegen der einfachen Bauweise oft im Tief-Mitteltonbereich eingesetzt.
Exponentiell bündelt stärker bei hohen Frequenzen, kann deshalb außerhalb der Achse dumpf klingen.
Traktrix das Horn ist bei gleicher Grenzfrequenz kürzer und kleiner. Gilt als äußerst verfärbungsarm.
Constant Directivity Hybridkonstruktion, von exponentiell übergehend in konisch. Streuwinkel unabhängiger von der Frequenz, neigt aber manchmal zu Verzerrungen am Übergang der beiden Formen.
Le Cléac’h Neueres Berechnungsmodell aus Frankreich, das zu wulstigem Hornmund führt. Weniger Sekundärschallquellen am Hornmund, bündelt nicht so stark.
Sektoralhorn Aufwändig in der Herstellung, wegen der breiten Dispersion üblicherweise im PA Bereich eingesetzt.
 


Daneben gibt es natürlich noch Unmengen anderer Formen wie Iwata, Mantaray, Smith Horn, die „Arschbacke“ von JBL...

Diese Aussagen sind natürlich sehr verallgemeinert. Wie immer, hängt das Ergebnis weniger vom Prinzip, als von der Ausführung und Gesamtkonstruktion ab. Verständlicherweise proklamiert jeder Hersteller für sein verwendetes Prinzip die beste Performance. Was die Hörner allerdings nie haben sollten, ist ein Knick im Richtungsverlauf. Deshalb ist der glatte Übergang vom Treiber ins Horn elementar wichtig. Auch ist ein runder, wulstiger Verlauf am Hornrand von Vorteil. Eine scharfe Kante würde hier zu Sekundärschallquellen führen, worunter die Abbildungsfähigkeit leiden würde. Nun liefert nicht jeder Treiber mit jedem Horn gute Ergebnisse, unabhängig von der Qualität der Komponenten. Hier ist ausprobieren und messen angesagt. Irgendwelche Vorhersagen diesbezüglich ähneln mehr der Trefferquote beim Wetterbericht.

Neben der Form spielt auch noch das Hornmaterial eine Rolle, Hörner aus Pappe – gibt es wirklich! – sind weniger zu empfehlen, massive Bauweise ist hier kein Nachteil. Mit einem Problem kämpfen alle Hörner: dem „Glockeneffekt“, das heißt am Hornmund schwingt das Horn wie eine Glocke. Netter Effekt, aber für HiFi natürlich unerwünscht. Dies lässt sich aber durch geeignete Dämpfungsmaßnahmen beheben. Allerdings werden dünne Plasikhörnchen hier eher Schwierigkeiten haben.

Elementar wichtig ist natürlich die Qualität der Treiber, hier werden starke Magnete und leichte Membranen benötigt. Teuer! Um Kosten zu sparen wird aber oftmals umgekehrt vorgegangen: leichte Magneten und schwere Membranen. Dann darf man sich über das Ergebnis aber auch nicht wundern.

Wo war ich stehen geblieben? Ach ja, Tröten: Einer der Hauptgründe für trötigen Sound liegt nun darin begründet, dass die Kombination Horn/Treiber – gemessen an der Horngröße – zu tiefe Frequenzen wiedergeben muss. Jedes Horn hat eine bestimmte untere Grenzfrequenz, bei der der Treiber bereits ausgeblendet sein muss. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Trennfrequenz der Weiche eine Oktave über dem Cutoff des Horns liegt. Trotzdem wird immer wieder versucht, aus optischen Gründen einem zu kleinen Horn zu tiefe Frequenzen abzuverlangen.

Möchte man den Bassbereich auch mit einem Horn übertragen und beherzigt die Cutoff-Regel, kommt man schnell in die Bredouille: Soll das Basshorn noch eine Frequenz von 40 Hertz übertragen, müsste der Hornmund einen Durchmesser von etwa vier Meter haben, ganz zu schweigen von der Länge des Horns! Der WAF (wife acceptance factor) befände sich in einem Dauertief!

Eine raffinierte Idee zu diesem Thema hatte Paul Klipsch bei seine Klipschorn: Hier wurden die Raumwände als Verlängerung des gefalteten Eckhorns hergenommen. Damit hatten sich die raffinierten Ideen allerdings auch schon erschöpft.

Auch bei dem System Grande Castine von Musique Concrète aus Frankreich· wird der nicht gerade winzige Bass üblicherweise noch durch einen Subbass unterstützt. Die Hörner werden nach einer Formel von Le Cléac’h berechnet. Hier sollen unter anderem die Sekundärreflexionen am Hornmund vermieden werden
Auch bei dem System Grande Castine von Musique Concrète aus Frankreich· wird der nicht gerade winzige Bass üblicherweise noch durch einen Subbass unterstützt. Die Hörner werden nach einer Formel von Le Cléac’h berechnet. Hier sollen unter anderem die Sekundärreflexionen am Hornmund vermieden werden

 

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