Druckkammer-Lautsprecher--Wie sieht es innen aus?

Ich wollte schon seit längerem wissen, wie es in einem Druckkammerlautsprecher aussieht. Nachdem ich eine größere Menge solcher Lautsprecher auf Funktion getestet hatte, blieb ein defekter übrig, den ich dann zerlegte.

Hier einige Beispiele für die Ausführung kompletter Systeme..

 

Im Folgenden Bilder vom "Schlachtfest".

Aufbau und Wirkungsweise eines  Horn-Lautsprechers

Bestandteile sind der Treiber, das Horn und das Gehäuse.  Häufig sind auch Anpassungs-Übertrager integriert.

Meist wird dieser Lautsprechertyp im Freien für Großveranstaltungen, als portables Megaphon oder als Lautsprecher auf Autodächern von z.B. Polizei und Feuerwehr für die Information der Öffentlichkeit eingesetzt.

Als Treiber wird häufig eine gewölbte Kalotten-Membran aus Kunststoff, Aluminium oder Titan als permanent-dynamisches System  verwendet.  Dadurch wird das innere System zum einen wetterfest, zum anderen kann im eingeschränkten Frequenzbereich (z.B. reine Sprachübertragung ) ein relativ linearer Frequenzgang erreicht werden.

Der hohe Schall-Wirkungsgrad von ca. 50% kommt zum einen durch die Verwendung von Dauermagneten aus Neodym oder Alnico und zum anderen durch eine innere Druckkammer mit reduziertem Ausgangsquerschnitt zustande. D.h. die Membrane arbeitet wegen der kleinen Austrittsöffnung  gegen einen erhöhten  Gehäusewiderstand und erzeugt  damit einen hohen Innendruck. Am Ausgang der Kammer stellt sich eine erhöhte Schall-Geschwindigkeit ein, die von der Hornform optimal an den Raum abgestrahlt wird.

Da das ideale Schallhorn mit abnehmender Tonfrequenz zunehmende Baulängen benötigt, wurde das sog. Falthorn entwickelt. Zwei Schalltrichter sind hierbei in einander verschachtelt um die Gesamtgröße zu mindern.

Ohne diesen „Trick“ wären Hörner von unhandlicher Länge nötig. Das Alphorn ist ein Beispiel für den niedrigen Frequenzbereich bei einem unkomfortablen Transport.

Zur Funktionserklärung gibt es zwei animierte Darstellungen der Schallausbreitung im Horn.

- Prinzip der Schallabstrahlung,

- Wirkungsweise des Falthornes.

Vorteile dieses Lautsprechertyps gegenüber sog. Konus-Lautsprechern sind

• kleine Baugröße insbesondere durch die Konstruktion als Falthorn (Horn in Horn),
• einfach aufzustellen und zu transportieren, da geringes Gewicht und kl. Volumen,
• rel. linearer , aber schmaler Frequenzbereich,
• durch hohem Wirkungsgrad ist ein Betrieb mit Verstärkern geringer Ausgangsleistung möglich,
• Ausrichtung der Schallübertragung auf einen schmalen Sektor durch die Richtwirkung des Hornes,
• Wetterfestigkeit. Voraussetzung für den Betrieb in Stadien,auf Parkplätzen, Schulhöfen usw.

Nachteile

• Verwendung für tiefe Frequenzen nicht verzerrungsfrei möglich,
• befriedigende Musikübertragungen nur mit einer Kombination von mehreren Lautsprechern mit unterschiedlichen Frequenzbereich sinnvoll. In diesemFall „gewinnt“ aber wieder die Box mit 3-Wege-System und Konus-Lautsprechern und besserem Rund-Abstrahl-Verhalten.
• Wegen der gebündelten Schall- Ausrichtung in Vorauslinie ist ein guter Raumklang nur mit sehhr hohem Aufwand möglich.

Sicher können erfahrene Nutzer des Radiomuseum.org hierzu noch einige weitergehende Informationen beitragen.

Nachtrag

Nachdem ein Leser des oben stehenden Berichtes nach der Verkürzung des Hornes durch "Faltung" nachgefragt hat, weitere Bilder, aus denen die Verkürzung der Baulänge hervorgeht.

Blick in das erste Horn-Teilstück, das die Schwingungen der Membrane (im Zentrum) abstrahlt.

Hier die drei Teilstücke in der tatsächlichen Richtung vor dem Zusammenbau.

Die Schallwellen aus dem ersten Horn reflektieren am Ende des 2. Metallhornes. Der Schall aus dem 2. Horn gelangt in das dritte (große) Horn, dort am Boden ein weiteres Mal reflektiert und dann an dessen Mundöffnung in den Raum gegeben.

Diese Zusammenstellung der 3 Horn-Abschnitte zeigt (grob) die Gesamtlänge des wirksamen Hornes. Beim Horn links ist nur der Vordere Teil mit dem größeren Durchmesser an der Schallführung beteiligt..

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.