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Arten von Boxen - Hornbox |
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Exponential Box |
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Mit einem Horn kann den Schall hervorragend vom Schallwandler an die umgebende Luft übertragen werden. Daher werden Hörner immer dann eingesetzt, wenn es auf höchste Lautstärke ankommt. Für den HiFi-Betrieb gibt es jedoch ein Problem: Ein ideales Horn sollte einen Horndurchmesser von maximaler Wellenlänge geteilt durch 2 haben. Bei 30 Hz ist also ein Horn mit 5,5 Meter Durchmesser (Mundöffnung ~10m2) wünschenswert. Dies ist technisch kaum realisierbar. Man behilft sich deshalb mit Hornansätzen oder gefalteten Hörnern, die zum Teil auch die Wände des Raumes, in denen sie stehen, mit einbeziehen (Beispiel: das Klipsch-Horn).
Im HiFi-Bereich spielen Hörner heute eine untergeordnete Rolle, wobei es doch immer wieder Liebhaber dieses Prinzips gibt. Bei Rock-Konzerten, bei denen extreme Lautstärke und gute Bündelungseigenschaften benötigt werden, sind sie eine beliebte, gängige Boxenform.
Der höhere Wirkungsgrad der Hornsystemen wird dadurch erzielt, das sie besser die Luftmasse vor dem Lautsprecher komprimieren. Man muß sich das so vorstellen, wenn die Membran die Luft zu komprimieren beginnt weicht die Luft vor der Membran zur Seite aus. Dies führt dazu das die Luft nur zum Teil komprimiert wird und so nur ein geringer Teil als Schall abgestrahlt wird. Dies erklärt auch den schlechten Wirkungsgrad von 3-5% bei anderen Systemen.
Das Horn nutzt also den Zustand aus, das sich das Horn direkt an den Lautsprecher anschließt. So kann die Membran die Bewegungsenergie besser an die Luft abgeben, was zu 10 mal höheren Wirkungsgraden führt. Da zusätzlich sich der Querschnitt des Trichter nach der Konstante k ständig vergrößert, erhöht sich auch die effektiv abstrahlende Fläche und die relative Geschwindigkeit der Schallwelle. Man spricht von einer Transformation des Strahlungswiderstandes der Halsfläche (Anfang des Trichters) zum Strahlungswiderstand der Mundfläche (Ende des Trichters). Auf diese Weise wird die Membran besser ausgelastet, d.h. sie muß weniger Hub ausführen um die gleiche Schalleistung abzustrahlen. Dies wiederum führt dazu, nachdem Klirrfaktor, Intermodulationen und Dopplereffekte vom Membranhub abhängen, das man diese
Klangverfälschungen in der Regel vernachlässigen kann.
Es ist noch zu bemerken, das bei der Grenzfrequenz der Strahlungswiderstand des Hornes steil abfällt und somit kaum belastet wird. Dies führt zu möglicher mechanischer Überlastung durch zu großen Hub. Dieser Umstand begrenzt die Auswahl der Lautsprecherchassies auf jene, mit harter Membraneinspannung. |
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| Mit dieser Formel kann man die Fläche in Abhängigkeit vom Abstand x errechnen. K steht dabei für die Trichterkonstante die den Öffnungsfaktor bestimmt. |
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| Front Horn Loading: |
| Bei den Front loaded Hörnern, der klassischen Bauform, wir der Trichter direkt vor dem Lautsprecher angebracht. Die Schallabstrahlung erfolgt nur nach vorne in Abhängigkeit von der Horncharakteristik. Auch kann man das Volumen hinter dem Chassis ventilieren und so einen weiteren Tiefpassfilter aufbauen. Klassische Vertreter dieses Types sind die in Diskotheken ehemals eingesetzten Bassrutschen. Auch die allseits beliebten, und nur wegen ihrem hohen Gewicht, gefürchteten W-Bins. Diese Box zeichnet sich durch einen absoluten Tiefbass und ein hervorragendes Impulsverhalten aus. Heutzutage wird dieses System vom XL-Bin abgelöst. Dieses neue leistungsstarke, leichtere System ist ein Horn mit extrem kurzen Trichter. In den Ecken befinden sich weiter Reflexrohre die nicht wie üblich sondern auf 1/3 ihrer Länge angeregt werden. |
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| Front Direkt Rear Horn Loading |
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| Diese Boxenvariante ist eine Abwandlung der bereits erwähnten Bassrutsche. Man nutzt hier zusätzlich den Direktschall des Lautsprechers aus. Dabei ist zu beachten, das die mittlere Länge x, einem vielfachem der Wellenlänge entspricht. |
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| Front Loaded Back Direkt: |
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| Diese Form ist in den letzten Jahren immer beliebter, bei den Veranstaltungstechnikern, geworden. Sie vereinigt hohen Wirkungsgrad mit definierbarer Richtcharakteristik. Dies ist notwendig, da bei heutigen Großveranstaltungen immer häufiger gestackte Systeme zum Einsatz kommen. Auch bei Einsatz von Delaylines zur Erzeugung eines homogenen Schallfeldes, im Zuschauerbereich, benötigt man Lautsprecher mit definiertem Abstrahlverhalten und homogener Gruppenlaufzeit. |
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