RALF's BASSHORN

HORN-Info


Schallführung in Form eines sich erweiternden Rohres führt zu besserer Schallübertragung:

Durch die Bündelung der Schallenergie wird die Reichweite des Schallereignisses vergrößert und die Lautstärkeempfindung beim Hörer erhöht.

In grauer Vorzeit war das hohle Horn wilder Tiere sicher das geeignete Gerät für diese Zwecke; und es funktioniert immer noch.

 

Wenn wir uns heute die Form eines Hornes in Verbindung mit Lautsprechertechnik vorstellen, denken wir allerdings weniger an das Horn eines Tieres

als an die Form des Schallaustritts z.B. einer Posaune oder Tuba, die ja viel weiter aufgebogen sind.

Die Form des Horns zur Optimierung der Schallführung wurde also weiter entwickelt und somit konnten die guten Schallübertragungseigenschaften weiter verbessert werden:

 

Ein Horn

  

·         bündelt den Schall. Man hat den Eindruck einer kraftvollen Wiedergabe.

 

·     Es entsteht ein sauberes Klangbild:  Bis zum Austritt aus dem Horn treten weder Reflexionen, noch Brechungen oder sonstige Störungen des Schallverlaufs auf.

 

·     Geringe Verzerrungen bei Lautsprecher und Verstärker: Durch die offene Bauweise vor und hinter der Lautsprechermembran kann diese mit geringen mechanischen Belastungen frei schwingen. Es treten keine oder nur geringe Partialschwingungen auf.

 

·     Durch den hohen Wirkungsgrad des Horns kann der Verstärker im linearen Niedriglastbereich arbeiten.

 

·     Die Schallführung durch ein Horn bewirkt neben der Energiebündelung  auch die Transformation der kleinen Membranfläche des Treiberlautsprechers in die große Fläche des Hornmunds. Der akustische Kurzschluss oberhalb der Grenzfrequenz wird also allein

       durch die Größe der Strahlungsfläche ausgeschlossen. 

       Oder anders ausgedrückt: Bei der Abstrahlung von einem voll ausgebildeten Horn verhält sich die Schallwelle so, als wäre sie von einer

       Membran erzeugt worden, die der Größe des Hornmundes entspricht.

  

Dieser direkte und  freie Klangeindruck und die umwerfende Impulswiedergabe, die mit einer lässigen Leichtigkeit erfolgt, wird sonst von keinem anderen Lautsprechersystem so perfekt übertragen. Damit diese einzigartigen Klangeigenschaften voll zum Tragen kommen, muss der Konstrukteur eines Horns einige grundlegende Kriterien berücksichtigen:

 

1. Die Erweiterung des Hornquerschnitts muss kontinuierlich erfolgen.

             Abrupte Querschnitts- oder Formänderungen führen immer zu Reflexionen innerhalb der Welle.

             Ein runder Querschnitt des Hornkanals ist deutlich besser als ein eckiger.

 

2. Der Hornkanal sollte keinesfalls gefaltet oder geknickt werden.

             Auch hier gibt es Reflexionen, also gegen die Ausbreitungsrichtung zurück laufende Wellenteile, die so stark sein können,

             dass bestimmte Frequenzen ausgelöscht werden.

 

3. Eingangsfläche des Horns(Hornhals) Fh = halbe Membranfläche des Treiberlautsprechers. Das hat sich bewährt.

 

4. Austrittsdurchmesser des Horns (Hornmund) Dm = halbe Wellenlänge der unteren Grenzfrequenz.

    Kriterium zur Vermeidung des akustischen Kurzschlusses. Wegen der Trägheit der Luftmoleküle kann oberhalb ca. 1000 Hz  auch

    Dm =Lambda/3,14 (also U=Lambda) angenommen werden.

 

5.  Ein frei strahlendes Horn sollte immer soweit ausgebaut werden, bis der Schenkel des Hornmundes zur Mittelachse einen Winkel von 90° aufweist, und zwar rund um den ganzen Querschnitt. 

       Nur so kann sich die Welle vom Hornkanal lösen, ohne dass Brechungs-und Reflexionserscheinungen auftreten.

 


Bei meinen früheren Konstruktionen gefalteter Basshörner habe ich immer wieder die Erfahrung machen müssen, dass bei dieser abgewinkelten Schallführung ein Großteil der positiven Horneigenschaften verloren gehen: Der hohe Wirkungsgrad ist noch da und brummen tut das Teil auch ganz schön, aber ein sauberer Bass, der locker im Raum steht, kommt da nicht raus. Reflexionen und Brechungen sind hörbar. Die Töne werden scharf und der Frequenzgang ist im wahrsten Sinne des Wortes unberechenbar. Die angedachte untere Grenzfrequenz wird ebenfalls nicht erreicht. Um hier dann Abhilfe zu schaffen, muss massiv mit der Frequenzweiche nachgeholfen werden. Das bedeutet erhebliche Effektivitätseinbußen und Phasenwirrwar.

Auch das Kriterium der 180° Öffnung der Hornmunds (jeweils 90° zur Mittenachse) ist mit einer Kistenkonstruktion nicht zu verwirklichen.

Aus dem Horn wird letztlich ein Transmission Line Lautsprecher.

 

Heute ist mein Standpunkt dieser: Wer keinen Platz hat, sollte sich lieber um ein gut abgestimmtes Bassreflexsystem bemühen. Die Horneigenschaften fehlen natürlich, aber der Nutzen für das Gesamtklangbild ist größer.

Wer allerdings die erforderlichen Räumlichkeiten zur Verfügung hat, den möchte ich heftigst zum Bau eines ungefalteten, voll ausgebauten Basshorns ermuntern! 

Die Jahrzehnte lange Freude, die dieses Bauwerk bereiten wird, ist aller Mühen wert!



Wer seinen Hornquerschnitt dann nach der gebräuchlichen Form eines Exponentialhorns berechnet, wird außerdem feststellen, dass sich das 90° Kriterium erst nach unendlicher Länge ergibt. Dann ist aber die Fläche des Hornmunds auch unendlich groß.

Was jetzt??

 

Es gibt mehrere Auswege.  2 davon möchte ich hier beschreiben:


Querschnittsverlauf Expo-Horn
Querschnittsverlauf Expo-Horn

A    

Für ein Basshorn, dass aufgrund seiner Größe direkt in den Hörraum übergeht, ohne in einen größeren Raum frei abzustrahlen, kann auf das 90° Kriterium verzichtet werden, da Pkt. 1 (kontinuierliche Schallführung) wegen der weiteren Schallführung im Hörraum nicht verletzt wird.

Man kann also den normalen Expo-Querschnitt verwenden und als Mundumfang U=Lambda annehmen.

Für die oft genannte Halbierung der Mundfläche bei Bodenaufstellung habe ich keine ausreichende Erklärung. Wenn man diesen Wert zur Hornberechnung heranzieht, ergibt sich von vorn herein ein Querschnitt mit zu kleiner Öffnung, d.h. das Horn wird für eine höhere untere Grenzfrequenz berechnet als gewollt. Ich arbeite nicht damit.

 

Querschnittsverlauf Ralf-Horn
Querschnittsverlauf Ralf-Horn

B    

Für ein frei abstrahlendes Horn habe ich die Formel für die exponentielle Erweiterung des Hornquerschnitts so abgeändert, dass zu Beginn eine langsamere und zum Ende des Horns eine schnellere Querschnittserweiterung des Hornkanals erfolgt. So weist der Hornkanal bei Erreichen des Kriteriums nach Pkt.4 (Dm=Lambda/2) einen deutlich größeren Öffnungswinkel auf, der, so meine Empfehlung, außerhalb der berechneten Hornlänge konstruktiv auf den Wert von 90° gebracht werden kann, ohne das Kriterium nach Pkt. 1 zu verletzen.

( Das Kriterium Dm= Lambda/2 ist ja ein Minimalkriterium. Größer darf der Querschnitt ja

                                                                                          gerne werden.)


 Alle bisherigen Aussagen ( ausser A) gelten für alle Hornkonstruktionen und für alle hörbaren Frequenzen.


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