Kalotte, Horn und Konus – die drei wichtigsten Schallwandler

Möglichkeiten, einen Lautsprecher zu bauen, gibt es viele. Selbst in unserer hochtechnisierten Zeit gibt es noch nicht die eine universelle Bauart, die alle anderen überflüssig macht. Stattdessen tummeln sich zahlreiche unterschiedliche Lautsprecherarten auf dem Markt. Und damit ist nicht die Klassifizierung nach dem abzudeckenden Frequenzbereich gemeint, wie es bei Hoch-, Mittel-, und Tieftöner der Fall wäre, sondern tatsächlich die Bauart des Lautsprechers selbst. An dieser Stelle alle existierenden Bauweisen aufzuzeigen, würde den Rahmen sprengen, weshalb wir uns zunächst einmal den drei wichtigsten Lautsprecherbauarten widmen. Um letzte Missverständnisse auszuschließen: Hier geht es nicht um die Lautsprechergehäuse; die wurden bereits in einem früheren Artikel besprochen.

Heute behandeln wir die unterschiedlichen Bauweisen von Schallwandlern – insbesondere hinsichtlich der Form und des Materials. Fälschlicherweise wird der Schallwandler oft als Treiber bezeichnet. Genaugenommen passt diese Bezeichnung aber nur bei den Hornlausprechern. Der Schallwandler bezeichnet eigentlich nur den Teil eines Lautsprechers, der den Schall der Quelle wiedergibt, also auch die Lautsprechermembran. Seit den 1950er- und 60er-Jahren haben sich vor allem drei Formen durchgesetzt: die Kalotte, das Horn und der Konus. Letzteren hat jeder schon einmal gesehen, die Kalotte vermutlich auch, das Horn vielleicht nicht bewusst. Zugegebenermaßen ist das Horn unter den HiFi-Lautsprechern heutzutage auch ein ziemlicher Exot.

Hornlautsprecher

Relativ häufig trifft man heute dagegen auf das Horn, wenn es weniger um Musik als um Durchsagen oder (Warn-)Signale geht. So zum Beispiel bei Beschallungsanlagen großer Gebäude wie öffentlichen Schulen. Auch das Martinshorn ist im Grunde ein Hornlautsprecher. Ähnlich wie bei einer Trompete befindet sich am Ende eines Hornlautsprechers ein trichterförmiger Ausgang – das Horn. Angetrieben wird das Horn von der dahinter sitzenden Lautsprechermembran, die im Falle eines Hornlautsprechers auch Treiber genannt wird.

So ganz fremd sind sich Musik und Hornlautsprecher dann aber doch nicht, wenn man an das Grammophon zurückdenkt. Das ist für den Musikmarkt inzwischen zwar kaum noch relevant, einige Puristen halten dennoch am Hornlautsprecher fest – auch im HiFi-Bereich:

Die im Video gezeigten Hornlautsprecher zählen zu den Seltenheiten im HiFi-Bereich, für die Geschichte der Lautsprecher ist die Bauart der Hornlautsprecher (manchmal auch Druckkammerlautsprecher genannt) aber dennoch essenziell. Sie bildet praktisch die Urform der Lautsprecherbauarten. Und wie bereits erwähnt, findet man sie auch heute noch im alltäglichen Leben. Sei es nun ein Bahnhofslautsprecher oder ein Megafon, alle diese Geräte profitieren von der Bauart des Hornlautsprechers. Denn sein Wirkungsgrad, also so etwas wie die Effektivität des Lautsprechers, ist bis heute unangefochten. Allerdings würden Hörner nie als reine Basslautsprecher funktionieren, denn für überzeugende Bässe müssten sie Ausmaße wie das folgende Kunstobjekt haben:

Bild1_KonusKalotteHorn

KonuslautsprecherBild2_KonusKalotteHorn

Den Konus oder auch Kegel könnte der ein oder andere noch aus dem Mathematikunterricht kennen. Wer die rechts abgebildete Form vor seinem geistigen Auge hat, liegt absolut richtig. Diese Form findet man auch bei einer der verbreitetsten Lautsprecherbauarten überhaupt: dem Konuslautsprecher. Diese Lautsprecherart besitzt eine trichterförmige Membran und in der Mitte normalerweise eine Staubschutzkalotte (Titelbild). Warum diese Kalotte Staubschutzkalotte heißt, erfahren Sie später in dem weiter unten folgenden Abschnitt über den Kalottenlautsprecher. Auf die Klangeigenschaften eines Konuslautsprechers hat sie nämlich nur wenig bis gar keinen Einfluss. Dort ist die konusförmige Membran für die Schallwiedergabe zuständig, nicht die Kalotte. Nicht immer ist die Membran dabei vollkommen konusförmig. Es gibt auch rundliche Membranformen, die aber wie die anderen Konusmodelle mit einer Tauchspule arbeiten und aufgrund der Ähnlichkeiten ebenfalls den Konuslautsprechern zugeordnet werden.

Die Membran der Konuslautsprecher kann aus den verschiedensten Materialien bestehen, beispielsweise aus Papier, Aluminium, Kevlar oder den Kunststoffen Polypropylen und Polystyrol. Das Einsatzgebiet der Konuslautsprecher ist weitgefächert, vornehmlich finden sie aber bei Mittel- und Tieftönern Verwendung. In Ausnahmefällen auch als Hochtöner, doch für die hohen Frequenzen bieten sich eher Kalottelautsprecher an.

Kalottenlautsprecher

Auch beim Konuslautsprecher beschreibt der Name die Form der Membran. Verfügt ein Konuslautsprecher über eine Kalotte, dient sie ihm nicht als Membran, sondern als Staubschutz. Der Kalottenlautsprecher nutzt dagegeBild3_KonusKalotteHornn die Kalotte selbst als Membran. Diese ist schon mal ein ganzes Stück kleiner als eine konusförmige Membran und hat einen breiteren Abstrahlwinkel bei höheren Frequenzen. Soll der Abstrahlwinkel einer Kalotte verringert werden, greift man zu einem Hornvorsatz (Bild). Dieser Aufsatz ist im Vergleich zu den oben aufgeführten Hornlautsprechern zwar sehr klein und auf den ersten Blick nur von einem Fachmann zu erkennen, nutzt aber im Grunde dieselben Prinzipien wie ein richtiges Horn.

Anders als das Horn gehört die Kalotte zu den modernen Lautsprecherbauarten. Der erste richtige Erfolg mit einer Kalotte gelang der deutschen Firma Braun in den 1960er-Jahren, obgleich die Kalotte nicht in Deutschland erfunden wurde. Das damalige Braun-Team hatte eine minderwertige Kalotte eines italienischen Herstellers in den Händen, als es auf die Idee kam, ein anderes Material zu verwenden. Nach langem Herumprobieren legte man sich schließlich auf eine Teer-, Gummi-, Kleber- und Lackmischung der Firma BASF fest. Damit hatte man endlich ein Material gefunden, das den Ansprüchen der Braun-Mitarbeiter genügte. Von nun an verbreitete sich die Kalotte sehr schnell. Inzwischen kommen viele verschiedene Materialien bei Kalotten zum Einsatz – Aluminium, Keramik, Titan, Beryllium und sogar Diamant.

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Fazit

Seit dem Grammophon hat sich viel getan in der Welt der Lautsprecher. Das Horn gehört inzwischen definitiv zu den Seltenheiten im Musikbereich, hat aber den Grundstein für die heutige Entwicklung von Heimlautsprechern gelegt. Vom Prinzip des Horns profitieren aber mitunter auch die anderen Lautsprecher, zum Beispiel die erwähnte Kalotte mit Hornaufsatz. Was zu Zeiten des Grammophons das Horn war, ist heute der Konus oder die Kalotte. Beide lassen sich wesentlich platzsparender und kleiner bauen als ihre Vorgänger. Ihre Funktionsweise ähnelt sich ebenfalls sehr – den wesentlichen Unterschied bildet die Membran. Und beide Lautsprechertypen stellen jeder für seinen Bereich den heutigen Standard dar: die Kalotte für Hochtöner und der Konus für Mittel- und Tieftöner. Zwar sind dies nicht die einzigen, aber die gegenwärtig wichtigsten Lautsprecherbauarten.

Weitere erwähnenswerte Bauarten sind die Piezo-, der Ionen- und der elektrostatische Lautsprecher.

Titelbild: © Flickr Driver lamdogjunkie CC BY 2.0 Bestimmte Rechte vorbehalten

Bild 1: © By Johann H. Addicks (Own work) [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons

Bild 2: © By Andranik Sharabchian (Own work) [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons

Bild 3: © By Adamantios (Own work) [GFDL, CC-BY-SA-3.0 or CC-BY-SA-2.5-2.0-1.0], via Wikimedia Commons

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Teufel Blog Redaktion

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