was-tun-gegen

DIE TRICKS DER PROFIS

Ruhe bitte !

Titel Bild

Wie lassen sich Laut sprechergehäuse nachhaltig beruhigen? Eine rhetorische Frage: Schalldämmung funktioniert immer über Masse. Quantitativ ist die Wirkung eines schweren Boxensokkels, einer soliden Gehäusewand oder massereicher Gehäusebeschichtung bisher allerdings kaum untersucht worden - höchste Zeit daher, diesen Fragen komplex zu erforschen. Mit diesem Beitrag startet HOBBY HIFI eine aufwändige Untersuchung, die das Phänomen ausführlich beleuchten und die besten Gegenmittel vorstellen wird.

Was tun gegen Gehäuse schwingungen?

Das ideale Lautsprechergehäuse bleibt reglos, wenn musikalisch die Post abgeht. Leider ist dieser Zustand pure Fiktion; in der Praxis schwingt das Boxengehäuse mit den Lautsprechermembranen um die Wette - für Musikwiedergabe in höchster Qualität absolut hinderlich. Zwei wesentliche Ursachen wirken hier zusammen: Der Schall, den die Rückseite der Membran in das Lautsprechergehäuse hinein abstrahlt, versucht durch die Gehäusewände hindurch nach außen zu gelangen, und der Rückstoß, den jede Membranbeschleunigung auslöst, regt das gesamte Gehäuse zu Schwingungen an. Dem zweiten Phänomen widmet sich dieser Artikel; den Schall-durchtritt durch das Gehäuse werden zukünftige Beiträge durchleuchten.

Spikes sollen einen stabilen, taumelfreien Stand jedes Lautsprechergehäuses gewährleisten, indem sie durch den Teppichboden hindurch Kontakt mit dem Betonfußboden auf-nehmen. Im Gehäuseboden verschraubte Spitzen sind vor allem bei relativ leichten Lautsprechergehäusen sinnvoll, während bei schwergewichtigen Boxen aus praktischen Gründen lose unter die Box gestellte Kegel vorzuziehen sind. Für Holzfußböden und andere elastische Untergründe sind Spikes nicht geeignet.

Elastische Dämpferfüße entkoppeln den Lautsprecher vom Boden; sie verhindern das Mitschwingen eines beweglichen Untergrunds, besonders eines Holzfußbodens. Außerdem sind sie geeignet, schmalbandige Resonanzen des Gehäuses zu eliminieren. Im Tieftonbereich fördern sie allerdings die Bewegung des Gehäuses.

Impulserhaltung

Jeder Impuls löst einen Gegenimpuls aus - das ist, vereinfacht ausgedrückt, der Impulserhaltungssatz, mit dem jeder Schüler im Physikunterricht früher oder später konfrontiert wird. Ein Lautsprechergehäuse kann also gar nicht anders als dem durch die Membranbeschleunigung ausgelösten Rückstoß zu folgen. Die Frage ist nur, wie dies im Detail aussieht; Ein elastisch gelagertes Gehäuse weicht einfach aus, ein „mechanisch geerdeter”, zum Bei-spiel mit dem Fußboden starr verbundener Lautsprecher gibt die Bewegungsenergie in Form von Schallwellen an den Untergrund ab.
Fast jeder Lautsprecher ist mehr oder weniger beweglich gelagert, und das nicht nur, wenn er auf elastischen Dämpfern ruht: Steht er auf einem Teppichboden, dann sorgt der Flor des Teppichs für Bewegungsfreiheit. Selbst Spikes gewährleisten keinen absolut starren Stand: Die Spitzen dringen mikroskopisch tief in den Untergrund ein, was aus-reicht, um den Bewegungsimpuls des Gehäuses abzufangen, und der Boden ist in der Regel selbst nachgiebig - nicht nur ein Holzfußboden, auch ein schwimmender Estrich, der ja auf Dämmplatten ruht und sich daher relativ zum Gebäude zu bewegen vermag.
HOBBY HIFI verwendete für diese Untersuchung den in diesem Heft vorgestellten Zebulon-Subwoofer. Dieser wurde auf Spikes und auf Dämpfer gestellt, mit einer 15 Kilogramm schweren Betonplatte als massereicher Sockel ausgestattet, und der Autor stellte sich schließlich selbst auf den Subwoofer, um die Masse zu erhöhen. Die Gehäuseschwingungen nahm ein Beschleunigungsaufnehmer von B&K auf, und als Analyzer kam das DAAS-Pro-Messsystem von ADM Engineering zum Einsatz. Der Subwoofer arbeitete mit dem maximal möglichen Übertragungsbereich, also von 30 bis 150 Hertz.
Die Diagramme zeigen als schwarze Linie jeweils den Frequenzgang der Gehäuseschwingungen ohne spezielle Maßnahmen, wenn also der Subwoofer direkt auf einem mit Teppichboden ausgelegten Betonfußboden steht. In diesem Fall nehmen die Gehäuseschwingungen bis 150 Hertz zu und fallen dann wieder ab. Bei 150 Hertz kommt es zu einer deutlich ausgeprägten Resonanz des Subwoofergehäuses. Die farbigen Kurven zeigen die Auswirkungen der verschiedenen Maßnahmen.

Betonsockel Der Betonsockel beruhigt das Gehäuse im Tiefbassbereich, ist allerdings ab 80 Hertz wirkungslos und verstärkt zwischen 150 und 300 Hertz die Schwingungen sogar.	Betonsockel + 88 kg Die zusätzliche Masse führt zu einer deutlichen Beruhigung im oberen Bassbereich; die Wirkung des Betonsockels unterhalb von 70 Hertz ist allerdings aufgehoben.
Spikes Spikes ohne zusätzliches Gewicht verschlechtern die Situation merklich.	Spikes + Betonsockel Die Kombination aus Spikes und Betonsockel bringt im Durchschnitt keinen Vorteil; in schmalen Frequenzbereichen ergibt sich eine Verbesserung, in anderen Bereichen dafür eine Verschlechterung.
Spikes + Betonsockel + 88 kg Bei großer Zusatzmasse entfalten die Spikes im Tieftonbereich eine sehr gute Wirkung; die Resonanzstelle bei 150 Hertz vermag diese Konstellation allerdings nicht zu entschärfen.	Dämpfer Elastische Dämpfer führen zu vermehrten Gehäuseschwingung.
Dämpfer + Betonsockel Auch in Kombination mit dem Betonsockel vergrößern die Dämpfer die Gehäuseschwingungen; allerdings verschwindet die schmale Resonanzspitze bei 150 Hertz.	Dämpfer + Betonsockel + 88 kg Wird die Masse weiter erhöht, dann nehmen die Gehäuseschwingungen im Tieftonbereich weiter zu; die 150-Hertz-Resonanz wird allerdings auch in dieser Konstellation hervor-ragend bedämpft.

Zusammenfassung

Sowohl Spikes als auch Dämpfer und Zusatzmassen vermögen Gehäuseschwingungen zu reduzieren; die Wirkungen sind allerdings im Detail sehr unterschiedlich. Spikes rentieren sich im untersten Frequenzbereich; beim Zebulon-Subwoofer entfalten sie unter-halb von 150 Hertz die beste Wirkung - allerdings nur bei ausreichend großer Masse. Ist das Lautsprechergehäuse zu leicht, dann bewirken sie eher das Gegenteil.
Dämpfer vermögen Gehäuseschwingungen bei sehr tiefen Frequenzen nicht zu reduzieren; infolge der erhöhten Nachgiebigkeit fördern sie diese sogar. Sehr positiv wirken sie auf Resonanzen des Gehäuses, beim Zebulon-Subwoofer zum Beispiel im Bereich um 150 Hertz, die sie souverän eliminieren- allerdings muss auch hier die Gehäusemasse ausreichend groß sein, damit die optimale Wirkung entsteht.
Masse ist grundsätzlich zu begrüßen, ob nun in Verbindung mit Spikes, Dämpfern oder allein. Ein Sockel aus Beton oder Naturstein ist im-
mer sinnvoll, wenn er mit dem Gehäuse verschraubt wird. Akustisch ungenutzte Hohl-räume in Lautsprechergehäusen sollten grundsätzlich mit Sand oder anderen massereichen Materialien ausgefüllt werden.
Alle diese Maßnahmen vermögen allerdings bei weitem nicht die Wirkung einer aktiven Impulskompensation zu erzielen (s. HOBBY HIFI 5/ 2000: Sub Monitor und 4/ 2001: Hexagon); die symmetrische Anordnung zweiter Tieftöner, deren Impulse auf das Lautsprechergehäuse sich kompensieren, ist bei weitem die beste Möglichkeit, ein Lautsprechergehäuse im Tieftonbereich zu beruhigen.