Wie klein kann ein Basshorn sein?

[ChPuls]

Hallo,

ich habe als kleines Gedankenexperiment ein sehr kleines Basshorn für die Unterstützung von sehr kleinen Regallautsprechern oder ähnlichem.
Ich brauche gerade mal Zimmerlautstärke, das Basshorn sollte auch noch am besten sehr tief gehen, und ich möchte nur einen sehr kleinen und preiswerten Treiber verwenden (zB w170 oder sogar nur W13E !!!)
Ich will es dennoch als Gedankenexperiment erstmal durchspielen.
Ich mag halt manchmal experimentell solche Brot und Butter-Konzepte.

Kann man eigentlich mit so kleinen Chassis so etwas realisieren, egal wie lang das Horn wird?
Ich weiss die Idee ist etwas durchgeknallt

[UweG]

Was soll denn das "Horn" besser können als eine Bassreflex- (rearloded) oder Bandpass-Konstruktion (frontloaded)?

Ein Horn klassischer Bauart, also eines das ohne Resonator arbeitet und per kontinuierlicher Querschnittsvergrößerung den Strahlugswiderstand anpasst, kann nur klein oder tief. Klein ist dann sogar eher ein Mitteltonhorn und richtig tief bedeutet gewaltige Abmessungen (Kleiderschrankgröße). Wenn klein und tief zusammen kommt, ist irgendwo ein Helmholtzresonator oder eine Orgelpfeife (Transmissionline nach Bailey) im Spiel, egal ob der Konstrukteur seine Konstruktion dann Horn, TML, Bassreflex oder sonstwie nennt.

[ChPuls]

Ich mache das nur als Experiment um Erfahrungen zu sammeln.
Das Horn soll ja auch nicht laut sondern lieber tief.
Wenn man ein Horn so tief wie eine vergleichbare Baßreflex-Konstruktion mit 17cm Treiber bauen würde, würde man da nicht irgendetwas gewinnen können, da ein Horn ein Strahlungswiderstandanpasser ist?????

[walwal]

Ich hatte in meiner Jugend mal das Schmackshorn gebaut, 21 cm Isophon Chassis in einem Weichfaserkasten 60 tief, 120 breit, 70 hoch. Damals noch an einem Röhrenradio in Mono. Ja, guter Bass, aber heute geht es kleiner und besser!

Ohne Horn. Die Grenzfrequenz hängt von der Querschnittsöffnung am Ende ab, bei 2m Durchmesser geht es tief

[Quaschdl]

Der Grund, warum man Hörner baut, ist ja nicht der, dass sie besonders tief, sondern besonders laut können. Dein Ziel ist ja gerade umgekehrt. Für sowas wäre vielleicht eher ein Bandpass geeignet, der den Wirkungsgrad drückt, und dafür den Tiefgang erweitert.

[walwal]

Dazu kann man auch ein Tieftonchassis in CB einbauen und Gewichte draufkleben und/oder el. entzerren. Tief und leise. Ziel erreicht.

[UweG]

Mal ein paar Rechnungen mit Formeln aus dem Klinger (Lautsprecherbuch von 1975, damals waren Hörner noch aktueller):

Randbedingungen: 30Hz untere Grenzfrequenz, Exponentialhorn

Am sei die Mundfläche des Horn, also da wo der Schall austritt.
Ah sei die Halsfläche, also da wo der Schall in das Horn eintrittt.

Die Querschnittsfläche im Horn ist Ah * e^(k*x)

Nimmt man einen 17cm-Treiber, dann ist
Ah = ca. 130cm^2 oder 0,013 m^2

Die Mündungsfläche ergibt sich zu:
Am = Lambda^2 / (4 * pi) = 10,5 m^2

Die Trichterkonstante ergibt sich zu :
k = 4 * pi * 30Hz / c = 1,09 / m

Am Hornmund ist e^(k*x) also 10,5/0,013 = 808 ==> x = 6,14m
Das ist die Hornlänge!

Das Volumen des Horn kann man durch Integration der Querschnittsfläche über die Hornlänge bestimmen. Es ergibt sich ca. 9600 Liter!
Der Lohn dafür ist perfekte Anpassung des Strahlungswiderstands bis 30 Hz herunter und damit verbunden phantastischer Wirkungsgrad. Schon ein paar Milliwatt Leitung reichen aus um hörbaren Bass zu erzeugen, einige Watt reichen für eine Festhalle oder ein Kino.

Nun werden die Hornkünstler sagen, dass das auch kleiner geht. Stimmt, aber dann muss man Kompromisse machen hinsichtlich der Welligkeit des Frequenzgangs etc.. Selbst wenn das jemand in nur einem Zehntel des theoretisch optimalen Volumens schafft, dürfte Dir das noch "etwas" zu groß ausfallen.

Wenn Du etwas kleines mit viel Tiefgang suchst, dann ist eine gute Anpassung des Strahlungswiderstands gerade nicht erforderlich, denn den Lohn dafür - guter Wirkungsgrad - brauchst du gar nicht.

Als "Brot- und Butterkonzept" würde ich ein Basshorn sowieso nicht bezeichnen, eher das Gegenteil.

Wenn dich etwas exotische Konzepte reizen, dann such mal nach MIschkonzepten zwischen Bassreflex und Transmissionline, z. B. nach TQWT. Damit geht auch mit billigen Treibern sehr viel Tiefgang. Der Vorzug solcher Konzepte gegenüber einer Standard-Bassreflexkonstruktion, nämlich ein größerer Kanalquerschnitt und damit höherer Maximalpegel, wir allerdings bei preiswerten Chassis eher irrelevant, weil die den größeren Pegel sowieso nicht schaffen.
Am kleinsten wird die konventionelle geschlossene Box. Mit genügend Gewicht auf der Membran (was aber einen starken Antrieb erfordert) kommt die auch sehr tief.

[Niwo]

Da fällt mir auf Anhieb nur das hier ein:
http://www.hm-moreart.de/13.htm
Wenns dir ums ausprobieren geht würde ich das ruhig mal machen.
Es wird wohl etwa 5dB lauter und 5-7dB mehr SPL-max geben als eine Bassreflex.
Ist aber auch entsprechend grösser.
Du kannst auch eine Mohai-OBI-slim bauen, das geht dann bis 35Hz runter und ist wohl etwas lauter als das Alphorn, aber auch noch grösser.

Grüsse

[ChPuls]

Wenn man geschlossen und klein haben möchte, kann man ja auch zwei Treiber Compound betreiben. Zusätzlich stellt die eingeschlossene Luft zwischen den Treibern eine zusätzliche Masse da.

Aber zum Horn nochmal, wenn ein Horn ein Strahlungswiderstandsanpasser ist und man daher "nur" den Wirkungsgrad verbessert, kann man dann nicht ein Horn entwickeln, dass gerade nur die Tiefen von 35 Hz bis 80 Hz im Wirkungsgrad anhebt und damit ja eigentlich die untere Grenzfrequenz erweitert.
Ich sehe schon, dass so ein Horn wohl recht groß wird, was ja auch nicht das Ziel war.
Aber vielleicht gibt es noch ein paar Tricks.
Eine kleine Welligkeit und eine ober Grenzfrequenz von 100 Hz würde ich auch akzeptieren.

[Niwo]

Ich hab mal ein paar Simus mit AJ-Horn gemacht. (alles frontloaded Hörner)
Schwarz ist das von Uwe berechnete Beispiel simuliert im Freifeld.
Wenn ich dieses Horn ins Zimmer stelle, kann ich die Mundfläche auf 1/8 verkleinern, also auf etwa 1,3m², weil jede Wand die notwendige Fläche halbiert. Wenn ich das mache muß ich das Horn auch kürzer machen, wenn ich die Hornkonstante beibehalten will.
Heraus kommt die rote Linie. Man sieht, daß die Grenzfrequenz gleich bleibt und der Konturradius sich mit der schwarzen Linie deckt. (gleiche Hornkonstante)
Auf diese Weise sind zB. alle Eckhörner konstruiert.
Das Volumen dieser Konstruktion ist etwa 1000 l, also immer noch etwas sperrig für einen 17er.
Man kann jetzt den Hornmund willkürlich weiter verkleinern. Dies lässt sich jedoch schwer berechnen. Wenn ich zB 40x40cm nehme sind das 0,16m² also nochmal 1/8 der vorherigen Fläche. Die Länge nehme ich zu 3m, das ergibt jetzt eine Hornkonstante für eine tiefere Grenzfrequenz. Hierdurch ergibt sich die grüne Linie.
Das Volumen reduziert sich auf 200 l. Die Grenzfrequenz ist immer noch bei 30Hz. Jedoch sieht man bei 40 und 80Hz Minima der Membranamplitude, die mit Maxima beim SPL-max einhergehen. Diese Konstruktion funktioniert wohl nicht mehr als reinrassiges Horn, ist bis 80Hz aber brauchbar.

[ChPuls]

Danke, danke.
Bitte nochmal mit einem 13 cm Treiber simulieren, denn so viel Pegel wie bei der Simulation abgebildet brauche ich nicht und man könnte das Horn wegen einer noch kleineren Halsfläche noch kleiner bauen.

[Niwo]

Wenn die Halsfläche kleiner ist, wird dadurch das Horn zwangsläufig länger, wenn die Trichterkonstante gleich bleiben soll. Das frisst den Gewinn wieder auf. Deswegen ist auch das Eckhorn oben (rot) etwa genauso groß wie eines mit einem 38er Treiber.

Mit den 13ern lassen sich auch wegen der hohen Resonanzfrequenz keine solchen Grenzfrequenzen erreichen.

Der WS17E ist deutlich welliger als der W170S mit dem die Simus gemacht sind und den ich daher auch empfehlen würde.

Wie es klingt weiss man aber erst hinterher, wenn man es gebaut hat.

[ChPuls]

Shit,

also es besteht keine Möglichkeit ein Basshorn mit 70 Litern Volumen zu bauen, dass so ca 30 Hz erreicht?? Egal welcher Wirkungsgrad oder Maximalpegel erreicht wird.

[IFF]

Es ist möglich, ein Gehäuse mit der angegebenen Max-Größe zu bauen, das irgendwie nach Horn aussieht und vieleicht sogar 30Hz packt bei bescheidenem Wirkungsgrad. Nur wird es nicht als Horn funktionieren, sondern nur auf Resonanzeffekten aufbauen - Augenwischerei...

Gruß IFF

[Jann]

Mir kam noch die Idee, dass man versuchen könnte das allseits bekannte Eckhorn auf einen kleinen Treiber wie einem 6,5"er umzurechnen?! Dürfte rein theoretisch funktionieren!!! Dazu ein Sub-Modul mit aktiver Anhebung.....mi etwas Glück erreicht man das geforderte!

Jann