Hornlautsprecher Dayton Audio PS180

Exponentialhorn H900/75 L220 mit Dayton Audio Breitbänder PS180-8

Seit einige Zeit schon trage ich ich mit dem Gedanken ein back-loaded-horn zu bauen, dessen Hornkanal sich in zwei normal zueinander stehenden Ebenen entwickelt. Im Gegensatz zu den bisherigen Umsetzung der Hornlautsprecher Markaudio Pluvia 11 (E840/95 L135), Visaton B100 (E600/28 L190) und Sonido SFR175A (H1000/65 L210) soll die Mundöffnung des neuen Entwurfs jedoch nach vorne orientiert sein. Das Gehäuse ist also als mittelgroßer Standlautsprecher mit Hornabstrahlung im Bodenbereich nach vorne konzipiert. Wie üblich lag der Fokus des Entwurfs auf hoher Musikalität, wohnraumtauglicher Größe, minimalem Materialverbrauch und einem attraktiven Erscheinungsbild. Im Sinne einer "hohen Musikalität" habe ich als Treiber den 6½“ Breitbänder PS180-8 von Dayton Audio ausgewählt, der sich aufgrund seiner Daten für eine Hornkonstruktion gut eignet. Um noch von "wohnraumtauglich" sprechen zu können, habe ich die äußeren Abmessungen des Gehäuses mit Höhe/Breite/Tiefe = 117/40/28 cm gewählt. Die beiden spiegelbildlich hergestellten Gehäuse weisen birnenförmige Konturen auf. Dies ist primär dem "minimalen Materialverbrauch" geschuldet und sorgt zudem für ein "attraktives Erscheinungsbild". Bei der Gehäusekonstruktion handelt es sich grundsätzlich um ein Exponentialhorn, jedoch mit hyperbolischer Kontur, um den Hornverlauf im oberen Gehäusebereich auf möglichst schmalem Raum besser entwickeln zu können. Der Verlauf eines hyperbolischen Horns öffnet sich anfangs deutlich langsamer als ein klassisches exponentielles Horn. Dies ermöglicht die Faltung des Hornkanals am Hornanfang auf engstem Raum.

Vergleich exponentieller / hyperbolischer Hornverlauf

Der erste 1,95 m lange Teil des Hornkanals verläuft ab der Druckkammer in einer vertikalen Ebene parallel zur Lautsprechermembrane und schwenkt nach vier Umlenkungen 90°- 90°- 180°- 180° in eine um 90° verdrehte Schallebene ein, die in der Schallachse des Lautsprechers liegt und direkt auf den Hörer zeigt. Das letzte Teilstück überführt die bis dorthin von oben nach unten verlaufende Schallführung in einem kurzen 90° Bogen in eine bodenparallele Schallabstrahlung. Der Hornkanal ist insgesamt 2,20 m lang. Der Dayton Audio Breitbandlautsprecher ist mittig im obersten Teil des Gehäuses in einer Druckkammer positioniert und direkt auf den Hörer ausgerichtet. Um stehende Wellen und direkte Reflexionen in der Druckkammer so weit als möglich zu vermeiden, ist hinter dem Lautsprecher eine schräge Diagonale angeordnet, in der auch die Polklemmen untergebracht sind. Der Zugang zu den Polklemmen ist durch ein 90 mm großes Eingriffsloch an der Gehäuserückwand gegeben, in dem erforderlichenfalls auch eine Frequenzweiche untergebracht werden kann. Um Resonanzerscheinungen und stehende Wellen im allerersten Teil des Hornkanals zu unterbinden, ist die Eintrittskante an der Halsöffnung schräg ausgeführt. Nach der abgeschrägten Eintrittskante entwickelt sich der Schallkanal in mehreren Umlenkungen von der 75 cm² großen Halsfläche bis zur bodennahen 900 cm² großen Mundöffnung auf einer Gesamtlänge von 2,20 m. Die Druckkammer mit dem Breitbänder ist etwa 1 m über dem Fußboden positioniert, die Treiberachse ist horizontal. Dies ermöglicht sowohl in einer aufrechten Sitzposition, als auch in stehender Position noch einen guten Höreindruck.

Die Gehäuse sind durchwegs aus 16 mm MDF aufgebaut. Um die beiden 180° Umlenkung dem Hornverlauf besser anzupassen und um hier Reflexionen zu vermindern, wurden die Ecken durch Weichfaserbrettchen polygonal entschärft bzw. "ausgerundet". Zur Versteifung werden die beiden inneren Leitwände mit 16 und 12 mm starken MDF Streifen miteinader verbunden und auch gegen die Front- und Rückwand abgestützt. Diese Steifen erhöhen die Gesamtstabilität und unterbinden unerwünschte Platten-Schwingungen; die Position der Steifen wurde so gewählt, dass dadurch die hyperbolische Hornkontur nicht gestört, sondern lokal verbessert bzw. korrigiert wird.

Die Gehäuse wurden mit Adler Vivido Samt Alkyd Lack im Farbton C12 143/2 „Rondo“ lackiert (1xHaftgrund, 1xGrundierung, 2xDeckanstrich).

Als Treiber kam der 18 cm Breitbänder PS180 von Dayton Audio, der gut für „backloaded horns“ geeignet ist, zum Einsatz. Der Frequenzverlauf liegt im Hochtonbereich um etwa 5 db über dem Grundtonbereich von 100 Hz bis 1 kHz und fällt unterhalb von 100 Hz mit 7dB/Okt. mäßig steil ab. Der EBP-Wert (efficiency bandwidth product) ist mit 163 relativ groß und eignet sich damit sehr gut für den Einsatz in ein Horngehäuse.

Frequenzgang Daton Audio PS180-8

Auf Basis eines Vergleichs mit bekannten Bauvorschlägen habe ich die Mundfläche willkürlich mit 900 cm² und die Hornkanallänge mit 2,20 m festgelegt; für einen hohen Wirkungsgrad wurde die Halsfläche AH mit 75 cm² gewählt, d.h. AH/Sd ≈ 57%.

Hauptdaten

Treiber Dayton Audio PS180-8		Horn H900/75 L220
SPL	94,8 dB/W(1m)	H/B/T	117/40/28
F_s	58,5 Hz	A_M	900 cm²
S_d	132,7 cm²	A_H	75 cm²
Q_e_s	0,36	A_M/A_H	12
Q_ms	3,64	A_H/S_d	0,57
Q_ts	0,33	ε	1,117
EBP	163	L	2,20 m