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HiFi-Lexikon: Konuslautsprecher / Kalottenlautsprecher

Konuslautsprecher gehören zu den am häufigsten eingesetzten Chassistypen überhaupt. Verwendung finden sie vornehmlich als Bass- oder Mitteltontreiber. Nur in sehr preiswerten Boxen kommen Konusse auch als Hochtöner zum Einsatz.

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Die konische Form der Membran besitzt, was die klangschädlichen Auswirkungen von Partialschwingungen angeht, einen zusätzlichen Nachteil. Sie bedingt Zeit- bzw. Phasenfehler aufgrund der Tatsache, dass höherfrequente Schallanteile eher in der Chassismitte gebildet werden. Die Chassismitte ist (gerade aufgrund der konischen Bauform) gegenüber dem Chassisrand räumlich nach innen bzw. hinten versetzt. Tieferfrequente und höherfrequente Schallanteile starten also räumlich versetzt und befinden sich nicht mehr in einheitlicher zeitlicher Phase.

Als Membranmaterial fungieren die verschiedensten Werkstoffe: Polypropylen, Aluminium, PVC, Polystyrol, Kevlar, Titan, langfaseriges Papier etc. Je nach Verwendungszweck werden teilweise unvereinbare Anforderungen an diese Materialien gestellt. Neben genauen Gewichtspezifikationen ist generell eine hohe Steifigkeit günstig: Eine hohe Membransteifigkeit verhindert klangverfälschende Partialschwingungen.

Die Membran ist am Rand durch die so genannte Sicke befestigt, die zudem eine gewisse Federwirkung besitzt. Je nach Härte bzw. Nachgiebigkeit der Aufhängung ist sie (neben der elektrischen Dämpfung: siehe Dämpfungsfaktor) mitverantwortlich für die Dämpfung und damit das Ein- und Ausschwingverhalten (siehe auch Impulsantwort), aber auch für die Resonanzfrequenz und den Arbeitsbereich des Lautsprechers.

Weiterhin äußerlich auffällig ist oftmals die zentral auf der Membran liegende Staubschutzkappe. Sie schließt und schützt die ansonsten offene Membranmitte und damit den Luftspalt um die Schwingspule. Die offene Membranmitte existiert übrigens teilweise aus fertigungstechnischen Gründen. Der Staubschutzkappe selber kann zudem eine thermische Wirkung für den Chassis-Antrieb zukommen: Entweder direkt als Kühlkörper, oder auch – mit Hilfe der einsetzenden Membranschwingung – als eine Art „Blasebalg“. Akustisch ist der Staubschutz – auch im Hinblick auf die oben erwähnten Partialschwingungen – durchaus kritisch zu sehen. Einige Hersteller umgehen diese Bauweise daher:

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Als typischer Antrieb fungiert im Inneren eine auf einem Spulenträger sitzende und mit der Membran verbundene Schwingspule (siehe auch: Spulen, Elektrodynamische Lautsprecher), die die elektrischen Musiksignale zunächst in elektromagnetische Energie umwandelt. Aus der Interaktion dieses Magnetfeldes mit dem Magnetfeld eines um die Spule liegenden, fest montierten Dauermagneten (besonders hochwertig: Neodym-Magnete), resultiert dann die Bewegungsenergie. Arbeitet die Schwingspule nicht linear, kommt es zu klangschädlichen Begleiterscheinungen wie z.B. Klirr oder Intermodulation.

Kalottenlautsprecher sind ebenso ein sehr verbreiteter Chassis-Bautyp. Vornehmlich werden sie für den Hochtonbereich eingesetzt, seltener als Mitteltöner:

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Es finden sich aber auch nach innen gewölbte Kalotten (so genannte Inverskalotten), am Markt.

Letztendlich zeichnet sich die Kalotte eben nicht durch eine konische Form aus, sondern beschreibt vielmehr den Ausschnitt aus einer Kugeloberfläche. Diese Formgebung wirkt sich günstig auf die erwähnte Forderung nach maximaler Membransteifigkeit aus. Phasenfehler werden durch diese Formgebung aber ebenso bedingt wie bei Konuslautsprechern und zwar aus dem gleichem Grund: dem Höhenunterschied zwischen Membranmitte und -rand. Im Gegensatz zum Konus sind Kalotten sickenlos und mit einer Randaufhängung, die in der Regel aus Kunststoff besteht, befestigt.

Durch die größere Schwingspule, die typischerweise am Kalottenrand mit der Kalotte verbunden ist, sind höhere elektrische Belastungen möglich, als bei einem vergleichbaren Konushochtöner (siehe auch: Elektrodynamische Lautsprecher). Zudem ermöglicht die kleinere Membrangröße einen hohen Abstrahlwinkel (Punktschallquelle: Der Durchmesser der Schallquelle sollte deutlich kleiner ist als die Wellenlänge / siehe auch Beugung).

Außerdem läßt sich durch die relativ geringe Membranmasse grundsätzlich ein höherer Wirkungsgrad realisieren.

Als Membranmaterial dient häufig spezielles Gewebe, aber auch Titan, Aluminium (diese Metalle fördern zwar Steifigkeit, neigen aber eher zu Klirr) oder Beryllium. Eine von einigen Herstellern in den Luftspalt, in dem sich die Schwingspule befindet, eingebrachte magnetische Flüssigkeit namens Ferrofluid (Eisenpulver in Öl) verbessert unter anderem die thermische und mechanische Belastbarkeit von Hochtonkalotten, steht aber in dem umstrittenden Verdacht schlechter zu klingen. Was zumindest in langer Frist der Fall sein kann: Ferrofluid altert und wird dabei zäher.


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