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Ratgeber
Es gibt industriell gefertigte Lautsprecher in vielen Größen, Formen und in den unterschiedlichsten Designs. Aber so vielfältig wie das Angebot auch ist, die Anforderungen der Musikfans sind oftmals noch vielfältiger. Denn eine Lautsprecherbox soll nicht nur die Lieblingsmusik klangvoll wiedergeben. Nein, sie muss sich auch harmonisch in das Wohnambiente einfügen ohne sich dabei optisch in den Vordergrund zu drängen.
Somit ist es nicht einfach, die passenden Lautsprecherboxen zu finden. Oftmals ist es so, dass die Größe der angebotenen Lautsprecherbox ideal wäre, aber das Design nicht stimmt oder die Leistung zu gering ist. Ist dann wirklich die perfekt passende Box ausfindig gemacht worden, kommt das dicke Ende meistens noch beim Preis.
Doch mit etwas handwerklichem Geschick und ein wenig technischem Know-How kann man dieser Misere entgehen und sich für kleines Geld die perfekten Lautsprecherboxen selber gestalten. Und das Beste: Eine ordentlichen Portion Spaß am Heimwerken gibt es gratis noch dazu.
Lautsprecherboxen sollten gut klingen und gut aussehen.
Kann jeder Lautsprecherboxen selber bauen?
Prinzipiell ja, aber ein wenig Liebe zum Heimwerken und die erforderliche Geduld sollten schon vorhanden sein. Denn eine gute Lautsprecherbox ist nicht eben mal auf die Schnelle zusammengenagelt! Zudem müssen die zukünftigen Besitzer von individuell gefertigten Unikatlautsprechern fundierte Grundkenntnisse in der Materialbearbeitung und im Umgang mit Werkzeugmaschinen vorweisen können.
Wer hier seine Probleme hat, kann sich fachmännische Hilfe in seinem Bekanntenkreis suchen und im Team die neuen Lautsprecherboxen erstellen. Dabei lässt sich ebenfalls die Werkstattfrage klären. Denn der Boxenbau auf dem Wohnzimmertisch wird nicht funktionieren und früher oder später Unmut bei den Mitbewohnern hervorrufen.
Eine Hobbywerkstatt, ein Bastelkeller oder zur Not auch die Garage sind für die Boxenbauarbeiten deutlich besser geeignete Orte. Umfangreiche Schleif- oder Lackierarbeiten sollten sowieso nur draußen bzw. in gut belüfteten Räumen durchgeführt werden.
Eine umfangreiche Schreinerwerkstatt ist nicht erforderlich.
Für den Bau von Lautsprecherboxen sind keine besonderen Spezialwerkzeugeerforderlich. Elektrowerkzeuge wie z.B. Bohrmaschine, Stichsäge und Lötkolbensind im Regelfall in jedem Haushalt zu finden oder können für kleines Geld ausgeliehen werden.
Eine Kreissäge zum Zuschneiden der Holzteile ist nicht unbedingt erforderlich. Denn man kann sich gleich im Baumarkt die einzelnen Holzzuschnitte millimetergenau und absolut rechtwinklig anfertigen lassen. Das spart viel Zeit, Arbeit und verursacht kein Sägemehl, das im heimischen Bastelkeller großflächig verteilt wird.
Beim Bau von kleinen Lautsprecherboxen können die einzelnen Holzteile stumpf aneinander geklebt werden. Bis zum Aushärten des Klebers müssen ausreichend große Schraubzwingen die Teile in Position halten. Wenn größere Boxen gebaut werden, müssen die einzelnen Holzteile mit Flach- oder Runddübeln versehen werden. Um die Dübel genau zu positionieren gibt es vielfältige Hilfsmittel und einfache Tricks.
Zur besseren Übersicht haben wir für Sie die gängigsten Werkzeuge für den Boxenbau zusammengestellt:
- Zirkel
- Lochsäge
- Metermaß
- Bleistift
- Holzbohrer
- Gummihammer
- Schleifpapier
- Schleifklotz
- Farbroller
- Pinsel
- Farbsprühpistole
- Seitenschneider
- Abisolierzange
- Spitzzange
- Schraubendreher
Sollte in Ihrer Werksatt noch die eine oder andere praktische Werkzeugmaschine fehlen oder benötigen Sie hochwertige Handwerkzeuge, dann werden Sie in unserem Werkzeug- und Werkstatt-Bereich sicher fündig.
Bevor eine Materialauswahl für die neue Box getroffen wird, muss man sich Gedanken machen, wie die fertige Lautsprecherbox aussehen soll. Denn die Oberflächenstruktur der fertigen Lautsprecherbox ist entscheidend für die Materialauswahl. Für Boxen im edlen Holz-Design sind Tischlerplatten oder furnierte Platten in allen erdenklichen Holzarten genau das Richtige.
Für lackierte Lautsprecherboxen sind sehr saubere Oberflächen erforderlich. Dazu können Spanplatten oder noch besser mitteldichte Faserplatten (MDF-Platten) gewählt werden. Dieses Material besteht aus sehr fein zerfasertem Holz und Klebstoff. Der Vorteil von MDF-Platten für Boxengehäuse liegt in der sehr hohen Dichte. Schnittflächen haben annähernd die gleiche Festigkeit wie die Oberfläche der Platten. Die Materialstärke sollte 19 bis 22 mm betragen.
Wichtig für erstklassige Lackierungen: Vor der Lackierung sollte die zu bearbeitende Fläche sehr gründlich gespachtelt, geschliffen und grundiert werden. Für eine strukturierte Oberfläche hat sich WARNEX Strukturlack bestens bewährt. Als Alternative zur Lackierung besteht die Möglichkeit, die Lautsprecherbox mit speziellen Bespannstoff zu beziehen.
Andere Materialien für den Gehäusebau sind: Marmor, Kunststein, Schiefer, Glasfaserlaminat, Beton, Acrylglas, Ton, Gießharz, Kunststoffplatten und vieles mehr. Hauptsache, die Gehäusewände sind stabil, sodass möglichst geringe Biegeschwingungen auftreten können. Allerdings muss man auch entsprechend ausgerüstet sein, um die ausgewählten Materialien entsprechend seinen Vorstellungen bearbeiten zu können.
Die neue Lautsprecherbox muss zum Verstärker passen. Demzufolge muss die Impedanz, also der Widerstand der Box, den Erfordernissen des Verstärkers entsprechen. Wenn ein Verstärker eine Ausgangsimpedanz von 8 Ω (Ohm) aufweist, sollte man auch 8 Ω Lautsprecher und anschließen. Wer 4 Ω Lautsprecher anschließt riskiert durch die Fehlanpassung einen Schaden an der Box bzw. an der Endstufe.
Aber auch die Leistung muss passen. An eine 150 W Endstufe sollte man keinen 50 W Lautsprecher anschließen. Bei voller Leistung wird der Lautsprecher überlastet und brennt mit großer Wahrscheinlichkeit durch. Vom hoffnungslos verzerrten Klang einmal ganz abgesehen. Ein 150 W Lautsprecher an einer 50 W Endstufe hingegen ist kein Problem, solange die Impedanz passt.
Die Volumenberechnung der Lautsprecherbox richtet sich immer nach dem Basslautsprecher. Dazu benötigt man ein Datenblatt, aus dem neben den allgemeinen Angaben wie Abmessungen, Leistung und Impedanz/Widerstand auch Angaben zu Resonanzfrequenz (fs), Äquivalenzvolumen (Vas) oder Chassisgesamtgüte (Qts) zu finden sind.
Diesen Angaben kann man in ein Lautsprecher-Berechnungsprogramm eingeben und erhält dann ein Gehäusevolumen. Wer im Internet in den einschlägigen Suchmaschinen „Lautsprecher berechnen“ eingibt, wird sehr schnell entsprechende Tools zur Berechnung von Lautsprecherboxen finden.
Wem die individuelle Berechnung einer Lautsprecherbox zu umständlich ist, kann auch problemlos auf Lautsprecher-Bausätze zurückgreifen. Die Sets beinhalten alle erforderlichen Komponenten wie Lautsprecher-Chassis, Frequenzweiche, Anbauteile und Dämmwolle, die zudem noch perfekt aufeinander abgestimmt sind.
Und das Beste: In den technischen Unterlagen zu den Lautsprecher-Bausätzen findet man konkrete Angaben über das zu bauende Boxengehäuse.
Materialbeschaffung
Wenn die Maße der neuen Box berechnet und auf einem Plan skizziert sind, kann man sich im Baumarkt die Holzplatten gleich maßgenau zuschneiden lassen. Wichtig dabei ist, dass bei großen Flächen Verstärkungen mit eingebaut werden müssen, um Biegeschwingungen zu vermeiden. Diese Biegeschwingungen treten durch den starken Wechseldruck im Inneren des Gehäuses auf.
Die stärkste Bewegung führen die Gehäusewände dann aus, wenn sie resonieren können, d. h. jede Wand des Gehäuses hat eine oder sogar mehrere Resonanzfrequenzen, ist also auch ein Feder-Masse-System, ähnlich einem Lautsprecher. Die Gehäusewand ist dabei aber Feder und Masse in einem.
Das Mitschwingen von Gehäusewänden völlig zu vermeiden kann nur mit sehr viel Aufwand erreicht werden. Doch oft reicht es schon aus, mit sinnvoll angebrachten Versteifungen die Gehäusewände innen zu verstreben, um ein Großteil der Resonanzerscheinungen zu eliminieren. Da man die inneren Versteifungen nicht sieht, genügen hierfür einfache Spanplattenteile.
Die Gehäuseversteifung A sollte immer dann verwendet werden, wenn eine durch Ausschnitte stark geschwächte Schallwand abgestützt werden soll. Versteifungen, kombiniert aus A und C, verhindern, dass großflächige Wände mitschwingen können. Dabei sollte das Brett C mindestens die dreifache Breite aufweisen wie die Dicke der Wand, auf der es angebracht wird.
Die Versteifung B verbindet die anliegenden Wände und teilt dabei die Wände in Flächen auf, die bei einer entsprechend höheren Frequenz mitschwingen können. Sie sollte also deshalb nie genau mittig im Gehäuse angebracht werden. Das zur Versteifung der Box nötige Material muss man bei der Planung und beim Materialzuschnitt gleich mit berücksichtigen.
Übrigens: Mit effektiv angebrachten Versteifungen erreicht man das gleiche Ziel wesentlich preiswerter, als mit einer „überdimensionierten" Wandstärke.
Materialverarbeitung
Wenn die Öffnungen für die Lautsprecher und die Anbauteile wie Griffe, Anschlusspanels oder Bassreflexrohre angefertigt wurden, wird die Box zusammengesetzt. Als Klebstoff kann man herkömmlichen Holzleim, der am besten wasserfest sein sollte, oder auch PU-Leim verwenden.
Wichtig ist, dass die Boxen rechtwinklig und spaltfrei zusammengesetzt werden. Die Kontaktbereiche der Holzteile müssen zu 100% vollflächig verklebt werden. Dazu ist es wichtig, den Holzleim mit einer Zahnspachtel großflächig zu verteilen. Bei größeren Boxen sind unbedingt Holzdübel zu setzen.
Schraubzwingen und Spanngurte helfen den notwendigen Anpressdruck bis zum Aushärten des Klebers zu erzeugen. Alternativ dazu können auch Schnellbauschrauben genutzt werden, um der Box zusätzlich zur Verklebung mechanischen Halt zu geben. Allerdings müssen die Schrauben versenkt und die Unebenheiten danach verspachtelt und geschliffen werden.
Oberflächenbehandlung
Wenn die Holzbox soweit fertig ist, können die Lautsprecher und die Anbauteile probehalber eingesetzt und die Passung geprüft werden. Fehlpassungen können in dieser Bauphase noch sehr leicht beseitigt werden.
Danach geht es zur Oberflächenbehandlung. Je nachdem, welches Finish die Box haben soll, muss nun gespachtelt, geschliffen, grundiert und lackiert werden. Die anfallenden Arbeiten sollten entweder im Freien oder in einer gut belüfteten Werkstatt ausgeführt werden.
Unser Praxistipp:
Wer Bedenken hat seine schön geschliffenen Boxen beim Lackieren zu verunstalten, sollte sich einfach an einen Autolackierbetrieb wenden. Für Profis ist es eine Leichtigkeit und eine willkommene Abwechslung, eine fertige Box im Handumdrehen perfekt zu lackieren. Man erhält zudem auch sehr schnell Infos, wenn die Vorarbeit noch nicht perfekt ist und wo noch nachgearbeitet werden muss.
Damit eine Lautsprecherbox das komplette Klangspektrum naturgetreu wiedergeben kann, werden im Regelfall unterschiedliche Lautsprecher-Chassis verbaut. Wie bereits bei der Berechnung der Box angesprochen, wird ein Basslautsprecher benötigt. Dieser übernimmt die Wiedergabe der tiefen Frequenzen und erzeugt den notwendigen Schalldruck.
Die mittleren und die hohen Frequenzen werden bei einer 2-Wege Box von einem kombinierten Mittel-/Hochton-Lautsprecher übernommen. Bei einer 3-Wege Box gibt es jeweils einen separaten Mittel- und einen Hochton-Lautsprecher.
Da vom Verstärker aber das komplette Frequenzspektrum auf einem 2-poligen Kabel zur Box geleitet wird, müssen die Signale innerhalb der Box getrennt und den jeweiligen Lautsprechern zugeführt werden.
Dies geschieht mit Hilfe einer Frequenzweiche. Um die Funktion einer Frequenzweiche zu verstehen, muss man wissen wie sich die Bauteile der Weiche verhalten.
Die Spule
Eine Spule stellt für Gleichstrom lediglich den Ohmschen Widerstand dar. Bei Wechselspannung sieht das schon anders aus. Ist die Frequenz der Wechselspannung niedrig, ist auch der Widerstand (Blindwiderstand XL) der Spule niedrig.
Steigt die Frequenz, wird auch der Blindwiderstand der Spule größer. Und je höher die Induktivität (Angabe in mH) der Spule, desto stärker ist der Effekt ausgeprägt bzw. desto größer ist der Blindwiderstand XL.
Der Kondensator
Ein Kondensator stellt für Gleichspannung einen maximalen Widerstand (Leitungsunterbrechung) dar. Bei Wechselspannung sieht das schon anders aus. Ist die Frequenz der Wechselspannung niedrig, ist der Widerstand (Blindwiderstand XC) des Kondensators sehr groß.
Steigt die Frequenz, wird auch der Blindwiderstand des Kondensators immer geringer. Und je höher die Kapazität des Kondensators (Angabe in µF), desto stärker ist der Effekt ausgeprägt bzw. desto kleiner ist der Blindwiderstand XC.
Wenn man sich nun das Schaltbild der Frequenzweiche anschaut, erkennt man sehr schnell die Funktion:
Funktionsweise:
Eine dicke Spule mit 4.7 mH (Millihenry) lässt nur die tiefen Frequenzen passieren. Für mittlere und hohe Frequenzen ist der Blindwiderstand der Spule viel zu groß. Frequenzen im Übergangsbereich zwischen dem Bass- und dem Mittelton-Bereich, die durch die Spule lediglich abgeschwächt (gedämpft) wurden, werden mit Hilfe des 33 µF (Mikrofarad) Kondensators kurzgeschlossen. Somit wird über diesen Tiefpassfilter dem Basslautsprecher (B) nur der untere Frequenzbereich zugeführt.
Beim Hochtonlautsprecher (C) ist die Sache genau umgekehrt. Ein Kondensator mit 5,6 µF lässt nur den Hochton-Frequenzbereich passieren. Frequenzen im Übergangsbereich zwischen dem Hoch- und dem Mittelton-Bereich, die durch den Kondensator lediglich abgeschwächt (gedämpft) wurden, werden mit Hilfe der 0,47 mH Spule kurzgeschlossen. Somit wird über diesen Hochpassfilter dem Hochtonlautsprecher (H) nur der obere Frequenzbereich zugeführt.
Für den Mitteltonlautsprecher (M) wird eine Kombination aus den beiden Filtern genutzt, um den Lautsprecher genau das Frequenzspektrum anbieten zu können, das er wiedergeben soll. Der Hochpassfilter, bestehend aus dem 22 µF Kondensator und der 3,3 mH Spule, schneidet alle zu tiefen Frequenzen ab und der Tiefpassfilter, bestehend aus der 0,72 mH Spule und dem 5,6 µF Kondensator schneidet die zu hohen Frequenzanteile ab.
Wichtig!
Die Kondensatoren der Frequenzweiche sind bipolar und können im Schadensfall nicht gegen herkömmliche Elektrolyt-Kondensatoren mit aufgedruckter Polung ersetzt werden.
Beim Anschluss der Frequenzweiche muss in jedem Fall immer auf die Polung der Lautsprecher geachtet werden. Demzufolge sind die Ein- und Ausgänge der Weiche sowie die Lautsprecher immer gekennzeichnet. Selbstverständlich muss auch die Lautsprecherbox später polungsrichtig am Verstärker angeschlossen werden.
Verwenden Sie zum Anschluss der Lautsprecher ausreichend dimensionierte Kabel, um den Spannungsverlust auf den Leitungen so gering wie möglich zu halten.
Wenn die Lautsprecher fertig verkabelt sind, können sie in die Box eingesetzt und festgeschraubt werden.
Achten Sie dabei darauf, dass die Lautsprecher ohne Kraftaufwand in die Öffnungen eingesetzt werden können. Die Auflageflächen der Lautsprecher müssen ganzflächig Kontakt zur Schallwand haben. Die Lautsprecher-Chassis dürfen nicht wackeln, wenn sie festgeschraubt werden. Ansonsten besteht die Gefahr, den Lautsprecherkorb beim Festschrauben zu verziehen. Wodurch es zu Verzerrungen bei der Musikwiedergabe kommen kann.
Um die Lautsprecher vor mechanischer Beschädigung zu schützen, sollten zusätzliche Schutzgitter angebracht werden. Damit sind Ihre Boxen auch im verschärften Partybetrieb sicher geschützt.
Ist das alles erledigt, kann der erste Probelauf erfolgen.
Um zu prüfen, ob die Boxen richtig gepolt sind, gibt es einen einfachen Klangtest. Dazu dreht man den Balanceregler von der linken Seite zur rechten Seite. Dabei muss der empfundene Klangeindruck von der linken Box über die Mitte zur rechten Box wandern. Wenn in der Mittelstellung ein „klangliches Loch“ entsteht, muss eine Box umgepolt und der Test wiederholt werden.
FAQs zum Thema Lautsprecherbau
Was ist eine Bassreflex-Lautsprecherbox?
Bei einer Bassreflex-Lautsprecherbox handelt es sich nicht um ein geschlossenes sondern um ein offenes System. Das bedeutet, dass die Luft im Inneren der Box über einen Kanal nach außen entweichen kann. Das Gehäusevolumen der Lautsprecherbox bildet zusammen mit dem Reflexkanal einen Resonator (Helmholz-Resonator), der im Bereich seiner Resonanzfrequenz eine deutlich bessere Schallabstrahlung erzeugt. Die Abstimmung der Resonanzfrequenz erfolgt durch eine in der Länge veränderbare Röhre, die als Reflexkanal dient.
Darf ich Lautsprecher parallel anschließen?
Wenn z.B. zwei Basslautsprecher parallelgeschaltet werden, halbiert sich der Impedanzwert. Wenn zwei Lautsprecher mit 8 Ω parallel verdrahtet werden und an einer Endstufe mit 4 Ω betrieben werden, ist das kein Problem. Ebenso ist es problemlos möglich zwei Lautsprecher mit 4 Ω in Serie zu schalten und an einer Endstufe mit 8 Ω zu betreiben. Wenn aber zwei Lautsprecher mit 4 Ω parallel betrieben werden, sinkt die Impedanz auf 2 Ω und man riskiert die Endstufe zu überlasten.
Was bedeutet die Impedanz 4 Ω bei Lautsprechern?
Unter der Impedanz versteht man den Widerstandswert eines Lautsprechers. Weil die elektrische Komponente eines dynamischen Lautsprechers eine Spule ist, variiert der Wert in Abhängigkeit davon, mit welcher Frequenz der Lautsprecher betrieben wird. Der angegebene Nennwiderstand von 4 Ω bezieht sich auf eine Frequenz von 1000 Hz (Hertz). Wird der gleiche Lautsprecher mit einem hochwertigen Ohmmeter gemessen, so liegt der Gleichstromwiderstand ca. 10 – 15% niedriger. Also bei 3,6 – 3,4 Ω.
Was ist ein akustischer Kurzschluss?
Ein Lautsprecher-Chassis läuft im akustischen Kurzschluss, wenn er ohne Schallwand betrieben wird. In diesem Fall wird die von der Membran nach vorne gedrückte Luft nicht abgestrahlt, sondern strömt um den Lautsprecherkorb gleich an die Rückseite der Membran, wo sonst ein Unterdruck herrschen würde. Je niedriger die Frequenz, desto stärker wirkt sich der akustische Kurzschluss negativ aus.
Wieso kann ich an meinem Piezo-Lautsprecher keinen Widerstandswert messen?
Im Gegensatz zu einem dynamischen Lautsprecher, der eine Spule besitzt, arbeitet ein Piezo-Lautsprecher mit einem ferroelektrischen Material bzw. mit einer piezoelektrischen Keramik. Beim Anlegen einer elektrischen Wechselspannung verformen sich diese hochohmigen Elemente im Rhythmus der Frequenz. Die Schwingungen werden mechanisch auf eine Membran übertragen und von einem Feedhorn abgestrahlt.