Schon folgt der nächste Bau- und Anwendungstest, den diesmal die Physik 1 der Uni Köln mit Mystery-PA und Mystery-Sub im W-Bin durchführte. Dr. Rolf Berger schaffte es mühelos, ein paar ausgeschlafene Studenten als Helfer für den Aufbau zu gewinnen, da er vorausschauend für die wesentlichen Holzarbeiten die studentische Morgenzeit, also den frühen Nachmittag bis späten Abend, wählte. Hier sein Bericht:

Mystery-PA und W-Bin-Sub in der Uni Köln
Der Wunsch, Lautsprecherboxen selber zu bauen, kam in meinem Leben bislang drei Mal vor: Als Schüler mit viel Elan aber viel zu geringem Etat, als Physik-Student mit dem Wissen über die tieferen Zusammenhänge aber immer noch zu geringem Etat, und jetzt im Berufsleben endlich mit beidem zusammen, um das bauen zu können, was man sich immer schon vorgestellt hat. Zwei Selbstbau-Träume der Jugend waren noch nicht verwirklicht, einer davon war der Bau von PA-Boxen, die man, alleine aufgrund der Größe, nicht mal eben 'just for fun' für sich selber baut. Da einige Kölner Physik-Studenten aber schon länger den Wunsch hatten, eine Party im Foyer des Gebäudes zu veranstalten, fand sich schnell ein hochmotiviertes Team zusammen. Der andere Anlass zum Bau von 'Laut'-sprechern war die Erweiterung des Physik-Hörsaals zur Wiedergabe von 5.1-Ton, dessen monoaurales Sprachsystem dazu natürlich nicht ausgelegt ist.

Die Erfahrung, dass die eigenen Boxen, die zu Hause richtig schön laut sein können, in einem großen Raum erschreckend mickrig klingen, hat sicher jeder bereits gemacht. Trotz Verstärker mit mehreren hundert Watt am Anschlag ist von Bässen im Zwerchfell einfach nichts zu spüren. Was man braucht ist Wirkungsgrad. Mit den üblichen 86dB/ Watt von Hifi-Boxen kommt man leider nicht weit. Am besten 100dB/ Watt als 4-Ohm-System aus großen Membranen mit ausreichend Reserve für großen Hub, dann kann man so richtig Gas geben. Für die Höhen gibt es schön kompakte Hörner, im Mittelton sind 10- oder 12-Zöller geeignet, im Bass wird es wie immer problematisch, da es sowohl laut als auch noch tief hinab, am liebsten bis 30 Hz, gehen sollte. Sonst kommt es nicht zum wackelnden Hosenbein. Geschlossenen Boxen, die ich für Hifi favoritisiere, scheiden direkt aus, Bassreflex klingt oft etwas mulmig und schwammig, macht zudem unterhalb der Tuningfrequenz schnell schlapp, was man auch nicht so ohne Weiteres elektronisch kompensieren kann. Bleibt eigentlich nur ein Horn. Das Prinzip, die schwere Membran an die leichte Luft über einen sich langsam öffnenden Trichter akustisch anzupassen, bewirkt sowohl einen hohen Wirkungsgrad als auch genügend Reserve für eine hohe Dynamik, denn die Membran braucht zwar Kraft, aber nur einen geringen Hub, da sie ihre Bewegungsenergie äußerst effektiv auf das kleine Luftvolumen der Druckkammer übertragen kann und nicht die nachgiebige Luft des freien Raums bewegen soll. Einziger Nachteil ist, dass die untere Grenzfrequenz, bis zu der ein Horn funktioniert, durch den Umfang des Horns begrenzt ist. Soll es z.B. bei 30 Hz noch ordentlich rumpeln, landet man schnell bei etwa 10m Hornumfang. Glücklicherweise halbiert sich die erforderliche Größe, wenn das Horn akustisch durch den Boden verlängert wird. Bleiben immer noch grob 5 Meter. Damit wird klar, dass Basshörner das Format von Kleiderschränken haben müssen.

Für den Mittel und Hochton-Bereich wird es entsprechend kleiner, aber im Vergleich zu Heim-Boxen bleibt es immer noch ganz ordentlich. Soweit die Rahmenbedingungen der Physik. Der andere Rahmen ist wie so oft finanzieller Natur und lag bei rund 1000 Euro, womit man eigentlich auskommen sollte, wenn man nicht unbedingt die Super-Hi-End-Edel-Chassis auswählt. Bevor die Entscheidung gefällt wurde, fiel der Blick noch in die Onlineshops der großen Musikhäuser. Denn bei aller Liebe zum Selbstbau ist der erforderliche Aufwand gerade für die Bassgehäuse eigentlich nur zu rechtfertigen, wenn es für den Etat nicht bereits gleichwertige oder bessere fertige Systeme gibt. Erstaunlicherweise ist dem jedoch nicht so. Die preiswerten Fertigprodukte aus Fernost bedienen offensichtlich nicht den eher kleinen Markt der etwas voluminöseren PA-Anlagen. Da die Physik sich nicht wirtschaftlichen Interessen beugt, sollte man den Herstellerangaben kleiner PA-Lautsprecher durchaus mit einer gesunder Skepsis begegnen. Damit war die Entscheidung für den Selbstbau endgültig getroffen. Und so kam es zur Recherche in meinen alten Unterlagen mit Bauvorschlägen aus den 80ern und dem, was aus dem Internet neu dazu gekommen ist. Erstaunlicherweise hat sich im Lautsprecherbau in den letzten 20 Jahren nichts wirklich Neues getan. Für den Mittel-/Hochtonbereich erschien uns jedoch ein Bauvorschlag aus dem Internet besonders geeignet: Die Mystery_PA von Udo Wohlgemuth. Beim diesem überaus verlockenden Bausatz bleibt eigentlich kaum eine andere Wahl.

Da der wesentliche Arbeitsaufwand ohnehin im Bau der Gehäuse liegt, hielten wir uns offen, falls erforderlich, die preiswerten IMF-Chassis von P-Audio später gegen bessere auszutauschen. Um es vorwegzunehmen: Es gibt keinen Grund dazu! Um die Chassis mechanisch zu schützen, wurden die Seitenwände etwas nach vorne verlängert. Zusätzlich verstärkten wir die Front neben dem Hochtöner, da dort relativ wenig Holz übrig bleibt. Ob dies wirklich erforderlich ist, wurde nicht weiter getestet. Schaden kann es bestimmt nicht, da eine hohe Stabilität des Gehäuses auf jeden Fall Eigenschwingungen verringert. Gedämmt wurde großzügig mit klassischer Steinwolle, mehr aus Kostengründen und weil von anderen Baumaßnahmen noch ein ausreichender Rest zur Verfügung stand. Akustisch ist Steinwolle sehr wirksam, sofern man sich vom Juckreiz nicht stören lässt. Die Weiche befindet sich in der Steinwolle versenkt gegenüber dem Hochtöner auf einem der Verstärkungsbretter der Rückwand. .

Bleibt noch die Auswahl eines Basshorns. Unter den vielen Varianten (Rutschen mit und ohne Direktstrahler, verschieden gefaltete Hörner mit und ohne Bassreflex,...) fiel die Entscheidung auf das klassische doppelte W-Bin mit geschlossenem Volumen auf der Rückseite der Chassis. Damit bleibt die Wiedergabe knochentrocken. Pro W-Bin kommen zwei 15“-Treiber zum Einsatz, so dass eine Bassbox quasi zwei Gehäuse nebeneinander enthält, die akustisch durch eine Trennwand entkoppelt sind, und die Impedanz durch Parallelschaltung auf die gewünschten 4 Ohm absinkt. Bei den Chassis fiel die Wahl wieder auf P-Audio, nun auf die HP15W. Zwar sind diese nach der gängigen Daumenregel vom Qts her nicht optimal für den Einsatz in Hörnern geeignet, durch das geschlossene Volumen auf der Rückseite und die Möglichkeit, mit einer digitalen Frequenzweiche den Qtc elektronisch zu korrigieren, besteht darin aber kein echter Nachteil. Ein Blick auf die Seiten von Sigfried Linkwitz zeigt, wie man dabei bei geschlossenen Gehäusen vorgeht: Bestimmen von Resonanzfrequnz und Qtc des Systems, Kompensation mit einem entsprechend eingestellten parametrischen EQ, Festlegung der neuen gewünschten unteren Grenzfrequenz mit einem Q von 0,7 für optimale Impulswiedergabe und Einstellen eines weiteren parametrischen EQs auf die neue Grenzrequenz und die neue Güte. Solange die Chassis nicht überlastet werden, ist das wunderbar machbar. Bei 200W RMS-Leistung pro HP15W macht dies 400W pro Box und damit 800 Watt RMS an 4 Ohm für beide Bass-Boxen zusammen. 800W RMS an 4 Ohm schafft unser Verstärker ohnehin nicht (immerhin ein Crown Microtech), so dass wir immer auf der sicheren Seite liegen. Angst vor dem Klippen des Verstärkers braucht man nicht haben, da die Bässe ja an einem eigenen Verstärker laufen, und hartes Klippen nur Hochtöner gefährden kann. Damit blieb nur noch die Wahl zwischen den unterschiedlichen W-Bin-Bauplänen. Hierbei konnten die Konstruktionen bezüglich ihres Hornverlaufs z.T. nur schwer nachvollzogen werden, für einen einfacheren Aufbau werden oft deutliche Kompromisse eingegangen.

Am sinnvollsten erschien uns ein Bauplan, der unter www.sound-klinik.de zu finden und hier zu sehen ist (ohne unsere Veränderungen). Leider ist es nur ein Längsschnitt, so dass die Konstruktion der Druckkammer in der anderen Richtung offen bleibt. Wir entschieden uns für die Faustregel, dass die Fläche des Hornhalses die Hälfte der Membranfläche betragen soll, und modifizierten den Übergang der Druckkammer an das Horn entsprechend, um einen stetigen Verlauf des gesamten Horns zu erreichen. Die Druckkammer wurde dabei komplett aus MDF gebaut und wie das gesamte Gehäuse verleimt und verschraubt, um ein Mitschwingen in diesem sensiblem Bereich wirkungsvoll zu verhindern. Bei den Außenwänden griffen wir auf preiswertere Grobspanplatten zurück. Der Bau dieser W-Bins erfordert einen deutlich erhöhten Aufwand, da bis auf die Außenwände jedes Brett zwei schräge Seiten mit individuellen Winkeln hat.

Eine Tischkreissäge mit Anschlag und winkelverstellbarem Sägeblatt, ein gutes räumliches Vorstellungsvermögen und Kenntnisse der grundlegenden Winkelfunktionen schaden auf keinen Fall. Ein derartiges Projekt ist ohnehin alleine kaum zu bewältigen. Durch die tatkräftige Zusammenarbeit mit den begeisterten Studenten, die neben viel guter Laune auch gleich noch Kreis-, Stichsäge und Akkuschrauber mit brachten, wurde das ganze zu einem wunderbaren Gemeinschaftsprojekt.

Testhören in der späten Nacht. Die nicht ganz kleinen Mystery wirken im großen Hörsaal fast schon etwas verloren. Der erste Soundtest bestätigte aber sofort die richtige Wahl - dieses Erfolgserlebnis gab uns dann auch die Motivation für den nächsten Tag, der komplett für den Zuschnitt der abgewinkelten Bretter des inneren Aufbaus der Bass-Hörner erforderlich war.

Den Aufbau von W-Bins sollte man nicht unterschätzen, wer hierfür nicht die Muße und das erforderliche Werkzeug hat, sollte vielleicht doch auf eine einfachere Variante, wie z.B. die HP 18 Sub zurückgreifen. Am Ende der dritten Nacht war es vollbracht: Wir waren stolze Besitzer von zwei Mystery-PA’s incl. zweier Doppel-W-Bin-Hörner.
Bleibt noch die Beschreibung des Klangs. PA-Boxen darf man natürlich nicht mit möglichst linearen und resonanzfreien Hifi-Boxen vergleichen, mit denen man in gut gedämpften Wohnzimmer Jazz oder Klassik genießt. Hier geht es um etwas völlig anderes: Einen hohen Lautstärkepegel möglichst verzerrungsfrei zu erzeugen, um so viele Sinnesorgane gleichzeitig anzuregen. Und das mit Musik, die speziell für diesen Zweck produziert und abgemischt wurde - eine andere Form des Musikgenusses, wie sie daheim kaum möglich ist. Wenn man sich dann trotz hoher Lautstärke auch noch gerne in unmittelbarer Nähe der Boxen aufhält, ist dies ein sehr gutes Zeichen für geringe Verzerrungen. Wie laut es dabei tatsächlich ist, merkt man erst, wenn man auch in größerer Entfernung nicht den Eindruck hat, dass es leiser wird und die Musik selbst auf anderen Etagen des Gebäudes immer noch erschreckend gut zu hören ist. Das unabhängige Lob zahlreicher Gäste, die nicht wussten, dass die Lautsprecher selbst gebaut waren, hat uns natürlich besonders gefreut. Abschließend bleibt eigentlich nur noch zu erwähnen, dass die Fete ein Riesenerfolg war und der 5.1-Ton beim ersten DVD-Test im Hörsaal einfach umwerfend war.

So macht Musik Spaß!

R. Berger