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Es müssen nicht immer gleich neue Lautsprecher angeschafft oder gebaut werden, wenn man mit seinen Boxen nicht so richtig zufrieden ist oder sich nach einer höheren Klangqualität sehnt. Die Tuningangebote des HiFi-Marktes reichen von teuren "Spezialkabeln" bis zu wundersamen "Klangsteinen". All dieses "Zubehör" führt in der Regel jedoch zu keinem besseren Klang, sondern allenfalls zu einer stark entleerten Geldbörse. Wie bei jeder Modifikation von technischen Geräten sollte man auch bei Veränderungen an Lautsprecherboxen wissen was man macht. Nur durchdachte Modifikationen an den eigenen Lautsprechern können sinnvoll und preiswerter als neue Boxen sein. Nachfolgend werden einige der oft zielführenden Modifikationsmöglichkeiten aufgezeigt:
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Reparaturen:
Sehr viele Tief- und Mittelton-Lautsprecherchassis zeigen nach Jahren oft rissige oder gar zerfallenden Sicke und / oder eine ausgeleierte oder brüchige Zentierspinne. Dadurch können die Membranen nicht mehr korrekt schwingen. Die Schwingspule taumelt im Luftspalt hin und her und kann sogar beschädigt werden. Die Schallwiedergabe ist dann oft unsauber oder gar verzerrt. In solchen Schadensfälle ist die Sicke und ggf. die Zentrierspinne unbedingt zu erneuern. Die Beschaffung passender Sicken ist zwar häufig nicht ganz einfach aber meist möglich. Ob sich eine Erneuerung der Sicke lohnt hängt neben der sonstigen Qualität des Chassis auch vom allgemeinen Zustand der Box insgesamt ab. Meist ist jedoch eine Reparatur deutlich günstiger als die Anschaffung neuer Lautsprecher. Der Austausch der Sicken ist bei Einhaltung der erforderlichen Sorgfalt auch für einen verständigen Laien möglich. Den Austausch von Sicken bieten jedoch auch einige Spezialbetrieb an, siehe z.B.
hier
Des Weiteren haben sich nicht selten die Zentrierspinnen der Chassis gelöst und/oder sind ausgeleiert oder gar rissig und anderweitig beschädigt. Eine saubere Führung der Schwingspule im Luftspalt ist damit nicht mehr gewährleistet. Gelöste Spinnen müssen wieder zentriert mit dem Chassis verklebt, rissige oder beschädigte Spinnen i.d.R. ausgetauscht werden. Ausgeleierte Spinnen können hingegen meist wieder - auch ohne sie aus dem Chassis auszubauen - versteift werden. Hierzu sind die Spinnen mit speziellen Gewebe versteifende Mitteln, wie z.B. Vinylacetat, modifizierte Stärke oder dauerelestischen Kunstharzen zu stärken.
Auch Schäden an den Membranen aus Papier oder Pappe lassen sich oft auch beheben. Bei Membranen aus Metall und Kunststoff ist jedoch oft nur ein kompletter Austausch der gesammten Membrane einschließlich Sicke zielführend.
Viele Lautsprecherchassis sind jedoch nicht mehr als komplettes Ersatzteil erhältlich und die Suche nach passenden Alternativen oft aussichtslos, so dass eine Reparatur dann die einzige Möglichkeit zur Rettung einer alten Box ist. Ob sich eine Reparatur unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten lohnt, ist eine Frage des Einzelfalls.
Auch bei älteren Lautsprechern - mit denen man eigentlich zufrieden war - kann ein Blick auf die Frequenzweichen sinnvoll sein. Die in Frequenzweichen häufig verbauten Elektrolytkondensatoren haben die unschönen Eigenschaften recht schnell zu altern. Durch Austrocknung der Elektrolyte verlieren diese Kondensatoren im Laufe der Zeit einen erheblichen Teil Ihrer elektrischen Speicherkapazität, d.h. der ursprüngliche Bauteilwert ändert sich. Dieser Alterungsprozess verläuft zudem nicht bei allen Kondensatoren gleich. Dies hat zur Folge, dass die Frequenzweichen wegen Wertänderung der Kondensatoren nicht nur nicht mehr wie gewollt funktionieren, sondern sich auch noch mehr oder weniger große Abweichungen zwischen dem linken und rechten Lautsprecher ergeben können. Im Einzelnen führt die Wertveränderungen der Kondensator dazu, dass die Filterfrequenzen und -verläufe aus der ursprünglichen Position wegdriften, die Gesamtabstimmung passt irgendwann nicht mehr. Kurz gesagt, die Box klingt deutlich schlechter als sie sollte und könnte. Nach ca. 10-15 Jahren kann es daher durch aus sinnvoll sein, die alten Elektrolytkondensatoren gegen neu bipolare Elektrolytkondensatoren auszutauschen.
Tuning:
Nicht selten kann auch eine neu abgestimmte Frequenzweiche schon zu deutlich besseren Ergebnisse führen. Frequenzweichen industrieller Fertigboxen sind oft aus Kostengründen sehr einfach gehalten. Manchmal bestehen die Weichen einer 3-Wege-Box nur aus zwei Billigkondensatoren. Die verwendeten Lautsprecherchassis lassen jedoch bei sorgfältigen Frequenzweichendesign oft deutlich bessere klangliche Ergebnisse zu. Eine akustische und elektrische Messung der Box bringt schnell einen Überblick über die Tuningmöglichkeit einer bestehenden Box. Sollte danach ein Tuning sinnvoll sein, kann die vorhandene Weiche modifiziert oder soweit erforderlich eine neue gute Weiche entwickelt werden. Die Kosten für eine Weichenmodifikationen betragen je nach Aufwand und Umfang ab ca. 50,- €. Eine vollständigen Neuentwicklung und Neuaufbau zweier kompletten Weichen biete ich für 120,-€ für 2-Wegeboxen und 220,-€ für 3-Wegeboxen jeweils zuzüglich Material an. Weiteres bezüglich Weichentuning, Weichenentwicklung siehe hier.
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Im Gegensatz zu den vorstehenden Maßnahmen kann bei einer korrekt konstruierten Frequenzweiche von einem undifferenzierten planlosen Austausch von Weichenbauteilen gegen Bauteile vermeintlich höherer Qualität nur dringend abgeraten werden. Aus klanglichen Gesichtspunkten bringt es keine Vorteile beispielsweise Elektrolytkondensatoren gegen Folienkondensatoren oder solche gegen irgendwelche teuren "Superkondensatoren" auszutauschen. Ein Unterschied ist fast nie hörbar, die Kosten sind aber erheblich. Der einzige echte Vorteile von Folienkondensatoren ist deren sehr gute Langzeitkonstanz der Kapazitätswerte. Für den Tausch von Spulen gegen solche mit größeren Drahtstärken und/oder geringeren Verlustwiderstände gilt ähnliches. Auch der Austausch von Kernspulen gegen Luftspule bringt in den meisten Fällen keinen klanglichen Gewinn, es sei denn das Kernmaterial erreicht aufgrund extremer Pegel seine Sättigung, was bei normalen HiFi-Betrieb fast nie der Fall ist. Der Tausch von Spulen gegen solche mit kleineren Verlustwiderständen führen meist zum einem zu geringeren Tiefbasspegel anderseits jedoch zu lauteren Oberbass und Mitten, also eigentlich genau zu anderen als von Laien erwarteten Ergebnissen, nämlich nur zu einer Änderung der tonalen Balance.
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Ein weiteres Manko vieler Fertigboxen ist eine unzulängliche oder gar fehlerhafte Gehäuseabstimmung mit oft viel zu kleinen Arbeitsvolumen. Zudem sind viele Hersteller offenbar der Meinung, dass jede Box eine "Bassreflex-Öffnung" enthalten muss, weil der Markt dies fordere. In vielen Bassreflexboxen werden aus Kostengründen häufig Chassis verwendet, die jedoch weder für eine Bassreflexabstimmung noch für die gewählten Gehäusevolumina gut geeignet sind. Klanglich zeigt sich eine Falsch- bzw. Fehlabstimmung in einer unsauberen und/oder aufgeblähten Basswiedergabe. Hier hilft häufig eine Änderung der Bassreflexabstimmung und /oder Erweiterung der Gehäusevolumen oder ein Umbau in ein sog. geschlossenes System. Die Kosten für derartige Tuningmaßnahmen sind im Verhältnis zur Steigerung der Klangqualität relativ gering (siehe hier).
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Sollte eine Modifikation oder Neuabstimmung der Frequenzweiche nicht oder nicht vollständig zielführend sein, kann ggf. der Austausch eines Chassis z.B. des Hochtöner gegen ein hochwertigeres Modell zum gewünschten Erfolg führen.
Alle Chassis einer Box sollten von ihrer Charakteristik (Abstrahlverhalten, Klirrspektrum etc.) zueinander passen und gleichzeitig optimal den ihnen jeweils zugeteilten Frequenzbereich bedienen können. Aus Kostengründen werden bei Fertigboxen häufig Modelle einer Produktlinie in Teilbereichen mit den gleichen Chassis aufgebaut Z.B. werden in einer Modellreihe Tieftöner mit 130mm, 170mm oder 200mm jeweils mit der gleichen 25mm Standard-Hochtonkalotte kombiniert. Zu allen Tieftonchassis kann der Hochtöner jedoch nicht optimal angepasst werden und je nach Eigenschaften der sonstigen Mitspieler kann der Hochtöner daher in dem einen Modell sehr gut und im anderen nur mäßig oder gar nicht harmonisieren. Abhilfe kann hier ggf. der Austausch des Hochtöner bringen, z.B. Tausch der Kalotte gegen ein Modell mit größerer oder kleinerer Membranfläche und/oder Hochtöner mit sog. Wavequide. Des Weiteren harmonieren nicht alle Membranmaterialen klanglich gleich gut miteinander. Daher kann es im Einzelfall durchaus sinnvoll sein, eine Gewebemembrankalotte gegen eine mit Metal- oder Keramikmembrane oder umgekehrt zu tauschen. Ferner sind gerade bei Hochtonlautsprecher verschiedener Typen die Spreizung der Wiedergabequalitäten und -eigenschaften sehr groß. Durch eine Änderung des Chassistyps lässt sich der Charakter einer Boxen deutlich ändern. Ein Tausch einer Hochtonkalotte gegen beispielsweise einen Magnetostaten oder ein sog. Bändchen kann das Hochtonauflösungsverhalten und den Detailreichtum der Wiedergabe positiv verändern.
Ferrofluid im Luftspalt
Häufig musste ich feststellen, das Ferrofluid im Luftspalt von Kalottenhochtöner wohl eher eine Maßnahme zur Senkung der Produktionskosten ist und/oder Erhöhung der elektrischen Belastbarkeit dient als einer Steigerung der Klangqualität. Das Ferrofluid kühlt zwar im geringen Maße die Schwingspule dämpft aber anderseits auch dessen Schwingverhalten nicht unerheblich und führt oft zu einem mehr oder weniger asymmetrischen Impedanzverhalten im Bereich der Grundresonanz. Dies hat u.a. zur Folge, dass viele ferrofluidgefüllte Hochtöner recht "müde" klingen und einen nach unten deutlich kleineren Übertragsbereich aufweisen als eigentlich möglich wäre. Bei vielen Billig-Kalotten ist jedoch ein Entfernen des Fluids gegen die möglichen Nachteile abzuwägen. Bei Billig-Kalotten ist wegen der oft hohen Fertigungstoleranzen das Fluid für einen brauchbaren Antrieb der Schwingspule wegen sonst zu ungenauer Zentrierung der Schwingspule fast unerläßlich. Eine individelle mechanische Zentrieung der Schwingspule ist bei vielen Billig-Kalotten oft nicht möglich. Aber viele Kalotten von Markenherstellern klingen nach Entfernung des Ferrofluids aus dem Luftspalt oft eine Klasse besser.
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Ferrofluid entfernen:
Das Ferrofluid läßt sich nach der Demontage der Trägerplatten und der Kalotten mit Schwingspule meist recht leicht mit etwas milden Fettlöser oder Kontakt-60 Spray und Wattestäbchen von der Schwingspule entfernen. Aus dem Luftspalt bekommt man das Fluid heraus indem man z.B. mit W40 oder ähnlichem den Luftspalt flutet. Anschließend mit Kaffeefilter- oder Löschpapier den Luftspalt reinigen, ggf. Vorgang mehrfach wiederholen. Anschließend Luftspalt gründlich spülen (z.B. mit Isopropanol o.ä.) und mit Pressluft (ggf. Dose) ausblasen. Alle Teile vollständig trocknen lassen und Hochtöner wieder zusammenbauen. Die Grundresonanz wird sich nach der Entfernung des Ferrofluids deutlich unter der ursprünglichen Grundresonanz und deutlich ausgeprägter und i.d.R. symmetrischer einstellen. Der Verust an elektrischer Belastbarkeit ist - jedenfalls im Home-HiFi-Bereich - vernachlässigbar. Dafür wird man i.d.R. mit einen deutlich freieren Klangbild und einem deutlich erweiterten Übertragungsbereich belohnt.
Ferrofluid ersetzen:
Für die Neuverfüllung des Luftspaltes mit Ferrofluid muss ein zur Kalotte in der Viskosität und magnetischen Stärke passendes Ferrofluid verwendet werden. Das Problem dabei ist, dass i.d.R. nur der Chassishersteller die genaue Spezifikation des Fluids kennt. Entsprechende Angaben sind jedoch meist nicht zu erhalten. Grundsätzlich lassen sich die erforderlichen Spezifikationen des Ferrofluids nach der bewegten Masse des Hochtöners grob abschätzen, dabei gilt die Faustformel: je leichter (kleiner) die Schwingeinheit der Kalotte ist, desto dünnflüssiger sollte das Fluid sein. Ich habe mit zwei verschiedenen Fluids für 19mm/25mm und 38mm/50mm recht gute Erfahrungen gemacht. Auch die Menge des in den Spalte einzufüllendes Fluid hat eine Auswirkung auf das Verhalten des Hochtöners. Bei jedem Austausch des Ferrofluids muss jedoch jedes Chassis neu gemessen und unter Umstanden auch eine vorhandene Frequenzweiche angepasst werden.
Ein how-to-do zum Zentrieren von Kalotten siehe hier.
Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Eingriff in das Chassis auf eigenes Risiko erfolgt und alle Garantie- und Gewährleistungansprüche gegenüber dem Hersteller und Verkäufer verloren gehen.
Bei jeder Änderung der Chassisbestückung - so auch beim Austausch des Hochtöners oder dem Entfernen von Ferrofluiden- ist jedoch zu beachten, dass dies in den meisten Fällen eine Anpassung der Frequenzweiche erforderlich macht!
Beispiel einer nachträglich beschichteten Membrane
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Der Austausch von Tief- und Mitteltonchassis ist i.d.R. nicht nur recht teuer, sondern auch recht schwierig. Membranlautsprecher benötigen stets ein passendes Gehäuse für eine gute Funktion. Dies muss jedoch auf das jeweilige Chassis korrekt ausgelegt sein. Daraus folgt, dass beim Austausch von Tief- und Mitteltöner stets das gegebene Gehäuse (Gehäusetyp, Volumen und Abstimmung) berücksichtigt werden muss. Für ein gegebenes Chassis ist es i.d.R. nicht sehr schwierig ein passendes Gehäuse zu berechnen. Andersrum ist es jedoch um ein vielfaches schwieriger für ein bestehendes Gehäuse ein passendes Chassis zu finden.
Statt eines Austausches ist die Modifikation von Tief- und Mitteltonchassis ein gängiger Tuningweg. Gerade bei preiswerten Tief- und Mitteltonchassis ist die Qualität der Membranen selten optimal. Die Qualität der Membranen offenbaren sich z.T. in der Linearität bzw. Nichtlinearität der Übertragung. Je nach Membranmaterial und -form ist die Steifigkeit der Membranen sehr unterschiedlich. Instabile Membranen zeigen häufig mehr oder weniger starke Partialschwingungen die zu einer Welligkeit des Frequenzganges und/oder zu einer frühzeitigen und unregelmäßigen Bündelung der Schallabstrahlung führen können. Je nach Form und Material der Membrane können deren Modifikation zu einer deutlichen Verbessungen der Chassiseigenschaften führen. Eine Behandlung der Membranen mit Versteifungsmittel (z.B. Wasserglas, Tiefengrund, Stabilon) und geeigneten Beschichtungen mit Lacke, Klebestreifen etc. kann dabei zu einer spürbaren Versteifung der Membrane führen. Bei der Auswahl der Lacke und Mittel muss unbedingt darauf geachtet werden, das die Membrane, die Verklebungen und andere Teile eines Chassis durch den Lack nicht angegriffen werden. Acryllacke sind hier meist erste Wahl. Eine Beschichtung mit Lack ist besonders bei Papiermembranen sinnvoll. Der Lack dringt in die Struktur des Papiers ein und härtet die Membrane. Dadurch wird meist ein frühes Aufbrechen der Membrane in sog. Partialschwingungen besser unterdrückt. Gleichzeitig sind jedoch bei mit Lack beschichteten Membranen häufig leicht ansteigende Membranresonanzen am oberen Übertragungsbereich des Chassis zu beobachten. Wie fast alles im Lautsprecherbau ist halt auch die Beschichtung der Membran mit Lack ein Kompromiss. Insgesamt habe ich bei "weichen" Membranen, insbesondere bei großen Membranflächen gute Erfahrungen gemacht. Je hochwertige jedoch ein Chassis, desto mehr sollten die möglichen Vorteile gegen die Nachteile abgewogen werden.
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Neben Lack können Membranen auch mit anderen plastischen Beschichtungen (z.B. Betex, Vinylflex u.a.) versehen werden. Diese Beschichtungsmittel bilden auf der Oberfläche der Membranen einen versteifenden und zugleich Partialschwingungen dämpfenden Überzug. Die Masse der Beschichtung bewirkt zudem eine leichte Erhöhung der bewegten Masse des Chassis und dadurch zu einer leichten Senkung der Resonanzfrequenz und des Wirkungsgrades. Ich verwende für die Beschichtung von Papiermembranen u.a. ein von mir selbst entwickeltes Beschichtungsmittel "SuperNot0815" (PolyVinylAcetat, Pigmentpaste, ggf. Massezusätze, Profitin), Beispiel siehe Bild links.
Bei 17- bis 25-Zentimeter-Papier-Membranchassis die weit in den Mitteltonbereich hinein betrieben werden müssen, wie. z.B. bei 2-Wege-Systemen, hat sich oft eine Kombination aus Härtung der Membrane mit Lack und anschließender Besichtung mit "SuperNot0815" bewährt. Da sich auch die Thiele-Small-Parameter (TSP) durch die Modifikationen in der Regel verändern, sollten sie nach jeder Maßnahme am Chassis geprüft bzw. neu ermittelt werden. Gleiches gilt selbstverständlich für die Pegel- und Impedanzfrequenzgänge.
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Bass-Equalizer
Eine weitere Möglichkeit den Klang bestehender Lautsprecherboxen zu "verbässern", d.h. die Wiedergabe zu tiefen und sehr tiefen Tönen hin zu erweitern, besteht im Einsatz von sog. Equalizern. Für eine (sehr) tiefe Basswiedergabe ist oft eine aktive Entzerrung der Wiedergabekurve durch den Einsatz von aktiven Bass-Equalizern erforderlich. Schaltungen dieser und ähnlicher Art werden in sehr vielen aktiven Subwoofer verwendet. Diese Schaltungen lassen sich aber auch nachträglich zwischen Vor- und Endverstärker oder Accessory-Anschlüsse aber auch einfach über eine Tape-Monitor-Schaltung des Verstärkers in den Signalweg einschleifen. Der Aufbau dieser kleinen elektronischen Schaltung läßt sich recht einfach im Wege des DIY verwirklichen. Mehr dazu siehe hier.
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Beispiel einer passiven Box mit aktiven Bass-Equalizer
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**Alle Ausführungen zu den hier genannten Methoden und Techniken erfolgen ohne jede Gewähr, sämtliche Veränderungen an Chassis, Frequenzeichen und Boxen erfolgen stets auf eigenes Risiko des Lesers. Eine Haftung des Autors - gleich aus welchem Rechtsgrund - ist ausgeschlossen.
Lautsprecher-Update-/Upgrate- und Weichen-Service und TSP-Mess-Service
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