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Aus der Erfahrung der Reparatur-Experten kann man lernen

Juli 2026 - Hier geht es um die Feinheiten. - So gut wie alle Lautsprecher-Chassis, auch die kleinsten, haben eine auf eine runde Präzisions-Pappröhre oder Papierröhre oder auf eine ebenfalls hochpräzise geformte Röhre aus dünnstem Alublech gewickelte Spule - fast nur aus Kupferdraht. Die komplette Spule ist an der Membran fest angeklebt und diese Spule nennen wir die "Schwingspule".

Die Schwingspule taucht in einen runden Luftspalt eines sehr starken Magneten ein und kann dort - in Grenzen - ein- und ausschwingen.
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Die Bewegung der Schwingspule wird duch den vom Verstärker her gelieferten Strom erzwungen. Und jetzt kommt der "Kasus-Knacktus" - denn die Effizienz dieser Kombination von der magnetischen Kraft und der elektrischen Kraft der Schwingspule wird in diesem konzentrierten Magnetfeld bestimmt.
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Die Wandlung von elektrischer Energie in Bewegungs-Energie

Diese Wandlung bestimmt die Qualität unserer Musikübertragung. Je mehr der elektrischen Energie aus dem Verstärker mit möglichst geringen Verlusten auf die Membrane übertragen wird, desto besser "kann" ein Lautsprecher klingen (muß aber nicht !).

Auf jeden Fall haben wir immer die nicht zu vernachlässigenden unvermeidlichen Wandler-Verluste, die man bei billigen Chassis besonders gut hören kann. Deren Sound ist nicht besonders dynamisch sondern eher schlapp.

Die Effizienz dieser Wandlung von elektrischer Leistung in Schallwellen wird mit diesen beiden Komponenten bestimmt. Die Schwingspule muß so dicht wie möglich gewickelt sein. Ein rechteckíger Kupferdraht ist da von Vorteil und der Luftspalt, in dem sich die statische magnetische Energie konzentriert, sollte so eng wie möglich konstruiert sein.
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Grundlagen der Physik : Keine Vorteile ohne Nachteile

Bei der Wandlung der elektrischen Verstärkerleistung in Schall (= Bewegung) wird auch ein Teil in Wärme umgesetzt. Die muß irgendwie abgeführt werden. Somit sollte die Außenfläche der Schwingspule möglichst groß und damit wärmeabgabe-freundlich sein.

Weiterhin sollte der Magnetspalt (das Joch), in dem sich diese Schwingspule bewegen muß, möglichst eng sein. Und jetzt kollidieren diese beiden Forderungen. In dem engen Luftspalt kann die Hitze - trotz der dynamischen Bewegung der Spule - fast nicht entweichen.
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Ganz leicht verformte Windungen

Bei richtigem Power-Betrieb dehnt sich die Schwingspule mit dem gewickelten Kupferdraht aus, zwar sehr sehr wenig, aber bei bestimmten Präzisions-Chassis ist das bereits ausreichend bzw. zuviel - sie schabt an dem Eisen des Magnetspaltes.
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Und es betrifft hauptsächlich Bass-Chassis und die späteren BOSE Breitbandchassis ab der Serie 3. In dem Frequenzbereich unter 300 Hz wird viel Leistung benötigt, um die Luft zu bewegen, damit man etwas hört und eventuell auch fühlt.

Bei den 18 Bose 901 Chassis verteilt sich die Leistung auf die einzelnen Chassis und Schrammen und Kratzen durch eine asymmetrisch "verbogene" Schwingspule kommt selten vor, jedenfalls nach unseren Recherchen ab der 901 Serie 3. Bei den großen Bass-Chassis gibt es einige wenige Typen, mit denen zum Beispiel JBL bei den edlen Hifi-Boxen diese Präzision auf die Spitze getrieben hatte.
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Die Erfahrung aus der Sound-Clinic in Ingelheim

Der Vergleich zweier Konzepte oder Dimensionen - Grundig / Braun (oben) und JBL Ti250 (darunter)
Ein verbranntes PA-Chassis - zu lange überlastet und verschmort

Mit dem leider im Mai 2026 verstorbenen Chef der Sound-Clinic Günther Christ hatte ich ein sehr freundschaftliches Verhältnis und er hat mit mir (oder für mich) öfter aus der Schule geplaudert.

Seit über 25 Jahren reparierte er mit seinem Mitarbeiter Herrn Grob die großen Bass-Chassis der sogenannten PA-Anlagen der Bands und der Musiker. Denen konnte es bei Freiluftveranstaltungen nie laut genug gehen und so wurde gepowert, was das Zeug hergab.

Viele viele Bass-Membranen mit verschmorten Schwingspulen lagen dort in der Sound Clinic in der Abfall-Kiste. Diese Membranen hatten aber ganz besondere Eigenschaften. Die Musiker-Schwingspulen und der jeweilige Magnetspalt wurden nicht bis aufs Letzte "ausgequetscht", sondern es wurden deutlich größere Toleranzen (Abstände) eingebaut. Die Entwickler wußten um die Überhitzungs- Problematik einer 500 Watt PA-Endstufe im Open-Air Konzertbetrieb.
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Bei den Hifi-Boxen im oberen Preisbereich war die Impulswiedergabe das wichtige Kriterium bei konzertanter Musik. Die Chassis - also alle Chassis vom HT bis zum Bass - sollten so effizient wie möglich (= verlustlos) "wandeln". Dazu braucht(e) man damals wie heute extrem starke Magneten mit engsten Luftspalten und dazu sehr eng tolerierte Wicklungen auf den Schwingspulen.

Bei den Transformatoren nennt man die Basis der Wicklung(en) den Wickelkern, bei den Schwingspulen ist das eine Präzisions-Röhre aus sehr fester Pappe und hier allermeist aus sehr fester dünnster Alu-Folie. Die Fertigungs-Toleranzen sind eng, manchmal zu eng. Dann schabt oder kratzt diese sich warmlaufende Schwingspule bei sehr hohen Lautstärken in irgend einem Bereich an dem Eisen -Rand des Magnetspaltes. Und bei unseren großen und edlen Hifi-Boxen hört man das.
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Dem hörbaren Kratz-Geräusch auf den Grund gehen ....

Das JBL Chassis senkrecht im Testrahmen montiert
Im Testbetrieb nach allen Seiten offen
Ein gewaltiger Magnet für die 10cm Schwingspule

Bei meinen beiden JBL-Boxen trat bzw tritt das Kratzen erst nach mehreren recht basslastigen Musiken auf. Oft dauert es 1 Stunde, bis die eine Box merkwürdige Schab- oder Kratzgeräusche in die Musik "einbringt".
Die Erfahrung :
Laut Herrn Christ kann man sowohl in der Herstellung sowie auch bei der Reparatur - beim Refoaming oder Reconing - noch so sorgfältig arbeiten. Man bekommt eine Schwingspule trotz spezieller Zentrierfolien nie "1.000" prozentig in die Mitte des Magnetspaltes. Offensichtlich reicht nämlich "100" prozentig nicht aus. Und bei der Ausdehnung durch steigende Temperaturen bewegen wir uns im Bereich von einigen tausendstel Millimetern.

Und jetzt gibt es bei der Analyse - wenn es kratzt oder schabt - einen Trick.

Das betroffene Chassis wird bei den allermeisten Boxen senkrecht in das Boxengehäuse eingebaut. Und jedes Chassis hat kleinste Toleranzen. Der Schwabbeltest in der waagrechten Lage (auf dieser vorangegangenen Seite) ist damit nicht aussgekräftig und damit insgesamt wenig hilfreich. Wir brauchen den Schwabbeltest in einer senkrechten Lage.

Darum bauen wir uns eine Hilfs-Vorrichtung, bei der das zu prüfende Chassis ohne Schallwand senkrecht montiert wird und testen das freie Schwingen mit hoher Amplitude. Dazu reicht bereits ein sauberer 50 Watt Verstärker mit einem Tongenerator völlig aus. Die Membrane hat so keinen nennenswerten Luftwiderstand. Wir nennen das den normalerweise nicht erwünschten akustischen Kurzschluß absichtlich herbeiführern.

Jetzt kann man dieses Chassis nacheinander 4 mal um 90° drehen und in allen 4 Lagen ausprobieren (schwabbeln lassen) und lauschen, ob da merkwürdige Geräusche raus kommen. Laut Hern Christ ist auch in schlimmen Fällen eine der 90° Lagen dabei, bei der es (hoffentlich oder vielleicht) nicht oder nur ganz wenig kratzt.
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Die Schwabbel-/Testfrequenz unter 20Hz (hier bei einem HECO Basschassis)

Der waagrechte Test an einem Grundig Chassis ist trügerisch

Mit dem Tongenerator kann man die Test-Frequenz direkt in die Endstufe einspeisen. Mit der Testfrequenz könnte man sogar unter die 20 Hz gehen, denn wir wir wollen die Schwabbel-Ampitude der Membran wirklich sehen.
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Erstaunlicherweise haben wir mit uralten HECO Bass-Chassis gewaltige Amplituden ausprobiert (ohne daß es kratzt). Bei unserem 2. Probanden, einem Grundig Chassis waren das alles Consumer-Bässe aus der Massenproduktion, die im Grundig Lautsprecherwerk in 10.000er Stückzahlen für alle nur möglichen Hifi-Boxen gefertigt wurden.
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Die Elektronik wird vorbereitet

Für den Schwabbeltest schließen wir den Sinusgenerator an den 2 x 100 Watt Digitalverstärker an und dazu das Chassis an den Ausgang. Zusätzlich überwachen wir mit einem Oszilloscope etwaige Übersteuerungen des Verstärkerausganges. Die jeweils aktuelle Temperatur der Schwingspule können wir mit unseren Meßgeräten bzw. unseren Mitteln nicht messen.

Den ersten Probe-Test fahren wir mit 20Hz am 100 Watt Digitalverstärker. Das Digitalnetzteil kann mehr Leistung liefern, doch wir benutzen ja nur einen Kanal.
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Bis zu einer gewissen Grenze schwabbelt das Chassis mit einem tiefen sauberen Blubbern - wie eine Luftpumpe.

Der Hub der Membrane außen an der Schaumstoff-Sicke könnte bei etwa 10 Watt zugführter Leistung bei + 7,5mm (= 1,5 cm) liegen. Das messen wir mit dem Leistungsmeßgerät in der 230 Volt Zuleitug. Ohne Audio-Signal nimmt das Netzteil mit Endstufe etwa 12,5 Watt (VA) auf. Bei ziemlicher volle Pulle - betrachtet an der heftigen Auslenkung der Membrane - steigt die Leistungsaufnahme auf ca. 25 Watt an.
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Und doch, etwas mehr ist zu hören, wo kommt das her ?

Zumindest kurzzeitig kann/darf man solch ein großes Chassis bis an die Grenze aussteuern. Die Grenze wäre, wenn die Schwingspule an der mechanischen Begrenzung anschlägt. Die Leistung muß ganz vorsichtig erhöht werden, denn die Auslenkung der Membrane ist ja nicht "bedämpft" wie in der Lautsprecherbox.

Mit wesentlich weniger Leistung erzeuge ich die gleichen Schwing-Bewegungen, und damit die gleiche Amplitude. Das habe ich ausprobiert, hatte aber den Oszilloscope noch nicht angeschlossen. Auch habe  ich die Leistung nicht bis zum metallischen Klicken erhöht. Das war mir zu riskant. Die ersten Video-Aufnahmen sind verfügbar, müssen aber noch etwas nachgebessert werden.
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Messungen mit dem Digitalverstärker und dem Oszilloscope

Die ersten Messungen bis zum "Erscheinen" des Fremdgeräusches : Ein sauberer Sinus und ein sauberer 20Hz Ton.
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Weiter mit der Mess-Phase 2 - und der Übersteuerung

Ich möchte auf jeden Fall wissen, wie sieht das elektrische Signal aus, das vom Verstärker kommt und was höre ich in der Nähe des Membran-Konus, wenn ich das Drehpotentiometer noch weiter aufdrehe ? Und tatsächlich, das Signal aus dem Digitalverstärker verzerrt ganz deutlich mit zunehmender Eingangsspannung.
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Bis hierhin sauber
Die digitale Übersteuerung
in eine gefährliche Zone

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Auf dem Foto ganz rechts sehen Sie, daß aus dem ehemals sauberen Sinus Signal ganz langsam ein verzerrrtes Dreiecks-Signal wird.
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Der Digitalverstärker wird ausgetauscht

Das Leistungsmeßgerät zeigte gerade mal 24 Watt (VA) an, also etwa 14 Watt mehr an Leistung als die Grundlast im Leerlauf abruft. Dennoch wurde mir das zu gefährlich.

Und somit kommt ein Pioneer VSX 859 aus unserem Pool zum Einsatz, der mit Sicherheit 110 Watt Sinus verzerrungsfrei (sogar an 5 Kanälen) liefern kann und auch liefert und das merkwürdige hörbare Fremdgeräusch setzt erst viel später ein.

Die Amplitude der Membrane ist jetzt erheblich, beinahe ±1cm. Die 230 Volt-Leistungsanzeige mit dem Pioneer Verstärker steigt jetzt von 68 Watt (VA) (= Leerlauf) auf 105 Watt (VA). Und diese 37 Watt Sinus-Leistung bei 20 Hz muß das Chssis über mehrere Minuten problemlos verkraften.

Diese Fremdgeräusch ließ mir keine Ruhe und so lauschte ich auch auf der Rückseite des Bass-Chassis und siehe da, dort aus der Öffnung kommen diese komischen Strömingsgeräusche bei den hohen Amplituden her. Ist das Chassis in dem Bassreflexgehäuse der Ti250 eingebaut, werden die Amplituden der Membrane deutlich bedämpft und man hört nichts mehr (oder sehr sehr wenig).
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