Matrix-Gehäuseverstrebung (Bowers & Wilkins)

Was ist die Matrix im Inneren eines Bowers-&-Wilkins-Gehäuses, wogegen arbeitet sie — und was kostet sie?

Öffnet man ein Gehäuse von Bowers & Wilkins, sitzt darin ein Gitter aus Platten, die mit Schlitzen ineinandergesteckt sind — waagerecht und senkrecht, mit Durchbrüchen für die Luft. Die Bauweise heißt Matrix, kam 1987 mit dem Modell Matrix 801 in die Palette und steift das Gehäuse in allen drei Richtungen zugleich aus.

Ein Lautsprechergehäuse soll eine Kiste sein, die nichts tut: Der Ton soll von der Membran kommen, nicht von den Seitenwänden. Aber jede große Fläche fängt irgendwann an mitzuschwingen — wie ein Trommelfell. Hier ist die Kiste deshalb innen mit einem Gitter aus Platten ausgefacht, das die Wände in alle Richtungen gegeneinander abstützt. Was Du davon merkst: Das Gehäuse klingt beim Klopfen nicht hohl, sondern stumpf.

Warum eine Gehäusewand überhaupt mitschwingt

Eine Membran gibt nach hinten genauso viel Schall ab wie nach vorn — im Bass bedeutet das erhebliche Drücke in einem geschlossenen Volumen. Diese Drücke wirken auf die Innenseiten der Wände. Eine ausreichend große, ausreichend dünne Platte hat ihre erste Eigenresonanz mitten im Arbeitsbereich, und wo sie angeregt wird, schwingt sie mit (Resonanz). Was sie dann abstrahlt, erreicht den Hörplatz zeitversetzt und aus einer anderen Richtung als der Nutzschall.

Dazu kommt ein zweiter Vorgang im Inneren, der oft mit dem ersten zusammengeworfen wird: Zwischen gegenüberliegenden Wänden bilden sich stehende Wellen. Deren tiefste Frequenz hängt von der größten Innenabmessung ab — je größer das Gehäuse, desto tiefer, und desto schwerer mit Absorption zu bedämpfen. Wer das Volumen durch Zwischenwände unterteilt, verschiebt diese Resonanzen nach oben, wo Dämmmaterial besser greift.

Die Matrix arbeitet gegen beides zugleich, und darin liegt der eigentliche Gedanke: Dieselben Platten, die die Wände gegeneinander abstützen, unterteilen das Volumen.

Was das Gitter tut

Eine Wand wird nicht dadurch steif, dass man sie dicker macht — jedenfalls nicht wirtschaftlich. Steif wird sie dadurch, dass man ihre freie Spannweite verkürzt. Genau das leistet ein Gitter aus ineinandergesteckten Platten: Es teilt jede große Fläche in viele kleine Felder, und jedes kleine Feld hat seine erste Eigenresonanz erheblich höher als die ungeteilte Wand.

Zwei Eigenheiten unterscheiden den Aufbau von einer üblichen Verstrebung. Die Platten stützen sich gegenseitig ab, statt einzeln an den Wänden zu kleben — es entsteht ein Fachwerk, das Kräfte in allen drei Richtungen aufnimmt. Und sie sind über die gesamte Höhe des Gehäuses gestapelt, nicht nur an ein oder zwei Stellen eingesetzt.

In der Generation D4 hat Bowers & Wilkins die Bauweise für die größeren Modelle überarbeitet: Zu den Platten kamen senkrechte und waagerechte U-Profile aus Aluminium, die verklebt und verschraubt eingesetzt werden. Die jüngste Serie nennt zusätzlich ein Raumfachwerk aus Aluminium. Die Richtung ist erkennbar — mehr Steifigkeit über Metall an den Stellen, an denen Holzwerkstoff an seine Grenze kommt.

Was der Hersteller dazu sagt und was nicht

Zur Wirkung nennt Bowers & Wilkins zwei Dinge: weniger Resonanz und eine glaubwürdigere Abbildung. Der erste Teil ist eine technische Aussage, der zweite eine Hörbeschreibung.

Was fehlt, ist jede Zahl. Keine Angabe, um wie viel die Wandbeschleunigung sinkt, keine Frequenz, ab der die Wände als bedämpft gelten, kein Vergleich mit einem konventionell verstrebten Gehäuse gleicher Größe. Für eine Bauweise, die seit fast vier Jahrzehnten im Programm ist und deren Wirkung sich messtechnisch gut fassen ließe, ist das bemerkenswert.

Grenzen

Versteifen heißt verschieben, nicht beseitigen. Eine steifere Wand resoniert höher, nicht gar nicht. Ob das ein Gewinn ist, hängt davon ab, wohin die Resonanz wandert: nach oben in einen Bereich, in dem weniger Energie anliegt und Dämmmaterial besser wirkt — oder mitten in den Mittelton. Der zweite Fall ist der Grund, warum Versteifung allein noch keine gute Bauweise ist.

Das Gitter kostet Volumen und Gewicht. Jede eingesetzte Platte nimmt Platz weg, der für den Bass fehlt, und bringt Masse mit, die transportiert und aufgestellt werden will. Beides ist eine bewusste Abwägung, kein Nebeneffekt.

Der Raum bleibt der größere Faktor. Was ein Gehäuse an unerwünschtem Schall abstrahlt, ist typischerweise deutlich leiser als das, was der Raum aus dem Nutzschall macht. Eine Gehäuseverstrebung ersetzt keine Aufstellung und keine Raumakustik.

Die Wände sind nicht der Hauptweg nach draußen. In der Fachliteratur gilt die Übertragung der hohen Innendrücke durch die Gehäusewände als vergleichsweise gering — der größere Teil dessen, was aus dem Inneren nach außen dringt, nimmt den Weg durch die Bassreflexöffnung und durch die Membran selbst. Eine steifere Wand greift damit an einem realen, aber nicht am größten Anteil an. Das ist kein Einwand gegen die Bauweise, aber es ordnet ihre Größe ein.

Abgrenzung

Gegen die Dämmung im Gehäuse. Watte und Schaum wandeln Schallenergie in Wärme um; die Matrix ändert das Schwingungsverhalten der Wände und die Frequenzen der stehenden Wellen. Beides sitzt im selben Gehäuse und tut Verschiedenes — das eine ersetzt das andere nicht.

Gegen die Bassabstimmung. Ob ein Gehäuse geschlossen oder als Bassreflex ausgeführt ist, entscheidet über Tiefgang und Ausschwingen. Die Verstrebung ist davon unabhängig; sie kommt in beiden Bauarten vor.

Gegen die Aufstellung auf dem Boden. Ankopplung über Spikes oder Entkopplung über Dämpfer betrifft den Weg zwischen Gehäuse und Untergrund. Die Matrix betrifft das Gehäuse selbst. Wer das eine für das andere hält, sucht die Ursache eines dröhnenden Basses an der falschen Stelle.

Verknüpfte Inhalte

Warum eine Fläche bei bestimmten Frequenzen mitschwingt, steht unter Resonanz; was Dämmmaterial im Inneren leistet und wovon seine Wirkung abhängt, unter Absorption. Die Chassis vor diesem Gehäuse erklären Aerofoil und FST.

Quellen

Aufbau und Einführungsjahr der Matrix sowie die Beschreibung als dreidimensional aussteifendes Gitter aus ineinandergesteckten Spanten stammen aus einem herstellereigenen Rückblick auf die 800er-Serie; die Überarbeitung mit Aluminiumprofilen und Raumfachwerk aus der Produktdokumentation der Generationen D4 und D5. Zur Wirkung veröffentlicht Bowers & Wilkins keine Messwerte. Die Erklärung, warum stehende Wellen in einem Gehäuse entstehen und warum die Unterteilung des Volumens ihre Frequenz anhebt, ist einer technischen Veröffentlichung eines anderen Lautsprecherherstellers entnommen und gilt unabhängig vom Fabrikat.