Kopfhörer

Kopfhörer sind zwei kleine elektrische Hörer, die ein Bügel über dem Kopf an die Ohren drückt, damit ein Mensch allein und mit freien Händen hören kann. Bei der ältesten Bauart zieht ein Dauermagnet an einer dünnen Eisenscheibe, und der ankommende Strom verstärkt oder schwächt diesen Zug, sodass die Scheibe schwingt und Schall ins Ohr schickt. Das älteste bekannte am Kopf getragene Paar steht in einem Patent, das Andrew C. Hubbard aus Danbury, Connecticut, im Juli 1879 anmeldete.

Was es ist

Ein Kopfhörer verbindet zwei kleine Hörer durch einen Bügel, der über den Kopf läuft und sie an die Ohren drückt. Eine Schnur bringt ihnen ein elektrisches Signal von einer Telefonleitung, einem Radio oder einem Musikspieler. Man kann damit hören, ohne andere zu stören, ein Teil des Umgebungslärms bleibt draußen, und beide Hände bleiben frei.

Er begann als Zubehör des Telefons. Die ersten Telefonhörer hielt man mit der Hand ans Ohr. Für Menschen, die stundenlang zuhören oder beim Zuhören schreiben mussten, befestigten Erfinder die Hörer an einem Band oder einer Feder, die man auf dem Kopf trug.

Wie es funktioniert

Die ältesten Kopfhörer verwenden denselben Hörer wie das frühe Telefon. In jedem runden Gehäuse richtet ein hufeisenförmig gebogener Dauermagnet seine beiden Pole auf eine dünne Eisenscheibe, die Membran, die an ihrem Rand dicht vor ihnen gehalten wird, ohne sie zu berühren. Jeder Pol trägt eine Spule aus isoliertem Kupferdraht. Der Magnet allein zieht mit gleichbleibender Kraft an der Membran.

Verstärkt der Strom den Magneten, wölbt sich die Membran zu den Polen; wirkt er ihm entgegen, federt sie zurück.

Das Signal ist ein Strom, der im Takt des übertragenen Schalls Richtung und Stärke wechselt. Fließt er in die eine Richtung durch die Spulen, verstärkt er den Magneten und die Membran wird stärker angezogen; fließt er in die andere, wirkt er dem Magneten entgegen und der Zug lässt nach. Die Mitte der Membran bewegt sich mit dem Strom vor und zurück, schiebt die Luft im kleinen Raum unter der Hörmuschel, und das Ohr hört den Schall. Die beiden Hörer eines Kopfhörers hängen an derselben Schnur und geben dasselbe Signal wieder.

Viele spätere Kopfhörer arbeiten stattdessen mit einer Tauchspule. Eine kleine Drahtspule ist an eine leichte Membran geklebt und hängt im engen Luftspalt eines festen Magneten. Der Strom in der Spule bewegt sie in den Spalt hinein und heraus, und die Membran folgt. Das ist das Prinzip des Lautsprechers im Kleinen. Beim Stereokopfhörer erhält jedes Ohr sein eigenes Signal, das von einer anderen Seite aufgenommen wurde.

So geht’s

Die Spitze der Schraube berührt fast den Weißblechdeckel, der als Eisenmembran dient.

Ein grober Hörer der alten Art zeigt, wie Magnet und Spule sich die Arbeit teilen. Wickeln Sie viele Windungen dünnen Kupferlackdraht um eine Stahlschraube, lassen Sie beide Enden frei und kratzen Sie an beiden Enden den Lack ab. Kleben Sie einen kleinen Dauermagneten an den Kopf der Schraube. Halten Sie einen sauberen, flachen Deckel aus Weißblech am Rand auf einem Ständer und stellen Sie die Schraube so ein, dass ihre Spitze so nah wie möglich vor der Deckelmitte steht, ohne sie zu berühren.

Verbinden Sie die beiden Drahtenden mit einem Stecker, der in die Kopfhörerbuchse eines batteriebetriebenen Musikspielers passt, drehen Sie die Lautstärke herunter und starten Sie die Musik. Erhöhen Sie die Lautstärke langsam und halten Sie dabei das Ohr nahe an den Deckel, nie daran gedrückt: Aus dem Deckel kommt ein leiser Ton. Schließen Sie die Spule nie an eine Steckdose oder ein Netzteil an. Halten Sie starke Magnete von kleinen Kindern und von Herzschrittmachern fern, und stellen Sie die Lautstärke leise, bevor Sie einen Hörer ans Ohr bringen.

Geschichte und Entwicklung

Das 1876 von Alexander Graham Bell patentierte Telefon diente bald mehr als nur dem Gespräch. Im Juli 1879 meldete Andrew C. Hubbard aus Danbury, Connecticut, ein Patent auf ein Telefon an, dessen zwei Hörer an den Enden eines elastischen Reifens um den Kopf saßen, mit kleinen, gummiüberzogenen Röhrchen, die in die Ohren gesteckt wurden. Er dachte an Schwerhörige, die Musik, Predigten und Vorträge hören wollten, und an Ärzte, die ihre Hände brauchten. Das Patent wurde am 21. Oktober 1879 erteilt. Im Dezember desselben Jahres meldete Sydney Cary aus Baltimore eine Federhalterung an, die zwei Telefone an beide Ohren drückte, damit der Hörer mitschreiben und den Lärm im Raum ausschließen konnte.

An den frühen Vermittlungsschränken war der Hörer am Kopf befestigt, damit beide Hände für die Stecker frei blieben.

Die ersten regelmäßigen Nutzer waren die Telefonistinnen und Telefonisten der Vermittlungen. Emile Berliner ließ 1882 einen am Ohr festgeschnallten Hörer patentieren. Ein Patent, das Charles Scribner 1883 anmeldete, beklagt, dass die damals üblichen Gummibänder und Federn, mit denen die Hörer am Kopf gehalten wurden, Kopfschmerzen verursachten, und 1884 nannte ein an American Bell abgetretenes Patent einen leichten Kopfhörer in großen Vermittlungen eine absolute Notwendigkeit. 1891 ließ Ernest Mercadier aus Paris in den Vereinigten Staaten ein „Bi-Telefon“ patentieren: zwei kleine Hörer aus Hartgummi, deren Spitzen in die Ohren gingen, gehalten von einem federnden Bügel.

Der Funk schuf neuen Bedarf. Um 1910 schickte Nathaniel Baldwin aus Utah der Marine der Vereinigten Staaten Kopfhörer für ihre Funker, und der Marinephysiker Louis Austin fand sie etwa doppelt so empfindlich wie alle, die er geprüft hatte. Die deutsche Firma beyerdynamic datiert ihren ersten Kopfhörer, den DT 48 mit Tauchspule, auf 1937. 1958 stellten John Koss und der Ingenieur Martin Lange Jr. in Milwaukee den SP/3 als Zubehör eines Stereoplattenspielers vor, einen Stereokopfhörer zum Abhören von Schallplatten.