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Topthema: Raumakustik verbessern - Schallabsorber einsetzen
News Kategorie: Service
Service

Allgemeines zu CIEMs

22.08.2019 13:18 Uhr von Dr. Martin Mertens

In vielen Bereichen des Lebens kommt Profi-Technik irgendwann auch bei Endverbrauchern an. So finden nach Abdrücken der Gehörgänge maßgefertigte In-Ear-Kopfhörer aus dem professionellen Bühnen- und Studio-Monitoring auch bei Kopfhörerfans zunehmend Anklang.

Anstelle der holprigen Begriffe „Maßgefertigte In-Ear-Kopfhörer“, englisch meist „Custom In Ear Monitors“ hat sich das Akronym der englischen Bezeichnung „CIEM“ oder schlicht das Wort „Customs“ im Alltag etabliert. Mit diesen Begriffen meint man ausschließlich komplett maßgefertigte In-Ears. Neben Customs gibt es noch maßgefertigte Ohrpassstücke, die anstelle der üblichen Silikon- oder Schaum-Ohrpassstücke auf normale In-Ear-Kopfhörer gesteckt werden und den perfekten Anschluss des Kopfhörers an den Gehörgang gewährleisten. Diese werden in der Kopfhörerszene gerne als „Moulds“ (englisch für Form, Abdruck oder generell „Geformtes“) bezeichnet. Grundlage für Customs und Moulds sind in beiden Fällen sogenannte Otoplastiken, Passstücke, die in die Form des Ohres passen. Otoplastiken kommen aus der Hörakustik und sind damit im weitesten Sinne Medizintechnik, und die ist selten preiswert. Bevor man sich über die aufgerufenen Kurse wundert, sollte man bedenken, dass es sich bei Otoplastiken um individuelle Einzelanfertigungen handelt, die meist in Deutschland und mit einem hohen Anteil von Handarbeit hergestellt werden. Die Preise für Customs und Moulds sind deshalb kaum mit denen von Serienprodukten, wie sie in China zu tausenden vom Band fallen, zu vergleichen.

Perfekte Passform

CIEMs haben gegenüber universell passenden In-Ears („Univesals“) zwei entscheidende Vorteile. Der erste ist offensichtlich: Sie passen perfekt in die Ohren. Damit sind Customs für alle Menschen interessant, die gerne In-Ears nutzen wollen und keine passenden Universals finden – sei es, weil sie ungewöhnliche Ohr- bzw. Gehörgangsformen haben, sei es, weil sie den Druck, den jedes universelle Ohrpassstück im Gehörgang verursachen muss, damit es dicht sitzt, nicht tolerieren. Darüber hinaus können Customs so gebaut werden, dass sie vollständig im Ohr verschwinden oder zumindest bündig in der Concha, der großen Vertiefung des Außenohrs, liegen. Hier fallen sie zum einen optisch kaum auf, was man durch eine entsprechende Farbgebung unterstützten kann. Zum anderen stören sie hier kaum, wenn man etwa auf der Seite liegt oder einen Helm tragen muss. Damit eignen sich Customs etwa für Menschen, die Musik oder Geräusche zum Einschlafen benötigen, etwa, weil sie in lauten Umgebungen schlafen wollen oder einen Tinnitus übertönen müssen. Auch unter einem Motorradhelm lassen sich Customs gut tragen.

Hohe Schallisolierung

Sowohl wer sie zum Schlafen verwendet als auch wer sie unter einem Helm trägt, weiß meistens auch den zweiten großen Vorteil von CIEMs zu schätzen: ihre hohe Schallisolierung. Da die Gehäuse von Customs sich meist über die komplette Baulänge ins Ohr und bis in den Gehörgang hinein schmiegen, lassen sie nur sehr wenig Außenschall zum Trommelfell durchdringen. Da Außengeräusche so wirkungsvoll gedämpft werden, kann man Musik oder auch Sprache über die Kopfhörer insgesamt leiser hören, da hier weniger Störgeräusche übertönt werden müssen. Beides, geringerer Außenschall und geringere Abhörlautstärken, schützen das Gehör.

Herkunft

Vor dem Hintergrund der hohen Schallisolierung von Otoplastiken wundert es nicht, dass CIEMs aus dem Bereich Gehörschutz stammen. Viele Anbieter von Customs haben hier ihren Ursprung. Im Bereich der industriellen Produktion werden Otoplastiken etwa seit Mitte des vorigen Jahrhunderts eingesetzt. Zunächst einfach als passive „Stöpsel“. Die Technik wurde im Laufe der Zeit verfeinert, indem genau definierte Bohrungen oder spezielle Filterelemente angebracht wurden, die bestimmte Frequenzen durchlassen – etwa den Frequenzbereich von Sprache oder von Sirenen, Klingeln oder sonstigen akustischen Informations- und Warneinrichtungen. Mit wechselbaren Filterelementen, mit denen man Gehörschutz-Otoplastiken an bestimmte Anforderungen anpassen und eine definierte „Durchhörbarkeit“ gewährleisten konnte, kamen sie auch als Gehörschutz für Bühnen- und Orchestermusiker infrage. Sowohl im Orchestergraben als auch auf der Bühne arbeiten Musiker im vollen Schallfeld ihres eigenen Instruments und dem der Instrumente ihrer Mitspieler oder der PA-Lautsprecher und Bühnenmonitore. Hier stellt sich das Problem, dass Musiker zum einen ihr eigenes Instrument und ihre Mitspieler hören müssen, andererseits keinen zu hohen Schalldruckpegeln ausgesetzt sein sollten, da das auf Dauer das Gehör schädigt.

Der Schritt, anstelle akustischer Filterelemente In-Ear-Kopfhörer in die Otoplastiken einzusetzen bzw. gleich die Technik von In- Ear-Monitoren (IEM), wie sie beispielsweise Shure oder Westone seit den 1990er Jahren anbieten, in Otoplastiken einzubauen, war da nicht mehr weit. Wer letztendlich wann genau den ersten CIEM entwickelt hat, lässt sich nicht so leicht feststellen, mehrere Firmen reklamieren die Erfindung für sich. Letztendlich waren die technischen Voraussetzungen da und vermutlich kamen einfach mehrere Menschen auf den naheliegenden Gedanken, In-Ear-Monitor und Gehörschutz-Otoplastik zu verbinden. In diesem Zusammenhang fällt immer wieder der Name Jerry Harvey, der später die Firma Ultimate Ears gründete und der 1995 als Toningenieur für Van Halen das In-Ear-Montioring erfunden haben soll.

Bauformen

Die Form von CIEMs richtet sich natürlich in erster Linie nach der Form der Gehörgänge. Dennoch gibt es zwischen den verschiedenen Modellen ein paar grundsätzliche Unterschiede. Je nachdem, wie viel Platz der Hersteller für die Technik braucht und wie der Custom in den Ohren sitzen soll, kann man drei Größen unterscheiden. Maßstab ist dabei die Concha, also die zentrale Vertiefung des Ohres, von der letztendlich der Gehörgang abgeht. Bei der Full-Coacha-Form füllt der CIEM die komplette Concha aus und reicht noch etwas darüber hinaus. Dabei nutzen viele Modelle bestimmte anatomische Strukturen des Ohres, um sich zusätzlichen Halt zu verschaffen. Die Concha-Form ist kleiner und beschränkt sich auf den Bereich der eigentlichen Concha. Die kleinste gängige Form ist die Half-Concha-Form. Hier findet der CIEM vor allem im Gehörgang Platz und beansprucht nur wenig Platz in der Concha. Diese Bauform ist am unauffälligsten und am besten geeignet, um etwa damit zum Schlafen, auf der Seite zu liegen.

Ein weiterer Aspekt ist, wie weit der Custom in den Gehörgang hineinreicht. Das hängt unter anderem vom akustischen Konzept des Modells ab. Da sich die gesam „Raumakustik“ bei einem In-Ear auf den sehr kleinen Bereich zwischen Kopfhörer und Trommelfell konzentriert, haben hier kleine Änderungen oftmals eine große Wirkung. Abstand zum Trommelfell sowie Größe und Form der Schallaustrittsöffnung sind hier von Bedeutung. Dazu kommt, dass die Schallisolierung einer Otoplastik umso besser ist, je weiter sie in den Gehörgang hinein reicht.

Zuletzt spielt auch die Kabelführung eine Rolle. Für In-Ear-Monitors üblich ist, dass die Kabel schräg nach vorne/oben aus den Gehäusen kommen und über die Ohren nach hinten/unten geführt werden. So verschaffen die Kabel den Gehäusen zusätzlichen Halt im Ohr. Das Ohr dient darüber hinaus als Zugentlastung und dämmt gleichzeitig mechanische Geräusche vom Kabel. Die – auch zum Einsetzen der Customs – einfachere Kabelführung verläuft gleich nach vorne unten. Ein wichtiger Unterschied ist auch, ob das Kabel direkt ist oder über einen Steckkontakt angeschlossen ist. Stecker wie z.B. die gängigen MMCX-Kontakte benötigen zusätzlichen Platz. Viele Hersteller verzichten bei CIEMs auf Steckverbindungen – um Platz zu sparen, weil sie Steckverbindungen für fehleranfällig halten und weil sie sagen, dass man sich bei der Bestellung ja eh gleich das Kabel, das man haben möchte, aussuchen kann.

Materialien

CIEMs bestehen meist aus harten, allergenfreien Kunststoffen auf Acrylbasis oder aus weichem Silikon bzw. Silikonmischungen. Beide Materialien werden oft noch lackiert oder anders beschichtet, um das Aussehen sowie Gebrauchs- und Hygieneeigenschaften zu verbessern. Weiche Materialien sind meist bequemer zu tragen, harte haben öfters bessere Eigenschaften hinsichtlich Klang und Schallisolierung. Letztendlich hängt es aber von der Kompetenz des Herstellers ab, was er aus welchem Material herausholt.

Ohrabdrücke

Die Herstellung eines CIEMs beginnt mit der Abnahme der Ohrabdrücke. Das macht im Regelfall ein Mitarbeiter des Herstellers oder, wenn man diesen nicht persönlich aufsuchen kann, ein Hörakustiker vor Ort gegen ein kleines Entgelt. Im Idealfall hat man sich als Kunde schon vorher für ein bestimmtes Modell und den vorgesehenen Einsatzzweck entschieden. So kann beim Abnehmen der Abformungen bereits berücksichtigt werden, welche Bereiche des Ohres mit dem Abdruck erfasst werden müssen und bis in welche Tiefe der Gehörgang abgeformt werden muss. Viele Anbieter von CIEMs halten Informationen für Hörakustiker darüber bereit, wie der Abdruck gemacht werden soll. Diese Information sollte man zum Hörakustiker seiner Wahl mitnehmen. Manche Anbieter arbeiten fest mit ausgewählten Hörakustikern zusammen. Das hat den Vorteil, dass diese mit der Thematik vertraut sind. Oft haben sie auch Farbmuster und Muster für die Gestaltung der Faceplates – dazu später mehr – zur Hand. Zur Abformung sollte man mit sauberen Ohren kommen. Gegebenenfalls empfiehlt es sich, vorher einen Ohrenarzt aufzusuchen und die Ohren reinigen zu lassen. Das Abnehmen der Abformungen ist schmerzfrei und dauert ca. eine halbe Stunde. Um das Trommelfell vor der Abformmasse zu schützen,werden zuerst Schaumstoffpfropfen in die Gehörgänge geschoben. Das kann unangenehm sein, denn in der Nähe der Gehörgänge verlaufen Nervenbahnen des vegetativen Nervensystems, sodass dabei ein starker Niesreiz aufkommen kann. Dann wird die Abformmasse in die Ohren gespritzt, die ein paar Minuten zum Trocknen braucht. So lange ist das Hörvermögen stark eingeschränkt. Einige Hörakustiker empfehlen zu schweigen, so lange die Abformmasse trocknet, da sich Bewegungen des Kiefers bis in die Gehörgänge übertragen. Ist die Masse trocken, werden die Abformungen aus den Ohren gezogen und begutachtet. Sind sie gelungen, kann man sie mitnehmen und zu seinem CIEM-Hersteller schicken oder der Hörakustiker schickt sie seinerseits weiter.

Herstellung

Die meisten Hersteller setzen bei der Anfertigung von CIEMs auf moderne Technik. Die Abformungen werden zuerst im 3D-Scanner in ein Computermodell überführt. Mithilfe von CAD-Programmen werden die CIEMs dann gestaltet. Dabei werden Platz und Positionen der einzubauenden Technik, für Schallführungen und Kabelanschlüsse sowie für Cerumenfilter, die die Technik vor dem Eindringen von Ohrenschmalz schützen, berücksichtigt. Schließlich werden die Gehäuse auf speziellen 3D-Druckern gedruckt. Im Fall von Silikon-Gehäusen wird am 3D-Drucker eine Außenform gedruckt, die dann in einem zweiten Schritt mit Silikon gefüllt wird. Nach dem Trocken des Silikons wird die Außenform aufgebrochen und übrig bleibt das weiche CIEM-Gehäuse. Sind die Gehäuse fertig, werden sie häufi g noch manuell nachbearbeitet und bedruckt. Anschließend wird die Technik installiert, in einigen Fällen vergossen. Schließlich werden die das Gehäuse mit einer Abdeckung, der Facelate, verschlossen. Zuletzt erfolgt die Oberflächenversiegelung.

Einige Hersteller arbeiten noch konventionell, indem zuerst die Abformungen bearbeitet werden, bis sie der gewünschten Form des CIEMs entspricht. Von diesen Formen werden dann Matrizen gegossen, die wiederum als Formen zum Gießen der Gehäuse dienen.

Design

Da CIEMs sowieso einzeln angefertigt werden, berücksichtigen viele Hersteller auch Designwünsche ihrer Kunden. Das beginnt bei der Farbe der Gehäuse und reicht bis zu individuellen Motiven oder speziellen Materialien für die Faceplates.

Ein Wort zu Moulds

Moulds, also maßgefertigte Ohrpassstücke für Serien-In-Ears, erscheinen vielen Kopfhörer-Fans als preisgünstige Alternative zu kompletten CIEMs. Doch Ohrpassstücke haben bei allen In-Ear-Kopfhörern einen Einfluss auf den Klang. Der kann mit Moulds besser werden, da die Kopfhörer damit wirklich dicht in den Gehörgängen sitzen, er kann weitgehend unverändert bleiben, er kann allerdings auch schlechter werden. Wenn die Moulds den Querschnitt oder die Länge der Schallaustrittsöffnung stark verändern, reagieren unterschiedliche Kopfhörermodelle unterschiedlich. Letztendlich muss man selber ausprobieren, wie der Lieblings-In-Ear mit Moulds klingt.

Dipl.-Ing.
Michael Voigt
Chefredakteur
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Datum 22.08.2019, 13:18 Uhr