AT528869A2 - Beschallungsvorrichtung mit wenigstens einem Schallabgabekörper - Google Patents

Abstract

Es wird eine Beschallungsvorrichtung mit wenigstens einem Schallabgabekörper sowie mit einem Körperschallwandler, der mit dem wenigstens einen Schallabgabekörper schwingungsverbunden ist, beschrieben. Um eine Verbesserung der Klangqualität bei gleichzeitig niedrigem Fertigungsaufwand zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Schallabgabekörper eine zellförmige Struktur aufweist, die von einer als Schallabgabefläche wirkenden Haut umgeben ist.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschallungsvorrichtung mit einem Schallabgabekörper.

[0002] Aus der GB2478807A ist eine Beschallungsvorrichtung mit einem gasbefüllten, hohlen Schallabgabekörper bekannt, wobei eine Lautsprechereinrichtung in die Halterung des als Luftballon ausgebildeten Schallabgabekörpers eingearbeitet ist. Nachteilig an dieser Ausführung ist, dass die Hohlmembran nur indirekt von der Lautsprechereinrichtung schallbeaufschlagt wird, wodurch eine Verzerrung und ein Verlust an Klangqualität in Kauf genommen werden muss.

[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Beschallungsvorrichtung vorzuschlagen, welche eine Verbesserung der Klangqualität bei gleichzeitig niedrigem Fertigungsaufwand ermöglicht.

[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.

[0005] Zufolge dieser Merkmale kann die vom Körperschallwandler induzierte Schwingung direkt auf die die zellförmige Struktur umgebene Haut übertragen werden, welche wiederum den Schall an die Umgebung abgibt. Es hat sich dabei überraschenderweise gezeigt, dass eine zellförmige Struktur Resonanzräume zur Schallverstärkung bildet, wobei ein ansprechendes Klangbild geschaffen werden kann, wenn jene zellförmige Struktur von einer als Schallabgabefläche wirkenden Haut überdeckt ist. Die Haut überdeckt die zellförmige Struktur schallabgabeseitig, sodass auch Stellen der zellförmigen Struktur überdeckt sein können, die aufgrund von Fissuren, Vertiefungen oder dergleichen sich nicht notwendigerweise im Bereich einer gedachten Umhüllenden befinden müssen. Die beispielsweise offenporige und / oder geschlossenporige zellförmige Struktur kann durch Gasbläschen gebildet sein, die durch vorzugsweise festkörperliche Zellwände voneinander getrennt sind. Die Haut selbst ist bevorzugt nicht gummielastisch, kann grundsätzlich jedoch im Wesentlichen gasdicht sein. Die zellförmige Struktur und die diese umgebende Haut sind vorzugsweise durch einen polymeren Schaumstoff, besonders bevorzugt einem PoIyurethanschaumstoff, gebildet. Beispielsweise kann zu diesem Zwecke ein Polyurethan-Montageschaum eingesetzt werden.

[0006] Insbesondere für den Fall, dass die zellförmige Struktur und die diese umgebende Haut durch einen polymeren Schaumstoff gebildet sind, schaffen die erfindungsgemäßen Maßnahmen aufgrund der guten Formbarkeit einer solchen Struktur die Voraussetzung für vielfältige Formgebungsmöglichkeiten für die Schallabgabekörper.

[0007] Zum verbesserten Schutz der elektrischen Bauteile bei gleichzeitig verbesserter Klangqualität wird vorgeschlagen, dass der Körperschallwandler mit dem Schallabgabekörper über ein sich wenigstens abschnittsweise in Hauptübertragungsrichtung erstreckendes Trägerelement schwingungsverbunden ist. Der Körperschallwandler und andere elektrische Bauteile können somit räumlich beabstandet zum Schallabgabekörper angeordnet sein, sodass diese vor Kraft- und Witterungseinflüssen geschützt werden können. Zudem kann durch das Trägerelement eine zuverlässige Schwingungsübertragung vom Körperschallwandler in die von einer Haut umgebenen zellförmigen Struktur erfolgen. Das Trägerelement kann prinzipiell aus einem zugfesten und biegesteifen Material gebildet sein. Wesentlich ist, dass das Trägerelement eine zuverlässige Schwingungsübertragung zwischen Körperschallwandler und dem Schallabgabekörper ermöglicht. Das Trägerelement kann beispielsweise ein Stab aus faserverstärktem Kunststoff, ein Holzstab, ein Bambusstab oder ein Stab aus ligninreichem Material wie Elefantengras sein. Zur Schwingungsverbindung zwischen dem Schallabgabekörper und dem Trägerelement kann die die zellförmige Struktur umgebende Haut einen Kontaktabschnitt umfassen. Das Trägerelement kann mantelseitig am Kontaktabschnitt der Haut befestigt sein. Jener Kontaktabschnitt kann im Wesentlichen parallel zur Hauptübertragungsrichtung verlaufen. Der Schallabgabekörper kann, insbesondere an dessen Kontaktabschnitt, mit einem Magneten als Kontaktstück am Trägerelement befestigt sein, wodurch einfache Montage- und Reparaturbedingungen ermöglicht werden. Ebenso kann ein Saugnapf als Kontaktstück zur Verbindung von Trägerelement und Schallabgabekörper, insbesondere in dessen Kontaktabschnitt, dienen. Der Kontaktabschnitt kann beispiels-

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weise tangential an der Haut verlaufen. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass das Trägerelement in die zellförmige Struktur eingebettet ist, sodass die zellförmige Struktur nicht ausschließlich über die diese umgebende Haut vom Trägerelement mit Schall angeregt wird, sondern auch über jene Trägerelementabschnitte, die in unmittelbarem Kontakt mit der innerhalb der Haut liegenden zellförmigen Struktur sind.

[0008] Sowohl gute Schallübertragungsbedingungen als auch eine hohe Formstabiltät der gebildeten Schallabgabekörper ergeben sich, wenn das Trägerelement einen Hauptast und mehrere davon abzweigende Seitenäste zur Verbindung mit dem Schallabgabekörper umfasst. Die Seitenäste sind dabei vorzugsweise in eine jeweiligen Schallabgabekörper bzw. in dessen zellförmige Struktur eingebettet.

[0009] Für ein noch umfangreicheres Klangbild kann wenigstens ein weiterer Schallabgabekörper vorgesehen sein, der eine befüllbare, viskoelastische Hohlmembran umfasst, deren Membranspannung in Abhängigkeit des Schallabgabeverhaltens fülldruckbedingt so einstellbar ist, dass der Überdruck in der Hohlmembran vorzugsweise zwischen 0,01 und 10 bar beträgt. Die vom Körperschallwandler induzierte Schwingung kann auf die viskoelastische Hohlmembran übertragen werden, welche wiederum den Schall an die Umgebung abgibt. Die Viskoelastizität des Membranmaterials ermöglicht dabei eine Feinabstimmung der Membranspannung in Abhängigkeit des Schallabgabeverhaltens, da im Gegensatz zu gummielastischen Materialien das Füllvolumen bereits im unbefüllten Zustand vorgegeben ist und eine Erhöhung des Drucks keine wesentliche Volumensvergrößerung über das vorgegebene Füllvolumen nach sich zieht. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass bei viskoelastischem Membranmaterial und entsprechender Membranspannung eine besonders gute Klangqualität erreicht werden kann, da durch die fehlende Gummielastizität eine unerwünschte Schwingungsdämpfung an der Membran weitgehend vermieden wird. Unter Körperschallwandlern werden im Sinne der Erfindung insbesondere solche Schallwandler verstanden, die membranlos und vorzugsweise elektromagnetisch ausgebildet sind. Darunter fallen beispielsweise sogenannte Exciter. Demnach sind erfindungsgemäße Körperschallwandler insbesondere von ferroelektrischen Lautsprechern wie beispielsweise Piezolautsprechern zu unterscheiden. Zur Einstellung der Membranspannung wird vorzugsweise ein Fülldruck gewählt, der größer als der atmosphärische Umgebungsdruck ist. Insbesondere eignet sich ein Überdruck, d.h. der bezogen auf den atmosphärischen Luftdruck gemessene Relativdruck, im Schallabgabekörper im Bereich von 0,01 bar bis 10 bar.

[0010] Die Hohlmembran kann beispielsweise wenigstens ein Teil der Außenhülle eines Luftballons oder eines Luftschiffes sein. Die Hohlmembran kann aus einem polymeren Material gefertigt sein, das einen E-Modul von wenigstens 1000 MPa, vorzugsweise im Bereich von 1000 MPa bis 4000 MPa, noch bevorzugter im Bereich von 2000 bis 3500 MPa, aufweist. Ein erfindungsgemäBes viskoelastisches Material kann beispielsweise ein Kunststoff wie Nylon oder Polyester sein. Als Polyester eignet sich insbesondere biaxial orientiertes Polyethylenterephthalat (BO- PET), das beispielsweise unter dem Handelsnamen Mylar bekannt ist. In einer weiteren Ausführungsform kann das viskoelastische Material ein Aluminium-Plastik Laminat sein, mit Polypropylen als Polymer. Die Hohlmembran ist mit einem Füllmedium, welches die Schallerzeugung nicht oder nur in vernachlässigbarem Maß beeinträchtigt, befüllt. Beispielsweise kann das Füllmedium ein Füllfluid sein, vorzugsweise ein Füllgas wie Luft, Helium, Wasserstoff oder Schwefelhexafluorid. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Hohlmembran mit einem CO»„/Luft Gemisch mit einer CO, Konzentration von 4 Vol.-% befüllt. Der Überdruck kann dabei in Abhängigkeit der Festigkeit des Materials der Hohlmembran sowie des Füllvolumens der Hohlmembran gewählt werden. Insbesondere bei den vorstehenden genannten Materialien eignet sich vorzugsweise ein Überdruck im Bereich von 0,01 bar bis 0,5 bar, noch bevorzugter im Bereich von 0,01 bar bis 0,25 bar, noch bevorzugter im Bereich von 0,01 bar bis 0,1 bar, noch bevorzugter im Bereich von 0,01 bar bis 0,08 bar, besonders bevorzugt zwischen 0,01 bar und 0,08 bar. Bei höherfesten Materialien für die Hohlmembran, beispielsweise hochfeste Faser- bzw. Faserverbundgewebe auf Basis polymerer, organischer und / oder anorganischer Fasern, mit einem E-Modul bezogen auf das Faser- bzw. Faserverbundgewebe von mehr als 4000 MPa bzw. deutlich mehr als 4000 MPa, kann der Überdruck entsprechend höher ausfallen, beispielsweise im Bereich von 0,5 bar

und 10 bar, vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 10 bar, noch bevorzugter im Bereich von 5 bar bis 10 bar.

[0011] Für einfache Handhabungsbedingungen kann außerdem vorgesehen sein, dass die Hohlmembran mit einem Rückschlagventil und / oder einer Schnellkupplung zum Einfüllen eines Fluids strömungsverbunden ist. Ein solches Rückschlagventil bzw. eine Schnellkupplung kann dabei im Sinne eines Nachfüllventils, wie diese im Zusammenhang mit Gasfeuerzeugen bekannt sind.

[0012] Um ein großes Raumvolumen möglichst gleichmäßig beschallen zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens zwei Schallabgabekörper vorgesehen sind, welche einen gemeinsamen Koppelraum zur Aufnahme des Körperschallwandlers sowie zur Schwingungsübertragung zwischen Körperschallwandler und den Schallabgabekörpern begrenzen. Zufolge dieser Merkmale kann die Beschallungsvorrichtung mittig im zu beschallenden Raum angeordnet werden, wobei durch die wenigstens zwei Schallabgabekörper eine gleichmäßige Schallausbreitung erreicht werden kann. Der Koppelraum kann dabei so von den Schallabgabekörpern begrenzt werden, dass der darin angeordnete Körperschallwandler direkt an der Haut und / oder den Hohlmembranen anliegt. Der Koppelraum kann beispielsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Verkleben, von Haut- bzw. Hohlmembranabschnitten der unterschiedlichen Schallabgabekörper gebildet werden, wobei dabei vorzugsweise höchstens ein Drittel, noch bevorzugter höchstens ein Zwölftel der jeweiligen Haut- bzw. Hohlmembranoberfläche eine Wand des Koppelraums bildet. Um eine erhöhte Widerstandskraft verklebter Schallabgabekörper zu erreichen, kann zwischen den Schallabgabekörpern ein umlaufender Verbindungsring vorgesehen sein, der mit beiden angrenzenden Schallabgabekörpern verklebt ist. Der Verbindungsring kann beispielsweise ein kreisförmig gebogener Bambusring sein. Um eine günstige Reparatur im Falle der Beschädigung eines Schallabgabekörpers zu ermöglichen, kann der Verbindungsring eine radiale Öffnung zum Einführen des Körperschallwandlers in den Koppelraum aufweisen. Die Flächennormale der Schwingungsabgabefläche des Körperschallwandlers kann normal zur Kontaktfläche der Haut bzw. Hohlmembran sein.

[0013] Um bei Beschädigung des meist aus kostengünstigem Material gefertigten Schallabgabekörpers eine Wiederinstandsetzung ohne nennenswerten Kosten- und Reparaturaufwand zu ermöglichen, kann der Körperschallwandler im Koppelraum in einem Schutzgehäuse angeordnet sein. Dadurch können die kostenintensiven, insbesondere elektronischen Bauteile, wie beispielsweise der Körperschallwandler, im Schutzgehäuse vor schädlichen Kraft- und Witterungseinwirkungen weitgehend geschützt werden.

[0014] Die Klangqualität der eine Hohlmembran aufweisenden Schallabgabekörper kann weiter gesteigert werden, wenn die Hohlmembran einen Kontaktabschnitt umfasst, der im Wesentlichen parallel zu einer durch den Körperschallwandler vorgegebenen Hauptübertragungsrichtung verläuft. Dadurch findet keine Änderung der Ausbreitungsrichtung der Schwingungen im Kontaktabschnitt statt, wodurch Störgeräusche und Lautstärkeverluste reduziert werden können. Die Hauptübertragungsrichtung verläuft vorzugsweise im Wesentlichen normal zur Schwingungsabgabefläche des Körperschallwandlers. Der Kontaktabschnitt kann beispielsweise tangential an der Hohlmembran verlaufen. In einer Ausführungsform kann der Kontaktabschnitt an der Seitenfläche eines Schutzgehäuses anliegen.

[0015] Um sowohl die Klangwiedergabe zu verbessern, als auch eine größere Auswahlmöglichkeit im Hinblick auf Anordnung der Schallabgabekörper relativ zum Trägerelement zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Körperschallwandler eine sich in Hauptübertragungsrichtung erstreckende Durchgangsbohrung aufweist, die vom Trägerelementdurchsetzbar ist. Dadurch wird das Trägerelement in zwei Trägerelementabschnitte geteilt, sodass Schallabgabekörper gegenüber dem Körperschallwandler in Hauptübertragungsrichtung sowohl vor- als auch nachgelagert sein können. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass der Schalleintrag ausgehend von der Innenfläche der Durchgangsbohrung des Körperschallwandlers über den entsprechenden Trägerelementmantelabschnitt besonders vorteilhaft ist und letztlich in einer noch besser aufgelösten Klangwiedergabe resultiert.

[0016] Besonders stabile Konstruktionsbedingungen bei gleichzeitig hochqualitativer Schaller-

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zeugung können erreicht werden, wenn das Trägerelement zugfest und im Wesentlichen biegesteif, vorzugsweise als insbesondere selbsttragender Übertragungsstab, ausgebildet ist. Dadurch kann das Trägerelement ein verbessertes Schwingverhalten und eine erhöhte strukturelle Integrität aufweisen. Der Querschnitt des Trägerelements kann dabei grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, beispielsweise kreisförmig, drei- bzw. viereckig oder elliptisch. Das Trägerelement kann beispielsweise aus insbesondere faserverstärktem Kunststoff und/oder einem geeigneten Holz- oder Metallwerkstoff gefertigt und/oder teleskopartig verlängerbar ausgebildet sein.

[0017] Eine Verbindung zwischen Körperschallwandler und Trägerelement kann im Wesentlich analog zu den oben beispielhaft angeführten Verbindungsmöglichkeiten zwischen Schallübertragungskörper und Trägerelement realisiert werden. Demgemäß können der Körperschallwandler und das Trägerelement über eine magnetische Verbindung, beispielsweise mittels eines oder mehreren magnetischen Kontaktstücken, lösbar miteinander verbunden werden. Ebenso ist eine Verbindung mittels einer Klemme, wie z.B. einer handelsüblichen Krokodilklemme, möglich. Im Zusammenhang mit letzterem kann dabei vorgesehen sein, dass das Klemmmaul z.B. ein als Übertragungsstab ausgebildetes Trägerelement an dessen freien Endabschnitt mantelseitig umgreift. Im Falle von hohlen Übertragungsstäben kann das Klemmmaul so am freien Stabendabschnitt angeordnet werden, dass dieser unter Kontaktierung sowohl der Innen- als auch der AuBenwand des hohlen Stabes im Klemmmaul eingeklemmt ist.

[0018] Besonders günstige Bedingungen in Bezug auf eine flexible Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche klangliche als auch optische Bedürfnisse ergeben sich, wenn der Körperschallwandler mit einer Schnellwechselvorrichtung, insbesondere einem Bohr- bzw. Spannfutter, zur Aufnahme des Trägerelementes schwingungsverbunden ist. Zufolge dieser Maßnahme können beispielsweise bereits vorkonfigurierte Kombinationen aus Schallabgabekörpern und Trägerelement auf einfache Weise rasch über die Schnellwechselvorrichtung mit einem Körperschallwandler verbunden werden.

[0019] Um vielfältige Einsatzmöglichkeiten zu bieten, kann eine den Körperschallwandler ansteuernde Steuereinrichtung vorgesehen sein, die eine Signalschnittstelle umfasst. Dadurch können Audiodateien beispielsweise über eine Bluetooth-, WLAN- oder Kabelverbindung auf die Steuereinrichtung übertragen werden, um anschließend vom Körperschallwandler als Schwingung auf den Schallabgabekörper weitergeleitet zu werden. Ein verbesserter Komponentenschutz kann dadurch erreicht werden, dass ein Schutzgehäuse eine vom Trägerelement feuchtigkeitsdicht durchsetzte Durchtrittsöffnung aufweist. Dies kann beispielsweise durch ein entsprechendes, die Durchtrittsöffnung gegenüber dem Trägerelement abdichtenden Dichtelement erreicht werden, welches einen Spritz- oder Regenwassereintritt von außen in das Schutzgehäuse verhindert. Das Dichtelement kann im einfachsten Fall ein elastischer Dichtring sein, der in die Durchtrittsöffnung eingesetzt ist.

[0020] In diesem Zusammenhang kann eine Reduktion von Störgeräuschen erreicht werden, wenn das Dichtelement als Schwingungsdämpfer zwischen dem schutzgehäuseseitigen Rand der Durchtrittsöffnung und dem Trägerelement ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine direkte Schallbeaufschlagung des Trägerelements durch den Körperschallwandler im Schutzgehäuse, sodass einerseits das Schutzgehäuse selbst im Wesentlichen schwingungsfrei bleiben kann und andererseits das Schwingverhalten des Trägerelements nicht beeinträchtigt wird.

[0021] Um eine einfache Bedienbarkeit bei robuster Bauweise der Vorrichtung zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung ein Bedienfeld zur Eingabe von Steuerbefehlen umfasst. Das Schutzgehäuse bleibt dadurch feuchtigkeitsdicht abgeschlossen, es wird jedoch durch das Bedienfeld ein voller Zugriff auf die Steuerfunktionen der Steuereinrichtung ermöglicht. Ein dadurch abgeschlossenes Schutzgehäuse bzw. das Bedienfeld können beispielsweise die Bedingungen der Schutzart IP44 erfüllen, vorzugsweise einer höheren Schutzart.

[0022] Ein verbessertes Klangbild kann erreicht werden, wenn der Schallabgabekörper mit Schwefelhexafluorid gefüllt ist. Durch die im Vergleich zu Luft deutlich niedrigere Schallgeschwindigkeit in Schwefelhexafluorid können vor allem tiefliegende Tonlagen, welche einen großen Beitrag für ein abgerundetes Klangbild liefern, zuverlässig über die Membranoberfläche abgegeben

werden.

[0023] Um das erhöhte Gewicht eines mit Schwefelhexafluorid gefüllten Schallabgabekörpers zu stabilisieren, wird vorgeschlagen, dass das selbsttragende Trägerelement mit einer Stützaufnahme für den Schallabgabekörper schwingungsverbunden ist. Die Stützaufnahme kann dabei als Kontaktstück zwischen Trägerelement und Schallabgabekörper dienen, wodurch eine zuverlässige, hochqualitative Schallübertragung ermöglicht wird.

[0024] Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass ein hohes Frequenzspektrum abgedeckt und dabei besonders gute Klangeigenschaften erzielt werden, wenn der Schallabgabekörper über eine zellförmige, von einer als zusätzliche Schallabgabefläche wirkende Haut umgebene Struktur mit dem Trägerelement schwingungsverbunden ist. Dies bedeutet, dass die Struktur schallabgabeseitig von einer Haut überdeckt ist. Die Struktur kann grundsätzlich eine insbesondere polymere zellförmige Struktur sein, welche durch Gasbläschen gebildet ist. Dabei kann die zellförmige Struktur offenporig oder geschlossenporig sein. Vorzugsweise sind die Gasbläschen durch, festkörperliche, Zeillwände voneinander getrennt sind.

[0025] Die Haut selbst ist bevorzugt nicht gummielastisch, kann grundsätzlich jedoch im Wesentlichen gasdicht sein.

[0026] Beispielsweise kann hierzu vorgesehen sein, dass der Schallabgabekörper über einen Polyurethan-Montageschaum mit dem Trägerelement verbunden ist. Eine solche von einer Haut umgebene Struktur, insbesondere ein derartiger Schaumstoff, bewirkt nicht nur eine zuverlässige Schallübertragung bei gleichzeitiger Klebemontage zwischen Trägerelement und Schallabgabekörper, sondern dient dabei selbst als eigener zusätzlicher Schallabgabekörper. Grundsätzlich kann daher auch vorgesehen sein, dass mehrere Schallabgabekörper vorgesehen sind, wobei einige Schallabgabekörper jeweils eine befüllbare Hohlmembran aufweisen, und die anderen Schallabgabekörper jeweils aus einer Struktur gebildet sind, die von einer als Schallabgabefläche wirkenden Haut umgeben ist. Die konkrete Auswahl, welche der Schallabgabekörper eine Hohlmembran und welche eine zellförmige Struktur umfassen, kann beispielsweise in Abhängigkeit der gewünschten abzudeckenden Frequenzbereiche getroffen werden. Insbesondere im Zusammenhang mit polymeren Schaumstoffen, wie z.B. die zuvor erwähnten Polyurethan-Montageschäume, können aufgrund der dabei günstigen Formgebungsmöglichkeiten nicht nur runde bzw. ballonartige Formen, sondern auch langgezogen Formen geschäumt werden.

[0027] Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Beschallungsvorrichtung bei großen Veranstaltungen kann ermöglicht werden, wenn der Schallabgabekörper wenigstens ein Teil der Außenhülle eines Luftschiffes ist. Ein derartiges Luftschiff kann wenigstens einen Koppelraum zur Aufnahme des Körperschallwandler sowie zur Schwingungsübertragung zwischen Körperschallwandler und der Außenhülle des Luftschiffes aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Koppelräume an verschiedenen Teilen der Außenhülle des Luftschiffs vorgesehen, wobei jedem Koppelraum je ein Körperschallwandler zugeordnet ist.

[0028] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

[0029] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Beschallungsvorrichtung mit einem aus PUR-Montageschaum gebildeten Schallabgabekörper und einem Ubertragungsstab als Trägerelement,

[0030] Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschallungsvorrichtung,

[0031] Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschallungsvorrichtung mit zwischen zwei Schallabgabekörpern angeordnetem Körperschallwandler,

[0032] Fig. 4 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschallungsvorrichtung mit einem Luftschiff als Schallabgabekörper und einem Übertragungsstab als Trägerelement in einem kleineren Maßstab,

[0033] Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschallungsvorrichtung mit paarweise um ein Trägerelement angeordneten Schallabgabekörpern,

[0034] Fig. 6 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschallungsvorrichtung, bei welcher die Schallabgabekörper Hohlmembranen aufweisen und über zellförmige Strukturen mit dem Trägerelement schwingungsverbunden sind,

[0035] Fig. 7 eine siebte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschallungsvorrichtung mit paarweise um ein Trägerelement angeordneten sowie Hohlmembranen aufweisende Schallabgabekörpern, die mit dem Trägerelement über zellförmige Strukturen schwingungsverbunden sind sowie Schnellkupplungen zum Einfüllen eines Fluids aufweisen, und wobei der Körperschallwandler eine Durchgangsbohrung für das Trägerelement umfasst, und

[0036] Fig. 8 eine der Fig. 7 entsprechende Darstellung einer achten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschallungsvorrichtung, wobei der Körperschallwandler an zwei gegenüberliegenden Seiten mit je einer Schnellwechselvorrichtung zur Aufnahme des Trägerelementes schwingungsverbunden ist.

[0037] Eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschallungsvorrichtung ist in Fig. 1 gezeigt. Der schematisch angedeutete Schallabgabekörper 1 ist hierbei eine von einer als Schallabgabefläche wirkende Haut 2 umgebene zellförmige Struktur. Dies kann beispielsweise durch einen Polyurethan-Montageschaum geschaffen werden. Der Schallabgabekörper 1 wird zur Schallerzeugung mit einem über eine Steuereinrichtung 3 ansteuerbaren Körperschallwandler 4 mit Schwingungen beaufschlagt, und in Form von Schallwellen an die Umgebung abgegeben. Die Schwingungen werden dabei über ein Trägerelement 5 vom Körperschallwandler 4 zum Schallabgabekörper 1 geleitet. Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform verläuft die Hauptübertragungsrichtung H des Körperschallwandlers 4 im Wesentlichen normal zur Schwingungsabgabefläche des Körperschallwandlers 4. Das Trägerelement 5 kann rein über die durch den Montageschaum bereitgestellte Klebekraft mit einem entsprechenden, vorzugsweise im Wesentlichen tangential an der Haut 2 verlaufenden Kontaktabschnitt des Schallabgabekörpers 1 verbunden sein. Ebenso kann hierfür ein zusätzliches Kontaktstück 6 vorgesehen sein, wobei der mit dem Kontaktstück 6 verbundene Kontaktabschnitt des Schallabgabekörpers 1 im Wesentlichen tangential an der Haut 2 verläuft. Im Bereich des Kontaktabschnittes des Schallabgabekörpers 1 verläuft die Haut 2 im Wesentlichen parallel zur Hauptübertragungsrichtung H. Für einen verbesserten Komponentenschutz können der Körperschallwandler 4 und die Steuereinrichtung 3 mit räumlichem Abstand zum Schallabgabekörper in einem Schutzgehäuse 7 angeordnet sein.

[0038] In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Beschallungsvorrichtung gemäß Fig. 1 gezeigt, mit dem Unterschied, dass das Trägerelement 5 an der dem Körperschallwandler 4 zugewandten Seite des Schallabgabekörpers 1 über ein Kontaktstück 6 mit dem Schallabgabekörper 1 bzw. mit der Haut 2 verbunden ist. Die Haut 2 verläuft hierbei im Kontaktabschnitt im Wesentlichen orthogonal zur Hauptübertragungsrichtung H.

[0039] In den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen ist das Trägerelement 5 ein im Wesentlichen biegesteifer Übertragungsstab. Dieser ist beispielsweise aus uniaxial faserverstärktem Kunststoff oder einem geeigneten Holz- oder Metallwerkstoff gefertigt. Um einen besseren Schutz der elektronischen Komponenten vor externen Stör- und Witterungseinflüssen zu erreichen, kann das Schutzgehäuse 7 eine vom Trägerelement 5 feuchtigkeitsdicht durchsetzte Durchtrittsöffnung aufweisen, die beispielsweise mit einem Dichtelement 8 abgedichtet ist. Das Dichtelement 8 kann dabei als Schwingungsdämpfer zwischen dem Schutzgehäuse 7 und dem Trägerelement 5 dienen, sodass das Schutzgehäuse 7 im Wesentlichen schwingungsfrei bleibt bzw. etwaige in das Schutzgehäuse 7 abgetragene Schwingungsverluste vernachlässigbar sind.

[0040] Die Steuereinrichtung 3 kann ein an einer Außenseite des Schutzgehäuses 7 zugängliches Bedienfeld 9 zur Eingabe von Steuerbefehlen aufweisen. Das Bedienfeld 9 kann prinzipiell

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in einer strukturellen Einheit mit der Steuereinrichtung 3 stehen. In den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen ist das Bedienfeld 9 über eine Signalleitung 10 mit der Steuereinrichtung 3 verbunden. Zwischen Steuereinrichtung 3 und Körperschallwandler 4 kann eine zweite Signalleitung 11 vorgesehen sein.

[0041] In der Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform gezeigt, in der zwei Schallabgabekörper 1 vorgesehen sind. Die Schallabgabekörper 1 begrenzen einen gemeinsamen Koppelraum 12, in welchem der Körperschallwandler 4 angeordnet ist. Der Körperschallwandler 4 ist hierbei von einem Schutzgehäuse 7 umgeben, durch welches er vor Kraft- und Witterungseinwirkungen geschützt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform kann im Schutzgehäuse 7 außerdem eine Stromversorgungseinheit 13, beispielsweise ein Akku, und eine Steuereinrichtung 3 mit Signalschnittstelle vorgesehen sein, welche mit einer Stromleitung 14 verbunden sind. Die Schallabgabekörper 1 sind über ein schematisch angedeutetes Halteelement 15, in diesem Fall eine Halteschnur, gehalten und z.B. an einem nicht näher dargestellten Gerüst oder einer Decke befestigt. Der Koppelraum 12 ist hierbei durch ein Verkleben der beiden Häute 2 der Schallabgabekörper 1 mit einem Verbindungsring 16 gebildet, wobei höchstens ein Drittel, vorzugsweise höchstens ein Zwölftel der jeweiligen Hautoberfläche eine Wand des Koppelraums 12 bildet.

[0042] Der Verbindungsring 16, beispielsweise ein gebogener Bambusring, dient einerseits zur Erhöhung der Stabilität der Beschallungsvorrichtung und andererseits kann durch eine radiale Öffnung im, insbesondere geschlitzten, Verbindungsring 16 ein einfaches Einfügen und Entfernen des Schutzgehäuses 7 ermöglicht werden. Somit können die Schallabgabekörper 1 kostengünstig ersetzt werden. Bei Einsatz geeigneter Materialien für die aus einer zellförmigen Struktur gebildeten Schallabgabekörper 1, beispielsweise im Fall des bereits genannten Polyurethan-Montageschaums, können die in Fig. 3 gezeigten Schallabgabekörper selbstverständlich auch nur durch einen einzigen geschäumten Schallabgabekörper gebildet sein.

[0043] In der Fig. 4 ist eine vierte Ausführungsform gezeigt, wobei hier der Schallabgabekörper 1 als Außenhülle eines insbesondere funkferngesteuerten Luftschiffs ausgebildet ist. Eine derartige Beschallungsvorrichtung kann beispielsweise zur akustischen Begleitung von Sportveranstaltungen eingesetzt werden.

[0044] In der Fig. 5 ist eine fünfte Ausführungsform gezeigt, in der einerseits mehrere Schallabgabekörper 1 und andererseits ein Trägerelement 5 zur Schwingungsbeaufschlagung der Schallabgabekörper 1 vorgesehen ist. Die elektronischen Bauteile im Schutzgehäuse 7 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht näher dargestellt, entsprechen jedoch den in Fig. 1 bis 4 gezeigten. Durch die unterschiedliche Dimensionierung der Schallabgabekörper 1 können sowohl hohe als auch tiefe Töne mit hoher Tonqualität erzeugt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass Schallabgabekörper 1 so paarweise am Trägerelement 5 angeordnet sind, dass sich die einem jeweiligen Paar zugeordneten Schallabgabekörper 1 bezüglich der durch das Trägerelement 5 definierten Längsachse entlang einer quer zu dieser verlaufenden Verbindungsachse gegenüberliegen. Dabei können in Richtung der Längsachse des Trägerelementes 5 aufeinanderfolgende Schallabgabekörperpaare bezüglich ihrer jeweiligen Verbindungsachsen versetzt zueinander angeordnet sein, d.h. mit einem auf die entsprechende Ausrichtung der Verbindungsachsen bezogenen Winkel- bzw. Rotationsversatz um die Längsachse des Trägerelementes 5. Ein solcher Winkel- bzw. Rotationsversatz kann bei aufeinanderfolgenden Schallabgabekörperpaaren beispielsweise 90° betragen.

[0045] Gemäß der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform sind Schallabgabekörper 17 vorgesehen, die mit einem Fluid, wie z.B. Luft oder Kohlendioxid, befüllbare Hohlmembranen 18 aufweisen. Diese Hohlmembranen 18 sind in je einen solchen Schallabgabekörper 1 eingebettet, der aus einer zellförmigen, von einer als zusätzliche Schallabgabefläche wirkende Haut umgebenen Struktur gebildet ist. Über diesen Struktur sind somit die die Hohlmembranen 2 aufweisenden Schallabgabekörper 17 mit dem abschnittsweise ebenfalls von der Struktur eingebetteten Trägerelement 5 schwingungsverbunden. Der Schallabgabekörper 1, welcher durch eine von einer Haut umgebenen Struktur 17 gebildet wird, ist beispielsweise wiederum ein Polyurethan-Montageschaum. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Hohlmembranen 2 zum Einfüllen eines Flu-

ids jeweils mit einem Rückschlagventil bzw. einer Schnellkupplung 19, wie diese schematisch angedeutet wird, strömungsverbunden ist.

[0046] Es versteht sich von selbst, dass das in Fig. 1 bis 6 lediglich aus Übersichtsgründen vergleichsweise groß dargestellte Schutzgehäuse 7 samt Komponenten in der Praxis typischerweise kleiner dimensioniert ist.

[0047] Bei den in Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsformen wird aus Übersichtsgründen lediglich der Körperschallwandler 4 selbst, nicht jedoch etwaige zusätzliche mit diesem verbundene und in einem gemeinsame Gehäuse angeordnete elektronische Komponenten dargestellt. Die beiden gezeigten Hohlmembranpaare sind wiederum über jeweils eine von einer Haut umgebenen zellförmigen Struktur mit dem Trägerelement 5 schwingungsverbunden. Wesentlich bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist der Umstand, dass der Körperschallwandler eine schematisch angedeutete Durchgangsbohrung 20 umfasst, die vom Trägerelement 5 durchsetzt ist.

[0048] Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform weist hingegen einen Körperschallwandler 4 auf, der an in Hauptübertragungsrichtung H gegenüberliegenden Seiten mit jeweils einer mit einer Schnellwechselvorrichtung 21, beispielsweise einem Bohr- bzw. Spannfutter, zur Aufnahme der in diesem Fall gesonderten Trägerelemente 5 schwingungsverbunden ist.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Beschallungsvorrichtung mit wenigstens einem Schallabgabekörper (1) sowie mit einem Körperschallwandler (4), der mit dem wenigstens einen Schallabgabekörper (1) schwingungsverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schallabgabekörper (1) eine zellförmige Struktur aufweist, die von einer als Schallabgabefläche wirkenden Haut (2) umgeben ist.

2. Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zellförmige Struktur durch Gasbläschen gebildet ist, die durch Zellwände voneinander getrennt sind.

3. Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zellförmige Struktur und die diese umgebende Haut (2) durch einen polymeren Schaumstoff, vorzugsweise einem Polyurethanschaumstoff, gebildet sind.

4. Beschallungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körperschallwandler (4) mit dem Schallabgabekörper (1) über ein Trägerelement (5) schwingungsverbunden ist, das sich wenigstens abschnittsweise in einer durch den Körperschallwandler (4) vorgegebenen Hauptübertragungsrichtung (H) erstreckt.

5. Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (5) einen Hauptast und mehrere davon abzweigende Seitenäste zur Verbindung mit einem Schallabgabekörper (1) umfasst.

6. Beschallungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Schallabgabekörper (17) vorgesehen ist, der eine befüllbare, viskoelastische Hohlmembran (18) umfasst, deren Membranspannung in Abhängigkeit des Schallabgabeverhaltens fülldruckbedingt so einstellbar ist, dass der Überdruck in der Hohlmembran (18) vorzugsweise zwischen 0,01 und 10 bar beträgt.

7. Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlmembran (18) einen Kontaktabschnitt umfasst, der im Wesentlichen parallel zu einer durch den Körperschallwandler (4) vorgegebenen Hauptübertragungsrichtung (H) verläuft.

8. Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Körperschallwandler (4) mit einem eine Hohlmembran (18) umfassenden Schallabgabekörper (17) über ein sich in Hauptübertragungsrichtung (H) erstreckendes Trägerelement (5) schwingungsverbunden ist, welches mantelseitig am Kontaktabschnitt der Hohlmembran (18) befestigt ist.

9. Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5 und Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere, eine Hohlmembran (18) aufweisende Schallabgabekörper (17) über einen die zellförmige Struktur aufweisenden Schallabgabekörper (1) mit dem Trägerelement (5) schwingungsverbunden ist.

10. Beschallungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein zugfest und im Wesentlichen biegesteif ausgebildetes Trägerelement (5) für den Schallabgabekörper (1).

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen