DE102012000499A1

DE102012000499A1 - Schallwandler, nämlich Air-Motion-Transformer

Info

Publication number: DE102012000499A1
Application number: DE102012000499A
Authority: DE
Inventors: Raimund Mundorf
Original assignee: Mundorf EB GmbH
Current assignee: Mundorf EB GmbH
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2032-01-14
Also published as: DE102012000499B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schallwandler (1), nämlich einen Air-Motion-Transformer (2), mit einer Membran (3) und mit einem Magnetsystem (4) zum Erzeugen eines Magnetfeldes (B), wobei die Membran (3) im Magnetfeld (B) angeordnet ist, wobei das Magnetsystem (4) mindestens einen Magneten (5, 6) und zwei Polplatten (7, 8) aufweist, wobei die Membran (3) in einem Luftspalt (9) zwischen den beiden Polplatten (7, 8) angeordnet ist, wobei die Membran (3) mäanderförmig ausgebildet ist, wobei die Membran (3) durch die mäanderförmige Ausbildung Lufttaschen (14) zur Schallerzeugung aufweist und wobei die Membran (3) mindestens eine Leiterbahn (15) aufweist. Die Gefahr einer Beschädigung des Schallwandlers (1), insbesondere der Membran (3) bei der Erzeugung von hohen Lautstärken ist mit möglichst geringem Aufwand dadurch vermindert, dass mindestens ein Lüfter (17) zum Erzeugen eines Kühlluftstromes (18) vorgesehen ist, wobei die Membran (3) durch den Kühlluftstrom (18) kühlbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schallwandler, nämlich einen Air-Motion-Transformer, mit einer Membran und mit einem Magnetsystem zum Erzeugen eines Magnetfeldes, wobei die Membran im Magnetfeld angeordnet ist, wobei das Magnetsystem mindestens einen Magneten und zwei Polplatten aufweist, wobei die Membran in einem Luftspalt zwischen den beiden Polplatten angeordnet ist, wobei die Membran mäanderförmig ausgebildet ist, wobei die Membran durch die mäanderförmige Ausbildung Lufttaschen zur Schallerzeugung aufweist und wobei die Membran mindestens eine Leiterbahn aufweist.
Solche Schallwandler werden als Air-Motion-Transformer (kurz AMT) bezeichnet. Der Air-Motion-Transformer ist ein ursprünglich von Dr. Oskar Heil entwickelter Schallwandler.
Aus der europäischen Patentschrift EP 2 158 789 B1 ist ein gattungsgemäßer Schallwandler bekannt. Air-Motion-Transformer werden seit einigen Jahren insbesondere zur Wiedergabe eines Hochtonfrequenzbereiches in Lautsprechern eingesetzt. Air-Motion-Transformer dienen insbesondere als Hochton-Schallwandler. Air-Motion-Transformer können nicht nur in Hifi-Lautsprechern eingesetzt werden, sondern können auch in Beschallungsanlagen eingesetzt werden. Beschallungsanlagen können daher zum einen für PA-Anlagen für die Veranstaltungstechnik, wie Disco-, Live- oder Konzertbeschallungen, vzw. auch für einen mobilen Einsatz ausgelegt sein. Eine andere Art von Beschallungsanlagen bilden festinstallierte Beschallungsanlagen für die flächendeckende Beschallung von Gebäuden, Sportanlagen oder sonstigen Außenflächen. Beschallungsanlagen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass entsprechend große Flächen gleichmäßig zu beschallen sind, weswegen mit einer solchen Beschallungsanlage entsprechend hohe Lautstärken erzielbar sein sollten. Bedingt durch die in diesem Fall benötigte große Lautstärke ist die eingesetzte elektrische Leistung zur Ansteuerung des Schallwandlers ebenfalls sehr groß.
Der eingangs genannte Schallwandler ist noch nicht optimal ausgebildet. Zur Erzielung großer Lautstärken kann die eingesetzte große elektrische Leistung zu einer Erwärmung der Leiterbahnen und damit der Membran führen. Die hohen Lautstärken führen zu einer starken Beanspruchung, wodurch die Membran unter Umständen sogar beschädigt werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den eingangs genannten Schallwandler derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass die Gefahr einer Beschädigung des Schallwandlers, insbesondere der Membran bei der Erzeugung von hohen Lautstärken mit möglichst geringem Aufwand vermindert ist.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun dadurch gelöst, dass mindestens ein Lüfter zur Erzeugung eines Kühlluftstromes vorgesehen ist, wobei die Membran durch den Kühlluftstrom kühlbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die beim Betrieb des Schallwandlers an der Membran anfallende Wärmeenergie durch den Kühlluftstrom abgekühlt bzw. abtransportiert wird. Eine Überhitzung der Membran wird vermieden. Der Kühlluftstrom kann dabei insbesondere durch den Luftspalt zwischen den beiden Polplatten geleitet werden. Der Schallwandler kann zumindest an einer Rückseite ein Gehäuse aufweisen, wobei das Gehäuse derart angeordnet ist, so dass der rückseitige Schallaustritt bedämpft ist. Die Schallabstrahlung findet in der Regel, insbesondere bei Systemen für Beschallungsanlagen, im Wesentlichen nur in einer Richtung, vzw. über die Vorderseite statt. Der hintere Schallaustritt wird mit dem Gehäuse bedämpft. Das Luftpolster im Gehäuse bedämpft die Membran, so dass diese nicht unkontrolliert schwingt. So wird ein akustischer Kurzschluss verhindert. Mit entsprechenden Dämmmaterialien lassen sich die akustischen Eigenschaften des Schallwandlers zusätzlich positiv beeinflussen. Die Membran kann dabei fast vollständig von den Polplatten, den Magneten sowie dem rückseitigen Gehäuse umhüllt sein. Insbesondere in einer solchen Anordnung ist die Erzielung eines Kühlluftstromes durch einen elektrisch betreibbaren Lüfter zur Erzeugung einer Konvektion besonders vorteilhaft. Der Lüfter kann im Gehäuse angeordnet sein, wobei vzw. die rückseitige Polplatte mindestens eine Lufteintrittsöffnung und vorzugsweise mindestens eine Luftaustrittsöffnung aufweist.
Der Lüfter kann so im Gehäuse durch die Lufteintrittsöffnung und durch die Luftaustrittsöffnung einen Kühlluftstrom im Luftspalt zwischen den beiden Polplatten, insbesondere zwischen der hinteren Polplatte und der Membran erzeugen, so dass durch diesen Kühlluftstrom bzw. durch die so realisierte Konvektion die Wärme von der Membran abtransportiert wird. Die rückseitige Polplatte kann dabei an ihrer Rückseite, das heißt an der dem Gehäuseinnenraum zugewandten Seite ein Dämmmaterial aufweisen. Die thermische Energie kann auf das ganze rückwärtige Gehäuse verteilt werden, was nun als Kühlfläche fungiert und die zirkulierende Luft abkühlt. Das Gehäuse besteht insbesondere aus einem thermisch gut leitenden Material, insbesondere aus einem Metall. Eine Steigerung der Kühlwirkung kann dadurch erzeugt werden, dass ein Kühlkörper vorgesehen ist, der aufgrund einer großen Oberfläche eine besonders gute Kühlwirkung entfaltet. Der Lüfter kann auch in den Kühlkörper integriert sein. Der Kühlkörper kann teilweise innerhalb des Gehäuses und/oder teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet sein, um die Wärme innerhalb des Gehäuses nach außen zu leiten. Insbesondere kann auch ein innenliegender Kühlkörper mit einem außenliegenden Kühlkörper verbunden sein, wodurch die Wärme besonders gut nach außen transportiert wird. Die Kühlkörper können insbesondere Kühlrippen aufweisen. Hier können dann die im Gehäuse innen angeordneten Kühlrippen, die Wärme aus der im Inneren zirkulierenden Luft aufnehmen und an das Gehäuse zur Abstrahlung weiterleiten. Zusätzlich könnte ein weiterer Kühlkörper mit außerhalb des Gehäuses angeordneten Rippen diesen Kühleffekt nochmals erhöhen. Die hintere Polplatte kann mehrere Schallaustrittsöffnungen aufweisen. Die Schallaustrittsöffnung kann insbesondere als Schlitz ausgebildet sein. Ein oberer Schlitz und ein unterer Schlitz der hinteren Polplatte kann dabei als Lufteintrittsöffnung und als Luftaustrittsöffnung fungieren. Hierdurch ist es möglich, mit Hilfe des Lüfters Umgebungsluft an die Innenseite der Membran heranzuführen. Die dämpfende Wirkung wird hierdurch höchstens geringfügig verschlechtert, da die zwischen dem oberen und dem unteren Schlitz liegenden Schlitze bzw. Schallaustrittsöffnungen vzw. durch das Dämpfungsmaterial bedämpft sind. In besonders bevorzugter Ausgestaltung wird der Lüfter durch eine elektrische Stromversorgung gespeist, wobei die Stromversorgung vzw. aus dem Musiksignal gewonnen wird. Die Stromversorgung wird aus dem Musiksignal gespeist, wobei das Signal bzw. Musiksignal ferner an den Leiterbahnen anliegt. Die Stromversorgung weist dazu eine Gleichrichterschaltung auf, wobei mit der Gleichrichterschaltung der zur Stromversorgung abgezweigte Teil des Musiksignals gleichgerichtet wird. Mit Hilfe einer Zener-Diode kann beispielsweise die gleichgerichtete Spannung auf die maximale Betriebsspannung des Lüfters begrenzt werden. Statt einer Zener-Diode kann auch ein Weitbereichschaltregler eingesetzt werden. Vzw. ist die Stromversorgung temperaturabhängig geregelt und/oder gesteuert. Eine temperaturabhängige Steuerung/Regelung der Stromversorgung kann auf verschiedene Weisen realisiert werden. In bevorzugter Ausgestaltung kann ein Temperatursensor vorgesehen sein. Ein Transistor kann über einen temperaturabhängigen Widerstand, insbesondere einen NTC-Widerstand (NTC = Negativer Temperatur Koeffizient) bzw. Heißleiter geregelt sein. Der Temperatursensor kann alternativ einen Pulsweitenmodulationsschaltregler ansteuern. Der NTC-Widerstand kann vzw. die Temperatur der innenliegenden Polplatte messen. Denkbar ist auch, dass der Transistor über einen temperaturabhängigen Widerstand, insbesondere über einen PTC-Widerstand (PTC = Positiver Temperatur Koeffizient) geregelt bzw. angesteuert wird. In besonders bevorzugter Ausgestaltung misst der Temperatursensor die Temperatur direkt auf der Membran, insbesondere kann dafür der Zustand der (Antriebs-)Leiterbahn ausgewertet werden. Dazu kann der Temperatursensor auch als eine zusätzliche Leiterbahn auf der Membran ausgebildet sein. Erwärmt sich die Membran, so verändert sich der Widerstand der Leiterbahnen und liefert ein auswertbares Steuersignal für die Steuerung des Lüfters. Insbesondere kann die Leiterbahn für das Musiksignal einschließlich der zusätzlichen Leiterbahn aus Aluminium gefertigt sein. Aluminium weist einen mit steigender Temperatur steigenden elektrischen Widerstand auf. Dies kann zur Ermittlung der Temperatur genutzt werden. Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Schallwandler in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden werden bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung naher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 in einer schematischen Frontansicht einen Schallwandler, nämlich einen Air-Motion-Transformer,
2 in einer geschnittenen Draufsicht den Schallwandler mit einer Membran,
3 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung die in einem Rahmen angeordnete Membran,
4 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung die Membran,
5 in einer schematischen Schnittdarstellung die Membran in einem ersten Bewegungszustand,
6 in einer schematischen Schnittansicht die Membran in einem zweiten Bewegungszustand,
7 in einer schematischen, geschnittenen Draufsicht den Schallwandler mit einem rückseitig angebrachten Dämmmaterial,
8 in einer schematischen Seitenansicht den Schallwandler aus 7 mit der rückseitigen Dämmmaterial,
9 in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht den Schallwandler mit einem rückseitigen Gehäuse, Dämmmaterial und mit einem Lüfter,
10 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung den Schallwandler mit einem rückseitigen Gehäuse und mit einem Kühlkörper sowie mit einem Lüfter,
11 in einer schematischen, perspektivischen seitlichen Darstellung den Schallwandler mit einem rückseitigen Gehäuse und mit einem weiteren Kühlkörper sowie mit einem Lüfter.
12a in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht den Schallwandler mit rückseitigem Dämmmaterial und einem Lüfter in einer weiteren Anordnung,
12b in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht den Schallwandler mit rückseitigem Dämmmaterial und einem Lüfter in einer weiteren, insbesondere mittigen Anordnung,
12c in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht den Schallwandler mit zwei Lüftern,
13 in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht den Schallwandler mit rückseitig angeordnetem Dämmmaterial und einem Lüfter in einer weiteren Anordnung,
14 ein Schaltdiagramm mit einer Stromversorgung des Lüfters,
15 ein Schaltdiagramm mit einer weiteren Stromversorgung,
16 ein Schaltdiagramm mit einer weiteren Stromversorgung, insbesondere eine temperaturabhängige Lüftersteuerung inklusive Stromversorgung,
17 ein Schaltdiagramm mit einer weiteren Stromversorgung, insbesondere eine temperaturabhängige Lüftersteuerung inklusive Stromversorgung,
18 in einer schematischen Draufsicht die Membran in einem ungefalteten Zustand mit einem als Leiterbahnen ausgebildeten Temperatursensor,
19 ein Schaltdiagramm mit einer weiteren Stromversorgung,
20 ein Schaltdiagramm mit einer weiteren Stromversorgung,
21, 22 Schaltdiagramme ähnlich zu den Schaltdiagrammen der 16 und 17, allerdings mit einem PTC-Widerstand anstelle eines NTC-Widerstandes in einer vertauschten Anordnung, und
23 ein Schaltdiagramm mit einer weiteren Stromversorgung des Lüfters.
In den 1 und 2 ist ein Schallwandler 1, nämlich ein Air-Motion-Transformer (AMT) 2 gut zu erkennen.
Der Schallwandler 1 weist eine Membran 3 auf. Die Membran 3 ist insbesondere in den 3 bis 6 dargestellt. Ferner weist der Schallwandler 1 ein Magnetsystem 4 auf. Das Magnetsystem 4 weist mindestens einen Magneten 5, 6 sowie zwei Polplatten 7, 8 auf. Hier sind zwei Magnete 5, 6 vorgesehen. Die Magnete 5, 6 sind insbesondere als Dauermagnete ausgebildet. Die Magnete 5, 6 können als Neodym-Magnete ausgebildet sein. Die Magnete 5, 6 sind seitlich zumindest teilweise zwischen den Polplatten 7, 8 angeordnet.
Die beiden Polplatten 7, 8 begrenzen einen Luftspalt 9. Im Luftspalt 9 zwischen den beiden Polplatten 7, 8 ist ein Magnetfeld B erzeugbar. Das Magnetfeld B ist durch einen Pfeil repräsentiert. Die Polplatten 7, 8 verstärken das Magnetfeld 13 und bündeln das Magnetfeld B im Luftspalt 9.
Die Membran 3 ist an einem Rahmen 10 angeordnet. Der Rahmen 10 weist insbesondere zwei Längsteile und zwei Stirnseitenteile (nicht näher bezeichnet) auf. Der Rahmen 10 umgibt insbesondere die Membran 3. Die Membran 3 ist an ihren Längsseiten am Rahmen 10 angebracht. Die Membran 3 ist in dem Rahmen 10 eingespannt. Der Rahmen 10 ist an den Magneten 5, 6 befestigt.
Die Membran 3 ist mäanderförmig ausgebildet bzw. ziehharmonikaähnlich gefaltet. Deutlich erkennbar sind in den 2 bis 6 Wellenberge 11 und Wellentäler 12. Die Wellenberge 11 und die Wellentäler 12 sind durch Flanken 13 miteinander verbunden. Hierdurch sind eine Mehrzahl von Lufttaschen 14 gebildet. Durch diese Formgebung der Membran 3 sind Lufttaschen 14 zur Schallerzeugung gebildet.
In 4 ist die Ruhelage der Membran 3 dargestellt. Diese Ruhelage ist in 5 und 6 jeweils gestrichelt eingezeichnet. In 5 und 6 ist mit einer durchgezogenen Linie der angeregte Bewegungszustand der Membran 3 mit entsprechend geöffneten bzw. verengten Lufttaschen 14, 14a bis 14g dargestellt.
Die Membran 3 weist mindestens eine Leiterbahn 15, insbesondere mehrere Leiterbahnen 15 auf. Die Leiterbahnen 15 sind vzw. mittels eines entsprechenden Ätzverfahrens auf der Membran 3 vor dem Falten ausgebildet. Durch die auf den Leiterbahnen 15 dargestellten Pfeile ist in 4 ein durch die Leiterbahn 15 fließender Strom dargestellt. An den Leiterbahnen 15 liegt daher ein Stromsignal an. Hierdurch entsteht eine auf die Lufttaschen 14 wirkende Lorentzkraft. Dadurch werden die Lufttaschen 14 im Takt des (Musik-)Signals geöffnet und verengt.
5 zeigt, dass die Flanken 13 sich in Richtung der Pfeile C1 bewegen. Die Lufttaschen 14a, 14b, 14c und 14d vergrößern sich in ihrer Breite. Diese Lufttaschen 14a, 14b, 14c und 14d werden geöffnet, so dass Luft in diese Lufttaschen 14a bis 14d gemäß den Pfeilen E hineingesaugt wird. Zwischen den Lufttaschen 14a bis 14d sind zur anderen Seite offene Lufttaschen 14e, 14f und 14g angeordnet. Diese zu den Lufttaschen 14a bis 14d benachbarten Lufttaschen 14e bis 14g verringern sich entsprechend in ihrer Breite bzw. werden geschlossen, so dass gemäß den Pfeilen A die Luft aus diesen Lufttaschen 14e bis 14g herausgepresst wird. Pfeil A repräsentiert den Luftaustritt, Pfeil E repräsentiert den Lufteintritt.
6 zeigt nun die Membran 3 in der umgekehrten Bewegungslage der Flanken 13. Die Flanken 13 bewegen sich in entgegengesetzter Richtung, wobei dies durch die Pfeile C2 dargestellt ist. Die Flanken 13 der Lufttaschen 14a, 14b, 14c und 14d bewegen sich aufeinander zu, so dass sich diese Lufttaschen 14a bis 14d verengen und die Luft aus diesen Lufttaschen 14a bis 14d zumindest teilweise herausgedrückt wird (vgl. Pfeil A). Die Lufttaschen 14e, 14f und 14g werden geweitet, so dass diese Lufttaschen 14e, 14f und 14g mit Luft gefüllt werden (vgl. Pfeil E).
Durch periodisches Verengen und Weiten der Lufttaschen 14 werden von der Membran 3 Schallwellen ausgesandt. Der Schallwandler 1 bzw. der Air-Motion-Transformer 2 ist insbesondere zur Abstrahlung eines Hochtonbereiches eines Musiksignals geeignet. Die Schallabstrahlung S ist in den 7 und 8 durch mehrere Pfeile angedeutet.
In 1 ist gut zu erkennen, dass zumindest die vordere Polplatte 8 mehrere Schallöffnungen 16 aufweist. Die Schallöffnungen 16 sind hier parallel zueinander angeordnet. Die Schallöffnungen 16 weisen im Wesentlichen eine Schlitzform auf. Die Schallöffnungen 16 erstrecken sich horizontal. Die Schallöffnungen 16 erstrecken sich insbesondere parallel zu den kurzen Seiten (nicht näher bezeichnet) des Rahmens 10. Die Schallöffnungen 16 sind gleichmäßig beabstandet. Insbesondere sind die beiden Polplatten 7, 8 im Wesentlichen baugleich ausgebildet, zwingend ist dies jedoch nicht.
Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass mindestens ein Lüfter 17 zum Erzeugen eines Kühlluftstromes 18 vorgesehen ist, wobei die Membran 3 durch den Kühlluftstrom 18 kühlbar ist (vgl. 9 bis 13). Der Lüfter 17 ist insbesondere derart angeordnet, dass der Kühlluftstrom 18 durch den Luftspalt 9 strömt. Der Kühlluftstrom 18 strömt entlang des Luftspaltes 9, so dass die darin befindliche Membran 3 gekühlt wird.
Im Folgenden darf auf 7 und 8 näher eingegangen werden. Es ist wünschenswert, wenn die Schallabstrahlung S in der Regel, insbesondere bei Beschallungsanlagen im Wesentlichen in einer Richtung, vzw. nach vorne stattfindet, der hintere Schallaustritt an der Polplatte 7 vzw. bedämpft ist. So wird ein akustischer Kurzschluss verhindert, so dass die Membran 3 nicht unkontrolliert schwingt. Eine solche Anordnung mit rückwärtiger Bedämpfung ist in den 7 und 8 dargestellt. An der rückseitigen Polplatte 7 ist ein Dämmmaterial 19 angeordnet. In der dargestellten Ausgestaltung erstreckt sich das Dämmmaterial 19 im Wesentlichen über die Breite und im Wesentlichen über die Höhe der rückseitigen Polplatte 7. Durch das Dämmmaterial 19 sind die akustischen Eigenschaften des Schallwandlers 1 positiv beeinflusst.
9 zeigt eine ähnliche Anordnung wie in 8, wobei jedoch hier der Lüfter 17 vorgesehen ist. Das Dämmmaterial 19 erstreckt sich hierbei nicht über die vollständige Höhe der Polplatte 7, sondern mehrere Schallöffnungen 16 der rückseitigen Polplatte 7 sind nicht durch das Dämmmaterial 19 verdeckt. Diese nicht verdeckten Schallöffnungen 16 dienen hier als Lufteintrittsöffnung 20 bzw. aus Luftaustrittsöffnung 21 für den Kühlluftstrom 18. Der Kühlluftstrom 18 tritt durch die Lufteintrittsöffnung 20 in den Luftspalt 9 ein und tritt durch die Luftaustrittsöffnung 21 wieder aus dem Luftspalt 9 aus.
An der Rückseite des Schallwandlers ist ein Gehäuse 22 angeordnet. Das Gehäuse 22 dient zur Dämpfung des hinteren Schallaustritts. Das Luftpolster im rückwärtigen Gehäuse 22 bedämpft die Membran 3, so dass diese nicht unkontrolliert schwingt. Die Membran 3 ist hier fast völlig vom Rahmen 10, den beiden Polplatten 7, 8, den Magneten 5, 6 sowie dem rückwärtigen Gehäuse 22 umhüllt. Dadurch, dass im Gehäuse 22 der Lüfter 17 angeordnet ist, kann ein Kühlluftstrom 18 entlang der Membran 3 durch den Luftspalt 9 und durch das Gehäuse 22 geleitet werden, wie es durch den Pfeil dargestellt ist. Die Wärme wird vzw. über das Gehäuse 22 abgeleitet. Die Wärme 22 der Membran 3 ist daher vzw. über das Gehäuse 22 ableitbar.
In 10 ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltung dargestellt. Hier wird der Kühlluftstrom 18 ebenfalls durch die oberste und unterste Schallöffnung 16 der rückwärtigen Polplatte 7 geleitet. Der Kühlluftstrom 18 wird dabei an der hinteren Seite der Membran 3 im Luftspalt 9 geleitet. So verteilt sich die thermische Energie auf das rückwärtige Gehäuse 22. Das Gehäuse 22 kühlt die zirkulierende Luft. Vzw. besteht das Gehäuse 22 aus einem thermisch gut leitenden Material. Bspw. kann das Material aus einem Blech oder Kupfer bestehen.
Eine Steigerung der Kühlwirkung ist dadurch erreichbar, dass ein Kühlkörper 23 vorgesehen ist. Der Kühlkörper 23 weist vzw. mehrere Kühlrippen 24 auf.
Die Kühlrippen 24 erstrecken sich im Wesentlichen quer zur Polplatte 7 und in Längsrichtung bzw. aufragend, so dass der Kühlluftstrom 18 zwischen den Kühlrippen 24 insbesondere von oben nach unten geleitet werden kann. Die Kühlrippen 24 führen die Wärme an eine rückseitige Platte 25 ab. Die Platte 25 kann dabei die Gehäuserückwand (nicht näher bezeichnet) bilden.
11 zeigt eine weitere Ausgestaltung, in der die Kühlwirkung weiter gesteigert ist. Die Ausgestaltung in 11 entspricht im Wesentlichen der in 10 dargestellten Ausgestaltung, wobei jedoch zusätzlich ein außenliegender Kühlkörper 26 vorgesehen ist. Der außenliegende Kühlkörper 26 weist ebenfalls Kühlrippen 27 auf. Von dem in dem Gehäuse 22 angeordneten inneren Kühlkörper 23 wird die Wärme an die rückseitige Platte 25 geleitet und von da aus an die Kühlrippen 27 abgegeben. Der Lüfter 17 transportiert wiederum die an der Membran 3 entstehende Wärme in das rückseitige Gehäuse 22. In dem Gehäuse 22 ist wiederum Dämmmaterial 19 vorgesehen, das die obere Luftaustrittsöffnung 21 und die untere Lufteinrittsöffnung 20 bzw. die zugeordneten Schallöffnungen 16 nicht verschließt.
In den 12 (12a, 12b und 12c) und 13 sind konstruktiv einfach herzustellende Ausgestaltungen dargestellt:
An der rückseitigen Polplatte 7 ist wiederum Dämmmaterial 19 angebracht. Allerdings ist der obere und der untere Schlitz bzw. die obere und die untere Schallöffnung 16 nicht durch das Dämmmaterial 19 verdeckt. Hierdurch können diese beiden Schallöffnungen 16 als Lufteintrittsöffnung und als Luftaustrittsöffnung 20 bzw. 21 (vgl. 12a) bzw. nur als Luftaustrittsöffnungen (vgl. 12b) dienen. Ein Gehäuse ist hier nicht vorgesehen. Die bedämpfende Wirkung des Luftpolsters wird zwar hierdurch etwas schlechter, aber die Dämpfung ist abhängig vom wiederzugebenden Frequenzbereich und den geometrischen Verhältnissen der Polplatten 7, der Membran 3 und hier daher noch ausreichend.
In 12a ist nun das Dämmmaterial hinter einem nach unten offenen Luftleitmittel 28 angeordnet. In 13 ist ebenfalls ein Luftleitmittel 29 vorgesehen, wobei das Luftleitmittel 29 jedoch nach oben geöffnet ist.
12b zeigt, auch ähnlich wie die 12a, den Schallwandler 1, wobei hier jedoch der Lüfter 17 im Wesentlichen mittig angeordnet ist, wie aus 12b ersichtlich. Der hier in 12b. dargestellte Schallwandler 1 ist insbesondere „zweiteilig” ausgebildet, weist nämlich zwei im wesentlichen übereinander angeordnete Membranen 3 auf, die jede für sich in einem Rahmen 10 aufgespannt ist, insbesondere ist hier die obere Membran 3 in einem oberen Rahmen 10 und die untere Membran 3 in einem unteren Rahmen 10 aufgespannt, wobei in der Mitte der Lüfter 17 vorgesehen bzw. angeordnet ist. Insbesondere aber über die gesamte Höhe der Anordnung erstrecken sich die entsprechenden Polplatten 7 bzw. 8. Denkbar ist auch, dass die Anordnung der Polplatten 7 bzw. 8 ebenfalls „zweiteilig” ausgebildet ist, also eine obere und eine untere Einheit existent ist, dies ist hier aber nicht unbedingt erforderlich. Das Dämmmaterial 19 ist wiederum auf der Rückseite der hinteren Polplatte 7 jeweils oben und unten vorgesehen, wobei mittig eine Ausnehmung zur Anordnung des Lüfters 17 vorgesehen ist. Aufgrund der entsprechenden Anordnung und Ausbildung kann auch hier über ein entsprechendes – nicht näher bezeichnetes – Luftleitmittel, was insbesondere kurz hinter dem Lüfter vorgesehen sein kann, der Luftstrom, also der Kühlluftstrom 18 ebenfalls „zweigeteilt” werden, so dass der Kühlluftstrom 18 sowohl in die obere als auch in die untere Einheit geleitet werden kann und am oberen und unteren Ende jeweils durch entsprechende Luftaustrittsöffnungen (Schallöffnungen 16) austreten kann, so wie in 12b dargestellt. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 12a liegen bei der Ausführungsform gemäß der 12b die hier bei 12b nicht näher bezeichneten Lufteintrittsöffnungen im Wesentlichen mittig, also im mittleren Bereich des Schallwandlers 1 und die Luftaustrittsöffnungen jeweils am oberen und unteren Ende, so wie in 12b dargestellt.
12c zeigt den Schallwandler 1, wobei hier mehrere Lüfter 17 vorgesehen sind. Der Kühlluftstrom 18 wird hier durch die beiden außen, insbesondere am oberen und am unteren Ende des Schallwandlers 1 angeordneten Lüfter 17 in den Luftspalt 9 zwischen den beiden Polplatten 7 und 8 gepumpt. Zwischen den beiden Lüftern 17 ist insbesondere mittig am Schallwandler 1 eine Luftaustrittsöffnung 21 vorgesehen. Aus der Luftaustrittsöffnung 21 tritt der Kühlluftstrom 18 aus dem Luftspalt 9 wieder aus. Die Luftaustrittsöffnung 21 ist in etwa mittig zwischen den beiden Lüftern 17 angeordnet, insbesondere zumindest teilweise auch im mittleren Bereich der Polplatte 7 ausgebildet. Der obere Lüfter 17 mündet insbesondere in die oberste Schallöffnung 16. Der untere Lüfter 17 mündet insbesondere in die unterste Schallöffnung 16. Diese beiden Schallöffnungen 16 dienen jeweils als Lufteintrittsöffnung 20. Das Dämmmaterial 19 ist insbesondere zweigeteilt ausgebildet. Ein Teil erstreckt sich dabei oberhalb der Luftaustrittsöffnung 21 und ein Teil erstreckt sich unterhalb der Luftaustrittsöffnung 21. In alternativer Ausgestaltung kann das Dämmmaterial 19 einteilig ausgebildet sein und/oder einen entsprechenden Schlitz oder eine entsprechende Öffnung zum Luftaustritt aufweisen. Dadurch, dass zwei Lüfter 17 verwendet werden, ist der vom Kühlluftstrom 18 zurückzulegende Weg innerhalb des Luftspaltes 9 in Vergleich zu den anderen Ausgestaltungen kürzer, nämlich im Wesentlichen halbiert. Hierdurch ist eine effiziente Kühlung der Membran 3 sichergestellt. Durch den kürzeren Transportweg wird die erwärmte Luft schneller ausgetauscht.
Im Folgenden darf auf die 14 bis 17 näher eingegangen werden.
In den 14 bis 17 ist die anzusteuernde Membran 3 durch das Lautsprechersymbol gekennzeichnet. Ein Signal, das von einem Verstärker kommt (nicht dargestellt), liegt hier an den zwei Anschlüssen 31, 32 an. Das Signal kann insbesondere ein Musiksignal sein. Über entsprechende Leitungen 33, 34 wird das (Musik-)Signal dem Lautsprecher bzw. der Membran 3 zugeführt.
In der dargestellten besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Lüfter 17 mit einer Stromversorgung 35 verbunden, wobei die Stromversorgung 35 aus dem Musiksignal gespeist ist. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Stromleitung zum Lautsprecher nötig ist. Der Lüfter 17 wird von der Stromversorgung 35 mit Strom versorgt. Je höher die Stromversorgung 35 bzw. die anliegende Spannung am Lüfter 17 ist, desto höher ist die Kühllungsleistung des Lüfters 17.
Das als Wechselspannung an den Anschlüssen 31, 32 anliegende Musiksignal wird über entsprechende Leitungen 36, 37 abgegriffen und einer Gleichrichterschaltung 38 zugeführt. Die Gleichrichterschaltung 38 dient der Umwandlung der Wechselspannung in Gleichspannung. Die dargestellte Gleichrichterschaltung 38 ist als Zweiweggleichrichterschaltung bzw. als Brückenschaltung ausgebildet. In alternativer Ausgestaltung (nicht dargestellt) kann auch ein Einweggleichrichter als Gleichrichterschaltung 38 verwendet werden. Diese Brückengleichrichtung wird auch als Graetzschaltung bezeichnet. Die Gleichrichterschaltung 38 weist vier Dioden 39 auf, wobei die Dioden 39 die negativen Halbschwingungen der Wechselspannung gleichrichten, so dass am Ausgang der Gleichrichterschaltung 38 eine pulsierende Gleichspannung anliegt.
Dem Ausgang der Gleichrichterschaltung 38 ist ein Kondensator C parallel geschaltet, der durch die pulsierende Gleichspannung zeitweise entladen und zeitweise geladen wird. Hierdurch wird die pulsierende Spannung geglättet und enthält danach nur noch eine Restwelligkeit. Der Betrag der Restwelligkeit hängt von der Größe des Kondensators C ab.
In der in 14 dargestellten Ausgestaltung ist ferner ein Vorwiderstand Rv vorgesehen, wobei der Vorwiderstand Rv direkt am Ausgang der Gleichrichterschaltung 38 angeordnet ist. Hinter dem Vorwiderstand Rv, der zu einem Spannungsabfall führt, sind der Kondensator C und eine Zener-Diode ZD parallel geschaltet. Die Zener-Diode ZD und der Kondensator C sind dabei parallel zum Lüfter 17 geschaltet. Die Zener-Diode ZD begrenzt die am Lüfter 17 und am Kondensator C anliegende Spannung auf die maximale Betriebsspannung des Lüfters 17.
In 15 ist am Ausgang der Gleichrichterschaltung 38 der Kondensator C angeordnet. Statt eines Vorwiderstandes und der Zener-Diode ist hier ein Schaltregler 40 hinter dem Kondensator C geschaltet, um die am Lüfter 17 anliegende Spannung auf die maximale Betriebsspannung zu begrenzen. Der Schaltregler 40 ist insbesondere als Weitbereichschaltregler ausgebildet. Am Eingang des Schaltreglers 40 kann insbesondere eine Spannung von 4 Volt bis 100 Volt anliegen.
In 16 und 17 sind zwei Ausgestaltungen dargestellt, wobei die Steuerung/Regelung des Lüfters 17 bzw. die Stromversorgung 35 des Lüfters 17 temperaturabhängig ist:
Um eine temperaturabhängige Drehzahlsteuerung des Lüfters 17 zu realisieren, ist ein Temperatursensor 41 vorgesehen. In der in den 16 und 17 dargestellten Ausgestaltung ist der Temperatursensor 41 als Heißleiterwiderstand/NTC-Widerstand ausgebildet. Solch ein NTC-Widerstand bzw. Heißleiter weist einen negativen Temperaturkoeffizienten auf. D. h., dass bei hohen Temperaturen Strom besser geleitet wird als bei tiefen Temperaturen. Dieser Temperatursensor 41 ist in der in 16 dargestellten Ausgestaltung Teil eines Spannungsteilers mit einem weiteren Widerstand R und dient zur Steuerung eines Transistors 42. Die Basis 43 ist dabei zwischen dem Widerstand R und dem Temperatursensor 41 angeschlossen. Wenn bei steigender Temperatur der Widerstand am Temperatursensor 41 bzw. am NTC-Widerstand abnimmt, so steigt der Spannungsabfall am Widerstand R. Durch die steigende Spannung zwischen der Basis 43 und dem Emitter, steigt auch der Strom durch den Transistor 42 von Kollektor zum Emitter. Hierdurch steigt der Stromfluss durch den Lüfter 17.
In 17 ist zur Steuerung ein weiterer Schaltregler 44 vorgesehen. Der Temperatursensor 41 steuert den Schaltregler 44, der insbesondere als Pulsweitenmodulations-Schaltregler bzw. PWM-Schaltregler 45 ausgebildet ist. Dies bietet sich insbesondere beim genannten Weitbereichschaltregler an, da hier Varianten zur Verfügung stehen die eine Pulsweitenmodulation anbieten.
Der Ausgang des PWM-Schaltreglers 45 ist mit dem Lüfter 17 verbunden. An einem Eingang 46 des PWM-Schaltreglers 45 liegt der Sollwert der Ausgangsspannung an. Der Eingang 46 ist dabei zwischen einem Spannungsteiler bestehend aus dem Heißleiter NTC bzw. dem Temperatursensor 41 und einem weiteren Widerstand R angeschlossen. Parallel zu diesem Spannungsteiler ist eine Zener-Diode ZD zur Begrenzung der maximalen Spannung am Spannungsteiler und damit am Eingang 46 geschaltet. Zwischen dem Kondensator C und der Parallelschaltung bestehend aus der Zener-Diode Zd und denn Spannungsteiler ist ein Vorwiderstand Rv angeordnet.
In der in den 16 und 17 dargestellten Ausgestaltung ist der Temperatursensor 41 als konventioneller Heißleiter bzw. NTC-Widerstand ausgeführt. Der NTC-Widerstand kann bspw. die Temperatur der innenliegenden Polplatte 7 messen. Der Temperatursensor 41 kann an der innenliengenden bzw. rückseitigen Polplatte 7 angeordnet sein. Diese Messung erfasst allerdings nicht die Temperaturspitzen auf der Membran 3. Der „Temperatursensor 41” kann aber auch auf der Membran 3 angeordnet werden, bspw. als „Temperatursensor 47”, der dann anstelle des in den 16 und 17 dargestellten Temperatursensors 41 verwendet bzw. in der jeweiligen Schaltung angeordnet werden kann, was im folgenden näher erläutert werden darf:
Um die Temperatur der Membran 3 zu messen, ist in besonders bevorzugter. Ausgestaltung ein Temperatursensor 47 auf der Membran 3 angebracht. In 18 ist ein auf der Membran 3 angebrachter Temperatursensor 47 dargestellt. Der Temperatursensor 47 ist hier als Leiterbahn 48 ausgebildet. Die Leiterbahn 48 erstreckt sich insbesondere parallel und nah beabstandet zur Leiterbahn 15. Durch die Leiterbahn 15 wird das (Musik-)Signal geleitet. Durch die Leiterbahn 48 wird ein kleiner Teststrom geleitet bzw. an den Anschlüssen 8, S wird eine Testspannung angelegt, um den Widerstand der Leiterbahn 48 zu messen.
Bspw. können sowohl die Leiterbahn 15, als auch die Leiterbahn 48 aus Aluminium bestehen. Aluminium hat ein sich mit der Temperatur verändernden Widerstand, so dass an den Anschlüssen S, S der Leiterbahn 48 ein auswertbares Steuersignal für die Lüftersteuerung anliegt. Aluminium weist einen mit steigender Temperatur steigenden elektrischen Widerstand auf. Dies kann für die Steuerung des Lüfters 17 entsprechend genutzt werden.
Es ist besonders vorteilhaft eine Beschallungsanlage, insbesondere eine PA-Anlage mit einem derartigen Schallwandler 1 auszustatten. Der Lüfter 17 verhindert auch bei hohen Lautstärken eine Überhitzung und damit Beschädigung der Membran 3. Der Schallwandler 1 kann dabei insbesondere als Hochtöner eingesetzt werden, bspw. für Frequenzen größer als 900 Hz.
19 und 20 zeigt eine Steuerung des hier nicht dargestellten Lüfters. Es sind hier zwei Spannungsteiler vorgesehen. Der erste Spannungsteiler besteht aus einem Widerstand RA und einem Widerstand RB. Der zweite dazu parallel geschaltete Spannungsteiler besteht aus einem Vorwiderstand RShunt und dem Widerstand RMembran, wobei der Widerstand RMembran durch den Widerstand der Leiterbahn 48 (vgl. 18) gebildet sein kann. Der Widerstand RMembran ist temperaturabhängig von der Temperatur der Membran 3. Der Widerstand RA kann 10 Ohm betragen und der Widerstand RB kann 1000 Ohm beantragen. Der Widerstand RShunt kann 0,1 Ohm, betragen der Widerstand RMembran kann bspw. bei 20 Grad Celsius 6,5 Ohm und bei 150 Grad Celsius 10 Ohm betragen. An den beiden Spannungsteilern liegt das Signal, insbesondere das Musiksignal an. Die beiden Spannungsteiler sind mit einem Verstärkerausgang 49 verbunden. Die beiden Spannungsteiler weisen jeweils einen Abgriff 50, 51 zwischen dem Widerstand RA und dem Widerstand RB bzw. zwischen dem Widerstand RShunt und RMembran auf. Dieser Abgriffe 50, 51 sind mit jeweils einer Diode verbunden, so dass die an den Abgriffen 50, 51 anliegenden Vergleichssignale gleichgerichtet werden. Zusätzlich ist hinter den Dioden jeweils ein Kondensator C vorgesehen.
Diese Signale werden einem Verstärker, insbesondere einem Operationsverstärker 52 zugeführt. Der Operationsverstärker 52 weist zwei Eingänge, einen nicht invertierenden Eingang „+” und einen invertierenden Eingang „–” auf. Ferner weist der Operationsverstärker 52 einen Ausgang 53 auf. Der Abgriff 50 ist mit dem invertierenden Eingang „–” und der Abgriff 51 ist mit dem nicht invertierenden Eingang „+” verbunden.
Eine Spannungs- bzw. Stromversorgung des Operationsverstärkers 52 ist in 19 nicht dargestellt. Eine solche Spannungsversorgung kann wiederum aus dem Musiksignal gleichgerichtet sein. Der Operationsverstärker 52 vergleicht die an den Eingängen „+” und „–” anliegenden Spannungen. Ist die Spannung am Eingang „+” größer als die Spannung am Eingang „–”, so erhöht der Operationsverstärker 52 die Ausgangsspannung am Ausgang 53. Ist die Spannung am Eingang „+” niedriger als am Eingang „–” so vermindert der Operationsverstärker 52 die Ausgangsspannung am Ausgang 53. Der Ausgang 53 ist über einen Widerstand RG mit der Eingang „–” verbunden. Durch den Widerstand RG wird die Verstärkung des Operationsverstärkers 52 bestimmt. Die Schaltung funktioniert mm wie folgt:
Ist die Membran kalt, so ist der Widerstand RMembran klein bspw. 6,5 Ohm. Hierdurch ist die Spannung, die an dem Widerstand RMembran abfällt, kleiner als die Spannung, die an dem Widerstand RB abfällt. Am Ausgang 53 liegt eine negative Spannung an bzw. der Ausgang 53 ist „low”.
Steigt nun die Temperatur der Membran und somit der Widerstand RMembran, so steigt auch der Spannungsabfall am Widerstand RMembran. Überschreitet der Widerstand RMembran eine bestimmte Grenze, bspw. RB × 0,1, so wird Spannung am Widerstand RMembran größer als die Spannung am Widerstand RB. Hierdurch wird die Spannung am Ausgang 53 des Differenz- bzw. Operationsverstärkers 52 positiv. Die Spannung am Ausgang 53 kann genutzt werden als Steuersignal. Dieses Steuersignal kann z. B. genutzt werden, um den Lüfter 17 einzuschalten. Ferner kann in bevorzugter Ausgestaltung das Steuersignal am Ausgang 53 dazu genutzt werden, um bei hohen Temperaturen mittels eines Relais (nicht dargestellt) die Membran 3 vorn Signal zu trennen oder nur noch über einen Vorwiderstand mit dem Signal zu verbinden, so dass nicht mehr die volle Leistung an der Membran 3 ansteht. Eine Kombination mehrere dieser Einheiten kann für verschiedene Temperaturstufen der Membran 3 unterschiedliche Vorgänge auslösen, bspw. kann insbesondere dann mit dem Steuersignal am Ausgang 53 zuerst ein langsamer Lüfterlauf mit Hilfe einer ersten Einheit eingestellt werden, danach ein schnellerer Lüfterlauf mit Hilfe einer zweiten Einheit, hiernach eine Reduzierung der Musikleistung durch einen Vorwiderstand (nicht dargestellt) oder eine Rückmeldung an den Verstärker und schließlich die zeitweise Abschaltung des Signals, insbesondere mit Hilfe weiterer Einheiten. Weiterhin ist hinter den Dioden (bei 19) jeweils ein Kondensator C vorgesehen, die das Signal glätten. Insbesondere zeigt 19 daher eine Schaltung zur Überwachung der Membrantemperatur, die insbesondere unmittelbar den Zustand der (Antriebs-)Leiterbahn auswertet und bei einem Schwellenwert eine Aktion auslöst bzw. auslösen kann. Insbesondere resultiert hieraus ein Signal, dass entsprechend ausgewertet werden kann bzw. ausgewertet werden muss, um mit dessen Hilfe dann, insbesondere wenn dieses nochmals verstärkt wird, dann einen Lüfter entsprechend anzusteuern.
20 zeigt im Wesentlichen die gleichen Komponenten wie 19, deswegen darf hierzu auf die obigen Ausführungen verwiesen werden. In 20 ist (wie auch in 19) hinter den Dioden noch jeweils ein Kondensator C vorgesehen. Die Kondensatoren C glätten das hinter den Dioden gleichgerichtete Signal an den Abgriffen 50, 51. Das geglättete bzw. gemittelte Signal liegt dann jeweils am Eingang „+” oder „–” des Operationsverstärkers 52 an. Zusätzlich ist das Signal von jedem der Abgriffe 50, 51 einem von zwei Eingängen 54, 55 eines Dividierers 56 zugeführt. Der Dividierer 56 weist ein Ausgang 57 auf, wobei an dem Ausgang 57 das Verhältnis der jeweils an den Kondensatoren C anliegenden Spannungen anliegt. Das Ausgangssignal am Ausgang 57 ermöglicht dann eine stufenlose Steuerung des Lüfters (hier nicht dargestellt). Der Dividierer 56 wertet das Verhältnis der beiden Spannungen an den beiden Kondensatoren C aus. Je nach dem Verhältnis der Spannungen an den beiden Eingängen 54, 55 ändert sich die Ausgangsspannung am Ausgang 57. Damit wird eine Ansteuerung des Lüfters möglich. Dieser Dividierer 56 kann aus entsprechend geschalteten Operationsverstärkern aufgebaut sein. 20 zeigt daher im Wesentlichen die gleichen Komponenten wie 19, nur um einen entsprechenden Teil zusätzlich erweitert, der zusätzlich ein temperaturabhängiges Signal liefert. Dieses Signal kann dann in Verbindung mit einer geeigneten Schaltung (wie in 16 und 17 dargestellt), einen Lüfter steuern bzw. regeln.
Die in den 16 und 17 dargestellten Steuerungen, die hier mit einem NTC-Widerstand realisiert worden sind, können auch entsprechend mit einem PTC-Widerstand verwendet bzw. realisiert werden, sofern denn dann der PTC-Widerstand anstelle des in den 16 und 17 dargestellten Widerstandes R angeordnet wird und sofern anstelle des in den 16 und 17 dargstellten NTC-Widerstandes ein Widerstand R angeordnet wird, so wie dieses in den 21 und 22 dargestellt ist. Ähnliche Komponenten/Bauteile in den 21 und 22 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in den 16 und 17, so dass auf die entsprechenden Erläuterungen hierzu verwiesen werden darf. Wenn nun die Temperatur der Membran steigt, steigt auch der Widerstand am PTC-Widerstand und somit auch der Spannungsabfall am PTC-Widerstand. Auf die entsprechenden korrespondierenden Ausführungen zu 16 und 17 darf an dieser Stelle verwiesen werden.
Im Folgenden darf auf 23 Bezug genommen werden. In 23 ist die Membran 3 durch zwei Lautsprechersymbole gekennzeichnet. Der Lautsprecher 58 kann dabei als Hochtöner und der Lautsprecher 59 kann als Mitteltöner bzw. als Mitteltonlautsprecher ausgebildet sein. Die beiden Lautsprecher 58, 59 können in einem gemeinsames Gehäuse integriert sein. Es ist nun mindestens ein Lüfter 60 zur Kühlung der beiden Lautsprecher 58, 59 vorgesehen. Der Lüfter 60 wird wie folgt über die an den Lautsprechern 58, 59 anliegenden Signale angesteuert. In der 23 ist der Lüfter, weil es sich um eine weitere alternative Schaltung handelt, zwar mit dem Bezugszeichen „60” bezeichnet, mit der hier in 23 beschriebenen Schaltung kann aber der in den 1 bis 13 dargestellte Lüfter 17 (als „Lüfter 60”) entsprechend angesteuert werden.
An zwei Anschlüssen 61, 62 liegt das Musiksignal am Hochtöner bzw. am Lautsprecher 58 an. Dieses Musiksignal kann vom Verstärker oder von der Frequenzweiche kommen. An entsprechenden Anschlüssen 63, 64 liegt das Musiksignal am Mitteltöner bzw. am Lautsprecher 59 an. Auch dieses Musiksignal kann vom Verstärker oder einer Frequenzweiche kommen. Die Stromversorgung 65 des Lüfters 60 wird nun aus den jeweiligen Musiksignalen gespeist, die an den Anschlüssen 61 und 62 bzw. 63 und 64 anliegen. Die Musiksignale werden dabei jeweils einer Gleichrichterschaltung 66 bzw. 67 zugeführt. Die Gleichrichterschaltungen 66, 67 sind hier als Brückenschaltungen bzw. als Zweiweggleichrichterschaltungen ausgeführt. Zwischen einem der beiden Anschlüsse, hier dem Anschluss 64 bzw. dem Anschluss 61 und der Gleichrichterschaltung 66 bzw. 67 ist jeweils eine Sicherung 68, 69 vorgesehen. Im Fall der Überlastung dient die Sicherung 68, 69 dazu, die Verbindung des Anschlusses 64 bzw. des Anschlusses 61 und der Gleichrichterschaltung 66 bzw. 67 zu trennen. Hinter der Gleichrichterschaltung 66 des Hochtonzweiges und der Gleichrichterschaltung 67 des Mitteltonzweiges ist jeweils ein Entkopplungswiderstand 70, 71 vorgesehen. Die Entkopplungswiderstände 70, 71 dienen dazu, die von den Gleichrichterschaltungen 66, 67 kommenden Spannungen entsprechend anzugleichen und anzupassen. Die Entkopplungswiderstände 70, 71 dienen als entsprechend dimensionierte Vorwiderstände. Das gleichgerichtete und angepasste Signal hegt nun an der eigentlichen Verstärkerschaltung an. Zwischen den Ausgängen der beiden Entkopplungswiderstände 70, 71 und dem Lüfter 60 ist nun ein Transistor 72 zwischengeschaltet. Zwischen den Ausgängen der Entkopplungswiderstände 70, 71 und einer Basis 75 des Transistors 72 ist ein Widerstand 73 angeordnet. Eine Zener-Diode 74 ist einerseits mit der Basis 75 und andererseits mit dem Lüfter 60 verbunden. Der Lüfter 60 ist ferner mit dem Emitter des Transistors 72 verbunden. Die in Sperrrichtung betriebene Zener-Diode 74 dient zur Begrenzung der am Transistor 72 anliegenden Basisspannung. Die Zener-Diode 74 begrenzt die Basisspannung am Transistor 72 und damit die über den Transistor 72 am Lüfter 60 anliegende Spannung. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Betriebsparameter des Lüfters 60 eingehalten werden.
Bezugszeichenliste

1: Schallwandler
2: Air-Motion-Transformer
3: Membran
4: Magnetsystem
5: Magnet
6: Magnet
7: Polplatte
8: Polplatte
9: Luftspalt
10: Rahmen
11: Wellenberg
12: Wellental
13: Flanke
14: Lufttasche
14a: Lufttasche
14b: Lufttasche
14c: Lufttasche
14d: Lufttasche
14e: Lufttasche
14f: Lufttasche
14g: Lufttasche
15: Leiterbahn
16: Schallöffnung
17: Lüfter
18: Kühlluftstrom
19: Dämmmaterial
20: Lufteintrittsöffnung
21: Luftaustrittsöffnung
22: Gehäuse
23: Kühlkörper
24: Kühlrippe
25: Platte
26: Kühlkörper
27: Kühlrippe
28: Luftleitmittel
29: Luftleitmittel
30: Lautsprecher
31: Anschluss
32: Anschluss
33: Leitung
34: Leitung
35: Stromversorgung
36: Leitung
37: Leitung
38: Gleichrichterschaltung
39: Diode
40: Schaltregler
41: Temperatursensor
42: Transistor
43: Basis
44: Schaltregler
45: PWM-Schaltregler
46: Eingang
47: Temperatursensor
48: Leiterbahn
49: Verstärkerausgang
50: Abgriff
51: Abgriff
52: Operationsverstärker
53: Ausgang
54: Eingang
55: Eingang
56: Dividierer
57: Ausgang
58: Lautsprecher
59: Lautsprecher
60: Lüfter
61: Anschluss
62: Anschluss
63: Anschluss
64: Anschluss
65: Stromversorgung
66: Gleichrichterschaltung
67: Gleichrichterschaltung
68: Sicherung
69: Sicherung
70: Entkopplungswiderstand
71: Entkopplungswiderstand
72: Transistor
73: Widerstand
74: Zener-Diode
75: Basis
B: Magnetfeld
C: Kondensator
C1: Pfeil
C2: Pfeil
A: Pfeil
E: Pfeil
S: Schallabstrahlung
Rv: Vorwiderstand
ZD: Zener-Diode
R: Widerstand
S: Anschluss
RA: Widerstand
RB: Widerstand
RShunt: Widerstand
RMembran: Widerstand der Leiterbahn bzw. Membran
+: nicht invertierender Eingang
–: invertierender Eingang
RG: Widerstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2158789 B1 [0003]

Claims

Schallwandler (1), nämlich Air-Motion-Transformer (2), mit. einer Membran (3) und mit einem Magnetsystem (4) zum Erzeugen eines Magnetfeldes (B), wobei die Membran (3) im Magnetfeld (B) angeordnet ist, wobei das Magnetsystem (4) mindestens einen Magneten (5, 6) und zwei Polplatten (7, 8) aufweist, wobei die Membran (3) in einem Luftspalt (9) zwischen den beiden Polplatten (7, 8) angeordnet ist, wobei die Membran (3) mäanderförmig ausgebildet ist, wobei die Membran (3) durch die mäanderförmige Ausbildung Lufttaschen (14, 14a bis 14g) zur Schallerzeugung aufweist und wobei die Membran (3) mindestens eine Leiterbahn (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lüfter (17) zum Erzeugen eines Kühlluftstromes (18) vorgesehen ist, wobei die Membran (3) durch den Kühlluftstrom (18) kühlbar ist.
Schallwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Polplatte (7) eine Lufteintrittsöffnung (20) und eine Luftaustrittsöffnung (21) aufweist, wobei der Lüfter (17) hinter der rückseitigen Polplatte (7) angeordnet ist und der Kühlluftstrom (18) durch die Lufteintrittsöffnung (20) durch den Luftspalt (9) entlang der Membran (3) bis zur Luftaustrittsöffnung (21) leitbar ist.
Schallwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polplatten (7, 8) mehrere Schallöffnungen (16) aufweisen, wobei mindestens eine der Schallöffnungen (16) insbesondere an der hinteren Polplatte (7) als Lufteintrittsöffnung (21) und mindestens eine weitere der Schallöffnungen (16) als Luftaustrittsöffnung (21) dient.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der hinteren Polplatte (7) ein Dämmmaterial (19) angeordnet ist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial (19) zumindest einige der Schallöffnungen (16) an der hinteren Polplatte (7, 8) verdeckt.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der rückseitigen Polplatte (7) ein Gehäuse (22) angeordnet bzw. vorgesehen ist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (17) in dem Gehäuse (22) angeordnet ist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kühlkörper (23, 26) zum Ableiten der Wärme aus dem Gehäuse (22) vorgesehen ist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kühlkörper (23) innerhalb des Gehäuses (22) angeordnet ist und/oder einer der Kühlkörper (26) außerhalb des Gehäuses (22) angeordnet ist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (17) mit einer Stromversorgung (35, 65) verbunden ist, wobei die Stromversorgung (35, 65) aus einem an der Leiterbahn (15) anliegenden Signal gespeist ist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (35, 65) eine Gleichrichterschaltung (38) aufweist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (35) einen Temperatursensor (41, 47) zur temperaturabhängigen Steuerung der Stromversorgung (35) aufweist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (41) als Heißleiter (NTC-Widerstand) oder PTC-Widerstand ausgebildet ist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (41, 47) als eine (Antriebs-)Leiterbahn (15) oder als eine zusätzliche Leiterbahn (48) auf der Membran (3) ausgebildet ist und aus einem temperaturwiderstandsabhängigen Material besteht bzw. dieses aufweist.
Schallwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (48) parallel zur Leiterbahn (15) angeordnet ist.
Beschallungsanlage, insbesondere PA-Anlage mit mindestens einem Schallwandler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.