DE102017002217B4

DE102017002217B4 - Area radiator with specified edge distance distribution

Info

Publication number: DE102017002217B4
Application number: DE102017002217.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Hacklinger
Original assignee: L & B Lautsprecher und Beschallungstechnik GmbH
Current assignee: L & B Lautsprecher und Beschallungstechnik Gmb De
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2022-11-10
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: DE102017002217A1

Abstract

Flächenstrahler (1) mit einer Membran, die eine vorbestimmte Randkontur aufweist, und mindestens einen die Membran direkt anregbaren Exciter (6), bevorzugt Mittel-Hochton -Exciter, mit einem in der Membranebene liegenden Excitermittelpunkt (ME) und mindestens drei unterschiedlichen, in zwei gleichen zusammenhängenden Winkelschritten um den Excitermittelpunkt (ME) gemessenen Randabständen des Excitermittelpunkts (ME) zur Randkontur, wobei ein Winkelschritt mindestens 45°, bevorzugt mindestens 60°, beträgt, wobei in dem von den beiden Winkelschritten zusammen vorgegebenen Winkelbereich (X) eine Randabstandsverteilung vorliegt, die von der IdealformeldXn=dXmin NX−nXNX−1⋅dXmaxnX−1NX−1im Durchschnitt maximal zu 10 % abweicht, wobei die zwei Winkelschritte zusammen in Nx gleich große Sektoren unterteilt werden, dxmin dem kleinsten tatsächlich vorliegenden Randabstand und dxmax dem größten tatsächlich vorliegenden Randabstand im Bereich (X) der betrachteten zwei Winkelschritte entspricht, wobei nx eine natürliche Zahl im Bereich (X) von 1 bis Nx ist und jeweils die Nummer der zu betrachtenden Abstandslinie angibt, dxn dem Abstand zwischen der Randkontur und dem Excitermittelpunkt (ME) bei der Abstandslinie nxentspricht, und wobei Nx mindestens 3 beträgt, wobei die Membran (2) von einem Rahmen (3) umgeben ist, der die Randkontur der Membran (2) einrahmt, und wobei in den Bereichen mit den größten Randabständen zum Excitermittelpunkt (ME) ein Dämmmaterial (14) im Übergangsbereich zwischen Rahmen (3) und Membran (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (DD) des Dämmmaterials (14) ausgehend vom Rahmen (3) in Richtung Excitermittelpunkt (ME) gemessen sich von Sektor zu Sektor ändert.Surface radiator (1) with a membrane, which has a predetermined edge contour, and at least one exciter (6) that can be excited directly by the membrane, preferably a mid-high range exciter, with an exciter center (ME) lying in the plane of the membrane and at least three different ones in two edge distances of the exciter center (ME) to the edge contour measured in the same contiguous angular steps around the exciter center (ME), with one angular step being at least 45°, preferably at least 60°, with an edge distance distribution being present in the angular range (X) specified by the two angular steps together, which deviates from the ideal formula dXn=dXmin NX−nXNX−1⋅dXmaxnX−1NX−1 on average by a maximum of 10%, whereby the two angular steps are divided together into Nx sectors of equal size, dxmin the smallest actual edge distance and dxmax the largest actual edge distance in the area (X) corresponds to the two angular steps considered, wob ei nx is a natural number in the range (X) from 1 to Nx and in each case indicates the number of the distance line to be considered, dxn corresponds to the distance between the edge contour and the exciter center (ME) at the distance line nx, and where Nx is at least 3, where the membrane (2) is surrounded by a frame (3) which frames the edge contour of the membrane (2), and in the areas with the greatest edge distances to the exciter center (ME) an insulating material (14) in the transition area between the frame (3) and membrane (2) is provided, characterized in that the thickness (DD) of the insulating material (14) starting from the frame (3) in the direction of the exciter center (ME) changes from sector to sector.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flächenstrahler gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a surface radiator according to the preamble of claim 1.

Derartige Flächenstrahler werden von der Anmelderin z.B. unter der Bezeichnung DE Plan 400 als sog. unsichtbare Lautsprecher vertrieben. Die Membran dieses Flächenstrahlers hat eine rechteckige Randkontur mit abgerundeten Ecken. Die Membran ist von einem Membranrahmen umgeben, der nur an der Rückseite vorsteht und an der Vorderseite bündig an der Membran anliegt. Hierdurch lässt sich der Flächenstrahler z.B. bündig in einer abgehängten Decke platzieren, wobei der Übergang zwischen Rahmen und abgehängter Decke verspachelt werden kann und abschließend die Vorderseite einschließlich der Membran mit Wandfarbe übermalbar ist. Die Membran muss hierzu eine entsprechende Dicke aufweisen. Bestandteil des Flächenstrahlers ist mindestens ein die Membran direkt anregbarer Exciter, der unmittelbar und innerhalb des Rahmens auf der Rückseite der Membran platziert wird. Der Nutzfrequenzbereich des Exciters beträgt z.B. zwischen 800 Hz und 20 kHz. Der Exciter regt die Membrane im Wesentlichen punktförmig an. In der Membrane breiten sich dann Biegewellen ringförmig (und auch frequenz- und materialabhängig) aus. Zusätzlich zu dem Exciter können wie beim DE Plan 400 Mittel- und/oder Tieftöner zur Anregung der Membran vorhanden sein. Diese regen die Membran jedoch nicht direkt an, sondern indirekt mittels eines dazwischen angeordneten Druckraums. Damit der Exciter die eher kolbenförmige Auslenkung der Membrane im Bassbereich, die durch die dahinter geschalteten Mittel- und/oder Tieftöner (meist Konuslautsprecher), bewirkt wird, möglichst nicht behindert wird, ist der Exciter außermittig an der Membran angebracht. Diese Flächenstrahler haben sich im Einsatz sehr gut bewährt und sind sehr nachgefragt. Allerdings bestehen auch hier Bestrebungen, den Frequenzgang des Flächenstrahlers weiter zu verbessern.Such surface radiators are sold by the applicant, e.g. under the designation DE Plan 400, as so-called invisible loudspeakers. The membrane of this panel radiator has a rectangular edge contour with rounded corners. The membrane is surrounded by a membrane frame that protrudes only at the rear and is flush with the membrane at the front. This allows the panel heater to be placed flush in a suspended ceiling, for example, whereby the transition between the frame and the suspended ceiling can be filled and finally the front, including the membrane, can be painted over with wall paint. For this purpose, the membrane must have a corresponding thickness. A component of the surface radiator is at least one exciter that can be excited directly by the membrane, which is placed directly and within the frame on the back of the membrane. The usable frequency range of the exciter is between 800 Hz and 20 kHz, for example. The exciter essentially excites the membrane in a punctiform manner. Bending waves then propagate in the membrane in a ring-shaped manner (also depending on frequency and material). In addition to the exciter, as with the DE Plan 400, there can be midrange and/or woofers to excite the membrane. However, these do not stimulate the membrane directly, but indirectly by means of a pressure chamber arranged in between. So that the exciter does not impede the rather piston-shaped deflection of the membrane in the bass range, which is caused by the midrange and/or woofers (usually cone loudspeakers) connected behind it, the exciter is attached off-centre to the membrane. These surface heaters have proven themselves very well in use and are in great demand. However, efforts are also being made here to further improve the frequency response of the surface radiator.

Ein solcher Flächenstrahler ist z.B. auch aus der JP 2010 - 93 312 A bekannt.Such a surface radiator is, for example, from the JP 2010 - 93 312 A known.

Weitere relevante Flächenstrahler sind in der WO 2004/ 073 350 A1 , der DE 601 32 357 T2 , der DE 14 87 382 A , der US 2001 / 0 038 701 A1 , der DE 10 2007 062 874 A1 und der DE 696 05 123 T3 beschrieben.Other relevant surface radiators are in the WO 2004/073350 A1 , the DE 601 32 357 T2 , the DE 14 87 382 A , the U.S. 2001/0 038 701 A1 , the DE 10 2007 062 874 A1 and the DE 696 05 123 T3 described.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Flächenstrahler der eingangs genannten Art hinsichtlich seines Frequenzgangs zu verbessern.It is therefore the object of the present invention to improve a surface radiator of the type mentioned in terms of its frequency response.

Diese Aufgabe wird durch einen Flächenstrahler nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a surface radiator according to claim 1.

Hierzu ist bei einem Flächenstrahler u.a. vorgesehen, dass in dem von den beiden Winkelschritten zusammen vorgegebenen Winkelbereich eine Randabstandsverteilung vorliegt, die von der Idealformel $d_{X} n = d_{X} min \frac{N_{X} - n_{X}}{N_{X} - 1} \cdot d_{X} max \frac{n_{X} - 1}{N_{X} - 1}$

im Durchschnitt maximal zu 10 % abweicht, wobei die zwei Winkelschritte zusammen in Nx gleich große Sektoren unterteilt werden, dxmin dem kleinsten tatsächlich vorliegenden Randabstand und dxmax dem größten tatsächlich vorliegenden Randabstand im Bereich X der betrachteten zwei Winkelschritte entspricht, wobei nx eine natürliche Zahl im Bereich von 1 bis Nx ist und jeweils die Nummer der zu betrachtenden Abstandslinie angibt, dxn dem Abstand zwischen der Randkontur und dem Excitermittelpunkt (M_E) bei der Abstandslinie n_x entspricht, und wobei Nx mindestens drei beträgt.For this purpose, in the case of a surface radiator, it is provided, among other things, that in the angular range defined by the two angular steps together, there is an edge distance distribution which is based on the ideal formula

{i.e}_{X} n = {i.e}_{X} at least \frac{N_{X} - n_{X}}{N_{X} - 1} \cdot {i.e}_{X} Max \frac{n_{X} - 1}{N_{X} - 1}

deviates by a maximum of 10% on average, with the two angular steps being divided together into Nx sectors of equal size, dxmin corresponding to the smallest actually existing edge distance and dxmax corresponding to the largest actually existing edge distance in area X of the two angular steps under consideration, with nx being a natural number in the area is from 1 to Nx and indicates in each case the number of the distance line to be considered, dxn corresponds to the distance between the edge contour and the exciter center (M _E ) at the distance line n _x and where Nx is at least three.

Der so vorgegebene Verlauf der Randkontur kann irgendwo an der Randkontur der Membran innerhalb des Bereichs X der gewählten zwei Winkelschritte vorhanden sein, während andere Bereiche der Randkontur dieser Vorgabe nicht zwingend folgen müssen. Der so vorgegebene Randkonturverlauf ändert sich zumeist stetig, damit aus der Reihe fallende Randabstandsprünge die hier vorgegebenen Kriterien nicht beeinflussen, wird von dem kleinsten Randabstand und dem größten Randabstand gesprochen, die erkennbar dem gewünschten Randkonturverlauf zuzuordnen sind. Die durchschnittliche Abweichung ist die Summe der Einzelabweichungen/Nx. Die Einzelabweichung wird wie folgt berechnet: $σ_{X} n = \frac{| d_{X} n - d_{X} n_{Vorlage} |}{| d_{X} n |}$

The course of the edge contour specified in this way can be present anywhere on the edge contour of the membrane within the area X of the selected two angle steps, while other areas of the edge contour do not necessarily have to follow this specification. The course of the edge contour specified in this way usually changes continuously, so that jumps in the edge distance that do not fall out of line do not affect the criteria specified here, we speak of the smallest edge distance and the largest edge distance, which can be clearly assigned to the desired edge contour course. The average deviation is the sum of the individual deviations/Nx. The individual deviation is calculated as follows:

σ_{X} n = \frac{| {i.e}_{X} n - {i.e}_{X} n_{template} |}{| {i.e}_{X} n |}

Die in den durch den Wert Nx vorgegebenen Sektorenschritten im Bereich X gemessenen Abstandwerte d_xn und die entsprechend ermittelten Werte d_xn_Vorlage werden der Größe nach sortiert und dann entsprechend zugeordnet.The distance values dxn measured in the sector steps specified by the value Nx in the area _X and the correspondingly determined values _dxn _template are sorted according to size and then assigned accordingly.

Der Erfinder hat nämlich erkannt, dass bei der bislang verwendeten typischen, rechteckförmigen Membranform einige Randabstände, einschließlich der entsprechend zugeordneten Resonanzfrequenz, überrepräsentiert sind, während andere unterrepräsentiert sind. Dadurch entstehen resonanzbedingte Überhöhungen und Einbrüche im Frequenzgang des Flächenstrahlers. Die dem jeweiligen Randabstand entsprechende Resonanzfrequenz ist abhängig von der Schallgeschwindigkeit im Membranmaterial (d=A/2 und A=c/f, wobei d der jeweilige Randabstand und c die Schallgeschwindigkeit ist). Die versuchte Annäherung an die durch die Idealform vorgegebene Randabstandsverteilung führt nunmehr dazu, dass in dem betrachteten Bereich X und im Vergleich der Sektoren Nx untereinander immer ein unterschiedlicher Mittelwert der Randabstände und somit unterschiedliche Energieniveaus, d.h. unterschiedliches Reflexionsverhalten vorhanden sind. Sich auslöschende oder verstärkende Effekte werden daher möglichst minimiert. Vergleiche des Frequenzgangs eines derart verbesserten Flächenstrahlers im Vergleich zu einem ansonsten baugleichen Flächenstrahler mit rechteckförmiger Membran, zeigen deutliche Verbesserungen und Glättungen im Frequenzgang. Beispielhaft kann eine logarithmische Verteilung der Randabstände verwendet werden. Dann wäre z.B. den Randabständen zwischen 40 und 50 mm derselbe Teilwinkel eines Sektors zugeordnet, wie den Randabständen zwischen 80 und 100 mm.The inventor has recognized that with the typical, rectangular diaphragm shape used up to now, some edge distances, including the correspondingly assigned resonant frequency, are over-represented, while others are under-represented. This results in resonance-related peaks and dips in the frequency response of the panel radiator. The resonance frequency corresponding to the respective edge distance depends on the speed of sound in the membrane material (d=A/2 and A=c/f, where d is the respective edge distance and c is the speed of sound). The attempted approximation to the edge distance distribution specified by the ideal form now means that in the area X under consideration and in the comparison of the sectors Nx with one another, there is always a different average value of the edge distances and thus different energy levels, i.e. different reflection behavior. Self-extinguishing or amplifying effects are therefore minimized as far as possible. Comparisons of the frequency response of such an improved panel radiator compared to an otherwise identical panel radiator with a rectangular membrane show significant improvements and smoothing in the frequency response. A logarithmic distribution of the edge distances can be used as an example. Then, for example, the edge distances between 40 and 50 mm would be assigned the same partial angle of a sector as the edge distances between 80 and 100 mm.

Die Membran ist von einem Rahmen umgeben, der die Randkontur der Membran einrahmt. In den meisten Ausführungsformen sorgt genau dieser die Membran umgebende Rahmen für die Reflexion der Schallwellen. Der Rahmen muss selbstverständlich dem Verlauf der Randkontur der Membran folgen; allerdings kann er an seinem Außenrand eine geometrisch regelmäßige Form, z.B. ein Rechteck aufweisen, damit der Flächenstrahler besser eingebaut werden kann. Der Rahmen stellt somit einen Ausgleich zwischen der Randkontur der Membran und der Außenkontur des Flächenstrahlers her.The membrane is surrounded by a frame that frames the edge contour of the membrane. In most embodiments, it is precisely this frame surrounding the membrane that is responsible for the reflection of the sound waves. The frame must of course follow the course of the edge contour of the membrane; however, it can have a geometrically regular shape, e.g. a rectangle, on its outer edge, so that the surface radiator can be installed better. The frame thus creates a balance between the edge contour of the membrane and the outer contour of the surface radiator.

Damit auch unerwünschte Effekte, die durch eventuell vorhandene Mittel- und/oder Tieftöner entstehen, abgemildert werden, ist in den Bereichen mit den größten Randabständen zum Exciter-Mittelpunkt ein Dämmmaterial im Übergangsbereich zwischen Rahmen und Membran vorgesehen. Bevorzugt kann dieses an der Innenseite des Rahmens auf der Rückseite der Membran platziert werden, so dass es zumindest bereichsweise die Membran an der Rückseite überlappt. Günstigerweise wird als Dämmmaterial ein Material eingesetzt, das eine geringere Dichte aufweist als das der Membran oder des Rahmens. Ein Schaumstoffmaterial hat sich z.B. bewährt.In order to also mitigate undesirable effects caused by any midrange and/or woofers that may be present, an insulating material is provided in the transition area between frame and membrane in the areas with the greatest edge distances to the exciter center. Preferably, this can be placed on the inside of the frame on the back of the membrane, so that it at least partially overlaps the membrane on the back. A material that has a lower density than that of the membrane or the frame is advantageously used as the insulating material. A foam material, for example, has proven itself.

Die Dicke des Dämmmaterials, ausgehend vom Rahmen in Richtung des Excitermittelpunkts gemessen, ändert sich von Sektor zu Sektor. Sofern sich das Dämmmaterial in einem Bereich befindet, der nicht mehr dem Bereich X entspricht, so werden für diese Betrachtung die Sektoren aus Anspruch 1 über den Bereich X hinaus fortgesetzt. Durch die unterschiedliche Dicke des Dämmmaterials wird wieder auf unterschiedliche Wellenlängen in unterschiedlicher Weise eingegangen, so dass Überhöhungen und Einbrüche im Frequenzgang wiederum geglättet werden.The thickness of the insulating material, measured from the frame towards the center of the exciter, varies from sector to sector. If the insulating material is in an area that no longer corresponds to area X, the sectors from claim 1 are continued beyond area X for this consideration. Due to the different thickness of the insulating material, different wavelengths are addressed in different ways, so that peaks and dips in the frequency response are smoothed out.

Bevorzugt kann gemäß einer Variante die genannte Randabstandsverteilung zumindest im Bereich von + oder - 90° ausgehend vom absolut kleinsten Randabstand des Excitermittelpunkts zur Randkontur vorliegen. Insbesondere die kleineren Randabstände zum Excitermittelpunkt sind kritisch, weshalb im Bereich um den absolut kleinsten Randabstand es besonders wichtig ist, dass die Randabstandsverteilung in der vorgegebenen Weise erfolgt. Bei den größeren Abständen, insbesondere im Bereich um den absolut größten Randabstand treten Überhöhungs- und Auslöschungseffekte weniger stark hervor, weshalb diese Bereiche auch komplett außen vorgelassen werden können.Preferably, according to one variant, said edge distance distribution can be present at least in the range of + or - 90° starting from the absolute smallest edge distance of the exciter center to the edge contour. In particular, the smaller edge distances to the exciter center are critical, which is why in the area around the absolutely smallest edge distance it is particularly important that the edge distance distribution takes place in the specified way. With the larger distances, especially in the area around the absolute largest edge distance, exaggeration and extinction effects are less pronounced, which is why these areas can also be left out completely.

Des Weiteren kann zumindest im Bereich von + oder - 90° ausgehend vom absolut kleinsten Randabstand des Excitermittelpunkts zur Randkontur die maximale Abweichung der Randabstandsverteilung von der Idealformel im Durchschnitt maximal 8 %, bevorzugt maximal 6 % und weiter bevorzugt maximal 4 %, betragen. Insbesondere im Bereich der kleineren Randabstände soll eine Annäherung der Randabstandsverteilung an die Idealformel im bevorzugt besseren Maß erfolgen als in den übrigen Bereichen, um nachteilige Effekte in diesen Abschnitten noch weiter zu vermeiden.Furthermore, at least in the range of + or - 90°, starting from the absolute smallest edge distance of the exciter center to the edge contour, the maximum deviation of the edge distance distribution from the ideal formula can be a maximum of 8% on average, preferably a maximum of 6% and more preferably a maximum of 4%. In the area of the smaller edge distances in particular, the edge distance distribution should preferably come closer to the ideal formula than in the other areas in order to further avoid disadvantageous effects in these sections.

Des Weiteren ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass Nx mindestens 5, bevorzugt mindestens 8 und weiter bevorzugt mindestens 14, beträgt. Je größer die Anzahl der Sektoren im Bereich X der zwei Winkelschritte ist, desto präziser ist der vorgegebene Kurvenverlauf.Furthermore, in one embodiment it is provided that Nx is at least 5, preferably at least 8 and more preferably at least 14. The larger the number of sectors in the area X of the two angle steps, the more precise the specified curve progression.

Obwohl der Flächenstrahler auch alleine mit dem Exciter betrieben werden kann, ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung bevorzugt, wenn hinter der Membran eine Druckkammer angeordnet ist und mindestens ein, in die Druckkammer abstrahlbarer Mittel- und /oder Tieftöner vorgesehen ist, mittels dessen die Membran indirekt anregbar ist. Dieses Prinzip der indirekten Anregung eines Flächenstrahlers ist bereits im Stand der Technik bekannt und wird nunmehr in Kombination mit der neuartigen Membrangestaltung verwendet.Although the surface radiator can also be operated alone with the exciter, it is preferred according to a further embodiment if a pressure chamber is arranged behind the membrane and at least one midrange and/or woofer that can be radiated into the pressure chamber is provided, by means of which the membrane indirectly is excitable. This principle of indirect excitation of a surface radiator is already known in the prior art and is now used in combination with the new type of membrane design.

Hierbei ist es gemäß einer Variante günstig, wenn die Druckkammer zwischen der Rückseite der Membran und einer Lochplatte ausgeformt ist, wobei auf der Lochplatte der mindestens eine Mittel- und/der Tieftöner angeordnet ist und durch ein Loch in der Lochplatte in die Druckkammer abstrahlend ausgebildet ist. Die Lochplatte weist bevorzugt nur so viele Öffnungen bzw. Löcher zur indirekten Anregung auf, wie Mittel- und/oder Tieftöner verwendet werden. Jedem dieser Mittel- und/oder Tieftöner ist dann ein Loch zugeordnet. Das Volumen der Druckkammer soll möglichst klein gehalten werden, damit ein optimaler Antrieb der Membran erfolgt. Der Abstand von Lochplatte und Membran muss dennoch groß genug sein, damit ein ausreichendes Schwingen der Membran ohne Anstoßen an die Lochplatte gewährleistet ist.According to one variant, it is favorable here if the pressure chamber is formed between the back of the membrane and a perforated plate, with the at least one midrange speaker and/or woofer being arranged on the perforated plate and being designed to radiate through a hole in the perforated plate into the pressure chamber . The perforated plate preferably has only as many openings or holes for indirect excitation as there are mid-range speakers and/or woofers. A hole is then assigned to each of these midrange and/or woofers. The volume of the pressure chamber should be kept as small as possible so that the membrane is driven optimally. The distance between the perforated plate and the membrane must still be large enough to ensure that the membrane vibrates sufficiently without hitting the perforated plate.

Der Rahmen und die Membran können einheitlich von einer Membranplatte gebildet sein. Diese Membranplatte kann auch mehrschichtig aufgebaut werden. Rahmen und Membran können aus unterschiedlichen Materialien oder aus ähnlichem oder gleichem Material unterschiedlicher Dichte bestehen. Rahmen und Membran können z.B. durch Ausfräsen einer Vertiefung in der Membranplatte gebildet werden. Andere Herstellungsverfahren unter z.B. Verwendung einer Form sind möglich.The frame and the membrane can be formed unitarily from a membrane plate. This membrane plate can also be built up in several layers. Frame and membrane can consist of different materials or of similar or the same material of different densities. The frame and membrane can be formed, for example, by milling a recess in the membrane plate. Other manufacturing methods using, for example, a mold are possible.

Deshalb kann die Dicke des Dämmmaterials ausgehend vom Rahmen in Richtung des Excitermittelpunkts gemessen, sich mit größerem Abstand der Randkontur zum Excitermittelpunkt ebenfalls vergrößern. Das bedeutet, je größer ein betrachteter Randabstand zum Excitermittelpunkt ist, desto dicker ist an dieser Stelle das Dämmmaterial ausgebildet. Der Abstand des Dämmmaterials zum Excitermittelpunkt kann dabei ebenfalls einer vorgegebenen Abstandsverteilung folgen, um Glättungen im Frequenzgang zu optimieren. Die Vergrößerung der Dicke kann auch schrittweise erfolgen.Therefore, the thickness of the insulating material, measured starting from the frame in the direction of the center of the exciter, can also increase with a greater distance between the edge contour and the center of the exciter. This means that the larger the observed edge distance from the center of the exciter, the thicker the insulating material is at this point. The distance between the insulating material and the center of the exciter can also follow a predetermined distance distribution in order to optimize smoothing in the frequency response. The thickness can also be increased step by step.

Darüber hinaus kann in dem Bereich von mindestens 90°, bevorzugt mindestens 120° mit den kleinsten Abständen des Excitermittelpunkts zur Randkontur kein Dämmmaterial im Übergangsbereich zwischen Rahmen und Membran vorgesehen sein, und im übrigen Bereich von mindestens 90°, bevorzugt mindestens 120°, Dämmmaterial im Übergangsbereich zwischen Rahmen und Membran vorgesehen sein. Insbesondere bei hohen Frequenzen ist die Dämmung durch das Dämmmaterial eher unerwünscht, weshalb es in Bereichen geringeren Randabstands unterlassen wird, Dämmmaterial vorzusehen. Dabei ist mindestens ein Winkelbereich von 90° im Bereich der kleinsten Randabstände dämmmaterialfrei und mindestens ein Winkelbereich von 90° im Bereich der größten Randabstände mit Dämmmaterial versehen. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind in etwa 180° dämmmaterialfrei und 180° mit Dämmmaterial versehen.In addition, in the area of at least 90°, preferably at least 120° with the smallest distances from the exciter center to the edge contour, no insulating material can be provided in the transition area between frame and membrane, and in the remaining area of at least 90°, preferably at least 120°, insulating material in the Transition area can be provided between frame and membrane. At high frequencies in particular, the insulation provided by the insulation material is rather undesirable, which is why insulation material is not provided in areas with a smaller edge distance. At least one angular area of 90° in the area of the smallest edge distances is free of insulating material and at least one angular area of 90° in the area of the largest edge distances is provided with insulating material. In a preferred embodiment, approximately 180° is free of insulating material and 180° is provided with insulating material.

Günstigerweise kann die Membran aus einem geschäumten Kunststoff mit einer, bevorzugt gleichmäßigen, Dicke im Bereich von 1 bis 5mm bestehen. Eine solch aufgebaute Membran weist ein gutes Schwingverhalten auf und ist dennoch stabil genug, dass der Flächenstrahler auch als sogenannter unsichtbarer Lautsprecher eingesetzt werden kann. Hierzu muss die Membran verspachtelt und überstrichen werden können.Favorably, the membrane can consist of a foamed plastic with a preferably uniform thickness in the range from 1 to 5 mm. A membrane constructed in this way exhibits good vibration behavior and is nevertheless stable enough for the surface radiator to also be used as a so-called invisible loudspeaker. To do this, the membrane must be able to be filled and painted over.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Flächenstrahler rückseitig auf ein bereits vorhandenes Paneel aufgeklebt wird, wobei das Paneel als Membran verwendet wird. Möglich ist dies z.B. im Möbelbau, d.h. das Membranmaterial ist dann z.B. Holz oder einem anderen für das Paneel verwendeten Werkstoff. Bei dieser Variante wird der Flächenstrahler ohne eigene Membran, aber mit Membranrahmen geliefert. Die Frontseite des Rahmens wird dann mit einem Klebstoff versehen. Ebenso wird der Exciter an entsprechender Stelle mit Klebstoff versehen, so dass dieser ebenfalls direkt mit dem Paneel, d.h. also direkt mit dem als Membran wirkenden Element, verbunden wird. Diese Variante kann demnach in Möbel- oder auch in Wandvertäfelungen eingebaut werden. Im Bereich des Flächenstrahlers kann das Paneel rückseitig bis auf eine Restdicke von z.B. 3 mm ausgefräst und dann der Flächenstrahler entsprechend aufgeklebt werden. Hinsichtlich der Randkontur des Rahmens kann dieser dann sämtliche anderen entsprechend anwendbaren Merkmale gemäß der Ansprüche 2 bis 10 aufweisen.There is also the possibility that the surface radiator is glued to the back of an existing panel, with the panel being used as a membrane. This is possible, for example, in furniture construction, i.e. the membrane material is then e.g. wood or another material used for the panel. In this variant, the surface heater is supplied without its own membrane, but with a membrane frame. An adhesive is then applied to the front of the frame. The exciter is also provided with adhesive at the appropriate point, so that it is also connected directly to the panel, i.e. directly to the element acting as a membrane. This variant can therefore be built into furniture or wall paneling. In the area of the surface radiator, the panel can be milled out on the back to a residual thickness of e.g. 3 mm and then the surface radiator can be glued on accordingly. With regard to the edge contour of the frame, it can then have all other correspondingly applicable features according to claims 2 to 10.

Ein Verfahren zum Herstellen eines Flächenstrahlers mit einer Membran und/oder eines Membranrahmens, die bzw. der eine vorbestimmte Randkontur aufweist, und mindestens einem Exciter, bevorzugt Mittel-Hochton-Exciter, mit einem in der Membranebene bzw. der Rahmenebene liegenden Excitermittelpunkt, weist folgende Schritte auf:

Erzeugen einer Membran bzw. eines Membranrahmens mit einer, bevorzugt durchgängig kurvigen, nicht symmetrischen Randkontur,
Anordnen des Exciters, wobei der Excitermittelpunkt versetzt zum Flächenschwerpunkt der Membran bzw. der Öffnung des Membranrahmens angeordnet wird.

A method for producing a surface radiator with a membrane and/or a membrane frame, which has a predetermined edge contour, and at least one exciter, preferably with tel high-frequency exciter, with an exciter center located in the membrane level or the frame level, has the following steps:

Creating a membrane or a membrane frame with a non-symmetrical edge contour that is preferably continuously curved,
Arranging the exciter, the center point of the exciter being offset relative to the centroid of the membrane or the opening of the membrane frame.

Unter einer nicht symmetrischen Randkontur sind Formen zu verstehen, die von regelmäßigen geometrischen Gebilden, wie Kreis, Ellipse, Quadrat, Rechteck, Polygon, etc. abweichen und durch die keine sinnvolle Symmetrieachse gelegt werden kann. Die versetzte Anordnung des Exciters führt dann zusätzlich zu einer Verbesserung der Randabstandsverteilung des Excitermittelpunkts zur Randkontur der Membran bzw. des Membranrahmens, wodurch Glättungen im Frequenzgang erzielt werden. Darüber hinaus kann die Randkontur der Membran bzw. des Membranrahmens derart erzeugt werden und die Position des Exciters derart gewählt werden, dass die Randabstände des Excitermittelpunkts zur Randkontur in Abhängigkeit des vom Exciters in Betrieb bedienten Frequenzbereichs statistisch einer Randabstandsverteilung unterliegen, wodurch resonanzbedingte Überhöhungen und Einbrüche im Frequenzgang, die durch Reflexion am Rand der Membran bzw. des Membranrahmens entstehen, geglättet werden.A non-symmetrical edge contour is to be understood as meaning shapes that deviate from regular geometric shapes such as circles, ellipses, squares, rectangles, polygons, etc. and through which no sensible axis of symmetry can be laid. The offset arrangement of the exciter then also leads to an improvement in the edge distance distribution of the exciter center to the edge contour of the membrane or the membrane frame, as a result of which smoothing in the frequency response is achieved. In addition, the edge contour of the membrane or the membrane frame can be generated in such a way and the position of the exciter selected in such a way that the edge distances of the exciter center to the edge contour are statistically subject to an edge distance distribution depending on the frequency range served by the exciter in operation, whereby resonance-related peaks and dips in the Frequency response caused by reflection at the edge of the membrane or the membrane frame can be smoothed.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßer Flächenstrahler in einer schematischen Vorderansicht,
2 der Flächenstrahler aus 1 entlang der Linie II-II geschnitten,
3 die Abstandsverteilungskurve für den Flächenstrahler aus 1,
4 ein herkömmlicher Flächenstrahler in schematischer Vorderansicht,
5 die Vergleichskurve der Abstandsverteilungen der Flächenstrahler aus 1 und 4,
6 ein Diagramm der Frequenzgänge der Flächenstrahler aus 1 und 4,
7 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flächenstrahlers in perspektivischer Vorderansicht,
8 eine schematische Vorderansicht des Flächenstrahlers aus 7 zur Erläuterung der Konstruktionsprinzipien des Konturverlaufs gegen den Uhrzeigersinn,
8a der Verlauf der Abstandsverteilung entgegen dem Uhrzeigersinn,
9 eine Darstellung zur Erläuterung des Konstruktionsprinzips des Konturverlaufs der Membran im Uhrzeigersinn,
9a der Verlauf der Abstandsverteilung im Uhrzeigersinn, und
10 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flächenstrahlers ähnlich dem Flächenstrahler aus 7.

The present invention is explained in more detail below with reference to drawings. Show it:

1 a planar radiator according to the invention in a schematic front view,
2 the floodlight off 1 cut along line II-II,
3 the distance distribution curve for the surface radiator 1 ,
4 a conventional surface radiator in a schematic front view,
5 the comparison curve of the distance distributions of the area radiators 1 and 4 ,
6 a diagram of the frequency response of the surface radiators 1 and 4 ,
7 an alternative embodiment of a surface radiator according to the invention in a perspective front view,
8th a schematic front view of the surface radiator 7 to explain the design principles of the counter-clockwise contour progression,
8a the anti-clockwise course of the distance distribution,
9 a representation to explain the construction principle of the contour of the membrane in a clockwise direction,
9a the course of the distance distribution in a clockwise direction, and
10 another embodiment of a surface radiator according to the invention similar to the surface radiator 7 .

Der in 1 und 2 dargestellte Flächenstrahler 1 umfasst eine Membran 2 aus einem geschäumten Kunststoffmaterial, einem die Membran 2 umgebenden Rahmen 3, eine Lochplatte 4, einen rückwärtigen Gehäusedeckel 5, einen Mittel-Hochton-Exciter 6 und zwei Mittel-Tiefton-Konuslautsprecher 7 und 8. Die Membran 2 wird von einer Platte gebildet, die auf den Rahmen 3 geklebt wird. Hierdurch ist nur der Teil der Platte als Membran 2 aktiv, der sich innerhalb des Rahmens 3 befindet. Der Teil der Platte, der mit der Rahmenplatte verklebt ist, ist dem Rahmen 3 zuzurechnen. Der Mittel-Hochton-Exciter 6 ist im Bereich einer ersten Öffnung 9 der Lochplatte 4 angeordnet und an seiner Rückseite durch ein ebenfalls an der Rückseite der Lochplatte 4 angeordnetes Deckelement 10 abgedeckt. Der Mittel-Hochton-Exciter 6 ist unmittelbar mit der Rückseite der Membran 2 gekoppelt und kann diese akustisch anregen. Zwischen der Lochplatte 4 und der Rückseite der Membran 2 und von dem Rahmen 3 umgeben ist eine geschlossene Druckkammer 11 vorgesehen. Der Abstand zwischen der Vorderseite der Lochplatte 4 und der Rückseite der Membran 2 ist nicht allzu groß und beträgt maximal 6 mm. Die Membran 2 soll jedoch ungehindert schwingen können. Die beiden Mittel-Tiefton-Konuslautsprecher 7 und 8 sind jeweils an der Rückseite der Lochplatte 4 angeordnet und können über eine jeweils zugeordnete zweite Öffnung 12 und dritte Öffnung 13 in die Druckkammer 11 abstrahlen und regen somit indirekt die Membran 2 an. Die Verkabelung und die Anschlüsse sind aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.the inside 1 and 2 The surface radiator 1 shown comprises a membrane 2 made of a foamed plastic material, a frame 3 surrounding the membrane 2, a perforated plate 4, a rear housing cover 5, a mid-high exciter 6 and two mid-low cone loudspeakers 7 and 8. The membrane 2 is formed by a plate glued to the frame 3. As a result, only the part of the plate that is located within the frame 3 is active as a membrane 2 . The part of the plate that is glued to the frame plate is assigned to frame 3. The mid-high exciter 6 is arranged in the area of a first opening 9 of the perforated plate 4 and is covered on its rear side by a cover element 10 that is also arranged on the rear side of the perforated plate 4 . The mid-high exciter 6 is coupled directly to the back of the membrane 2 and can stimulate it acoustically. A closed pressure chamber 11 is provided between the perforated plate 4 and the rear side of the membrane 2 and surrounded by the frame 3 . The distance between the front of the perforated plate 4 and the back of the membrane 2 is not too large and is a maximum of 6 mm. However, the membrane 2 should be able to vibrate freely. The two medium/low-frequency cone loudspeakers 7 and 8 are each arranged on the back of the perforated plate 4 and can radiate into the pressure chamber 11 via a respective associated second opening 12 and third opening 13 and thus indirectly stimulate the membrane 2 . The cabling and the connections are not shown for reasons of simplification.

Der Mittel-Hochton-Exciter 6 und die beiden Mittel-Tiefton-Konuslautsprecher 7 und 8 sind jeweils seitlich und in einer Richtung quer dazu zueinander versetzt angeordnet, damit sie unterschiedliche Bereiche der Membran 2 bezüglich ihres jeweiligen Mittelpunktes anregen können. Die Randkontur de Membran 2 ist nunmehr gesondert gestaltet worden und folgt einigen Gesetzmäßigkeiten, die zur Verbesserung der Abstrahlwirkung und zur Glättung im Frequenzgang führen. Maßgebend für die Randkontur der Membran 2 ist der in der Membranebene liegende Excitermittelpunkt M_E. Es handelt sich hierbei um das effektive Anregungszentrum des Mittel-Hochton-Exciters 6. Ausgehend von diesem Zentrum sind 36 Sektoren (Nx=36) mit einem Winkel von jeweils 10° (andere Sektorenbreiten sind wählbar) eingezeichnet worden. Im vorliegenden Fall folgt demnach die gesamte Randkontur der Membran 2 einer vorgegebenen Konstruktionsregel. Der Bereich X erstreckt sich somit über 360°. Aufgrund der Sektionierung sind in der Zeichnung nunmehr 36 Abstandslinien bzw. Abstände dx1 bis dx36 eingezeichnet. Aufgrund der Tatsache, dass die Randkontur geschlossen sein soll, läuft der Wert n von 1 bis 36 nicht strikt nur im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn, sondern im Wechsel, wobei ein regelmäßiger Wechsel nicht zwingend erforderlich ist. Beispielhaft seien hier die Abstände dx13 bis dx17 genannt, die nachfolgend im Uhrzeigersinn hintereinander kommen, während die Abstände dx24 bis dx28 nachfolgend entgegen dem Uhrzeigersinn auftreten. Im Uhrzeigersinn ergibt sich z.B. ein Sprung von dx23 auf dx29 und entgegen dem Uhrzeigersinn von dx28 auf dx30. Es kommt demnach auf den jeweils zu betrachtenden Winkelbereich des Konturverlaufs insgesamt an. Gemäß der Erfindung reicht es aus, wenn nur ein bestimmter Winkelbereich der Randkontur überhaupt der vorgegebenen Gesetzmäßigkeit folgt.The mid-high exciter 6 and the two mid-low cone loudspeakers 7 and 8 are each arranged offset to one another laterally and in a direction transverse thereto, so that they can excite different areas of the membrane 2 with respect to their respective center point. The edge contour of the membrane 2 has now been designed separately and follows a number of laws that lead to an improvement in the radiation effect and smoothing in the frequency response. The exciter center M _E lying in the plane of the membrane is decisive for the edge contour of the membrane 2 . This is the effective excitation center of the mid-high-frequency exciter 6. Starting from this center, 36 sectors (Nx=36) with an angle of 10° each (other sector widths can be selected) have been drawn in. In the present case, therefore, the entire edge contour of the membrane 2 follows a predetermined design rule. The area X thus extends over 360°. Due to the sectioning, 36 distance lines or distances dx1 to dx36 are now drawn in the drawing. Due to the fact that the edge contour should be closed, the value n from 1 to 36 does not run strictly clockwise or counterclockwise, but alternates, with regular changes not being absolutely necessary. The distances dx13 to dx17 are mentioned here by way of example, which subsequently occur in a clockwise direction, while the distances dx24 to dx28 subsequently occur counterclockwise. For example, clockwise jumps from dx23 to dx29 and anti-clockwise jump from dx28 to dx30. It therefore depends on the angular range of the contour profile to be considered in each case. According to the invention, it is sufficient if only a specific angular range of the edge contour follows the given law at all.

Die Abstandsverteilung ist so gewählt, dass sie folgender Formel folgt: $d_{X} n = d_{X} min \frac{N_{X} - n_{X}}{N_{X} - 1} \cdot d_{X} max \frac{n_{X} - 1}{N_{X} - 1}$

The distance distribution is chosen so that it follows the following formula:

{i.e}_{X} n = {i.e}_{X} at least \frac{N_{X} - n_{X}}{N_{X} - 1} \cdot {i.e}_{X} Max \frac{n_{X} - 1}{N_{X} - 1}

N_X bezieht sich auf der die Anzahl der insgesamt zu betrachtenden Sektoren im Bereich X. Im vorliegenden Beispiel ist N_X = 36. Des Weiteren wurde ein Winkelbereich für einen Sektor von 10° gewählt. Der Wert nx gibt jeweils die Nummer der zu betrachtenden Abstandslinie bzw. des Abstandes an. n_X ist eine natürliche Zahl zwischen 1 und N_X, also zwischen 1 und 36. dxmin entspricht im vorliegenden Fall d_X1 und d_Xmax entspricht im vorliegenden Fall d_X36. Hieraus ergibt sich auch zwangsläufig, dass bei der vorliegenden Konstruktion der Membrankontur zwei Winkelschritte von jeweils 180° in Betracht gezogen worden sind, um festzustellen, ob mehr als drei unterschiedliche Randabstände vorhanden sind. Dies ist bei der vorgegebenen Konstruktion ganz offensichtlich der Fall. Anhand der nachfolgenden Tabelle und der 3 ist nunmehr der Verlauf der Abstandsverteilung zu erkennen. d _X min d _X max N _X Sektor n _X Abstand d _X n 43 362 36 1 43 43 362 36 2 46 43 362 36 3 49 43 362 36 4 52 43 362 36 5 55 43 362 36 6 58 43 362 36 7 62 43 362 36 8 66 43 362 36 9 70 43 362 36 10 74 43 362 36 11 79 43 362 36 12 84 43 362 36 13 89 43 362 36 14 95 43 362 36 15 101 43 362 36 16 107 43 362 36 17 114 43 362 36 18 121 43 362 36 19 129 43 362 36 20 137 43 362 36 21 145 43 362 36 22 154 43 362 36 23 164 43 362 36 24 174 43 362 36 25 185 43 362 36 26 197 43 362 36 27 209 43 362 36 28 222 43 362 36 29 236 43 362 36 30 251 43 362 36 31 267 43 362 36 32 284 43 362 36 33 302 43 362 36 34 321 43 362 36 35 341 43 362 36 36 362 N _X refers to the total number of sectors to be considered in area X. In the present example, N _X =36. Furthermore, an angular range of 10° was selected for a sector. The value nx indicates the number of the distance line or distance to be considered. n _X is a natural number between 1 and N _X , ie between 1 and 36. dxmin corresponds to d _X 1 in the present case and d _X max corresponds to d _X 36 in the present case Membrane contour two angular steps of 180 ° each have been considered to determine whether more than three different edge distances are present. This is quite obviously the case with the given construction. Using the table below and the 3 the course of the distance distribution can now be seen. d _X min d _X max N _X Sector n _X Distance d _X n 43 362 36 1 43 43 362 36 2 46 43 362 36 3 49 43 362 36 4 52 43 362 36 5 55 43 362 36 6 58 43 362 36 7 62 43 362 36 8th 66 43 362 36 9 70 43 362 36 10 74 43 362 36 11 79 43 362 36 12 84 43 362 36 13 89 43 362 36 14 95 43 362 36 15 101 43 362 36 16 107 43 362 36 17 114 43 362 36 18 121 43 362 36 19 129 43 362 36 20 137 43 362 36 21 145 43 362 36 22 154 43 362 36 23 164 43 362 36 24 174 43 362 36 25 185 43 362 36 26 197 43 362 36 27 209 43 362 36 28 222 43 362 36 29 236 43 362 36 30 251 43 362 36 31 267 43 362 36 32 284 43 362 36 33 302 43 362 36 34 321 43 362 36 35 341 43 362 36 36 362

Der kleinste Abstand dxmin= dx1 beträgt im vorliegenden Fall 43 mm und der größte Abstand d_xmax = d_x36 = 362 mm. Die restlichen 34 Abstände d_x2 bis d_x33 lassen sich nunmehr mittels der oben angegebenen Formel berechnen, indem jeweils die korrekten Werte eingesetzt werden. Beispielhaft wird dies anhand des Wertes d_x14 erläutert. Demnach beträgt d_x14 = (43^0,629 × 362^0,3714) mm, was ungefähr 95 mm ergibt. Vereinfacht kann gesagt werden, dass sich mit linear steigendem Winkel die Abstände exponentiell verändern. Das lässt sich sehr schön an der in 3 dargestellten Kurve erkennen.In the present case, the smallest distance dxmin= dx1 is 43 mm and the largest distance d _x max = d _x 36 = 362 mm. The remaining 34 distances d _x 2 to d _x 33 can now be calculated using the formula given above by inserting the correct values in each case. This is explained using the value d _x 14 as an example. So d _x 14 = (43 ^0.629 × 362 ^0.3714 ) mm, which is about 95 mm. Put simply, it can be said that the distances change exponentially as the angle increases linearly. This can be done very nicely at the in 3 recognize the curve shown.

Damit ein Vergleich möglich ist, wurde nunmehr ein ansonsten baugleicher Flächenstrahler 1 bekannter Bauart verwendet, der noch keine optimierte Membranrandkontur aufweist, sondern mit einer herkömmlichen Rechteckmembran ausgestattet ist. Wieder wurde ausgehend vom kleinsten Abstand d_Xmin = d_X1 eine Sektionierung in 10°-Schritten über insgesamt 360° vorgenommen. Die so ermittelten Randabstände dx1 bis dx36 sind dann entsprechend der Reihenfolge ihrer Größe sortiert worden, um einen Vergleich mit der erfindungsgemäßen Version aus 1 vornehmen zu können. In der nachfolgenden Tabelle sind die Werte der optimierten Randkontur und der Rechteckform gegenübergestellt und in 5 wurde eine gepunktete Linie eingezeichnet, die die Randabstandsverteilung der Rechteckmembran wiedergibt. d _X min d _X max N _X Sektor n _X Optimierung Abstand d _X n Abstand d _X n _Vorlage sortierter Abstand d _X n _Vorlage Abweichung 43 362 36 1 43 43 43 0% 43 362 36 2 46 45 43 6% 43 362 36 3 49 48 44 9% 43 362 36 4 52 53 44 15% 43 362 36 5 55 61 47 14% 43 362 36 6 58 76 47 19% 43 362 36 7 62 103 52 16% 43 362 36 8 66 172 52 21% 43 362 36 9 70 182 61 13% 43 362 36 10 74 182 61 18% 43 362 36 11 79 188 69 13% 43 362 36 12 84 201 69 18% 43 362 36 13 89 221 71 20% 43 362 36 14 95 257 71 25% 43 362 36 15 101 318 75 26% 43 362 36 16 107 362 75 30% 43 362 36 17 114 339 76 33% 43 362 36 18 121 328 76 37% 43 362 36 19 129 328 84 35% 43 362 36 20 137 266 98 28% 43 362 36 21 145 165 102 30% 43 362 36 22 154 121 121 22% 43 362 36 23 164 99 162 1% 43 362 36 24 174 85 166 5% 43 362 36 25 185 77 181 2% 43 362 36 26 197 72 181 8% 43 362 36 27 209 69 188 10% 43 362 36 28 222 69 200 10% 43 362 36 29 236 72 221 7% 43 362 36 30 251 77 257 2% 43 362 36 31 267 77 268 0% 43 362 36 32 284 61 316 11% 43 362 36 33 302 53 328 9% 43 362 36 34 321 48 328 2% 43 362 36 35 341 45 339 0% 43 362 36 36 362 43 362 0% Durchschnittliche Abweichung 14,4% So that a comparison is possible, an otherwise structurally identical surface radiator 1 of known design was used, which does not yet have an optimized membrane edge contour, but is equipped with a conventional rectangular membrane. Sectioning was again carried out in 10° steps over a total of 360°, starting from the smallest distance d _X min = d _X 1 . The edge distances dx1 to dx36 determined in this way were then sorted according to the order of their size in order to make a comparison with the version according to the invention 1 to be able to do. In the following table, the values of the optimized edge contour and the rectangular shape are compared and in 5 a dotted line was drawn, which shows the edge distance distribution of the rectangular membrane. d _X min d _X max N _X Sector n _X Optimization distance d _X n Distance d _X n _template sorted distance d _X n _template deviation 43 362 36 1 43 43 43 0% 43 362 36 2 46 45 43 6% 43 362 36 3 49 48 44 9% 43 362 36 4 52 53 44 15% 43 362 36 5 55 61 47 14% 43 362 36 6 58 76 47 19% 43 362 36 7 62 103 52 16% 43 362 36 8th 66 172 52 21% 43 362 36 9 70 182 61 13% 43 362 36 10 74 182 61 18% 43 362 36 11 79 188 69 13% 43 362 36 12 84 201 69 18% 43 362 36 13 89 221 71 20% 43 362 36 14 95 257 71 25% 43 362 36 15 101 318 75 26% 43 362 36 16 107 362 75 30% 43 362 36 17 114 339 76 33% 43 362 36 18 121 328 76 37% 43 362 36 19 129 328 84 35% 43 362 36 20 137 266 98 28% 43 362 36 21 145 165 102 30% 43 362 36 22 154 121 121 22% 43 362 36 23 164 99 162 1% 43 362 36 24 174 85 166 5% 43 362 36 25 185 77 181 2% 43 362 36 26 197 72 181 8th% 43 362 36 27 209 69 188 10% 43 362 36 28 222 69 200 10% 43 362 36 29 236 72 221 7% 43 362 36 30 251 77 257 2% 43 362 36 31 267 77 268 0% 43 362 36 32 284 61 316 11% 43 362 36 33 302 53 328 9% 43 362 36 34 321 48 328 2% 43 362 36 35 341 45 339 0% 43 362 36 36 362 43 362 0% Average Deviation 14.4%

Aufgrund der außermittigen Anordnung des Mittel-Hochton-Exciters ergeben sich ersichtlich schon einige Vorteile. Dennoch weicht die gepunktete Kurve sehr deutlich von der durchgezogenen idealen, nach der obigen Formel berechneten Kurve ab. Aus der Tabelle ergeben sich die jeweils zugehörigen Einzelabweichungen und die durchschnittliche Abweichung. Die größte Abweichung beträgt 37 % und die durchschnittliche Abweichung beträgt ca. 14 %. Gemäß der vorliegenden Erfindung soll aber nur eine durchschnittliche maximale Abweichung zulässig sein. Die durchschnittliche Abweichung soll im ungünstigsten Fall 10 % und im günstigsten Fall maximal 4 % betragen.Due to the off-centre arrangement of the mid-high-frequency exciter, there are already a number of advantages. Nevertheless, the dotted curve deviates very significantly from the solid ideal curve calculated using the above formula. The table shows the associated individual deviations and the average deviation. The largest deviation is 37% and the average deviation is approximately 14%. According to the present invention, however, only an average maximum deviation should be permissible. The average deviation should be 10% in the worst case and a maximum of 4% in the best case.

In der 6 sind nunmehr die Frequenzgänge im Bereich von 700 HZ bis 20 kHZ für die optimierte Membrankontur (durchgezogene Linie) und für die rechteckige Membran (gepunktete Linie) dargestellt. Mit Hilfe der eingezeichneten Pfeile werden nennenswerte Ausreißer, die im Frequenzgang der Rechteckmembrankontur im Vergleich zur optimierten Membrankontur vorhanden sind, noch einmal herausgehoben. Erkennbar erfolgte eine Glättung von Erhöhungen und Einbrüchen und damit eine wesentliche akustische Verbesserung durch die neuartige Randkontur der Membran 2 aus 1.In the 6 the frequency responses in the range from 700 Hz to 20 kHz are now shown for the optimized membrane contour (solid line) and for the rectangular membrane (dotted line). Significant outliers that are present in the frequency response of the rectangular membrane contour compared to the optimized membrane contour are highlighted again with the aid of the drawn arrows. Elevations and dips were smoothed out, and with it a significant acoustic improvement, thanks to the innovative edge contour of the membrane 2 1 .

Anhand des obigen Ausführungsbeispiels wurde nunmehr ein Randkonturverlauf konstruiert, der sich über 360° erstrecken soll. Von der Lehre der Erfindung wird jedoch bereits Gebrauch gemacht, wenn insgesamt ein Randkonturverlauf von mindestens 90° betrachtet wird. Bevorzugt, aber nicht zwingend, wird dabei vom absolut kleinsten vorhandenen Abstand d zum Excitermittelpunkt M_E ausgegangen.Based on the above embodiment, an edge contour course was now constructed, which should extend over 360°. However, use is already being made of the teaching of the invention when total together with an edge contour profile of at least 90°. Preferably, but not necessarily, the absolutely smallest existing distance d to the exciter center M _E is assumed.

In 7 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flächenstrahlers 1 gezeigt. Es wird im Folgenden nur auf die wesentlichen Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen. Unter Verwendung gleicher Bezugsziffern wird ergänzend noch auf die obige Beschreibung verwiesen.In 7 a further embodiment of a surface radiator 1 according to the invention is shown. Only the essential differences from the first embodiment are discussed below. Reference is also made to the above description using the same reference numerals.

Diese Ausführungsform verfügt über einen Mittel-Hochton-Exciter 6 und nur einen einzigen Mittel-Tiefton-Konuslautsprecher 7. Diesmal werden die Randkonturverläufe entgegen dem Uhrzeigersinn (positiv) und mit dem Uhrzeigersinn (negativ) getrennt voneinander konstruiert. Die Bereiche X werden hier zur Unterscheidung mit A und B gekennzeichnet. Der Übersicht halber sind die getrennten Konstruktionen nochmals in 8 und 9 jeweils separat dargestellt. Dabei ist die Konstruktion entgegen dem Uhrzeigersinn in 8 zu sehen. N_A ist diesmal 14, wobei wiederum 10°-Schritte zur Erzeugung der Sektoren verwendet wurden. Es wird demnach insgesamt ein Winkelbereich A von 140° betrachtet, wodurch die im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten zwei Winkelschritte jeweils 70° betragen. Auch hier treten wieder mehr als drei unterschiedliche Abstände d_A1 bis d_A14 auf. Der kleinste Abstand d_Amin entspricht wieder d_A1 und der größte Abstand d_Amax entspricht d_A14. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt d_Amin 33 mm und d_Amax 202 mm. Mit Hilfe der oben angegebenen Formel können nunmehr die Abstände d_A1 bis d_A13 ermittelt und so der Randkonturverlauf konstruiert werden. Auf die entsprechende Kurve in 8a wird verwiesen und in der unten angegebenen Tabelle sind die zugehörigen Werte aufgeführt. d _A min d _A max N _A Sektor n _A Abstand d _A n 33 202 14 1 33 33 202 14 2 38 33 202 14 3 44 33 202 14 4 50 33 202 14 5 58 33 202 14 6 66 33 202 14 7 76 33 202 14 8 88 33 202 14 9 101 33 202 14 10 116 33 202 14 11 133 33 202 14 12 153 33 202 14 13 176 33 202 14 14 202 This embodiment has a mid-high exciter 6 and only a single mid-woofer cone speaker 7. This time the counter-clockwise (positive) and clockwise (negative) edge contour runs are constructed separately from each other. The areas X are marked here with A and B to distinguish them. For the sake of clarity, the separate constructions are again in 8th and 9 each shown separately. The construction is counterclockwise in 8th to see. N _A is 14 this time, again using 10° steps to generate the sectors. Accordingly, an angular range A of 140° is considered overall, as a result of which the two angular steps mentioned in the preamble of claim 1 each amount to 70°. Again, there are more than three different distances d _A 1 to d _A 14 . The smallest distance d _A min again corresponds to d _A 1 and the largest distance d _A max corresponds to d _A 14. In the exemplary embodiment shown, d _A min is 33 mm and d _A max is 202 mm. With the help of the formula given above, the distances d _A 1 to d _A 13 can now be determined and the course of the edge contour can be constructed in this way. On the corresponding curve in 8a is referenced and the table below gives the associated values. d _A min d _A max N _A Sector n _A Distance d _A n 33 202 14 1 33 33 202 14 2 38 33 202 14 3 44 33 202 14 4 50 33 202 14 5 58 33 202 14 6 66 33 202 14 7 76 33 202 14 8th 88 33 202 14 9 101 33 202 14 10 116 33 202 14 11 133 33 202 14 12 153 33 202 14 13 176 33 202 14 14 202

In gleicher Weise wird nunmehr mit Bezug auf 9 und im Kurvenverlauf in 9a der Randkonturverlauf im Uhrzeigersinn konstruiert. d _B min d _B max N _B Sektor n _B Abstand d _B n 33 150 14 1 33 33 150 14 2 37 33 150 14 3 42 33 150 14 4 47 33 150 14 5 53 33 150 14 6 59 33 150 14 7 66 33 150 14 8 75 33 150 14 9 84 33 150 14 10 94 33 150 14 11 106 33 150 14 12 119 33 150 14 13 134 33 150 14 14 150 In the same way, with reference to 9 and in the course of the curve in 9a the course of the edge contour is constructed in a clockwise direction. d _B min dB max _{_} N _B Sector n _B Distance d _B n 33 150 14 1 33 33 150 14 2 37 33 150 14 3 42 33 150 14 4 47 33 150 14 5 53 33 150 14 6 59 33 150 14 7 66 33 150 14 8th 75 33 150 14 9 84 33 150 14 10 94 33 150 14 11 106 33 150 14 12 119 33 150 14 13 134 33 150 14 14 150

d_B min ist wiederum d_B1 und somit 33 mm, d_Bmax beträgt hier d_B14 und ist mit 150 mm anzugeben. Auch hier wurde ein Gesamtwinkelbereich B von 140° für die Konstruktion gewählt. Es wurden auch wieder 10°-Sektorenbreiten verwendet. Anhand der Formel lassen sich die Zwischenwerte d_B2 bis d_B13 ermitteln und der Randkonturverlauf im Uhrzeigersinn (negativ) konstruieren. Der restliche Randkonturverlauf folgt dieser Formel nicht mehr, sondern ist hauptsächlich linear mit geeignet gewählten Übergangsradien ausgebildet. Bei dieser Konstruktion ergeben sich somit zwei Winkelbereiche A und B von jeweils 140°, die der vorgegebenen Gesetzmäßigkeit folgen. Bereits einer würde zur Erfüllung der Vorgaben aus Anspruch 1 genügen.d _B min is again d _B 1 and thus 33 mm, d _B max is d _B 14 and is to be specified as 150 mm. Here, too, a total angular range B of 140° was chosen for the construction. 10° sector widths were also used again. Using the formula, the intermediate values d _B 2 to d _B 13 can be determined and the course of the edge contour clockwise (negative) can be constructed. The rest of the edge contour no longer follows this formula, but is mainly linear with suitably selected transition radii. In this construction, there are thus two angular ranges A and B of 140° each, which follow the specified law. Just one would suffice to meet the requirements of claim 1.

Anhand der 10 wird nunmehr eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es wird im Folgenden nur auf wesentliche Unterschiede zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel eingegangen. Die Konstruktion aus 10 baut auf der Konstruktion aus den 7 bis 9 auf. D.h. der Randkonturverlauf der Membran 2 ist identisch. Allerdings wird nunmehr über einen großen Bereich auf der Rückseite der Membran 2 ein Dämmmaterial 14 angeordnet. Es handelt sich hier vorrangig um einen Schaumstoff mit geringerer Dichte als das Membranmaterial. Der Schaumstoff 14 hat bevorzugt eine Höhe, die in etwa der Höhe der Druckkammer 11 entspricht. Die Dicke D_D des Dämmmaterials 14 verändert sich zumindest teilweise, wobei die Dicke D_D dort am größten ist, wo auch der Abstand des Excitermittelpunkts M_E zur Randkontur am größten ist. Das Dämmmaterial 14 beginnt sowohl im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn in etwa auf der Höhe des Abstandsmaßes d_A 9 bzw. d_B 9. D.h. ausgehend vom Excitermittelpunkt M_E sind ca. 180° des Randkonturverlaufs, d.h. dort wo die geringsten Randabstände vorliegen, nicht mit Dämmmaterial versehen, während die restlichen ca. 180° mit Dämmmaterial 14 versehen sind. Die Wirkung des Dämmmaterials 14 macht sich nämlich insbesondere bei tieferen Frequenzen bemerkbar.Based on 10 a further embodiment of the present invention will now be explained in more detail. Only essential differences from the previous exemplary embodiment will be discussed below. The construction off 10 builds on the construction from the 7 until 9 on. Ie the course of the edge contour of the membrane 2 is identical. However, an insulating material 14 is now arranged over a large area on the back of the membrane 2 . This is primarily a foam with a lower density than the membrane material. The foam 14 preferably has a height that corresponds approximately to the height of the pressure chamber 11 . The thickness D _D of the insulating material 14 changes at least partially, with the thickness D _D being greatest where the distance between the center of the exciter M _E and the edge contour is also greatest. The insulating material 14 begins both clockwise and counterclockwise approximately at the height of the distance d _A 9 or d _B 9. That is, starting from the exciter center M _E , about 180° of the edge contour course, ie where the smallest edge distances are present, is not provided with insulating material, while the remaining 180 ° are provided with insulating material 14. The effect of the insulating material 14 is particularly noticeable at lower frequencies.

Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Flächenstrahlers 1. Wichtig ist hierbei, dass Erzeugen einer Membran mit einer nicht symmetrischen Randkontur, Verbinden eines Exciters 6 mit der Rückseite der Membran 2, wobei der Excitermittelpunkt M_E versetzt zum Flächenschwerpunkt der Membran 2 angeordnet wird. Alleine durch diese Maßnahme werden Erhöhungen und Einbrüche im Frequenzgang geglättet. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Randkontur der Membran derart erzeugt und die Position des Exciters 6 derart gewählt wird, dass die Randabstände des Excitermittelpunkts M_E zur Randkontur in Abhängigkeit des vom Exciter 6 im Betrieb bedienten Frequenzbereichs statisch einer vergleichmäßigten Randabstandsverteilung unterliegen, wodurch resonanzbedingte Überhöhungen und Einbrüche im Frequenzgang, die durch Reflexion am Rand der Membran 2 entstehen, geglättet werden. Die Reflexionen entstehen insbesondere durch den die Membran 2 umgebenden Rahmen 3.The invention also includes a method for producing such a surface radiator 1. It is important here that a membrane is produced with a non-symmetrical edge contour, connection of an exciter 6 to the rear of the membrane 2, with the exciter center M _E being offset from the centroid of the membrane 2 becomes. This measure alone smoothes out increases and dips in the frequency response. This is preferably achieved in that the edge contour of the membrane is generated in such a way and the position of the exciter 6 is selected in such a way that the edge distances of the exciter center M _E to the edge contour are statically subject to a uniform edge distance distribution as a function of the frequency range served by the exciter 6 during operation, as a result of which resonance-related Exaggerations and dips in the frequency response, caused by reflection at the edge of the membrane 2, are smoothed. The reflections are caused in particular by the frame 3 surrounding the membrane 2.

BezugszeichenlisteReference List

11: Flächenstrahlerfloodlight
22: Membranmembrane
33: Rahmenframe
44: Lochplatteperforated plate
55: Gehäusedeckelhousing cover
66: Mittel-Hochton-ExciterMid-high exciter
77: Mittel-Tiefton-KonuslautsprecherMid-bass cone speaker
88th: Mittel-Tiefton-KonuslautsprecherMid-bass cone speaker
99: erste Öffnungfirst opening
1010: Deckelelementcover element
1111: Druckkammerpressure chamber
1212: zweite Öffnungsecond opening
1313: dritte Öffnungthird opening
1414: Dämmmaterial insulation material
MEME: Excitermittelpunktexciter center
DDDD: Dicke Dämmmaterialthick insulation material
dxndxn: Randabstand n im Bereich XEdge distance n in area X
dxmindxmin: kleinster Randabstand im Bereich Xsmallest edge distance in area X
dxmaxdxmax: größter Randabstand im Bereich Xlargest edge distance in area X

Claims

Surface radiator (1) with a membrane, which has a predetermined edge contour, and at least one exciter (6) that can be excited directly by the membrane, preferably a mid-high range exciter, with an exciter center (M _E ) lying in the plane of the membrane and at least three different, in edge distances of the exciter center (M _E ) to the edge contour, measured in two equal contiguous angular steps around the exciter center ( _ME ), with one angular step being at least 45°, preferably at least 60°, with the angular range (X) specified together by the two angular steps being one Edge distance distribution is given by the ideal formula

{i.e}_{X} n = {i.e}_{X} at least \frac{N_{X} - n_{X}}{N_{X} - 1} \cdot {i.e}_{X} Max \frac{n_{X} - 1}{N_{X} - 1}

deviates by a maximum of 10% on average, with the two angular steps being divided together into Nx sectors of equal size, dxmin corresponding to the smallest actually existing edge distance and dxmax corresponding to the largest actually existing edge distance in the area (X) of the two angular steps under consideration, with nx being a natural number is in the range (X) from 1 to Nx and in each case indicates the number of the distance line to be considered, dxn corresponds to the distance between the edge contour and the exciter center (M _E ) at the distance line n _x , and where Nx is at least 3, the membrane (2) is surrounded by a frame (3), which frames the edge contour of the membrane (2), and in the areas with the greatest edge distances to the exciter center (M _E ), an insulating material (14) in the transition area between the frame (3) and Membrane (2) is provided, characterized in that the thickness (D _D ) of the insulating material (14) starting from the frame (3) in the direction of the exciter center (M _E ) ge measure changes from sector to sector.

Area radiator (1) according to claim 1 , characterized in that said edge distance distribution is present at least in the range of + or - 90° starting from the absolute smallest edge distance of the exciter center (M _E ) to the edge contour.

Area radiator (1) according to claim 2 , characterized in that at least in the range of + or - 90 ° starting from the absolute smallest edge distance of the exciter center (M _E ) to the edge contour, the average deviation of the edge distance distribution from the ideal formula is a maximum of 8%, preferably a maximum of 6% and more preferably a maximum of 4%, amounts to.

Surface radiator (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that N _x is at least 5, preferably at least 8 and more preferably at least 14.

Surface radiator (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that a pressure chamber (11) is arranged behind the membrane (2) and at least one midrange and/or woofer (7, 8) that can be radiated into the pressure chamber (11) is provided, by means of which the membrane (2) indirectly is excitable.

Area radiator (1) according to claim 5 , characterized in that the pressure chamber (11) is formed between the back of the membrane (2) and a perforated plate (4), at least one midrange and/or woofer (7, 8) being arranged on the perforated plate (4) and radiates through a hole (12,13) in the perforated plate (4) into the pressure chamber (11) and is formed.

Area radiator (1) according to claim 1 , characterized in that the frame (3) and the membrane (2) are integrally formed by a membrane plate.

Surface radiator (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the thickness (D _D ) of the insulating material (14) starting from the frame (3) in the direction of the exciter center (M _E ) measured increases with a greater distance between the edge contour and the exciter center (M _E ).

Surface radiator (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that in the area of at least 90°, preferably at least 120°, with the smallest distances from the exciter center (M _E ) to the edge contour, no insulating material (14) is provided in the transition area between frame (3) and membrane (2) and insulating material (14) is provided in the remaining area of at least 90°, preferably at least 120°, in the transition area between frame (3) and membrane (2).

Surface radiator (1) according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the membrane (2) consists of a foamed plastic with a preferably uniform thickness in the range from 1 mm to 5 mm.

Surface radiator (1) with a membrane frame, which has a predetermined inner edge contour, and at least one exciter (6), preferably mid-high - exciter, with an exciter center (M _E ) lying in the plane of the frame and at least three different angular steps in two equal contiguous steps Edge distances of the exciter center (M _E ) to the edge contour measured around the exciter center (M _E ), with one angular step being at least 45°, preferably at least 60°, with the angular range (X) specified together by the two angular steps being subject to an edge distance distribution which from the ideal formula

{i.e}_{X} n = {i.e}_{X} at least \frac{N_{X} - n_{X}}{N_{X} - 1} \cdot {i.e}_{X} Max \frac{n_{X} - 1}{N_{X} - 1}

deviates by a maximum of 10% on average, with the two angular steps being divided together into Nx sectors of equal size, dxmin corresponding to the smallest edge distance actually present and dxmax corresponding to the greatest edge distance actually present in the area (X) of the two angular steps under consideration, with nx being a natural number is in the range (X) from 1 to N _x and in each case indicates the number of the distance line to be considered, dxn corresponds to the distance between the edge contour and the exciter center (M _E ) at the distance line n _x , and where Nx is at least 3, where in an insulating material (14) is provided on the frame (3) in the areas with the greatest edge distances from the exciter center (M _E ), characterized in that the thickness (D _D ) of the insulating material (14), starting from the frame (3) in the direction of the exciter center ( M _E ) measured varies from sector to sector.