DE102019210296A1 - Device for generating sound - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schallerzeugung, insbesondere zur Beschallung eines Innenraums eines Fahrzeugs. Die Vorrichtung zur Schallerzeugung (10) weist einen elektrischen Aktuator (30) und eine Membran (20) auf. Die Membran (20) besteht aus zumindest einem Teil einer Innenverkleidung (25) des Fahrzeugs (40) oder weist zumindest einen Teil der Innenverkleidung (25) des Fahrzeugs (40) auf. Außerdem ist die Membran (20) mit dem elektrischen Aktuator (30) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden.The invention relates to a device for generating sound, in particular for providing sound to an interior of a vehicle. The device for generating sound (10) has an electrical actuator (30) and a membrane (20). The membrane (20) consists of at least part of an interior lining (25) of the vehicle (40) or has at least part of the interior lining (25) of the vehicle (40). In addition, the membrane (20) is connected to the electrical actuator (30) in a non-positive, positive and / or material fit.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schallerzeugung, insbesondere zur Beschallung eines Innenraums eines Fahrzeugs. Außerdem betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren und eine Verwendung.The invention relates to a device for generating sound, in particular for providing sound to an interior of a vehicle. The invention also relates to a production method and a use.
Hintergrundbackground
In Fahrzeugen werden in vielen Fällen Vorrichtungen zur Schallerzeugung, insbesondere Lautsprecher, angeordnet. Dabei können zumindest einige Vorrichtungen zur Schallerzeugung einen hohen Platzbedarf aufweisen, und damit in zumindest einigen Fällen mit anderen Komponenten des Fahrzeugs zu einer beengten Einbausituation führen. Beispiele für diese anderen Komponenten können z.B. bewegliche Fenster, Fensterheber, Staufächer, Elektronikkomponenten oder sonstige Nebenaggregate, etc. sein.In many cases, devices for sound generation, in particular loudspeakers, are arranged in vehicles. In this case, at least some devices for generating sound can require a large amount of space, and thus in at least some cases with other components of the vehicle lead to a cramped installation situation. Examples of these other components can be, for example, movable windows, window regulators, storage compartments, electronic components or other ancillary units, etc.
Beschreibungdescription
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine geänderte Vorrichtung zur Schallerzeugung zur Verfügung zu stellen.It is the object of the invention to provide a modified device for generating sound.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.This object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Further developments of the invention result from the subclaims and the following description.
Gemäß einem ersten Aspekt weist eine Vorrichtung zur Schallerzeugung zur Beschallung eines Innenraums eines Fahrzeugs einen elektrischen Aktuator und eine Membran auf. Dabei besteht die Membran zumindest aus einem Teil der Innenverkleidung des Fahrzeugs oder weist zumindest einen Teil einer Innenverkleidung des Fahrzeugs auf. Ferner ist die Membran mit dem elektrischen Aktuator kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden.According to a first aspect, a device for generating sound for sounding an interior of a vehicle has an electrical actuator and a membrane. The membrane consists of at least part of the interior trim of the vehicle or has at least part of an interior trim of the vehicle. Furthermore, the membrane is connected to the electrical actuator in a non-positive, positive and / or material fit.
Eine Vorrichtung zur Schallerzeugung wandelt elektrische Signale in Schallwellen um. Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus, Lastkraftwagen oder Motorrad, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff oder ein Luftfahrzeug. Ein Innenraum eines Fahrzeugs ist dazu eingerichtet, Passagiere anzuordnen. Der Innenraum kann geschlossen sein, wie z.B. bei einer Limousine, der Innenraum kann offen sein, wie z.B. bei einem Cabriolet oder Motorrad.A device for generating sound converts electrical signals into sound waves. The vehicle is, for example, a motor vehicle, such as a car, bus, truck or motorcycle, or else a rail vehicle, a ship or an aircraft. An interior of a vehicle is set up to arrange passengers. The interior can be closed, such as in a limousine, the interior can be open, such as in a convertible or motorcycle.
Ein elektrischer Aktuator wandelt elektrische Signale in eine Bewegung um, z.B. in eine Bewegung entlang einer Mittelachse des Aktuators. Der Aktuator kann dazu beispielsweise ein elektrodynamisches, permanentdynamisches, elektrostatisches und/oder piezoelektrisches Prinzip nutzen.An electrical actuator converts electrical signals into motion, for example into motion along a central axis of the actuator. The actuator can use an electrodynamic, permanent dynamic, electrostatic and / or piezoelectric principle for this purpose.
Eine Membran ist ein flächiges Gebilde, das eine Bewegung, z.B. entlang einer Normalen der Membran, auf zumindest einen großen Teil der Fläche der Membran verteilt. Je nach Bauart und Frequenz kann sich die Membran z.B. kolben- oder wellenförmig bewegen. Die Membran kann gerade, gebogen, gewellt sein und/oder eine andere Form aufweisen. Die Membran kann eine oder mehrere Schichten oder Lagen aufweisen. Die Membran besteht zumindest aus einem Teil der Innenverkleidung des Fahrzeugs oder weist zumindest einen Teil der Innenverkleidung des Fahrzeugs auf. Die Innenverkleidung des Fahrzeugs ist zumindest teilweise in dem Innenraum oder von dem Innenraum des Fahrzeugs sichtbar. Die Innenverkleidung kann beispielsweise ein Armaturenbrett, eine Fahrzeugsäule (z.B. eine A-Säule), eine Türverkleidung, und/oder weitere aufweisen. Die zum Innenraum sichtbare Oberfläche kann z.B. Leder, Kunstleder, Alcantara, Stoff, Kunststoff, Holz, Metall wie z.B. Aluminium und/oder andere Materialien aufweisen. Wenn die Vorrichtung zur Schallerzeugung mit Energie beaufschlagt wird, dann kann sich zumindest ein Teil der sichtbaren Innenverkleidung bewegen. Die Membran ist mit dem elektrischen Aktuator kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden. Die Membran kann mit dem elektrischen Aktuator beispielsweise verklebt, verschweißt, verlötet, verklemmt und/oder verschraubt sein.A membrane is a flat structure that distributes a movement, e.g. along a normal to the membrane, over at least a large part of the surface of the membrane. Depending on the design and frequency, the membrane can move, for example, in the shape of a piston or wave. The membrane can be straight, curved, corrugated and / or have another shape. The membrane can have one or more layers or plies. The membrane consists of at least part of the interior lining of the vehicle or has at least part of the interior lining of the vehicle. The interior trim of the vehicle is at least partially visible in the interior or from the interior of the vehicle. The interior trim can have, for example, a dashboard, a vehicle pillar (e.g. an A-pillar), a door trim, and / or others. The surface visible to the interior can have e.g. leather, synthetic leather, Alcantara, fabric, plastic, wood, metal such as aluminum and / or other materials. When the device for generating sound is energized, at least a part of the visible inner lining can move. The membrane is non-positively, positively and / or materially connected to the electrical actuator. The membrane can be glued, welded, soldered, clamped and / or screwed to the electrical actuator, for example.
Mittels dieser Vorrichtung ist es möglich, einen Schallwandler auch an zumindest einigen engen und/oder schwer zugänglichen Stellen, z.B. in einem Fahrzeug, anzuordnen. Zumindest für einige der Vorrichtungen kann das „Problem der unendlichen Schallwand“ (Verhinderung von akustischem Kurzschluss) durch eine akustische Trennung der Vorder- und Rückseite der Innenverkleidung gelöst werden. Auch kann die Membran recht robust ausgelegt werden, so dass diese robuster gegen eine Beschädigung, z.B. durch Flüssigkeit - wie z.B. bei einer Papiermembran - sein kann.By means of this device it is possible to arrange a sound transducer in at least some narrow and / or difficult to access places, e.g. in a vehicle. For at least some of the devices, the “problem of the infinite baffle” (prevention of acoustic short-circuits) can be solved by acoustic separation of the front and back of the inner lining. The membrane can also be designed to be quite robust, so that it can be more robust against damage, e.g. by liquid, such as a paper membrane.
In einigen Ausführungsformen weist die Membran weiterhin eine steife und/oder versteifende Zwischenlage auf, wobei die steife und/oder versteifende Zwischenlage zwischen dem elektrischen Aktuator und der Innenverkleidung angeordnet ist. Die steife und/oder versteifende Zwischenlage ist ebenfalls Teil der Membran. Die steife und/oder versteifende Zwischenlage kann ebenfalls kraft-, form- oder stoffschlüssig mit der dem elektrischen Aktuator und/oder der Innenverkleidung verbunden sein. Dadurch kann beispielsweise der Frequenzgang der Vorrichtung und/oder deren Wirkungsgrad verbessert werden.In some embodiments, the membrane furthermore has a stiff and / or stiffening intermediate layer, wherein the stiff and / or stiffening intermediate layer is arranged between the electrical actuator and the inner lining. The stiff and / or stiffening intermediate layer is also part of the membrane. The stiff and / or stiffening intermediate layer can also be connected to the electrical actuator and / or the inner lining in a force-locking, form-locking or material-locking manner. In this way, for example, the frequency response of the device and / or its efficiency can be improved.
In einigen Ausführungsformen weist die Membran Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), andere Kunststoffe, Gewebe aus Kohlenstofffaser oder Glasfaser, Naturfaserwerkstoffe wie Hanf, Flachs, Sisal, Baumwolle und/oder andere Stoffe, Jute, Leder, Kunstleder, Alcantara, Holz, Metall wie Aluminium oder Stahl, und/oder andere Materialien und/oder eine Kombination aus diesen Materialien auf oder besteht aus diesen Materialien. Die Membran kann insbesondere aus weichen Materialien bestehen oder diese aufweisen. Eine Verarbeitung der genannten Materialien kann mehrere dieser Materialien zu einem Verbundwerkstoff zusammenfügen und/oder eine Tränkung mit verschiedenen Harzen wie Epoxidharz oder Phenolharz vorsehen, sowie eine über der Fläche unterschiedlich starke Verpressung der Materialien oder Verbundstoffe realisieren. In some embodiments, the membrane comprises polypropylene (PP), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS), other plastics, fabrics made of carbon fiber or glass fiber, natural fiber materials such as hemp, flax, sisal, cotton and / or other fabrics, jute, leather, Synthetic leather, Alcantara, wood, metal such as aluminum or steel, and / or other materials and / or a combination of these materials or consists of these materials. The membrane can in particular consist of or have soft materials. A processing of the mentioned materials can combine several of these materials to form a composite material and / or provide for impregnation with different resins such as epoxy resin or phenolic resin, as well as compressing the materials or composites with different strengths over the surface.
Durch die Verwendung dieser Materialien hat sich bei Experimenten eine sehr gute akustische Qualität ergeben.The use of these materials has resulted in very good acoustic quality in experiments.
In einigen Ausführungsformen weist die Membran weiterhin eine federnde Zwischenlage auf, wobei die federnde Zwischenlage zwischen dem elektrischen Aktuator und der Innenverkleidung angeordnet ist. Die federnde Zwischenlage kann z.B. aus Schaumstoff- oder Filzmaterial beschaffen sein oder diese Materialien aufweisen. Die federnde Zwischenlage kann - zusätzlich oder statt der steifen Zwischenlage - Teil der Membran sein. Durch diese federnde Zwischenlage kann sich in einigen Frequenzbereichen die akustische Qualität verbessern. Für bestimmte Anordnungen der Vorrichtung kann dies zur Erhöhung der Robustheit beitragen.In some embodiments, the membrane furthermore has a resilient intermediate layer, the resilient intermediate layer being arranged between the electrical actuator and the inner lining. The resilient intermediate layer can be made of foam or felt material, for example, or can comprise these materials. The resilient intermediate layer can - in addition to or instead of the rigid intermediate layer - be part of the membrane. This resilient intermediate layer can improve the acoustic quality in some frequency ranges. For certain arrangements of the device, this can contribute to increasing the robustness.
In einigen Ausführungsformen basiert der elektrische Aktuator auf einem elektrodynamischen, permanentdynamischen und/oder piezoelektrischen Prinzip.In some embodiments, the electrical actuator is based on an electrodynamic, permanent dynamic and / or piezoelectric principle.
In einer Ausführungsform weist der elektrische Aktuator ein Trägheitselement auf. Das Trägheitselement ist mit dem Aktuator gekoppelt und/oder Teil des Aktuators. Damit kann für bestimmte Frequenzbereiche die akustische Qualität und/oder der Wirkungsgrad weiter verbessert werden.In one embodiment, the electrical actuator has an inertia element. The inertia element is coupled to the actuator and / or part of the actuator. In this way, the acoustic quality and / or the efficiency can be further improved for certain frequency ranges.
In einer Ausführungsform ist der elektrische Aktuator in einer Aussparung eines Fahrzeugteils angeordnet. Das Fahrzeugteil kann beispielsweise ein Träger sein, z.B. in einer Fahrzeugtür. Eine derartige Trägerstruktur kann im Bereich des Aktuators ausgespart und/oder tiefgezogen sein, damit keine Berührung zwischen Aktuator und Trägerstruktur entsteht. Damit wird die Vorrichtung zur Schallerzeugung von weiteren Fahrzeugteilen entkoppelt.In one embodiment, the electrical actuator is arranged in a recess of a vehicle part. The vehicle part can for example be a carrier, e.g. in a vehicle door. Such a carrier structure can be recessed and / or deep-drawn in the area of the actuator so that there is no contact between the actuator and the carrier structure. The device for generating sound is thus decoupled from other vehicle parts.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin aufweisend ein Verbindungselement auf, wobei das Verbindungselement dazu eingerichtet ist, eine mechanische Verbindung mit einem anderen Teil des Fahrzeugs herzustellen. Das Verbindungselement kann einen elastischen Bereich und/oder einen Dämpfer aufweisen, um beispielsweise für bestimmte Frequenzbereiche die akustische Qualität und/oder den Wirkungsgrad weiter zu verbessern.In one embodiment, the device also has a connecting element, the connecting element being configured to establish a mechanical connection to another part of the vehicle. The connecting element can have an elastic area and / or a damper in order to further improve the acoustic quality and / or the efficiency, for example for certain frequency ranges.
In einigen Ausführungsformen ist der Aktuator, von dem Innenraum des Fahrzeugs, hinter der Innenverkleidung angeordnet. Dabei ist der Aktuator nicht im Innenraum des Fahrzeugs sichtbar, d.h. beispielsweise hinter der Innenverkleidung angeordnet. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein Verbergen der Vorrichtungen gewünscht wird.In some embodiments, the actuator is located behind the interior trim of the vehicle interior. The actuator is not visible in the interior of the vehicle, i.e. it is located behind the interior trim, for example. This is particularly advantageous when it is desired to hide the devices.
In einigen Ausführungsformen der Aktuator, von dem Innenraum des Fahrzeugs, vor der Innenverkleidung angeordnet ist. Dabei ist der Aktuator im Innenraum des Fahrzeugs sichtbar, d.h. beispielsweise vor der Innenverkleidung angeordnet. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine Sichtbarkeit der Vorrichtungen gewünscht wird.In some embodiments, the actuator, from the interior of the vehicle, is located in front of the interior trim. The actuator is visible in the interior of the vehicle, i.e. arranged in front of the interior trim, for example. This is particularly advantageous when visibility of the devices is desired.
In einigen Ausführungsformen ist die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, eine breitbandige Schallabstrahlung im gesamten Hörbereich, insbesondere zwischen 20 Hz und 20 kHz, zu realisieren. Es können aber auch z.B. Hochtöner oder Tieftöner gebildet werden.In some embodiments, the device is set up to implement broadband sound radiation in the entire audible range, in particular between 20 Hz and 20 kHz. However, tweeters or woofers, for example, can also be formed.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Schallerzeugung. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- - Bereitstellen eines elektrischen Aktuators; und
- - Anordnen einer Membran auf dem Aktuator, wobei die Membran aus einem Teil der Innenverkleidung besteht oder zumindest einen Teil einer Innenverkleidung eines Fahrzeugs aufweist und wobei das Anordnen der Membran mit dem elektrischen Aktuator eine kraft-, form- und/oder stoffschlüssige Verbindung umfasst.
- - providing an electrical actuator; and
- - Arranging a membrane on the actuator, wherein the membrane consists of part of the interior lining or at least has part of an interior lining of a vehicle and the arrangement of the membrane with the electrical actuator comprises a force-fit, form-fit and / or material connection.
In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren einen weiteren Schritt auf:
- - Anordnen einer steifen und/oder versteifenden Zwischenlage zwischen dem elektrischen Aktuator und der Innenverkleidung.
- - Arranging a stiff and / or stiffening intermediate layer between the electrical actuator and the inner lining.
In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren einen weiteren Schritt auf:
- - Anordnen einer federnden Zwischenlage zwischen dem elektrischen Aktuator und der Innenverkleidung.
- - Arranging a resilient intermediate layer between the electrical actuator and the inner lining.
Ein weiterer Aspekt betriff eine Verwendung einer Vorrichtung zur Schallerzeugung wie oben und/oder nachfolgend beschrieben zur Beschallung eines Innenraums eines Fahrzeugs.Another aspect relates to the use of a device for generating sound, as described above and / or below, for providing sound to an interior of a vehicle.
Zur weiteren Verdeutlichung wird die Erfindung anhand von in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen beschrieben. Diese Ausführungsformen sind nur als Beispiel, nicht aber als Einschränkung zu verstehen.For further clarification, the invention is described with reference to embodiments shown in the figures. These embodiments are only to be understood as an example and not as a restriction.
FigurenlisteFigure list
-
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;1 shows schematically a vehicle with a device according to an embodiment; -
2 zeigt schematisch eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;2 shows schematically a device according to an embodiment; -
3 zeigt schematisch eine Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;3 shows schematically a device according to a further embodiment; -
4 zeigt schematisch ein Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform.4th schematically shows a manufacturing method according to an embodiment.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Vorrichtung zur SchallerzeugungDevice for generating sound
- 2020th
- Membranmembrane
- 2525th
- Innenverkleidunginterior panelling
- 2626th
- federnde Zwischenlageresilient intermediate layer
- 2727
- steife Zwischenlagerigid liner
- 3030th
- elektrischer Aktuatorelectric actuator
- 3131
- TrägheitselementElement of inertia
- 3838
- VerbindungselementConnecting element
- 4040
- Fahrzeugvehicle
- 4141
- A-SäuleA-pillar
- 4242
- C-SäuleC-pillar
- 4343
- FahrzeugtürVehicle door
- 4545
- FahrzeugteilVehicle part
- 4747
- AussparungRecess
- 5050
- Flussdiagrammflow chart
- 51, 5251, 52
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