DE202011100383U1

DE202011100383U1 - Lautsprecher aus faserbeschichteten Steinmaterialien

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Publication number: DE202011100383U1
Application number: DE201120100383
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2021-05-07

Abstract

Lautsprecher-Anordnung mit einer ebenen oder trichterförmigen Schwingplatte bzw. Membran, die mit unterschiedlichen Treiber-Systemen bestückt ist und entweder gar kein, oder ein offenes, oder geschlossenes bzw. halb-geschlossenes Gehäuse hat dadurch gekennzeichnet, daß die schwingenden Platten bzw. Membrane aus faserstabilisierten Steinplatten bestehen oder das Lautsprecher-Gehäuse aus faserstabilisierten Steinplatten besteht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Weiterentwicklung von existierenden Lautsprechersystemen, die verschiedene Vorteile gegenüber bisherigen Systemen haben. Die Herausforderung beim Bau von Lautsprechern ist, eine natürliche Klangwiedergabe mit möglichst kleinem Lautsprechervolumen zu erreichen. Hier bieten sich unter anderem flache Flächenlautsprecher an, die in Form von Platten einfach an die Wand gehängt werden können. Solche Systeme existieren bereits, mit Hilfe von Biegewellenwandlern, die z. B. mit Hilfe einer schwingenden Spule eine Kernmasse in Bewegung versetzen oder auf Magnetostriktions-Prinzipien basieren, werden ebene Platte als Schallerzeuger angetrieben und in wellenartige Schwingungen versetzt. Dieses System ist extrem flach, da Spule und Magnet inklusive der beschleunigten Masse relativ flache Bauform haben und die in Schwingungen zu versetzende Platte selbst nur wenige Millimeter dünn sein kann. Entscheidend ist dabei, dass nicht nur die Leistung von Schwingspule und Verstärker, sondern die Größe und Dicke der Schwingplatte darüber entscheidet, wie hoch der Schalldruck bei unterschiedlichen Frequenzen ist. Je grösser und dünner die Platte, umso grösser der Schalldruck bei tiefliegenden Frequenzen.
Ebene Schwingplatten sollten am Rand mit einem aussteifenden Rahmen versehen werden.
Weiteres wichtiges Merkmal für eine natürliche Klangwiedergabe ist es, den Klirrfaktor bei hohen Frequenzen so gering wie möglich zu halten, Dafür ist es entscheidend, dass der Schallerzeuger selbst möglichst wenig Eigenfrequenzen und insbesondere ein gutes Dämpfungsverhalten in einem möglichst weiten Frequenzbereich hat.
Als Treiber für die Schwingplatte oder Membrane können unterschiedliche Systeme verwendet werden. Einmal können ganz normale Magnet-Spulen-Treiber, also die bekannten elektrodynamischen Antriebe verwendet werden, die sonst auch die üblichen Hartpapier-Membrane treiben, ferroelektrische Antriebe, die allerdings nur im Hochtonbereich einsetzbar sind und Biegewellenwandler, die neuerdings dafür verwendet werden um alle möglichen Formen und Arten von Platten mit Hilfe von speziellen Schwingspulen-Magnetsystemen in Schwingungen zu versetzen. Die neueste Methode stellen die Magnetostriktions-Antriebe dar. Magnetostriktion ist die Deformation ferromagnetischer Stoffe infolge eines angelegten magnetischen Feldes. Dabei erfährt der Körper bei konstantem Volumen eine elastische Längenänderung. Als Besonderheit, z. B. bei Invar-Legierungen gibt es auch die Möglichkeit der Volumenmagnetostriktion, bei der das Volumen veränderlich ist.
All diese Antriebe haben jeweilige Vor- und Nachteile und können in diesem Fall für unterschiedliche Einsatzgebiete, nach Bedarf auch gemischt, verwendet werden, aber für all diese Antrieb wird mit dieser Erfindung ein neues Material als Schallerzeugerplatte und Membran, sowie auch für die Volumenresonanzkörper – z. B. Bassreflex-Gehäuse – vorgeschlagen.
Wichtig im Lautsprecherbau ist die Beschaffenheit der Membran. Die Membran muss ausreichend steif sein, sie muss gut gedämpfte Eigenschwingungs-Merkmale besitzen und sie sollte möglichst leicht und dünn sein.
Als Neuheit werden in dieser Erfindung für den Bau von Lautsprechern dünne, faserbeschichtet Steinplatten als Schallerzeuger und auch für den Bau der Gehäuse vorgeschlagen. Diese Platten können ebene Platte sein, im Fall von elektrodynamischen Biegewellenwandlern, ferroelektrischem Antrieb und Magnetostriktionsantrieb, im Fall der herkömmlichen elektrodynamischen Lautsprechersystemen könne solche Steinplatten deshalb auch Verwendung finden, weil sich solche faserbeschichteten Steinlatten konkav zu einem Trichter biegen lassen, wenn sie sehr dünn ausgeführt werden. Die Steinseite ist in diesem Fall die Innen-Seite des Trichters, die nach vom zeigt. Ein vorteilhafter Nebeneffekt der Idee ist, dass solche Oberflächen sich nicht nur dadurch technisch hervorheben, dass sie sich akustisch neutral verhalten und damit ein unverfälschtes Klangbild produzieren, sondern auch dekorativ sind.
Entscheidend für die Erfindung ist, dass die Steinplatten beliebig dünn sein müssen, bis unter 1 mm dünn, biegbar sind und in einem weiten Frequenzbereich ein hohes Dämpfungspotenzial besitzen. Da solche dünnen Steinplatten nur mit Hilfe einer den Stein nachhaltig stabilisierenden einseitigen oder beidseitigen Faserbeschichtung realisierbar sind, wird die Kombination von Faser und Stein zum Kern der Erfindung einer neuen Art von Lautsprechermembran und Gehäuse. Das gleiche Material lässt sich in massiverer Bauform faserstabilisiert verwenden, um Basslautsprechergehäuse zu bauen, die nicht nachschingen, in Form von einseitig oder beidseitig beschichteten mehr oder weniger massiven ebenen, oder ggfls. sogar steinseitig konkav gebogenen dünneren Steinplatten. Als Schwingfläche bzw. Lautsprechergehäuse wird Hartgestein wie Granit oder granitähnliche Steine, Quarzit, Basalt, Marmor oder auch fester Sandstein vorgeschlagen.
In Sonderformen kann es Sinn machen, die Steinplatten beidseitig oder – im Fall der Gehäuse nur außen auf der Sichtseite mit Fasermatrix zu beschichten beziehungsweise komplett zu ummanteln.
Eine der vielen möglichen Ausführungen der Erfindung beschreibt in ein Lautsprechersystem bestehend aus einer dünnen Steinplatte (1) mit Faserbeschichtung (2) und Stabilisierungsrahmen am Rand (3) und einem Biegewellengenerator (4) in der Mitte auf der Rückseite der faserbeschichteten Steinplatte (1) mit Signalzuleitung (5).
zeigt ein Bassgehäuse mit 4 Wänden im Querschnitt aus konkav gebogenen Steinplatten (1) mit Carbonbeschichtung (2) auf der konvexen Innen-Seite der gebogenen Steinlatten und einem elektrodynamischen Basslautsprecher (3). Da die Steinplatten gebogen sind und durch die Biegung in vertikaler Richtung sehr steif sind, können die Steinplatten auch wieder dünner werden.
zeigt einen elektrodynamischen Lautsprecheraufbau und dessen Querschnitt ( ) mit einer Trichter-Membran (1), die aus einer gebogenen dünnen Steinplatte besteht, wobei die faserstabilisierende Schicht (2) sich auf der äußeren konvexen Seite der Trichteroberfläche befindet. Dauermagnet (3), Chassis (4) und Gummilippe (5) halten die Membran (1) mit Schwing-Spule (6) in Position.
zeigt ein Basslautsprechergehäuse (1) mit elektrodynamischem Lautsprecher (2) mit Steinmembran, wobei das Gehäuse aus ebenen Steinplatten zusammengesetzt ist, bei dem die Plattenseiten außen auf der Sichtseite mit Fasermatrix (3) beschichtet sind, bzw. das nach dem Zusammenbau der Steinplatten durch Klebung komplett mit Fasermatrix (3) umhüllend beschichtet wird.

Claims

Lautsprecher-Anordnung mit einer ebenen oder trichterförmigen Schwingplatte bzw. Membran, die mit unterschiedlichen Treiber-Systemen bestückt ist und entweder gar kein, oder ein offenes, oder geschlossenes bzw. halb-geschlossenes Gehäuse hat dadurch gekennzeichnet, daß die schwingenden Platten bzw. Membrane aus faserstabilisierten Steinplatten bestehen oder das Lautsprecher-Gehäuse aus faserstabilisierten Steinplatten besteht.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige schwingende Steinkorpus, also die Schwingplatte, die Membran oder das Gehäuse mechanisch gegen Bruch auch bei Lasten, die im Materialgefüge durch dynamische Bewegungsbeanspruchungen – also Schalldruck- und Schwingungsbelastungen – entstehen, dadurch nachhaltig und dauerhaft stabilisiert wird, dass die Fasern mit Hilfe der Harz-Matrix den Stein auf der Beschichtungsseite vorspannen.
Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierende Faser eine Glasfaser, Carbonfaser, Steinfaser, Aramidfaser, Naturfaser – wie Flachs-, Hanf-, Mais-, Baumwoll-, Holz-, Bambus oder eine sonstige Pflanzenfaser – bzw. auch ein Gemisch aus diesen Fasern ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingplatte aus Stein am Rand mit einem aussteifenden Rahmen gestützt wird, vorzugsweise auch mit faserstabilisierten Steinmaterialien.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stein aus Natur-Hartgestein oder sonstigem Naturstein wie Granit, Marmor, Sandstein oder auch Kunststein wie Beton oder Keramik besteht.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatrix der faserstabilisierten Steinplatte verschiedene Fasern in unterschiedlichen Schichten enthält.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausdehnungskoeffizient der Fasermatrix kleiner als der des zu stabilisierenden Steins ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des faserstabilisierten Stein-Schwingplatte 3 mm und weniger beträgt.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtseiten-Oberfläche der Schwingplatten bzw. Membrane die Steinseite ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Oberfläche der Schwingplatten bzw. die Aussenseite der Steingehäuse faserbeschichtet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Antrieb entweder ein elektrodynamisches, ein ferroelektrisches, ein elektrodynamischen Biegewellen- oder ein Magnetostriktions-Biegewellen-Prinzip hat.