DE69810905T2

DE69810905T2 - Akustisches gerät

Info

Publication number: DE69810905T2
Application number: DE69810905T
Authority: DE
Inventors: Henry Azima; Martin Colloms; Neil Harris
Original assignee: New Transducers Ltd
Current assignee: NVF Tech Ltd
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2018-02-28
Also published as: WO1998039947A1; ID20143A; TW462199B; IL131485A0; HUP0002652A3; BR9808169A; NO994288L; EP1133212A3; YU39599A; AR011920A1; CN1249892A; NO994288D0; KR20000075889A; DE69810905D1; EP1133212A2; BG103669A; CZ310299A3; TR199902177T2; AU6305398A; SK119499A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft akustische Vorrichtungen, die zu einer akustischen Wirkung durch Biegewellen in der Lage sind, und die typischerweise (aber nicht ausschließlich) in oder als Lautsprecher(n) verwendet werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Unsere parallele PCI-Anmeldung Nr. GB96/02145 (WO-A-9709842) enthält die allgemeine Lehre hinsichtlich Art, Aufbau und Konfiguration akustischer Paneelelemente mit der Fähigkeit, eingehende Schwingungsenergie aufrechtzuerhalten und durch Biegewellen in (einem) akustisch wirkenden Bereich(en) auszubreiten, (der) die sich quer zu seiner (ihrer) Dicke normalerweise (wenn auch nicht notwendigerweise) zu den Rändern des (der) Elements (Elemente) erstrecken (erstreckt). Die spezielle Lehre enthält Analysen verschiedener spezifischer Paneelkonfigurationen mit oder ohne gerichtete Anisotropie der Biegesteifigkeit durch/über diesen (diese) Bereich(e), um Resonanzmoden-Schwingungskomponenten zu erhalten, die über diesen (diese) Bereich(e) günstig für eine akustische Kopplung mit der Umgebungsluft verteilt sind, und um (eine) bestimmbare bevorzugte Position(en) innerhalb dieses (dieser) Bereichs (Bereiche) für akustische Wandlereinrichtung(en), insbesondere dessen (deren) im Betrieb aktive(s) oder bewegliche(s) Teil(e), das (die) relativ zu akustischen Schwingungsaktivitäten in diesem (diesen) Bereich(en) und zugehöriger im Allgemeinen elektrischer Signale entsprechend dem Inhalt einer derartigen Schwingungsaktivität wirksam wird (werden). In dieser PCT-Anmeldung werden außerdem für solche Elemente Anwendungen wie der Einsatz in "passiven" akustischen Vorrichtungen, d. h. ohne Wandlereinrichtung, wie etwa für den Nachhall oder für eine akustische Filterung oder zum akustischen "Stimmen" eines Raumes oder Zimmers vorgeschlagen; oder der Einsatz in "aktiven" akustischen Vorrichtungen mit Biegewellenwandlereinrichtungen, die einen bemerkenswert weiten Bereich von Lautsprechern umfassen, die als Schallquellen dienen, wenn sie mit Eingangssignalen beliefert werden, die in Schall zu wandeln sind, und auch der Einsatz als Mikrofone, die mit Schall beaufschlagt werden, der in andere Signale zu wandeln ist.
Diese Erfindung steht hauptsächlich in Zusammenhang mit aktiven akustischen Vorrichtungen in Form von Lautsprechern, die Paneelelemente verwenden, um im Allgemeinen wie oben beschrieben zu arbeiten (die im Folgenden als Schallstrahler mit verteilten Moden/Resonanzpaneele bezeichnet werden können), jedoch im Weiteren insbesondere eine zufriedenstellende Kombination aus Kolbenwirkung und Biegewellenwirkung erzielen. Allgemeinere oder weiter gefasste Aspekte der Erfindung werden sich jedoch ergeben.
Die WO92/03024 beschreibt einen mehrmodalen Resonanzlautsprecher mit einem Strahlerpaneel aus einem eine Haut aufweisendes Verbundmaterial mit einem Wabenkern und offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Die FR2,441,981 beschreibt eine Membran für einen Flachpaneellautsprecher mit Kolbenwirkung, die ein eine Haut aufweisendes Verbundmaterial mit einem Wabenkern aufweist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Unter einem ersten Gesichtspunkt betrifft diese Erfindung aktive akustische Vorrichtungen wie in Anspruch 1 definiert.
Unter einem zweiten Gesichtspunkt betrifft diese Erfindung akustische Vorrichtungen, die sich auf die Biegewellenwirkung in Paneelelementen stützen, insbesondere solche, die eine wirksame Verteilung der Schwingungsresonanzmoden bereitstellen, die sich von den Resultaten aus bestimmten Lehren und Präferenzen der obigen PCT- Anmeldung selbst bei gleichen Konfigurationen oder Geometrien unterscheidet.
Unter einem dritten Gesichtspunkt betrifft diese Erfindung akustische Vorrichtungen, die sich auf die Biegewellenwirkung in Paneelelementen stützen, insbesondere solche, die eine wirksame Verteilung der Schwingungsresonanzmoden in Paneelelemente bereitstellen, deren Konfigurationen oder Geometrien verschieden von dem sind, was als inhärent günstig in bestimmten Lehren und Präferenzen der obigen PET-Anmeldung gilt.
Es sei darauf verwiesen, dass wirksame spezifische Ausführungsformen dieser Erfindung (ein) Paneelelement(e) verwenden, das/die inhärent eine flächenmäßige Verteilung der Resonanzschwingungsmodenkomponenten für eine akustische Leistung bieten, die der der obigen PCT-Anmeldung entspricht, wobei diese Paneele im Wesentlichen auf der inhärenten flächenmäßigen Verteilung der akustischen Biegewellenwirkung für einen erfolgreichen akustischen Betrieb basieren. Wirksame spezifische Ausführungsformen dieser Erfindung ähneln in keiner Weise nur "scheibchenweisen" Maßnahmen zur Änderung einer eigentlich anderen akustischen Wirkung in Paneelelementen, für die eine solche inhärente verteilte Resonanzmodenwirkung keine Auslegungsanforderung ist. Wenn andere bestimmte bauliche etc. Maßnahmen getroffen worden sind, um andere Frequenzbereiche zu unterstützen und/oder selektiv Schwingungen zu unterdrücken oder speziell Schwingungen in einem Paneelelement zu erzeugen/überlagern, das in sich nicht so wirksam ist wie die obige PCT- Anmeldung oder die vorliegende Erfindung, so sind in der Tat derartige Elemente aufgrund der Geometrie und/oder der Anbaupositionen der Wandlereinrichtung inhärent ungeeignet für diese Erfindung.
Das wirksame erfindungsgemäße Verfahren und dessen Mittel beinhalten die flächenmäßige Verteilung der Steifigkeitsänderung über zumindest solche Flächen derartiger Paneelelemente, die hinsichtlich der Biegewellenwirkung und des gewünschten akustischen Verhaltens aktiv sind. Wie aus der vorliegenden Beschreibung ersichtlich werden wird, kann eine derartige Änderung in nützlicher Weise direkt mit der Verlagerung von Wandlereinrichtungen von einer in der obigen PCT-Anmeldung gelehrten Position an andere in dieser Erfindung gelehrten Positionen in Zusammenhang stehen. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Änderung, bezogen auf die obige PCT-Anmeldung, ungünstige Konfigurationen oder Geometrien der Paneelelemente günstigen Konfigurationen oder Geometrien für akustische Wirkungen, die die flächenmäßige Verteilung von Resonanzschwingungsmoden als Folge der Biegewellenwirkung weiter annähern. Des Weiteren kann die tatsächliche Resonanzmodenverteilung bezüglich der obigen PCI-Anmeldung aufgrund einer anderen flächenmäßigen Verteilung der Biegesteifigkeit oder der daraus folgenden anderen Anordnung der Wandlereinrichtungen oder durch beide Maßnahmen mindestens etwas verschieden sein.
Die spezielle Lehre der obigen PCT-Anmeldung erstreckt sich auf Paneelelemente mit verschiedenen Biegesteifigkeiten über beabsichtigt akustisch aktive Flächen, die in ihrer Gesamtheit oder nicht in ihrer Gesamtheit Flächen der Paneelelemente sein und die typischerweise mit zwei Koordinatenrichtungen definiert werden können und in deren Richtung im Wesentlichen konstant sind. Im Gegensatz dazu haben vorteilhafte Paneelelemente der erfindungsgemäßen Ausführungsformen Änderungen der Biege steifigkeit entlang einiger Richtungen über diese Flächen, die nicht in normalen Koordinaten oder anderen Richtungen mit einem konstanten Wert definiert werden können.
Eine flächenmäßige Änderung der Biegesteifigkeit lässt sich natürlich auf einfache Weise durch eine Dickenänderung der akustischen Paneelelemente erzielen, aber andere Möglichkeiten ergeben sich beispielsweise bezüglich der Dicke und/oder Dichte und/oder Zugfestigkeit der Haut sandwichartiger Strukturen und/oder der Verstärkungen monolithischer Strukturen, die normalerweise aus Verbundmaterial bestehen.
Während die verfügbare praktische Analyse möglicherweise nicht immer solche Untersuchungen zur präzisen und vollständigen Identifizierung und Quantifizierung der Änderungen der tatsächlichen flächenmäßigen Verteilung der akustisch wirksamen Resonanzschwingungsmoden für die erfindungsgemäßen Paneelelemente rechtfertigt, weist jedoch die in der Praxis resultierende Leistung auf eine erfolgreiche akustische Leistung unter Einbeziehung der Biegewellenwirkung hin. Vorteilhafte Wirkungen (hinsichtlich der flächenmäßigen Verteilung der Biegeschwingungsmoden) der grundsätzlich günstigen Konfiguration/ Geometrie der obigen PCT-Anmeldung können jedoch im Wesentlichen bei zwei Gruppen oder Bündeln der erfindungsgemäßen Aspekte, die einen der obigen Standpunkte implementieren, in sehr günstigem Ausmaß und günstigen Wirkungen beibehalten werden.
Eine Gruppe bzw. ein Bündel stellt speziell wie bereits angedeutet günstigere Positionen für die Wandlereinrichtung oder deren Flächen bereit, die Konfigurationen oder Geometrien aufweisen, von denen bekannt ist, dass sie bei isotropen oder anisotropen Implementierungen der Lehre der obigen PCT-Anmeldung günstig sind, indem sie wirksam die nunmehr als "natürlich" bezeichneten Positionen für Wandlereinrichtungen durch andere Positionen ersetzen, speziell durch entweder relativ höhere oder niedrigere Biegesteifigkeiten an der einen und an der anderen Seite solcher natürlicher Positionen oder an beiden Seiten. Analog dienen Zonen mit höherer Biegesteifigkeit wirksam zur Verschiebung solcher natürlichen Positionen aus solchen Zonen, typischerweise von der einen Seite zur anderen Seite und im Allgemeinen zu Zonen mit geringerer Biegesteifigkeit. Die andere Gruppe bzw. das andere Bündel kann so gesehen werden, dass sie die Fähigkeit nur teilweise besitzt, eine zumindest angenommene Subgeometrie einer größeren Gesamt-Paneelelementgeometrie zu definieren, die nicht speziell für einen guten akustischen Betrieb mit verteilten Moden geeignet ist wie in der obigen PCT-Anmeldung; wobei eine derartige Subgeometrie unvollständig durch die partielle Definition mit erheblicher Verbesserungswirkung auf den akustischen Betrieb mit verteilten Moden umrissen wird; wobei eine solche Verbesserungswirkung insbesondere für die Verteilung von Resonanzmoden bei niedrigeren Frequenzen gilt, jedoch nicht notwendigerweise (in der Tat vorzugsweise nicht) die Biegewellenwirkung bei höheren Frequenzen und die Verteilung der Resonanzmoden auf eine solche Subgeometrie einschränkt, d. h. eine Verteilung von Resonanzschwingungsmoden höherer Frequenz über die partielle Subgeometrie hinaus zulässt.
Um die enforderliche oder gewünschte flächenmäßige Änderung der Biegesteifigkeit in einfacher Weise zu erreichen, können die Paneelelemente mindestens eine Kernschicht haben, die im Wesentlichen gleichmäßig wie die obige PCT-Anmeldung ausgeführt ist, einschließlich Sandwichstrukturen mit Hautschichten über den Kernschichten. Änderungen der Dicke lassen sich so auf einfache Weise vornehmen, um die gewünschte flächenmäßige Verteilung der Biegesteifigkeit zu erzielen. Für verformbare Materialien wie Schaumstoffe kann eine solche Dickenänderung durch selektive Kompression oder selektives Quetschen auf die gewünschte Kontur beispielsweise durch eine kontrollierte Erwärmung und Druckbeaufschlagung typischerweise auf jedes gewünschte Profil und in der Praxis sogar nach dem Aufbringen eventueller Hautschichten (in Abhängigkeit von der Dehnfähigkeit solcher Hautschichtmaterialien) erreicht werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Element mit örtlich begrenzten Versteifungen oder Schwächungen, vorzugsweise vielleicht in abgestufter Weise auszuführen. Bei Materialien mit durchgehenden Zellen oder mit Wabenstruktur, z. B. mit geeignetem vernetztem sich von Haut zu Haut einer Sandwichstruktur erstreckendem Querschnitt der Zellen, lässt sich eine Dickenänderung problemlos durch selektives Trimmen auf die gewünschte Dicke der Kontur bzw. des Profils erreichen. Keine dieser Möglichkeiten beinhaltet notwendige Änderungen des geometrischen Mittelpunktes, aber Trimmen eher noch als Quetschen resultiert unausweichlich in einer Änderung des Massenmittelpunktes. Weitere Alternativen für die gewünschte Änderung der Dicke/Steifigkeit der Kerne im Herstellungszustand werden erläutert werden, einschließlich des unveränderten Massenmittelpunktes, was für Wandlereinrichtungen von Bedeutung sein kann, die eine Kolben- und eine Biegewellenwirkung kombinieren, wobei die Kolbenwirkung nachgewiesen am besten ist, wenn sie um den deckungsgleichen Massenmittelpunkt und geometrischen Mittelpunkt zentriert wird, um Momentdifferenzen aufgrund der Masseverteilung relativ zur Lage der Wandler und/oder aufgrund unausgeglichener Wirkungen des Luftdrucks zu vermeiden.
Der Massenmittelpunkt lässt sich natürlich problemlos verlagern, typischerweise in den geometrischen Mittelpunkt, indem den Paneelelementen selektiv Massen hinzugefügt werden, vorzugsweise ohne unzulässige Auswirkungen auf die gewünschte flächenmäßige Verteilung der Steifigkeit, d. h. die Massen müssen auch klein genug sein, damit die Biegewellenwirkung in den unteren Frequenzen nicht unzulässig beeinflusst wird und die Entkopplung von der akustischen Wirkung bei höheren Frequenzen wirksam bleibt, was z. B. durch kleine Gewichte möglich ist, die in geeigneter Weise halbelastisch in Löcher des Paneeles eingesetzt werden, die ebenfalls hinreichend klein sind, um die akustische Wirkung nicht unzulässig zu beeinflussen.
Eine zunehmende Steifigkeit in einer Richtung weg von oder hin zu einer Seite der 'natürlichen' Positionen für die Wandlerposition(en) gemäß der obigen PCT- Anmeldung oder eine abnehmende Steifigkeit in einer allgemein entgegengesetzten Richtung oder zur anderen Seite resultiert in Positionen der Wandlereinrichtungen allgemein in einer Richtung zu dieser einen Seite, die vorteilhafterweise zum geometrischen Mittelpunkt führt. Eine derartige Erhöhung/Verringerung der Steifigkeit kann hinsichtlich der resultierenden Kontur des Paneelelements komplex sein, einschließlich einer Verjüngung der zunehmenden Dicke/ Steifigkeit zum Rand des Paneelelements und/oder einer Neigung der verringerten Dicke/Steifigkeit, um z. B. eine im Wesentlichen gleichmäßige Randdicke des Paneelelements zu erhalten.
Zusätzlich oder alternativ wird ein erfinderischer Aspekt mindestens einer Gruppe bzw. eines Bündels in einem Paneelelement gesehen, die bzw. das zur akustischen Biegewellenwirkung mit einer Verteilung der Biegesteifigkeit über seine akustisch aktive Fläche in der Lage ist, wobei die Verteilung in keiner Richtung deckungsgleich um den Massenmittelpunkt und/oder den geometrischen Mittelpunkt des Paneelelements zentriert ist. Die Positionen der akustischen Wandlereinrichtungen, gleichgültig, ob es sich um solche für eine Biegewellenwirkung oder eine Kolbenwirkung handelt, können im Wesentlichen deckungsgleich sein, was häufig und vorteilhaft der Fall ist.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass es zwei Möglichkeiten gibt, nach denen die flächenmäßige Verteilung der Steifigkeit über ein Paneelelement betrachtet oder als zentriert behandelt werden kann, nämlich eine analog zur normalen Bestimmung des Massenmittelpunktes, d. h. indem ein erstes Biegemoment zu Null gesetzt wird, was einerseits einer hohen Steifigkeit entspricht (hierin deshalb als "hoher Mittelpunkt" der Steifigkeit bezeichnet), und die andere auf umgekehrte Weise, indem das erste Moment des reziproken Wertes der Steifigkeit zu Null gesetzt wird, was andererseits Schwäche oder einer geringen Steifigkeit (hierin deshalb als "tiefer Mittelpunkt" der Steifigkeit bezeichnet) entspricht. Bei Paneelelementen mit Isotropie oder Anisotropie wie speziell in der PCT-Anmeldung analysiert, sind diese angenommenen "hohen" und "tiefen" Mittelpunkte der Steifigkeit (so weit dies in diesem Zusammenhang von Bedeutung ist) tatsächlich deckungsgleich und fallen normalerweise auch mit dem Massenmittelpunkt und dem geometrischen Mittelpunkt zusammen, bei einem Paneelelement mit einer Steifigkeitsverteilung gemäß der vorliegenden Erfindung sind diese angenommenen "hohen" und "tiefen" Mittelpunkte der Steifigkeit in charakteristischer Weise beabstandet und typischerweise des Weiteren auch vom Massenmittelpunkt und vom geometrischen Mittelpunkt beabstandet.
Durch die Verwendung günstiger Verteilungen der Steifigkeit kann eine wirksame oder angenommene Verschiebung praktisch wirksamer Positionen für die Biegewellen-Wandlereinrichtung gegenüber den durch die bevorzugte Lehren/Analysen der PCT-Patentanmeldung vorgesehenen Positionen in andere Positionen erzielt werden. Eine derartige Verschiebung kann sinnvollerweise als Bewegung in Richtung des "niedrigen Mittelpunktes" der Steifigkeit betrachtet werden, also in derselben Richtung wie die gewünschte angenommene Verschiebung, und/oder als Bewegung weg vom "hohen Mittelpunkt" der Steifigkeit. Diese Betrachtungsweise einer solchen Verschiebung kann in sinnvoller Weise mindestens eine Referenzposition der baulichen Auslegung erbringen, um Änderungen der Biegesteifigkeit bei der gewünschten/erforderlichen entsprechenden Verteilung bereitzustellen. Die Biegesteifigkeit kann von einem solchen "niedrigen Mittelpunkt" nach außen zu den Rändern der betreffenden Paneelelemente variieren. Typischerweise kann die Steifigkeit in unterschiedlichen Beträgen und/oder mit unterschiedlicher Rate in mehreren Richtungen zuminndest zum "hohen Mittelpunkt" hin zunehmen.
In der Praxis mögliche Strukturen des Sandwichtyps mit Wabenzellen und Kern können die gewünschte Steifigkeitsverteilung aufgrund der veränderlichen individuellen Zellgeometrien im Herstellungszustand haben, ohne dass dies unbedingt zu erheblichen Auswirkungen auf die Verteilung und den Massenmittelpunkt führt. Die gewünschte flächenmäßige Verteilung der Steifigkeit ist somit durch Variationen der Zellen bezüglich einiger oder aller Querschnittsflächen der Zellen (oder sogar der Form), Zellhöhe (effektiv die Kerndicke) und Zellwanddicke einschließlich der gewünschten/erforderlichen Rate der Zunahme/Abnahme erreichbar. Eine variierende Biegesteifigkeit ohne Störung der Massenverteilung ist in einem solchen Zusammenhang möglich, z. B. durch Ändern der Zellwanddicke und der Zellhöhe für die gleiche Zellnennfläche und/oder durch Ändern der Zellfläche und/oder Zellhöhe bei gleicher Dicke der Zellwand und könnte natürlich durch Veränderung der Haut einschließlich einer variierenden Anzahl und/oder Art von Schichten verstärkt oder anderweitig beeinflusst werden.
Außerdem wird es als erfinderisch für Paneelelemente der vorliegenden Erfindung gesehen, dass diese mindestens "niedrige" Mittelpunkte der Steifigkeit und höchst wirksame Antriebspositionen haben, die entgegengesetzt hinsichtlich minimaler und maximaler Unterschiede der Laufzeiten zu den Paneelrändern für angenommene oder tatsächliche Biegewellen identifiziert und typisiert werden, bei denen angenommen wird, dass sie vom "niedrigen Mittelpunkt" der Steifigkeit bzw. von den Wandlerstellen ausgegangen sind.
Unter erneuter Bezugnahme auf den obigen zweiten Gesichtspunkt können Paneelelemente mit einer Steifigkeitsverteilung wie hier vorgesehen (die vielleicht als "exzentirisch" bezeichnet werden könnte) die Fähigkeit haben, sicherzustellen, dass ein solches Paneel mit einer bestimmten gegebenen oder gewünschten Form eine praktisch wirksame akustische Biegewellenwirkung aufweist, die bisher für diese betreffende Form, zumindest nicht gemäß irgendeines früheren sinnvollen Vorschlags, als nicht erreichbar galt. Bei der betreffenden Form kann es sich um ungünstige Formen handeln, die entweder mit bekannten günstigen Formen verwandt sind oder als solche behandelt werden können, so dass eine Annäherung an ein Merkmal der günstigen Form erfolgen würde.
Diese Erfindung betrifft in der Tat die Fähigkeit einer gewissen physikalisch verwirklichbaren flächenmäßigen Verteilung der Biegesteifigkeit für unregelmäßig geformte Paneelelemente, die zu einer akustischen Biegewellenwirkung in der Lage sind, um sicherzustellen, dass eine solche Wirkung eine zufriedenstellend verteilte Resonanzmodencharakteristik hat, und um praktisch wirksame Positionen für Biegewellen- Wandlereinrichtungen bereitzustellen (einschließlich mittels der Finite-Elemente-Analyse), ungeachtet eventueller als günstig bekannter angestrebter Formen, auf die auch nicht Bezug genommen wird. Die Vorgehensweise bei solchen Verfahren kann zumindest in gewissem Grad was die flächenmäßige Steifigkeitsverteilung betrifft pragmatisch, d. h. empirisch, sein, kann aber dadurch unterstützt werden, dass eine Analyse derselben mittels der Finite-Elemente-Analyse zumindest hinsichtlich der Bereitstellung "hoher" und "niedriger" Mittelpunkte der Steifigkeit wie hierin aufgezeigt durchgeführt wird, um positive (annähernd/ anziehend) und negative (entfernend/abstoßend) Wirkungen für die wirksamen Positionen der Wandlereinrichtungen innerhalb einer solchen flächenmäßigen Steifigkeitsverteilung zu erhalten, gleichgültig ob dies selbst analysierbar ist oder nicht.
In der Praxis zeigen sich nützliche Vorteile durch die Suche nach Konstrukten und/oder Transformationen, anhand derer Ableitungen von dem, was für bestimmte Paneelelementgeometrien und Strukturen als wirksam bekannt ist, gewonnen werden können, die dann für eine andere Paneelgeometrie/-struktur wirksam sein können und oft sind, insbesondere um strukturelle Spezifikationen für eine derartige unterschiedliche Paneelgeometrie angeben zu können, die die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen flächenmäßigen Steifigkeitsverteilung und Antriebspositionen der Wandler bietet.
Bei einem Ansatz, der hierin als erfinderisch gilt, haben sich die Bemühungen auf die Wandlerpositionen konzentriert, indem eine gewünschte oder gegebene Konfiguration des Paneelelements und eine vorliegende Geometrie des Paneelelements, von der die Wirksamkeit bekannt ist und für die eine detaillierte Analyse problemlos durchzuführen oder verfügbar ist, einer Zielgeometrie hypothetisch überlagert wird, so dass die gewünschte Wandlerzielposition mit der tatsächlichen, bevorzugten, wirksamen Wandlerposition der vorliegenden Geometrie zusammenfällt. Danach kann eine Abbildung der Biegesteifigkeit erstellt werden, so dass für beliebige oder jedes der gewählten Konstrukte relativ zu den nun zusammenfallenden Wandlerpositionen der Ziel- und der vorliegenden Geometrie und über derartige Geometrien die Verteilung der Biegesteifigkeit ermittelt werden kann, so dass die bekannte/auf einfache Weise analysierte Biegesteifigkeit der vorliegenden Paneelstruktur einer Transformation relativ zur Zielgeometrie unterzogen werden kann, um die im Wesentlichen gleiche, ähnliche oder skalierte Steifigkeitsverteilung wie in der vorliegenden Geometrie und eine akustisch erfolgreiche Biegewellenwirkung in der Zielgeometrie zu erhalten. Vielversprechende solche Konstrukte enthalten Linien, die von den deckungsgleichen Wandlerpositionen ausgehen und zu den/durch die Ränder der Ziel- und der vorliegenden Geometrien verlaufen (als würden sie z. B. Biegewellenübergänge/-traversen darstellen). Erwartete zugehörige Transformationen hängen von den relativen Längen der gleichen Konstruktlinien in den Ziel- und den vorliegenden Geometrien ab, und eine geeignete Beziehung, die typischerweise den Quotienten der Biegesteifigkeit (B) und der Masse pro Flächeneinheit (u), d. h. B/u, für Proportionalitätstransformationen beinhaltet, enthält die dritte und/oder vierte Potenz solcher Linienlängen zu den Rändern der Ziel- und der vorliegenden Geometrien. Für eine Zielgeometrie wird bevorzugt, zumindest für natürlicher gehalten, dass sie kleiner ist als eine zugehörige vorliegende Geometrie und des Weiteren für die Überlagerung bevorzugt ist, um zu versuchen, die Überschreitung der letztgenannten über die erstgenannte zu minimieren einschließlich der Minimierung der Transformationsverarbeitung. Obwohl im Allgemeinen ähnliche Typen der Ziel- und der vorliegenden Formen dadurch bevorzugt werden können oder eine günstige vorliegende Geometrie, die der ungünstigen Zielgeometrie am nächsten ist, wird es für die Zielgeometrie als praktikabel gesehen, wenn sie ganz erheblich von jedem erkennbaren Typ bekannter günstiger Konfiguration/Struktur verschieden ist.
Es ist der Fall, dass Paneele gemäß der obigen PCT-Anmeldung, die hinsichtlich der flächenmäßigen Biegesteifigkeit isometrisch und hinreichend untersucht/analysiert worden sind, gute Ausgangspunkte für die vorliegenden Geometrien/Strukturen sind. In der Tat beinhaltet ein anderer Konstrukt-/Transformationsansatz, der erfolgversprechend scheint, den Versuch der Abstimmung der Zielgeometrie/Struktur in der Art, dass die (nun gemeinsame) Wandlerposition die Biegesteifigkeit in der vorliegenden Geometrie/Struktur auf beide Seiten aufgeteilt wird. Des Weiteren könnten ähnliche oder verwandte Abbildungsschemata nicht nur zwischen unterschiedlichen Geometrietypen, sondern auch in dem Fall, in dem einer Zielgeometrie eines Typs eine solche Biegesteifigkeitsverteilung verliehen werden soll oder muss, dass sie einem anderen Typ Geometrie/Konfiguration ähnelt oder diesen nachahmt, verwendet werden, sofern der praktikable gegebene Typ Geometrie/Konfiguration (z. B. rechteckig, elliptisch) einen tief greifenden Einfluss auf die tatsächliche flächenmäßige Verteilung der Resonanzschwingungsmoden hat, deren nachhaltige Störung schwierig sein kann.
Für Lautsprecherelemente, die sowohl zur Kolben- als auch Biegewellenwirkung in der Lage sind, ist das Zusammenfallen der Position der Biegwellenwandlereinrichtung mit dem Massenmittelpunkt und dem geometrischen Mittelpunkt besonders wirksam, wenn einem einzigen Wandlergerät in einer Position gestattet werden soll, Kolbenantrieb und die Biegwellenerregung zu kombinieren und nach beiden zu arbeiten.
Es ist jedoch möglich, getrennte Wandler zu verwenden, einen nur für die Kolbenwirkung in den deckungsgleichen Mittelpunkten der Masse/Geometrie, und einen anderen zur beabstandeten Anordnung wie hierin geeignet vorgesehen nur für die Biegewellenwirkung, obwohl dann ein Massenausgleich durch hinzugefügte Massen erforderlich werden kann (wenn er nicht gleichzeitig mit der erforderlichen Verteilung der Biegesteifigkeit erfolgte).
Ein besonders interessanter Aspekt der Erfindung bezüglich eines einzigen Wandlers, der sowohl die Kolbenwirkung als auch die beabstandete Biegewellenwirkung, jedoch in beabstandeten Positionen ermöglicht, kann angewendet werden, wenn der Abstand durch die Position der Biegewellenwandler wie hierin erreicht wird (z. B. um der passenden Wandlerkonfiguration zu entsprechen) oder unterbleibt, was sich ohne Anwendung der obigen Aspekte der Erfindung ergibt.
Im Allgemeinen kann die Anwendung dieser Erfindung natürlich eine Massenverteilung bedeuten, wobei der Massenmittelpunkt gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt und/oder jeder Wandlerposition und dgl. versetzt ist. In der Tat können Änderungen der Biegesteifigkeit und/oder Masse über zumindest akustisch wirksame Flächen der Paneelelemente zahlreiche vorgeschriebene Arten und/oder Verteilungen haben, die im Allgemeinen in einer bestimmten Richtung zu den gewünschten von den bisherigen verschiedenen Enden progressiv verlaufen, und dies repräsentiert im Allgemeinen Anisotropie, die zumindest relativ zum geometrischen Massenmittelpunkt asymmetrisch ist; die Anwendung entspricht der obigen PCT-Anmeldung.
Praktische Aspekte der Erfindung enthalten eine Lautsprecherantriebseinheit mit einem Chassis, einem auf dem Chassis gehalterten Wandler, einer steifen leichten Paneelmembran, die treibend mit dem Wandler gekoppelt ist, und einer elastischen Randaufhängung, die die Membran umgibt und die Membran im Chassis haltert, wobei der Wandler so angeordnet ist, dass er die Membran kolbenartig bei relativ niedrigen Schallfrequenzen treibt, um eine Schallleistung zu erzeugen, und die Membran in Biegewellenwirkung bei höheren Schallfrequenzen in Schwingung versetzt, um die Membran zur Resonanzschwingung zu bringen, um eine Schallleistung zu erzeugen, wobei die Anordnung so ist, dass der Wandler mit dem Massenmittelpunkt und/oder dem geometrischen Mittelpunkt der Membran gekoppelt ist und die Membran eine solche Verteilung der Biegesteifigkeit einschließlich Änderung aufweist, dass das akustisch wirksame Resonanzverhalten der Membran resultiert (zumindest vorzugsweise versetzt gegenüber dem Massenmittelpunkt zentriert).
Die Membran kann eine kreisförmige oder elliptische Form haben und der Wandler kann mit dem geometrischen Mittelpunkt der Membran gekoppelt werden. Die Membran kann einen leichten Zellkern aufweisen, der sandwichartig zwischen gegenüberliegenden Häuten angeordnet ist, und eine der Häute kann über einen Rand der Membran hinaus verlaufen, wobei ein Randbereich der verlängerten Haut an der elastischen Aufhängung angebracht wird.
Der Wandler kann elektromagnetisch sein und eine bewegliche auf einem Spulenkörper angebrachte Spule aufweisen, wobei der Spulenkörper treibend mit der Membran verbunden ist. Eine zweite elastische Aufhängung kann zwischen den Spulenkörper und das Chassis geschaltet werden. Ein Ende des Spulenkörpers kann mit der Membran verbunden, die zweite elastische Aufhängung kann neben dem einen Ende des Spulenkörpers angeordnet, und eine dritte elastische Aufhängung kann zwischen das andere Ende des Spulenkörpers und das Chassis geschaltet werden.
Das Ende des Spulenkörpers neben der Paneelmembran kann so gekoppelt werden, dass es die Paneelmembran im Wesentlichen in einem Punkt treibt. Konische Mittel können zu diesem Zweck zwischen den Spulenkörper und die Paneelmembran geschaltet werden.
Der Spulenkörper kann einen elastischen Abschnitt aufweisen, der radial gegenüber einem starren Abschnitt versetzt ist, um die Membran kolbenartig anzutreiben und um einen außermittigen Resonanzantrieb für die Membran bereitzustellen.
In anderen Aspekten stellt die Erfindung einen Lautsprecher mit einer Antriebseinheit wie oben beschrieben bereit und/oder ist eine steife leichte Membranantriebseinheit für den Lautsprecher; die so ausgeführt ist, dass sie kolbenartig angetrieben und in Resonanzschwingung versetzt wird, wobei die Membran einen Massenmittelpunkt hat, der in ihrem geometrischen Mittelpunkt liegt, und einen Steifigkeitsmittelpunkt, der bezüglich des Massenmittelpunktes versetzt ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine beispielhafte spezifische Implementierung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
Fig. 1A-D eine Draufsicht und drei Umrissschnittansichten, die die gewünschte Positionierung des Biegewellenwandlers eines akustischen Paneelelements einschließlich der Kompression des verformbaren Kernmaterials oder der Profilierung des Kern- oder Verbundmaterials darstellen;
Fig. 2A, B, C eine Umrissgesamt- und Kernschnittansichten eines elliptischen akustischen Paneelelements;
Fig. 3A, B, C ähnliche Ansichten eines anderen elliptischen Paneelelements;
Figur. 4A, B, C ein akustisches Paneelelement mit ungünstiger Kreisform, das durch teilelliptische Nuten-/Schlitzbildung günstiger gemacht wurde, und Modellverteilungsgraphen ohne und mit derartigen Nuten/Schlitzen;
Fig. 5A, B, C Diagramme zur Erläuterung möglicher Abbildungen/ Konstrukte/Transformationen zur Ableitung der Steifigkeitsverteilung für die gewünschte oder Zielgeometrie eines rechteckigen Paneelelements und eine Schnitt-/Profildarstellung der Ergebnisse;
Fig. 6A, B, C Graphen, die hinsichtlich der Methodik nach Fig. 5 von Interesse sind;
Fig. 7A, B eine Seiten- und Draufsicht in Schnitt einer Ausführungsform einer Lautsprecherantriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13A, B Seitenansichten im Schnitt einer anderen Lautsprecherantriebseinheit und einer Modifikation;
Fig. 9A, B Seitenansichten im Schnitt einer anderen Lautsprecherantriebseinheit und einer Modifikation;
Fig. 10A, B perspektivische Ansichten einer Lautsprecherantriebskopplung oder eines Aktuators für die beabstandete Anwendung der Kolben- oder Biegewellenwirkung und Einzelheiten der Anordnung an einem Membran-/Paneelelement; und
Fig. 11A, B Beziehungen zwischen derartigen Wirkungen und die Überschneidungsfrequenz.

SPEZIFISCHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zunächst sei auf Fig. 1A verwiesen, die ein im Wesentlichen rechteckiges akustisches Paneelelement 10A mit verteilen Moden darstellt, wie es sich direkt aus den Lehren der obigen PCT- und britischen Patentanmeldungen ergibt, bei dem somit die "natürliche" Position 13 für die Biegewellenwandlereinrichtung beabstandet vom geometrischen Mittelpunkt 12 und außerhalb der wahren Diagonale liegt, wie mit der gestrichelten Linie 11 angegeben. Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung soll die Wandlerposition 13 jedoch im geometrischen Mittelpunkt 12 des Paneelelements 10A liegen, d. h. so dass sie entlang der durchgezogenen Linie 15 verschoben erscheint, was durch eine geeignete flächenmäßige Verteilung der Biegesteifigkeit des Paneelelements erreicht wird. Zu diesem Zweck wird die Biegesteifigkeit nach einer Seite (rechts in Fig. 1A) und zur gegenüberliegenden Seite (links in Fig. 1C) des geometrischen Mittelpunktes 12 und der "natürlichen" Wandlerposition 13 relativ erhöht oder verringert, speziell entlang der Linie 15 und ihrer Verlängerungsgeraden 15G bzw. 15L.
Fig. 1B ist ein Umrissschnitt entlang der Linie 15 mit den Verlängerungen 15G und 15L und zeigt die gleiche Situation wie Fig. 1A, d. h. die "natürliche" Wandlerposition 13B ist gleichermaßen zum geometrischen Mittelpunkt 12B des Paneelelements 10B mit verteilten Moden beabstandet; siehe Projektionslinien 12P, 13P. Fig. 1B zeigt keine Einzelheiten der tatsächlichen Struktur des Paneelelements 10B, jedoch die Alternativen der monolithischen Ausführung; siehe durchgezogene Umfangslinien 16X, Y oder der Sandwichausführung; siehe gestrichelte innere Umfangslinien 17X, Y, die mit den inneren Kern 18 verklebte Häute darstellen, der typischerweise (wenn auch nicht notwendigerweise) vom Zellschaumstoff- oder Wabentyp mit durchgängigen Zellen ist.
Fig. 1C zeigt die Verwendung eines Kerns 18C aus einem verformbaren, speziell komprimierbaren Material, das auf eine geringere Dicke gequetscht werden kann, was für zahlreiche Zellschaumstoffmaterialien typisch ist, die sich als akustische Paneelelemente für verteilte Moden eignen, und was bei Fig. 1C angenommen wird. Ein derartiges Quetschen wird dadurch angezeigt, dass die Dicke des Kerns 18C von rechts nach links in Fig. 1C abnimmt und sich seine Zellen von rund im voll geöffneten Zustand (19X) zu abgeflacht (19Y) ändern. Es ist natürlich nicht unbedingt erforderlich, dass diese Zellen gleiche ähnliche Größe oder eine regelmäßige Anordnung haben, oder dass sie bei der maximalen Dicke im voll geöffneten Zustand rund sind (geeignete Schaumstoffmaterialen sind häufig vom teilweise komprimierten Schaumstofftyp). Der Kern 18C ist des Weiteren mit Häuten 17A, B dargestellt. Es ist machbar, sogar normal, dass das Kernmaterial 18C auf das gewünschte Profil verformt wird, bevor die Häute 17A, B mit ihm verklebt werden, aber nicht unbedingt erforderlich, sofern das Paneelelement 10C nach der Druckverformung mit den aufgebrachten Häuten 17A, B eine einwandfreie akustische Wirkung für verteilte Moden erbringt. Die resultierende größere oder kleinere Dicke des Kerns 18C und des Paneelelements 10C entspricht der höheren oder niedrigeren Biegesteifigkeit; bei diesem dargestellten Profil der progressiven Dicke bzw. Steifigkeit verhält sich die Änderung so, dass ein Zusammenfallen der Wandlerposition 13C mit dem geometrischen Mittelpunkt 12C (siehe Pfeil 13S und die mit einem Kreis umgebenen Bezugszeichen 12C, 13C) verursacht wird. Die Quetschverformung erfolgt normalerweise mit Wärmeunterstützung und unter Verwendung einer geeigneten profilierten Druckplatte. Der Massenmittelpunkt des Paneelelements 10C ändert sich nicht, d. h. der Massenmittelpunkt bleibt deckungsgleich mit dem geometrischen Mittelpunkt 12C, der nun auch mit der Wandlerposition 13C zusammenfällt.
Ist der Beitrag der Kerndichte gering, d. h. die Biegesteifigkeit ist dominant, kann der lineare Faktor des Kernmassenbeitrags vernachlässigt und die gewünschte flächenmäßige Dickeverteilung erzielt werden, indem die Dicke eines isotropen Kerns aus Polymerschaumstoff oder einer Wabensandwichstruktur oder einer monolithischen Struktur ohne Haut und Kern geformt wird; jede derartige Struktur kann aufgebaut, bearbeitet oder geformt werden wir hierin beschrieben.
Fig. 1D zeigt das akustische Paneelelement 10D für verteilte Moden mit einem progressiven Relief seiner unteren Oberfläche, so dass sich seine Dicke mit einem ähnlichen Profil wie dem von Fig. 1C verringert. Ein derartiges Profil kann für den gleichen beabsichtigten Effekt etwas verschieden sein, d. h. die Erzielung des Zusammenfallens der Wandlerposition 13D mit dem geometrischen Mittelpunkt 12D, z. B. je nach Verwendung des/der Materials/Materialien für das Paneelelement 10D. Solche Materialien können monolithische verstärkte Verbundmaterialien oder jede Art Zellmaterial. typischerweise dann ein mit einer Haut versehener Kern sein, einschließlich des Wabentyps mit von Haut zu Haut durchgängigen Zellen. Die zellenartige Schaumstoffstruktur 19Z aus Fig. 1D könnte der Verwendung eines Schaumstoffmaterials entsprechen, das nicht gequetscht werden soll oder das sich nicht zum Quetschen eignet; es soll jedoch nur angegeben werden, dass keine wesentliche Dichteänderung vorliegt. Natürlich muss dann eine Änderung der Massenverteilung und des Massenmittelpunktes des Paneelelements 10D vorgenommen werden, da dieser vom geometrischen Mittelpunkt beabstandet sein wird, im Allgemeinen in Richtung des Pfeils cm. Um das Zusammenfallen des Massenmittelpunktes mit dem geometrischen Mittelpunkt 12D zu erzielen, ist das Paneelelement 10D mit mindestens einer zusätzlichen Ausgleichsmasse 22 dargestellt, die in vorzugsweise einer Blindaufnahmebohrung 23 vorzugsweise durch halbelastische Mittel 24 beispielsweise in einer auf geeignete Weise mechanisch oder klebend befestigten Buchse oder Hülse untergebracht wird, so dass ihre Trägheitsverformung progressiv bei höheren Frequenzen der gewünschten Schwingungsverteilung vom Paneelelement 10D entkoppelt wird. Es können mehr als eine Ausgleichsmasse 22 vorgesehen werden, z. B. in einem Winkel unter 180º zur gedachten Verlängerungslinie 15L oder in einer anderen Anordnung, und sie brauchen auch nicht die gleiche Masse zu haben, sondern können z. B. von der Linie 15L weg progressiv kleiner werdende Massen haben.
Im einfachsten Fall kann die Dicke einfach entlang dem Schnitt in Figur iß konisch verlaufen, obwohl eine komplexere konische Form normal ist, einschließlich einer gemeinsamen gleichen Randdicke und/oder progressiv weniger weit von der Linie 15 -15G, L entfernt. Geometrische Beziehungen der Biegefrequenz zur Größe sind zu berücksichtigen. Bei jeder gegebenen Form werden durch eine zunehmende Größe die Grundschwingungsfrequenzen gesenkt und umgekehrt. Eine effektive Verschiebung der bevorzugten Wandlerposition kann als Äquivalent zur Kürzung der effektiven Paneelgröße relativ zur Biegung entlang der Richtung einer solchen Verschiebung gesehen werden.
Wie aus Fig. 2A bis C und 3A-C ersichtlich ist, haben alle Paneelelemente eine allgemein elliptische Form, wobei die mit Bezugszeichen 20A, 30A gekennzeichneten isotrop sind, ihr geometrischer Mittelpunkt und Massenmittelpunkt also bei 25, 35 zusammenfallen. In dem Ausmaß, in dem dies für isometrische Paneelgeometrien und -strukturen bedeutsam ist, ist die Steifigkeitsverteilung ebenfalls in 25, 35 zentriert - sei es als "hoher Mittelpunkt" (Steifigkeit als solche) oder als "tiefer Mittelpunkt" (Weichheit oder Elastizität). Darüber hinaus zeigen Fig. 2A, 3A bei 26, 36 eine bevorzugt gute oder beste Position (wie in der obigen PCT-Anmeldung) für einen Biegewellenwandler, die für das gewünschte akustische Resonanzmodenverhalten des Paneelelements 20A, 30A z. B. als oder in einem Lautsprecher wirksam ist.
Nunmehr sei auf Fig. 2B, C und 3B, C verwiesen, in denen die Mittelpunkte der Paneele 20B, 30B nunmehr mit 25, 26 und 35, 36 gekennzeichnet sind und immer noch sowohl dem geometrischen Mittelpunkt als auch dem Massenmittelpunkt (25, 35), aber nun außerdem der akustisch wirksamen Position (26, 36) des Biegewellenwandlers entsprechen. Verglichen mit Fig. 2A, 3A sind die Wandlerpositionen 26, 36 wirksam durch eine Verteilung der Biegesteifigkeit verschoben worden und die damit einhergehende Verschiebung des "hohen" und "tiefen" Mittelpunktes ist bei 27, 28 und 37, 38 allgemein entgegengesetzt zu den geometrischen Mittelpunkten 25, 35 dargestellt. Diese andere asymmetrische Steifigkeitsverteilung wird durch progressive Änderungen der Zellen 29, 30 insbesondere hinsichtlich ihrer Höhe und somit der Dicke der Paneelelemente 20A, 30A erzielt, oder hinsichtlich ihrer Flächen und Wanddicken, aber nicht hinsichtlich ihrer Populationsdichte (siehe Fig. 3B, c), wodurch die gewünschte Steifigkeitsverteilung erzielt wird, ohne eine zumindest funktionale erhebliche Störung der Massenverteilung, so dass der Massemittelpunkt nunmehr sowohl mit dem geometrischen Mittelpunkt als auch mit der Wandlerposition (25, 26; 35, 36) zusammenfällt.
Es gibt weitere mögliche Ansätze zur Variierung der Steifigkeit und somit der flächenmäßigen Verteilung, z. B. durch Einführung unebener Formen wie Biegungen, Krümmungen etc., die die Steifigkeit auf allgemein bekannte Weise beeinflussen, oder Nuten, Schlitze oder Riefen zur Verringerung der Steifigkeit oder Rippenausbildungen zur Erhöhung der Steifigkeit, einschließlich der progressiven Ausbildung beabstandeter Folgen solcher konstruktiven Maßnahmen z. B. entlang der Linienver- längerungen 15G, L in Fig. 1A (nicht dargestellt, aber z. B. mittels der Finite- Elemente-Analyse berechenbar).
Fig. 4A zeigt eine andere Anwendung der Ausformung von Nuten, Schlitzen oder Riefen in der Oberfläche, speziell zur Verbesserung der Biegewellenwirkungen bei verteilten Moden für ein akustisches Paneelelement 40A, die eigentlich eine Konfiguration oder Geometrie hat, nämlich kreisförmig, von der bekannt ist, dass sie für ein akustisches Paneelelement mit verteilten Moden ungünstig ist, speziell was die zentrale Position der Erreger-Wandlereinrichtung betrifft. Diese bekannte unzureichende Leistungseigenschaft wird in Fig. 4B durch die Modenfrequenzverteilung dargestellt, was für den Fachmann sofort erkennbar und verständlich ist, insbesondere bezüglich des konzentrischen Schwingungsmusters. Eine deutliche Verbesserung ist aus Fig. 4C ersichtlich, die durch Nuten-, Schlitz- oder Riefenbildung erzielt wurde, was bei 41 in Form eines Teils einer Ellipse dargestellt ist, d. h. in einer Klasse Konfigurationen/Geometrien, von denen bekannt ist, dass sie einige äußerst günstige akustische Paneelelemente für verteilte Moden enthalten (wie in obigen Fig. 2, 3), wenn auch nicht genau entsprechend einer solchen bekannten vorteilhaften bestimmten Ellipse. Der Einfluss auf die modale Wirkung der unteren Frequenzen ist jedoch deutlich besser verteilt als die Symmetrie der einfachen zentral erregten Kreisformen, und die modale Wirkung der höheren Frequenzen kann sich über die offenen Enden der Nut 41 hinaus ausbreiten. Die Form der Nut 41 wurde mittels der Finite-Elemente-Analyse entwickelt, siehe dargestellte komplexe Elementstrukturierung, wobei solche Techniken von allgemeinem Wert bei der Detailimplementierung der hier vorliegenden Lehren sind. Weniger stark gekrümmte Ausbildungen, die relativ zum Mittelpunkt eines kreisförmigen Paneelelements asymmetrisch beabstandet sind, sind ebenfalls viel versprechend und sollten durch eine weiter gehende Finite-Elemente-Analyse verfeinert werden.
Fig. 5A, B zeigen Konstrukte und Transformationen, die den obigen sehr ähnlich sind, speziell für rechteckige Ziel- (51A, B) und vorliegende (52A, B) Konfigurationen/Geometrien. Die Konstruktlinien 53A, B, die entsprechend unterschiedlicher Längen und gewünschter/erforderlicher Biegesteifigkeiten verarbeitet worden sind, zeigen eine äußerst viel versprechende Wirksamkeit des Ansatzes, zumindest was die Anwendung auf Formen des gleichen Rechtecktyps betrifft. Die Methodik von Fig. 5B ist besonders attraktiv, da die vorliegende Konfiguration/ Geometrie 52B wirksam aus der in einer Ecke platzierten Ziel-Konfiguration/Geometrie 51B konstruiert wird, so dass eine bevorzugte Wandlerposition 54B einer hinreichend untersuchten und analysierten isometrischen Form 52B einfach mit dem geometrischen Mittelpunkt der Zielform 51B zusammenfällt. Fig. 5C zeigt einen typischen Schnitt durch ein Zielelement 50 der Zielform 51A, der aus der Methodik gemäß Fig. 5B resultiert.
Die Prüfung des Quotienten B/u oder der Parameterwerte B und/ oder u, insbesondere eines allein, wobei der andere konstant gehalten wird, in den verschiedenen radialen Richtungen 53B und die mathematische Abbildung vom Paneel mit der Form 52B zum Paneel der Form 51B gestattet die Berechnung der Steifigkeitsverteilung in diesen Richtungen (53B), wobei außerdem eine Potenzbeziehung mit der vierten Potenz der Länge und der zweiten oder dritten Potenz der Dicke verwendet wird, je nachdem, ob die erforderliche Biegesteifigkeit für ein Paneel mit eine Haut aufweisenden Sandwichkern oder für eine ungehäutete monolithische Struktur aus massivem Verbundmaterial ohne Haut gilt.
Fig. 6A zeigt radiometrische Ergebnisse der Längenabbildung für die Methodik nach Fig. 5B und Fig. 6B zeigt die relative Beziehung des erforderlichen (Ziel-) Biegeverhaltens zu den radiometrischen Ergebnissen der Fig. 6A und der Materialeigenschaften, speziell der Steifigkeit allein, auf Basis der vierten Potenz der Länge (durchgezogene Linie), der Dicke einer Sandwichstruktur in der zweiten Potenz (gepunktete Linie) und der Dicke einer monolithischen Struktur in der 4/3-Potenz (gestrichelte Linie). Bei einer Sandwichstruktur würde die Hautsteifigkeit (Zugfestigkeit) außerdem die vierte Potenz der Länge und die Hautdicke eine 4/3-Potenz beinhalten. Fig. 6C zeigt die Abbildung der Modendichte mit 3% Dämpfung für ein quadratisches Ziel-Paneelelement, ohne Verteilung der Biegesteifigkeit, einem vorliegenden Seitenverhältnis des isometrischen Paneelelements gemäß der obigen PCT-Anmeldung von 1,134 : 1, d. h. mit einer Korrektur relativ zu nur einer Seitendifferenz, und das quadratische Paneel, das durch die Verteilung der Biegesteifigkeit gemäß der Hautparameter, speziell der Dicke (h) und des Youngschen Moduls (E) verbessert wurde.
Wie aus Fig. 7A und 7B ersichtlich ist, weist eine Lautsprecher-Antriebseinheit ein Chassis 71 in Form eines offenen Gehäuses auf, das die Form eines flachen kreisförmigen Korbes oder einer Schüssel hat, wobei ein nach außen ragender Umfangsflansch 71F mit Löchern versehen ist, so dass die Antriebseinheit an einer Bespannung (nicht dargestellt), z. B. in einem Lautsprechergehäuse (nicht dargestellt) auf eine allgemein herkömmliche Weise angebracht werden kann. Das Chassis 71 trägt einen Wandler 72 in Form eines elektrodynamischen Antriebsmotors, der einen Magneten 73 aufweist, der zwischen Polstücken 74A, B angeordnet ist und einen Ringspalt bildet, in dem ein rohrförmiger Spulenkörper 75 angebracht ist, der eine Spule 75C trägt, die das bewegliche treibende Kopplungs- oder Betätigungselement des Motors bildet.
Der Spulenkörper ist an elastischen Aufhängungen 76A, B an seinen gegenüberliegenden Enden angebracht, um den Spulenkörper 75 in einer axialen Bewegung im Spalt der Magnetanordnung zu führen. Ein Ende des Spulenkörpers 75 ist beispielsweise durch Verkleben 77 mit der hinteren Fläche eines leichten starren Paneels 70 befestigt, das eine Schallstrahlermembran der Lautsprecher-Antriebseinheit bildet, und das einen leichten Zellkern 70C z. B. aus Wabenmaterial aufweist, der zwischen einander gegenüberliegenden Häuten 70F, R angeordnet ist. Das Paneel 70 entspricht allgemein der hierin enthaltenen Lehre, speziell bezüglich der Steifigkeitsverteilung, die ein Zusammenfallen des Massenmittelpunktes und der bevorzugten Biegewellenerregerposition im geometrischen Mittelpunkt bietet. Beim dargestellten Beispiel hat die vordere Haut praktischerweise eine herkömmliche Kreisform, die mit der Kontur integriert ist und in manchen Fällen wirksam in die Umgebung/Aufhängung übergeht. Die hintere Haut wird rechteckig gewählt, um ein Verbundpaneel zu bilden, das der Lehre der verteilten Moden entspricht (es kann direkt durch den Differentialkoppler der Fig. 10A und 10B angetrieben werden).
Für einen einfachen zentralen oder einen einem zentralen Antrieb gleichwertigen Antrieb wird das Paneelprofil für verteilte Moden mit bevorzugter Modenverteilung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgelegt, die z. B. durch die kontrollierte flächenmäßige Steifigkeit erzeugt wird, so dass der modale Antriebspunkt oder die modale Antriebszone im oder nahe dem geometrischen Mittelpunkt und dem Massenmittelpunkt liegt. Somit wird ein guter modaler Antrieb bei höheren Frequenzen und eine Kolbenwirkung bei niedriger Frequenzen für einen Antrieb mit herkömmlicher Konstruktion und Geometrie erreicht.
Die vordere Haut 70F des Paneels 70 ist über den Rand des Paneels hinaus verlängert und ihr Umfangsrand ist an einer Umfangswulst oder Aufhängung 77 befestigt, die vom Chassis 71 gehaltert wird, wodurch sich das Paneel frei in der Art eines Kolbens bewegen kann. Der Wandler 72 ist so angeordnet, dass er das Paneel 70 bei niedrigen Frequenzen kolbenartig bewegt, und bei hohen Frequenzen in Schwingung versetzt, um das Paneel mit Biegewellen zu beaufschlagen, wodurch es wie oben ausführlich erörtert in Resonanz schwingt.
Die in Fig. 8A und 8B dargestellten Anordnungen sind den oben beschriebenen allgemein ähnlich, mit der Ausnahme, dass in diesen Fällen das Chassis 81 noch flacher ist, der Motor 82 sich größtenteils außerhalb des Chassis 81 befindet und sich der Koppler-/Aktuatorspulenkörper 85 in das Chassis erstreckt mit der daraus folgenden Modifizierung seiner Aufhängung 86. Die Modifizierung gemäß Fig. 9B beinhaltet die Verwendung eines kleineren Neodymmotors 82 N und die Verringerung des Querschnittsendes 85A des Spulenkörpers 85.
Die in Fig. 9A und 9B dargestellten Anordnungen sind denen von Fig. 8A und 8B sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass das verlängerte Ende 95A, B des Spulenkörpers 95 mit einem [einzigen] konischen f-Doppelabschnitt ausgeformt ist, wobei das spitze Ende 95P an der hinteren Fläche der leichten starren Paneelmembran 90 in deren geometrischen Mittelpunkt befestigt ist.
Fig. 10A, B zeigen einen Membrankoppler/-aktuator 101, bei dem es sich praktischerweise um einen Spulenkörper eines Antriebsmotors (nicht dargestellt) handelt, der einen gekrümmten Hauptumfangsteil 108 seines Antriebsendes hat, der an einem starren leichten Paneel 100 aus einem halbelastischen Material bei (107) befestigt ist, wobei der gekrümmte Umfangsteil 109 desselben Endes starr ist. Der auf das Paneel 100 wirkende Antrieb ist bei niedrigen Frequenzen über beide gekrümmte Endteile 108, 109 kolbenartig. Bei hohen Frequenzen erregt der Koppler/Aktuator die Biegewellenwirkung durch den kleineren Teil 109 und somit Schwingungsenergie im Paneel 100 an einer gegenüber der Achse des Kopplers/Aktuators 105 versetzten Position. Aufgrund seiner halbelastischen Art bleibt der größere gekrümmte Umfangsendteil 108 bei hohen Frequenzen im Wesentlichen ruhig. Die wahre Betätigungsposition des Antriebs ist somit frequenzabhängig, obwohl der Antrieb auf die gleiche Weise und durch die gleiche Einrichtung 105 erfolgt.
Der einfache dargestellte Fall eines direkten Kopplungsabschnitts und eines halbelastischen Abschnitts kann auf mehrere feste Kontaktpunkte und komplexere halbelastische Anordnungen erweitert werden, z. B. können zwei oder mehr bevorzugte Wandlerpositionen des Paneels mit verteilten Moden vorgesehen werden. Der halbelastische Abschnitt kann konisch oder abgestuft oder mehrfach hinsichtlich Dicke oder Masse gestuft sein, um eine Skala der gekoppelten Steifigkeit bereitzustellen, die interaktiv mit den akustischen Leistungskriterien des Paneels berechnet wird, um die Gesamtleistung zu verbessern, wobei entweder ein akustisches Paneel mit verteilten Moden und einer Biegewellenwandlerposition, die von geometrischen Mittelpunkt/Massenmittelpunkt beabstandet ist, um einer passenden Struktur des Kopplers/Aktuators 105 zu entsprechen, vorgesehen wird, oder wobei letzterer den Wandlerpositionen der obigen PCI- und der britischen Patentanmeldung entspricht.
Ein derartiger Differentialfrequenzkoppler 105 kann mit der üblichen Motorspule verwendet werden, die in elektrodynamischen Erregern eingesetzt wird. Während ein solcher Koppler 105 ein getrenntes Bauteil mit vorgegebener Größe oder vorgegebenem Durchmesser sein kann, ist es praktisch, ihn als Teil der Befestigungsebene einer Motorspule mit ähnlichem Durchmesser zu sehen, die wie oben angegeben so gewählt werden kann, dass sie eine oder mehrere der bevorzugten Antriebs- Wandlerpositionen umfasst, speziell am (an den) starren Endteil(en) 108 und von diesem/diesen erregt, da das beabsichtigte Ansprechen bei höheren Frequenzen durch Biegemodenschwingung in einem akustischen Paneelmembranelement 100 mit verteilten Moden erfolgt. Bei niedrigeren Frequenzen erlangen die halbelastischen Teile/ Einsätze 108 einen größeren Anteil und bringen nach und nach den gesamten Umfang des Aktuators/ Kopplers 105 in eine ausgeglichene Wirkung im Massenmittelpunkt und somit in einen einwandfreien Kolbenbetrieb bei niedrigen Frequenzen. Die Grundbiegefrequenz des Paneelelements 100 und die Elastizität der Aktuator- /Kopplerteile 108 werden so gewählt, dass ein einwandfreier glatter Übergang der Schallleistung von den Kolbenwirkungs- zu den Biegeschwingungszonen des Frequenzbereichs ermöglicht wird. Ein solcher Übergang kann durch Mehrfachstufung des/der Teils (Teile) 108 oder durch eine konische Ausführung wie bei 108A dargestellt unterstützt werden.
Das Verständnis der Funktionsweise dieses Kopplers 108 wird durch Fig. 11A unterstütz, die die beabsichtigte Variation der auf das akustische Paneel einschließlich in der Zone der Überschneidungsfrequenz wirkenden Geschwindigkeit darstellt. Bei niedrigen Frequenzen trägt/tragen das/die halbelastische(n) Teil(e) 108 auf eine ausgeglichene kolbenartige Weise effektive Leistung zum Paneelelement 100 bei. Diese Kolbenwirkung schwächt sich mit zunehmender Frequenz ab, während die mechanische Impedanz des schwingenden Paneelelements 100 vorherrschend und bei bevorzugten exzentrischen Positionen erregt wird. Der aktive Geschwindigkeitsbeitrag bei höheren Frequenzen entsteht also aus den starren versetzten Sektoren des Kopplers.
Fig. 11B zeigt die Verschiebung der effektiven Variation des kolbenartigen Antriebs und der Erregungspunkte bei verteilten Moden in Abhängigkeit von der Frequenz. Bei niedrigen Frequenzen liegt der Antriebspunkt der Kolbenwirkung vorherrschend im geometrischen Mittelpunkt und im Massenmittelpunkt. Mit höher werdender Frequenz erfolgt ein Übergang zu einem gegenüber dem Mittelpunkt versetzten Biegewellenerregungspunkt, der durch die geeignete Wahl der Paneelkonstruktion sowie einer komplexen Koppler-/Aktuator-Durchmesser und -Teilegeometrie ausgerichtet wird, um den Antrieb im oder nahe dem bevorzugten Punkt bei verteilten Moden für eine günstige Verteilung der Schwingungsmoden zu lokalisieren.
Bei den obigen Fig. 7A, B würden Biegewellenwandlereinrichtungen dieses Typs mit einem Gesamtdurchmesser zwischen 150 und 200 mm "natürliche" Wandlerpositionen eines Paneelelements für verteilte Moden mit zufriedenstellendem Biegemodenverhalten im Bereich ab 150 Hz bis 500 Hz betreiben. Die Kolbenwirkung wird ab niedrigeren Frequenzen z. B. ab 30 Hz für eine geeignete akustische Aufhängung wirksam und im oberen Bereich abnehmen, wenn das Paneelelement in den Biegemodusbereich übergeht.
Die Differentialfrequenzfähigkeit der Koppler gemäß dieser Erfindung gestattet kleinste Verfeinerungen der Verwendung akustischer Paneelelemente für verteilte Moden. Bei einem gegebenen Paneel kann beispielsweise eine Änderung des Antriebspunktes in Abhängigkeit von der Frequenz zum Zwecke der Frequenzsteuerung bei bestimmten Anwendungen als wünschenswert gesehen werden, wie etwa eine Befestigung nahe der Wand in kleinen Gehäusen und ähnlichen den Frequenzbereich modifizierenden Umgebungen. Es kann mehr als eine Abstufung und/oder Größe/Fläche der halbelastischen Teile oder Einsätze für geeignete Kopplergeometrien vorgesehen werden, um eine allmähliche oder schrittweise Bewegung zwischen mehreren oder den meisten Antriebspunkten des modalen Musters in Abhängigkeit von der Frequenz vorzunehmen und den abgestrahlten Schall vorteilhaft zu modifizieren.

Claims

1. Akustische Vorrichtung mit einem Element (10A, 10B, 10C, 10D, 20A, 20B, 30A, 30B, 40A), das sich quer zu seiner Dicke erstreckt und dazu in der Lage ist, Biegewellen aufrechtzuerhalten, die eine daraus resultierende akustische Wirkung aufgrund einer Flächenverteilung von Resonanzmoden natürlicher Biegewellenschwingungen über seine Oberfläche übereinstimmend mit einer geforderten erzielbaren akustischen Wirkung des Elements über einen gewünschten akustischen Betriebsfrequenzbereich verursachen, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (10A/B/C/D, 20A/B, 30A/B, 40A) eine Biegesteifigkeitsverteilung aufweist, die über die Fläche des Elements variiert, um das Element für die Flächenverteilung von Resonanzmoden für die akustische Wirkung günstig zu gestalten, wobei die Variation der Biegesteifigkeit eine relativ höhere bzw. geringere Biegesteifigkeit auf verschiedenen Seiten der Position (13, 13B/C/D, 26, 36) für eine Biegewellenwandlereinrichtung umfasst, und der Mittelpunkt der Biegesteifigkeit des Elements vom geometrischen (12, 128, 12C, 12D) Mittelpunkt des Elements versetzt ist.

2. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Schwerpunkt (25, 35) des Elements in seinem geometrischen Mittelpunkt (25, 35) angeordnet ist.

3. Akustische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Variation der Biegesteifigkeit eine relativ höhere bzw. geringere Biegesteifigkeit auf verschiedenen Seiten des geometrischen (12, 12B, 12C, 12D) Mittelpunkts des Elements oder der Fläche umfasst.

4. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei der die Biegesteifigkeitsverteilung ein Hoch (27, 37) und ein Tief (28, 38) auf den verschiedenen · Seiten aufweist.

5. Akustische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der größere oder kleinere Dicken des Elements höheren bzw. geringeren Steifigkeiten der Biegesteifigkeitsverteilung entsprechen.

6. Akustische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Element eine zusätzliche selektiv vorgesehene Masse (22) oder Massen aufweist, die im wesentlichen keine Auswirkung auf die gewünschte akustische Wirkung haben.

7. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die oder jede zusätzliche Masse (22) eine ausreichend geringe Masse aufweist, dass die akustische Wirkung niedrigerer Frequenz im wesentlichen unbeeinflusst ist, und eine Verbindungseinrichtung mit dem Element aufweist, die im wesentlichen dazu dient, die oder jede zusätzliche Masse für die akustische Wirkung bei höherer Frequenz zu entkoppeln.

8. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, bei der die zusätzliche(n) Masse(n) so angeordnet sind, dass sich der Schwerpunkt (25) des Elements mit der zusätzlichen Masse (22) an einer gewünschten Position des Elements befindet.

9. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die gewünschte Position mit dem geometrischen Mittelpunkt (25) des Elements zusammenfällt.

10. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Element (10B, 10C) einen Schichtaufbau mit Häuten (17X, Y, 17A, B) auf einem Kern (18, 18C) hat, der Zellen festlegende Wände aufweist, die sich über eine variierende Dicke zwischen den Häuten (17X, Y, 17A, B) erstrecken und Zellen (19X, Y, 29, 39) mit unterschiedlicher Querschnittsgröße festlegen, um die vorgegebene Massenverteilung über das Element bereitzustellen.

11. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Element (10B, C) einen Schichtaufbau mit Häuten (17X, Y, 17A, B) auf einem Kern (18, 18C) hat, der Zellen festlegende Wände aufweist, die sich über eine variierende Dicke zwischen den Häuten erstrecken, und in dem die Zellen festlegenden Wände verschiedene Dicken aufweisen, um die vorgegebene Massenverteilung über das Element bereitzustellen.

12. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der die vorgegebene Massenverteilung im geometrischen Mittelpunkt des Elements oder der Fläche konzentriert ist.

13. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Variation der Biegesteifigkeit mindestens eine lokale Anpassung des Elements (40A) umfasst, die ein(e) relative(r) schwächende(r) Nut (41), Schlitz oder Schnitt in dem Element (40A) ist.

14. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der lokale Variationen der Biegesteifigkeitsverteilung teilweise eine nicht umgrenzte Subgeometrie des Elements festlegen, und die Anordnung günstig für eine akustische Wirkung von Biegewellen mit einer in gewünschter Weise wirksamen Flächenverteilung niedrigerer Frequenzmoden biegewellenabhängiger Schwingungen relativ zur Position für die Biegewellenwandlereinrichtung ist.

15. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die lokalen Variationen der Biegesteifigkeitsverteilung höhere Frequenzmoden biegewellenabhängiger Schwingungen über ihre lokalen Variationen hinaus zulassen.

16. Akustische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Element einen Aufbau, mit einer Haut (17X, Y, 17A, B) aufweist und die Biegesteifigkeitsvariation durch eine Variation des (der) Parameter(s) der Haut erhalten wird.

17. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Dicke der Haut ein solcher Hautparameter ist.

18. Akustische Vorrichtung nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, bei der der Elastizitätsmodul der Haut ein solcher Hautparameter ist.

19. Akustische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine akustische Wandlereinrichtung mit sowohl Biegewellen- als auch Kolbenwirkung umfasst, wobei die akustische Wandlereinrichtung an einer Position angeordnet ist, die dazu dient, dass die Biegewellenwandlereinrichtung die akustische Wirkung erzeugt.

20. Lautsprecherantriebseinheit mit einem Rahmen (71, 81, 91), einem auf dem Rahmen abgestützten Wandler (72, 82, 82N, 92, 92N) und einer steifen, leichtgewichtigen Paneelmembran (80, 90), die eine akustische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche darstellt, wobei die Paneelmembran (70, 80, 90) betrieblich mit dem Wandler (72, 82, 82N, 92, 92N) und einer elastischen Randaufhängung (77, 87, 97) verbunden ist, die die Membran umgibt und die Membran (70, 80, 90) in dem Rahmen (71, 81, 91) befestigt, wobei der Wandler zum Kolbenantrieb der Membran bei relativ niedrigen Tonfrequenzen angeordnet ist, um eine Tonausgabe zu Erzeugen und um die Membran (70, 80, 90) mit Biegewellen bei höheren Tonfrequenzen in Schwingung zu versetzen, um die Membran zur Erzeugung einer Tonausgabe zum Schwingen zu bringen, wobei der Wandler betrieblich mit dem Schwerpunkt und/oder dem geometrischen Mittelpunkt der Membran gekoppelt ist.

21. Lautsprecherantriebseinheit nach Anspruch 20, bei der die Membran kreis- oder ellipsenförmig ist.

22. Lautsprecherantriebseinheit nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, bei der die Membran (70) einen leichtgewichtigen, zellularen Kern (70C) umfasst, der zwischen einander gegenüberliegenden Häuten (70F, 70R) angeordnet ist.

23. Lautsprecherantriebseinheit nach Anspruch 22, bei der eine der Häute (70F) über einen Rand der Membran (70) verlängert ist, wobei ein Randabschnitt der verlängerten Haut an der elastischen Aufhängung (77) befestigt ist.

24. Lautsprecherantriebseinheit nach einem der Ansprüche 20 bis 23, bei der die Membran ein Resonanzpaneel mit verteilten Moden ist.

25. Lautsprecherantriebseinheit nach einem der Ansprüche 20 bis 24, bei der der Wandler (72, 82, 92) elektromagnetisch ist und eine sich bewegende Spule (74C) umfasst, die an einem Spulenkörper (75, 85, 95) angebracht ist, wobei der Spulenkörper (75C) betrieblich mit der Membran (70, 80, 90) gekoppelt ist.

26. Lautsprecherantriebseinheit nach Anspruch 25, die eine zweite elastische Aufhängung (76A, 86, 96) umfasst, welche zwischen dem Spulenkörper (75, 85, 95) und dem Rahmen (71, 81, 91) verbunden ist.

27. Lautsprecherantriebseinheit nach Anspruch 26, bei der ein Ende des Spulenkörpers (75, 85, 95) mit der Membran (70, 80, 90) verbunden ist, wobei die zweite elastische Aufhängung (76A, 86, 96) benachbart zu dem einen Ende des Spulenkörpers (75, 85, 95) angeordnet ist und eine dritte elastische Aufhängung zwischen dem anderen Ende des Spulenkörpers und dem Rahmen verbunden ist.

28. Lautsprecherantriebseinheit nach einem der Ansprüche 25 bis 27, bei der das zu der Paneelmembran (90) benachbarte Ende des Spulenkörpers (95A, B) zum Antreiben der Paneelmembran im wesentlichen an einem Punkt (95P) angekoppelt ist.

29. Lautsprecherantriebseinheit nach Anspruch 28, die eine konische Einrichtung umfasst, welche zwischen dem Spulenkörper und der Paneelmembran verbunden ist.

30. Lautsprecher mit einer Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 20 bis 29.

31. Akustische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei der das Element (70, 80, 90) eine Biegewellenwandlereinrichtung (72, 82, 92) zur Erzeugung einer akustischen Wirkung an einer Position aufweist, die durch die Flächenverteilung der Biegesteifigkeit bestimmt ist.