EP1083770A2 - Schallwandler - Google Patents

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EP1083770A2
EP1083770A2 EP00117691A EP00117691A EP1083770A2 EP 1083770 A2 EP1083770 A2 EP 1083770A2 EP 00117691 A EP00117691 A EP 00117691A EP 00117691 A EP00117691 A EP 00117691A EP 1083770 A2 EP1083770 A2 EP 1083770A2
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EP
European Patent Office
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sound transducer
transducer according
disc
frame
sound
Prior art date
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Withdrawn
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EP00117691A
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EP1083770A3 (de
Inventor
Wolfgang Prof. Dr. Bachmann
Gerhard Dr. Krump
Hans-Jürgen Regl
Andreas Ziganki
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Harman Becker Automotive Systems GmbH
Original Assignee
Harman Audio Electronic Systems GmbH
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Publication date
Application filed by Harman Audio Electronic Systems GmbH filed Critical Harman Audio Electronic Systems GmbH
Publication of EP1083770A2 publication Critical patent/EP1083770A2/de
Publication of EP1083770A3 publication Critical patent/EP1083770A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04—Plane diaphragms
    • H04R7/045—Plane diaphragms using the distributed mode principle, i.e. whereby the acoustic radiation is emanated from uniformly distributed free bending wave vibration induced in a stiff panel and not from pistonic motion

Definitions

  • the invention relates to a sound transducer, which consists of a transparent disc mounted in a frame and at least one in vibration connection with the disc standing driver.
  • This transparent sound transducer is used as a window, e.g. B. Shop window or building window, either as a transparent one Can be used as a microphone or as a transparent speaker.
  • Such a transparent sound transducer is in DE 26 12 450 A1 described, which consists of a massive window pane on which a driver is glued. With this driver can the window pane z. B. for music or Speech reproduction can be vibrated.
  • Window glass has also been proposed with WO 96/35313 and similar materials with the help of glued, piezoelectric or electrostatic converter for the purpose of To set sound radiation in vibration.
  • the present invention has for its object a Propose transducers of the disadvantages outlined does not have.
  • a low-damping storage can be according to the proposal Claim 4 with fastening elements designed as cushion elements realize with which the pane in the frame is so articulated that bending vibrations are absorbed as little as possible.
  • these cushion elements made of rubber-elastic Foam, so-called foam rubber, exist with which the pane on one or both sides in the frame below Tension is maintained.
  • spring tongues spring-hard metal sheet e.g. B. spring steel, brass or Aluminum
  • vibration-resistant, spring-elastic plastic e.g. B. made of fiber-reinforced synthetic resin.
  • a sandwich-like disc is proposed as a multi-resonance sound plate, the cover sheets on both sides of which are made of a material that has a high expansion shaft speed of preferably more than 3,000 m / s and the core has a cell structure and consists of a material with a low mass density, preferably less than 40kg / m 3 .
  • the bearing forces to absorb and maintain long-term stability is according to Claim 11 proposed the frame at least partially made of resiliently connected wooden sections, Manufacture metal or plastic. These profile frame parts can run around the entire disc or just extend over part of the edge of the pane.
  • the problem of low radiation efficiency is due to use the multi-resonance sound plate according to claim 1 preferably solved with the dimensioning according to claim 12.
  • the claims 13 and 14 cores proposed which consists of many, homogeneous, transparent cells exist.
  • the cells are matrix-like, orthogonal to each other Rows and columns arranged in a regular way.
  • the point of view of this quasi-transparent slices is through the cell walls, in particular if they are made of opaque material limited, this can be used for many areas of application Limitation however over the advantage of the acoustic Accept functionality.
  • Different design options for the cell structures and materials are included claims 14 and 15 indicated.
  • the cells can be closed-walled, for example, triangular, quadrangular, hexagonal in cross section, diamond or circular.
  • the cells can also have open walls be, the cell walls in shape by small spacers of balls, cubes, grains, by glued or melted, crossed threads made of glass, plastic, metal or also through gluing, welding or merging points against each other or against the cover pages are set.
  • the cover sheets consist of homogeneous, crystal clear material with smooth surface and are with the Core is vibration-proof connected on all contact surfaces, preferably glued or welded. Suitable as a material thin glass or acrylic glass.
  • Such converters can e.g. B. for laser rear projections use.
  • Drivers with seismic are suitable as electromechanical transducers Mass and vibration-proof, distortion-free contact preferably in the form of known piezoelectric flexural vibrators or electrodynamic vibrator, preferably with rare earth magnets. These drivers can either be floating arranged on the pane or supported against the frame, preferably glued on.
  • the sound transducer according to the invention is suitable for an abundance of applications. So he can according to claim 22 either as a speaker, e.g. B. also for conference desks and Isolation cabins, or used according to claim 2 as a microphone become.
  • This converter is particularly suitable according to claim 24 for televisions with flat screens, the disc even used for laser projection or with an LCD screen is combined.
  • the converter can be advantageously used as an architectural element, e.g. B. as a building window or Glass roof, insert, using either the transducer either Speech or music reproduction realized or sound to Noise cancellation purposes is generated.
  • transducer can be made according to the claims 26 and 27 according to the proposal according to DE-OS 26 12 450 Shop windows, showcases or for other advertising facilities deploy.
  • a window sound converter essentially has a sandwich-like disc 10 with cover sheets 11 and 12 and a core 13. Both the cover pages 11 and 12 as well as the light, shear-resistant core 13 consist of transparent material.
  • the core 13 consists of three superimposed cell layers, their cell walls perpendicular to each other and parallel or perpendicular to the Cover sheets 11, 12 run.
  • the disc 10 is arranged in a frame 14 and either with weakly damping, relatively compliant upholstery elements 15 or stored with relatively hard spring tongues 16.
  • a driver 16 for conversion electrical signals in mechanical vibrations or Conversion of mechanical vibrations into electrical signals intended.
  • This driver can either be from a not shown Signal source are fed. In this case it works the window sound converter as a loudspeaker.
  • the driver can however, also the vibrations picked up by the disk 10 convert into electrical signals through an amplifier be fed to a loudspeaker. In this case the Window sound converter as a microphone.
  • the disk 10 can basically be solid. Prefers is, however, the sandwich construction indicated in Fig. 1.
  • Fig. 2.1 shows a nucleus, the cells 20 of which are vertical and parallel cell walls 21 and 22 running to the side walls exhibit.
  • vertical cell walls 50 inevitably lead to a disability the view, since the viewing angle ⁇ is restricted. While the cover pages 51 and 52 expediently transparent material, if necessary the vertical cell walls 50 also made of opaque Materials exist.

Landscapes

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Abstract

Es wird ein transparenter Schallwandler beschrieben, bei welchem eine nach dem Biegewellenprinzip schwingende Multiresonanzklangplatte (10) als ein Schall abstrahlendes oder Schall aufnehmendes Element verwendet ist. Diese Platte (10) ist mit Befestigungselementen (15, 16) in einem Rahmen (14) freitragend und dämpfungsarm derart angeordnet, daß sie zu vielfach reflektierten Biegewellen anregbar ist. Ein oder mehrere Treiber (17) oder Wandler versetzen die Platte (10) in Schwingungen oder nehmen die Schwingungen der Platte (10) auf. Der oder die Treiber (17) ist/sind vorzugsweise verdeckt zwischen Rahmenschenkel (14a) und Scheibe (10) angeordnet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schallwandler, der aus einer in einem Rahmen gelagerten transparenten Scheibe und mindestens einem mit der Scheibe in Schwingungsverbindung stehenden Treiber besteht.
Dieser transparente Schallwandler ist als Fenster, z. B. Schaufenster oder Gebäudefenster, entweder als durchsichtiges Mikrofon oder als durchsichtiger Lautsprecher einsetzbar.
Schallwandler dieser Art sind in der Literatur, insbesondere der Patentliteratur, bekannt.
In DE 26 12 450 A1 ist ein derartiger transparenter Schallwandler beschrieben, welcher aus einer massiven Schaufensterscheibe besteht, auf welche ein Treiber aufgeklebt ist. Mit diesem Treiber kann die Schaufensterscheibe z. B. zur Musik- oder Sprachwiedergabe in Schwingungen versetzt werden.
Aus DE 38 32 616 A1 ist der Vorschlag bekannt, auf den Bildschirm eines Fernsehgerätes eine piezopolymere Folie aufzukleben, welche als elektromechanischer Wandler dient. Damit kann über diese durchsichtige Folie bei entsprechender Ansteuerung der vom Fernsehempfänger erzeugte Ton abgestrahlt werden.
Auch mit WO 96/35313 wurde schon vorgeschlagen, Fensterglas und ähnliche Materialien mit Hilfe aufgeklebter, piezoelektrischer oder elektrostatischer Wandler zum Zwecke der Schallabstrahlung in Schwingungen zu versetzen.
Die oben erwähnten Vorschläge haben noch verschiedene Nachteile.
Die Verwendung von massivem Glas führt wegen der extrem geringen Biegefestigkeit, bezogen auf die Masse, zu einem sehr schlechten Wirkungsgrad.
Auch die oben erwähnten Folienwandler haben wegen der geringen erzielbaren mechanischen Auslenkungen einen ungünstigen Wirkungsgrad.
Außerdem stört die Anordnung des Wandlers mitten im Sichtfeld der Scheibe.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schallwandler vorzuschlagen, der die erläuterten Nachteile nicht aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem in Anspruch 1 angegebenen Schallwandler.
Während bei bekannten Schallwandlern mit Plattenmembran die Biegeresonanzen möglichst vermieden werden - entweder durch reflektionsfreie Bedämpfung gemäß dem Manger-Prinzip oder durch hochgestimmte Resonanzen nach dem Kolbenprinzip - wird gemäß der Erfindung eine nach dem Biegewellenprinzip schwingende Multiresonanzklangplatte vorgeschlagen, welche einen wesentlich besseren Wirkungsgrad hat. Bei dieser Scheibe muß eine möglichst tiefe untere Eigenfrequenz mit einer möglichst tiefliegenden Koinzidenzfrequenz kombiniert werden, eine Forderung, die sich am einfachsten mit einer leichten Platte erfüllen lässt, welche mit Befestigungselementen im Rahmen freitragend und dämpfungsarm derart angeordnet ist, daß sie zu vielfach reflektierten Biegewellen anregbar ist.
Während grundsätzlich gemäß Anspruch 2 hierfür auch dünnwandige massive Scheiben geeignet sind, läßt sich die Forderung am besten mit gemäß Anspruch 3 sandwichartig geschichteten Scheiben erfüllen.
Eine dämpfungsarme Lagerung läßt sich nach dem Vorschlag gemäß Anspruch 4 mit als Polsterelementen ausgebildeten Befestigungselementen realisieren, mit welchen die Scheibe im Rahmen derartig gelenkig gelagert ist, daß Biegeschwingungen möglichst wenig absorbiert werden.
Nach Anspruch 9 können diese Polsterelemente aus gummielastischem Schaumstoff, sogenanntem Moosgummi, bestehen, mit welchem die Scheibe einseitig oder beidseitig im Rahmen unter Zugspannung gehalten wird.
Das einleitend erwähnte Problem der störenden Positionierung des Treibers im Sichtfeld der Scheibe wird dadurch gelöst, daß nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der Treiber im Rahmenbereich verdeckt angeordnet wird. Das führt allerdings zu einer weiteren Schwierigkeit. Die Schwingungsanregung bzw. -aufnahme mittels eines am Rande einer fast frei schwingenden Platte angeordneten Treibers führt zu einem stark fluktuierenden Frequenzgang der Empfindlichkeit, weshalb man diese Anordnung bisher abgelehnt hat. Abhilfe schafft hier der Vorschlag nach Anspruch 5, nach welchem als Befestigungselemente Federzungen vorgesehen sind, mit welchen die Scheibe im Rahmen eingespannt ist. In Abhängigkeit der Positionierung der Federzungen müssen im Rahmenbereich Treiber mit ausgesuchter Polarität und Empfindlichkeit positioniert werden. Durch die Anordnung derartiger Federelemente im Bereich der Treiberposition wird die Punktimpedanz vergrößert, so daß die sehr begrenzte maximale Treiberauslenkung an die lokal erforderliche Plattenauslegung angepasst werden kann. Auch die Polsterelemente können gemäß Anspruch 6 bei entsprechender Abstimmung bereichsweise zwischen Scheibe und Rahmen angeordnet sein.
Nach einem weiteren Vorschlag gemäß Anspruch 7 können jedoch Polsterelemente und/oder Federzungen auch umlaufend zwischen Scheibe und Rahmen vorgesehen sein.
Gemäß Anspruch 10 eignet sich als Material für die Federzungen federhartes Metallblech, z. B. Federstahl, Messing oder Aluminium, schwingungsfester, federelastischer Kunststoff, z. B. aus faserverstärktem Kunstharz. Mit derartigen Federzungen läßt sich die Scheibe im Rahmen zugfest, biegemomentübertragend, reibungsarm und unter Zugspannung montieren.
Zur Erfüllung der Forderung, eine möglichst tiefe untere Eigenfrequenz mit einer ebenfalls möglichst tief gelegenen Koinzidenzfrequenz zu kombinieren, ist gemäß Anspruch 12 eine sandwichartig aufgebaute Scheibe als Multiresonanzklangplatte vorgeschlagen, deren beidseitige Deckblätter aus einem Material bestehen, das eine hohe Dehnwellengeschwindigkeit von vorzugsweise mehr als 3.000 m/s ermöglicht und deren Kern Zellenstruktur hat und aus einem Material geringer Massendichte von vorzugsweise kleiner als 40kg/m3 besteht.
Die Klangeigenschaften derartiger Platten lassen sich durch eine Vorspannung in der Plattenebene verbessern, wie dies in Anspruch 8 vorgeschlagen ist. Bei diesen Spannmembranen ist die Scheibe nach Art eines Sprungtuches im Rahmen eingespannt.
Um bei einem Schallwandler, bei welchem die Scheibe gemäß Anspruch 10 mit Federzungen eingespannt ist, die Lagerkräfte aufzunehmen und langzeitstabil aufrechtzuerhalten, wird gemäß Anspruch 11 vorgeschlagen, den Rahmen wenigstens teilweise aus federnd miteinander verbundenen Profilteilen aus Holz, Metall oder Kunststoff herzustellen. Diese Profilrahmenteile können hierbei die gesamte Scheibe umlaufen oder sich nur über einen Teil des Scheibenrandes erstrecken.
Das Problem der geringen Strahlungseffizienz ist durch Verwendung der Multiresonanzklangplatte gemäß Anspruch 1 vorzugsweise mit der Dimensionierung gemäß Anspruch 12 gelöst.
Für den Kern mit geringer Massendichtigkeit ist eine Zellenstruktur vorgeschlagen, welche zwar das Licht durchlässt, aber wegen der vertikalen Zellwände nur für einen beschränkten Blickwinkel eine verzerrungsarme Durchsicht ermöglicht.
Zur Optimierung der Verzerrungsarmut sind nach den Ansprüchen 13 und 14 Kerne vorgeschlagen, welche matrixartig aus vielen, gleichartigen, durchsichtigen Zellen bestehen. Vorzugsweise sind die Zellen hierbei matrixartig, orthogonal zueinander in Zeilen und Spalten regulär angeordnet. Der Blickwinkel dieser quasi durchsichtigen Scheiben ist durch die Zellwände, insbesondere wenn sie aus undurchsichtigem Material bestehen, zwar eingeschränkt, für viele Anwendungsbereiche läßt sich diese Einschränkung jedoch gegenüber dem Vorteil der akustischen Funktionalität in Kauf nehmen. Verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten für die Zellstrukturen und Materialien sind mit den Ansprüchen 14 und 15 angegeben.
Gemäß Anspruch 16 können die Zellen geschlossenwandig sein, beispielsweise im Querschnitt dreieckig, viereckig, sechseckig, rauten- oder auch kreisförmig sein.
Die Zellen können jedoch auch gemäß Anspruch 17 offenwandig sein, wobei die Zellwände durch kleine Abstandshalter in Form von Kugeln, Würfeln, Körnern, durch aufgeklebte oder aufgeschmolzene, überkreuzte Fäden aus Glas, Kunststoff, Metall oder auch durch Verklebungs-, Verschweißungs- oder Verschmelzungspunkte gegeneinander bzw. gegenüber den Deckblättern festgelegt sind.
Die Deckblätter bestehen gemäß Anspruch 18 aus homogenem, glasklarem Material mit glatter Oberfläche und sind mit dem Kern an allen Berührungsflächen schwingungsfest verbunden, vorzugsweise verklebt oder verschweißt. Als Material eignet sich Dünnglas oder auch Acrylglas.
Nach einem weiteren Vorschlag gemäß Anspruch 19 ist für die Deckblätter faservertärktes, glasklares Material mit glatter Oberfläche vorgeschlagen, das mit dem Kern gleichfalls an den Berührungspunkten schwingungsfest verbunden ist, wobei die Verstärkungsfasern des faserverstärkten Materials zur Verbesserung der Durchsichtigkeit parallel zu den Zellwänden verlaufend angeordnet sind.
Für bestimmte Anwendungszwecke, z. B. bei Verwendung des Schallwandlers für Projektionszwecke, ist gemäß Anspruch 20 vorgeschlagen, die Deckblätter auf der dem Kern zugewandten Seite mit einer glatten Oberfläche zu versehen, dagegen die äußere Oberfläche mit einer lichtstreuenden Struktur, z. B. durch Aufrauhen, Ätzen, Prägen usw. auszustatten.
Derartige Wandler lassen sich z. B. für Laser-Rückprojektionen verwenden.
Als elektromechanische Wandler eignen sich Treiber mit seismischer Masse und schwingungsfester, klirrfreier Kontaktierung vorzugsweise in Form bekannter piezoelektrischer Biegeschwinger oder elektrodynamischer Schwinger, vorzugsweise mit Seltenerdmagneten. Diese Treiber können entweder schwimmend auf der Scheibe oder gegen den Rahmen abgestützt angeordnet, vorzugsweise aufgeklebt, sein.
Bei der Montage dieser Wandler ist auf optimale Polarität und Anschlußdämpfung zu achten.
Der erfindungsgemäße Schallwandler eignet sich für eine Fülle von Anwendungsmöglichkeiten. So kann er gemäß Anspruch 22 entweder als Lautsprecher, z. B. auch für Konferenzpulte und Isolierkabinen, oder gemäß Anspruch 2 als Mikrofon verwendet werden. Besonders geeignet ist dieser Wandler gemäß Anspruch 24 für Fernsehgeräte mit Flachbildschirmen, wobei die Scheibe selbst für die Laserprojektion verwendet oder mit einem LCD-Bildschirm kombiniert wird.
Ferner läßt sich der Wandler gemäß Anspruch 25 mit Vorteil als architektonisches Element, z. B. als Gebäudefenster oder Glasdach, einsetzen, wobei mittels des Schallwandlers entweder Sprach- oder Musikwiedergabe realisiert oder Schall zum Zwecke der Geräuschunterdrückung erzeugt wird.
Schließlich lässt sich der Schallwandler gemäß den Ansprüchen 26 und 27 entsprechend dem Vorschlag nach DE-OS 26 12 450 bei Schaufenstern, Schaukästen oder für andere Werbeeinrichtungen einsetzen.
Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
einen Längsschnitt durch einen als Fenster ausgebildeten Schallwandler,
Fig. 2
Detailaufsichten auf Scheiben in verschiedenen Ausführungsformen, nämlich
Fig. 2.1
Scheiben mit im Querschnitt rechteckigen und orthogonal angeordneten Zellen,
Fig. 2.2
Scheiben mit mäanderförmig angeordneten Zellwänden, welche gemeinsam rautenförmige Zellen bilden,
Fig. 2.3
Scheiben mit sechseckigen nach Art von Honigwaben angeordneten Zellen und
Fig. 3
vergrößerter Querschnitt durch den Kern einer Scheibe.
Der in Fig. 1 dargestellte, als Fenster ausgebildete Schallwandler, ein sogenannter Fensterschallwandler, weist im wesentlichen eine sandwichartig aufgebaute Scheibe 10 mit Deckblättern 11 und 12 und einem Kern 13 auf. Sowohl die Deckblätter 11 und 12 als auch der leichte, schubsteife Kern 13 bestehen aus transparentem Material. Der Kern 13 besteht aus drei übereinander angeordneten Zellschichten, deren Zellwände rechtwinklig zueinander und parallel bzw. senkrecht zu den Deckblättern 11, 12 verlaufen.
Die Scheibe 10 ist in einem Rahmen 14 angeordnet und entweder mit schwach dämpfenden, relativ nachgiebigen Polsterlelementen 15 oder mit relativ harten Federzungen 16 gelagert. Zwischen Rahmen 14 und Scheibe 12, vorzugsweise abgedeckt durch den Rahmenschenkel 14a, ist ein Treiber 16 zur Umwandlung elektrischer Signale in mechanische Schwingungen oder zur Umwandlung mechanischer Schwingungen in elektrische Signale vorgesehen. Dieser Treiber kann entweder aus einer nicht dargestellten Signalquelle gespeist werden. In diesem Fall wirkt der Fensterschallwandler als Lautsprecher. Der Treiber kann jedoch auch die von der Scheibe 10 aufgenommenen Schwingungen in elektrische Signale umwandeln, die über einen Verstärker einem Lautsprecher zugeführt werden. In diesem Fall wirkt der Fensterschallwandler als Mikrofon.
Die Scheibe 10 kann grunsätzlich massiv ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch die in Fig. 1 angedeutete Sandwichbauweise.
Mit den Aufsichten der Kernschichten gemäß Fig. 2 sind verschiedene Zellquerschnitte veranschaulicht.
Fig. 2.1 zeigt einen Kern, dessen Zellen 20 senkrecht und parallel zu den Seitenwänden verlaufende Zellwände 21 und 22 aufweisen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2.2 werden die an sich offenwandigen Zellen 30 durch mäanderförmig verlaufende Wandteile 31 gebildet, so daß rautenförmige Zellstrukturen entstehen.
Die Darstellung gemäß Fig. 2.3 schließlich zeigt einen Kern, dessen im Querschnitt sechseckige Zellen 40 nach Art einer Honigwabe angeordnet sind.
Wie mit der weiteren Figur gemäß Fig. 3 veranschlaulicht ist, führen vertikale Zellwände 50 zwangsläufig zu einer Behinderung der Durchsicht, da der Blickwinkel α eingeschränkt ist. Während die Deckblätter 51 und 52 zweckmässigerweise aus transparentem Material bestehen, können erforderlichenfalls die vertikalen Zellwände 50 auch aus lichtundurchlässigen Materialien bestehen.
Bezugszeichenliste 10 Scheibe
11,12
Deckblätter
13
Kern
14
Rahmen
14a
Rahmenschenkel
15
Polsterelement
16
Treiber
20
Zellen
21,22
Zellwände
30
Zellen
31
Zellwände
40
Zellen
50
Zellwände
51,52
Deckblätter
α
Blickwinkel

Claims (27)

  1. Schallwandler, bestehend aus einer in einem Rahmen gelagerten transparenten Scheibe und mindestens einem mit der Scheibe in Schwingungsverbindung stehenden Treiber, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) eine nach dem Biegewellenprinzip schwingende Multiresonanzklangplatte ist, welche mit Befestigungselementen (15, 16) im Rahmen (14) freitragend und dämpfungsarm derart angeordnet ist, daß sie zu vielfach reflektierten Biegewellen anregbar ist, und daß der Treiber (17) vorzugsweise zwischen Rahmen (14a) und Scheibe (10) vorgesehen ist.
  2. Schallwandler nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch eine massive Scheibe (16).
  3. Schallwandler nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch eine sandwichartig geschichtete Scheibe (10).
  4. Schallwandler nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente Polsterelemente (15) sind, mit welchen die Scheibe (10) im Rahmen (14) derartig gelenkig gelagert ist, daß Biegeschwingungen möglichst wenig absorbiert werden.
  5. Schallwandler nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente Federzungen (16) sind, mit welchen die Scheibe (10) im Rahmen (14) eingespannt ist.
  6. Schallwandler nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterelemente (15) und/oder die Federzungen (16) bereichsweise zwischen Scheibe (10) und Rahmen (14) angeordnet sind.
  7. Schallwandler nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterelemente (15) und/oder Federzungen (16) umlaufend zwischen Scheibe (12) und Rahmen (14) angeordnet sind.
  8. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe mit einer oder mehreren Spannungsmembranen aus Kunststoff, Textilgewebe oder Metallfolie im Rahmen eingespannt ist.
  9. Scheibe nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterelemente (15) aus gummielastischem Schaumstoff bestehen, mit welchen die Scheibe einseitig oder beidseitig im Rahmen (14) unter Zugspannung gehalten wird.
  10. Scheibe nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (16) aus federhartem Metallblech oder schwingungsfestem, federelastischem Kunststoff bestehen und zugfest, biegemomentübertragend und reibungsarm mit Scheibe (10) und Rahmen (14) verbunden sind.
  11. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen wenigstens teilweise aus federnd miteinander verbundenen Profilteilen aus Holz, Metall oder Kunststoff besteht.
  12. Schallwandler nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) wenigstens aus einem ebenen Kern (13) mit Zellstruktur und beidseitigen Deckblättern (11, 12) besteht, welche miteinander fest verbunden sind, wobei die Deckblätter aus einem hohe Dehnungswellengeschwindigkeiten, vorzugsweise von mehr als 3.000 m/s, ermöglichenden Material besteht und der Kern eine geringe Massendichte, vorzugsweise < 40 kg/m3, hat.
  13. Schallwandler nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (13) matrixartig, orthogonal zueinander in Zeilen und Spalten regulär angeordnete Zellen (20) aufweist, deren durchsichtige oder undurchsichtige Wände (21, 22) senkrecht zu den durchsichtigen Deckblättern (11, 12) stehen.
  14. Schallwandler nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen einen mehreckigen, vorzugsweise einen drei-, vier- oder sechseckigen bzw. runden Querschnitt aufweisen (Fig. 2.1, 2.2, 2.3).
  15. Schallwandler nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zellwände aus Glas, Kunststoff, Papier oder Metall, vorzugsweise Aluminium, bestehen.
  16. Schallwandler nach Anspruch 13, 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen geschlossenwandig sind (Fig. 2.1, Fig. 2.3).
  17. Schallwandler nach Anspruch 13, 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (30) teilweise offenwandig sind, wobei die Zellwände (31) durch Abstandhalter gegeneinander bzw. gegenüber den Deckblättern festgelegt sind (Fig. 2.2).
  18. Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Deckblätter aus homogenem, glasklarem, durchsichtigem Material mit glatter Oberfläche bestehen und mit dem Kern an allen Berührungflächen schwingungfest verbunden sind.
  19. Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Deckblätter aus faserverstärktem, glasklarem Material mit glatter Oberfläche bestehen und mit dem Kern an allen Berührungspunkten schwingungsfest verbunden sind, wobei die Verstärkungsfasern parallel zu den Zellwänden verlaufend angeordnet sind.
  20. Schallwandler nach Anspruch 18 oder 19,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Deckblätter nur auf der dem Kern zugewandten Seite eine glatte Oberfläche aufweisen, während die äußeren Oberflächen eine lichtstreuende Struktur besitzen.
  21. Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber (17) ein elektrischer Biegeschwinger oder ein elektrodynamischer Schwinger ist, der auf der Scheibe (10) schwimmend oder gegen den Rahmen (14) abgestützt angeordnet, insbesondere aufgeklebt, ist.
  22. Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
    gekennzeichnet durch die Verwendung als Lautsprecher.
  23. Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
    gekennzeichnet durch die Verwendung als Mikrofon.
  24. Schallwandler nach Anspruch 22,
    gekennzeichnet durch die Verwendung als Projektionsfläche für ein Fernsehgerät, auf welcher das Bild durch Rückprojektion erzeugbar ist.
  25. Schallwandler nach Anspruch 22,
    gekennzeichnet durch die Verwendung als Fenster- oder Dachelement bei Gebäuden zur Schallwiedergabe oder Geräuschunterdrückung.
  26. Schallwandler nach Anspruch 22,
    gekennzeichnet durch die Verwendung bei einem Schaufenster, dessen Scheibe vorzugsweise mit Nährungssensoren versehen ist, welche der Steuerung einer Schallquelle dienen.
  27. Schallwandler nach Anspruch 22,
    gekennzeichnet durch die Verwendung als ebener, plattenförmiger Werbeträger, dessen Platte mit Näherungssensoren versehen ist, welche der Steuerung einer Schallquelle dienen.
EP00117691A 1999-09-09 2000-08-17 Schallwandler Withdrawn EP1083770A3 (de)

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