EP4483586A1 - Lautsprecher und verfahren - Google Patents

Lautsprecher und verfahren

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Publication number
EP4483586A1
EP4483586A1 EP23703170.3A EP23703170A EP4483586A1 EP 4483586 A1 EP4483586 A1 EP 4483586A1 EP 23703170 A EP23703170 A EP 23703170A EP 4483586 A1 EP4483586 A1 EP 4483586A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
electrode
foil
loudspeaker
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23703170.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Petko Bakardjiev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Technische Universitaet Dresden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Dresden filed Critical Technische Universitaet Dresden
Publication of EP4483586A1 publication Critical patent/EP4483586A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones
    • H04R7/122—Non-planar diaphragms or cones comprising a plurality of sections or layers
    • H04R7/125—Non-planar diaphragms or cones comprising a plurality of sections or layers comprising a plurality of superposed layers in contact
    • H—ELECTRICITY
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/02—Loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2207/00—Details of diaphragms or cones for electromechanical transducers or their suspension covered by H04R7/00 but not provided for in H04R7/00 or in H04R2307/00
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R2307/00—Details of diaphragms or cones for electromechanical transducers, their suspension or their manufacture covered by H04R7/00 or H04R31/003, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2307/025—Diaphragms comprising polymeric materials
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2307/00—Details of diaphragms or cones for electromechanical transducers, their suspension or their manufacture covered by H04R7/00 or H04R31/003, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2307/027—Diaphragms comprising metallic materials

Definitions

  • Various exemplary embodiments relate to a loudspeaker and a method for manufacturing a loudspeaker.
  • Loudspeakers can be implemented with electrodynamic drives, with capacitive drives or with piezoelectric drives, with electrodynamically driven loudspeakers being the most widespread.
  • electrodynamic loudspeakers due to the limited magnetic flux density in the air gap, the current-dependent force effect, etc., electrodynamic loudspeakers have a comparatively low efficiency (e.g. less than 1%) and a comparatively high mass due to the permanent magnets used.
  • a loudspeaker and a method for producing a loudspeaker are provided, the loudspeaker enabling acoustic signals to be reproduced over a comparatively wide frequency range (e.g. speech, music, etc.) at a large radiation angle.
  • a foil composite which has, among other things, a dielectric elastomer arranged between electrodes, is wound in such a way that the wound foil composite can be moved both in the axial direction (also referred to as the longitudinal direction) by applying a respective voltage to the electrodes. as well as in the radial direction.
  • This volume shift in the axial direction and radial direction (also referred to as the transverse direction) can be used to generate acoustic signals.
  • the roller actuator can, for example, take over the function of the drive as well as the function of the elastic bearing and optionally also the function of the radiating surface. Clearly, this enables a higher degree of functional integration compared to conventional loudspeakers.
  • the loudspeaker does not require permanent magnets, which means that the loudspeaker has a lower mass than electrodynamic speakers can have.
  • the loudspeaker can be advantageously used, for example, where weight savings lead to (eg significant) cost reductions, such as in the aerospace industry (eg in airplanes as loudspeakers for announcements by the airplane crew).
  • the loudspeaker described here can enable better spatial intelligibility (for example in the case of announcements) in comparison to loudspeakers with an electrodynamic drive.
  • FIGS. 1A to 1H show a loudspeaker according to various embodiments
  • FIGS. 2A and 2B show a schematic representation of the functional principle of the loudspeaker according to various embodiments
  • FIGS. 3A to 3C each show a loudspeaker according to different embodiments
  • FIGS. 4A and 4B show a circuit for dynamically driving a loudspeaker according to various embodiments
  • FIG. 5 shows a flowchart of a method for producing a loudspeaker according to various embodiments.
  • FIG. 6 shows a system for producing a loudspeaker according to various embodiments.
  • loudspeakers which have a large beam angle (i.e. a wide radiation characteristic) over a have a comparatively wide frequency range, so that both people who are far away and people who are directly below or next to the loudspeaker can hear the announcement(s).
  • Various embodiments relate to a loudspeaker and a method of manufacturing that which has a wide radiation characteristic over a wide frequency range. Furthermore, the loudspeaker has a lower weight in comparison to conventional electrodynamic loudspeakers, so that fuel can be saved as a result, for example in buses, trains and airplanes.
  • roller actuator that enables a full-circumferential volume increase (also referred to as full-circumferential volume expansion). It is understood that this full-circumferential volume increase of the roller actuator, as described herein, can be accompanied by a constant-volume deformation of the elastomer.
  • the roller actuator can have the shape of a cylinder or at least a cylinder-like shape. According to various embodiments, the roller actuator can have the shape of a hollow cylinder.
  • the base of the (hollow) cylinder can be an ellipse (e.g. a circle). However, the cylinder can also have a spiral base. The area enclosed by the spiraling base may be substantially elliptical (e.g. circular).
  • the spiral base can (like a cylinder) be shifted in parallel along a straight line (e.g. a straight line perpendicular to the base).
  • the roller actuator can have one or more layer stacks which run essentially concentrically to the outer surface of the cylinder.
  • the roller actuator is described as an example for a base area running in a spiral shape. It is understood that the roller actuator can also have the elliptical (e.g. circular) base area formed by the one or more layer stacks, with the order, arrangement and features of the layers described below (e.g. electrodes, metal layer(s), etc.) in can also apply analogously to the layers of the roller actuator with an elliptical base.
  • FIG. 1A shows a loudspeaker 100 according to various embodiments.
  • the loudspeaker 100 can have a roller actuator 101 .
  • the roller actuator 101 can serve as a drive (in some aspects also referred to as an (electromechanical) driver) of the loudspeaker 100 .
  • the roller actuator 101 can be set up to convert electrical signals (eg applied voltages) into a mechanical movement (see, for example, FIG. 2A and FIG. 2B and associated description).
  • FIG. 1B shows an exemplary top view of the roller actuator 101.
  • the roller actuator 101 can have a wound composite film 102 or be formed by it.
  • the roller actuator 101 (eg the wound film composite 102) can be elongated in an axial direction (eg z-direction).
  • elongate in the axial direction can be understood to mean that the length of the roller actuator in the axial direction is at least twice (eg, at least three times, eg, at least four times, etc.) greater than that perpendicular to the axial direction.
  • the direction perpendicular to the axial direction can also be referred to as the radial direction (eg x-direction).
  • a height, h, of the roller actuator 101 can be at least twice greater than the width, b, of the roller actuator 101.
  • the length of the roller actuator in the axial direction can also be smaller than the width of the roller actuator 101 (perpendicular to the axial direction).
  • the wrapped film composite 102 may be arranged in a spiral (e.g., a planar Archimedean spiral) about the longitudinal axis L (e.g., parallel to the z-axis).
  • the wound composite foil 102 may be arranged in multiple wraps (e.g., at least two wraps, e.g., at least five wraps, e.g., at least ten wraps, etc.) about the longitudinal axis L.
  • Each winding of the plurality of windings can at least partially touch the subsequent winding of the foil composite 102 . It is understood that two consecutive windings can be spaced apart from one another in individual areas. For example, air can be present between the successive windings in these areas.
  • the foil composite 102 may have a thickness, t, in each wrap (see, for example, FIG. IC).
  • the wrapped foil composite 102 may have a helically extending footprint (e.g., in the x-y plane) (see, e.g., FIG. 1B).
  • This helical base may be translated along the axial direction, z, such that each cross-section of the wrapped foil composite 102 parallel to the x-y plane has a helical cross-sectional area substantially equal to the helical base.
  • the wound composite film 102 may be in the form of a cylinder with a spiral base (also referred to as a spiral cylinder in some aspects).
  • the wound composite film 102 can at least partially enclose a cavity 104 .
  • the wrapped foil composite 102 can completely enclose the cavity 104 about the longitudinal axis L around.
  • a region enclosed by the wound composite film 102 can form a cavity.
  • the wound composite film 102 can have the shape of a hollow cylinder with a spiral base.
  • the helical base may be (eg, a planar Archimedean spiral and) characterized by a (eg, minimum) inside diameter, di, and a (eg, maximum) outside diameter, da.
  • the inner diameter, di , of the helical base may define a cavity 104 size.
  • the outer diameter, da can be at least 1.3 times (eg at least 1.5 times, eg at least twice) the inner diameter, di. If the ratio of the outside diameter, da, to the inside diameter, di, is greater than 1.3 (e.g. greater than or equal to two (e.g. greater than three, e.g. greater than four, e.g. greater than five, etc.)), this can The amplitude and/or the structural resonance, which is required for sound radiation perpendicular to the axial direction of the roller actuator, allow (see, for example, the description of FIG. 2B).
  • This ratio can ensure, for example, that the roller actuator 101 (also referred to as an actuator in some aspects) does not buckle under an axial load (also due to its own mass inertia in the resonance) and thus a force on a connected structure (e.g. the cover caps described herein). , the vibrating body (eg the speaker membrane) of the speaker 300, etc.) can be generated. Due to this surface transformation (transmission of the movement to a larger surface to achieve the necessary sound flow), the radiation behavior of low frequencies can be improved, among other things. Clearly, this diameter ratio can be decisive for the usability of the axial direction (i.e. the radiation in the axial direction), insofar as the cylinder is not axially prestressed. (e.g.
  • the cavity 104 can optionally be filled with a dielectric material.
  • the innermost wrap of the coil encloses a substantially circular region that forms the cavity 104.
  • the innermost turn of the spiral can enclose any type of elliptical region (with the circular region being a special case).
  • each turn of the spiral may be similar in shape to an ellipse (with an offset resulting from the spiral character).
  • the movement of the roller actuator can be characterized by structural dynamic resonances in the axial and radial directions (deflections).
  • des Structure and the constructive extensions e.g. surfaces or surface ratios
  • these can be such that acoustically effective sound flows/sound pressures can be generated.
  • the conditions can be designed in such a way that one axial or one radial component is dominant for sound generation, or the areas preferably overlap constructively. This results, for example, in the possibilities of specifically influencing the frequency response and the radiation characteristics.
  • the foil composite 102 may include a substrate foil 106 (referred to as foil 106 in some aspects).
  • the substrate film 106 may include a first layer 108(1) and a second layer 108(2).
  • the first layer 108(1) and the second layer 108(2) may each include or be composed of a dielectric elastomer (e.g., the same dielectric elastomer).
  • the dielectric elastomer can have, for example, an acrylate, a silicone and/or a polyurethane.
  • the dielectric elastomer can be made of a silicone, which has a lower viscous behavior (creep processes are consequently reduced) compared to the other materials.
  • the silicone can be resistant to environmental influences such as ultraviolet (UV) radiation and can have higher heat resistance (e.g. for silicone kitchen utensils).
  • UV radiation ultraviolet
  • the aging process of silicones can also be significantly less than that of acrylates and/or polyurethanes, so that the properties remain unchanged over a longer period of time or change less over a longer period of time.
  • dielectric elastomer materials are Danfoss-Polypower, Elastosil® and NEXIPAL®.
  • dielectric elastomer materials are: Silicone (Nusil, CF 19-2186), Silicone (Nusil, CF 19-2186), Silicone (Dow Coming, HS3), Silicone (Dow Corning, Sylgard 186), Silicone (Burman, Cine- Skin ArBrC), silicone (BJB, TC-5005), silicone (Dow Corning, Sylgard 184), silicone (Wacker Elastosil RT 625), silicone (BlueStar, MF620U), fluorosilicone (Dow Coming 730), fluoroelastomer (Lauren L143HC ), PU (Deerfield PT6100S), NR latex, HNBR (Zetpol 3310, ACN content 25%), NBR, Acryl (3M VHB 4910), SEBS 75 (GLS Corp), SEBS 217 (GLS Corp), SEBS
  • the substrate film 106 can also have a first electrode 110(1), 110(2).
  • the first electrode 110(1), 110(2) can be arranged between the first layer 108(1) and the second layer 108(2).
  • the first electrode 110(1), 110(2) may be placed in direct (e.g., physical and/or electrical) contact with the first layer 108(1) and the second layer 108(2).
  • the first layer 108(1) can be coated with an electrode layer (e.g. 110(1)) and the second layer 108(2) can be coated with an electrode layer (e.g. 110(2)) and the two electrode layers can face each other physically and electrically contact.
  • the second layer 108(2), the first electrode 110(1), 110(2), and the first layer 108(1) may be formed as a layer stack.
  • the first electrode may consist of a single electrode layer, or alternatively may consist of two sub-layers (e.g. formed by folding first electrode layer 110).
  • the substrate film 106 may include a second electrode 112(1).
  • the second electrode 112(1) can be arranged on a side of the first layer 108(1) facing away from the first electrode 110(1), 110(2).
  • the second electrode 112(1) may be placed in direct (e.g., physical and/or electrical) contact with the first layer 108(1).
  • the substrate film 106 may include a third electrode 112(2).
  • the third electrode 112(2) can be arranged on a side of the second layer 108(2) facing away from the first electrode 110(1), 110(2).
  • the third electrode 112(2) may be placed in direct (e.g., physical and/or electrical) contact with the second layer 108(2).
  • the roller actuator does not have a metal layer or metal foil
  • the second electrode 112(1) and the third electrode 112(2) which are adjacent to each other and physically contact each other, can be formed of one layer.
  • the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1), and the third electrode 112(2) may include or consist of an electrically conductive material.
  • the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1), and/or the third electrode 112(2) may each: include or consist of silver, or include or consist of silicon with carbon black particles or comprise or consist of silicone with carbon nanotubes, or comprise or consist of silicone with graphene particles, or comprise or consist of silicone with silver nanowires, or a layer of metal (e.g. iron, copper, Nickel etc. having or consisting of) coated silicone have or consist of.
  • the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1) and the third electrode 112(2) may consist of a material (e.g.
  • a material arrangement which, as part of the expansion of the wound composite film 102 (see description of FIG. 2A and FIG. 2B) is stretchable (eg one or more metals, carbon nanotubes, etc. having or consisting of).
  • This elasticity of the electrodes can be inherent in the material and/or can be produced by means of structuring, for example.
  • the thickness of the first layer 108(1) and/or the thickness of the second layer 108(2) may be in a range from about 5 pm to about 500 pm (eg, in a range from about 50 pm to about 120 pm). .
  • the first layer 108(1) and the second layer 108(2) may consist entirely or substantially entirely of a silicone and have a thickness of approximately 80 ⁇ m.
  • the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1), and the third electrode 112(2) may each be made entirely or substantially entirely of silver, for example, having a thickness of approximately 110 nm, for example can.
  • the dielectric elastomer may be Elastosil® and have a thickness in a range from about 50 ⁇ m to about 100 ⁇ m.
  • the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1), and the third electrode 112(2) may each comprise, for example, silicon containing carbon black particles and may each have a thickness in a range of about 20 pm to about 40 pm.
  • the film composite 102 can also have a metal layer.
  • the metal layer is described below as metal foil 114 by way of example. It is understood that the metal foil is an exemplary metal layer and that the metal layer can also be any other type of metal layer, such as a metal produced by physical and/or chemical vapor deposition, by dip coating, by spraying, etc Layer.
  • the metal foil 114 can include or consist of a metal or a metal alloy.
  • the metal or the metal alloy can have an electrical conductivity greater than or equal to 30 ⁇ 10 6 S/m (Siemens per meter).
  • the metal foil 114 can consist of aluminum or an aluminum alloy, for example. According to various embodiments, the thickness of the metal foil 114 can be less than half the thickness of the foil composite. As a result, separation of the individual film layers of the wound film composite can be reduced (eg prevented), as a result of which stability and functionality of the roller actuator 101 can be ensured.
  • the first layer 108(1) and the second layer 108(2) may be Elastosil® having a thickness of approximately 100 ⁇ m and the first electrode, second electrode and third electrode may have a thickness of approximately 20 ⁇ m .
  • the thickness of the metal foil 114 can be less than about 60 ⁇ m.
  • the first layer 108(1) and the second layer 108(2) can be made of a silicone (eg, Danfoss Polypower) with a thickness of about 80 ⁇ m and the first electrode, the second electrode and the third electrode can be a Have a thickness of about 100 nm.
  • the thickness of the metal foil 114 can be less than about 60 ⁇ m.
  • the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1), and the third electrode 112(2) can each be made of silver, for example, which can have a thickness of about 110 nm, for example.
  • the dielectric elastomer may be Elastosil® and have a thickness in a range from about 50 ⁇ m to about 100 ⁇ m.
  • the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1), and the third electrode 112(2) may each comprise, for example, silicon containing carbon black particles and may each have a thickness in a range of about 20 pm to about 40 pm.
  • metal foil 114 may be aluminum foil about 12 ⁇ m thick.
  • An aluminum foil is advantageous, for example, since it has both an electrical conductivity greater than 30 ⁇ 10 6 S/m and a comparatively low weight (eg compared to other metal foils). The comparatively low weight can improve an oscillating behavior of the roller actuator 101, for example. Also, the passivation layer (oxide layer) of the aluminum foil can provide high corrosion resistance.
  • the metal foil 114 can be electrically conductively connected to the substrate foil 106 .
  • the metal foil 114 may be electrically conductively connected to the third electrode 112(2) (or alternatively the second electrode 112(1)).
  • the metal foil 114 can be in direct physical contact with the respective layer to provide the electrical contact or can be electrically conductively connected to the respective layer (eg the substrate film 106 or the third electrode 112(2)) by means of one or more other layers (eg a carbon layer).
  • the metal foil 114 and the third electrode 112(112) may at least partially physically contact each other.
  • “at least partial” physical contact of two elements may be understood to mean that the two elements physically contact each other in at least one area (eg, multiple areas).
  • multiple portions of the substrate foil 106 may directly contact the metal foil 114 and multiple other portions of the substrate foil 106 may be spaced (eg, a few pm or less than lpm) from the metal foil 114 (eg, air-filled).
  • the metal foil 114 can reduce the contact resistance between the third electrode 112(2) of one winding and the second electrode 112(1) of the preceding winding.
  • the reduced contact resistance can ensure that the cutoff frequency is greater than the desired maximum speaker 100 frequency.
  • the thickness, t, of the foil composite 102 may substantially equal the summed thickness of the substrate foil 106 and the metal foil 114 and that when the foil composite 102 does not include the metal foil 114 , the thickness, t, of the composite film 102 can essentially correspond to the thickness of the substrate film 106 .
  • the wound composite film 102 may be under mechanical stress.
  • a mechanical stress can act on the wound composite film 102 .
  • the mechanical stress can come from the winding process, for example.
  • the film composite 102 may be wound under tension, and this tension may induce stress on the wound film composite 102 .
  • the mechanical stress can lead to an elongation (for example in the axial direction and/or radial direction) of the composite film 102 .
  • the stress-induced strain also referred to as stretching
  • the size (in the axial direction and/or radial direction) of the stretched film composite 102 can be less than 1.5 times that of the unstretched film composite 102 (that is, if no mechanical stress were to act on the film composite 102). According to various embodiments, this comparatively low stretch can ensure that the roller actuator 101 at Actuation (see description of FIG. 2A and FIG. 2B) both a change in size in the axial direction and a change in size in the radial direction can be generated.
  • a change in size in the axial direction and in the radial direction can clearly be referred to as a full-circumferential increase in volume.
  • the ratio of the proportion of axial radiation to the proportion of radial radiation can be set, whereby the frequency range that can be generated can be modified, for example.
  • a pre-stretching in the axial direction can be achieved by a mechanical pre-stretching of the roller actuator 101 during installation.
  • the windings of the film composite 102 can be glued together.
  • an adhesive can be placed between the successive windings.
  • the adhesive can be an electrically conductive adhesive, for example.
  • the metal foil 114 may be a first metal foil 114(1).
  • the foil composite 102 may further include a second metal foil 114(2).
  • the second metal layer 114(2) may be sandwiched between a first sub-layer 110(1) of the first electrode 110(1), 110(2) and a second sub-layer 110(2) of the first electrode 110(1), 110( 2) be arranged and electrically conductively connected to them.
  • the first electrode may comprise either the first sub-layer 110(1) or the second sub-layer 110(2).
  • the second metal foil 114(2) may be placed in direct contact with the respective sub-layer and the first or second layer.
  • the second metal foil 114(2) may be configured as described above for the metal foil 114 (ie, the first metal foil 114(1) in this example).
  • the first metal foil 114(1) and the second metal foil 114(2) may be set the same (eg, having the same material, thickness, etc.) or may be set different from each other.
  • the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1), and the third electrode 112(2) may completely cover the respective layer 108(1), 108(2).
  • the first layer 108(1) and the second layer 108(2) in a first edge region 120 and/or a second edge region 122 can be free from that of the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112( 1) and/or the third electrode 112(2).
  • the first electrode 110(1), 110(2) can cover the first layer 108(1) and the second layer 108(2) only in a middle region.
  • the second electrode 112(1) may cover the first layer 108(1) only in the central region and/or the third electrode 112(2) may cover the second layer 108(2) only in the central region. Consequently, the first edge area and/or the second edge area can be electrically insulating.
  • the edge regions 120, 122 can, for example, reduce (e.g. prevent) an acoustic short circuit (e.g. due to pressure equalization from the inside to the outside).
  • the edge areas 120, 122 can, for example, prevent an electrical short circuit due to ionized air.
  • the edge areas can be used as waveguides. Due to the lengthening of the path of the sound, a positive interference with the radiated sound on the other side can occur when the sound exits.
  • the windings of the film composite 102 can be glued to one another by adhesive in the first edge area 120 and/or the second edge area 122 .
  • the layers (e.g. films) of the film composite in the first edge area 120 and/or the second edge area 122 can be directly crosslinked with one another (e.g. by means of vulcanization).
  • the thickness of the first electrode 110(1), 110(2) may be substantially the same as the summed thickness of the second electrode 112(1) and the third electrode 112(2).
  • the modulus of elasticity of the dielectric elastomer of the first layer 108(1) and/or the second layer 108(2) may range from about 100 kPa to about 10 MPa.
  • the dielectric elastomer may have a Young's modulus (Young's modulus) of about 1 MPa.
  • the composite film 102 (optionally in conjunction with the metal foil 114) can have an effective modulus of elasticity (one on the respective volume of the layers/foils proportionately averaged modulus of elasticity) in a range from about 100 kPa to about 10 MPa.
  • the speaker 100 may include a first cap 124 and a second cap 126.
  • the first cover cap 124 can, for example, be placed on (and optionally attached to) a first face (e.g. base) of the roller actuator 101 and the second cover cap 126 can be placed on a second face (e.g. the top surface) of the roller actuator 101.
  • the first cap 124 may cover the first face and at least a portion of the second edge region 122 and the second cap 126 may cover the second face and at least a portion of the first edge region 120 .
  • the first covering cap 124 and the second covering cap 126 can stabilize the wound composite film 102 .
  • the rigidity of the roller actuator 101 can be increased and the usable bandwidth of the roller actuator 101 can be increased as a result of the gluing and/or the covering caps 124, 126 since, for example, additional resonances can be used.
  • the first covering cap 124 and the second covering cap 126 can, for example, additionally (for mechanics and/or acoustics) generate structural resonances (e.g. of the caps).
  • the roller actuator 101 can have additional stiffening structures, such as one or more (e.g. helical) springs arranged in the cavity 104 and/or with the foil composite 102 (and optionally the first metal foil 114(1) and/or the second metal foil 114(2)) coiled reinforcing/stiffening fibers.
  • additional stiffening structures such as one or more (e.g. helical) springs arranged in the cavity 104 and/or with the foil composite 102 (and optionally the first metal foil 114(1) and/or the second metal foil 114(2)) coiled reinforcing/stiffening fibers.
  • the film composite 102 can be configured without a metal film 114.
  • a respective edge region of the first layer 108(1) and the second layer 108(2) can be free of the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1) or the third electrode 112(2).
  • the first layer 108(1) and/or the second layer 108(2) can each have a structured surface in the normal direction (y or -y).
  • a structured surface as used herein, can be understood to mean that the surface has elevations and/or depressions in the direction of the normal.
  • the structured surface can have a (eg regular) wavy structure.
  • the corrugated structure can, for example, reduce a respective elongation of the first electrode 110(1), 110(2), the second electrode 112(1) and the third electrode 112(2) (e.g reduce).
  • the corrugated structure can, for example, produce an anisotropy with regard to surface expansion.
  • the expansion of the film composite 102 can be modified by means of the surface structure, which in turn can lead to a modification of the emission characteristics, as described herein.
  • the substrate film 106 of the wound film composite 102 may be folded.
  • FIG. 1G shows an unfolded state 140 (e.g., as part of the manufacturing process prior to folding).
  • the substrate sheet 106 in this case also referred to as unfolded substrate sheet 107) may have a substrate layer 108 comprising or consisting of the dielectric elastomer.
  • the substrate sheet 106 may further include a first electrode layer 110 disposed on a first side of the substrate layer 108 .
  • the substrate film 106 may further include a second electrode layer 112 disposed on a second side of the substrate layer 108 opposite the first side.
  • the substrate sheet 106 may be folded in half as indicated by the fold line, F. It is understood that the substrate sheet 106 may be folded differently.
  • the fold line, F may divide the substrate sheet 106 into a first section 106(1) and a second section 106(2).
  • FIG. 1G also shows an exemplary fold state 142 of the substrate film 106 (e.g. produced by means of folding at the fold line F in the folding direction 138).
  • the substrate foil 106 can be folded in such a way that the first electrode layer 110 arranged in the first section 106(1) and the first electrode layer 110 arranged in the second section 106(2) touch at least partially. As shown, the first electrode layer 110 disposed in the first portion 106(1) and the second portion 106(2) may form the first electrode 110(1), 110(2).
  • the second electrode layer 112 disposed in the first portion 106(1) may form the second electrode 112(1).
  • the second electrode layer 112 disposed in the second portion 106(2) may form the third electrode 112(2). It is clearly shown that in the case of the wound composite film 102, which has the folded substrate film 106, an electrical short circuit between the first electrode layer 110 and the second electrode layer 112 can be prevented.
  • the first electrode layer 110 may be formed only over the first portion 106(1) or the second portion 106(2), in which case the first electrode layer 110 after folding also includes the first electrode 110(1), 110( 2) forms.
  • the second electrode layer 112 may be formed only over the first portion 106(1) or the second portion 106(2), wherein the second electrode layer 112 in this case forms the second electrode 112(1) or the third electrode 112(2) after folding.
  • FIG. 1G also shows another exemplary fold state 144 of the substrate sheet 106 (e.g., made by folding at fold line F in the fold direction 138), wherein the substrate sheet 106 and the second metal foil 114(2) can be folded around.
  • the substrate foil 106 can be folded around the second metal foil 114(2) in such a way that the first electrode layer 110 arranged in the first section 106(1) at least partially touches a first side of the second metal foil 114(2) and that the one in the second Section 106(2) arranged first electrode layer 110 at least partially touches a second side of the second metal foil 114(2) opposite the first side.
  • the first electrode layer 110 may be formed only over the first portion 106(1) or the second portion 106(2), in which case the respective portion of the first electrode layer 110 contacts the second metal foil 114(2) after folding .
  • the substrate film 106 can also consist of a first film and a second film, it being possible for the first electrode layer 110 to be arranged on the first side of the first film and on the first side of the second film, and the first film and the second foil are arranged one on top of the other such that the first electrode layer 110 arranged over the first side of the first foil and the first electrode layer 110 arranged over the first side of the second foil touch.
  • the second electrode layer 112 may form either the second electrode 112(1) or the third electrode 112(2), in which case the electrode disposed over the subsequent winding may form both electrodes, for example.
  • the second metal foil 114(2) may be sandwiched between the first foil and the second foil such that the first electrode layer touches either side of the second metal foil 114(2).
  • the wound foil composite 102 may include the substrate foil 106, the first metal foil 114(1), and the second metal foil 114(2).
  • the first metal foil 114(1) may be electrically conductively connected to the third electrode 112(2).
  • the first metal foil 114(1) can be electrically conductively connected to the second electrode 112(1) of the subsequent winding. Consequently, the first metal foil 114(1) in the wound foil composite 102 can be electrically conductively connected both to the second electrode 112(1) and to the third electrode 112(2).
  • the protruding ends of each first foil section 150(m) may be T-shaped. This can improve contacting of the ends.
  • the first film sections can be brought out on a first side (eg base area or top surface) of the roller actuator 101 and the second film sections can be brought out on a side opposite the first side (eg top surface or base area). This can simplify contacting of the first and second foil sections.
  • the arrangement of the second foil sections can be similar to the arrangement of the first foil sections described above and the connection of the second foil sections to the second metal foil can be set up as described above for the connection of the first foil sections to the first metal foil.
  • the first metal foil 114(1) and the second metal foil 114(2) can reduce the contact resistance between the respective electrodes.
  • the parallel arrangement of the electrodes and their contacting through the respective foil sections can additionally reduce the contact resistance. This can, for example, lead to a homogenization of the phase propagation times (signal delays) that result from the low-pass filter (e.g. in a differential RC network).
  • the cut-off frequency, f g may be greater than 20 kHz
  • the cut-off frequency, f g at the farthest point from the contact electrode is greater than the intended operating frequency
  • the cut-off frequency, f g is at least 1.2 times greater than the first axial resonance. This can be achieved according to various embodiments by using the foil section(s) described above.
  • the electrical resistance generated by a natural oxide layer e.g. aluminum oxide in the case of an aluminum layer as the metal layer
  • the contact resistance e.g. due to a low contact pressure due to the elongation of less than 50% and/or the surface roughness
  • the first metal foil 114(1) and/or the second metal foil 114(2) can be incorporated as a foil grid (e.g. consisting of a graphite mixture) into the respective electrode layer (e.g. in the first section 106(1) and/or the second section 106(2)) embedded.
  • the metal foils are an exemplary embodiment of metal layers.
  • the respective electrode layer e.g., in the first section 106(1) and/or the second section 106(2)
  • FIG. 2A shows schematically the functional principle for a planar layer 206, which consists of a dielectric elastomer.
  • a first electrode layer 208 may be disposed over a first side of the planar layer 206 and a second electrode layer 210 may be disposed over a side of the planar layer 206 opposite the first side.
  • Figure 202 shows the structure in a state where no voltages are applied to the first electrode layer 208 and the second electrode layer 210.
  • Figure 204 shows the structure in a state where a first voltage (eg "+”) is applied to the first electrode layer 208 and a second voltage (eg "-”) different from the first voltage is applied to the second electrode layer 210.
  • a first voltage eg "+”
  • This attraction between the first electrode layer 208 and the second electrode layer 210 can result in elastic deformation of the dielectric elastomer of the planar layer 206 .
  • This elastic deformation can result in expansion of the dielectric elastomer of planar layer 206 in all directions parallel to first electrode layer 208 and second electrode layer 210 (as shown by the open arrows in FIG. 2A).
  • This can be a volume-invariant compressibility.
  • FIG. 2B schematically shows the functional principle for the roller actuator 101 of the loudspeaker 100 according to various embodiments.
  • the coiled foil composite 102 may be arranged (e.g., coiled) such that when a first voltage is applied to the first electrode 110(1), 110(2) and a second voltage different from the first voltage is applied to the second electrode 112( 1) and the third electrode 112(2) is applied, the volume of the roller actuator 101 in both the axial direction (z-direction) (referred to in some aspects as the axial direction) and the radial direction (in the x-direction and y-direction) (referred to in some aspects as the radial direction) becomes larger (as shown by the open arrows in FIG. 2G). Increasing the width can lead to a larger circumference of the roller actuator 101 .
  • the volume of the roller actuator 101 can increase over its entirety when voltages are applied.
  • the cavity 104 may allow the roller actuator 101 to expand radially.
  • the magnitude of the first voltage and/or the second voltage may range from about 0.1 kV to about 10 kV.
  • the roller actuator 101 can be operated at frequencies above the first fundamental resonance.
  • the roller actuator 101 can also be used at frequencies below the fundamental resonance (however, due to the design, these can be shifted upwards).
  • the total capacitance of the roller actuator may range from about 0.5 nF (nanofarads) to about 500 nF (e.g., range from about 5 nF to about 125 nF) depending on the sizing, number of windings, materials used, etc . Larger areas are also possible with appropriate dimensioning.
  • the dimensional change in the radial direction and in the axial direction can be achieved by elongating the film composite 102 by less than 50%, as described herein.
  • the first metal foil 114(1) and/or the second metal foil 114(2) can reduce the contact resistance to the respective electrodes, so that the loudspeaker 100 despite the comparatively low expansion of the foil composite 102 (and the resulting lower Contact pressure of the windings of the foil composite 102) can reach a high electrical limit frequency (eg greater than 20 kHz).
  • the reduction in contact resistance can also improve (ie increase) efficiency by thermal losses are reduced.
  • a reduction in actuator heating can increase the service life (inter alia lower risk of breakdown) of the roller actuator 101 .
  • the desired radial radiation of the loudspeaker 100 can be achieved by both the elongation of the foil composite 102 in the axial direction and in the radial direction being less than 50% and by the metal foil 114 can increase the contact resistance.
  • the metal foil 114 can be omitted and the elongation of the foil composite 102 in the axial direction and in the radial direction can each be less than 20% (e.g. less than 10%).
  • the (electrically) stress-induced increase in width, b can be increased, for example, by the ratio of the outer diameter, da, to the inner diameter, di, of the wound foil composite 102 being greater than or equal to 1.3 (e.g. greater than 2).
  • the stress-induced increase in width, b can be increased, for example, by using the first metal foil 114(1) and/or the second metal foil 114(2).
  • the magnification in the radial direction (i.e., in the radial direction) can be increased by increasing the number of windings (e.g., the number of layers).
  • the full volume increase i.e. volume displacement acting in the axial direction and in the radial direction
  • the enlargement in the axial direction and the enlargement in the radial direction are in phase (in phase). Radiation takes place by shifting the respective surfaces in modes that are constructive (in phase) or affect each other in separate frequency ranges.
  • the amplitude (eg the force acting during volume displacement and/or the distance of the volume displacement) can be essentially proportional to the applied voltage.
  • the charge carriers stored in the capacitive arrangement as a result of applying a voltage can be recovered by means of recuperation. This can increase the efficiency of the speaker 100 significantly. This is not possible with electrodynamic drives, for example, since the amplitude is proportional to the current applied.
  • the roller actuator 101 does not require any permanent magnets, so that, for example, there are no costs for rare earths (eg in the case of iron-neodymium-boron magnets).
  • the roller actuator 101 can be used here as a sound-conducting element.
  • the full volume increase i.e. the radial volume increase in addition to the axial volume increase
  • a loudspeaker with the roller actuator 101 described herein has several advantages over other loudspeakers (e.g. loudspeakers that use an electrodynamic drive):
  • roller actuator 101 can be used as a tweeter without any additional elements (e.g. surfaces of bodies),
  • the ratio of the proportion of axial radiation to the proportion of radial radiation can be adjusted by means of the ratio of the outer diameter to the inner diameter and/or the mechanical stress acting on the composite film 102, which means that the frequency range that can be generated can be expanded, for example.
  • a speaker may include the roller actuator 101 and a vibratable body (referred to as vibrating body in some aspects).
  • the roller actuator 101 can be arranged at least partially above the oscillatable body in the direction of emission of the loudspeaker.
  • the expression "at least partially above” the oscillatable body, as used herein, can be understood to mean that at least 50 percent (e.g. by volume) of the roller actuator 101 in the (perpendicular to the oscillatable body) beam direction of the loudspeaker is above (i.e. in the beam direction above of) the oscillatable body are arranged.
  • the roller actuator 101 can be translationally displaced with respect to the oscillatable body along the tangential axis in the emission direction in such a way that at least 50 percent of the roller actuator 101 is arranged above the surface of the oscillatable body.
  • roller actuator 101 may be arranged above the vibrating body in the Ab beam direction of the speaker.
  • the roller actuator 101 may be placed entirely above the swingable body.
  • the roller actuator 101 can clearly be arranged at least partially in the sound field of the loudspeaker 300 .
  • the vibratable body can be any type of body which can vibrate in response to a force acting on it to generate sound waves.
  • the swingable body can be a movably mounted body.
  • the movably mounted body can have at least one radiating surface.
  • the oscillatable body can, for example, have or be a loudspeaker membrane, an oscillating plate (also referred to as an oscillating plate), an oscillating disk, etc.
  • FIG. 3A, FIG. 3B and FIG. 3C each show a speaker 300 according to various embodiments.
  • the loudspeaker 300 can have the role actuator 101 .
  • the loudspeaker 300 can have a loudspeaker membrane 302 .
  • the loudspeaker 300 can have a (e.g. central) emission direction 304 .
  • the speaker membrane 302 can be rotationally symmetrical with respect to the (middle) emission direction 304 .
  • the roller actuator 101 can be arranged at least partially (e.g. completely) above the loudspeaker membrane 302 in Ab beam direction of the loudspeaker 300 .
  • speaker diaphragm 302 may be in the shape of a cone (eg, cone-shaped).
  • the loudspeaker membrane 302 can have a concavely curved surface and the roller actuator 101 can be arranged at least partially above the concavely curved surface in the emission direction 304 .
  • the speaker cone 302 and the roller actuator 101 may be placed in direct physical contact with each other.
  • the speaker 300 may include a housing 306.
  • FIG. The speaker cone 302 may be suspended (e.g., movably) from the housing 306 .
  • the roller actuator 101 can be arranged at least partially (e.g. completely) outside of the housing 306.
  • the full-circumferential increase in volume 308 of the roller actuator 101 can generate sound waves 310 full-circumference.
  • a spherical radiation characteristic of the sound waves can be clearly generated.
  • the housing 306 can prevent an acoustic short circuit, for example.
  • An acoustic short-circuit can be understood as the reduction in sound radiation from vibrating surfaces (e.g. the loudspeaker membrane 302) through direct pressure equalization between areas vibrating in anti-phase. This can lead to at least partial cancellation of radiated sound waves.
  • speaker 300 may include a first vibratable body 302(1) and a second vibratable body 302(2), according to various embodiments.
  • a first side of the roller actuator 101 may be coupled to the first vibratable body 302(1) and a second side opposite the first side may be coupled to the second vibratable body 302(2).
  • the first vibrating body 302(1) may have a first movable radiating surface Al.
  • the second vibrating body 302(2) may have a second movable radiating surface A2.
  • the oscillatable body can be a loudspeaker membrane, a bending wave converter, etc., for example.
  • the first vibratable body and the second vibratable body 302(2) can be the same type of vibratable body (e.g.
  • each a speaker cone or can be different types of vibratable bodies (e.g. the first vibratable body can be a speaker cone and the second vibratable body can be a bending wave transducer, or vice versa).
  • the first movable radiating surface A1 can have the same size as the second movable radiating surface A2, or the two surfaces A1, A2 can have different sizes.
  • the sound can be emitted from the volume V3.
  • the volume VI and the volume V2 can each be separated from the volume V3 in such a way that no acoustic short circuit occurs.
  • connections such as bass reflex openings, waveguides, transmission lines, passive membranes, etc. are possible.
  • the volume VI and the volume V2 can be volumes of two separate rooms or can be part of a common space.
  • the two volumes VI, V2 can be connected to one another (eg by means of acoustic channels, resonators, acoustic masses, etc.).
  • the volume VI and the volume V2 can be of the same size or can have different sizes (ie different volume values) from one another.
  • This exemplary configuration can be used, for example, to change the sound pressure level frequency response that can be generated, so that other (eg additional) resonances can be used.
  • roller actuator 101 can also be operated without additional surfaces (e.g. without the oscillatable body). In this case, the inherent inertia of the roller actuator 101 can be sufficient. In order to make better use of the force in the axial direction, a fixation of the roller actuator 101, an inertial mass (a seismic mass) and/or a spring-loaded bearing can be used. According to various embodiments, in the case of storage on a flexible plate or membrane, an inherent inertia of the free side can suffice as an inertial mass.
  • FIG. 4A and FIG. 4B each show an exemplary circuit 400 for (e.g. dynamic) driving of the roller actuator 101 (e.g. the loudspeaker 100 or the loudspeaker 300).
  • the roller actuator 101 e.g. the loudspeaker 100 or the loudspeaker 300.
  • the circuit 400 may include a direct current (DC) supply 402 .
  • the circuit may include a relay 408 (referred to in some aspects as a discharge resistor).
  • the relay 408 can be high-pulse resistant.
  • the circuit 400 may include a switch 404 connected between the direct current (DC) supply 402 and the relay 408 .
  • Circuit 400 may optionally include a light emitting diode (LED) 406 (referred to in some aspects as a status LED) in parallel with relay 408, which may indicate status of circuit 400 (e.g., ON or OFF). Switch 404 can
  • the circuit 400 may include a high voltage alternating current (HV-AC) source 412 .
  • the high voltage alternating current (HV-AC) source 412 may be a piezo amplifier, for example.
  • Circuit 400 may include a capacitor bank 414 coupled to high voltage alternating current (HV-AC) source 412 .
  • Capacitor bank 414 may include one or more capacitors.
  • Circuit 400 may include a bleeder resistor 416 .
  • the circuit 400 may include a high voltage direct current (HV-DC) source 422 .
  • the high voltage direct current (HV-DC) source 422 can be rated for a current of 0.5 mA be limited.
  • Circuit 400 may include a charging resistor 424 coupled to high voltage direct current (HVDC) source 422 .
  • the circuit 400 can have a monitoring output 426 .
  • a monitor may be connected to monitor output 426 for monitoring circuit 400.
  • Monitor output 426 may, for example, provide selectable compensation for monitors from
  • Capacitor bank 414 may isolate (e.g., isolate) high voltage alternating current (HV-AC) source 412 and high voltage direct current (HV-DC) source 422 from each other.
  • the capacitance of the capacitor bank 414 can be several times (e.g. more than one hundred times) larger than the capacitance of the roller actuator 101.
  • the circuit 400 can have highly pulse-resistant line resistances. This can, for example, enable fast and safe unloading.
  • Driving the roller actuator 101 may require an adjustable polarization voltage, UDC , to enable bi-directional voltage controlled motion.
  • the capacitive and electrical low-pass behavior of the roller actuator 101 can lead to an increase in the required current as the frequency increases.
  • the circuit 400 can, for example, enable comparatively high polarization voltages (e.g. in a range from about 0.1 kV to about 10 kV) and amplified signals with the required current (e.g. in a range from about 10 V to about 500 V, with currents up to to several amperes, typically about 80 mA or 200 mA).
  • the circuit 400 can enable a substantially load-independent frequency response of the roller actuator 101 .
  • the circuit 400 can generate a bias voltage (referred to as a bias voltage in some aspects) up to 10 kV and an output current greater than 100 mA
  • the roller actuator 101 can also have an elliptical (eg circular) base formed by one or more layer stacks.
  • the roller actuator can be manufactured, for example, by forming the layers of the one or more layer stacks one after the other from the inside out.
  • a layer can be laminated, for example, or can be produced by means of dip coating (also referred to as candle drawing; English: dip coating).
  • the electrode layers can be Dip coating can be made and the metal layer can be laminated as a metal foil.
  • a production method for winding up a film composite is described below by way of example.
  • FIG. 5 shows a flowchart of a method 500 for manufacturing a loudspeaker according to various embodiments.
  • FIG. 6 shows an example system 600 for manufacturing the loudspeaker 100.
  • the method 500 is described with respect to the system 600 for the loudspeaker 100.
  • FIG. It is understood that the method 500 can also be performed by a differently configured system.
  • the system 600 can have a control device, which can be set up to control the system 600 in order to carry out the method 500 .
  • the control device can have one or more processors.
  • the term "processor" can be understood as any type of entity that allows the processing of data or signals.
  • the data or signals may be treated according to at least one (i.e., one or more than one) specific function performed by the processor.
  • a processor can be an analog circuit, a digital circuit, a mixed-signal circuit, a logic circuit, a microprocessor, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a digital signal processor (DSP), a programmable gate array (FPGA), a comprise or be formed from an integrated circuit or any combination thereof.
  • any other way of implementing the respective functions can also be understood as a processor or logic circuit. It will be appreciated that one or more of the method steps detailed herein may be performed (e.g., implemented) by a processor through one or more specific functions performed by the processor. The processor can therefore be set up to carry out the method described herein.
  • the method 500 may include coating a first side of a foil with a first electrode material (in 502).
  • the film may include or consist of a dielectric elastomer.
  • the method 500 may include coating a second side of the foil, opposite the first side, with a second electrode material (in 504).
  • the first electrode material and/or the second electrode material can be sprayed onto the film, for example.
  • the foil can be coated with the first electrode material and/or the second electrode material by means of screen printing. Further alternatively, the first electrode material and/or the second electrode material can/can be vapour-deposited onto the film.
  • a first edge portion 120 and/or second edge portion 124 of the foil may optionally be free of electrode material.
  • the first electrode material and/or the second electrode material can be deposited on the foil only in the area lying between the first edge region 120 and the second edge region 122 .
  • the first electrode material and/or the second electrode material can be removed after the film has been coated in the first edge region 120 and/or the second edge region 122 .
  • the first electrode material and/or the second electrode material can be removed, for example, by means of etching (e.g. using nitric acid).
  • the method 500 may further include rolling a first end of the film onto a first roll 602 and a second end of the film onto a second roll 604 such that a central portion of the film is not rolled onto either the first roll 602 or the second roll 604 is (at 506).
  • the first side of the film can be coated with the first electrode material before it is rolled up.
  • the first side of the foil may be coated with the first electrode material after it has been rolled up (e.g., as part of the unrolling during the winding onto the fifth roll 610).
  • the second side of the film can be coated before or after it is rolled up.
  • the film can also be coated while it is being rolled up.
  • the method 500 may further include folding the center portion of the coated foil around a second metal foil 114(2) unwound from a third roll 606 such that the first electrode material disposed over a first portion of the foil contacts a first side of the second metal foil and the first electrode material disposed over a second portion of the foil touches a second side of the second metal foil, opposite the first side (in 508).
  • the foil may be the substrate layer 108 which is coated with the first electrode material to form the first electrode layer 110 and which is coated with the second electrode material to form the second electrode layer 112 is coated.
  • the foil in this case, for example, the unfolded substrate foil 107
  • FIG. 1-1G the unfolded substrate foil 107
  • the method 500 may include bringing together one side of the foil (e.g., substrate foil 106) folded around the second metal foil 114(2) and one side of a metal foil (e.g., the first metal foil 114(1)) unwound from a fourth roll 608 to form a foil composite (e.g. the film composite 102) (in 510).
  • a foil composite e.g. the film composite 102
  • rollers 606 can be used.
  • the folded foil and the first metal foil 114(1) can be brought together in such a way that they are electrically connected to one another.
  • the method 500 may include winding the foil composite (e.g., to produce the wound foil composite 102) onto a fifth roll 610 by unwinding the foil from the first roll 602 and the second roll 604, by unwinding the second metal foil 114(2) from the third roll 606 and by unwinding the first metal foil 114(1) from the fourth roll (in 512).
  • the winding tension when the film composite is wound onto the fifth roll 610 can be selected (e.g. depending on the material of the film composite and optionally the first metal foil 114(1) or the second metal foil 114(2)) in such a way that the wound composite film is not stretched in the axial direction is less than 50% (e.g. less than 20%; according to various embodiments less than 10%) and/or that an elongation of the wound film composite in the radial direction is less than 50% (e.g. less than 20%; according to various embodiments less than 10%) is.
  • the method 500 enables the (e.g. non-stretchable) metal foil to be wound up together with the stretchable folded film (e.g. the stretchable substrate film coated with electrode material) in such a way that reduced (e.g. substantially no) mechanical stresses occur between them in the (e.g. vertical) roll assembly .
  • the stretchable folded film e.g. the stretchable substrate film coated with electrode material
  • the method 500 may further include severing the wound composite film and the third roll 608 .
  • the third roll 608 can be separable into at least two parts and can be removed from inside the wrapped foil composite. The removal of the third roll 608 can clearly form the cavity 104 .
  • the wound composite film 102 with the cavity 104 can form the roller actuator 101 .
  • the method 500 may further include: arranging the Role actuator 101 on an oscillatable body (e.g. the loudspeaker membrane 302 for producing the loudspeaker 300).
  • speaker 100 or 300 may also be embodied as methods of fabricating these configurations and vice versa.
  • the loudspeaker 100, 300 described herein with the roller actuator 101 can be used, for example, in the aerospace industry (e.g. in airplanes and/or at airports as a loudspeaker for announcements by aircraft personnel), in local public transport (e.g. in buses and/or at bus stops as a loudspeaker for announcements), in the vicinity of a magnetic resonance tomograph (MRT) (e.g. as headphones that can be used in an MRT), in museums, for building sound reinforcement, etc. Since the roller actuator 101 according to various embodiments has no (ferromagnetic and/or no ferroelectric components), it can be used advantageously in the vicinity of MRIs.
  • MRT magnetic resonance tomograph
  • the weight of the loudspeaker can also be significantly reduced as a result, so that, for example, in buses, trains, airplanes, etc "Fuel can be saved. Also, the loudspeaker described herein places low demands on the required raw materials. According to various embodiments, the loudspeaker described herein can have a significantly higher efficiency compared to conventional loudspeakers (especially when power electronics with charge recuperation are used).
  • the full perimeter volume increase concept (referred to in some aspects as volume expansion) described herein is for illustrative purposes only for the loudspeaker application and that the roller actuator 101 is also suitable as an actuator for other applications, such as an actuator for a Pump (e.g. a micro fluid pump), as an actuator of a robot (e.g. in soft robotics) or other applications in which a stress-induced full-circumferential volume increase is advantageous.
  • a Pump e.g. a micro fluid pump
  • robot e.g. in soft robotics
  • Example 1 is a loudspeaker comprising: a roll actuator comprising a wound foil composite, the foil composite comprising: a first layer and a second layer each comprising or consisting of a dielectric elastomer, a first electrode arranged between the first layer and the second layer in direct contact with them; a second metal layer disposed between and electrically conductively connected to a first sub-layer of the first electrode and a second sub-layer of the first electrode; a second electrode arranged on a side of the first layer opposite to the first electrode and in direct contact with the first layer; a third electrode arranged on a side of the second layer opposite to the first electrode and in direct contact with the second layer; and a first metal layer (eg aluminum layer) which is electrically conductively connected to the third electrode (eg by means of a carbon layer).
  • a first metal layer eg aluminum layer
  • Example 2 is a loudspeaker comprising: a roll actuator comprising a wound foil composite, the foil composite comprising a substrate foil and a first metal foil, the substrate foil comprising: a first layer and a second layer each comprising or consisting of a dielectric elastomer , a first electrode disposed between the first layer and the second layer in direct contact therewith, a second metal foil disposed between a first sub-layer of the first electrode and a second sub-layer of the first electrode and electrically conductive associated with these; a second electrode disposed on a side of the first layer opposite the first electrode and in direct contact with the first layer, and a third electrode disposed on a side of the second layer opposite the first electrode and in direct contact with the second layer is arranged, wherein the substrate foil and the first metal foil are wound in such a way that when a first electrical voltage is applied to the first electrode and a second electrical voltage different from the first electrical voltage is applied to the second electrode and the third electrode, a Length of the roller actuator in the
  • Example 3 is set up according to either of Examples 1 or 2, wherein a mechanical stress acting on the film composite induces an elongation of the film composite, the elongation being less than 100% (e.g. less than 50%).
  • Example 4 is set up according to any one of Examples 1 to 3, wherein the second metal layer is a second metal foil and wherein the foil composite comprises a folded substrate foil which in an unfolded state comprises: a substrate layer comprising or consisting of the dielectric elastomer, a first electrode layer on a first side of the substrate layer and in direct contact with the substrate layer is arranged, and a second electrode layer, which is arranged on a second side of the substrate layer opposite the first side and in direct contact with the second side of the substrate layer, the substrate film being folded in such a way (e.g. in the middle) that the on a first section (e.g.
  • the substrate foil contacts a first side of the second metal foil and that the first electrode layer arranged on a second portion (e.g. the other half) of the substrate foil contacts a second side of the second metal foil opposite the first side such that: the first electrode layer forms the first electrode, the first section of the substrate film forms the first layer, the second electrode layer arranged on the first section of the substrate film forms the second electrode, the second section of the substrate film forms the second layer, and the electrode layer on the second section of the Substrate film arranged second electrode layer forms the third electrode.
  • Example 5 is set up according to any of Examples 1 to 4, wherein the first metal layer (also referred to as metallic layer) is a first metal foil and/or wherein the second metal layer is a second metal foil.
  • first metal layer also referred to as metallic layer
  • second metal layer is a second metal foil.
  • Example 6 is set up according to one of Examples 1 to 5, wherein the wound composite film has at least one first film section in each winding, which is electrically conductively connected to the first metal layer and in the axial direction of the roller actuator via one end of the first layer and the second layer withstands that the first metal layer in each winding of the wound foil composite can be electrically conductively contacted by means of the first foil sections; and/or wherein the wound film composite has at least one second film section in each winding, which is electrically conductively connected to the second metal layer and in the axial direction of the roller actuator via one end of the first layer and the second layer (e.g. an end opposite the first film sections) in such a way survives that the second metal layer can be electrically conductively contacted in each winding of the wound foil composite by means of the second foil sections.
  • the wound composite film has at least one first film section in each winding, which is electrically conductively connected to the first metal layer and in the axial direction of the roller actuator via one end of the first layer and
  • Example 7 is a loudspeaker according to examples 5 and 6, wherein the first metal foil has the first foil sections and/or wherein the second metal foil has the second foil sections.
  • Example 8 is set up according to example 7, wherein the first metal foil and the first foil sections are formed from the same material and/or wherein the second Metal foil and the second foil sections are formed from the same material.
  • Example 9 is a loudspeaker according to one of Examples 6 to 8, wherein the distances between two consecutive first film sections in a development state of the wound film composite are essentially the same and/or the distances between two consecutive second film sections in a development state of the wound film composite are essentially the same.
  • Example 10 is set up according to one of Examples 6 to 9, wherein the first foil sections are arranged substantially parallel to one another and/or wherein the second foil sections are arranged substantially parallel to one another.
  • Example 11 is a loudspeaker according to any one of Examples 1 to 10, wherein the wound foil composite encloses a cavity.
  • Example 12 is set up according to any one of Examples 1 to 11, wherein the number of turns of the wound foil composite is greater than or equal to two.
  • Example 13 is a loudspeaker comprising: a multi-layer, hollow-cylindrical roller actuator, which has one or more layer stacks, which are arranged essentially concentrically to the lateral surface of the roller actuator, wherein each of the one or more layer stacks has: a first layer and a second layer, the each comprise or consist of a dielectric elastomer; a second metal layer disposed between the first layer and the second layer; a first electrode layer disposed between and in direct contact with the first layer and the second metal layer; a fourth electrode layer disposed between and in direct contact with the second layer and the second metal layer; a second electrode layer disposed on a side of the first layer opposite to the first electrode layer and in direct contact with the first layer; a third electrode layer disposed on a side of the second layer opposite to the fourth electrode layer and in direct contact with the second layer; and a first metal layer (e.g. aluminum layer) electrically conductively connected to the third electrode layer (e.g. by means of a carbon layer).
  • Example 14 is set up according to example 13, wherein the respective metal layer of the one or more layer stacks is a metal foil.
  • Example 15 is a loudspeaker according to one of Examples 13 or 14, wherein each of the one or more layer stacks further comprises at least one foil section which is electrically conductively connected to the metal layer and in the axial direction of the roller actuator via an end of the first layer and the second layer such survives that the respective metal layer of each layer stack can be electrically conductively contacted by means of the at least one foil section.
  • Example 16 is set up according to examples 14 and 15, with the respective metal foil having the at least one foil section.
  • Example 17 is set up according to example 16, with the respective metal foil and the at least one foil section being formed from the same material.
  • Example 18 is a loudspeaker according to any one of Examples 15 to 17, wherein the roller actuator has the plurality of layer stacks and wherein the foil sections are arranged substantially parallel to one another.
  • Example 19 is set up according to one of Examples 1 to 18, with the respective metal layer comprising or consisting of aluminum.
  • Example 20 is set up according to any of Examples 1 to 19, wherein the electrical resistance of the respective metal layer is less than or equal to 30-10 6 S/m, and/or wherein the density of the respective metal layer is less than or equal to 3 g/cm 3 is
  • Example 21 is set up according to any one of Examples 1-20, wherein the metal layer has a thickness in a range from about 0.1 ⁇ m to about 100 ⁇ m (e.g., about 12 ⁇ m).
  • Example 22 is a speaker comprising: a vibratable body, a roll actuator comprising a wound foil, the foil comprising: a first layer and a second layer each including or consisting of a dielectric elastomer; a first electrode arranged between the first layer and the second layer in direct contact with them; a second electrode arranged on a side of the first layer opposite to the first electrode and in direct contact with the first layer; and a third electrode arranged on a side of the second layer opposite to the first electrode and in direct contact with the second layer; wherein the roller actuator in the direction of emission of the speaker at least is partially arranged above the vibratable body.
  • Example 23 is set up according to Example 22, with the wrapped foil enclosing a cavity.
  • Example 24 is a loudspeaker according to either of Examples 22 or 23, wherein the number of turns of the wound foil is greater than or equal to two.
  • Example 25 is set up according to any one of Examples 22 to 24, wherein the sheet comprises a folded substrate sheet which, in an unfolded state, comprises: a substrate layer comprising or consisting of the dielectric elastomer, a first electrode layer formed on a first side of the substrate layer and is arranged in direct contact with the substrate layer, and a second electrode layer which is arranged on a second side of the substrate layer opposite the first side and in direct contact with the second side of the substrate layer, the substrate foil being folded in such a way (e.g. in the middle). that the first electrode layer arranged on a first section (e.g. one half) of the substrate film and the first electrode layer arranged on a second section (e.g.
  • the other half) of the substrate film touch so that: the first electrode layer the third electrode, the first section of the substrate film forms the first layer, the second electrode layer arranged on the first section of the substrate film forms the second electrode, the second section of the substrate film forms the second layer, and the second electrode layer arranged on the second section of the substrate film forms the third electrode.
  • Example 26 is a loudspeaker, comprising: a vibrating body, a multi-layer, hollow-cylindrical roller actuator, which has one or more layer stacks, which are arranged essentially concentrically to the lateral surface of the roller actuator, each of the one or more layer stacks having: a first layer and a second layer each comprising or consisting of a dielectric elastomer; a first electrode layer disposed between the first layer and the second layer in direct contact with each other; a second electrode layer disposed on a side of the first layer opposite to the first electrode layer and in direct contact with the first layer; and a third electrode layer disposed on a side of the second layer opposite to the first electrode layer and in direct contact with the second layer; wherein the roller actuator in Ab beam direction of the speaker at least partially above the oscillatable body is arranged.
  • Example 27 is configured according to any one of Examples 22 to 26, wherein the vibratable body is a speaker diaphragm.
  • the loudspeaker according to example 27 can optionally further comprise: a loudspeaker housing, the loudspeaker membrane being suspended (movably supported) by means of the housing.
  • Example 29 is set up according to example 27 or 28, wherein the speaker membrane has a concavely curved surface (e.g. is cone-shaped), the roller actuator (in the direction of emission of the speaker) being arranged on the concavely curved surface of the speaker membrane (e.g. in direct contact with the concave curved surface is arranged).
  • the speaker membrane has a concavely curved surface (e.g. is cone-shaped)
  • the roller actuator in the direction of emission of the speaker
  • the roller actuator in the direction of emission of the speaker
  • Example 30 is set up according to any one of Examples 1 to 29, wherein the dielectric elastomer comprises an acrylate, a silicone, natural rubber or a polyurethane.
  • Example 31 is set up according to one of Examples 1 to 30, wherein the dielectric elastomer has a modulus of elasticity between 100 kPa and 10 MPa (e.g. approximately 1 MPa), and/or wherein the film composite or the one or more layer stacks has an effective modulus of elasticity between 100 kPa and 10 MPa (e.g. about 1 MPa).
  • the dielectric elastomer has a modulus of elasticity between 100 kPa and 10 MPa (e.g. approximately 1 MPa)
  • the film composite or the one or more layer stacks has an effective modulus of elasticity between 100 kPa and 10 MPa (e.g. about 1 MPa).
  • Example 32 is configured according to any one of Examples 1 through 31, wherein the ratio of (e.g., maximum) outside diameter of the roller actuator to (e.g., minimum) inside diameter of the roller actuator is greater than or equal to two.
  • Example 33 is set up according to one of Examples 1 to 32, with the first electrode or first electrode layer and/or the second electrode or second electrode layer and/or the third electrode or third electrode layer: silver, silicone with carbon black particles, or comprises or consists of silicone with carbon nanotubes, or silicone with graphene particles, or silicone with silver nanowires, or silicone coated with a metal layer (e.g. comprising iron, nickel, copper, etc.).
  • a metal layer e.g. comprising iron, nickel, copper, etc.
  • Example 34 is set up according to any one of Examples 1 to 33, wherein a thickness of the first electrode (eg in a range from about 200 nm to about 80 ⁇ m) of corresponds to the summed thicknesses of the second electrode and the third electrode, or wherein the thickness of the first electrode layer corresponds to the summed thicknesses of the second electrode layer and the third electrode layer.
  • a thickness of the first electrode eg in a range from about 200 nm to about 80 ⁇ m
  • the thickness of the first electrode layer corresponds to the summed thicknesses of the second electrode layer and the third electrode layer.
  • Example 35 is set up according to any one of Examples 1 to 34, wherein the first electrode contacting side of the first layer, the second electrode contacting side of the first layer, the first electrode contacting side of the second layer, and/or the third electrode contacting side of the second layer has a structured surface in the normal direction of the respective surface.
  • Example 36 is set up according to Example 35, with the structured surface having a (e.g. regular) wavy structure.
  • Example 37 is a speaker according to any one of Examples 1 to 36, wherein the speaker does not have a permanent magnet.
  • Example 38 is set up according to any one of Examples 1 to 37, wherein the loudspeaker does not have a permanent magnetic material. Also, according to various embodiments, the speaker may not include any ferroelectric material.
  • Example 39 is set up according to any one of Examples 1 to 38, wherein an upper edge area and/or a lower edge area of the first layer is free of the first electrode and/or free of the second electrode, and/or wherein an upper edge area and/or a lower edge area of the second layer is free of the first electrode and/or free of the third electrode.
  • Example 40 is a pump comprising: a housing filled with gas and/or liquid, a roller actuator disposed in the gas and/or liquid, and comprising a wound foil composite, the foil composite having: a first layer and a second layer each comprising or consisting of a dielectric elastomer; a first electrode arranged between the first layer and the second layer in direct contact with them; a second metal foil disposed between and electrically conductively connected to a first sub-layer of the first electrode and a second sub-layer of the first electrode; a second electrode arranged on a side of the first layer opposite to the first electrode and in direct contact with the first layer; a third electrode disposed on a side of the second layer opposite the first electrode and in direct contact with the second layer is arranged; and a first metal foil (eg aluminum foil) which is electrically conductively connected to the third electrode.
  • a first metal foil eg aluminum foil
  • Example 41 is a pump, comprising: a housing filled with gas and/or liquid, a multilayer, hollow-cylindrical roller actuator, which is arranged in the gas and/or the liquid and has one or more layer stacks, which are essentially concentric to the outer surface of the roller actuator are arranged, each of the one or more layer stacks comprising: a first layer and a second layer each comprising or consisting of a dielectric elastomer; a second metal layer disposed between the first layer and the second layer; a first electrode layer disposed between the first layer and the second metal layer in direct contact with each other; a fourth electrode layer disposed between and in direct contact with the second layer and the second metal layer; a second electrode layer disposed on a side of the first layer opposite to the first electrode layer and in direct contact with the first layer; a third electrode layer disposed on a side of the second layer opposite to the fourth electrode layer and in direct contact with the second layer; and a first metal layer (e.g. aluminum layer) electrically conductively connected
  • Example 42 is a method of making a loudspeaker (eg, a loudspeaker according to any one of Examples 1 to 39), the method comprising: coating a first side of a foil with a first electrode material, the foil comprising or consisting of a dielectric elastomer, coating a second side of the foil opposite the first side with a second electrode material; rolling a first end of the film onto a first roll and a second end of the film onto a second roll such that a central portion of the film is not rolled onto either the first roll or the second roll; Folding the center portion of the coated foils around a second metal foil unwound from a third roll such that the first electrode material disposed on a first portion (e.g., one half) of the foil contacts a first side of the second metal foil and that the electrode material on a second portion ( eg the first electrode material arranged on the other half) of the foil touches a second side of the second metal foil opposite the first side; Bringing together one side of the foil folded around
  • Example 43 is set up according to example 42, the folded foil and the first metal foil being brought together to form the composite foil in such a way that the folded foil and the first metal foil are electrically conductively connected to one another.
  • Example 44 is a method according to Example 42 or 43, wherein the coating of the foil with the first electrode material comprises spraying the first electrode material onto the foil or coating the foil by means of screen printing, and/or wherein the coating of the foil with the second electrode material comprises a Spraying the second electrode material onto the foil or coating the foil by means of screen printing.
  • the coating of the foil with the first electrode material and/or the coating of the foil with the second electrode material can take place before the first end of the foil is rolled onto the first reel and the second end of the foil onto the second reel, or it can take place after this reeling.
  • Example 45 is set up according to any one of Examples 42 to 44, wherein the first electrode material corresponds to the second electrode material.
  • Example 46 is a method according to any one of Examples 42 to 45, further comprising: before folding the coated foils, removing (e.g. by etching) the first electrode material from an upper edge region and/or a lower edge region of the first side of the foil in the winding direction foil, and/or removal (e.g. by means of etching) of the second electrode material from an upper edge area and/or a lower edge area of the second side of the foil in the winding direction of the foil.
  • Example 47 is a method according to any one of Examples 42 to 45, wherein coating the first side of the foil comprises: coating the first side of the foil with the first electrode material such that an upper edge region and/or a lower edge region of the first side of the foil is free of the first electrode material in the winding direction of the foil, and/or wherein the coating of the second side of the foil comprises: coating the second side of the foil with the second electrode material such that an upper edge area and/or a lower edge area of the second side of the film is free of the second electrode material in the direction of winding of the film.
  • Example 48 is a method according to any one of Examples 42-47, further comprising: severing the wound film composite and the fifth roll (e.g., such that the wound film composite encloses a cavity).
  • Example 49 the method according to Example 48 can optionally further include: after separating the wound film composite and the fifth roll, arranging the wound film composite on an oscillatable body (e.g. a loudspeaker membrane) in the direction of emission of the loudspeaker running perpendicular to the oscillatable body.
  • an oscillatable body e.g. a loudspeaker membrane
  • Example 50 is a computer-readable medium (e.g., a computer program product, a non-transitory storage medium, a non-transitory storage medium, a non-volatile storage medium) that can store instructions that, when executed by a processor, cause the processor to control an apparatus to carry out a method according to one or several of the forty-second example to the forty-ninth example.
  • a computer-readable medium e.g., a computer program product, a non-transitory storage medium, a non-transitory storage medium, a non-volatile storage medium

Landscapes

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Abstract

Ein Lautsprecher und ein Verfahren werden offenbart, wobei der Lautsprecher (100) aufweist: einen Rollenaktor (101), der einen gewickelten Folienverbund (102) aufweist, wobei der Folienverbund aufweist: eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen, eine erste Elektrode, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; eine zweite Metallschicht, die zwischen einer ersten Sub-Schicht der ersten Elektrode und einer zweiten Sub-Schicht der ersten Elektrode angeordnet ist und elektrisch leitend mit diesen verbunden ist; eine zweite Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der ersten Schicht und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet ist; eine dritte Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der zweiten Schicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist; und eine erste Metallschicht, die elektrisch leitend mit der dritten Elektrode verbunden ist.

Description

Beschreibung
Lautsprecher und Verfahren
Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen einen Lautsprecher und ein Verfahren zum Herstellen eines Lautsprechers.
Lautsprecher können mit elektrodynamischen Antrieben, mit kapazitiven Antrieben oder mit piezoelektrischen Antrieben realisiert sein, wobei elektrodynamisch angetriebene Lautsprecher am weitesten verbreitet sind. Allerdings haben elektrodynamische Lautsprecher aufgrund der begrenzten magnetischen Flussdichte im Luftspalt, der stromabhängigen Kraftwirkung, etc. einen vergleichsweise niedrigen Wirkungsgrad (z.B. kleiner als 1 %) und aufgrund der verwendeten Permanentmagnete eine vergleichsweise hohe Masse. Um mittels elektrodynamischen Lautsprechern eine Abstrahlung unter einem großen Winkel zu erreichen, ist es erforderlich, für verschiedene Frequenzbereiche unterschiedliche elektrodynamische Antriebe und unterschiedlich große abstrahlende Flächen bereitzustellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden ein Lautsprecher und ein Verfahren zum Herstellen eines Lautsprechers bereitgestellt, wobei der Lautsprecher eine Wiedergabe von akustischen Signalen über einen vergleichsweise weiten Frequenzbereich (z.B. Sprache, Musik, etc.) unter einem großen Ab strahl winkel ermöglicht. Dies wird beispielsweise dadurch ermöglicht, dass ein Folienverbund, welcher unter anderem ein zwischen Elektroden angeordnetes dielektrisches Elastomer aufweist, derart gewickelt ist bzw. wird, dass sich der gewickelte Folienverbund durch Anlegen einer jeweiligen Spannung an die Elektroden sowohl in Axialrichtung (auch als Längsrichtung bezeichnet) als auch in Radialrichtung ausdehnt. Diese Volumenverschiebung in Axialrichtung und Radialrichtung (auch als Querrichtung bezeichnet) kann zur Erzeugung akustischer Signale genutzt werden.
Der Rollenaktor kann beispielsweise sowohl die Funktion des Antriebs als auch die Funktion der elastischen Lagerung übernehmen und optional auch noch die Funktion der abstrahlenden Fläche. Anschaulich ermöglicht dies gegenüber herkömmlichen Lautsprechern ein höheres Maß an Funktionsintegration.
Ferner benötigt der Lautsprecher im Gegensatz zu elektrodynamischen Lautsprechern keine Permanentmagnete, wodurch der Lautsprecher eine geringere Masse als elektrodynamische Lautersprecher haben kann. Dadurch kann der Lautsprecher zum Beispiel vorteilhaft dort eingesetzt werden, wo Gewichtseinsparungen zu (z.B. signifikanten) Kostenreduktionen führen, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt (z.B. in Flugzeugen als Lautsprecher für Durchsagen des Flugzeugpersonals). Anschaulich kann der hierin beschriebene Lautsprecher im Vergleich zu Lautsprechern mit einem elektrodynamischen Antrieb eine bessere räumliche Verständlichkeit (z.B. bei Durchsagen) ermöglichen.
Es zeigen
Figuren 1 A bis 1H einen Lautsprecher gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
Figuren 2A und 2B eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips des Lautsprechers gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
Figuren 3 A bis 3C jeweils einen Lautsprecher gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
Figuren 4A und 4B eine Schaltung zur dynamischen Ansteuerung eines Lautsprechers gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
Figur 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Lautsprechers gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
Figur 6 ein System zum Herstellen eines Lautsprechers gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann.
Für öffentliche Durchsagen, wie beispielsweise in Bussen, in Bahnen, in Flugzeugen, an Bahnhöfen, an Flughäfen, etc. und/oder Telefonkonferenzen kann es erforderlich sein, Lautsprecher zu verwenden, welche einen großen Ab strahl winkel (also eine breite Abstrahlcharakteristik) über einen vergleichsweise weiten Frequenzbereich hinweg aufweisen, so dass sowohl weit entfernte Personen als auch Personen, die sich direkt unter bzw. neben dem Lautsprecher befinden, die Durchsage(n) hören können. Verschiedene Ausführungsformen betreffen einen Lautsprecher und ein Verfahren zum Herstellen dessen, welcher über einen weiten Frequenzbereich hinweg eine breite Abstrahlcharakteristik aufweist. Ferner weist der Lautsprecher im Vergleich zu herkömmlichen elektrodynamischen Lautsprechern ein geringeres Gewicht auf, so dass dadurch beispielsweise in Bussen, Bahnen und Flugzeugen Treibstoff eingespart werden kann.
Verschiedene Ausführungsformen betreffen einen Rollenaktor, welcher eine vollumfängliche Volumenzunahme (auch als vollumfängliche Volumenexpansion bezeichnet) ermöglicht. Es wird verstanden, dass diese vollumfängliche Volumenzunahme des Rollenaktors, wie hierin beschrieben, mit einer volumenkonstanten Verformung des Elastomers einhergehen kann. Der Rollenaktor kann die Form eines Zylinders oder zumindest eine zylinderähnliche Form aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Rollenaktor die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Die Grundfläche des (Hohl-)Zylinders kann eine Ellipse (z.B. ein Kreis) sein. Der Zylinder kann aber auch eine spiralförmige Grundfläche aufweisen. Die von der spiralförmig verlaufenden Grundfläche eingeschlossene Fläche kann im Wesentlichen elliptisch (z.B. kreisförmig) sein. Die spiralförmig verlaufende Grundfläche kann (wie ein Zylinder) entlang einer Geraden (z.B. einer Geraden senkrecht zur Grundfläche) parallelverschoben ist. In dem Fall, dass die Grundfläche des Zylinders eine elliptische (z.B. kreisförmige) Fläche ist, kann der Rollenaktor einen oder mehrere Schichtstapel aufweisen, welche im Wesentlichen konzentrisch zur Mantelfläche des Zylinders verlaufen. Im Folgenden wird der Rollenaktor beispielhaft für eine spiralförmig verlaufende Grundfläche beschrieben. Es wird verstanden, dass der Rollenaktor auch die durch die ein oder mehreren Schichtstapel gebildete elliptische (z.B. kreisförmige) Grundfläche aufweisen kann, wobei die Reihenfolge, Anordnung und Merkmale der im Folgenden beschriebenen Schichten (z.B. Elektroden, Metallschicht(en), etc.) in analoger Weise auch auf die Schichten des Rollenaktors mit elliptischer Grundfläche zutreffen kann.
FIG. 1A zeigt einen Lautsprecher 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Der Lausprecher 100 kann einen Rollenaktor 101 aufweisen. Der Rollenaktor 101 kann als Antrieb (in manchen Aspekten auch als (elektromechanischer) Treiber bezeichnet) des Lautsprechers 100 dienen. Der Rollenaktor 101 kann eingerichtet sein, elektrische Signale (z.B. angelegte Spannungen) in eine mechanische Bewegung zu wandeln (siehe zum Beispiel FIG. 2A und FIG. 2B und zugehörige Beschreibung). FIG. 1B zeigt eine beispielhafte Draufsicht auf den Rollenaktor 101. Der Rollenaktor 101 kann eine gewickelten Folienverbund 102 aufweisen oder durch diesen gebildet sein. Der Rollenaktor 101 (z.B. der gewickelte Folienverbund 102) kann längserstreckt in eine Axialrichtung (z.B. z-Richtung) sein. Als „in Axialrichtung längserstreckt“, wie hierin verwendet, kann verstanden werden, dass die Länge des Rollenaktors in Axialrichtung mindestens zweimal (z.B. mindestens dreimal, z.B. mindestens viermal, etc.) größer ist als senkrecht zur Axialrichtung. Die Richtung senkrecht zur Axialrichtung kann auch als Radialrichtung (z.B. x-Richtung) bezeichnet werden. Anschaulich kann eine Höhe, h, des Rollenaktors 101 mindestens zweimal größer sein als die Breite, b, des Rollenaktors 101. Alternativ kann die die Länge des Rollenaktors in Axialrichtung auch kleiner sein als die Breite des Rollenaktors 101 (senkrecht zur Axialrichtung).
Der gewickelte Folienverbund 102 kann spiralförmig um die Längsachse L (z.B. parallel zur z-Achse) herum angeordnet sein (z.B. als ebene archimedische Spirale). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der gewickelte Folienverbund 102 in mehreren Wicklungen (z.B. mindestens zwei Wicklungen, z.B. mindestens fünf Wicklungen, z.B. mindestens zehn Wicklungen, etc.) um die Längsachse L herum angeordnet sein. Jede Wicklung der mehreren Wicklungen kann die nachfolgende Wicklung des Folienverbundes 102 zumindest teilweise berühren. Es wird verstanden, dass zwei aufeinanderfolgende Wicklungen in einzelnen Bereichen voneinander beabstandet sein können. Beispielsweise kann in diesen Bereichen Luft zwischen den aufeinanderfolgenden Wicklungen vorhanden sein.
Der Folienverbund 102 kann in jeder Wicklung eine Dicke, t, haben (siehe zum Beispiel FIG. IC). Daher kann der gewickelte Folienverbund 102 eine spiralförmig verlaufende Grundfläche (z.B. in x-y -Ebene) aufweisen (siehe zum Beispiel FIG. 1B). Diese spiralförmig verlaufende Grundfläche kann entlang der Axialrichtung, z, parallelverschoben sein, so dass jeder Querschnitt des gewickelten Folienverbunds 102 parallel zur x-y-Ebene eine zur spiralförmig verlaufenden Grundfläche im Wesentlichen gleiche spiralförmige verlaufende Querschnittsfläche aufweist. Anschaulich kann der gewickelte Folienverbund 102 die Form eines Zylinders mit spiralförmiger Grundfläche (in manchen Aspekten auch als Spiralzylinder bezeichnet) haben.
Der gewickelte Folienverbund 102 kann einen Hohlraum 104 zumindest teilweise umschließen. Zum Beispiel kann der gewickelte Folienverbund 102 den Hohlraum 104 um die Längsachse L herum vollständig umschließen. Anschaulich kann ein von dem gewickelte Folienverbund 102 umschlossener Bereich einen Hohlraum bilden. Anschaulich kann der gewickelte Folienverbund 102 die Form eines Hohlzylinders mit spiralförmiger Grundfläche haben. Die spiralförmige Grundfläche kann (z.B. eine ebene archimedische Spirale sein und) durch einen (z.B. minimalen) Innendurchmesser, di , und einen (z.B. maximalen) Außendurchmesser, da, aufweisen. Der Innendurchmesser, di , der spiralförmigen Grundfläche kann eine Größe des Hohlraums 104 definieren. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Außendurchmesser, da, mindestens 1,3-mal (z.B. mindestens 1,5-mal, z.B. mindestens doppelt) so groß sein wie der Innendurchmesser, di . Ist das Verhältnis von Außendurchmesser, da, zu Innendurchmesser, di , größer als 1,3 (z.B. größer als oder gleich zwei (z.B. größer als drei, z.B. größer als vier, z.B. größer als fünf, etc.)), so kann dies die Amplitude und/oder die strukturelle Resonanz, welche zur Schallabstrahlung senkrecht zur Axialrichtung des Rollenaktors erforderlich ist, ermöglichen (siehe hierzu z.B. Beschreibung zu FIG. 2B). Dieses Verhältnis kann beispielsweise dafür sorgen, dass der Rollenaktor 101 (in manchen Aspekten auch als Aktor bezeichnet) bei axialer Last nicht zusammenknickt (auch schon durch die eigene Massenträgheit in der Resonanz) und somit eine Kraftwirkung auf eine angeschlossene Struktur (z.B. die hierin beschriebenen Abdeckkappen, der schwingende Körper (z.B. die Lautsprechermembran) des Lautsprechers 300, etc.) erzeugt werden kann. Aufgrund dieser Flächentransformation (Übertragung der Bewegung auf eine größere Fläche zum Erreichen eines notwendigen Schallflusses) kann u.a. das Ab strahl verhalten tiefer Frequenzen verbessert werden. Anschaulich kann dieses Durchmesserverhältnis entscheidend für die Nutzbarkeit der axialen Richtung (also der Abstrahlung in axiale Richtung) sein, insofern der Zylinder nicht axial vorgespannt ist. (z. B. durch interne oder externe Federn), was jedoch dazu führen kann, dass die tiefste nutzbare Frequenz deutlich erhöht wird. Durch das Nachgiebigkeits-Missverhältnis des Materials des Aktors ändert sich die axiale Resonanz bzgl. des Durchmesserverhältnisses nicht. Hingegen kann dies ein kritischer Faktor für die radiale Amplitude und/oder die Frequenz sein. Der Hohlraum 104 kann optional mit einem dielektrischen Material gefüllt sein. In dem in FIG. 1B gezeigten beispielhaften Querschnitt umschließt die innerste Wicklung der Spirale einen im Wesentlichen kreisförmigen Bereich, welcher den Hohlraum 104 bildet. Es wird verstanden, dass die innerste Wicklung der Spirale jede Art von elliptischen Bereich (mit dem kreisförmigen Bereich als Sonderfall) umschließen kann. Zum Beispiel kann in diesem Fall jede Wicklung der Spirale ähnlich zur Form einer Ellipse (mit einem aus dem Spiralcharakter resultierenden Versatz) verlaufen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Bewegung des Rollenaktors von strukturdynamischen Resonanzen in axiale und in radiale Richtung (Auslenkungen) geprägt sein. Entsprechend der eingestellten Verhältnisse der Aktordimensionen, des Aufbaus und der konstruktiven Erweiterungen (z.B. Flächen bzw. Flächenverhältnisse), können diese derart sein, dass sich akustisch wirksame Schallflüsse/Schaldrücke erzeugen lassen. Die Verhältnisse können so ausgelegt sein, dass jeweils eine Komponente axial oder radial, für die Schallerzeugung dominant ist oder die Bereiche sich vorzugsweise konstruktiv überlagern. Hierdurch ergeben sich beispielsweise die Möglichkeiten der gezielten Beeinflussung des Frequenzverhaltens und der Abstrahlcharakteristik.
Mit Bezug auf FIG. IC kann der Folienverbund 102 eine Substratfolie 106 (in manchen Aspekten als Folie 106 bezeichnet) aufweisen. Die Substratfolie 106 kann eine erste Schicht 108(1) und eine zweite Schicht 108(2) aufweisen. Die erste Schicht 108(1) und die zweite Schicht 108(2) können jeweils ein dielektrisches Elastomer (z.B. das gleiche dielektrische Elastomer) aufweisen oder daraus bestehen. Das dielektrische Elastomer kann beispielsweise ein Acrylat, ein Silikon und/oder ein Polyurethan aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das dielektrische Elastomer aus einem Silikon bestehen, welches im Vergleich zu den anderen Material ein geringeres viskoses Verhalten aufweist (Kriechvorgänge sind folglich verringert). Ferner kann das Silikon beständig gegen Umwelteinflüsse, wie beispielsweise ultraviolette (UV) Strahlung, sein und kann eine höhere Wärmebeständigkeit (z.B. für Silikonküchenutensilien) aufweisen. Auch kann der Alterungsprozess von Silikonen im Vergleich zu den Acrylaten und/oder Polyurethanen deutlich geringer sein, so dass die Eigenschaften über einen längeren Zeitraum unverändert bleiben bzw. sich über einen längeren Zeitraum weniger verändern.
Beispiele für Materialien des dielektrischen Elastomers sind Danfoss-Polypower, Elastosil® und NEXIPAL®. Beispiele für Materialien dielektrischer Elastomere sind: Silkon (Nusil, CF 19-2186), Silkon (Nusil, CF 19-2186), Silkon (Dow Coming, HS3), Silkon (Dow Corning, Sylgard 186), Silikon (Burman, Cine-Skin ArBrC), Silikon (BJB, TC-5005), Silikon (Dow Corning, Sylgard 184), Silikon (Wacker Elastosil RT 625), Silikon (BlueStar, MF620U), Fluorsilikon (Dow Coming 730), Fluoro-elastomer (Lauren L143HC), PU (Deerfield PT6100S), NR-Latex, HNBR (Zetpol 3310, ACN Inhalt 25%), NBR, Acryl (3M VHB 4910), SEBS 75 (GLS Corp), SEBS 217 (GLS Corp), SEBS (Elastoteknik AB Dryflex 500040), SEBS-g-MA(Kraton), IPN (VHB 4905-TMPTMA), IPN (VHB 4910-TMPTMA), PTBA, Sylgard 184 5 : 1, Sylgard 184, Sylgard 184 15 : 1, Sylgard 184 20 : 1, Sylgard 186 5 : 1, Sylgard 186, eine Mischung aus Sylgard 184 und Sylgard 186 (wobei verchiedene Vemetzungsgrade möglich sind), Sylgard MIX 1 : 3, Sylgard MIX 1 : 1, Sylgard MIX 3 : 1, Ecoflex 00-50, Eco MIX 00-50 1 : 3, Eco MIX 00- 50 1 : 1, Eco MIX 00-50 3 : 1, Ecoflex 00-30, Eco MIX 00-30 1 : 3, Eco MIX 00-30 1 : 1, Eco MIX 00-30 3 : 1, Ecoflex 00-10, Eco MIX 00-10 1 : 3, Eco MIX 00-10 1 : 1, Eco MIX 00-10 3 : 1.
Die Substratfolie 106 kann ferner eine erste Elektrode 110(1), 110(2) aufweisen. Die erste Elektrode 110(1), 110(2) kann zwischen der ersten Schicht 108(1) und der zweiten Schicht 108(2) angeordnet sein. Die erste Elektrode 110(1), 110(2) kann in direktem (z.B. physischen und/oder elektrischen) Kontakt mit der ersten Schicht 108(1) und der zweiten Schicht 108(2) angeordnet sein. In einem Beispiel kann die erste Schicht 108(1) mit einer Elektrodenschicht (z.B. 110(1)) beschichtet sein und die zweite Schicht 108(2) kann mit einer Elektrodenschicht (z.B. 110(2)) beschichtet sein und die beiden Elektrodenschichten können einander physisch und elektrisch kontaktieren. In einem anderen Beispiel können die zweite Schicht 108(2), die erste Elektrode 110(1), 110(2) und die erste Schicht 108(1) als Schichtstapel gebildet sein. Wie hierin beschrieben, kann die erste Elektrode aus einer einzigen Elektrodenschicht bestehen oder kann alternativ aus zwei Teilschichten (z.B. durch Falten der ersten Elektrodenschicht 110 gebildet) bestehen.
Die Substratfolie 106 kann eine zweite Elektrode 112(1) aufweisen. Die zweite Elektrode 112(1) kann auf einer der ersten Elektrode 110(1), 110(2) abgewandten Seite der ersten Schicht 108(1) angeordnet sein. Die zweite Elektrode 112(1) kann in direktem (z.B. physischen und/oder elektrischen) Kontakt mit der ersten Schicht 108(1) angeordnet sein.
Die Substratfolie 106 kann eine dritte Elektrode 112(2) aufweisen. Die dritte Elektrode 112(2) kann auf einer der ersten Elektrode 110(1), 110(2) abgewandten Seite der zweiten Schicht 108(2) angeordnet sein. Die dritte Elektrode 112(2) kann in direktem (z.B. physischen und/oder elektrischen) Kontakt mit der zweiten Schicht 108(2) angeordnet sein. In dem Fall, dass der Rollenaktor keine Metallschicht bzw. Metallfolie aufweist, können die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2), welche zueinander benachbart sind und einander physisch kontaktieren, aus einer Schicht gebildet sein.
Die erste Elektrode 110(1), 110(2), die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2) können ein elektrisch leitfähig Material aufweisen oder daraus bestehen. Zum Beispiel kann/können die erste Elektrode 110(1), 110(2), die zweite Elektrode 112(1) und/oder die dritte Elektrode 112(2) jeweils: Silber aufweisen oder daraus bestehen, oder Silikon mit Rußpartikeln aufweisen oder daraus bestehen, oder Silikon mit Kohlenstoffnanoröhrchen aufweisen oder daraus bestehen, oder Silikon mit Graphenpartikel aufweisen oder daraus bestehen, oder Silikon mit Silber-Nanodrähten aufweisen oder daraus bestehen, oder ein mit einer Metallschicht (z.B. Eisen, Kupfer, Nickel etc. aufweisend oder daraus bestehend) beschichtetes Silikon aufweisen oder daraus bestehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Elektrode 110(1), 110(2), die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2) aus einem Material (z.B. einer Materi al anordnung) bestehen, welches im Rahmen der Ausdehnung des gewickelten Folienverbunds 102 (siehe Beschreibung zu FIG. 2A und FIG. 2B) dehnbar ist (z.B. ein oder mehreren Metalle, Kohlenstoffnanoröhrchen, etc. aufweisend oder daraus bestehend). Diese Dehnbarkeit der Elektroden kann zum Beispiel materialinhärent sein und/oder kann mittels einer Strukturierung erzeugt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke der ersten Schicht 108(1) und/oder die Dicke der zweiten Schicht 108(2) in einem Bereich von ungefähr 5 pm bis ungefähr 500 pm (z.B. in einem Bereich von ungefähr 50 pm bis ungefähr 120pm) liegen.
In einem Beispiel können die erste Schicht 108(1) und die zweite Schicht 108(2) vollständig oder im Wesentlichen vollständig aus einem Silikon bestehen und eine Dicke von ungefähr 80 pm aufweisen. Die erste Elektrode 110(1), 110(2), die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2) können zum Beispiel jeweils vollständig oder im Wesentlichen vollständig aus Silber bestehen, welches beispielsweise eine Dicke von ungefähr 110 nm aufweisen kann.
In einem anderen Beispiel kann das dielektrische Elastomer Elastosil® sein und eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 50 pm bis ungefähr 100 pm aufweisen. Die erste Elektrode 110(1), 110(2), die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2) können zum Beispiel jeweils Silikon, welches Rußpartikel aufweist, aufweisen und können jeweils eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 20 pm bis ungefähr 40 pm aufweisen.
Optional kann der Folienverbund 102 ferner eine Metallschicht aufweisen. Im Folgenden wird die Metallschicht beispielhaft als Metallfolie 114 beschrieben. Es wird verstanden, dass es sich bei der Metallfolie um eine beispielhafte Metallschicht handelt und dass die Metallschicht auch jede andere Art von metallischer Schicht sein kann, wie beispielsweise eine mittels physikalischer und/oder chemischer Gasphasenabscheidung, mittels Tauchbeschichtung, mittels Aufsprayen, etc. erzeugte metallische Schicht.
Die Metallfolie 114 kann ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen oder daraus bestehen. Das Metall bzw. die Metalllegierung kann eine elektrische Leitfähigkeit größer als oder gleich 30 • 106 S/m (Siemens pro Meter) aufweisen. Die Metallfolie 114 kann beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke der Metallfolie 114 kleiner als die Hälfte der Dicke des Folienverbundes sein. Dadurch kann eine Separierung der einzelnen Folienlagen des gewickelten Folienverbunds verringert (z.B. verhindert) werden, wodurch eine Stabilität und Funktionalität des Rollenaktors 101 sichergestellt werden kann. Zum Beispiel kann können die erste Schicht 108(1) und die zweite Schicht 108(2) aus Elastosil® bestehen mit einer Dicke von ungefähr 100 pm und die erste Elektrode, die zweite Elektrode und die dritte Elektrode können eine Dicke von ungefähr 20 pm aufweisen. In diesem Beispiel kann die Dicke der Metallfolie 114 kleiner als ungefähr 60 pm sein. In einem anderen Beispiel können die erste Schicht 108(1) und die zweite Schicht 108(2) aus einem Silikon (z.B. Danfoss Polypower) bestehen mit einer Dicke von ungefähr 80 pm und die erste Elektrode, die zweite Elektrode und die dritte Elektrode können eine Dicke von ungefähr 100 nm aufweisen. In diesem Beispiel kann die Dicke der Metallfolie 114 kleiner als ungefähr 60 pm sein.
Die erste Elektrode 110(1), 110(2), die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2) können zum Beispiel jeweils aus Silber bestehen, welches beispielsweise eine Dicke von ungefähr 110 nm aufweisen kann.
In einem anderen Beispiel kann das dielektrische Elastomer Elastosil® sein und eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 50 pm bis ungefähr 100 pm aufweisen. Die erste Elektrode 110(1), 110(2), die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2) können zum Beispiel jeweils Silikon, welches Rußpartikel aufweist, aufweisen und können jeweils eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 20 pm bis ungefähr 40 pm aufweisen.
In einem Beispiel kann die Metallfolie 114 eine ungefähr 12 pm dicke Aluminiumfolie sein. Eine Aluminiumfolie ist beispielsweise vorteilhaft, da diese sowohl eine elektrische Leitfähigkeit größer als 30 • 106 S/m als auch ein vergleichsweise geringes Gewicht (z.B. gegenüber anderen Metallfolien) aufweist. Das vergleichsweise geringe Gewicht kann zum Beispiel ein Schwingverhalten des Rollenaktors 101 verbessern. Auch kann die Passivierungsschicht (Oxidschicht) der Aluminiumfolie eine hohe Korrosionsbeständigkeit bereitstellen.
Die Metallfolie 114 kann elektrisch leitend mit der Substratfolie 106 verbunden sein. Zum Beispiel kann die Metallfolie 114 elektrisch leitend mit der dritten Elektrode 112(2) (oder alternativ der zweiten Elektrode 112(1)) verbunden sein. Die Metallfolie 114 kann mit der jeweiligen Schicht in direktem physischen Kontakt stehen zum Bereitstellen des elektrischen Kontakts oder kann mittels ein oder mehrerer anderer Schichten (z.B. einer Kohlenstoffschicht) elektrisch leitend mit der jeweiligen Schicht (z.B. der Substratfolie 106 bzw. der dritten Elektrode 112(2)) verbunden sein. Zum Beispiel können die Metallfolie 114 und die dritte Elektrode 112(112) einander zumindest teilweise physisch kontaktieren. Als ein „zumindest teilweiser“ physischer Kontakt von zwei Elementen, wie hierin verwendet, kann verstanden werden, dass sich die beiden Elemente in mindestens einem Bereich (z.B. mehreren Bereichen) physisch kontaktieren. Zum Beispiel können mehrere Bereiche der Substratfolie 106 die Metallfolie 114 direkt kontaktieren und mehrere andere Bereiche der Substratfolie 106 können in einem (z.B. mit Luft gefüllten) Abstand (z.B. wenige pm oder weniger als Ipm) zu der Metallfolie 114 angeordnet sein.
Die Metallfolie 114 kann den Kontaktwi der stand zwischen der dritten Elektrode 112(2) einer Wicklung und der zweiten Elektrode 112(1) der vorangehenden Wicklung verringern. Der verringerte Kontaktwi der stand kann sicherstellen, dass die Grenzfrequenz größer als die gewünschte maximale Frequenz des Lautsprechers 100 ist.
Es wird verstanden, dass, wenn der Folienverbund 102 die Metallfolie 114 aufweist, die Dicke, t, des Folienverbundes 102 im Wesentlichen der summierten Dicke der Substratfolie 106 und der Metallfolie 114 entsprechen kann und, dass, wenn der Folienverbund 102 die Metallfolie 114 nicht aufweist, die Dicke, t, des Folienverbundes 102 im Wesentlichen der Dicke der Substratfolie 106 entsprechen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der gewickelte Folienverbund 102 unter einer mechanischen Spannung stehen. Anschaulich kann eine mechanische Spannung auf den gewickelten Folienverbund 102 wirken. Die mechanische Spannung kann beispielsweise aus dem Wicklungsprozess herrühren. Zur Veranschaulich kann der Folienverbund 102 unter Spannung aufgewickelt werden und diese Spannung kann die auf den gewickelten Folienverbund 102 wirkende mechanische Spannung induzieren. Die mechanische Spannung kann zu einer Dehnung (z.B. in Axialrichtung und/oder Radialrichtung) des Folienverbundes 102 führen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die durch die mechanische Spannung induzierte Dehnung (auch als Streckung bezeichnet) kleiner als 50% (z.B. kleiner als 20%; gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner als 10%) sein. Anschaulich kann die Größe (in Axialrichtung und/oder Radialrichtung) des gedehnten Folienverbundes 102 kleiner als das 1,5-fache des nicht-gedehnten Folienverbundes 102 (also, wenn keine mechanische Spannung auf den Folienverbund 102 wirken würde) sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann diese vergleichsweise geringe Dehnung sicherstellen, dass der Rollenaktor 101 bei Aktuation (siehe Beschreibung zu FIG. 2A und FIG. 2B) sowohl einen Größenänderung in Axialrichtung als auch eine Größenänderung in Radialrichtung erzeugt werden kann. Anschaulich kann eine Größenänderung in Axialrichtung und in Radialrichtung als vollumfängliche Volumenzunahme bezeichnet werden. Mittels des Verhältnisses der Dehnung in Axialrichtung und der Dehnung in Radialrichtung kann zum Beispiel das Verhältnis des Anteils axialer Abstrahlung zu dem Anteil radialer Abstrahlung (siehe Beschreibung zu FIG. 2A und FIG. 2B) eingestellt werden, wodurch beispielsweise der erzeugbare Frequenzbereich modifiziert werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vordehnung in Axialrichtung durch eine mechanische Vordehnung des Rollenaktors 101 beim Einbau erreicht werden.
Ist der Folienverbund 102 derart gewickelt, dass der Folienverbund 102 in einer Wicklung den Folienverbund in der nächsten Wicklung physisch kontaktiert, so kann die Anzahl der Wicklungen, N, ermittelt werden gemäß N = da dl.
Die Wicklungen des Folienverbunds 102 können miteinander verklebt sein. In diesem Fall kann zwischen den aufeinanderfolgenden Wicklungen ein Klebstoff angeordnet sein. Der Klebstoff kann zum Beispiel ein elektrisch leitfähiger Klebstoff sein. Der Klebstoff kann eine Dicke, k, aufweisen. In diesem Fall kann die Anzahl der Wicklungen, N, ermittelt werden gemäß n = da dl. Es wird verstanden, dass die Dicke, k, für die innerste Wicklung k und die äußerste Wicklung jeweils abzuziehen sind.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallfolie 114 eine erste Metallfolie 114(1) sein. Mit Bezug auf FIG. ID kann der Folienverbund 102 ferner eine zweite Metallfolie 114(2) aufweisen. Die zweite Metallschicht 114(2) kann zwischen einer ersten Sub-Schicht 110(1) der ersten Elektrode 110(1), 110(2) und einer zweiten Sub-Schicht 110(2) der ersten Elektrode 110(1), 110(2) angeordnet sein und elektrisch leitend mit diesen verbunden sein. Alternativ kann die erste Elektrode entweder die erste Sub-Schicht 110(1) oder die zweite Sub-Schicht 110(2) aufweisen. In diesem Fall kann die zweite Metallfolie 114(2) in direktem Kontakt mit der jeweiligen Sub-Schicht und der ersten oder zweiten Schicht angeordnet sein. Die zweite Metallfolie 114(2) kann eingerichtet sein wie voranstehend für die Metallfolie 114 (also die erste Metallfolie 114(1) in diesem Beispiel) beschrieben. Hierbei können die erste Metallfolie 114(1) und die zweite Metallfolie 114(2) gleich eingerichtet sein (z.B. das gleiche Material, die gleiche Dicke etc. aufweisend) oder können voneinander verschieden eingerichtet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Elektrode 110(1), 110(2), die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2) die jeweilige Schicht 108(1), 108(2) vollständig bedecken. Alternativ, mit Bezug auf FIG. IE können die erste Schicht 108(1) und die zweite Schicht 108(2) in einem ersten Randbereich 120 und/oder einem zweiten Randbereich 122 frei von der der ersten Elektrode 110(1), 110(2), der zweiten Elektrode 112(1) und/oder der dritten Elektrode 112(2) sein. Anschaulich kann zum Beispiel die erste Elektrode 110(1), 110(2) die erste Schicht 108(1) und die zweite Schicht 108(2) lediglich in einem mittleren Bereich bedecken. Entsprechend kann zum Beispiel die zweite Elektrode 112(1) die erste Schicht 108(1) lediglich in dem mittleren Bereich bedecken und/oder die dritte Elektrode 112(2) kann die zweite Schicht 108(2) lediglich in dem mittleren Bereich bedecken. Folglich können der erste Randbereich und/oder der zweite Randbereich elektrisch isolierend sein.
Die Randbereiche 120, 122 können beispielsweise einen akustischen Kurzschluss (z.B. aufgrund eines Druckausgleichs von innen nach außen) reduzieren (z.B. verhindern). Die Randbereiche 120, 122 können beispielsweise einen elektrischen Kurzschluss aufgrund ionisierter Luft verhindern. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Randbereiche als Wellenleiter (engl.: waveguide) verwendet werden. Aufgrund einer Wegverlängerung des Schalls kann bei Schallaustritt eine positive Interferenz zum abgestrahlten Schall der anderen Seite erfolgen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Wicklungen des Folienverbunds 102 durch Klebstoff in dem ersten Randbereich 120 und/oder dem zweiten Randbereich 122 miteinander verklebt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Schichten (z.B. Folien) des Folienverbundes in dem ersten Randbereich 120 und/oder dem zweiten Randbereich 122 direkt miteinander vernetzt sein bzw. werden (z.B. mittels Vulkanisierens).
Die Dicke der ersten Elektrode 110(1), 110(2) kann im Wesentlichen der summierten Dicke der zweiten Elektrode 112(1) und der dritten Elektrode 112(2) entsprechen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Elastizitätsmodul des dielektrischen Elastomers der ersten Schicht 108(1) und/oder der zweiten Schicht 108(2) in einem Bereich von ungefähr 100 kPa bis ungefähr 10 MPa liegen. Zum Beispiel kann das dielektrische Elastomer einen Elastizitätsmodul (E-Modul) von ungefähr 1 MPa aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Folienverbund 102 (optional in Verbindung mit der Metallfolie 114) einen effektiven E-Modul (einen auf das jeweilige Volumen der Schichten/Folien anteilig gemittelten E-Modul) in einem Bereich von ungefähr 100 kPa bis ungefähr 10 MPa aufweisen.
Mit Bezug auf FIG. 1F kann der Lausprecher 100 eine erste Abdeckkappe 124 und eine zweite Abdeckkappe 126 aufweisen. Die erste Abdeckkappe 124 kann beispielsweise auf eine erste Stirnseite (z.B. Grundfläche) des Rollenaktors 101 aufgesetzt (und optional daran befestigt) sein und die zweite Abdeckkappe 126 kann auf einer zweiten Stirnseite (z.B. der Deckfläche) des Rollenaktors 101 aufgesetzt sein. Zum Beispiel kann die erste Abdeckkappe 124 die erste Stirnseite und zumindest einen Teil des zweiten Randbereichs 122 abdecken und die zweite Abdeckkappe 126 kann die zweite Stirnseite und zumindest einen Teil des erste Randbereichs 120 abdecken. Anschaulich können die erste Abdeckkappe 124 und die zweite Abdeckkappe 126 den gewickelten Folienverbund 102 stabilisieren.
Die durch das Verkleben und/oder die Abdeckkappen 124, 126 kann die Steifigkeit des Rollenaktors 101 erhöht und die nutzbare Bandbreite des Rollenaktors 101 erhöht werden, da beispielsweise zusätzliche Resonanzen nutzbar sind. Die erste Abdeckkappe 124 und die zweite Abdeckkappe 126 können beispielsweise zusätzlich (für Mechanik und/oder Akustik) nutzbare Strukturresonanzen (z.B. der Kappen) generieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Rollenaktor 101 zusätzliche versteifende Strukturen aufweisen, wie beispielsweise eine oder mehrere in dem Hohlraum 104 angeordnete (z.B. helikale) Federn und/oder mit dem Folienverbund 102 (und optional der ersten Metallfolie 114(1) und/oder der zweiten Metallfolie 114(2)) aufgewickelte verstärkende/versteifende Fasern.
In einer beispielhaften Ausführungsform des Folienverbundes 102 kann dieser ohne Metallfolie 114 ausgestaltet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen des Folienverbundes 102 kann ein jeweiliger Randbereich der ersten Schicht 108(1) und der zweiten Schicht 108(2) jeweils frei von der ersten Elektrode 110(1), 110(2), der zweiten Elektrode 112(1) bzw. der dritten Elektrode 112(2). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Schicht 108(1) und/oder die zweite Schicht 108(2) jeweils in Normalenrichtung (y bzw. -y) eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Als strukturierte Oberfläche, wie hierin verwendet, kann verstanden werden, dass die Oberfläche Erhebungen und/oder Vertiefungen in Normalenrichtung aufweist. Die strukturierte Oberfläche kann eine (z.B. regelmäßige) Wellenstruktur aufweisen. Die Wellenstruktur kann beispielsweise eine jeweilige Dehnung der ersten Elektrode 110(1), 110(2), der zweiten Elektrode 112(1) und der dritten Elektrode 112(2) reduzieren (z.B. verringern). Die Wellenstruktur kann beispielsweise eine Anisotropie bezüglich der Flächendehnung erzeugen. Anschaulich kann mittels der Oberflächenstruktur die Dehnung des Folienverbundes 102 modifiziert werden, was wiederum zu einer Modifikation der Abstrahlcharakteristik führen kann, wie hierin beschrieben.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Substratfolie 106 des gewickelten Folienverbunds 102 gefaltet sein. FIG. IG zeigt einen Entfalte-Zustand 140 (z.B. im Rahmen des Herstellungsverfahrens vor dem Falten). In dem Entfalte-Zustand 140 kann die Substratfolie 106 (in diesem Fall auch als entfaltete Substratfolie 107 bezeichnet) eine Substratschicht 108 aufweisen, welche das dielektrische Elastomer aufweist oder daraus besteht. In dem Entfalte-Zustand 140 kann die Substratfolie 106 ferner eine erste Elektrodenschicht 110 aufweisen, die auf einer ersten Seite der Substratschicht 108 angeordnet ist. In dem Entfalte-Zustand 140 kann die Substratfolie 106 ferner eine zweite Elektrodenschicht 112 aufweisen, die auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Substratschicht 108 angeordnet ist.
In dem vorliegenden Beispiel kann die Substratfolie 106 mittig gefaltet sein, wie durch die Faltelinie, F, angezeigt. Es wird verstanden, dass die Substratfolie 106 auch anders gefaltet sein kann. Die Faltelinie, F, kann die Substratfolie 106 in einen ersten Abschnitt 106(1) und einen zweiten Abschnitt 106(2) aufteilen. FIG. IG zeigt ferner einen beispielhaften Falte-Zustand 142 der Substratfolie 106 (z.B. hergestellt mittels Faltens an der Faltelinie F in Faltrichtung 138). Die Substratfolie 106 kann derart gefaltet sein, dass sich die in dem ersten Abschnitt 106(1) angeordnete erste Elektrodenschicht 110 und die in dem zweiten Abschnitt 106(2) angeordnete erste Elektrodenschicht 110 zumindest teilweise berühren. Wie gezeigt, können die in dem ersten Abschnitt 106(1) und die in dem zweiten Abschnitt 106(2) angeordnete erste Elektrodenschicht 110 die erste Elektrode 110(1), 110(2) bilden. Die in dem ersten Abschnitt 106(1) angeordnete zweite Elektrodenschicht 112 kann die zweite Elektrode 112(1) bilden. Die in dem zweiten Abschnitt 106(2) angeordnete zweite Elektrodenschicht 112 kann die dritte Elektrode 112(2) bilden. Anschaulich zeigt sich, dass bei dem gewickelten Folienverbund 102, welcher die gefaltete Substratfolie 106 aufweist, ein elektrischer Kurzschluss zwischen der ersten Elektrodenschicht 110 und der zweiten Elektrodenschicht 112 verhindert werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Elektrodenschicht 110 nur über dem ersten Abschnitt 106(1) oder dem zweiten Abschnitt 106(2) ausgebildet sein, wobei die erste Elektrodenschicht 110 in diesem Fall nach dem Falten ebenfalls die erste Elektrode 110(1), 110(2) bildet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Elektrodenschicht 112 nur über dem ersten Abschnitt 106(1) oder dem zweiten Abschnitt 106(2) ausgebildet sein, wobei die zweite Elektrodenschicht 112 in diesem Fall nach dem Falten die zweite Elektrode 112(1) oder die dritte Elektrode 112(2) bildet. FIG. IG zeigt ferner einen anderen beispielhaften Falte-Zustand 144 der Substratfolie 106 (z.B. hergestellt mittels Faltens an der Faltelinie F in Faltrichtung 138), wobei die Substratfolie 106 und die zweite Metallfolie 114(2) herum gefaltet werden kann. Die Substratfolie 106 kann derart um die zweite Metallfolie 114(2) herum gefaltet sein, dass die in dem ersten Abschnitt 106(1) angeordnete erste Elektrodenschicht 110 eine erste Seite der zweiten Metallfolie 114(2) zumindest teilweise berührt und dass die in dem zweiten Abschnitt 106(2) angeordnete erste Elektrodenschicht 110 eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der zweiten Metallfolie 114(2) zumindest teilweise berührt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Elektrodenschicht 110 nur über dem ersten Abschnitt 106(1) oder dem zweiten Abschnitt 106(2) ausgebildet sein, wobei in diesem Fall der jeweilige Abschnitt der ersten Elektrodenschicht 110 nach dem Falten die zweite Metallfolie 114(2) berührt.
Alternativ zu der beschriebenen gefalteten Substratfolie 106 kann die Substratfolie 106 auch aus einer ersten Folie und einer zweiten Folie bestehen, wobei auf der ersten Seite der ersten Folie und auf der ersten Seite der zweiten Folie die erste Elektrodenschicht 110 angeordnet sein kann und wobei die erste Folie und die zweite Folie derart übereinander angeordnet sind, dass sich die über der ersten Seite der ersten Folie angeordnete erste Elektrodenschicht 110 und die über der ersten Seite der zweiten Folie angeordnete erste Elektrodenschicht 110 berühren. Wie voranstehend beschrieben, kann die zweite Elektrodenschicht 112 entweder die zweite Elektrode 112(1) oder die dritte Elektrode 112(2) bilden, wobei in diesem Fall die über der nachfolgenden Wicklung angeordnete Elektrode beispielsweise beide Elektroden bilden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Metallfolie 114(2) zwischen der ersten Folie und der zweiten Folie angeordnet sein, so dass die erste Elektrodenschicht jeweils eine Seite der zweiten Metallfolie 114(2) berührt.
Mit Bezug auf FIG. 1H kann der gewickelte Folienverbund 102 die Substratfolie 106, die erste Metallfolie 114(1) und die zweite Metallfolie 114(2) aufweisen. Optional kann der gewickelte Folienverbund 102 mehrere erste Folienabschnitte 150(m=l bis M) aufweisen (wobei M jede natürliche Ganzzahl größer als oder gleich „1“ sein kann), welche die erste Metallfolie 114(1) elektrisch leitend kontaktieren und welche aus der spiralzylindrischen Form herausgeführt sind. Zum Beispiel kann in jeder Wicklung, n, der N Wicklungen ein erster Folienabschnitt 150(m) angeordnet sein, so dass die Anzahl an Wicklungen, N, der Anzahl, M, an ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) entsprechen kann. Dies ist beispielhaft und der gewickelte Folienverbund 102 kann jede Anzahl, M, an ersten Folienabschnitten 150(m=l bis M) aufweisen. Jeder erste Folienabschnitt 150(m) der mehreren ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) kann elektrisch leitend mit der ersten Metallfolie 114(1) verbunden sein. Anschaulich können die herausgeführten ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) zum elektrischen Kontaktieren der ersten Metallfolie 114(1) dienen. Die mehreren ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein, sodass diese gemeinsame elektrisch kontaktiert werden können (siehe FIG. 1H). Die erste Metallfolie 114(1) kann elektrisch leitend mit der dritten Elektrode 112(2) verbunden sein. Ferner kann die erste Metallfolie 114(1) mit der zweiten Elektrode 112(1) der nachfolgenden Wicklung elektrisch leitend verbunden sein. Folglich kann die erste Metallfolie 114(1) in dem gewickelten Folienverbund 102 sowohl mit der zweiten Elektrode 112(1) als auch mit der dritten Elektrode 112(2) elektrisch leitend verbunden sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können daher die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2) (z.B. gemeinsam) mittels der ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) elektrisch kontaktiert werden. Die ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) können in Axialrichtung (z) über die Grundfläche des gewickelten Folienverbunds 102 und/oder über die Deckfläche des gewickelten Folienverbunds 102 überstehen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeder erste Folienabschnitt 150(m) aus zwei Abschnitten bestehen, welche zumindest an einem Ende miteinander verbunden sind. Zum Beispiel können diese beiden Abschnitte die ersten Metallfolie 114(1) umschließen. Zum Beispiel kann die erste Metallfolie 114(1) zwischen den beiden Abschnitten angeordnet sein. Anschaulich kann jeder der ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) als ein Haken um die erste Metallfolie 114(1) herumgeführt sein. Die ersten Folienabschnitte können mit der ersten Metallfolie strukturiert verpresst (z.B. geprägt) sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) aus dem gleichen Material wie die erste Metallfolie 114(1) bestehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) Teil der ersten Metallfolie 114(1) sein. Zum Beispiel können die ersten Folienabschnitte 150(m=l bis M) monolithisch mit der ersten Metallfolie 114(1) verbunden sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die hervorstehenden Enden eines jeden ersten Folienabschnitts 150(m) T-förmig sein. Dies kann eine Kontaktierung der Enden verbessern. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der gewickelte Folienverbund 102 mehrere zweite Folienabschnitte 152(m=l bis M) aufweisen (wobei M jede natürliche Ganzzahl größer als oder gleich „1“ sein kann), welche die zweite Metallfolie 114(2) elektrisch leitend kontaktieren und welche aus der spiralzylindrischen Form herausgeführt sind. Zum Beispiel kann in jeder Wicklung, n, der N Wicklungen ein zweiter Folienabschnitt 152(m) angeordnet sein, so dass die Anzahl an Wicklungen, N, der Anzahl, M, an zweiten Folienabschnitte 152(m=l bis M) entsprechen kann. Dies ist beispielhaft und der gewickelte Folienverbund 102 kann jede Anzahl, M, an zweiten Folienabschnitten 152(m=l bis M) aufweisen. Jeder zweite Folienabschnitt 152(m) der mehreren zweiten Folienabschnitte 152(m=l bis M) kann elektrisch leitend mit der zweiten Metallfolie 114(2) verbunden sein. Anschaulich können die herausgeführten zweiten Folienabschnitte 152(m=l bis M) zum elektrischen Kontaktieren der zweiten Metallfolie 114(2) dienen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die ersten Folienabschnitte an einer ersten Seite (z.B. Grundfläche oder Deckfläche) des Rollenaktors 101 herausgeführt sein und die zweiten Folienabschnitte können auf einer ersten Seite gegenüberliegenden Seite (z.B. Deckfläche bzw. Grundfläche) herausgeführt sein. Dies kann ein Kontaktieren der ersten und zweiten Folienabschnitte vereinfachen. Die Anordnung der zweiten Folienabschnitte kann ähnlich sein zu der voranstehend beschriebenen Anordnung der ersten Folienabschnitte und die Verbindung der zweiten Folienabschnitte mit der zweiten Metallfolie kann eingerichtet sein wie voranstehend für die Verbindung der ersten Folienabschnitte mit der ersten Metallfolie beschrieben. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Metallfolie 114(2) in dem gewickelten Folienverbund 102 mit der ersten Elektrode 110(1), 110(2) elektrisch leitend verbunden sein, so dass die erste Elektrode 110(1), 110(2) mittels der zweiten Folienabschnitte 152(m=l bis M) elektrisch kontaktiert werden kann.
Wie hierin beschrieben, können die erste Metallfolie 114(1) und die zweite Metallfolie 114(2) den Kontaktwi der stand zwischen den jeweiligen Elektroden verringern. Die Parallelisierung der Elektroden und deren Kontaktierung durch die jeweiligen Folienabschnitte kann den Kontaktwi der stand zusätzlich verringern. Dies kann zum Beispiel zu einer Homogenisierung der Phasenlaufzeiten (Signalverzögerungen), die sich auf Grund des Tiefpassfilters ergeben (z.B. bei einem differentiellen RC -Netzwerk), führen.
Die Grenzfrequenz, fg , ergibt sich aus fq = — - — . Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Grenzfrequenz, fg , größer sein als 20 kHz, wobei die Grenzfrequenz, fg , am entferntesten Punkt zur Kontaktelektrode größer ist als die beabsichtigte Arbeitsfrequenz und wobei die Grenzfrequenz, fg , mindestens 1,2-mal größer als die erste axiale Resonanz. Dies kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen erreicht werden, indem die voranstehend beschriebenen Folienabschnitte) verwendet werden.
Hierbei kann der elektrische Widerstand, der durch eine natürliche Oxidschicht (z.B. Aluminiumoxid im Falle einer Aluminiumschicht als Metallschicht) erzeugt wird, und der Kontaktwiderstand (z.B. bedingt durch einen geringen Anpressdruck aufgrund der Dehnung kleiner als 50% und/oder der Oberflächenrauheit) verringert werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Metallfolie 114(1) und/oder die zweite Metallfolie 114(2) als Foliengitter (z.B. aus einer Graphitmischung bestehend) in die jeweilige Elektrodenschicht (z.B. in dem ersten Abschnitt 106(1) und/oder dem zweiten Abschnitt 106(2)) eingebettet sein. Wie hierin beschrieben, handelt es sich bei den Metallfolien um eine beispielhafte Ausgestaltung von Metallschichten. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die jeweilige Elektrodenschicht (z.B. in dem ersten Abschnitt 106(1) und/oder dem zweiten Abschnitt 106(2)) von der zugehörigen Metallschicht bedeckt (z.B. mit der Metallschicht beschichtet) sein.
FIG. 2A zeigt schematisch das Funktionsprinzip für eine planare Schicht 206, welche aus einem dielektrischen Elastomer besteht. Über einer ersten Seite der planaren Schicht 206 kann eine erste Elektrodenschicht 208 angeordnet sein und über einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der planaren Schicht 206 kann eine zweite Elektrodenschicht 210 angeordnet sein. Abbildung 202 zeigt die Struktur in einem Zustand, in dem keine Spannungen an die erste Elektrodenschicht 208 und die zweite Elektrodenschicht 210 angelegt sind. Abbildung 204 zeigt die Struktur in einem Zustand, in dem eine erste Spannung (z.B. „+“) an die erste Elektrodenschicht 208 angelegt und eine von der ersten Spannung verschiedene zweite Spannung (z.B. „-“) an die zweite Elektrodenschicht 210 angelegt ist. Dies kann zu einer Anziehung der ersten Elektrodenschicht 208 und der zweiten Elektrodenschicht 210 führen (wie durch die gefüllten Pfeile in FIG. 2A gezeigt). Diese Anziehung zwischen der ersten Elektrodenschicht 208 und der zweiten Elektrodenschicht 210 kann zu einer elastischen Verformung des dielektrischen Elastomers der planaren Schicht 206 führen. Diese elastische Verformung kann zu einer Ausdehnung des dielektrischen Elastomers der planaren Schicht 206 in alle Richtungen parallel zu der ersten Elektrodenschicht 208 und der zweiten Elektrodenschicht 210 führen (wie durch die ungefüllten Pfeile in FIG. 2A gezeigt). Hierbei kann es sich um eine volumeninvariante Kompressibilität handeln. Anschaulich zeigt sich, dass in diesem Fall keine Ausdehnung der planaren Schicht 206 senkrecht zu der ersten Elektrodenschicht 208 und der zweiten Elektrodenschicht 210 stattfindet, sondern die Dicke der planaren Schicht 206 wird kleiner. FIG. 2B zeigt schematisch das Funktionsprinzip für den Rollenaktor 101 des Lautsprechers 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Der gewickelte Folienverbund 102 kann derart angeordnet (z.B. derart gewickelt) sein, dass, wenn eine erste Spannung an die erste Elektrode 110(1), 110(2) angelegt wird und eine von der ersten Spannung verschiedene zweite Spannung an die zweite Elektrode 112(1) und die dritte Elektrode 112(2) angelegt wird, das Volumen des Rollenaktors 101 sowohl in Axialrichtung (z-Richtung) (in manchen Aspekten als axiale Richtung bezeichnet) als auch in Radialrichtung (in x-Richtung und y-Richtung) (in manchen Aspekten als radiale Richtung bezeichnet) größer wird (wie durch die ungefüllten Pfeile in FIG. 2G gezeigt). Die Vergrößerung der Breite kann zu einem größeren Umfang des Rollenaktors 101 führen. Anschaulich kann das Volumen des Rollenaktors 101 bei angelegten Spannungen vollumfänglich zunehmen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hohlraum 104 die radiale Ausdehnung des Rollenaktors 101 ermöglichen.
Der Betrag der ersten Spannung und/oder der zweiten Spannung kann in einem Bereich von ungefähr 0,1 kV bis ungefähr 10 kV liegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Rollenaktor 101 bei Frequenzen oberhalb der ersten Grundresonanz betrieben werden. Für Druckkammer- Anwendungen kann der Rollenaktor 101 auch bei Frequenzen unterhalb der Grundresonanz verwendet werden (allerdings können diese designbedingt nach oben verschoben werden).
Die Gesamtkapazität des Rollenaktors kann in Abhängigkeit der Dimensionierung, der Anzahl an Wicklungen, der verwendeten Materialien, etc. im Bereich von ungefähr 0,5 nF (Nanofarad) bis ungefähr 500 nF (z.B. im Bereich von ungefähr 5 nF bis ungefähr 125 nF) liegen. Auch größeren Bereiche sind bei entsprechender Dimensionierung möglich.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Größenänderung in radiale Richtung und in axiale Richtung erreicht werden, indem die Dehnung des Folienverbundes 102 kleiner als 50% ist, wie hierin beschrieben. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Metallfolie 114(1) und/oder die zweite Metallfolie 114(2) den Kontaktwi der stand zu den jeweiligen Elektroden verringern, so dass der Lautsprecher 100 trotz der vergleichsweise geringen Dehnung des Folienverbundes 102 (und dem daraus resultierenden geringeren Anpressdruck der Wicklungen des Folienverbundes 102) eine hohe elektrische Grenzfrequenz (z.B. größer als 20kHz) erreichen kann. Die Reduktion des Kontaktwiderstandes kann ferner den Wirkungsgrad verbessern (also erhöhen), indem thermische Verluste verringert werden. Eine Verringerung der Aktorerwärmung kann die Lebensdauer (u.a. geringeres Durchschlagsrisiko) des Rollenaktors 101 erhöhen.
Zum Beispiel kann die gewünschte radiale Abstrahlung des Lautsprechers 100 erreicht werden, indem sowohl die Dehnung des Folienverbundes 102 in Axialrichtung und in Radialrichtung jeweils kleiner als 50% sind und indem die Metallfolie 114 kann den Kontaktwi der stand erhöht. In einem anderen Beispiel kann auf die Metallfolie 114 verzichtet werden und die Dehnung des Folienverbundes 102 kann in Axialrichtung und in Radialrichtung jeweils kleiner als 20% (z.B. kleiner als 10%) sein.
Die (elektrisch) spannungsinduzierte Vergrößerung der Breite, b, kann beispielsweise dadurch erhöht werden, dass das Verhältnis von Außendurchmesser, da, zu Innendurchmesser, di , des gewickelten Folienverbunds 102 größer als oder gleich 1,3 (z.B. größer als 2) ist. Die spannungsinduzierte Vergrößerung der Breite, b, kann beispielsweise dadurch erhöht werden, dass die erste Metallfolie 114(1) und/oder die zweite Metallfolie 114(2) verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vergrößerung in radiale Richtung (also in Radialrichtung) erhöht werden, indem die Anzahl an Wicklungen (z.B. die Anzahl an Lagen) erhöht wird.
Die vollumfängliche Volumenzunahme (also in Axialrichtung und in Radialrichtung wirkende Volumenverschiebung) und der dadurch entstehende Kraftfluss können zur Erzeugung akustischer Signale verwendet werden. Die Vergrößerung in Axialrichtung und die Vergrößerung in Radialrichtung erfolgen phasengleich (in Phase). Die Abstrahlung erfolgt über Verschiebung der jeweiligen Oberflächen in Moden, die sich konstruktiv (phasengleich) ausprägen bzw. in getrennten Frequenzbereichen zu einander wirken.
Die Amplitude (z.B. die bei Volumenverschiebung wirkende Kraft und/oder die Wegstrecke der Volumenverschiebung) kann im Wesentlichen proportional zu angelegten Spannung sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die infolge eines Anlegens einer Spannung in der kapazitiven Anordnung gespeicherten Ladungsträger mittels Rekuperation zurückgewonnen werden. Dies kann den Wirkungsgrad des Lautsprechers 100 signifikant erhöhen. Dies ist beispielsweise bei elektrodynamischen Antrieben nicht möglich, da bei diesen die Amplitude proportional zum angelegten Strom ist. Dies zeigt anschaulich die Wirkungsweise des Rollenaktors 101 und dass dieser beispielsweise als Schallquellenantrieb geeignet ist. Der Rollenaktor 101 benötigt keine Permanentmagnete, so dass beispielsweise keine Kosten für seltene Erden (z.B. in dem Fall von Eisen-Neodym-Bor-Magneten) anfallen. Der Rollenaktor 101 kann hierbei als schallführendes Element eingesetzt werden. Die vollumfängliche Volumenzunahme (also die radiale Volumenzunahme zusätzlich zur axialen Volumenzunahme) ermöglicht eine Abstrahlung unter einem signifikant größeren Ab strahl winkel im Vergleich zu elektrodynamischen Antrieben.
Ein Lautsprecher mit dem hierin beschriebenen Rollenaktor 101 hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Lautsprechern (z.B. Lautsprechern, die die einen elektrodynamischen Antrieb verwenden):
- eine verstärkte mechanisch-akustische Kopplung,
- ein höherer Schalldruckpegel in einem überlagernden Frequenzbereich bei gleicher elektrischer Leistungszufuhr,
- eine verbesserte Linearität (z.B. Frequenzgang und/oder Klirrfaktor) in dem überlagernden Frequenzbereich (in Zusammenhang mit einer Signalvorverarbeitung),
- eine Abstrahlung sowohl in axiale als auch radiale Richtung, wodurch ein homogenes omnidirektionales (z.B. hemisphärisches) Ab strahl verhalten erreicht wird,
- Energie kann durch Rekuperation zurückgewonnen werden,
- in tieffrequenten Bereichen wird weniger elektrische Energie benötigt,
- der Rollenaktor 101 kann ohne weitere Elemente (z.B. Flächen von Körpern) als Hochtöner verwendet werden,
- mittels des Verhältnisses von Außendurchmesser zu Innendurchmesser und/oder der auf den Folienverbund 102 wirkenden mechanischen Spannung kann das Verhältnis des Anteils axialer Abstrahlung zu dem Anteil radialer Abstrahlung eingestellt werden, wodurch beispielsweise der erzeugbare Frequenzbereich erweitert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Lautsprecher den Rollenaktor 101 und einen schwingbaren Körper (in manchen Aspekten als Schwingkörper bezeichnet) aufweisen. Der Rollenaktor 101 kann in Abstrahlrichtung des Lautsprechers zumindest teilweise über dem schwingbaren Körper angeordnet sein. Der Ausdruck „zumindest teilweise über“ dem schwingbaren Körper, wie hierin verwendet, kann dahingehend verstanden werden, dass zumindest 50 Prozent (z.B. Volumenprozent) des Rollenaktors 101 in (die senkrecht zum schwingbaren Körper verlaufende) Ab Strahlrichtung des Lautsprechers über (also in Abstrahlrichtung oberhalb von) dem schwingbaren Körper angeordnet sind. So kann der Rollenaktor 101 bezüglich des schwingbaren Körpers entlang der Tangentialachse in Abstrahlrichtung translatorisch derart verschoben sein, dass zumindest 50 Prozent des Rollenaktors 101 oberhalb der Oberfläche des schwingbaren Körpers angeordnet sind.
Zum Beispiel können mehr als 90 % des Rollenaktors 101 in Ab Strahlrichtung des Lautsprechers über dem schwingbaren Körper angeordnet sein. Zum Beispiel kann der Rollenaktor 101 vollständig über dem schwingbaren Körper angeordnet sein.
Anschaulich kann der Rollenaktor 101 zumindest teilweise im Schallfeld des Lautsprechers 300 angeordnet sein.
Der schwingbare Körper kann jede Art von Körper sein, welcher in Reaktion auf eine auf ihn wirkende Kraft schwingen kann zum Erzeugen von Schallwellen. Zum Beispiel kann der schwingbare Körper ein beweglich gelagerter Körper sein. Der beweglich gelagerte Körper kann mindestens eine abstrahlende Fläche aufweisen. Der schwingbare Körper kann zum Beispiel eine Lautsprechermembran, eine Schwingplatte (auch als schwingbare Platte bezeichnet), eine Schwingscheibe, etc. aufweisen oder sein.
FIG. 3A, FIG. 3B und FIG. 3C zeigen jeweils einen Lautsprecher 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Der Lautsprecher 300 kann den Rollenaktor 101 aufweisen. Der Lautsprecher 300 kann eine Lautsprechermembran 302 aufweisen. Der Lautsprecher 300 kann eine (z.B. mittlere) Abstrahlrichtung 304 aufweisen. Zum Beispiel kann die Lautsprechermembran 302 rotationssymmetrisch bezüglich der (mittleren) Abstrahlrichtung 304 sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Rollenaktor 101 in Ab Strahlrichtung des Lautsprechers 300 zumindest teilweise (z.B. vollständig) über der Lautsprechermembran 302 angeordnet sein.
Wie in FIG. 3A gezeigt, kann die Lautsprechermembran 302 die Form eines Konus aufweisen (z.B. konusförmig sein). Die Lautsprechermembran 302 kann eine konkav gekrümmte Oberfläche aufweisen und der Rollenaktor 101 kann in Abstrahlrichtung 304 zumindest teilweise über der konkav gekrümmten Oberfläche angeordnet sein. Zum Beispiel können die Lautsprechermembran 302 und der Rollenaktor 101 in direktem physischen Kontakt zueinander angeordnet sein.
Mit Bezug auf FIG. 3B kann der Lausprecher 300 ein Gehäuse 306 aufweisen. Die Lautsprechermembran 302 kann an dem Gehäuse 306 (z.B. beweglich) aufgehängt sein. Der Rollenaktor 101 kann zumindest teilweise (z.B. vollständig) außerhalb des Gehäuses 306 angeordnet sein. Die vollumfängliche Volumenzunahme 308 des Rollenaktors 101 kann vollumfänglich Schallwellen 310 erzeugen. Anschaulich kann eine kugelförmige Abstrahlcharakteristik der Schallwellen erzeugt werden. Das Gehäuse 306 kann beispielsweise einen akustischen Kurzschluss verhindern. Als akustischer Kurzschluss kann die Verminderung der Schallabstrahlung von schwingenden Flächen (z.B. der Lautsprechermembran 302) durch direkten Druckausgleich zwischen gegenphasig schwingenden Bereichen verstanden werden. Dies kann zu einer zumindest teilweisen Auslöschung abgestrahlter Schallwellen führen.
Mit Bezug auf FIG. 3C kann der Lausprecher 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen einen ersten schwingbaren Körper 302(1) und einen zweiten schwingbaren Körper 302(2) aufweisen. Zum Beispiel kann eine erste Seite des Rollenaktors 101 mit den ersten schwingbaren Körper 302(1) gekoppelt sein und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite kann mit dem zweiten schwingbaren Körper 302(2) gekoppelt sein. Der erste schwingbare Körper 302(1) kann eine erste bewegliche abstrahlende Fläche Al aufweisen. Der zweite schwingbare Körper 302(2) kann eine zweite bewegliche abstrahlende Fläche A2 aufweisen. Der schwingbare Körper kann beispielsweise eine Lautsprechermembran, ein Biegewellenwandler, etc. sein. Der erste schwingbare Körper und der zweite schwingbare Körper 302(2) können die gleiche Art von schwingbarer Körper (z.B. jeweils eine Lautsprechermembran) sein oder können verschiedene Arten von schwingbaren Körpern sein (z.B. der erste schwingbare Körper kann eine Lautsprechermembran sein und der zweite schwingbare Körper kann ein Biegewellenwandler sein, oder vice versa). Die erste bewegliche abstrahlende Fläche Al kann die gleiche Größe wie die zweite bewegliche abstrahlende Fläche A2 aufweisen oder die beiden Flächen Al, A2 können unterschiedliche Größen aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schall ab Strahlung in Volumen V3 erfolgen. Das Volumen VI und das Volumen V2 können jeweils von dem Volumen V3 so getrennt sein, dass kein akustischer Kurzschluss erfolgt. Hierbei sind zum Beispiel Verbindungen wie Bassreflexöffnungen, Wellenleiter, Übertragungsleitungen (engl.: transmission lines), Passivmembranen, etc. möglich. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Volumen VI und das Volumen V2 können Volumen von zwei separaten Räumen sein oder können Teil eines gemeinsamen Raums sein. Zum Beispiel können die beiden Volumen VI, V2 miteinander verbunden sein (z.B. mittels akustischer Kanäle, Resonatoren, akustischer Massen, etc.). Das Volumen VI und das Volumen V2 können gleich groß sein oder können voneinander verschiedene Größen (also verschiedene Volumenwerte) aufweisen. Diese beispielhafte Ausgestaltung kann beispielsweise zur Veränderung des erzeugbaren Schalldruckpegelfrequenzgangs dienen, so dass andere (z.B. zusätzliche) Resonanzen ausgenutzt werden können.
Es wird verstanden, dass der Rollenaktor 101 auch ohne Zusatzflächen (z.B. ohne den schwingbaren Körper) betrieben werden kann. In diesem Fall kann die Eigenträgheit des Rollenaktors 101 ausreichend sein. Um die Kraft in axiale Richtung besser zu nutzen, kann eine Fixierung des Rollenaktors 101, eine Inertialmasse (eine seismische Masse) und/oder eine federnd abgestützte Lagerung verwendet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei Lagerung auf einer biegeweichen Platte oder Membran eine Eigenträgheit der freien Seite als Inertialmasse ausreichen.
FIG. 4A und FIG. 4B zeigen jeweils eine beispielhafte Schaltung 400 zum (z.B. dynamischen) Ansteuem des Rollenaktors 101 (z.B. des Lautsprechers 100 oder des Lautsprechers 300).
Die Schaltung 400 kann eine Gleichstrom-(DC)-Versorgung 402 aufweisen. Die Schaltung kann ein Relais 408 (in manchen Aspekten als Entlade wider stand bezeichnet) aufweisen. Das Relais 408 kann hochpulsfest sein. Die Schaltung 400 kann einen zwischen die Gleichstrom-(DC)-Versorgung 402 und das Relais 408 geschalteten Schalter 404 aufweisen. Die Schaltung 400 kann optional eine zu dem Relais 408 parallelgeschaltete lichtemittierende Diode (LED) 406 (in manchen Aspekten als Status-LED bezeichnet) aufweisen, welche Status der Schaltung 400 (z.B. EIN oder AUS) anzeigen kann. Der Schalter 404 kann
Die Schaltung 400 kann eine Hochspannungs-Wechselstrom-(HV-AC)-Quelle 412 aufweisen. Die Hochspannungs-Wechselstrom-(HV-AC)-Quelle 412 kann beispielsweise ein Piezoverstärker sein. Die Schaltung 400 kann eine mit der Hochspannungs- Wechselstrom-(HV-AC)-Quelle 412 gekoppelte Kondensatorbank 414 aufweisen. Die Kondensatorbank 414 kann einen oder mehrere Kondensatoren aufweisen. Die Schaltung 400 kann einen Ableitwiderstand 416 aufweisen. Die Schaltung 400 kann eine Hochspannungs-Gleichstrom-(HV-DC)-Quelle 422 aufweisen. Die Hochspannungs- Gleichstrom-(HV-DC)-Quelle 422 kann zum Beispiel auf einen Strom von 0,5 mA begrenzt sein. Die Schaltung 400 kann einen mit der Hochspannungs-Gleichstrom-(HV- DC)-Quelle 422 gekoppelten Ladewiderstand 424 aufweisen. Die Schaltung 400 kann einen Überwachungsausgang 426 aufweisen. An den Überwachungsausgang 426 kann beispielsweise ein Überwachungsgerät angeschlossen sein zum Überwachen der Schaltung 400. Der Überwachungsausgang 426 kann beispielsweise eine auswählbare Kompensation für Überwachungsgeräte aus einem Bereich von ungefähr 1 MQ bis ungefähr 10 MQ ermöglichen.
Die Kondensatorbank 414 kann die Hochspannungs-Wechselstrom-(HV-AC)-Quelle 412 und die Hochspannungs-Gleichstrom-(HV-DC)-Quelle 422 voneinander trennen (z.B. isolieren). Die Kapazität der Kondensatorbank 414 kann mehrere Male (z.B. mehr als einhundertmal) größer sein als die Kapazität des Rollenaktors 101.
Die Schaltung 400 kann hochimpulsfeste Leitungswiderstände aufweisen. Dies kann beispielsweise ein schnelles und sicheres Entladen ermöglichen.
Das Antrieb des Rollenaktors 101 kann eine einstellbare Polarisationsspannung, UDC , erfordern, um eine bidirektionale spannungsgesteuerte Bewegung zu ermöglichen. Das kapazitive und elektrische Tiefpassverhalten des Rollenaktors 101 kann zu einem Anstieg des erforderlichen Stroms mit zunehmender Frequenz führen. Die Schaltung 400 kann beispielsweise ermöglichen, vergleichsweise hohe Polarisationsspannungen (z.B. in einem Bereich von ungefähr 0,1 kV bis ungefähr 10 kV) und verstärkte Signale mit dem erforderlichen Strom (z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 V bis ungefähr 500 V, mit Strömen bis zu mehreren Ampere, typisch ungefähr 80 mA bzw. 200 mA) zu versorgen.
Die Schaltung 400 kann eine im Wesentlichen lastunabhängige Frequenzantwort des Rollenaktor 101 ermöglichen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schaltung 400 eine Vorspannung (in manchen Aspekten als Biasspannung bezeichnet) bis zu 10 kV und einen Ausgangsstrom größer als 100 mA erzeugen
Wie voranstehend beschrieben, kann der Rollenaktor 101 auch eine durch einen oder mehrere Schichtstapel gebildete elliptische (z.B. kreisförmige) Grundfläche aufweisen. In diesem Fall kann der Rollenaktor zum Beispiel hergestellt werden, indem die Schichten der ein oder mehreren Schichtstapel von innen nach außen nacheinander gebildet werden. Hierbei kann eine Schicht zum Beispiel laminiert werden oder kann mittels Tauchbeschichtung (auch als Kerzenziehen bezeichnet; engl.: dip coating) hergestellt werden. Als Beispiel können zum Beispiel die Elektrodenschichten mittels Tauchbeschichtung hergestellt werden und die Metallschicht kann als Metallfolie laminiert werden.
Im Folgenden wird ein Herstellungsverfahren beispielhaft für ein Aufwickeln eines Folienverbundes beschrieben.
FIG. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Herstellen eines Lautsprechers gemäß verschiedenen Ausführungsformen. FIG. 6 zeigt ein beispielhaftes System 600 zum Herstellen des Lautsprechers 100. Zur Veranschaulich wird das Verfahren 500 mit Bezug auf das System 600 für den Lautsprecher 100 beschrieben. Es wird verstanden, dass das Verfahren 500 auch von einem anders ausgestalteten System durchgeführt werden kann.
Das System 600 kann eine Steuervorrichtung aufweisen, welche eingerichtet sein kann, das System 600 zu steuern, um das Verfahren 500 auszuführen. Hierzu kann die Steuervorrichtung einen oder mehrere Prozessoren aufweisen. Der Begriff "Prozessor" kann als jede Art von Entität verstanden werden, die die Verarbeitung von Daten oder Signalen erlaubt. Die Daten oder Signale können beispielsweise gemäß zumindest einer (d.h. einer oder mehr als einer) spezifischen Funktion behandelt werden, die vom Prozessor ausgeführt wird. Ein Prozessor kann eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, eine Mischsignalschaltung, eine Logikschaltung, einen Mikroprozessor, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine programmierbare Gatter-Anordnung (FPGA), eine integrierte Schaltung oder eine beliebige Kombination davon aufweisen oder daraus gebildet sein. Jede andere Art der Implementierung der jeweiligen Funktionen, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden, kann auch als Prozessor oder Logikschaltung verstanden werden. Es versteht sich, dass einer oder mehrere der hierin detailliert beschriebenen Verfahrensschritte von einem Prozessor ausgeführt (z.B. realisiert) werden können, durch eine oder mehrere spezifische Funktionen, die von dem Prozessor ausgeführt werden. Der Prozessor kann daher eingerichtet sein, das hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Das Verfahren 500 kann ein Beschichten einer ersten Seite einer Folie mit einem ersten Elektrodenmaterial aufweisen (in 502). Die Folie kann ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen. Das Verfahren 500 kann ein Beschichten einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Folie mit einem zweiten Elektrodenmaterial aufweisen (in 504). Das erste Elektrodenmaterial und/oder das zweite Elektrodenmaterial können/kann beispielsweise auf die Folie aufgesprüht werden. Alternativ kann die Folie mittels Siebdruck mit dem ersten Elektrodenmaterial und/oder dem zweiten Elektrodenmaterial beschichtet werden. Ferner alternativ können/kann das erste Elektrodenmaterial und/oder das zweite Elektrodenmaterial auf die Folie aufgedampft werden.
Wie hierin beschrieben, kann ein erster Randbereich 120 und/oder zweiter Randbereich 124 der Folie optional frei von Elektrodenmaterial sein. Zum Beispiel können/kann das erste Elektrodenmaterial und/oder das zweite Elektrodenmaterial lediglich in dem zwischen dem ersten Randbereich 120 und dem zweiten Randbereich 122 liegenden Bereich auf der Folie abgeschieden werden. Alternativ können/kann das erste Elektrodenmaterial und/oder das zweite Elektrodenmaterial nach dem Beschichten der Folie in dem ersten Randbereich 120 und/oder dem zweiten Randbereich 122 entfernt werden. Das erste Elektrodenmaterial und/oder das zweite Elektrodenmaterial können beispielsweise mittels Ätzens (z.B. unter Verwendung von Salpetersäure) entfernt werden.
Das Verfahren 500 kann ferner aufweisen: Aufrollen eines ersten Endes der Folie auf eine erste Rolle 602 und eines zweiten Endes der Folie auf eine zweite Rolle 604 derart, dass ein mittlerer Bereich der Folie weder auf die erste Rolle 602 noch auf die zweite Rolle 604 aufgerollt ist (in 506). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Seite der Folie vor dem Aufrollen mit dem ersten Elektrodenmaterial beschichtet werden. Alternativ kann die erste Seite der Folie nach dem Aufrollen mit dem ersten Elektrodenmaterial beschichtet werden (z.B. als Teil des Abrollens während des Aufrollens auf die fünfte Rolle 610). Entsprechend kann die zweite Seite der Folie vor oder nach dem Aufrollen beschichtet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Folie auch während des Aufrollens beschichtet werden.
Das Verfahren 500 kann ferner aufweisen: Falten des mittleren Bereichs der beschichteten Folie um eine von einer dritten Rolle 606 abgewickelten zweite Metallfolie 114(2) herum derart, dass das über einem ersten Abschnitt der Folie angeordnete erste Elektrodenmaterial eine erste Seite der zweiten Metallfolie berührt und dass das über einem zweiten Abschnitt der Folie angeordnete erste Elektrodenmaterial eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der zweiten Metallfolie berührt (in 508). Zum Beispiel kann die Folie die Substratschicht 108 sein, welche mit dem ersten Elektrodenmaterial zum Bilden der ersten Elektrodenschicht 110 beschichtet wird und welche mit dem zweiten Elektrodenmaterial zum Bilden der zweiten Elektrodenschicht 112 beschichtet wird. Anschließend kann die Folie (in diesem Fall beispielsweise die entfaltete Substratfolie 107), wie in FIG. IG gezeigt und in Bezug darauf beschrieben, um die zweite Metallfolie 114(2) herum gefaltet werden (siehe Abbildung 144).
Das Verfahren 500 kann ein Zusammenbringen einer Seite der um die zweite Metallfolie 114(2) herum gefaltete Folie (z.B. Substratfolie 106) und einer Seite einer von einer vierten Rolle 608 abgewickelten Metallfolie (z.B. der ersten Metallfolie 114(1)) zu einem Folienverbund (z.B. dem Folienverbund 102) aufweisen (in 510).
Optional können zusätzliche mehrere andere Rollen 606 verwendet werden. Die gefaltete Folie und die erste Metallfolie 114(1) können derart zusammengebracht werden, dass diese elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Das Verfahren 500 kann ein Aufwickeln des Folienverbunds (z.B. zum Herstellen des gewickelten Folienverbunds 102) auf eine fünfte Rolle 610 mittels Abwickelns der Folie von der ersten Rolle 602 und der zweiten Rolle 604, mittels Abwickelns der zweiten Metallfolie 114(2) von der dritten Rolle 606 und mittels Abwickelns der ersten Metallfolie 114(1) von der vierten Rolle aufweisen (in 512). Die Wickelspannung beim Aufwickeln des Folienverbunds auf die fünfte Rolle 610 kann (z.B. je nach Material des Folienverbundes und optional der ersten Metallfolie 114(1) bzw. der zweiten Metallfolie 114(2)) derart gewählt sein, dass eine Dehnung des gewickelten Folienverbunds in Axialrichtung kleiner als 50% (z.B. kleiner als 20%; gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner als 10%) ist und/oder dass eine Dehnung des gewickelten Folienverbundes in Radialrichtung kleiner als 50% (z.B. kleiner als 20%; gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner als 10%) ist.
Das Verfahren 500 ermöglicht, die (z.B. nicht-dehnbare) Metallfolie zusammen mit der dehnbaren gefalteten Folie (z.B. der dehnbaren mit Elektrodenmaterial beschichteten Substratfolie) derart aufzuwickeln, dass zwischen diese im (z.B. vertikalen) Rollenverbund verringerte (z.B. im Wesentlichen keine) mechanische Spannungen auftreten.
Optional kann das Verfahren 500 ferner ein Trennen des gewickelten Folienverbunds und der dritten Rolle 608 aufweisen. Zum Beispiel kann die dritte Rolle 608 in mindestens zwei Teile zerlegbar sein und kann aus dem Inneren des gewickelten Folienverbunds entnommen werden. Anschaulich kann das Entnehmen der dritten Rolle 608 den Hohlraum 104 bilden. Der gewickelte Folienverbund 102 mit dem Hohlraum 104 kann den Rollenaktor 101 bilden. Optional kann das Verfahren 500 ferner aufweisen: Anordnen des Rollenaktors 101 auf einem schwingbaren Körper (z.B. der Lautsprechermembran 302 zum Herstellen des Lautsprechers 300).
Es wird verstanden, dass Aspekte die mit Bezug auf den Lautsprecher 100 oder 300 beschrieben werden auch als Verfahren zum Herstellen dieser Konfigurationen ausgeführt werden können und vice versa.
Der hierin beschriebene Lautsprecher 100, 300 mit dem Rollenaktor 101 kann beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt (z.B. in Flugzeugen und/oder an Flughäfen als Lautsprecher für Durchsagen des Flugzeugpersonals), im öffentlichen Personennahverkehr (z.B. in Bussen und/oder an Haltestellen als Lautsprecher für Durchsagen), in der Nähe eines Magnet-Resonanz-Tomographen (MRT) (z.B. als Kopfhörer, welche in einem MRT eingesetzt werden können), in Museen, zur Gebäudebeschallung, etc. verwendet werden. Da der Rollenaktor 101 gemäß verschiedenen Ausführungsformen keine (ferromagnetischen und/oder keine ferroelektrischen Bauteile aufweist, kann dieser vorteilhaft in der Nähe von MRTs eingesetzt werden. Auch kann dadurch das Gewicht des Lautsprechers signifikant reduziert werden, so dass beispielsweise in Bussen, Bahnen, Flugzeugen etc. Treibstoff eingespart werden kann. Auch setzt der hierin beschriebene Lautsprecher geringe Anforderungen an die erforderlichen Rohstoffe. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der hierin beschriebene Lautsprecher einen deutlich höheren Wirkungsgrad im Vergleich zu herkömmlichen Lautsprechern aufweisen (insbesondere, wenn eine Leistungselektronik mit Ladungsrekuperation verwendet wird).
Es wird verstanden, dass das hierin beschriebene Konzept der vollumfänglichen Volumenzunahme (in manchen Aspekten als Volumenexpansion bezeichnet) lediglich zur Veranschaulichung für die Anwendung als Lautsprecher beschrieben wird und dass der Rollenaktor 101 auch als Aktor für andere Anwendungen geeignet ist, wie beispielsweise als Aktor für eine Pumpe (z.B. eine Mikrofluidpumpe), als Aktor eines Roboters (z.B. in der Soft Robotik) oder andere Anwendungen, bei welchen eine spannungsinduzierte vollumfängliche Volumenzunahme vorteilhaft ist.
Im Folgenden werden Bespiele beschrieben, welche Ausführungsformen bezüglich des Konzepts der vollumfänglichen Volumenzunahme veranschaulichen.
Beispiel 1 ist ein Lautsprecher, aufweisend: einen Rollenaktor, der einen gewickelten Folienverbund aufweist, wobei der Folienverbund aufweist: eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen, eine erste Elektrode, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; eine zweite Metallschicht, die zwischen einer ersten Sub-Schicht der ersten Elektrode und einer zweiten Sub-Schicht der ersten Elektrode angeordnet ist und elektrisch leitend mit diesen verbunden ist; eine zweite Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der ersten Schicht und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet ist; eine dritte Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der zweiten Schicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist; und eine erste Metallschicht (z.B. Aluminiumschicht), die elektrisch leitend mit der dritten Elektrode (z.B. mittels einer Kohlenstoffschicht) verbunden ist.
Beispiel 2 ist ein Lautsprecher, aufweisend: einen Rollenaktor, der einen gewickelten Folienverbund aufweist, wobei der Folienverbund eine Substratfolie und eine erste Metallfolie aufweist, wobei die Substratfolie aufweist: eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen, eine erste Elektrode, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist, eine zweite Metallfolie, die zwischen einer ersten Sub-Schicht der ersten Elektrode und einer zweiten Sub-Schicht der ersten Elektrode angeordnet ist und elektrisch leitend mit diesen verbunden ist; eine zweite Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der ersten Schicht und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet ist, und eine dritte Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der zweiten Schicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist, wobei die Substratfolie und die erste Metallfolie derart gewickelt sind, dass, wenn eine erste elektrische Spannung an die erste Elektrode angelegt wird und eine von der ersten elektrischen Spannung verschiedene zweite elektrische Spannung an die zweite Elektrode und die dritte Elektrode angelegt wird, eine Länge des Rollenaktor in Axialrichtung und eine Breite des Rollenaktors in Radialrichtung größer werden.
Beispiel 3 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 oder 2, wobei eine auf den Folienverbund wirkende mechanische Spannung eine Dehnung des Folienverbundes induziert, wobei die Dehnung kleiner als 100 % (z.B. kleiner als 50 %) ist.
Beispiel 4 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 3, wobei die zweite Metallschicht eine zweite Metallfolie ist und wobei der Folienverbund eine gefaltete Substratfolie aufweist, welche in einem Entfalte-Zustand aufweist: eine Substratschicht, die das dielektrische Elastomer aufweist oder daraus besteht, eine erste Elektrodenschicht, die auf einer ersten Seite der Substratschicht und in direktem Kontakt mit der Substratschicht angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Substratschicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Seite der Substratschicht angeordnet ist, wobei die Substratfolie derart (z.B. mittig) gefaltet ist, dass die auf einem ersten Abschnitt (z.B. einer Hälfte) der Substratfolie angeordnete erste Elektrodenschicht eine erste Seite der zweiten Metallfolie berührt und dass die auf einem zweiten Abschnitt (z.B. der anderen Hälfte) der Substratfolie angeordnete erste Elektrodenschicht eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der zweiten Metallfolie berührt, so dass: die erste Elektrodenschicht die erste Elektrode bildet, der erste Abschnitt der Substratfolie die erste Schicht bildet, die auf dem ersten Abschnitt der Substratfolie angeordnete zweite Elektrodenschicht die zweite Elektrode bildet, der zweite Abschnitt der Substratfolie die zweite Schicht bildet, und die auf dem zweiten Abschnitt der Substratfolie angeordnete zweite Elektrodenschicht die dritte Elektrode bildet.
Beispiel 5 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, wobei die erste Metallschicht (auch als metallische Schicht bezeichnet) eine erste Metallfolie ist und/oder wobei die zweite Metallschicht eine zweite Metallfolie ist.
Beispiel 6 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 5, wobei der gewickelte Folienverbund in jeder Wicklung mindestens einen ersten Folienabschnitt aufweist, welcher elektrisch leitend mit der ersten Metallschicht verbunden ist und in Axialrichtung des Rollenaktors über ein Ende der ersten Schicht und der zweiten Schicht derart übersteht, dass die erste Metallschicht in jeder Wicklung des gewickelten Folienverbunds mittels der ersten Folienabschnitte elektrisch leitend kontaktiert werden kann; und/oder wobei der gewickelte Folienverbund in jeder Wicklung mindestens einen zweiten Folienabschnitt aufweist, welcher elektrisch leitend mit der zweiten Metallschicht verbunden ist und in Axialrichtung des Rollenaktors über ein Ende der ersten Schicht und der zweiten Schicht (z.B. ein den ersten Folienabschnitten gegenüberliegendes Ende) derart übersteht, dass die zweite Metallschicht in jeder Wicklung des gewickelten Folienverbunds mittels der zweiten Folienabschnitte elektrisch leitend kontaktiert werden kann.
Beispiel 7 ist ein Lautsprecher gemäß Beispielen 5 und 6, wobei die erste Metallfolie die ersten Folienabschnitte aufweist und/oder wobei die zweite Metallfolie die zweiten Folienabschnitte aufweist.
Beispiel 8 ist eingerichtet gemäß Beispiel 7, wobei die erste Metallfolie und die ersten Folienabschnitte aus dem gleichen Material gebildet sind und/oder wobei die zweite Metallfolie und die zweiten Folienabschnitte aus dem gleichen Material gebildet sind.
Beispiel 9 ist ein Lautsprecher gemäß einem der Beispiele 6 bis 8, wobei die Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Folienabschnitten in einem Entwickel-Zustand des gewickelten Folienverbunds im Wesentlichen gleich sind und/oder wobei die Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden zweiten Folienabschnitten in einem Entwickel- Zustand des gewickelten Folienverbunds im Wesentlichen gleich sind.
Beispiel 10 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 6 bis 9, wobei die ersten Folienabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und/oder wobei die zweiten Folienabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Beispiel 11 ist ein Lautsprecher gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei der gewickelte Folienverbund einen Hohlraum umschließt.
Beispiel 12 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, wobei die Anzahl an Wicklungen des gewickelten Folienverbundes größer als oder gleich zwei ist.
Beispiel 13 ist ein Lautsprecher, aufweisend: einen mehrschichtigen, hohlzylinderförmigen Rollenaktor, der einen oder mehrere Schichtstapel aufweist, welche im Wesentlichen konzentrisch zur Mantelfläche des Rollenaktors angeordnet sind, wobei jeder der ein oder mehreren Schichtstapel aufweist: eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen; eine zweite Metallschicht, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist; eine erste Elektrodenschicht, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Metallschicht und in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; eine vierte Elektrodenschicht, die zwischen der zweiten Schicht und der zweiten Metallschicht und in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; eine zweite Elektrodenschicht, die auf einer der ersten Elektrodenschicht abgewandten Seite der ersten Schicht und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet ist; eine dritte Elektrodenschicht, die auf einer der vierten Elektrodenschicht abgewandten Seite der zweiten Schicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist; und eine erste Metallschicht (z.B. Aluminiumschicht), die elektrisch leitend mit der dritten Elektrodenschicht (z.B. mittels einer Kohlenstoffschicht) verbunden ist.
Beispiel 14 ist eingerichtet gemäß Beispiel 13, wobei die jeweilige Metallschicht der ein oder mehreren Schichtstapel jeweils eine Metallfolie ist. Beispiel 15 ist ein Lautsprecher gemäß einem der Beispiele 13 oder 14, wobei jeder der ein oder mehreren Schichtstapel ferner mindestens einen Folienabschnitt aufweist, welcher elektrisch leitend mit der Metallschicht verbunden ist und in Axialrichtung des Rollenaktors über ein Ende der ersten Schicht und der zweiten Schicht derart übersteht, dass die jeweilige Metallschicht eines jeden Schichtstapels mittels des mindestens einen Folienabschnitts elektrisch leitend kontaktiert werden kann.
Beispiel 16 ist eingerichtet gemäß den Beispielen 14 und 15, wobei die jeweilige Metallfolie den mindestens einen Folienabschnitt aufweist.
Beispiel 17 ist eingerichtet gemäß Beispiel 16, wobei die jeweilige Metallfolie und der mindestens eine Folienabschnitt aus dem gleichen Material gebildet sind.
Beispiel 18 ist ein Lautsprecher gemäß einem der Beispiele 15 bis 17, wobei der Rollenaktor die mehreren Schichtstapel aufweist und wobei die Folienabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Beispiel 19 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, wobei die jeweilige Metallschicht Aluminium aufweist oder daraus besteht.
Beispiel 20 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 19, wobei der elektrische Widerstand der jeweiligen Metallschicht kleiner als oder gleich 30-106 S/m ist, und/oder wobei die Dichte der jeweiligen Metallschicht kleiner als oder gleich 3 g/cm3 ist
Beispiel 21 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 20, wobei die Metallschicht eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 0,1 pm bis ungefähr 100 pm (z.B. ungefähr 12 pm) aufweist.
Beispiel 22 ist ein Lautsprecher, aufweisend: einen schwingbaren Körper, einen Rollenaktor, der eine gewickelte Folie aufweist, wobei die Folie aufweist: eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen; eine erste Elektrode, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; eine zweite Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der ersten Schicht und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet ist; und eine dritte Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der zweiten Schicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist; wobei der Rollenaktor in Abstrahlrichtung des Lautsprechers zumindest teilweise über dem schwingbaren Körper angeordnet ist.
Beispiel 23 ist eingerichtet gemäß Beispiel 22, wobei die gewickelte Folie einen Hohlraum umschließt.
Beispiel 24 ist ein Lautsprecher gemäß einem der Beispiele 22 oder 23, wobei die Anzahl an Wicklungen der gewickelten Folie größer als oder gleich zwei ist.
Beispiel 25 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 22 bis 24, wobei die Folie eine gefaltete Substratfolie aufweist, welche in einem Entfalte-Zustand aufweist: eine Substratschicht, die das dielektrische Elastomer aufweist oder daraus besteht, eine erste Elektrodenschicht, die auf einer ersten Seite der Substratschicht und in direktem Kontakt mit der Substratschicht angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Substratschicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Seite der Substratschicht angeordnet ist, wobei die Substratfolie derart (z.B. mittig) gefaltet ist, dass sich die auf einem ersten Abschnitt (z.B. einer Hälfte) der Substratfolie angeordnete erste Elektrodenschicht und die auf einem zweiten Abschnitt (z.B. der anderen Hälfte) der Substratfolie angeordnete erste Elektrodenschicht berühren, so dass: die erste Elektrodenschicht die dritte Elektrode, der erste Abschnitt der Substratfolie die erste Schicht, die auf dem ersten Abschnitt der Substratfolie angeordnete zweite Elektrodenschicht die zweite Elektrode, der zweite Abschnitt der Substratfolie die zweite Schicht, und die auf dem zweiten Abschnitt der Substratfolie angeordnete zweite Elektrodenschicht die dritte Elektrode bildet.
Beispiel 26 ist ein Lautsprecher, aufweisend: einen schwingbaren Körper, einen mehrschichtigen, hohlzylinderförmigen Rollenaktor, der der einen oder mehrere Schichtstapel aufweist, welche im Wesentlichen konzentrisch zur Mantelfläche des Rollenaktors angeordnet sind, wobei jeder der ein oder mehreren Schichtstapel aufweist: eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen; eine erste Elektrodenschicht, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; eine zweite Elektrodenschicht, die auf einer der ersten Elektrodenschicht abgewandten Seite der ersten Schicht und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet ist; und eine dritte Elektrodenschicht, die auf einer der ersten Elektrodenschicht abgewandten Seite der zweiten Schicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist; wobei der Rollenaktor in Ab Strahlrichtung des Lautsprechers zumindest teilweise über dem schwingbaren Körper angeordnet ist.
Beispiel 27 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 22 bis 26, wobei der schwingbare Körper ein Lautsprechermembran ist.
In Beispiel 28 kann der Lautsprecher gemäß Beispiel 27 optional ferner aufweisen: ein Lautsprechergehäuse, wobei die Lautsprechermembran mittels des Gehäuses aufgehängt (beweglich gelagert) ist.
Beispiel 29 ist eingerichtet gemäß Beispiel 27 oder 28, wobei die Lautsprechermembran eine konkav gekrümmte Oberfläche aufweist (z.B. konusförmig ist), wobei der Rollenaktor (in Abstrahlrichtung des Lautsprechers) auf der konkav gekrümmten Oberfläche der Lautsprechermembran angeordnet ist (z.B. in direktem Kontakt mit der konkav gekrümmten Oberfläche angeordnet ist).
Beispiel 30 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 29, wobei das dielektrische Elastomer ein Acrylat, ein Silikon, Naturkautschuk oder ein Polyurethan aufweist.
Beispiel 31 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 30, wobei das dielektrische Elastomer einen Elastizitätsmodul zwischen 100 kPa und 10 MPa (z.B. ungefähr 1 MPa) aufweist, und/oder wobei der Folienverbund bzw. die ein oder mehreren Schichtstapel einen effektiven Elastizitätsmodul zwischen 100 kPa und 10 MPa (z.B. ungefähr 1 MPa) aufwei st/ aufwei sen .
Beispiel 32 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 31, wobei das Verhältnis von (z.B. maximalem) Außendurchmesser des Rollenaktors zu (z.B. minimalem) Innendurchmesser des Rollenaktors größer als oder gleich zwei ist.
Beispiel 33 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 32, wobei die erste Elektrode bzw. erste Elektrodenschicht, und/oder die zweite Elektrode bzw. zweite Elektrodenschicht, und/oder die dritte Elektrode bzw. dritte Elektrodenschicht: Silber, Silikon mit Rußpartikeln, oder Silikon mit Kohlenstoffnanoröhrchen, oder Silikon mit Graphenpartikel, oder Silikon mit Silber-Nanodrähten, oder mit einer Metallschicht (z.B. Eisen, Nickel, Kupfer etc. aufweisend) beschichtetes Silikon aufweist oder daraus besteht.
Beispiel 34 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 33, wobei eine Dicke der ersten Elektrode (z.B. in einem Bereich von ungefähr 200 nm bis ungefähr 80 pm) der summierten Dicken der zweiten Elektrode und der dritten Elektrode entspricht bzw. wobei die Dicke der ersten Elektrodenschicht der summierten Dicken der zweiten Elektrodenschicht und der dritten Elektrodenschicht entspricht.
Beispiel 35 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 34, wobei die die erste Elektrode kontaktierende Seite der ersten Schicht, die die zweite Elektrode kontaktierende Seite der ersten Schicht, die die erste Elektrode kontaktierende Seite der zweiten Schicht, und/oder die die dritte Elektrode kontaktierende Seite der zweiten Schicht eine strukturierte Oberfläche in Normalenrichtung der jeweiligen Oberfläche aufweist.
Beispiel 36 ist eingerichtet gemäß Beispiel 35, wobei die strukturierte Oberfläche eine (z.B. regelmäßige) Wellenstruktur aufweist.
Beispiel 37 ist ein Lautsprecher gemäß einem der Beispiele 1 bis 36, wobei der Lautsprecher keinen Permanentmagneten aufweist.
Beispiel 38 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 37, wobei der Lautsprecher kein permanentmagnetisches Material aufweist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Lautsprecher auch kein ferroelektrisches Material aufweisen.
Beispiel 39 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 1 bis 38, wobei ein oberer Randbereich und/oder ein unterer Randbereich der ersten Schicht frei von der ersten Elektrode und/oder frei von der zweiten Elektrode ist, und/oder wobei ein oberer Randbereich und/oder ein unterer Randbereich der zweiten Schicht frei von der ersten Elektrode und/oder frei von der dritten Elektrode ist.
Beispiel 40 ist eine Pumpe, aufweisend: ein mit Gas und/oder Flüssigkeit gefülltes Gehäuse, einen Rollenaktor, der in dem Gas und/oder der Flüssigkeit angeordnet ist und der einen gewickelten Folienverbund aufweist, wobei der Folienverbund aufweist: eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen; eine erste Elektrode, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; eine zweite Metallfolie, die zwischen einer ersten Sub-Schicht der ersten Elektrode und einer zweiten Sub-Schicht der ersten Elektrode angeordnet ist und elektrisch leitend mit diesen verbunden ist; eine zweite Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der ersten Schicht und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet ist; eine dritte Elektrode, die auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite der zweiten Schicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist; und eine erste Metallfolie (z.B. Aluminiumfolie), die elektrisch leitend mit der dritten Elektrode verbunden ist.
Beispiel 41 ist eine Pumpe, aufweisend: ein mit Gas und/oder Flüssigkeit gefülltes Gehäuse, einen mehrschichtigen, hohlzylinderförmigen Rollenaktor, der in dem Gas und/oder der Flüssigkeit angeordnet ist und einen oder mehrere Schichtstapel aufweist, welche im Wesentlichen konzentrisch zur Mantelfläche des Rollenaktors angeordnet sind, wobei jeder der ein oder mehreren Schichtstapel aufweist: eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen; eine zweite Metallschicht, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist; eine erste Elektrodenschicht, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Metallschicht in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; eine vierte Elektrodenschicht, die zwischen der zweiten Schicht und der zweiten Metallschicht und in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; eine zweite Elektrodenschicht, die auf einer der ersten Elektrodenschicht abgewandten Seite der ersten Schicht und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet ist; eine dritte Elektrodenschicht, die auf einer der vierten Elektrodenschicht abgewandten Seite der zweiten Schicht und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist; und eine erste Metallschicht (z.B. Aluminiumschicht), die elektrisch leitend mit der dritten Elektrodenschicht (z.B. mittels einer Kohlenstoffschicht) verbunden ist.
Beispiel 42 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Lautsprechers (z.B. eines Lautsprechers gemäß einem der Beispiele 1 bis 39), das Verfahren aufweisend: Beschichten einer ersten Seite einer Folie mit einem ersten Elektrodenmaterial, wobei die Folie ein dielektrisches Elastomer aufweist oder daraus besteht, Beschichten einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Folie mit einem zweiten Elektrodenmaterial; Aufrollen eines ersten Endes der Folie auf eine erste Rolle und eines zweiten Endes der Folie auf eine zweite Rolle derart, dass ein mittlerer Bereich der Folie weder auf die erste Rolle noch auf die zweite Rolle aufgerollt ist; Falten des mittleren Bereichs der beschichteten Folien um eine von einer dritten Rolle abgewickelten zweite Metallfolie herum derart, dass das auf einem ersten Abschnitt (z.B. einer Hälfte) der Folie angeordnete erste Elektrodenmaterial eine erste Seite der zweiten Metallfolie berührt und dass das auf einem zweiten Abschnitt (z.B. der anderen Hälfte) der Folie angeordnete erste Elektrodenmaterial eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der zweiten Metallfolie berührt; Zusammenbringen einer Seite der um die zweite Metallfolie herum gefalteten Folie und einer Seite einer von einer vierten Rolle abgewickelten ersten Metallfolie (z.B. Aluminiumfolie) zu einem Folienverbund; und Aufwickeln des Folienverbundes auf eine fünfte Rolle mittels Abwickelns der Folie von der ersten Rolle und der zweiten Rolle, der zweiten Metallfolie von der dritten Rolle und der ersten Metallfolie von der vierten Rolle derart, dass der Folienverbund in dem aufgewi ekelten Zustand eine Dehnung kleiner als 50 % aufweist.
Beispiel 43 ist eingerichtet gemäß Beispiel 42, wobei die gefaltete Folie und die erste Metallfolie derart zu dem Folienverbund zusammengebracht werden, dass die gefaltete Folie und die erste Metallfolie elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Beispiel 44 ist ein Verfahren gemäß Beispiel 42 oder 43, wobei das Beschichten der Folie mit dem ersten Elektrodenmaterial ein Aufsprühen des ersten Elektrodenmaterials auf die Folie oder ein Beschichten der Folie mittels Siebdruck aufweist, und/oder wobei das Beschichten der Folie mit dem zweiten Elektrodenmaterial ein Aufsprühen des zweiten Elektrodenmaterials auf die Folie oder ein Beschichten der Folie mittels Siebdruck aufweist.
Das Beschichten der Folie mit dem ersten Elektrodenmaterial und/oder das Beschichten der Folie mit dem zweiten Elektrodenmaterial kann vor dem Aufrollen des ersten Endes der Folie auf die erste Rolle und des zweiten Endes der Folie auf die zweite Rolle stattfinden oder kann nach diesem Aufrollen stattfinden.
Beispiel 45 ist eingerichtet gemäß einem der Beispiele 42 bis 44, wobei das erste Elektrodenmaterial dem zweiten Elektrodenmaterial entspricht.
Beispiel 46 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 42 bis 45, ferner aufweisend: vor dem Falten der beschichteten Folien, Entfernen (z.B. mittels Ätzens) des ersten Elektrodenmaterials von einem oberen Randbereich und/oder einem unteren Randbereich der ersten Seite der Folie in Wickelrichtung der Folie, und/oder Entfernen (z.B. mittels Ätzens) des zweiten Elektrodenmaterials von einem oberen Randbereich und/oder einem unteren Randbereich der zweiten Seite der Folie in Wickelrichtung der Folie.
Beispiel 47 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 42 bis 45, wobei das Beschichten der ersten Seite der Folie aufweist: Beschichten der ersten Seite der Folie mit dem ersten Elektrodenmaterial derart, dass ein oberer Randbereich und/oder ein unterer Randbereich der ersten Seite der Folie in Wickelrichtung der Folie frei von dem ersten Elektrodenmaterial ist, und/oder wobei das Beschichten der zweiten Seite der Folie aufweist: Beschichten der zweiten Seite der Folie mit dem zweiten Elektrodenmaterial derart, dass ein oberer Randbereich und/oder ein unterer Randbereich der zweiten Seite der Folie in Wickelrichtung der Folie frei von dem zweiten Elektrodenmaterial ist.
Beispiel 48 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 42 bis 47, ferner aufweisend: Trennen des gewickelten Folienverbunds und der fünften Rolle (z.B. derart, dass der gewickelte Folienverbund einen Hohlraum umschließt).
In Beispiel 49 kann das Verfahren gemäß Beispiel 48 optional ferner aufweisen: nach dem Trennen des gewickelten Folienverbunds und der fünften Rolle, Anordnen des gewickelten Folienverbunds auf einem schwingbaren Körper (z.B. einer Lautsprechermembran) in senkrecht zum schwingbaren Körper verlaufende Abstrahlrichtung des Lautsprechers.
Beispiel 50 ist ein computerlesbares Medium (z.B. ein Computerprogrammprodukt, ein nichtflüchtiges Speichermedium, ein nichttransitorisches Speichermedium, ein nichtvolatiles Speichermedium), welches Instruktionen speichern kann, die bei Ausführung durch einen Prozessor bewirken, dass der Prozessor eine Vorrichtung steuert, um ein Verfahren gemäß einem oder mehreren des zweiundvierzigsten Beispiels bis dem neunundvierzigsten Beispiel durchzuführen.

Claims

Patentansprüche
1. Lautsprecher (100), aufweisend: einen Rollenaktor (101), der einen gewickelten Folienverbund (102) aufweist, wobei der Folienverbund (102) aufweist:
• eine erste Schicht (108(1)) und eine zweite Schicht (108(2)), die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen;
• eine erste Elektrode (110(1), 110(2)), die zwischen der ersten Schicht (108(1)) und der zweiten Schicht (108(2)) in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist;
• eine zweite Metallschicht (114(2)), die zwischen einer ersten Sub-Schicht (110(1)) der ersten Elektrode (110(1), 110(2)) und einer zweiten Sub-Schicht (110(2)) der ersten Elektrode (110(1), 110(2)) angeordnet ist und elektrisch leitend mit diesen verbunden ist;
• eine zweite Elektrode (112(1)), die auf einer der ersten Elektrode (110(1), 110(2)) abgewandten Seite der ersten Schicht (108(1)) und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht (108(1)) angeordnet ist;
• eine dritte Elektrode (112(2)), die auf einer der ersten Elektrode (110(1), 110(2)) abgewandten Seite der zweiten Schicht (108(2)) und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht (108(2)) angeordnet ist; und
• eine erste Metallschicht (114(1)), die elektrisch leitend mit der dritten Elektrode (112(2)) verbunden ist.
2. Lautsprecher (100) gemäß Anspruch 1, wobei eine auf den gewickelten Folienverbund (102) wirkende mechanische Spannung eine Dehnung des Folienverbundes (102) induziert, wobei die Dehnung kleiner als 50 % ist.
3. Lautsprecher (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die zweite Metallschicht (114(2)) eine Metallfolie ist und wobei der Folienverbund (102) eine gefaltete Substratfolie (106) aufweist, welche in einem Entfalte-Zustand aufweist:
• eine Substratschicht (108), die das dielektrische Elastomer aufweist oder daraus besteht,
• eine erste Elektrodenschicht (110), die auf einer ersten Seite der Substratschicht (108) und in direktem Kontakt mit der Substratschicht (108) angeordnet ist, und • eine zweite Elektrodenschicht (112), die auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Substratschicht (108) und in direktem Kontakt mit der zweiten Seite der Substratschicht (108) angeordnet ist; wobei die Substratfolie (106) derart gefaltet ist, dass die auf einem ersten Abschnitt der Substratfolie (106) angeordnete erste Elektrodenschicht (110(1)) eine erste Seite der Metallfolie berührt und dass die auf einem zweiten Abschnitt der Substratfolie (106) angeordnete erste Elektrodenschicht (110(2)) eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der Metallfolie berührt, so dass:
• die erste Elektrodenschicht (110) die erste Elektrode (110(1), 110(2)) bildet,
• die Substratschicht (108) im ersten Abschnitt der Substratfolie (106) die erste Schicht (108(1)) bildet,
• die auf dem ersten Abschnitt der Substratfolie (106) angeordnete zweite Elektrodenschicht (112) die zweite Elektrode (112(1)) bildet,
• die Substratschicht (108) im zweiten Abschnitt der Substratfolie (106) die zweite Schicht (108(2)) bildet, und
• die auf dem zweiten Abschnitt der Substratfolie (106) angeordnete zweite Elektrodenschicht (112) die dritte Elektrode (112(2)) bildet.
4. Lautsprecher (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der gewickelte Folienverbund (102) in jeder Wicklung mindestens einen ersten Folienabschnitt (150) aufweist, welcher elektrisch leitend mit der ersten Metallschicht (114(1)) verbunden ist und in Axialrichtung des Rollenaktors (101) über ein erstes Ende der ersten Schicht (108(1)) und der zweiten Schicht (108(2)) derart übersteht, dass die erste Metallschicht (114(1)) in jeder Wicklung des gewickelten Folienverbunds (102) mittels der ersten Folienabschnitte (150) elektrisch leitend kontaktiert werden kann; und wobei der gewickelte Folienverbund (102) in jeder Wicklung mindestens einen zweiten Folienabschnitt (152) aufweist, welcher elektrisch leitend mit der zweiten Metallschicht (114(2)) verbunden ist und in Axialrichtung des Rollenaktors (101) über ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende der ersten Schicht (108(1)) und der zweiten Schicht (108(2)) derart übersteht, dass die zweite Metallschicht (114(2)) in jeder Wicklung des gewickelten Folienverbunds (102) mittels der zweiten Folienabschnitte (152) elektrisch leitend kontaktiert werden kann.
5. Lautsprecher (100) gemäß Anspruch 4, wobei die erste Metallschicht (114(1)) eine erste Metallfolie ist und wobei die erste
Metallfolie die ersten Folienabschnitte (150) aufweist; und/oder wobei die zweite Metallschicht (114(2)) eine zweite Metallfolie ist und wobei die zweite Metallfolie die zweiten Folienabschnitte (152) aufweist. Lautsprecher (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der gewickelte Folienverbund (102) einen Hohlraum (104) umschließt. Lautsprecher (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der elektrische Widerstand der ersten Metallschicht (114(1)) und/oder der elektrische Widerstand der zweiten Metallschicht (114(2)) kleiner als oder gleich 30 • 106 S/m ist; und/oder wobei die Dichte der ersten Metallschicht (114(1)) und/oder die Dichte der zweiten Metallschicht (114(2)) kleiner als oder gleich 3 g/cm3 ist; wobei vorzugsweise die erste Metallschicht (114(1)) und/oder die zweite Metallschicht (114(2)) Aluminium aufweist oder daraus besteht. Lautsprecher (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verhältnis von Außendurchmesser (da) des Rollenaktors (101) zu Innendurchmesser (di) des Rollenaktors (101) größer als oder 1,25 ist. Lautsprecher (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei
• die die erste Elektrode (110(1), 110(2)) kontaktierende Seite der ersten Schicht (108(1)), und/oder
• die die zweite Elektrode (112(1)) kontaktierende Seite der ersten Schicht (108(1)), und/oder
• die die erste Elektrode (110(1), 110(2)) kontaktierende Seite der zweiten Schicht (108(2)), und/oder
• die die dritte Elektrode (112(2)) kontaktierende Seite der zweiten Schicht (108(2)) eine strukturierte Oberfläche in Normalenrichtung der jeweiligen Oberfläche aufweist; wobei vorzugsweise die strukturierte Oberfläche eine Wellenstruktur aufweist. Lautsprecher (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Lautsprecher (100) kein permanentmagnetisches Material aufweist; und/oder wobei der Lautsprecher (100) kein ferroelektrisches Material aufweist. Lautsprecher (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein oberer Randbereich und/oder ein unterer Randbereich der ersten Schicht (108(1)) frei von der ersten Elektrode (110(1), 110(2)) und/oder frei von der zweiten Elektrode (112(1)) ist; und/oder wobei ein oberer Randbereich und/oder ein unterer Randbereich der zweiten Schicht (108(2)) frei von der ersten Elektrode (110(1), 110(2)) und/oder frei von der dritten Elektrode (112(2)) ist. Lautsprecher (300), aufweisend:
• einen schwingbaren Körper (302);
• einen Rollenaktor (101), der eine gewickelte Folie aufweist, wobei die Folie aufweist: o eine erste Schicht (108(1)) und eine zweite Schicht (108(2)), die jeweils ein dielektrisches Elastomer aufweisen oder daraus bestehen; o eine erste Elektrode (110(1), 110(2)), die zwischen der ersten Schicht (108(1)) und der zweiten Schicht (108(2)) in direktem Kontakt mit diesen angeordnet ist; o eine zweite Elektrode (112(1)), die auf einer der ersten Elektrode (110(1), 110(2)) abgewandten Seite der ersten Schicht (108(1)) und in direktem Kontakt mit der ersten Schicht (108(1)) angeordnet ist; und o eine dritte Elektrode (112(2)), die auf einer der ersten Elektrode (110(1), 110(2)) abgewandten Seite der zweiten Schicht (108(2)) und in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht (108(2)) angeordnet ist;
• wobei der Rollenaktor (101) in Abstrahlrichtung (304) des Lautsprechers (300) zumindest teilweise über dem schwingbaren Körper (302) angeordnet ist. Lautsprecher (300) gemäß Anspruch 12, wobei der schwingbare Körper (302) eine Lautsprechermembran ist; wobei vorzugsweise die Lautsprechermembran eine konkav gekrümmte Oberfläche aufweist und wobei der Rollenaktor (101) auf der konkav gekrümmten Oberfläche der Lautsprechermembran angeordnet ist Verfahren (500) zur Herstellung eines Lautsprechers, das Verfahren (500) aufweisend:
• Beschichten einer ersten Seite einer Folie mit einem ersten Elektrodenmaterial, wobei die Folie ein dielektrisches Elastomer aufweist oder daraus besteht (502); • Beschichten einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Folie mit einem zweiten Elektrodenmaterial (504);
• Aufrollen eines ersten Endes der Folie auf eine erste Rolle und eines zweiten Endes der Folie auf eine zweite Rolle derart, dass ein mittlerer Bereich der Folie weder auf die erste Rolle noch auf die zweite Rolle aufgerollt ist (506);
• Falten des mittleren Bereichs der beschichteten Folie um eine von einer dritten Rolle abgewickelten zweite Metallfolie herum derart, dass das auf einem ersten Abschnitt der Folie angeordnete erste Elektrodenmaterial eine erste Seite der zweiten Metallfolie berührt und dass das auf einem zweiten Abschnitt der Folie angeordnete erste Elektrodenmaterial eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der zweiten Metallfolie berührt (508);
• Zusammenbringen einer Seite der um die zweite Metallfolie herum gefalteten Folie und einer Seite einer von einer vierten Rolle abgewickelten ersten Metallfolie zu einem Folienverbund (510); und
• Aufwickeln des Folienverbundes auf eine fünfte Rolle mittels Abwickelns der Folie von der ersten Rolle und der zweiten Rolle, der zweiten Metallfolie von der dritten Rolle und der ersten Metallfolie von der vierten Rolle derart, dass der Folienverbund in dem aufgewi ekelten Zustand eine Dehnung kleiner als 50 % aufweist (512). Verfahren (500) gemäß Anspruch 14, ferner aufweisend:
• Trennen des gewickelten Folienverbunds und der fünften Rolle, so dass der gewickelte Folienverbund einen Hohlraum umschließt; und
• Anordnen des gewickelten Folienverbunds auf einem schwingbaren Körper in senkrecht zum schwingbaren Körper verlaufende Abstrahlrichtung des Lautsprechers.
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