Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung befaßt sich mit Aufhängungen für Schallwiedergabeanordnungen nach dem
Biegewellenprinzip, insbesondere solchen Aufhängungen, welche die beliebige Integration
solcher Anordnungen in Einbauöffnungen erlauben, ohne die Biegewellenausbreitung zu
behindern.
Stand der Technik
[0002] Gemäß dem Stand der Technik sind Schallwiedergabeanordnungen bekannt, die nach dem
Biegewellenprinzip arbeiten. Derartige Anordnungen werden im wesentlichen von einem
Paneel und wenigstens einem Antriebssystem gebildet, wobei das Paneel in Schwingungen
versetzt wird, wenn dem oder den Antriebssystem(en) Tonsignale zugefiihrt werden.
Charakteristisch für solche Schallwiedergabeanordnungen ist, daß ab einer kritischen
unteren Grenzfrequenz eine "Biegewellenabstrahlung" möglich wird, wobei die Biegewellen
entlang der Ebene des jeweiligen Paneels zu einer Schallabstrahlung mit frequenzabhängiger
Richtung führen. Mit anderen Worten, ein Schnitt durch ein erstelltes Richtdiagramm
zeigt eine Hauptkeule, deren Richtung frequenzabhängig ist. Diese Verhältnisse sind
fiir unendlich ausgedehnte Platten und Absorberplatten vollständig gültig, während
die Verhältnisse fiir die in dieser Anmeldung behandelten Multiresonanzplatten wegen
der starken Randreflexe deutlich komplexer sind. Diese Komplexität bei Multiresonanzplatten
rührt daher, daß die genannte Hauptkeule mit frequenzabhängiger Richtung von einer
Mehrzahl weiter solcher Hauptkeulen überlagert wird, so daß ein stark aufgefächertes
Richtdiagramm entsteht, welches außerdem sehr frequenzabhängig ist. Den hier behandelten.
Multresonanzplatten und den Absorberplatten ist aber gemein, daß ihre Richtdiagramme
im Mittel eher von der Mittelsenkrechten wegweisen. Dieses Verhalten bewirkt, daß
der Raum stärker in die Projektion der Schallwellen einbezogen wird.
[0003] Das Paneel ist nach dem Sandwich-Prinzip aufgebaut, indem zwei einander gegenüberliegende
Oberflächen einer sehr leichten Kernschicht jeweils mit einer dünnen Deckschicht beispielsweise
durch Verklebung verbunden sind. Damit das Paneel gute Schallwiedergabeeigenschaften
aufweist, muß das Material für die Deckschicht eine besonders hohe Dehnwellengeschwindigkeit
haben. Geeignete Deckschichtmaterialien sind beispielsweise dünne Metallfolien oder
auch faserverstärkte Kunststoffolien.
[0004] Auch an die Kernschicht werden besondere Anforderungen gestellt. So ist es notwendig,
daß die einsetzbaren Materialien zunächst eine geringe Massendichte und eine geringe
Dämpfung aufweisen. Außerdem müssen die Materialien für die Kernschicht ein möglichst
hohes Schermodul senkrecht zu den Oberflächen haben, die mit den Deckschichten versehen
werden. Schließlich ist es im Sinne einer Hauptforderung notwendig, daß die für Kernschichten
verwendbaren Materialien in der Richtung, in welcher später die jeweils aus diesem
Material gebildete Kernschicht ihre größte Ausdehnung hat, einem sehr geringen Elastizitätsmodul
besitzen. Diese in bezug auf die beiden letzten Anforderungen auf den ersten Blick
widersprüchlichen Voraussetzungen werden am ehesten von einer Kernschicht erfüllt,
die eine Lochstruktur mit zwischen den beiden für die Beschichtung mit den Deckschichten
vorgesehenen Oberflächen verlaufenden Durchbrüchen mit vorzugsweise geringem Querschnitt
aufweist. Neben den Kernschichten mit der Lochstruktur sind auch Hartschäume als Kernschichtmaterialien
einsetzbar, weil diese trotz ihrer isotropen Materialeigenschaften immer noch geeignete
Scher- und Elastizitätsmodule aufweisen. Nicht unerwähnt soll in diesem Zusammenhang
bleiben, daß bei der Verwendung von Hartschäumen als Material für die Kernschicht
die Deckschichten die Aufgabe haben, das geforderte anisotrope Verhalten des Paneels
herzustellen.
[0005] Grundlegende Idee für die Schallwiedergabe nach dem Biegewellenprinzip war es, vorhandene
Wände zur Schallstrahlung zu verwenden. Hierbei ging man davon aus, daß es ausreichen
müsse, die entsprechenden Wände mit Antriebssystemen zur Erzeugung von Biegewellen
auszustatten. Schon bald erkannte man, daß nur für diese Zwecke optimierte Wände in
der Lage waren, eine Schallabstrahlung in befriedigender Weise zu garantieren. Voraussetzung
dafür war aber, daß derart optimierte Wände in ausreichender Größe zur Verfügung gestellt
werden können, damit eine Dämpfung der sich fortsetzenden Wellen an einer starren
Einfassung des Paneels unterbleibt. Oftmals ist es aber so, daß aber Flächen, welche
ein Paneel der zuvor beschriebenen Größe aufnehmen können, nicht zur Verfügung stehen.
Um auch kleine Paneele zu einer akzeptablen Schallwiedergabe einsetzen zu können,
ist es notwendig diese mittels elastischer Befestigungsmittel mit einer Halterung
zu verbinden. Dazu griff man auf die aus der Lautsprechertechnik bekannten Sicken
zurück, welche den Rand des Paneels mit der Halterung verbinden. Abgesehen davon,
daß es sich bei den gekannten Sicken um ein zusätzliches Bauteil handelt, sind diese
Sicken auch deshalb nachteilig, weil sie den Herstellungsprozeß durch die fiir Anbringung
der Sicken notwendigen Prozeßschritte erheblich verteuern. Unabhängig davon ist die
reine (Rand-) Befestigung des Paneels auch in den kleineren Abmessungen dann nachteilig,
wenn -wie in der Praxis- üblich- das entsprechende Paneel mit einer Mehrzahl von Antriebssystemen
ausgestattet ist. Durch diese Maßnahme erhöht sich das Gewicht des ohnehin schon nicht
leichten Paneels, so daß zu einer ausreichenden Aufhängung des Paneels die Sicken
sehr hart ausgelegt werden müssen, womit gleichzeitig auch die von diesen Sicken ausgehende
Dämpfung erhöht wird.
[0006] Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Aufhängung fiir Schallwiedergabeanordnungen
nach dem Biegewellenprinzip anzugeben, welche die im Stand der Technik bestehenden
Nachteile vermeidet.
Darstellung der Erfindung
[0007] Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte
Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 8 entnehmbar.
[0008] Der erfinderische Verdienst der vorliegenden Anmeldung liegt darin, erkannt zu haben,
daß die zur Herstellung des Paneels verwendeten Komponenten zur Herstellung einer
elastischen Verbindung mit einer Halterung geeignet sind.
[0009] Hat gemäß Anspruch 2 die Kernschicht eine Lochstruktur, wobei jeder Durchbruch dieser
Lochstruktur senkrecht zu den beiden Deckschichten verläuft, und ist zur Realisierung
einer Befestigung des Paneels mit der Halterung durch wenigstens einen der Durchbrüche
ein Befestigungsteil gesteckt, kann die ohnehin elastische Lochstruktur des Kernmaterials
zur elastischen Befestigung genutzt werden, wenn zumindest eine der beiden Deckschichten
zu dem oder den mit dem Befestigungsteil versehenen Durchbruch bzw. Durchbrüchen einen
seitlichen Abstand A1 einhält, indem eine Mehrzahl der an den oder die mit dem Befestigungsteil
versehenen Durchbrüche seitlich unmittelbar angrenzenden Durchbrüche nicht von der
bzw. den Deckschichten bedeckt sind. Ob dabei das jeweilige Befestigungsteil parallel
oder quer zur Verlaufsrichtung der Durchbrüche verläuft, ist ohne Bedeutung.
[0010] Um ein Ausreißen des oder der mit dem Befestigungsteil versehenen Durchbrüche zu
verhindern, sollten gemäß Anspruch 3 der oder die Durchbrüche, welche mit den Befestigungsteil
versehen sind, und/oder die Durchbrüche, welche seitlichen an den oder die mit dem
Befestigungsteil versehenen Durchbrüche angrenzenden, mit einem Kunststoffmaterial
ausgeschäumt sein.
[0011] Um die Federwirkung auch bei ausgeschäumten Durchbrüchen zu garantieren, sollte gemäß
Anspruch 4 zumindest eine der beiden Deckschichten auch zu den mit Kunststoffmaterial
ausgeschäumten Durchbrüchen einen Abstand A2 einhalten.
[0012] Eine weiter verbesserte Federwirkung wird dann erzielt, wenn - wie in Anspruch 5
angegeben - der oder die Durchbrüche, welche ein Befestigungsteil aufnehmen, und/oder
solche Durchbrüche, welche nicht oder nur mit einer der beiden Deckschichten bedeckt
sind, gegenüber den Durchbrüchen in der übrigen Kernschicht eine verminderte Länge
haben.
[0013] Wegen die Materialbeschaffenheit der Deckschichten können diese gemäß Anspruch 6
gleichzeitig auch als Aufhängungen für das Paneel genutzt werden, indem diese den
Abstand A zwischen dem Paneel und einer das Paneel umrandenden Halterung überbrücken.
Der weitere Vorteil einer solchen Aufhängung liegt darin, daß durch die Verwendung
der Deckschichten ohne großen Aufwand ein ansatzloser Übergang zwischen Halterung
und Paneel geschaffen wird.
[0014] Eine verbesserte Federwirkung der Deckschicht bzw. Deckschichten ist dann gegeben,
wenn gemäß Anspruch 7 der Bereich, mit dem die Deckschicht den Abstand A zwischen
Paneel und Halterung überbrückt, eine gewellte oder gezackte Kontur aufweist.
[0015] Besonders raumsparend wird die Schallwiedergabeanordnung dann, wenn die Elektronikkomponenten
zum Antrieb des Paneel im Abstand A zwischen Halterung und Paneel angeordnet sind.
Sind die Elektronikkomponenten mit der Halterung verbunden, erhöhen sie nicht die
schwingende Masse. Außerdem wird durch die Befestigung der Elektronikkomponenten an
der Halterung für eine verbesserte Wärmeabfuhr von den Elektronikkomponenten gesorgt
[0016] Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß das jeweilige Paneel auch
mittels einer Kombination aus Kernschicht- und Deckschichtaufhängung befestigt sein
kann, indem beispielsweise eine der Deckschichten zur Halterung geführt ist und das
Paneel entfernt vom Randbereich unter Mitwirkung der Kernschicht abgestützt wird.
Kurze Beschreibung der Figuren
[0017] Es zeigen:
- Figur 1
- ein Paneel in Draufsicht;
- Figur 2
- eine Schnittansicht eines Paneels gemäß Figur 1,
- Figur 3a-c
- drei Schnittansichten ein.es weiteren Paneels; und
- Figur 4
- ein weiteres Paneel in Schnittansicht.
Wege zum Ausführen der Erfindung
[0018] Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.
[0019] Das in Figur 1 in Draufsicht gezeigte Paneel 10 wird von einer Kernschicht 11, einer
oberen Deckschicht 12.1 und einer in Figur 1 nicht sichtbaren unteren Deckschicht
12.2 gebildet, wobei die beiden Deckschichten 12 jeweils an einander gegenüberliegenden
Oberflächen der Kernschicht 11 mit dieser verbunden sind. Die Kernschicht 11 weist
eine Lochstruktur auf, welche vorliegend von einer Mehrzahl von Durchbrüchen 20 mit
wabenförmigem Querschnitt gebildet ist. Die wabenförmigen Durchbrüche 20 verlaufen
senkrecht zu den ihre größte Ausdehnung habenden Ebenen der beiden Deckschichten 12.
[0020] Auch wenn die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Durchbrüche 20 alle einen wabenförmigen
Querschnitt haben, ist damit keine Beschränkung auf diese Querschnittsform verbunden.
Dies bedeutet, daß in anderen Ausführungsformen die Durchbrüche 20 auch runde oder
eckige Querschnitte haben können.
[0021] Wie der Figur 1 deutlich entnehmbar ist, ist die Kernschicht 11 nicht vollständig
mit den beiden Decksichten 12 bedeckt. Vielmehr wird in den beiden Deckschichten 12
ein Bereich 13 unbedeckt gelassen., durch welchen die Kernschicht 11 sichtbar wird.
In den mittleren (der in Figur 1 sichtbaren) Durchbrüche 20 ist ein Befestigungsteil
in der Form einer Schraube 14 eingesteckt. Dabei liegt der Kopf 15 der Schraube 14
auf der Kernschicht 11 auf Sofern erforderlich kann zwischen der Kernschicht 11 und
dem Kopf 15 der Schraube 14 auch noch eine Unterlegscheibe -beispielsweise aus Schaumstoff(nicht
dargestellt) angeordnet sein. Auch ist Figur 2 entnehmbar, daß die an dem mit dem
Schaft 16 der Schraube 14 versehenen Durchbruch 20 sowie die seitlich unmittelbar
an diesen Durchbruch 20 angrenzenden Durchbniche 20 gegenüber den übrigen und eine
Länge von L1 habenden Durchbrüchen 20 der Kernschicht 11 eine verminderte von Länge
L2 haben. Diese verminderte Länge L2 der Durchbniche 20 bewirkt, daß sich diese gegenüber
der Durchbrüchen 20 mit einer Länge L1 leichter quer zur Richtung des Schafts 16 der
Schraube 14 verformen lassen.
[0022] Ferner ist der Figur 2 durch die angedeutete Punktierung entnehmbar, daß der Durchbruch
20, durch welchen der Schaft 16 der Schraube 14 verläuft, mit einem Kunststoffmaterial
ausgeschäumt ist. Hierdurch wird verhindertet, daß dieser Durchbruch 20 beschädigt
wird, wenn der Schaft 16 der Schraube 14 mit einer Halterung (nicht dargestellt) verbunden
ist und das Paneel 10 wellenförmig verformt wird.
[0023] Nur der Vollständigkeit halber sie darauf hingewiesen, daß in Figur 2 die obere Deckschicht
12.1 oberhalb der Durchbrüche 20 mit der venninderten Länge L2 keinen freien, die
Kernschicht 11 nicht abdeckenden Bereich 13 aufweist, sondern auch diese Durchbrüche
20 vollständig überdeckt. Hierdurch wird an der oberen Deckschicht 12.1 eine durchgehende
Oberfläche geschaffen, was sie Optik eines solchen Paneel 10 verbessert.
[0024] Außerdem ist der Schnittdarstellung gemäß Figur entnehmbar, daß zur Verbesserung
der Federwirkung der Kernschicht der Bereich 13 in der unteren Deckschicht 12.2 sowohl
zu der Schraube 14 einen Abstand A1 als auch zu der Ausschäumung einen Abstand A2
einhält. Wesentlich dabei ist daß der Abstand A1 größer ist als der Abstand A2, denn
nur bei Einhaltung dieser Bedingungen wird eine freie Federwirkung unter Ausnutzung
der Kemschicht 11 gewährleistet.
[0025] In den Figuren 3a-c ist eine von der Aufhängung gemäß den Figuren 1 und 2 völlig
verschiedene Aufhängung dargestellt, obwohl beide Aufhängungsarten auch kombiniert
zur Aufhängung eine Paneels 10 verwendet werden können.
[0026] Bei der Anordnung gemäß den Figuren 3a-c wird das Paneel 10 mit seitlichem Abstand
A von einer Halterung 17 umrandet. Diese Halterung 17 ist vorliegend als U-Profil
ausgebildet, wobei die freien Schenkel 18 dieses Profils in Richtung des Paneels 10
zeigen.
[0027] Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3a überspannen die beiden mit der Kernschicht
11 verbunden Deckschichten 12.1, 12.2 den Abstand A flach und sind mit den Schenkeln
18 des Profils verbunden. Um in sehr einfacher Weise eine gewisse Spannung in den
Deckschichten 12 zu erzielen, wenn sie mit den Schenkeln 18 der das Paneel 10 unrandenden
Halterung 17 verbunden sind, können die Schenkel 18 auch eine gezahnte Kontur aufweisen
(nicht gezeigt). Wird dann die entsprechende Deckschicht 12 auf einen gezahnt ausgebildeten
Schenkel 18 der umlaufenden Halterung 17 aufgelegt und mittels eines komplementär
gezahnten Werkzeugs auf den Schenkel 18 gedrückt, wird eine Spannung in der Deckschicht
12 aufgebaut, welche beispielsweise nach Abbinden des Klebstoffs zwischen Schenkel
18 und Deckschicht 12 erhalten bleibt. Es können aber auch andere dem Fachmann bekannte
Methoden zum Aufbau einer Spannung in der mit der Halterung 17 verbundenen Deckschicht
12 eingesetzt werden.
[0028] Den Figuren 3b und c ist entnehmbar, daß die beiden Deckschichten 12 nicht in der
Ebene der Paneels zur Halterung 17 geführt sein müssen, sondern in dem Bereich, in
dem sie den Abstand A überspannen auch gewölbt (Figur 3b) oder auch gezackt (Figur
3c) ausgebildet sein können. Auch ist die Wölbung oder Zackung der Deckschichten 12
im Bereich des Abstandes A nicht auf eine Wölbung oder Zackung beschränkt. Ferner
ist festzuhalten, daß die Form, die Dicke und die Materialeigenschaften der Deckschichten
12.1, 12.2 über die Federeigenschaften entscheiden. Schließlich sei noch nachgetragen,
daß nicht notwendig beide Deckschichten 12..1, 12.2 eines Paneels 10 mit der Halterung
17 verbunden sein. müssen.
[0029] Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3a ist mit dem Bezugszeichen 19 eine Elektronik
bezeichnet ist, welche mit dem oder den Antriebssystemen (nicht dargestellt) fiir
das Paneel 10 zusammenwirkt. Diese Elektronik 19 ist mit der Halterung 17 verbunden,
wodurch eine gute Wärmeabfuhr vom Paneel 10 erreicht wird.
[0030] Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 knüpft an die Ausführungsform gemäß den Figuren
1 und 2 an. Im Gegensatz zu den letztbenannten Ausführungsformen ist das Befestigungsteil
in der Form einer Lasche 14' quer zur Erstreckungsrichtung der Durchbrüche 20 mit
dem Paneel 10 verbunden. Um für eine ausreichende Befestigung der Lasche 14' im Paneel
10 zu sorgen, ist -wie durch die Punktierung angedeutet- der Durchbruch 20', welcher
vollständig von der Lasche 14' durchdrungen ist, vollständig mit Kunststoffmaterial
ausgeschäumt. Außerdem sind die Durchbrüche 20' bis 20"' weder mit einer oberen noch
mit einer unteren Deckschicht 12.1, 12.2 versehen., um die Beweglichkeit der Durchbniche
20" und 20''' quer zu ihrer Erstreckungsrichtung zu verbessern. Nachzutragen bleibt
im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß Figur 4 nur noch, daß die gezeigten
Abstände A1 und A2 nicht nur quer zur Blickrichtung auf diese Figur sondern senkrecht
dazu gelten.
[0031] Sofern die über die Durchbrüche 20'',20''' herstellte Federwirkung nicht ausreichen
sollte, kann diese in einem anderen -nicht dargestellten-Ausführungsbeispiel die Lasche
14' im Abstand A' zwischen dem Paneel und der Halterung 17 elastisch ausgebildet werden
kann.
1. Aufhängung für Schallwiedergabeanordnungen nach dem Biegewellenprinzip mit einem Paneel
10, welches von einer Kernschicht 11 und zwei Deckschichten 12.1, 12.2 gebildet ist,
wobei die beiden Deckschichten 12 mit zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen
der Kernschicht 11 verbunden sind,
mit einer Halterung 17, und
mit elastischen Befestigungsmitteln, welche das Paneel 10 mit der Halterung 17 verbinden,
dadurch gekennzeichnet;
daß die elastischen Befestigungsmittel von der Kernschicht 11 und/oder wenigstens
einer der beiden Deckschichten 12 gebildet werden.
2. Aufhängung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kernschicht 11 eine Lochstruktur aufweist, wobei jeder Durchbruch 20 dieser
Lochstruktur senkrecht zu den beiden Deckschichten 12 verläuft,
daß zur Realisierung einer Befestigung des Paneels 10 mit der Halterung 17 durch wenigstens
einen der Durchbrüche 20 ein Befestigungsteil 14, 14' gesteckt ist und
daß zumindest eine der beiden Deckschichten 12 zu dem oder den mit dem Befestigungsteil
14 versehenen Durchbruch bzw. Durchbrüchen 20 einen seitlichen Abstand A1 einhält,
indem eine Mehrzahl der an den oder die mit dem Befestigungsteil 14 versehenen Durchbrüche
20 seitlich unmittelbar angrenzenden Durchbrüche 20 nicht von der bzw. den Deckschichten
12 bedeckt sind.
3. Aufhängung nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Durchbrüche 20, welche mit den Befestigungsteil 14 versehen sind,
und/oder die Durchbrüche 20, welche seitlichen an den oder die mit dem Befestigungsteil
14 versehenen Durchbrüche 20 angrenzenden, mit einem Kunststoffmaterial ausgeschäumt
sind.
4. Aufhängung nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine der beiden Deckschichten 12 auch zu den mit Kunststoffmaterial
aus geschäumten Durchbrüchen 20 einen Abstand A2 einhalten.
5. Aufhängung nach einem der Ansprüche 2 - 4
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Durchbrüche 20, welche ein Befestigungsteil 14 aufnehmen, und/oder
solche Durchbrüche 20, welche nicht oder nur mit einer der beiden Deckschichten 12
bedeckt sind, gegenüber der Länge L1 der Durchbrüche 20 in der übrigen Kemschicht
11 eine verminderte Länge L2 haben.
6. Aufhängung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halterung 17 das Paneel 10 mit seitlichem Abstand A umrandet und daß zumindest
eine der beiden Deckschichten 12 unter Überbrückung des seitlichen Abstandes A mit
der Halterung 17 verbunden ist.
7. Aufhängung nach Anspruch 6
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bereiche der Deckschichten 12, welche den seitlichen Abstand A zur Halterung
17 überbrücken eine gewellte oder gezackte Kontur aufweisen.
8. Aufhängung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7
dadurch gekennzeichnet,
daß im seitlichen Abstand A zwischen dem Paneel 10 und der Halterung 17 Elektonikkomponenten
zum 19 Antrieb des Paneel 10 angeordnet und mit der Halterung 17 verbunden sind.