Universität Stuttgart

In-Wall-Lautsprecher: Bessere Funktion durch optimierte Konstruktion

Lautsprecher ohne Gehäuse, sogenannte „In-Wall-Lautsprecher“, werden überall dort eingesetzt, wo sichtbare Lautsprecher aus gestalterischen Gründen oder zum Schutz der Umwelt nicht erwünscht sind. Bei dieser Art von Lautsprechern wird der Transducer/Exciter jedoch in der Regel sehr heiß und benötigt daher einen Kühlluftweg, um seine Leistung und Lebensdauer zu erhalten.

Ecxiter
Forscher der Universität Stuttgart haben die Konstruktion eines gehäuselosen Lautsprechers verbessert und ein neuartiges Federelement entwickelt, mit dem der Exciter ohne Kühlung auskommt. (Bild: Benjamin Grisin)

Bei den derzeitigen Lautsprecherkonstruktionen ist in der Regel ein Magnet auf einem Rahmen montiert – eine Exciter-Masse überträgt dann die Schwingungen auf eine Membran, um Schallwellen zu erzeugen. In einem Wandeinbaulautsprecher erzeugt der Exciter jedoch Wärme, insbesondere bei höheren Leistungspegeln, die sich bei fehlendem Luftstrom staut. Um den – Wirkungsgrad des Lautsprechers aufrechtzuerhalten, muss diese erzeugte Wärme abgeleitet werden.

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Forscher der Universität Stuttgart haben nun die Konstruktion eines Wandlautsprechers verbessert und einen neuartigen Exciter-Mechanismus entwickelt, der es dem Exciter ermöglicht, auch ohne kühlenden Luftstrom zu funktionieren.

Gerd Falk und Benjamin Grisin vom Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart haben ein Federelement für Exciter entwickelt, die aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen (Kohlenstoff- oder Glasfasern; z. B. CFK) bestehen, die wärmeleitend sind. Bestimmte Endlosfasern haben eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit und durch Verlegung dieser Fasern in gewünschte Richtungen wird der Wärmefluss gesteuert. Bei geeigneter Faserausrichtung kann die Wärme durch die Struktur abgeleitet werden, ohne dass ein Kühlluftstrom erforderlich ist.

Federelement Exciter
Das Federelement für den Exciter besteht aus endlosfaserverstärktem Kunststoff, der Wärme leitet. (Bild: Benjamin Grisin)

Durch die Verwendung dieser Endlosfasern werden Wärmestau und Materialermüdung in den Federelementen deutlich reduziert, was die Lebensdauer der Lautsprecher erhöhe. Darüber hinaus werden die mechanischen Eigenschaften der Lautsprecherkonstruktion durch die Verwendung von Endlosfasern zur Verstärkung des Federelements verbessert.

Die Erfinder Gerd Falk und Benjamin Grisin haben das Design des Federelements modifiziert und einen Prototyp entwickelt. Sie verwendeten einen Rahmen aus faserverstärktem Kunststoff (FRP), um die Schallverstärkung und den Wirkungsgrad eines Lautsprechers zu verbessern. Diese Erfindung und der Prototyp wurden mit Unterstützung des ZIM-Projektfonds und in Zusammenarbeit mit der Mechakustik GmbH entwickelt.

Diese zum Patent angemeldete (DE, EP) neue Erfindung könne überall dort eingesetzt werden, wo ein Wärmestau aufgrund des begrenzten Zugangs zu den Lautsprechern eine Herausforderung darstellt, z. B. in der Luftfahrt, im Automobilbau, im Bauwesen, in der Musikbranche, bei Veranstaltungen oder an Veranstaltungsorten.

Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation. Das TLB ist mit der Kommerzialisierung dieser bahnbrechenden Technologie beauftragt und bietet der Industrie an, mit ihr zusammenzuarbeiten und die Rechte am geistigen Eigentum durch einen Lizenzvertrag zu übernehmen.

Weitere Informationen erhalten Sie bei Innovationsmanager Emmerich Somlo: somlo@tlb.de

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