Exiter mit besserer Schallverstärkung Körperschallwandler kommt ohne Kühlung aus

Von Kristin Rinortner

Forscher der Universität Stuttgart haben den Aufbau eines Exciters verbessert. Ein neuartiges, wärmeleitfähiges Federelement bewirkt, dass der Körperschallwandler auch bei hohen Leistungen ohne Kühlung betrieben werden kann. Nebenbei werden auch Wirkungsgrad und Gewicht sowie das Werkstoffermüdungsverhalten verbessert.

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Exiter: Durch ein spezielles Federelement aus Kunststoff kommen Biegeschallwandler auch bei hohen Leistungen ohne zusätzliche Kühlung aus.
Exiter: Durch ein spezielles Federelement aus Kunststoff kommen Biegeschallwandler auch bei hohen Leistungen ohne zusätzliche Kühlung aus.
(Bild: Benjamin Grisin)

Exciter oder Körperschallwandler (Bodyshaker) sind Lautsprecher ohne Membran. Sie versetzen statt der Membran die Montagefläche durch Biegewellen in Resonanz.

Biegewellenwandler werden dort eingesetzt, wo aus Designgründen, zum Schutz vor Umwelteinflüssen oder Vandalismus keine sichtbaren Lautsprecher verbaut werden können. In der Regel wird ein Körperschallwandler auf einer Montageplatte befestigt, eine schwingfähige Masse überträgt dabei die Schwingungen auf die Platte. Die so angeregte Platte strahlt dann das Musik- oder Sprachsignal ab.

Exciter werden jedoch besonders bei höheren Leistungen sehr warm. Für einen hohen Wirkungsgrad des Körperschallwandlers muss die Wärme abgeführt werden, die in der Induktionsspule entsteht.

Exciter: Wärmeleitfähigkeit und Wirkungsgrad

Bild 1: Das Federelement für den Exciter besteht aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen, die wärmeleitfähig sind.
Bild 1: Das Federelement für den Exciter besteht aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen, die wärmeleitfähig sind.
(Bild: Benjamin Grisin)

Gerd Falk und Benjamin Grisin vom Institut für Flugzeugbau an der Universität Stuttgart haben ein Federelement für Exciter entwickelt, das aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen (Carbon- oder Glasfaser; z. B. CFK) besteht, die wärmeleitfähig sind.

Über die Faserorientierung wird dabei der Wärmefluss gesteuert. Mit einer geeigneten Faserorientierung kann also Wärme im Exciter gezielt abgeführt werden.

Mit diesen Endlosfasern wird zudem die Materialermüdung im Federelement um ein Vielfaches verringert. Die mechanischen Eigenschaften werden durch Schäftung der Endlosfasern im endlosfaserverstärkten Federelement verbessert.

Die Erfindung steigert den Wirkungsgrad von Körperschallwandlern erheblich, da die Kühlung und die mechanischen Eigenschaften des Federelementes verbessert werden. Darüber hinaus wird der Exciter leichter.

Exiter-Prototyp mit besserer Schallverstärkung

Falk und Grisin haben mit einem Prototyp bewiesen, dass die veränderte Bauweise des Federelements und die Verwendung von endlosfaserverstärkten Kunststoffen eine zusätzliche Schallverstärkung ermöglichen und die Wirkung des Körperschallwandlers verbessern. Der Prototyp wurde in einem ZIM-Projekt mit der Firma Mechakustik gebaut und in verschiedenen Anwendungen getestet.

Einsatzbereiche finden sich beispielsweise in der Luftfahrttechnik, Automobiltechnik sowie in der Musikindustrie oder Veranstaltungstechnik.

Die Erfindung wurde zum Patent angemeldet (DE, EP anhängig). Das Technologie-Lizenz-Büro (TLB) unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung. TLB ist mit der wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Unternehmen Möglichkeiten der Zusammenarbeit und Lizenzierung der Schutzrechte.

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