DE19922395C1 - Deckenelement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Deckenelement mit der Funktion eines Deckenlautsprechers. Das Deckenelement zeigt ein plattenförmiges Bauteil (1), das mit wenigstens einem Wandler (2) verbunden ist und das durch den Wandler (2) zu Biegeschwingungen angeregt wird, das dementsprechend in Resonanz tritt und das als akustischer Multimoden-Resonanz-Strahler wirkt. Dabei gibt das plattenförmige Bauteil (1) abhängig von dem dem Wandler (2) zugeführten elektrischen Audiosignal ein dementsprechendes akustisches Signal ab. Das Deckenelement zeigt eine Spannvorrichtung (3), die das plattenförmige Bauteil (1) unter Spannung hält, wodurch ein besonders gutes akustisches Verhalten des Deckenelementes im Bassbereich gegeben ist. Das Deckenelement kann als Ersatz für ein passives Deckenelement, also für ein Deckenelement ohne Lautsprecherfunktion, verwendet werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Deckenelement mit einem plattenför
migen Bauteil und mit wenigstens einem Wandler, der das Bau
teil zu Biegeschwingungen anregt, es in Resonanz treten lässt
und dadurch einen akustischen Multimoden-Resonanz-Strahler
bildet. Dieses Deckenelement hat die Funktion eines Decken
lautsprechers.
Es sind Deckenlautsprecher bekannt, die als Lautsprecherbox an
der Decke befestigt sind und die elektroakkustische Wandler
mit einer durch eine Schwingspule getriebenen Membran zur
Erzeugung der Schallwellen in einem Gehäuse aufweisen. Diese
Deckenlautsprecher erweisen sich als sehr schwer, sehr teuer
und im Hinblick auf die Gestaltung des Raumes als sehr un
geeignet.
Weiterhin sind Deckenlautsprecher bekannt, die eine Vielzahl
von einzelnen elektroakustischen Wandlern in der Decke auf
weisen, wobei die elektroakustischen Wandler weitgehend
gleichmäßig über die gesamte Decke verteilt sind. Die elektro
akustischen Wandler zeigen einen typischen Aufbau mit einer
durch eine Schwingspule getriebene Membran, die die Schall
wellen durch Hubbewegungen erzeugen. Die Vielzahl an elektro
akustischen Wandlern erfordert eine sehr aufwendige Verkabe
lung in der Decke, was im Zusammenhang mit der Vielzahl an
elektroakustischen Wandlern zu einer sehr teuren Anordnung zur
Beschallung eines Raumes führt. Diese Vielzahl an elektroaku
stischen Wandlern ist erforderlich, da diese elektroakusti
schen Wandler eine sehr ausgeprägte Richtungscharakteristik
aufweisen und bei einem Zusammenwirken von wenigen elektroaku
stischen Wandlern keine ausreichende Schallversorgung im ge
samten Raum gegeben ist.
Weiterhin sind aus der WO 97/09843 Deckenplatten mit einem
Wandler bekannt, der die Deckenplatte in Biegeschwingungen
versetzen kann und diese so in Resonanz treten lässt, dass
diese Platte einen Multimoden-Resonanz-Strahler zur Wiedergabe
eines zugeführten elektrischen Audiosignal bildet. Diese Dec
kenplatte zeigt eine sehr gute räumliche Abstrahlcharakteri
stik des akustischen Audiosignals. Sie zeigt aber eine unbe
friedigende Akustik insbesondere im Bassbereich und sie zeigt
durch die plane Ausbildung als Deckenplatte nur eine begrenzte
Zugänglichkeit für einen designerischen Spielraum bei der
Gestaltung der Deckenplatte mit dem Wandler.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Deckenelement zu
schaffen, welches gute akustische Eigenschaften insbesondere
im Bassbereich und auch im Hinblick auf die räumliche Schall
verteilung zeigt und das darüber hinaus eine preisgünstige
Möglichkeit zur Beschallung eines Raumes ermöglicht und dar
über hinaus designerischen Variationen zugänglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Deckenelement mit
den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprü
chen.
Das erfindungsgemäße Deckenelement zeigt ein plattenförmiges
Bauteil, auf dem wenigstens ein Wandler angeordnet ist, wel
chem ein elektrisches Audiosignal zugeführt wird und welcher
das plattenförmige Bauteil in Biegeschwingungen versetzt, die
das Bauteil in Resonanz treten lassen und es zu einem Multimo
den-Resonanz-Strahler werden lassen. Das Deckenelement zeigt
eine Spannvorrichtung, welche mit dem plattenförmigen Bauteil
verbunden ist und welche dieses plattenförmige Bauteil unter
Spannung hält. Durch den gespannten Zustand des plattenförmi
gen Bauteils verändern sich die akustischen Eigenschaften des
Deckenelementes, welches als Deckenlautsprecher wirkt, dahin
gehend, dass es im Vergleich zu einem frei gelagerten Bauteil
zusätzliche Resonanzen im Tieftonbereich bildet. Damit lassen
sich bessere akustische Eigenschaften im Tieftonbereich bei
sehr guter räumlicher Verteilung des Schalls erreichen. Damit
erweist sich dieses Deckenelement als besonders geeignet für
den Einsatz als Deckenlautsprecher insbesondere in großen
Räumen. Gerade bei einem Einsatz in niedrigen, großflächigen
Räumen kommen die vorteilhaften akustischen Eigenschaften be
sonders zur Geltung. Weiterhin erweist sich dieses Decken
element als sehr kostengünstig, da zur ausreichenden Beschal
lung von ansprechender Qualität nur eine geringe Anzahl von
erfindungsgemäßen Deckenelementen notwendig ist und dadurch
die Kosten für eine Beschallungsanlage für einen vorgegebenen
Raum sehr niedrig gehalten werden können.
Dabei ist die Spannvorrichtung so ausgebildet, dass sie das
plattenförmige Bauteil umgreift und das plattenförmige Bauteil
in Richtung der flächigen Ausdehnungsrichtung spannt bzw.
gespannt hält. Diese Spannvorrichtung kann als vollflächiger
Kasten das plattenförmige Bauteil umfassen und in einem Be
reich eine Ausnehmung aufweisen, die die Schallabstrahlung des
plattenförmigen Bauteils ermöglicht. Dabei ist der Randbereich
des plattenförmigen Bauteils fest mit der Spannvorrichtung
verbunden, so dass die durch das gespannte plattenförmige
Bauteil gegebenen Spannkräfte auf die Spannvorrichtung über
tragen werden und das plattenförmige Bauteil in einer festge
legten, definierten Lage bzw. in einem entsprechenden gespann
ten Zustand gehalten werden kann. Weiterhin ist es möglich,
dass die kastenförmige Spannvorrichtung Ausnehmungen zeigt und
dadurch die Möglichkeit gibt, Schall auch durch die weiteren
Öffnungen abzugeben. Dabei ist es auch möglich, dass die
Spannvorrichtung nur aus einzelnen Stegen oder Streben ge
bildet wird, die der Spannung im plattenförmigen Bauteil ent
gegenwirken und diese Spannung aufrechterhalten.
Nach einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung wird die
Spannvorrichtung dazu verwendet, das Deckenelement an der
Decke, beispielsweise an einem Haken in der Decke zu befesti
gen oder das Deckenelement mit der Spannvorrichtung in eine
Ausnehmung in der Decke einzubringen. In diesem Fall wird das
Deckenelement in der Decke an der Spannvorrichtung gehalten
und nicht an dem plattenförmigen Bauteil, wodurch die besonde
ren akustischen Eigenschaften des plattenförmigen Bauteils
unverändert erhalten bleiben. Damit besteht kein Einfluss
zwischen der Position und der Art der Aufhängung an oder in
der Decke und den akustischen Eigenschaften des Deckenelemen
tes. Dabei ist die Größe und die Gestalt des Deckenelementes
vorzugsweise so gewählt, dass es ein passives Deckenpaneel
ohne schallabgebende Funktion ersetzen kann, ohne dass eine
geänderte Aufhängung und geänderte optische Eigenschaften der
Decke mit dem erfindungsgemäßen Deckenelement als Ersatz für
ein passives Deckenpaneel gegeben sind.
Es hat sich besonders bewährt, die Spannvorrichtung durch ein
Strebewerk zu realisieren, das die Spannkräfte des Bauteils
aufnimmt und das Bauteil unter Spannung hält. Das Strebewerk,
das das plattenförmige Bauteil, welches die akustischen Signa
le durch Multimoden-Resonanz erzeugt, umgreift, ermöglicht bei
ausreichender Widerstandsfähigkeit gegen die Spannkräfte des
gespannten plattenförmigen Bauteils eine sehr gewichtsredu
zierte Ausbildung der Spannvorrichtung, weshalb diese Aus
bildung des Deckenelementes besonders geeignet für die An
ordnung in einer Decke oder an einer Decke ist. Durch diese
Ausbildung des Deckenelementes ist es möglich, auf aufwendige,
kostenintensive Befestigungselemente in der Decke oder an der
Decke zur Befestigung des Deckenelementes zu verzichten, was
neben den Kostenvorteilen auch Vorteile für die äußere Gestal
tung des Deckenelementes und der Decke mit dem Deckenelement
gibt. Dabei hat sich die Verwendung von Leichtmetallen und die
Verwendung von Hohlkörpern, insbesondere von Röhren zur Bil
dung der Streben für das Strebewerk zur weiteren Reduktion des
Gewichtes bei ausreichender Widerstandkraft gegen die Spann
kraft des plattenförmigen Bauteils besonders bewährt.
Wird das Strebewerk so ausgebildet, dass dessen Streben nur
unter Zug oder Druck belastet sind und das Strebewerk eine
polygone Gestalt zeigt, so ist nicht nur eine sehr sichere
Struktur des Strebewerks gegeben, das sich durch eine beson
ders leichte Konstruktion auszeichnet und darüber hinaus eine
sehr ästhetische Gestalt aufweist. Hierdurch ergeben sich
besondere designerische Möglichkeiten für die Verwendung und
Ausbildung des Deckenelementes, da nun das Deckenelement mit
Spannvorrichtung aus einem Strebewerk als Gesamtes ohne
ästhetische Beeinträchtigungen sichtbar gemacht werden kann.
Diese gesamte Anordnung erweist sich als besonders geeignet in
Räumen mit sehr hohen Decken, wo dieses erfindungsgemäße Dec
kenelement an der Decke, insbesondere hängend, befestigt wird
und dadurch von verschiedenen Seiten eingesehen werden kann.
Hier tritt die besondere ästhetische Gestaltung des Strebewer
kes in Verbindung mit der plattenförmigen Gestalt des Bauteils
in den Vordergrund, was den Gegenstand der Erfindung einen
künstlerischen Rang verleiht.
Durch die Ausbildung des Strebewerkes mit Streben, die nur auf
Druck oder unter Zug belastet sind und nicht auf Biegung be
ansprucht sind, gelingt es eine sehr einfache und dauerhafte
und gewichtsarme Konstruktion der Spannvorrichtung zu schaf
fen, die durch ihr geringes Gewicht besonders für den Einsatz
in einem Deckenelement geeignet ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungform der Erfindung werden die
Spannkräfte zwischen dem Bauteil und dem Strebewerk über ein
Spannseil übertragen, das zwischen dem Strebewerk und dem
gespannten plattenförmigen Bauteil angeordnet ist und so unter
Zug steht, dass die Spannung des plattenförmigen Bauteils
erhalten bleibt. Dabei hat sich besonders bewährt, das Spann
seil im Randbereich des plattenförmigen Bauteils entweder in
Löcher eingreifen zu lassen oder es in Hohlsaumabschnitten im
Randbereich des Bauteils zu führen und nach außen zu dem Stre
bewerk abzuspannen. Durch diese Ausbildungen ist eine Spann
vorrichtung gegeben, die in ihrem Spannmaß den jeweiligen Be
dürfnissen sehr einfach anzupassen ist und dabei eine gleich
mäßige Spannung über das gesamte Spannseil auf das plattenför
mige Bauteil überträgt. Darüber hinaus erweist sich diese
Ausbildung mit dem Spannseil als sehr einfach zu fertigen, da
die Bestandteile der Spannvorrichtung in ihrer Fertigungs
toleranz sehr wenig kritisch sind und dadurch ein Deckenele
ment von hoher Fertigungsqualität gegeben ist. Dies führt zu
einem sehr kostengünstigen Deckenlautsprecher.
Es hat sich besonders bewährt, das plattenförmige Bauteil,
welches durch ein Spannseil gespannt gehalten wird, in seinem
Randbereich, in welchem das Spannseil angeordnet ist, durch
ein Spannelement zu bilden, das die Kräfte von dem Spannseil
gleichmäßig auf den Bereich des plattenförmigen Bauteils über
trägt, der zur Multimoden-Resonanz-Bildung besonders geeignet
ist und dazu angeregt wird. Dabei ist das Spannelement mit den
Löchern bzw. mit den Hohlraumabschnitten zur Aufnahme des
Spannseils versehen und es umschließt den gesamten Bereich des
plattenförmigen Bauteils, welcher zur Bildung von Multimoden-
Resonanzen besonders geeignet und vorgesehen ist. Dieser Be
reich des plattenförmigen Bauteils ist bevorzugt als ebene
Platte ausgebildet, die sandwichartig aus mindestens drei
übereinander angeordneten, vollflächig verklebten oder ver
schweißten Schichten aufgebaut. Dabei sind die Deckschichten
so ausgebildet, dass die Quadratwurzel aus dem Quotienten
ihres Elastizitätsmoduls zu deren Dichte besonders hoch ins
besondere < 3000 m/s ist. Hierzu eignen sich insbesondere
faserverstärkte Kunststofffolien oder dünne Metallfolien. Die
Kernschicht ist bevorzugt als geschäumter Kern oder als waben
förmig ausgebildete Kernschicht ausgebildet, welche vorzugs
weise eine Dichte von unter 50 kg/m3 aufweisen. Vorzugsweise
ist das Spannelement entweder einseitig an einer der Deck
schichten befestigt und überträgt somit die Spannkraft zwi
schen der Spannvorrichtung und der sandwichförmigen Struktur
des plattenförmigen Bauteils über das Spannelement auf diese
eine Deckschicht oder das Spannelement ist zugleich mit der
oberen Deckschicht als auch mit der unteren Deckschicht ver
bunden, was eine gleichmäßige und verringerte Kraftübertragung
auf die einzelnen Deckschichten bewirkt. Mithin lassen sich
durch diese zweiseitige Verbindung des Spannelementes mit
beiden Deckschichten größere Spannkräfte zur Spannvorrichtung
übertragen und damit einen größeren Bassbereich für zusätzli
che Multimoden-Resonanzen des Deckenelementes erschließen.
Erstreckt sich die Spannvorrichtung zu beiden Seiten des plat
tenförmigen Bauteils, so ist zum einen eine sehr stabile und
auch hohen Spannkräften des plattenförmigen Bauteils wider
stehende Spannvorrichtung für das Deckenelement als Decken
lautsprecher gegeben. Hierdurch kann eine Erweiterung der
Anzahl der Multimoden-Resonanzen im Tieftonbereich, die auch
"Trommelresonanzen" genannt werden, durch die erhöhte Spannung
des plattenförmigen Bauteils erreicht werden. Dies führt zu
einem akustisch sehr ansprechenden Klangverhalten, das auf
grund der guten Basswidergabe für den Einsatz als Deckenlaut
sprecher besonders geeignet ist. Darüber hinaus erweist sich
das Deckenelement mit einer beidseitigen Spannvorrichtung, die
insbesondere mit einem Strebewerk versehen ist, als ästhetisch
sehr ansprechend, was insbesondere bei einer Ausbildung als
von der Decke herunterhängendes Deckenelement gegeben ist.
Als besonders bevorzugte Ausbildung der Erfindung hat sich
gezeigt, die Spannvorrichtung mit wenigstens einem Federele
ment zu versehen, das entweder als Zugfeder oder als Druckfe
der wirkt und durch seine Federkraft der Spannkraft des ge
spannten plattenförmigen Bauteils entgegenwirkt. Dabei ent
steht ein Kräftegleichgewicht zwischen der Spannung in dem
plattenförmigen Bauteil und der Federkraft des Federelementes
in der Spannvorrichtung. Dabei ist die Spannvorrichtung so
ausgebildet, dass die Federkraft des Federelementes über die
beweglich ausgebildete Spannvorrichtung auf das plattenförmige
Bauteil übertragen werden kann. Diese Spannvorrichtung zeigt
gelenkige Verbindungen der einzelnen Bestandteile der Spann
vorrichtung, wodurch die erforderliche Beweglichkeit der
Spannvorrichtung zur Übertragung der Federkraft des Federele
mentes auf das gespannte Bauteil ermöglicht ist. Vorzugsweise
ist das Federelement entweder austauschbar, also gegen ein
Federelement mit einer anderen Federkonstante ersetzbar, oder
das Federelement ist durch ein Stellelement in seiner Feder
wirkung und somit in seiner Federkonstante veränderlich ausge
bildet. Hierdurch lassen sich entsprechend dem jeweils ge
eigneten Anbringungsort des Deckenelementes die jeweils opti
malen akustischen Eigenschaften abhängig von der Federeigen
schaft des Federelementes und damit dem Maß der Spannung in
dem plattenförmigen Bauteil festlegen. Dabei besteht auch die
Möglichkeit, das Deckenelement für bestimmte akustische Signa
le entsprechend in dem akustischen Klangverhalten anzupassen,
das heißt stark bassbetonte akustische Signale werden mit
einem Deckenelement mit durch das Federelement stärker ge
spannten Bauteil wiedergegeben, während akustische Signale mit
geringem oder keinem relevanten Bassanteil mit nahezu unge
spanntem plattenförmigen Bauteil wiedergegeben werden.
Daneben hat es sich als besonders geeignet erwiesen, die für
die Wandler erforderlichen elektrischen Zuleitungen durch die
Spannvorrichtung selbst oder sie an der Spannvorrichtung an
geordnet auszubilden. Dies erweist sich insbesondere bei einer
Spannvorrichtung mit einem Strebewerk als besonders geeignet,
da durch die Streben des Strebewerks eine sehr sichere Verle
gung der elektrischen Zuleitungen gegeben ist, die definierte
Positionen einnimmt und dabei nicht beweglich, frei durch den
Raum geführt werden, wodurch ein wenig ansprechender optischer
Eindruck des Deckenelementes gegeben ist.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen eine oder mehrere
Streben des Strebewerkes mit einem oder mehreren Leuchtkörpern
zu versehen und dadurch ein Deckenelement zu schaffen, das
sowohl die Funktionalität eines Deckenlautsprechers als auch
einer Deckenleuchte in sich vereinigt. Dabei erfolgt dies in
einer Weise, dass gerade bei der Ausbildung der Leuchtkörper
als länglich erstreckte Leuchtkörper, die gegebenenfalls die
Streben des Strebewerks bilden, eine sehr leichte und sehr an
sprechende Gestaltung des Deckenelementes gegeben ist. Dieses
Design des Deckenelementes erweist sich aufgrund seiner Leich
tigkeit und seiner funktionellen Ausbildung als sehr inter
essant und als sehr ansprechend für den Benutzer.
Durch die Verwendung von durchsichtigen Materialien für die
Streben des Strebewerkes und/oder des plattenförmigen Bauteils
wird ein zusätzlicher optischer Effekt durch Lichtbrechungen
und Lichtbeugungen und Lichtverfärbungen erreicht, was das
Design dieses Deckenelementes noch interessanter macht. Wei
terhin ist es möglich, dieses Deckenelement mit mehreren ver
schiedenfarbigen Leuchtkörpern zu versehen, die entsprechend
dem akustischen Signal unterschiedlich angesteuert werden, so
dass nicht nur ein nach dem elektrischen Audiosignal gesteuer
tes akustisches Signal, sondern auch ein dementsprechend ge
steuertes optisches Signal durch dieses besondere Deckenele
ment wiedergegeben wird. Bei dieser besonderen Ausbildung des
Deckenelementes als Lichtquelle und als akustische Quelle hat
es sich besonders vorteilhaft erwiesen, die Energieversorgung
der Leuchtkörper auch zum Betreiben der Wandler zu verwenden.
Hierdurch entsteht eine sehr effiziente Anordnung zur Energie
versorgung beider Funktionalitäten des Deckenelementes, was
die Kosten eines derartigen Deckenelementes insbesondere vor
dem Hintergrund, dass eine Mehrzahl derartiger Deckenelemente
zur Beschallung und Beleuchtung eines größeren Raumes notwen
dig sind, niedrig hält.
Neben der Möglichkeit, die Wandler als Inertialschwingungs
wandler auszubilden hat es sich gerade bei schweren Wandlern
bewährt, diese mit Streben der Spannvorrichtungen zu verbinden
und dadurch das Gewicht der Wandler durch die Spannvorrichtung
aufzunehmen und von dem plattenförmigen Bauteil fernzuhalten.
Hierdurch ist es möglich, dass die plattenförmigen Bauteile
auch bei schweren Wandlern frei zu Biegeschwingungen angeregt
werden können und dadurch besonders viele und verschiedene
Multimoden-Resonanzen in dem plattenförmigen Bauteil entwic
keln können. Die Anzahl und die Verteilung dieser Resonanzen
steht in unmittelbarem Zusammenhang mit den guten akustischen
Eigenschaften des erfindungsgemäßen Deckenelementes. Werden
auf dem plattenförmigen Bauteil mehrere Wandler, insbesondere
schwere Wandler, angeordnet, so werden diese bevorzugt an den
Streben des Strebewerkes befestigt, wodurch die vorbeschriebe
nen Vorteile in besonderem Maße auch bei mehreren Wandlern
erreicht werden können.
Wird das Deckenelement mit seiner Energieversorgung und Audio
signalzuführung an das Gleichspannungsversorgungsnetz der Be
leuchtung angeschlossen, die beispielsweise als 100 V Gleich
spannungsnetz ausgebildet ist, so hat es sich bewährt, der 100
V Gleichspannung das Audiosignal zu überlagern und es dann in
dem Deckenelement durch eine galvanische Trennstufe abzutren
nen und es dem oder den Wandlern zuzuführen. Durch diese Aus
bildung, insbesondere bei einem Deckenpaneel mit Leuchtkörpern
ist es möglich, die Anzahl der elektrischen Leitungen, die zu
dem Deckenelement führen, zu reduzieren, was den Einbau des
Deckenelementes in oder an einer Decke wesentlich vereinfacht.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und werden in Folgendem näher be
schrieben.
Fig. 1 zeigt in einer geschnittenen Darstellung ein beispiel
haftes Deckenelement mit kastenförmiger Spannvorrichtung.
Fig. 2 zeigt in geschnittener Darstellung ein beispielhaftes
Deckenelement mit einer Spannvorrichtung mit Strebewerk,
Fig. 3 zeigt in einer geschnittenen Darstellung ein anderes
beispielhaftes Deckenelement mit Spannvorrichtung und Strebe
werk und
Fig. 4 zeigt in einer Draufsicht ein anderes beispielhaftes
Deckenelement mit Spannvorrichtung, mit Strebewerk und Spann
element.
Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Deckenelement
zeigt ein plattenförmiges Bauteil 1 mit einem sandwichartigen
Aufbau aus zwei dünnen folienartigen Deckschichten, die eine
Kernschicht von transversaler Zellstruktur, die insbesondere
wabenförmig ausgebildet ist, umschließen. Im Randbereich des
plattenförmigen Bauteils ist ein Verbindungsbereich 10 zu der
Spannvorrichtung 3 gegeben, die das Bauteil 1 umgreift und das
vorgespannte Bauteil 1 unter Spannung hält. Dabei ist die
Spannvorrichtung 3 von kastenförmiger Gestalt und so ausge
bildet, dass sie der Spannkraft des Bauteil 1 durch ihre Stei
figkeit widerstehen kann und dadurch die Spannung in dem Bau
teil 1 dauerhaft aufrechterhalten kann.
Auf der der Spannvorrichtung 3 zugewandten Seite des platten
förmigen Bauteil 1 sind drei Wandler 2 angeordnet, die gemein
sam ein sogenanntes Treiberfeld bilden. Die Wandler 2 werden
mit einem elektrischen Audiosignal angesteuert und regen das
plattenförmige Bauteil 1 zu Biegeschwingungen an, wodurch es
die Funktion eines bekannten Multimoden-Resonanz-Strahlers er
hält. Die Zuführung des elektrischen Audiosignals zu den Wand
lern 2 ist nicht dargestellt. Die dargestellten Wandler 2
stellen Inertial-Schwingungswandler dar, die frei schwingend
ohne Befestigung an einem anderen Teil des Deckenelementes auf
dem plattenförmigen Bauteil 1 angeordnet sind und das elek
trische Audiosignal in mechanische Bewegungen wandeln und
damit das plattenförmige Bauteil 1 zu Biegeschwingungen anre
gen.
Durch die Ausbildung des Deckenelementes mit einem durch die
Spannvorrichtung 3 gespannt gehaltenen plattenförmigen Bauteil
1 ist eine verbesserte Akkustik insbesondere im Bassbereich
gegeben. Darüber hinaus kann dieses als Deckenlautsprecher
ausgebildete Deckenelement mittels der Spannvorrichtung 3, die
als starrer Körper ausgebildet ist, in der Decke als Ersatz
für ein passives Deckenelement angeordnet werden. Durch die
Anordnung einer Abdeckung 9 auf der Unterseite des plattenför
migen Bauteils 1 des Deckenelementes ist es möglich, die Optik
des erfindungsgemäßen Deckenelementes an die Optik der anderen
passiven Deckenelemente anzupassen, so dass ein einheitlicher
optischer Eindruck der Decke des durch das erfinderische Dec
kenelement beschallten Raumes gegeben ist. Durch die besonde
ren akustischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Decken
elementes, insbesondere im Hinblick auf die Basswiedergabe und
die räumliche Verteilung des Schalles ist es möglich, die
Anzahl der erforderlichen aktiven Deckenelemente für eine
ausreichende Beschallung eines Raumes sehr niedrig zu halten,
was die Kosten für eine Anordnung zur Beschallung eines Raumes
mit derartigen Deckenelementen sehr gering hält.
In Fig. 2 ist ein Deckenelement beschrieben, das ebenso eine
Anordnung aus einem plattenförmigen Bauteil 1 und darauf be
festigten Wandlern 2 zeigt. Dabei sind zwei unterschiedliche
Wandler 2 auf dem plattenförmigen Bauteil 1 angeordnet. Die
Spannvorrichtung 3 zeigt ein Strebewerk 4, das eine zentrale
Strebe 12 als Widerlager und zwei Streben 13 als Umlenkhebel
sowie eine Strebe 4a, welche ein Federelement 8 aufweist zur
Festlegung der der Spannkraft des Bauteils 1 entgegenwirkenden
Kraft, zeigt.
Das Bauteil 1 ist in seinem Randbereich über ein Verbindungs
element 11, das folienartig ausgebildet ist, kraftschlüssig
mit der Strebe 13 verbunden. Die Strebe 13 bildet einen Hebel,
der um einen Auflagepunkt, der durch das Ende der Strebe 12
gebildet wird, drehbar gelagert ist. Wird die Strebe 13, die
einen zweiseitigen Hebel bildet, dessen eine Seite mittels des
Verbindungselementes 11 mit dem plattenförmigen Bauteil 1
verbunden ist, um den Drehpunkt verschwenkt, so wird die Span
nung in dem plattenförmigen Bauteil 1 erhöht oder abgesenkt.
Da die andere Seite des zweiseitigen Hebels, der durch die
Strebe 13 gebildet wird, durch die Strebe 4a mit dem Federele
ment 8 in Richtung auf die entsprechende Seite des anderen
zweiseitigen Hebels a, der durch die andere Strebe 13 gebildet
ist, bewegt, also der Abstand dieser beiden Seiten der Streben
13 verringert, so erhöht sich der Abstand der beiden anderen
Seiten der beiden Streben 13, so dass das plattenförmige Bau
teil über die Verbindungselemente 11 gestreckt wird und damit
die Spannung in dem plattenförmigen Bauteil erhöht wird. Je
nach Wahl des Federelementes 8, insbesondere dessen Federkon
stante, lässt sich das Maß der Spannung, die sich in dem plat
tenförmigen Bauteil 1 im Gleichgewichtszustand einstellt fest
legen und damit auch die akustischen Eigenschaften des erfin
dungsgemäßen Deckenelementes festlegen. Diese Ausbildung der
Spannvorrichtung 3 mittels der als zweiseitigen Hebel ausge
bildeten Streben 13 zeigt einen technisch einfachen und äs
thetisch sehr ansprechender und technisch einfach nachzuvoll
ziehender Aufbau des Deckenelementes, was ein nicht unbeacht
licher Anteil der Käufer zum Kauf anregt. Ein derartiges Dec
kenelement ist besonders geeignet als freischwebendes Decken
element, das von mehreren Seiten eingesehen werden kann und
das insbesondere in hohen Räumen eingesetzt werden kann, ver
wendet zu werden.
Das in Fig. 3 dargestellte Deckenelement zeigt im Bauteil 1,
das mit einem Piezotreiber 2 und einem elektrodynamischen
Dipoltreiber 2 ausgestattet ist. Die Spannvorrichtung 3 zeigt
ein Strebewerk 4, das zu beiden Seiten des plattenförmigen
Bauteils 1 ausgebildet ist. Das Strebewerk 4 zeigt Streben 4a,
die über starre Knotenverbindungen 15 Verbindungsdreiecke
bilden und miteinander verbunden sind. Im Randbereich des
Strebewerks 4 sind Gelenke 14 angeordnet. An diesen Gelenken
sind Streben angeordnet, die jeweils mit Federelementen 8
versehen sind und die die beiden Seiten des Strebewerks 4 zu
beiden Seiten des plattenförmigen Bauteils 1 auseinanderzu
drücken versuchen. Die Gelenke 14 sind paarweise über ein
Spannseil 5 miteinander verbunden. Werden die paarweise ver
bundenen Gelenke 14 auseinanderbewegt, so führt dies zu einer
Reduktion der seitlichen Auslenkung des Spannseils 5 quer zu
der Verbindungsrichtung der beiden verbundenen Gelenke 14.
Wird der Abstand der verbundenen Gelenke 14 verkürzt, so führt
dies zu einer Verlängerung bzw. Vergrößerung des möglichen
seitlichen Abstands des Spannseils 5 von der Verbindungsachse
der Gelenke 14. Das Spannseil 5 ist mit einem Spannelement 7
verbunden, das den Randbereich des plattenförmigen Bauteils 1
bildet und das je nach Verlängerung oder Verkürzung des seit
lichen Abstandes des Seiles 5 das plattenförmige Bauteil 1
weniger oder mehr unter Spannung setzt. Das Spannelement 7
zeigt Löcher, in die das Spannseil 5 eingreift, wodurch der
durch die Verlängerung des Abstandes der Gelenke 14 entstande
ne Zug durch das Spannseil 5 auf das Spannelement 7 auf das
zur Biegeschwingung angeregte Bauteil 1 übertragen wird. Das
Spannelement 7 ist mit beiden Deckschichten des sandwichartig
aufgebauten plattenförmigen Bauteil verbunden, wodurch eine
gleichmäßige Einleitung der Zugkraft des Spannseils 5 möglich
ist und die Gefahr eines Ausreißens des Verbindungsbereiches
10 aufgrund der reduzierten Übertragungskraft aufgrund der er
höhten Anzahl der Verbindungsbereiche erheblich verringert
ist.
Das beschriebene Deckenelement wird bevorzugt zentral an einem
der mittleren Knoten 15, die die Streben 4a des Strebewerks
starr miteinander verbinden an der Decke aufgehängt. Die Stre
ben 4a, welche auf der mit den Wandlern 2 abgewandten Seite
des plattenförmigen Bauteils 1 angeordnet sind, sind teilweise
aus durchsichtigem Material gebildet und zum anderen Teil als
Leuchtkörper ausgebildet, wodurch das dargestellte Decken
element sowohl als Deckenlautsprecher wie auch als Lampe
wirkt. Die Energieversorgung sowohl für die als Leuchtkörper
ausgebildeten Streben 4a wie auch für die Wandler 2 erfolgt
über eine gemeinsame Zuleitung. Dabei wird das elektrische
Akustiksignal mittels einer Trennstufe von der Stromversorgung
der Leuchtkörper abgetrennt und den Wandlern 2 zugeführt.
Das in Fig. 4 in einer Draufsicht dargestellte erfindungsge
mäße Deckenelement zeigt einen symmetrischen dreischenkligen
Aufbau des Strebewerkes 4 mit drei Streben 4a, die die Spann
vorrichtung 3 bilden. Die Streben 4a zeigen in ihren Endberei
chen starre Knoten 15, die eine feste Verbindung zueinander
und zu anderen Elementen des Deckenelementes schaffen. An den
äußeren Enden der Streben 4a ist ein Spannelement 7 befestigt,
das mittels eines Spannseils 5 gespannt wird. Das Spannelement
7 umschließt den Bereich des plattenförmigen Bauteils 1, wel
cher mittels der Wandler 2 zu Biegeschwingungen und damit zu
einer Multimoden-Resonanz angeregt wird. Mittels des Spann
elementes 7 wird die Kraft von dem Spannseil 5 gleichmäßig auf
den zentralen Bereich des plattenförmigen Bauteils 1 über
tragen und dadurch eine gleichmäßige Spannung dieses Bereiches
dauerhaft gewährleistet. Der Zentralknoten 15 der drei Streben
4a ist besonders geeignet für das Anordnen eines Aufhängungs
punktes für dieses Deckenelement, das als freihängendes De
ckenelement mit Lautsprecherfunktion und ansprechender, leich
ter äußerer Gestalt versehen ist.
Claims (13)
1. Deckenelement mit einem plattenförmigen Bauteil und mit
wenigstens einem Wandler, der, auf dem Bauteil angeord
net, durch ein elektrisches Audiosignal angesteuert das
Bauteil in Biegeschwingungen mit seiner Eigenresonanz
frequenz anregt, um damit einen akustischen Multimoden-
Resonanz-Strahler zu bilden,
dadurch gekennzeichnet, dass das
Deckenelement eine Spannvorrichtung (3) aufweist, die
mit dem Bauteil (1) verbunden ist und die das Bauteil
(1) unter Spannung hält.
2. Deckenelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die
Spannvorrichtung (3) zur Aufhängung des Deckenelementes
in oder an einer Decke vorgesehen ist.
3. Deckenelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (3)
ein Strebewerk (4) aufweist, das die Spannkräfte des
Bauteils (1) aufnimmt und das Bauteil (1) unter Spannung
hält.
4. Deckenelement nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das
Strebewerk (4) Streben (4a) aufweist, die so miteinander
verbunden sind, dass das Strebewerk (4) eine polygone
Gestalt aufweist und die Streben (4a) nur unter Zug oder
auf Druck belastet sind.
5. Deckenelement nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das
Strebewerk (4) der Spannvorrichtung (3) mit dem Bauteil
(1) mittels eines Spannseils (5) verbunden ist und das
Spannseil (5) die Spannkräfte zwischen dem Bauteil (1)
und dem Strebewerk (4) überträgt.
6. Deckenelement nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das
Bauteil (1) im Randbereich Löcher aufweist, in die das
Spannseil (5) eingreift.
7. Deckenelement nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das
Bauteil (1) im Randbereich einen oder mehrere Hohlsaum
abschnitte (6) aufweist, welche das Spannseil (5) auf
nehmen und welche die Spannkräfte zwischen dem Strebe
werk (4) und dem Bauteil (1) über das Spannseil (5)
übertragen.
8. Deckenelement nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das
plattenförmige Bauteil (1) in seinem Randbereich ein
ringförmig das plattenförmige Bauteil (1) umschließendes
Spannelement (7) aufweist, das mit dem Spannseil (5)
verbunden ist und die Spannkraft vom gespannten platten
förmigen Bauteil (1) über das Spannseil (5) zur Spann
vorrichtung (3) überträgt.
9. Deckenelement nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die
Spannvorrichtung (3) sich zu beiden Seiten des Bauteils
(1) erstreckt.
10. Deckenelement nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenig
stens ein Federelement (8) in der Spannvorrichtung (3)
vorgesehen ist, das eine Spannkraft auf das Bauteil (1)
bewirkt.
11. Deckenelement nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass elek
trische Zuleitungen vorgesehen sind, die durch die
Spannvorrichtung (3) gebildet werden oder die damit fest
verbunden sind.
12. Deckenelement nach einem der vorstehenden Ansprüche 3
bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass eine
oder mehrere Streben (4a) des Strebewerks (4) mit einem
oder mehreren Leuchtkörpern versehen sind und insbeson
dere die Streben (4a) oder das Bauteil (1) durchsichtig
ausgebildet sind.
13. Deckenelement nach einem der vorstehenden Ansprüche 3
bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass einer
oder mehrere Wandler (2) mit einer oder mehreren Streben
(4a) des Strebewerks (4) verbunden sind und die Streben
(4a) das Gewicht des mit ihnen verbundenen Wandlers (2)
aufnehmen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999122395 DE19922395C1 (de) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Deckenelement |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1999
- 1999-05-14 DE DE1999122395 patent/DE19922395C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-12 EP EP00110008A patent/EP1052879A3/de not_active Withdrawn
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