DE102021106243B4 - Ausgabevorrichtung mit zumindest einem Schwingungserzeuger - Google Patents

Abstract

Ausgabevorrichtung (1) zur Ausgabe von akustischen Signalen (AS), umfassend zumindest einen Schwingungserzeuger (2) und ein im Wesentlichen flächiges Trägerelement (3), wobei der Schwingungserzeuger (2) an dem flächigen Trägerelement (3) unmittelbar angeordnet ist und wobei das flächige Trägerelement (3) aus einem flexiblen Textil (T) oder Textillaminat (TL) besteht und ausgebildet ist, in Abhängigkeit erzeugter Schwingungen des Schwingungserzeugers (2) über seine gesamte Fläche (F) zu schwingen und zumindest ein akustisches Signal (AS) auszugeben, wobei der Schwingungserzeuger (2) zumindest einen Magnetfelderzeuger (10) und einen Dauermagneten (2.2) aufweist, wobei der Magnetfelderzeuger (10) mit einem Gleichstrom durchfließbar ist, wobei in einem vom Gleichstrom durchflossenen Zustand der Dauermagnet (2.2) und der Magnetfelderzeuger (10) beabstandet zueinander angeordnet sind und einen betätigbaren Aktuator (20) ausbilden.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Ausgabevorrichtung mit zumindest einem Schwingungserzeuger. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendungsart einer solchen Ausgabevorrichtung.
• Beispielsweise sind Ausgabevorrichtungen in Form von Membranen bekannt aus der US 2007 / 0 190 881 A1 , der US 2009 / 0 087 002 A1 und der US 3 873 784 A .
• Aus der DE 10 2007 003 163 A1 ist eine akustische Wiedergabevorrichtung zum Erzeugen von Schall bekannt. Die Wiedergabevorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Schwingungsanregern und eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Schwingungsanreger.
• Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Lautsprecherbauarten bekannt. Zum Beispiel sind aus dem Stand der Technik magnetostatische Lautsprecher, Biegewellenwandler, Tauchspulenlautsprecher, Piezo-Lautsprecher und elektromagnetische Lautsprecher bekannt. Ein Lautsprecher besteht in den meisten Fällen aus drei Komponentengruppen: einer Membran, einer Antriebseinheit und/oder einem Schwingungserzeuger sowie deren verbindenden Elementen.
• Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Betätigungseinheiten, wie Aktuatoren, Schalter und Taster bekannt. Beispielsweise sind solche Betätigungseinheiten im Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeordnet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von akustischen Signalen sowie neuartige Verwendungen einer solchen Ausgabevorrichtung anzugeben, welche vollständig flexibel, insbesondere faltbar und aufrollbar, zerknitterbar und/oder zerdrückbar, flach und gewichtsreduziert ausgeführt ist.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausgabevorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich einer Verwendung einer solchen Ausgabevorrichtung als Aktuator wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von akustischen Signalen umfasst zumindest einen Schwingungserzeuger und ein im Wesentlichen flächiges Trägerelement, wobei der Schwingungserzeuger an dem flächigen Trägerelement unmittelbar angeordnet ist und wobei das flächige Trägerelement aus einem flexiblen Textil oder Textillaminat besteht und ausgebildet ist, in Abhängigkeit erzeugter Schwingungen des Schwingungserzeugers über seine gesamte Fläche zu schwingen und zumindest ein akustisches Signal auszugeben.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass die Ausgabevorrichtung insbesondere flach und flexibel ausbildbar ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lautsprechern, beispielsweise mit einem im Wesentlichen harten Gehäuse zur Bespannung einer Membran und einem Gehäuse zur Befestigung und Kopplung eines Schwingungserzeugers und optional zusätzlich einer Dämpfungsschicht und/oder einer Absorptionsschicht, besteht die erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung aus reduzierten Komponenten. Das Trägerelement allein ist ausreichend, um akustische Signale, beispielsweise Inhalte auf Tonträgern und/oder von so genannten Streaming-Plattformen und/oder auf einem tragbaren Endgerät in Form von Musik, Sprachausgaben oder Audiobüchern, an eine Umgebung auszugeben.
• Die Ausgabevorrichtung ist also ein Wiedergabegerät von Sprache und Musik. Die Ausgabevorrichtung ist als ein textiler Lautsprecher ausgebildet. Beispielsweise basiert der textile Lautsprecher auf dem Prinzip eines magnetostatischen Lautsprechers.
• Die erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung benötigt nicht viel Platz und kann sowohl in einem im Raum schwebenden, d. h. hängenden Zustand, einem auf einer Fläche liegenden Zustand und auch unter Wasser verwendet werden. In diesen Zuständen können sich beispielsweise Falten bilden. Dies beeinflusst jedoch nicht die Ausgabe der akustischen Signale. Des Weiteren ist zu sagen, dass die Fläche, auf der die Ausgabevorrichtung, insbesondere ihr Trägerelement, liegt, nicht eben oder glatt sein muss. Auch in einem zerknitterten, zerdrückten, gefalteten oder aufgerollten Zustand ist das Trägerelement eingerichtet, Schallwellen zu produzieren und somit akustische Signale an die Umgebung auszugeben. Die erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung weist einen sehr einfachen und reduzierten Aufbau auf.
• Das Trägerelement bildet sowohl ein den Schwingungserzeuger tragendes Element als auch ein die akustischen Signale ausgebendes Element. Mit anderen Worten: das Trägerelement ist gleichzeitig eine Befestigung für den Schwingungserzeuger als auch ein Wiedergabeelement.
• Das Trägerelement ist beispielsweise vergleichsweise flach, gewichtsreduziert und flexibel ausgebildet sowie je nach Ausführungsform in seinen Abmessungen variabel ausbildbar. Flexibel bedeutet beispielsweise, dass das Trägerelement über seine gesamte Fläche derart weich ausgebildet ist, dass es bei einem Druck leicht nachgibt. Das Trägerelement ist so beschaffen, dass ein Verändern seiner Form leicht und mit geringem Kraftaufwand möglich ist. Das Trägerelement ist beispielsweise aus einem weichen und geschmeidigen Textil oder Textillaminat ausgebildet. Das Trägerelement umfasst beispielsweise Oberflächen, die sich für eine Person schmiegsam, zart, seidig oder wollig anfühlen. Das Trägerelement weist ein schlaffes und reißfestes Textil oder Textillaminat auf. Durch das Fehlen von scharfen Konturen, Spitzen, Ecken, Kanten oder einem im Wesentlichen harten Gehäuse ist das Trägerelement faltbar und aufrollbar.
• In einer Ausführungsform ist das flächige Trägerelement über seine gesamte Fläche flexibel ausgebildet. Das flächige Trägerelement ist über seine gesamte Fläche faltbar und aufrollbar ausgebildet. Zum Beispiel kann das Trägerelement zu einer kleinen, leicht verstaubaren und tragbaren bzw. transportierbaren Einheit gefaltet, aufgerollt oder zerdrückt werden. Zum Beispiel ist die Ausgabevorrichtung dann in einer Tasche, einem Rucksack, in einem Fach o. Ä. verstaubar. Ein Material oder Materialkombination und ein optisches Erscheinungsbild des Trägerelements, beispielsweise ob glatte, raue und/oder faserige Oberflächen umfassend, ist/sind je nach Kundenwunsch herstellbar und anpassbar. Andere mechanische und akustische Eigenschaften hängen von verwendeten Materialen des Trägerelements ab.
• In einer Weiterbildung kann die Ausgabevorrichtung in andere Komponenten, beispielsweise Fahrzeugkomponenten, Wände und Böden eingebaut werden. Auch kann die Ausgabevorrichtung einen das Trägerelement umlaufenden Rahmen aufweisen. Dies sind aber nur alternative Ausführungsformen. Bevorzugt ist das Trägerelement lose und ohne Bespannungsrahmen ausgebildet. Das Trägerelement kann beispielsweise zumindest eine aus Garn oder Faden gebildete Lasche oder Schlaufe aufweisen, mittels welcher das Trägerelement aufgehängt oder befestigt werden kann.
• In einer Ausführungsform umfasst das flächige Trägerelement zumindest ein textiles Gewebe, Gewirk, Gestrick, Vliesstoff und/oder eine Folie. Insbesondere ist das Trägerelement aus einem Textil oder Textillaminat gebildet. Das Trägerelement kann vergleichsweise dünn ausgebildet sein. Das Trägerelement weist beispielsweise eine Dicke von 0,1 mm bis 1 mm, insbesondere 0,2 mm bis 0,5 mm, auf. Je nach Abhängigkeit der Ausgestaltungsform der Ausgabevorrichtung kann die Dicke variieren. Der angegebene Bereich von 0,1 mm bis 1 mm kann dabei in einem großen Bereich variieren. Zum Beispiel umfasst das Trägerelement textile Stoffe. Das Trägerelement ist beispielsweise ein textiles Flächengebilde oder ein textiles Raumgebilde. Zum Beispiel ist das Trägerelement ein textiles Flächengebilde, das aus zwei Fadensystemen, Kettfäden und Schussfäden, besteht, wobei sich die Fadensysteme in der Sicht auf die Gewebefläche unter einem Winkel von genau oder annähernd 90° kreuzen. Zum Beispiel ist ein aus Gewirk ausgebildetes Trägerelement aus Fadensystemen durch Maschenbildung hergestellt. Das Trägerelement ist beispielsweise ein textiles Maschengebilde, welches aus Garnen durch Fadenumschlingung gebildet ist. Des Weiteren kann das Trägerelement aus Vliesstoff gebildet sein. Das Trägerelement ist beispielsweise eine Vlieslage, beispielsweise in Form einer Vliesmatte. Das Trägerelement ist beispielsweise ein Gebilde aus Fasern mit begrenzter Länge, Endlosfasern bzw. Filamenten oder geschnittenen Garnen jeglicher Art und jeglichen Ursprungs, die zu einem Vlies, einer Faserschicht oder einem Faserflor zusammengefügt und miteinander verbunden sind. Die Fasern im Vliesstoff können orientiert oder wirr angeordnet sein. Zum Beispiel umfasst das Trägerelement Webware, Strickware und/oder Maschenware. Das Trägerelement ist beispielsweise eine einzelne Lage aus einem textilen Gewebe, Gewirk, Gestrick und/oder Vliesstoff. Das Trägerelement kann mehrlagig ausgebildet sein.
• Das als Textil oder Textillaminat ausgebildete Trägerelement umfasst textile Rohstoffe, wie Naturfasern und/oder Chemiefasern, die durch verschiedene Verfahren zu linien-, flächenförmigen und räumlichen Gebilden verarbeitet sind. Denkbar ist auch der Einsatz von nichttextilen Rohstoffen.
• Das als Textillaminat ausgebildete Trägerelement ist beispielsweise ein mehrlagiges, flexibles Flächengebilde, das mindestens ein Textil, beispielsweise in Form eines Gewebes, Gewirkes und/oder Vliesstoffes, umfasst, das mit zumindest einer weiteren Lage flächig verbunden ist. Das Trägerelement ist beispielsweise aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet.
• In einer weiteren Ausführungsform ist das flächige Trägerelement aus zumindest einer Folie gebildet. Die weitere Lage ist beispielsweise ebenfalls ein Textil, ein Textillaminat oder eine Folie aus Kunststoff oder Metall. Die Verbindung der Lagen erfolgt stoffschlüssig beispielsweise durch Verkleben, Verschmelzen oder Vernähen. Durch die Lamination entsteht ein Material, das die Eigenschaften seiner Ausgangsmaterialien kombiniert. Beispielsweise ist das Trägerelement mit einer im Wesentlichen hohen Reiß- und Abriebfestigkeit ausgebildet. Das Trägerelement kann alternativ oder optional zusätzlich eine Kunststofffolie aufweisen. Das Trägerelement ist beispielsweise mit einer Wasser- und Winddichtigkeit versehen. Beispielsweise ist das Trägerelement im Wesentlichen hydrophob, wasserdicht, nichtentflammbar, lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig ausgebildet.
• In einer weiteren Ausführungsform ist das flächige Trägerelement aus Chemiefasern und/oder Naturfasern gebildet. Das Trägerelement umfasst beispielsweise anteilig Chemiefasern und anteilig Naturfasern. Zum Beispiel umfassen Chemiefasern natürliche Fasern, beispielsweise in Form von Viskosefasern, synthetischen Fasern, beispielsweise in Form von Polyester- oder Polyamidfasern, und/oder anorganische Polymere, beispielsweise in Form von Glasfasern. Naturfasern umfassen beispielsweise tierische Fasern, beispielsweise in Form von Wolle, und/oder pflanzliche Fasern, beispielsweise in Form von Baumwollfasern. Überraschenderweise ergeben sich durch unterschiedliche Materialien und Materialienkombinationen des Textils oder Textillaminats des Trägerelements unterschiedliche Tonhöhen beim Abspielen von Medien.
• Zum Beispiel können Eigenschaften der Ausgabevorrichtung je nach Material des Textils oder Textillaminats variieren. Zum Beispiel beeinflusst die Materialwahl ein Frequenzspektrum der Ausgabevorrichtung. Vlies hat zum Beispiel geeignete Schwingungseigenschaften für tiefe Töne mit beispielsweise vergleichsweise niedrigen Frequenzen. Ein dünnes Gewebe mit einem Kett- und Schusssystem hat geeignete Schwingungseigenschaften für hohe Töne mit beispielsweise vergleichsweise hohen Frequenzen. Zur Mischung solcher Schwingungseigenschaften kann das flächige Trägerelement aus mehreren Materialkomponenten gebildet werden.
• In einer weiteren Ausführungsform weist das flächige Trägerelement zumindest eine Tasche auf, in welcher der Schwingungserzeuger angeordnet ist. Die Tasche ist beispielsweise teilweise geschlossen an dem Trägerelement befestigt. Die Tasche weist eine Öffnung auf, durch welche Zuleitungen des Schwingungserzeugers durchgeführt sind. Die Tasche kann beispielsweise zusätzlich eine weitere Öffnung aufweisen, durch welche ein Dauermagnet oder eine Spulenanordnung des Schwingungserzeugers zum Einsetzen oder zur Entnahme durchführbar ist. Der Dauermagnet oder die Spulenanordnung kann aus der Tasche entfernt und durch die Öffnung erneut eingesetzt werden. Dadurch kann die Ausgabevorrichtung für einen Transport oder zum Verstauen vergleichsweise kleiner gefaltet oder aufgerollt oder zusammengedrückt werden. Alternativ ist der Dauermagnet an dem Trägerelement befestigt. Beispielsweise ist der Dauermagnet auf das Trägerelement geklebt. Die Spulenanordnung kann beispielsweise mittels einer Naht an dem Trägerelement aufgestickt sein.
• In einer weiteren Ausführungsform ist die Tasche aus einem flexiblen Textil oder Textillaminat ausgebildet. Beispielsweise ist die Tasche durch das Trägerelement und zumindest eine darauf angeordnete, weitere textile Lage gebildet. Auch kann die Tasche in Form eines Beutels vorliegen und als solcher an dem Trägerelement fixiert sein. Zum Beispiel ist die Tasche bzw. die weitere textile Lage aus dem gleichen Textil oder Textillaminat wie das des Trägerelements gebildet. Die Tasche bzw. die weitere textile Lage kann auch aus einem anderen Textil oder Textillaminat gebildet sein. Die weitere textile Lage ist insbesondere flexibel ausgebildet. Die weitere textile Lage ist als eine dünne und weiche Lage ausgebildet. Die weitere textile Lage ist wie das Trägerelement faltbar und aufrollbar. Die textile Lage ist beispielsweise ein Schutztextil oder -textillaminat, welches den Schwingungserzeuger vor äußeren Einflüssen schützt. Insbesondere weist die Tasche im Wesentlichen gleiche Materialeigenschaften wie das Trägerelement auf. Auch die Tasche kann wie das Trägerelement über ihre gesamte Fläche schwingen und akustische Signale ausgeben. Die Tasche kann ebenfalls gleiche Abmessungen wie die Abmessungen des Trägerelements aufweisen. Dabei ist die Tasche zumindest in einem den Schwingungserzeuger umgebenden, insbesondere umlaufenden Bereich an dem Trägerelement fixiert. Alternativ weist die Tasche eine dem Schwingungserzeuger entsprechende Abmessung auf.
• Beispielsweise weist die Tasche eine vergleichsweise kleinere Abmessung als das Trägerelement auf.
• In einer weiteren Ausführungsform ist die Tasche mit dem flächigen Trägerelement stoff-, kraft- und/oder formschlüssig und/oder mittels einer Naht verbunden. Zum Beispiel kann die Tasche randseitig an dem Trägerelement mit diesem verklebt, verschmolzen oder vernäht werden. Beispielsweise kann die Tasche eine Form aufweisen, die einer Form des Trägerelements ähnelt. Zum Beispiel ist das Trägerelement ein rund, oval, quadratisch, rechteckig oder mehreckig geformtes, beispielsweise ausgeschnittenes Textil oder Textillaminat. Die Tasche kann die gleiche oder eine andere Form aufweisen. Insbesondere ist die Tasche mittels einer Naht an dem Trägerelement fixiert. Die Naht kann beispielsweise mittels eines Garns oder Fadens gebildet werden.
• In einer weiteren Ausführungsform ist der Schwingungserzeuger im Wesentlichen zentral an dem flächigen Trägerelement angeordnet. Der Schwingungserzeuger kann auch in einem anderen Bereich des Trägerelements angeordnet sein. Die Ausgabevorrichtung weist zumindest im Bereich des Schwingungserzeugers eine sandwichartige Anordnung auf. Zum Beispiel ist der Schwingungserzeuger zwischen Trägerelement und der weiteren textilen Lage angeordnet.
• In einer weiteren Ausführungsform weist das Trägerelement ein Flächengewicht zwischen 30 bis 400 g/m² auf. Beispielsweise weist das Textil oder Textillaminat des Trägerelements ein Flächengewicht von 50 bis 300 g/m² auf. Insbesondere weist das Textil oder Textillaminat des Trägerelements ein Flächengewicht von 70 bis 200 g/m² auf. Diese Flächengewichtsangaben sind nur als Beispiele aufgeführt. Je nach Ausgestaltung, d. h. Abmessung und/oder Materialien und/oder Lagen des Trägerelements, kann es ein geringeres oder höheres Flächengewicht aufweisen.
• In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Schwingungserzeuger zumindest einen Magnetfelderzeuger. Der Magnetfelderzeuger, auch als Magnetfeldgenerator bekannt, ist beispielsweise als Spule ausgebildet. Beispielsweise ist die Spule als einlagige Spule ausgebildet. Dadurch ist die Ausgabevorrichtung weitestgehend flach und flexibel ausgebildet oder ausbildbar. Alternativ ist der Magnetfelderzeuger beispielsweise durch im flächigen Trägerelement eingearbeitete elektrisch leitfähige Fasern und/oder Fäden ausgebildet. Zum Beispiel sind hierzu elektrisch leitfähige Litzen verwendbar. Dadurch ist das flächige Trägerelement abschnittsweise oder über seine gesamte Fläche als Magnetfelderzeuger ausgebildet. Auf eine zusätzliche Spule kann hierbei verzichtet werden. Das flächige Trägerelement ist beispielsweise zumindest bereichsweise elektrisch leitfähig ausgebildet. Zum Beispiel sind die elektrisch leitfähigen Litzen in Form von Fasern und/oder Fäden im Material des Trägerelements eingebettet. Zum Beispiel bilden elektrisch leitfähige Litzen Kett- und/oder Schussfäden des flexiblen Textils des flächigen Trägerelements aus. An sich gegenüberliegenden Seiten des Trägerelements sind jeweilige Enden der elektrisch leitfähigen Fäden und/oder Litzen zusammengeführt. Die jeweiligen zusammengeführten und sich gegenüberliegenden Enden sind mit zumindest einem Kontakt einer Eingabequelle, beispielsweise eines Verstärkers, verbunden. Die Enden bilden beispielsweise Zuleitungen, die die Ausgabevorrichtung mit der Eingabequelle koppeln.
• In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Schwingungserzeuger zumindest eine Spule, wobei die Spule mittels zumindest einer Naht an dem flächigen Trägerelement befestigt ist. Der Schwingungserzeuger ist beispielsweise eine Antriebseinheit. Zum Antrieb gehört neben der Spule ein Magnet, insbesondere ein Dauermagnet, in dessen Feld sie schwingt. Der Schwingungserzeuger umfasst des Weiteren beispielsweise einen mit der Spule zusammenwirkenden Dauermagneten oder eine weitere Spulenanordnung. Die Spule ist beispielsweise einlagig ausgebildet. Damit kann eine sehr dünne und flache und somit die Flexibilität der Ausgabevorrichtung nicht beeinflussende Anordnung der Spule auf dem flächigen Trägerelement erzielt werden. Die Spule kann aber auch mehrlagig auf dem flächigen Trägerelement angeordnet sein. Der Dauermagnet oder die weitere Spulenanordnung ist lösbar oder unlösbar an dem flächigen Trägerelement befestigt ist. Beispielsweise ist der Dauermagnet oder die weitere Spulenanordnung aus der Tasche entnehmbar und wieder einsetzbar. Die Spule ist beispielsweise mittels eines Garns oder Fadens auf dem Trägerelement aufgestickt. Insbesondere ist die Spule an mehreren Stellen auf dem Trägerelement aufgestickt. Die Spule ist flexibel ausgebildet. Beispielsweise ist die Spule aus Kupfer gebildet. Durch die flexible Ausbildung der Spule kann diese im Wesentlichen in Abhängigkeit eines Zustands, beispielsweise eines gefalteten oder aufgerollten Zustands, des Trägerelements mitbewegt, beispielsweise verformt, werden. Dadurch beeinträchtigt die Spule nicht die Flexibilität des Trägerelements. Der Dauermagnet ist beispielsweise von einer Silikonhülle umhüllt. Der Dauermagnet ist beispielsweise in eine Matrix aus Polymer oder Silikon vollständig oder teilweise eingegossen. Der Dauermagnet ist in der Tasche angeordnet. Der Dauermagnet weist beispielsweise einen Durchmesser von 25 mm und eine Höhe von 3 mm auf. Abmessungen des Dauermagnets können je nach Ausgestaltungsform der Ausgabevorrichtung variieren. Der Dauermagnet ist beispielsweise einteilig ausgebildet. Alternativ ist der Dauermagnet mehrteilig ausgebildet. Zum Beispiel ist der Dauermagnet in einem Herstellungsverfahren herstellbar, in dem dieser erst partitioniert wird. Die partitionierten Magnetstücke werden anschließend in Silikon oder Polymer eingebettet, wieder zusammengefügt und erneut magnetisiert. Der Dauermagnet ist insbesondere flach und vergleichsweise flexibel ausgebildet. Bei einem dauerhaft an dem Trägerelement befestigten Dauermagnet hat die Flexibilität des Dauermagnetes den Vorteil, dass der Dauermagnet eine Faltung oder ein Aufwickeln des Trägerelements im Wesentlichen nicht beeinträchtigt.
• Die Ausgabevorrichtung besteht aus einem flächigen Trägerelement, welches beispielsweise als eine Membran aus einem Textil oder Textillaminat oder Folienmaterialien gebildet ist. Auf dieser Membran ist zumindest ein elektrischer Leiter aufgebracht. Dieser kann beispielsweise aus Metall ausgebildet sein und in Form einer Litze oder eines Drahts vorliegen. Beispielsweise weist die Litze einen Durchmesser von 5x0,05 mm auf. Der elektrische Leiter kann auch aus einem elektrisch leitfähigen Garn, beispielsweise mit einer leitfähigen Beschichtung oder aus einem leitfähigen Material, gebildet sein. Der elektrische Leiter bildet die Spule. Insbesondere ist die Spule spiralförmig auf dem Trägerelement angeordnet. Anzahl und Länge von Windungen der Spule können je nach Ausgestaltung der Ausgabevorrichtung variieren. Beispielsweise umfasst die Spule 22 Windungen und weist eine Spulenabmessung, insbesondere am äußeren Umlaufrand gemessen, von 55 mm auf. Zum Beispiel ist die Spule in Draufsicht schneckenartig gewunden. Auch kann die Spule mäanderförmig auf dem flächigen Trägerelement angeordnet sein. Zum Beispiel ist die Spule ein mäanderförmig verlegter Draht. Die Spule ist an unterschiedliche Geometrien, Formen und Konturen, beispielsweise Außenkonturen des Trägerelements anpassbar. Unterschiedliche Verlegungen der Spule bzw. des Drahts können Eigenschaften der Ausgabevorrichtung beeinflussen. Zum Beispiel betreffen die Eigenschaften einen Frequenzgang, einen Schalldruck, Abstrahlintensitäten und Abstrahlwinkel, ob gezielt oder im großen Winkel.
• Eine Stärke eines Magnetfeldes umfasst beispielsweise eine Magnetisierung gemäß einem so genannten N45 Faktor. Eine Energiedichte beträgt beispielsweise 342 bis 366 kJ/m³. Die Stärke des Magnetfeldes sowie Energiedichte können je nach Ausgestaltungsform der Ausgabevorrichtung variieren. Ein bestimmtes Verhältnis zwischen Ausbildung des Dauermagnetes und die der Spule wird jedoch bei jeder möglichen Ausgestaltungsform der Ausgabevorrichtung beachtet, so dass ein Magnetfeld des Dauermagnetes ein Magnetfeld der Spule im Wesentlichen umschließt. Dabei erzeugt der Schwingungserzeuger ein homogenes Magnetfeld.
• Um eine Flexibilität des Magneten, insbesondere Dauermagneten, und somit der Ausgabevorrichtung zu erhöhen, wurde ein spezielles Verfahren zur Herstellung des Magneten entwickelt. In dem Verfahren wird ein Magnet in eine Anzahl oder Mehrzahl von gleichförmigen oder ungleichförmigen Magnetteilen unterteilt und getrennt, beispielsweise zerteilt. Die Magnetteile liegen dann beispielsweise als Tortenstücke, beispielsweise einer im Wesentlichen runden Torte, vor. Mit anderen Worten: Der Magnet wird segmentiert. Anschließend werden die Magnetteile in eine flexible Matrix aus einem synthetischen Material, beispielsweise Polymer, Silikon u.Ä., eingebettet und magnetisch derart ausgerichtet, dass ein homogenes Feld hergestellt wird.
• Ein Verfahren zur Herstellung eines Dauermagneten für einen Schwingungserzeuger einer Ausgabevorrichtung sieht also folgende Schritte vor:
• - Teilung eines Magneten in einzelne Magnetteile,
• - Zusammenfügen und Verbinden der einzelnen Magnetteile in einer Polymermatrix zu einer Magneteinheit, und
• - Magnetisierung der Magneteinheit zur Ausbildung eines einheitlich ausgerichteten Magnetfeldes.
• Eine Leistung des Schwingungserzeugers ist durch Dimensionierung der Spule und/oder des Spulenmaterials in einem weiten Bereich variierbar. Die Ausgabevorrichtung kann mit einer Niederspannung von beispielsweise 12 V betrieben werden. Ein elektrischer Widerstand beträgt beispielsweise 6 bis 8 Ω (Ohm).
• Die erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung eignet sich zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, in einem geschlossenen Raum, in einer Außenumgebung, im oder in einem Bereich eines Schwimmbeckens oder in anderen Räumlichkeiten. Die Ausgabevorrichtung kann an einer Decke eines Raumes aufgehängt werden oder auf jeglichen Flächen, beispielsweise Bodenflächen, Tischflächen, Armaturenflächen etc. gelegt werden.
• Zum Beispiel ist ein umlaufender Rand des Magnetfelderzeugers, beispielsweise der Spule und/oder des flächigen Trägerelements, mit einem hoch elastischen Material versehen. Zum Beispiel ist der Rand des Magnetfelderzeugers mit einem dünnen Umrandungsmaterial aus Elastan versehen. Beispielsweise ist das Umrandungsmaterial mit dem Magnetfelderzeuger, beispielsweise der Spule und/oder dem flächigen Trägerelement, stoff-, kraft- und/oder formschlüssig verbunden. Das Umrandungsmaterial ist beispielsweise mit der Spule und/oder dem Trägerelement geklebt, gesteckt und/oder vernäht. Das Umrandungsmaterial ist beispielsweise wenige Zentimeter breit. Wenn die Ausgabevorrichtung an einem Rahmen, an einer Wand oder einer Decke fixiert ist, kann ein vom Umrandungsmaterial umgebener Teil der Ausgabevorrichtung aufgrund der Elastizitätseigenschaft des Umrandungsmaterials vergleichsweise verbessert schwingen.
• In einer Weiterbildung kann die Ausgabevorrichtung in eine Wand eines Raumes, in Innenausstattungsteile eines Fahrzeugs oder in Möbelstücke integriert werden.
• Zum Beispiel sieht ein Aspekt vor, die Ausgabevorrichtung als Aktuator zu verwenden, wobei der Schwingungserzeuger mit einem Gleichstrom durchfließbar ist, so dass der Dauermagnet und der Magnetfelderzeuger des Schwingungserzeugers sich gegenseitig abstoßen und beabstandet zueinander anordenbar sind und einen betätigbaren Aktuator ausbilden. In einem aktiven Zustand des Aktuators, in dem der Dauermagnet und der Magnetfelderzeuger in einem Abstand mittels der Abstoßungskraft zueinander gehalten werden, kann eine Person den Schwingungserzeuger wie eine Taste, einen Schalter oder ein anderes bewegliches Bedienelement bedienen. Dabei ist beispielsweise der Dauermagnet oder der Magnetfelderzeuger derart betätigbar, dass sich diese zueinander bewegen bzw. aufeinander zubewegen. Zum Beispiel ist der Schwingungserzeuger mit einem Messgerät, beispielsweise einem Oszillografen, gekoppelt. Zum Beispiel ist der Schwingungserzeuger mit einem Sensorsystem gekoppelt, welches die äußere Krafteinwirkung auf die Ausgabevorrichtung, beispielsweise auf den Schwingungserzeuger, zur Taster- oder Schalterbetätigung durch eine Veränderung des elektrischen Stromflusses erkennt und anschließend als Signal entsprechend des Verwendungskonzepts verarbeitet. Beispielsweise wird die Veränderung des Stromflusses durch den Magnetfelderzeuger, insbesondere der Spule, erfasst. Dadurch ist insbesondere ein Zusammendrücken des Schwingungserzeugers erfassbar. Insbesondere wird eine Überwindung eines Magnetfeldes erfasst, welche als Signal messbar ist. Beispielsweise ist eine Änderung eines Stromflusses überwachbar und erfassbar. Beim Zusammendrücken des Schwingungserzeugers bei sich abstoßenden Magnetfeldern kann beispielsweise ein Stromeinbruch erfasst werden.
• Ein solcher Aktuator kann an einer beliebigen Stelle in einem Fahrzeug, beispielsweise im Bereich einer Fahrzeugsäule, einer Fahrzeugdecke, einer Fahrzeugtür, angeordnet sein. Der Aktuator ist beispielsweise als ein Bedienungsschalter zur Betätigung eines Fahrzeugfensters, zur Bedienung einzelner Fahrzeugsitzeinstellungen u.Ä. ausgebildet. Durch die Abstoßungskraft zwischen Dauermagnet und Magnetfelderzeuger kann beispielsweise eine optisch wahrnehmbare Ausbeulung, Erhebung oder ein optisch wahrnehmbarer Vorsprung eines Fahrzeugbezugsstoffes und/oder Fahrzeugkaschierungsteils und/oder des Trägerelements der Ausgabevorrichtung erreicht werden. In einem inaktiven Zustand ist die Ausgabevorrichtung, insbesondere der Schwingungserzeuger, flach ausgebildet und beispielsweise für eine Person nicht sichtbar. Mittels der insbesondere flachen Ausgestaltung des Bedienungselements ist ein optisches Erscheinungsbild erhöht. Im inaktiven Zustand der Ausgabevorrichtung als Aktuator ist diese kaum oder gar nicht sichtbar oder wahrnehmbar. Im aktiven Zustand ist die Ausgabevorrichtung als Aktuator in Form einer Erhebung, einer Ausbeulung oder eines Vorsprungs sichtbar und haptisch wahrnehmbar. Beispielsweise kann dieser Betätigungsbereich im aktiven Zustand der Ausgabevorrichtung zusätzlich ausgeleuchtet werden.
• Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Ausgabevorrichtung als Aktuator ausgebildet ist, bei Betätigung ein haptisches und/oder akustisches Feedback an die Person auszugeben. Beispielsweise ist der Schwingungserzeuger der Ausgabevorrichtung nach einer erfassten Betätigung mit einem Wechselstrom beaufschlagbar, so dass der Schwingungserzeuger ein Feedback in Form einer Schwingung und/oder eines akustischen Signals, beispielsweise eines Geräusches und/oder Brummens, ausgibt. Beispielsweise ist der Aktuator als kombinierte Eingabe- und Ausgabevorrichtung ausgebildet, wobei bei oder nach Betätigung des Aktuators dieser zumindest ein akustisches Signal und/oder eine Vibration zur haptischen und/oder akustischen Rückmeldeinformation der Betätigung ausgibt. Mit anderen Worten: Die Ausgabevorrichtung kann als kombiniertes Eingabe- und Ausgabegerät verwendet werden. Beispielsweise ist die Ausgabevorrichtung als Schalter und/oder Aktuator mit einer Erkennungsfunktion einer Betätigung bzw. Bedienung und einer zusätzlichen Ausgabefunktion über Ausgabe eines akustischen Signals, beispielsweise eines Geräusches bzw. eines Tons und/oder einer Vibration zur akustischen und/oder haptischen Rückinformation der Betätigung bzw. Bedienung, ausgebildet.
• Ein weiterer Aspekt sieht vor, die Ausgabevorrichtung als Sensor zu verwenden, wobei die Ausgabevorrichtung zumindest einen Schwingungserzeuger und ein Messgerät umfasst. Der Schwingungserzeuger ist mit einem Gleichstrom durchfließbar, so dass der Dauermagnet und der Magnetfelderzeuger des Schwingungserzeugers sich gegenseitig abstoßen und beabstandet zueinander anordenbar sind und einen Sensor ausbilden, wobei zur Betätigung des Sensors der Dauermagnet und der Magnetfelderzeuger zueinander bewegbar sind. Das Messgerät ist derart mit dem Schwingungserzeuger gekoppelt, dass es eine Veränderung einer Impedanz als Signal zu Detektion der Betätigung erfasst.
• Ein weiterer Aspekt sieht vor, die Ausgabevorrichtung als Massagevorrichtung, insbesondere Vibrationsvorrichtung, zu verwenden, wobei der Schwingungserzeuger in vorgebbaren Intervallen und/oder Zeitabständen mit einem Gleichstrom oder einem Wechselstrom durchfließbar ist, so dass die Massagevorrichtung ausgebildet ist, in Abhängigkeit des elektrischen Stroms Druck oder Vibrationen auszugeben. Zum Beispiel ist die Massagevorrichtung in einer Sitzfläche eines Sitzes, beispielsweise eines Massagestuhls oder eines Fahrzeugsitzes, angeordnet, insbesondere integriert. Auch kann die Massagevorrichtung in Form einer Massagematte oder Massagedecke ausgebildet sein. Beispielsweise können Vibrationen über eine Außenfläche, beispielsweise einer textilen Oberfläche, eines Lenkrads zur Signalisierung von bestimmten Situationen und/oder Ereignissen beim Fahren, beispielsweise autonomen Fahren, ausgegeben werden. Auch sind Vibrationswirkungen in Bekleidungen und/oder Decken, die einen Körper bedecken, möglich. Beispielsweise können mittels der Ausgabevorrichtung weitestgehend flache Feedbackvorrichtungen ausgebildet werden. Beispielsweise ist die Ausgabevorrichtung als vibrierende Feedbackvorrichtung in Abhängigkeit von Signalen eines Video- oder Computerspiels verwendbar.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
• Darin zeigen:
• 1 schematisch in Draufsicht eine Ausführungsform einer Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von akustischen Signalen, wobei die Ausgabevorrichtung zumindest einen Schwingungserzeuger und ein im Wesentlichen flächiges Trägerelement umfasst,
• 2 schematisch in Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von akustischen Signalen, wobei die Ausgabevorrichtung zumindest einen Schwingungserzeuger und ein im Wesentlichen flächiges Trägerelement umfasst,
• 3 schematisch in Draufsicht eine Ausführungsform einer Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von akustischen Signalen, wobei die Ausgabevorrichtung zumindest einen Schwingungserzeuger und ein im Wesentlichen flächiges Trägerelement umfasst,
• 4 schematisch in Draufsicht eine Ausführungsform einer Spule eines Schwingungserzeugers der Ausgabevorrichtung,
• 5A bis 5D schematisch in verschiedenen Ansichten unterschiedliche Zustände eines Trägerelements der Ausgabevorrichtung,
• 6 schematisch in perspektivischer Ansicht einen Fahrzeuginnenraum mit einer Anzahl von Ausgabevorrichtungen mit unterschiedlichen Verwendungszwecken, und
• 7 schematisch ein Blockschaltbild eines Verfahrens zur Herstellung eines Dauermagneten für einen Schwingungserzeuger der Ausgabevorrichtung.
• Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• 1 zeigt eine als Lautsprecher ausgebildete Ausgabevorrichtung 1 zur Ausgabe von akustischen Signalen AS. Insbesondere zeigt 1 schematisch in Draufsicht eine Ausführungsform der Ausgabevorrichtung 1, umfassend zumindest einen Schwingungserzeuger 2 und ein im Wesentlichen flächiges Trägerelement 3.
• Der Schwingungserzeuger 2 ist an dem flächigen Trägerelement 3 unmittelbar angeordnet. Der Schwingungserzeuger 2 ist direkt auf dem Trägerelement 3 angeordnet. D. h., dass der Schwingungserzeuger 2 nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise über ein hartes Gehäuse oder kraftschlüssigen Befestigungselemente, wie Schrauben, mit dem Trägerelement 3 verbunden ist. Das flächige Trägerelement 3 ist als ein flexibles Textil T oder flexibles Textillaminat TL ausgebildet. Das flächige Trägerelement 3 ist beispielsweise ein textiles Gewebe. Das flächige Trägerelement 3 ist beispielsweise ein Gewirk. Das flächige Trägerelement 3 ist beispielsweise ein Gestrick. Das flächige Trägerelement 3 ist beispielsweise eine Vlieslage. Das flächige Trägerelement 3 ist beispielsweise aus einer Folie oder aus mehreren miteinander verbundenen Folien gebildet. Das Textil T oder Textillaminat TL umfasst beispielsweise Chemiefasern. Das Textil T oder Textillaminat TL umfasst beispielsweise Naturfasern. Auch eine Kombination aus Chemiefasern und Naturfasern zur Herstellung des Trägerelements 3 ist möglich.
• In Abhängigkeit erzeugter Schwingungen des Schwingungserzeugers 2 schwingt das Trägerelement 3 über seine gesamte Fläche F und gibt zumindest ein akustisches Signal AS in Form von hörbaren Tönen aus.
• Die Vorteile bestehen darin, dass die Ausgabevorrichtung 1 insbesondere flach und flexibel ausgebildet ist. Zudem ist das Trägerelement 3 über seine gesamte Fläche F flexibel ausgebildet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lautsprechern, beispielsweise mit einem im Wesentlichen harten Gehäuse zur Bespannung einer Membran und einem Gehäuse zur Befestigung und Kopplung eines Schwingungserzeugers und optional zusätzlich einer Dämpfungsschicht und/oder einer Absorptionsschicht, besteht die Ausgabevorrichtung 1 aus reduzierten Komponenten. Das Trägerelement 3 allein ist ausreichend, um akustische Signale AS, beispielsweise Inhalte auf Tonträgern und/oder von so genannten Streaming-Plattformen und/oder auf einem tragbaren Endgerät in Form von Musik, Sprachausgaben oder Audiobüchern, an eine Umgebung auszugeben.
• Die Ausgabevorrichtung 1 ist also ein Wiedergabegerät von Sprache und Musik. Die Ausgabevorrichtung 1 ist insbesondere ein textiler Lautsprecher. Beispielsweise basiert der textile Lautsprecher auf dem Prinzip eines magnetostatischen Lautsprechers. Das Trägerelement 3 ist eingerichtet, Schallwellen und somit hörbare akustische Signale AS zu erzeugen. Die Schallwellen werden erzeugt, indem beispielsweise ein Wechselstrom durch elektrische Leiter des Schwingungserzeugers 2 gesendet wird. Dadurch entsteht ein wechselndes Magnetfeld, welches das flächige und flexible Trägerelement 3 durch Wechselwirkung mit einem statischen Magnetfeld in Schwingung versetzt.
• Zum Beispiel umfasst der Schwingungserzeuger 2 einen Magnetfelderzeuger 10. Der Magnetfelderzeuger 10 kann von einem Gleichstrom oder Wechselstrom durchflossen werden. Des Weiteren umfasst der Schwingungserzeuger 2 einen Dauermagneten 2.2 zur Bildung des statischen Magnetfeldes.
• Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Schwingungserzeuger 2 eine spiralförmig gewundene Spule 2.1. D. h., im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Magnetfelderzeuger 10 als Spule 2.1 ausgebildet. In einer alternativen Ausführungsform kann an Stelle des Dauermagneten 2.2 eine zweite Spulenanordnung vorgesehen sein. Der Dauermagnet 2.2 ist in einer offenen Mitte der spiralförmig gewundenen Spule 2.1 angeordnet.
• Wie in 4 dargestellt, ist die Spule 2.1 mittels zumindest einer Naht N1 an dem flächigen Trägerelement 3 befestigt, insbesondere aufgestickt. Die Spule 2.1 ist beispielsweise mittels eines Garns oder Fadens auf dem Trägerelement 3 aufgestickt. Beispielsweise ist die Spule 2.1 an mehreren Stellen auf dem Trägerelement 3 aufgestickt. Die Spule 2.1 ist flexibel ausgebildet. Beispielsweise ist die Spule 2.1 aus Kupfer gebildet. Die Spule 2.1 ist beispielsweise im Wesentlichen verformbar ausgebildet. Dadurch beeinträchtigt die Spule 2.1 nicht die Flexibilität des Trägerelements 3. Der Dauermagnet 2.2 ist beispielsweise von einer Silikonhülle umhüllt. Der Dauermagnet 2.2 ist beispielsweise in eine Matrix aus Polymer oder Silikon vollständig oder teilweise eingegossen. Der Dauermagnet 2.2 ist in einer Tasche 4, wie in den 2 und 3 dargestellt, angeordnet. Dabei umfasst das flächige Trägerelement 3 die Tasche 4, in welcher der Schwingungserzeuger 2 angeordnet ist. Die Tasche 4 ist beispielsweise durch das Trägerelement 3 und einer darauf angeordneten, weiteren textilen Lage 4.1 ausgebildet. Die weitere textile Lage 4.1 ist mit dem flächigen Trägerelement 3 stoff-, kraft- und/oder formschlüssig und/oder mittels einer Naht N2 verbunden. Die Naht N2 ist beispielsweise mittels eines Garns oder Fadens hergestellt. Die textile Lage 4.1 ist mit dem Trägerelement 3 entlang der Naht N2 vernäht. Die textile Lage 4.1 ist beispielsweise ein Textil T oder ein Textillaminat TL. Die textile Lage 4.1 kann aus dem gleichen Textil T oder Textillaminat TL wie das Trägerelement 3 ausgebildet sein.
• Der Dauermagnet 2.2 weist beispielsweise einen Durchmesser von 25 mm und eine Höhe von 4 mm auf. Abmessungen des Dauermagnets 2.2 können je nach Ausgestaltungsform der Ausgabevorrichtung 1 variieren. Der Dauermagnet 2.2 ist beispielsweise einteilig ausgebildet. Alternativ ist der Dauermagnet 2.2 mehrteilig ausgebildet. Zum Beispiel ist der Dauermagnet 2.2 in einem Herstellungsverfahren herstellbar, in dem dieser erst partitioniert wird. Die partitionierten Magnetstücke werden anschließend in Silikon oder Polymer eingebettet, wieder zusammengefügt und erneut magnetisiert. Der Dauermagnet 2.2 ist insbesondere flach und vergleichsweise flexibel ausgebildet. Bei einem dauerhaft an dem Trägerelement 3 befestigten Dauermagnet 2.2 hat die Flexibilität des Dauermagnetes 2.2 den Vorteil, dass der Dauermagnet 2.2 eine Faltung oder ein Aufwickeln des Trägerelements 3 im Wesentlichen nicht beeinträchtigt.
• Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schwingungserzeuger 2 im Wesentlichen zentral an dem flächigen Trägerelement 3 angeordnet.
• Des Weiteren umfasst die Ausgabevorrichtung 1 eine Eingabequelle 5. Die Eingabequelle 5 ist beispielsweise mit einer Stromquelle zum Betrieb des Schwingungserzeugers 2 koppelbar. Alternativ oder optional zusätzlich umfasst die Eingabequelle 5 eine Energiespeichereinheit. Des Weiteren umfasst die Eingabequelle 5 eine Kommunikationsschnittstelle K. Über die Kommunikationsschnittstelle K ist die Eingabequelle 5 mit einem nicht näher darstellten Endgerät koppelbar. Das Endgerät ist beispielsweise ein mobiles Endgerät, beispielsweise ein Smartphone, ein Laptop, ein Notebook, ein mobiles Abspielgerät. Das Endgerät ist beispielsweise ein Computer. Die Kommunikationsschnittstelle K ist eingerichtet, die Eingabequelle 5 mit dem Endgerät drahtlos und/oder drahtgebunden zu verbinden. Eine Datenübertragung zwischen der Eingabequelle 5 und dem Endgerät, beispielsweise von Audiodateien, erfolgt über Funk, beispielsweise Kurzstreckenfunk, einem Funknetz und/oder eine andere Funktechnik, und/oder über drahtgebundene Anschlüsse. Die Eingabequelle 5 ist mit der Spule 2.1 gekoppelt. Die Eingabequelle 5 ist beispielsweise über Zuleitungen 2.1.1, 2.1.2 mit der Spule 2.1 gekoppelt. Über die Eingabequelle 5 wird die Spule 2.1 in Abhängigkeit von vom Endgerät übertragenen Audiosignalen an die Eingabequelle 5 mit einem Wechselstrom beaufschlagt.
• 2 zeigt schematisch in Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer Ausgabevorrichtung 1 zur Ausgabe von akustischen Signalen AS, wobei die Ausgabevorrichtung 1 den Schwingungserzeuger 2 und das flächige Trägerelement 3 umfasst. In der dargestellten Ausführungsform ist der Dauermagnet 2.2 des Schwingungserzeugers 2 mit dem Trägerelement 3 stoffschlüssig verbunden. Beispielsweise ist der Dauermagnet 2.2 über eine Klebschicht 6 an dem Trägerelement 3 befestigt. Der Dauermagnet 2.2 ist also unlösbar am Trägerelement 3 befestigt. Der Schwingungserzeuger 2, d. h. die Spule 2.1 und der Dauermagnet 2.2, ist/sind vollständig in der Tasche 4 angeordnet. Die Tasche 4 ist durch die textile Lage 4.1, welche mit dem Trägerelement 3 über die Naht N2 verbunden ist, gebildet. Die Tasche 4 ist beispielsweise teilweise geschlossen an dem Trägerelement 3 befestigt. Die Tasche 4 weist eine in 3 näher dargestellte Öffnung 4.2 auf, durch welche Zuleitungen 2.1.1, 2.1.2 des Schwingungserzeugers 2 hindurchgeführt sind. Die textile Lage 4.1 deckt sowohl die Spule 2.1 als auch den Dauermagneten 2.2 vollständig ab.
• 3 zeigt schematisch in Draufsicht eine Ausführungsform einer Ausgabevorrichtung 1 zur Ausgabe von akustischen Signalen AS, wobei die Ausgabevorrichtung 1 den Schwingungserzeuger 2 und das flächige Trägerelement 3 umfasst. In der dargestellten Ausführungsform ist die Tasche 4 zweiteilig ausgebildet. Beispielsweise umfasst die Tasche 4 eine erste textile Lage 4.1 und eine zweite textile Lage 4.1'. Die erste textile Lage 4.1 ist im Wesentlichen größer als die zweite textile Lage 4.1' ausgebildet. Die erste textile Lage 4.1 ist vorgesehen, die Spule 2.1 des Schwingungserzeugers 2 abzudecken. Die erste textile Lage 4.1 ist mit dem Trägerelement 3 vernäht. Die zweite textile Lage 4.1' ist vorgesehen, eine Abdeckung für den Dauermagneten 2.2 zu bilden. Die zweite textile Lage 4.1' ist mit der ersten textilen Lage 4.1 und optional zusätzlich mit dem Trägerelement 3 vernäht. Die Tasche 4 umfasst beispielsweise eine weitere Öffnung 4.3, durch welche der Dauermagnet 2.2 des Schwingungserzeugers 2 lösbar hindurchgeführt ist. Der Dauermagnet 2.2 kann also jederzeit aus der Tasche 4 entfernt und durch die Öffnung 4.3 erneut eingesetzt werden. Die Öffnungen 4.2, 4.3 sind durch eine nicht vernähte Stelle gebildet.
• Dadurch kann die Ausgabevorrichtung 1 für einen Transport oder zum Verstauen vergleichsweise kleiner gefaltet oder aufgerollt oder zusammengedrückt werden.
• 4 zeigt schematisch in Draufsicht eine Ausführungsform einer Spule 2.1 des Schwingungserzeugers 2 der Ausgabevorrichtung 1. Die Spule 2.1 ist mittels der Naht N1 mit dem Trägerelement 3 verbunden. Die Spule 2.1 ist hierbei mittels der Naht N1 auf das Trägerelement 3 aufgestickt. Die Spule 2.1 ist durch einen elektrischen Leiter gebildet. Dieser kann beispielsweise aus Metall ausgebildet sein und in Form einer Litze oder eines Drahts vorliegen. Beispielsweise weist die Litze einen Durchmesser von 5x0,05 mm auf. Der elektrische Leiter kann auch aus einem elektrisch leitfähigen Garn, beispielsweise mit einer leitfähigen Beschichtung oder aus einem leitfähigen Material, gebildet sein. Insbesondere ist die Spule 2.1 spiralförmig auf dem Trägerelement 3 angeordnet. Anzahl und Länge von Windungen der Spule 2.1 können je nach Ausgestaltung der Ausgabevorrichtung 1 variieren.
• 5A bis 5D zeigen schematisch in verschiedenen Ansichten unterschiedliche Zustände Z1 bis Z4 des Trägerelements 3 der Ausgabevorrichtung 1. Das Trägerelement 3 ist über seine gesamte Fläche F derart flexibel ausgebildet, dass es in unterschiedliche Zustände Z1 bis Z4 oder Formen gebracht werden kann. Dabei zeigt 5A das Trägerelement 3 in einem zerknitterten Zustand Z 1. 5B zeigt das Trägerelement 3 in einem faltenschlagenden Zustand Z2. 5C zeigt das Trägerelement 3 in einem vollständig gefalteten Zustand Z3 und 5D zeigt das Trägerelement 3 in einem aufgerollten oder aufgewickelten Zustand Z4. In jeder dieser Zustände Z1 bis Z4 ist das Trägerelement 3 eingerichtet, in Abhängigkeit erzeugter Schwingungen des Schwingungserzeugers 2 über seine gesamte Fläche F zu schwingen und Schallwellen und somit akustische Signale AS auszugeben.
• 6 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht einen Fahrzeuginnenraum FR mit einer Anzahl von Ausgabevorrichtungen 1 mit unterschiedlichen Verwendungszwecken. Zum Beispiel sieht ein Aspekt vor, die Ausgabevorrichtung 1 als Aktuator 20 zu verwenden, wobei der Schwingungserzeuger 2 mit einem Gleichstrom durchfließbar ist, so dass der Dauermagnet 2.2 und der Magnetfelderzeuger 10 sich gegenseitig abstoßen. Im vom Gleichstrom durchflossenen Zustand des Schwingungserzeugers 2 sind Dauermagnet 2.2 und Magnetfelderzeuger 10 beabstandet zueinander angeordnet und bilden einen betätigbaren Aktuator 20 aus. In einem solchen aktiven Zustand des Aktuators 20, kann eine Person die Ausgabevorrichtung 1 wie eine Taste, einen Schalter oder ein anderes bewegliches Bedienelement bedienen. Dabei ist beispielsweise der Dauermagnet 2.2 oder der Magnetfelderzeuger 10 derart betätigbar, dass sich diese zueinander bewegen bzw. aufeinander zubewegen. Zum Beispiel ist der Magnetfelderzeuger 10 im Wesentlichen fest an einem Fahrzeugteil FR1 fixiert. Beispielsweise bildet das flächige Trägerelement 3 eine Fahrzeuginnenverkleidung oder ist mit einem Bezugsstoff der Fahrzeuginnenverkleidung befestigt. Der Dauermagnet 2.2 ist beispielsweise relativ beweglich zum Magnetfelderzeuger 10 an dem Trägerelement 3 befestigt. Alternativ ist es genau umgekehrt. Der Magnetfelderzeuger 10 ist relativ beweglich zum im Wesentlichen fest fixierten Dauermagneten 2.2 beweglich an dem Trägerelement 3 befestigt. Zum Beispiel ist der Schwingungserzeuger 2 mit einem nicht näher dargestellten, herkömmlichen Messgerät, beispielsweise einem Oszillografen, gekoppelt. Dadurch ist ein Zusammendrücken des Schwingungserzeugers 2 erfassbar. Insbesondere wird eine Überwindung eines Magnetfeldes erfasst, welche als Signal messbar ist. Beispielsweise ist eine Änderung eines Stromflusses überwachbar und erfassbar. Beim Zusammendrücken des Schwingungserzeugers 2 bei sich abstoßenden Magnetfeldern kann beispielsweise ein Stromeinbruch erfasst werden. In Abhängigkeit des erfassten Signals können bekannte Fahrzeugfunktionen, beispielsweise Fensterfunktionen oder Sitzeinstellungsfunktionen, aktiviert oder deaktiviert werden. Der Aktuator 20 ist beispielsweise als kombinierte Eingabe- und Ausgabevorrichtung ausgebildet, wobei bei oder nach Betätigung des Aktuators 20 dieser zumindest ein akustisches Signal AS und/oder eine Vibration zur haptischen und/oder akustischen Rückmeldeinformation der Betätigung ausgibt.
• Ein weiterer Aspekt sieht vor, die Ausgabevorrichtung 1 als Massagevorrichtung 30 zu verwenden, wobei der Schwingungserzeuger 2 in vorgebbaren Intervallen und/oder Zeitabständen mit einem Gleichstrom oder einem Wechselstrom durchfließbar ist, so dass die Massagevorrichtung 30 derart einstellbar ist, in Abhängigkeit des elektrischen Stroms Druck oder Vibrationen auszugeben. Zum Beispiel ist die Massagevorrichtung 30 in einer Sitzfläche 40 eines Fahrzeugsitzes FR2 angeordnet, insbesondere integriert. Auch kann die Massagevorrichtung 30 in Form einer Massagematte oder Massagedecke ausgebildet sein. Die Ausgabevorrichtung 1 kann zudem beispielsweise in einem Lenkrad integriert sein und beispielsweise als vibrierende Feedbackvorrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Ausgabevorrichtung 1 in Abhängigkeit eines Signals von einem Fahrzeugassistenzsystem betrieben werden und eine Rückmeldung an einen Fahrer im Fahrzeuginnenraum FR ausgeben. Des Weiteren kann die Ausgabevorrichtung 1 in jeglichen Bekleidungsstücken integriert sein und beispielsweise als vibrierende Feedbackvorrichtung ausgebildet sein.
• 7 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines Verfahrens V zur Herstellung eines Dauermagneten 2.2 für einen Schwingungserzeuger 2 der Ausgabevorrichtung 1. Das Verfahren V sieht folgende Schritte S1 bis S3 vor:
• - Teilung eines Magneten 50 in einzelne Magnetteile 51,
• - Zusammenfügen und Verbinden der einzelnen Magnetteile 51 in einer Polymermatrix 60 zu einer Magneteinheit, und
• - Magnetisierung der Magneteinheit zur Ausbildung des Dauermagneten 2.2 mit einem einheitlich ausgerichteten Magnetfeld.
• Bezugszeichenliste

1

Ausgabevorrichtung

2

Schwingungserzeuger

2.1

Spule

2.1.1,2.1.2

Zuleitung

2.2

Dauermagnet

3

Trägerelement

4

Tasche

4.1, 4.1'

textile Lage

4.2, 4.3

Öffnung

5

Eingabequelle

6

Klebschicht

10

Magnetfelderzeuger

20

Aktuator

30

Massagevorrichtung

40

Sitzfläche

50

Magnet

51

Magnetteil

60

Polymermatrix

AS

akustisches Signal

F

Fläche

FR

Fahrzeuginnenraum

FR1

Fahrzeugteil

FR2

Fahrzeugsitz

K

Kommunikationsschnittstelle

N1, N2

Naht

S1 bis S3

Schritte

T

Textil

TL

Textillaminat

V

Verfahren

Z1 bis Z4

Zustand des Trägerelements

Claims (16)

1. Ausgabevorrichtung (1) zur Ausgabe von akustischen Signalen (AS), umfassend zumindest einen Schwingungserzeuger (2) und ein im Wesentlichen flächiges Trägerelement (3), wobei der Schwingungserzeuger (2) an dem flächigen Trägerelement (3) unmittelbar angeordnet ist und wobei das flächige Trägerelement (3) aus einem flexiblen Textil (T) oder Textillaminat (TL) besteht und ausgebildet ist, in Abhängigkeit erzeugter Schwingungen des Schwingungserzeugers (2) über seine gesamte Fläche (F) zu schwingen und zumindest ein akustisches Signal (AS) auszugeben, wobei der Schwingungserzeuger (2) zumindest einen Magnetfelderzeuger (10) und einen Dauermagneten (2.2) aufweist, wobei der Magnetfelderzeuger (10) mit einem Gleichstrom durchfließbar ist, wobei in einem vom Gleichstrom durchflossenen Zustand der Dauermagnet (2.2) und der Magnetfelderzeuger (10) beabstandet zueinander angeordnet sind und einen betätigbaren Aktuator (20) ausbilden.
2. Ausgabevorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei ein Messgerät vorgesehen ist, welches mit dem Schwingungserzeuger (2) gekoppelt ist, wobei ein Zusammendrücken des Schwingungserzeugers (2) als Signal erfassbar ist.
3. Ausgabevorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das flächige Trägerelement (3) über seine gesamte Fläche (F) flexibel ausgebildet ist.
4. Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flächige Trägerelement (3) flexibel faltbar und aufrollbar ausgebildet ist.
5. Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flächige Trägerelement (3) zumindest ein textiles Gewebe, Gewirk, Gestrick, Vliesstoff und/oder zumindest eine Folie umfasst.
6. Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flächige Trägerelement (3) aus Chemiefasern und/oder Naturfasern gebildet ist.
7. Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flächige Trägerelement (3) zumindest bereichsweise elektrisch leitfähig ausgebildet ist.
8. Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetfelderzeuger (10) als Spule (2.1) ausgebildet ist.
9. Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetfelderzeuger (10) mittels zumindest einer Naht (N1) an dem flächigen Trägerelement (3) befestigt ist.
10. Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetfelderzeuger (10) durch im flächigen Trägerelement (3) eingearbeitete elektrisch leitfähige Fasern und/oder Fäden ausgebildet ist.
11. Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dauermagnet (2.2) oder eine weitere Spulenanordnung lösbar oder unlösbar an dem flächigen Trägerelement (3) befestigt ist.
12. Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flächige Trägerelement (3) zumindest eine Tasche (4) aufweist, in welcher der Schwingungserzeuger (2) zumindest teilweise angeordnet ist.
13. Ausgabevorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei die Tasche (4) durch das Trägerelement (3) und zumindest eine darauf angeordnete, weitere textile Lage (4.1) gebildet ist.
14. Ausgabevorrichtung (1) nach Anspruch 13, wobei die weitere textile Lage (4.1) mit dem flächigen Trägerelement (3) stoff-, kraft- und/oder formschlüssig und/oder mittels zumindest einer Naht (N2) verbunden ist.
15. Verwendung einer Ausgabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Aktuator (20), wobei der Schwingungserzeuger (2) mit einem Gleichstrom durchfließbar ist, so dass der Dauermagnet (2.2) oder die weitere Spulenanordnung und der Magnetfelderzeuger (10) sich gegenseitig abstoßen und beabstandet zueinander anordenbar sind und einen betätigbaren Aktuator (20) ausbilden.
16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei der Aktuator (20) als kombinierte Eingabe- und Ausgabevorrichtung ausgebildet ist, wobei bei oder nach Betätigung des Aktuators (20) dieser zumindest ein akustisches Signal (AS) und/oder eine Vibration zur akustischen und/oder haptischen Rückmeldeinformation der Betätigung ausgibt.

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