Entwicklung eines Lautsprecherantriebs aus dielektrischem Elastomer

In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung eines innovativen magnetfreien Lautsprecherantriebs auf Basis eines dielektrischen Elastomer-Aktors beschrieben. Dielektrische Elastomere werden als sogenannte Smart Materials bezeichnet. Es handelt sich dabei um einen nachgiebigen elektrostatischen Kondensator, der aus zwei flexiblen Elektroden besteht, zwischen denen sich eine passive, inkompressible Elastomerfolie befindet. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung ziehen sich die gegenüberliegenden Elektroden an und setzen das inkompressible Elastomer unter Druck, welches sich dadurch seitlich ausdehnt. Elastomer-Aktoren verfügen dabei über eine potentiell höhere Leistungsdichte als elektrodynamische Antriebe. Durch geeignete Parametrisierung des Aktormaterials, sowie dessen Anordnung, kann eine Vielzahl unterschiedlicher Aktortypen mit spezifischen Eigenschaften erstellt werden. Für den Lautsprecherantrieb wurde ein Wickelaktor aufgebaut, der aus einer leitfähig beschichteten Silikonfolie besteht und Bewegungen in axialer Richtung erzeugen kann. Dieser wurde messtechnisch charakterisiert und in ein elektromechanisches Modell überführt. Anhand dieses Modells wurde eine geeignete Lautschprechermembran für den Aufbau ausgewählt. Der Elastomer-Aktor ersetzt in der so erstellten Lautsprecheranordnung den elektrodynamischen Antrieb und die Zentrierspinne. Dieser erste Prototyp zeigt bereits das hohe Potential zur Gewichts-, Bauraum- und Kostenreduktion im Vergleich zu herkömmlichen elektrodynamischen Antrieben, sowie ein günstiges Impulsverhalten.