Elektroakustische Wiedergabesysteme wie Lautsprecher, die elektrische in akustische Signale umwandeln sind heutzutage Grundpfeiler der Kommunikation.
Von Mikrolautsprechern in Kopfhörern und Smartphones, über Audiosystemen in Fahrzeugen und Wohnzimmern, bis hin zu großen Beschallungsanlagen in öffentlichen Räumen, Kinos und Konzerten, sowie zahlreichen technischen Anwendungen sind sie heutzutage ein allgegenwärtiger Bestandteil des Alltagslebens.
Die verbreitetste Technologie sind dabei elektrodynamische Wandler.
Seit der ersten Patentierung vor 145 Jahren wurden sie, die notwendige Leistungselektronik sowie die Methoden zur Auslegung und Systembeschreibung im Kein- und Großsignalbereich kontinuierlich weiterentwickelt.

In der Forschung erfolgt jedoch auch eine stetige Auseinandersetzung mit alternativen Technologien, die Vorteile gegenüber den konventionellen Antrieben haben können.
Hierbei sind dielektrische Elastomere (DE) die in den letzten 25 Jahren eine immer stärker in den Fokus gerückt.
Sie versprechen u.a. einen höheren Wirkungsgrad, neuartige Bauformen und erhebliche Gewichtsreduzierung. Sie können darüber hinaus aus günstigen Ausgangsmaterialien ohne den Einsatz von Seltenerden oder ferroelektrischen Materialien gefertigt werden, was die Abhängigkeit von Rohstoffimporten reduziert und neue Einsatzfelder ermöglicht.

Trotz einer sehr aktiven Forschungs- und Entwicklungstätigkeit in Bezug auf die Entwicklung und Erforschung von Materialien, Designs und Herstellung gibt es bisher nur wenige kommerziell verfügbare Aktoranwendungen.

Eine Grundvoraussetzung für die technologische Etablierung sind standardisierte und allgemein verständliche Methoden zur prädiktiven Systembeschreibung und für den computergestützten Systementwurf, welche bisher für DE in dynamischen Anwendungen nicht vorhanden sind.

In dieser Arbeit wird die etablierte Entwurfsmethodik zur prädikativen Beschreibung dynamischer Systeme im Kleinsignalbereich mittels elektromechanischer und akustischer Netzwerke auf dielektrische Elastomere erweitert. Kernelement ist dabei die Herleitung der elektromechanischen Wandlermodelle für Längs- und Dickenschwinger. Auf Grundlage dieser Systembeschreibungen werden Entwurfskriterien für DE basierte Schallquellen aufgestellt. Dabei liegt der Fokus auf praktisch Einsetzbarkeit und der Generierung technologischer Vorteile gegenüber elektrodynamischen Lautsprechern.
Ausgehend von diesen Kriterien werden neuartige Schallwandlerkonzepte in Form von rollenaktorgetriebenen Lautsprechermembranen und Unimorph-Membranen entwickelt, analysiert und als Demonstratoren realisiert.
Ergänzend wird eine Betrachtung der Leistungselektronik vorgenommen, auf deren Basis Schaltungen zur Durchführung messtechnischer Untersuchungen und für den Betrieb der Demonstratoren entwickelt und realisiert wurden.

Ziel der Arbeit ist es, Anwendungsentwicklern mit Hilfe der vorgestellten Entwurfsmethodik einen besseren Zugang zur Technologie zu ermöglichen und so zur Entwicklung von DE-basierten Schallquellen im Besonderen und dynamischen DE-Aktoren im Allgemeinen beizutragen.