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Die
Erfindung betrifft einen Vielfachsignalgeber, mit dem sowohl Ton-
als auch Vibrationssignale erzeugt werden können.
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Ein
Vielfachsignalgeber dient dazu, elektrisch oder elektronisch empfangene
Audiosignale oder ein vorab ausgewähltes Läutsignal oder eine Melodie
als hörbares
Tonsignal oder als Vibrationssignal abzugeben. Ein derartiger Vielfachsignalgeber wird
in mobilen Kommunikationssystemen, beispielsweise tragbaren Telefonen
und Pagern, eingesetzt. Da jedoch der Vielfachsignalgeber notwendigerweise stets
vom Benutzer getragen werden muss und vielfach an Orten verwendet
wird, an denen sich auch andere Menschen befinden, kann er unbeabsichtigt fallengelassen
und seine innere Struktur beim Aufschlag (externer Schlag) bis zur
Unbrauchbarkeit verändert
werden.
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Infolgedessen
wächst
die Forderung nach einem Vielfachsignalgeber, der einen unerwarteten Schlag überstehen
kann.
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Ein
Vielfachsignalgeber, der für
mobile Kommunikationseinrichtungen, beispielsweise tragbare Telefone,
verwendet wird und in 1 dargestellt ist, umfasst ein
Gehäuse 8,
das einen Raum einschließt, eine
Vibrationsplatte 1 (Membran) zur Tonerzeugung, deren Außenrand
am oberen Rand des Gehäuses befestigt
ist, eine Schwingspule 2, die mit ihrem oberen Rand an
der Unterseite der Vibrationsplatte 1 befestigt ist, einen
axial magnetisierten Magneten 4 mit einer oberen Platte 3 und
einem auf der Unterseite angebrachten, seitlich hochgezogenen Joch 5,
die einen Magnetspalt einschließen,
in den die Schwingspule 2 eintaucht, obere und untere Blattfedern 7 und 9,
von denen eine in 2 dargestellt ist, ein an der Umfangsseite
des Jochs angebrachtes Gewicht 6, welche Teile zusammen
eine Vibrationsmasse bilden, die mittels der Blattfedern 7 und 9 elastisch
am Gehäuse
aufgehängt
ist, und eine Vibrationsspule 10, welche auf einer das
Gehäuse 8 unten
verschließenden
Bodenplatte 42 vorgesehen ist, um zusammen mit der Vibrationsmasse
eine Vibration bewirken und ein Vibrationssignal erzeugen zu können.
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Wenn
einander zugeordnete Stellen der oben benannten Elemente und ihr
Zusammenbauzustand aufgrund eines von außen kommenden Schlages verformt
werden, kann der Vielfachsignalgeber in seiner Funktion ausfallen.
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In
diesem Zusammenhang werden Elemente, welche für mobile Kommunikationssysteme,
beispielsweise tragbare Telefone und Pager verwendet werden, einem
Falltest in unterschiedlichen Winkeln und Richtungen aus einer gewissen
Höhe unterworfen.
Ein derartiger Falltest wird auch für den Vielfachsignalgeber ausgeführt.
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Für den Falltest
wird eine Einspannvorrichtung verwendet, um einen Schlag oder Stoß auf den Vielfachsignalgeber
durch Fallenlassen aus einer gewissen Höhe aufzubringen. Die Einspannvorrichtung wird
wiederholt mehrere Male mit unterschiedlichen Ausrichtungen fallengelassen.
Hierbei wird die Aufprallfläche
durch eine Stahlplatte gebildet, welche als Material widerstandsfähig genug
ist, um den Aufschlag zuzulassen.
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Es
zeigt sich aus dem obigen Falltest, dass die Verformung eines Vielfachsignalgebers
nach dem Stand der Technik zwischen dem Gehäuse und Blattfedern während eines
seitlichen Falls auftritt.
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2 zeigt
einen allgemeinen Typ einer Blattfeder (Spinne) für die Einspannung
eines Jochs. Die Blattfedern 7 und 9 sind in einer
Ausnehmung des Gehäuses
befestigt und tragen das Gewicht 6. Die Blattfedern dienen
dazu, die Vibrationsmasse aufzunehmen und die Eigenfrequenz der
Vibration im Magnetfeld zu festzulegen. Weiterhin wirken die Blattfedern
auf den erzeugten Ton und die erzeugte Vibration abhängig von
der eingegebenen Anregungsfrequenz. Es ist notwendig, einen Konstantwert k
der Feder und der Masse m ohne irgendwelche Änderungen beizubehalten, welche
erheblich dazu beitragen, die Eigenfrequenz der Vibration im Magnetfeld
zu bestimmen.
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Aus
der europäischen
Patentanmeldung
EP 0
906 790 A1 ist ein Vielfachsignalgeber bekannt, bei dem
Magnet und Joch nur mit einer Blattfeder am Gehäuse abgestützt sind und zusammen mit der
Feder bei entsprechend niederfrequenter Anregung der Schwingspule
ein Vibrationssignal abgegeben wird, während bei hochfrequenter Anregung
(im hörbaren Bereich)
ein Tonsignal von der Membran, an deren Unterseite die Schwingspule
vorgesehen ist, erzeugt wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Vielfachsignalgeber zu schaffen, der
die Anordnung der Vibrationsmasse festlegt und verhindert, dass
sich Eigenschaften der Blattfedern mit bestimmtem Elastizitätskoeffizient ändern, wenn
die Vibrationsmasse vibriert, wobei der Elastizitätskoeffizient
und die Masse die Eigenfrequenz der Vibration im Magnetfeld festlegen,
und bei dem insbesondere in einem Kommunikationssystem verhindert
ist, dass eine Blattfeder bei einem Fall verformt wird, so dass
die Zuverlässigkeit und
die Vibrationscharakteristik verbessert sind.
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Diese
Aufgabe lösende
Vielfachsignalgeber sind in den unabhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Durch
das Vorsehen von Vorsprüngen
im Ringraum zwischen dem Joch bzw. dem Gewicht und dem Gehäuse ist
auch bei einem Fall oder sonstigen Stoß eine zu starke Verformung
der Blattfedern verhindert.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind mit ihren Einzelheiten und Wirkungen anhand einer Zeichnung
näher beschrieben,
in der zeigt:
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1 eine
Schnittdarstellung eines Vielfachsignalgebers nach dem Stand der
Technik,
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2 eine übliche Blattfeder,
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3 einen
Querschnitt durch einen Vielfachsignalgeber nach der Erfindung unterhalb
der tonerzeugenden Vibrationsplatte,
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4 ein
außen
am Joch vorgesehenes Gewicht einer ersten Ausführungsform,
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5 einen
Axialschnitt durch einen Vielfachsignalgeber nach der ersten Ausführungsform,
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6 einen
Axialschnitt durch einen Vielfachsignalgeber nach der zweiten Ausführungsform und
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7 einen
Axialschnitt durch einen Vielfachsignalgeber nach der dritten Ausführungsform.
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Die
Zeichnung zeigt nur die wichtigsten konstruktiven Einzel heiten während allgemein
bekannte Funktionen oder Konstruktionsdetails fortgelassen sind,
da sie die Erläuterung
der Erfindung durch unnötige
Details belasten würden.
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Ein
Vielfachsignalgeber gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung nach 5, wie er im Anspruch 1 angegeben
ist, umfasst ein Gehäuse 18,
das einen Hohlraum umschließt.
Eine Vibrationsplatte 11 zur Tonerzeugung, deren Außenrand
am oberen Ende des Gehäuses 18 befestigt
ist, trägt
an der Unterseite eine Schwingspule 12. Ein axial magnetisierter
Magnet 14 trägt
eine obere Platte 13 und ruht unten auf einem seitlich
hochgezogenen Joch 15 zur Magnetfeldrichtung, das seinerseits
von einem Gewicht 16 nach 4 umschlossen
ist. Diese Teile bilden eine Vibrationsmasse. Diese ist mittels
einer oberen Feder 17, wie sie 2 zeigt,
und einer ebensolchen unteren Feder 19 in Ausnehmungen
des Gehäuses
gehalten. Unterhalb der Vibrationsmasse ist auf der Oberseite einer
das Gehäuse
unten verschließenden
Bodenplatte 42 eine Vibrationsspule 20 befestigt,
die zur Erzeugung eines Vibrationssignals dient.
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Wenn
ein Wechselstrom hoher Frequenz der Schwingspule 12 innerhalb
des Magnetspalts über eine
nicht dargestellte externe Leitung zugeführt wird, wird eine elektromagnetische
Kraft erzeugt. Die Schwingspule 12 bewegt sich aufgrund
der erzeugten elektromagnetischen Kraft in vertikaler Richtung auf
und ab. Hierbei schwingt die Vibrationsplatte oder Membran 11,
die mit der Schwingspule 12 verbunden ist, mit geringem
Ausschlag und erzeugt einen Ton.
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Wenn
weiterhin Wechselstrom niederer Frequenz der Vibrationsspule 20 zugeführt wird,
die an der Oberseite der Bodenplatte 42 angeordnet ist, werden
aus dem durch den Magneten 14 und das Joch 15 erzeugten
Magnetfeld austretenden Magnetfluss eine Anziehungs- und eine Abstoßungskraft
erzeugt, wodurch die Vibrationsmasse mit dem Gewicht 16 in
Vibration versetzt wird und ein Vibrationssignal erzeugt. Diese
Vibration wird zum Gehäuse 18 über die
Blattfedern 17 und 19 übertragen, welche mit dem unteren
und oberen Abschnitt des Gewichtes 16 verbunden sind.
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Beim
Vielfachsignalgeber gemäß der ersten Ausführungsform
sind, um die sich aus der Masse und der Federkonstanten ergebende
Vibrationscharakteristik auch bei einem unerwarteten externen Schlag
oder Druck unverändert
beizuhalten, an der Außenseite
des Gewichtes 16 Vorsprünge
vorgesehen, siehe die Draufsicht auf das Gewicht der 4. Somit
wird in Umfangs- und
Radialrichtung ein bestimmter Spalt aufrecht erhalten, um während eines Falls
den Stoß aufzunehmen.
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Um
die Vibrationsmasse zu erhöhen,
wird als Gewicht ein Wolfram-Sinterprodukt mit hohem spezifischem
Gewicht verwendet.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
der Erfindung, wie sie Gegenstand des Anspruchs 2 ist, sind an der
Innenseite des Gehäuses
zusätzliche
Vorsprünge
vorgesehen, wie dies 6 zeigt.
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Beim
Vielfachsignalgeber gemäß der zweiten
Ausführungsform
hat das Gehäuse
Vorsprünge zwischen
einer oberen Blattfeder 27 und einer unteren Blattfeder 29 an
der inneren Umfangsfläche.
Eine Vibrationsplatte 23 (Membran) zur Tonerzeugung ist am
Außenrand
wieder mit dem oberen Gehäuserand verbunden
und trägt
an der Unterseite eine Schwingspule 22. Ein axial magnetisierter
Magnet mit einer oberen Platte 23 ruht auf einem topfförmigen Joch 25 und
bildet mit der oberen Platte 23 einen Magnetspalt, in den
die Schwingspule eintaucht. Das Joch trägt außen ein Gewicht, welches zusammen mit
dem Joch und dem Magnet eine Vibrationsmasse bildet, die durch eine
obere und eine untere Blattfeder 27 und 29, welche
in einer Ausnehmung des Gehäuses
befestigt sind, am Gehäuse
elastisch gelagert ist. Unterhalb von dieser ist wieder auf der
Oberseite der das Gehäuse
unter abschließenden
Bodenplatte 42 eine Vibrationsspule 30 zur Vibrationssignalerzeugung
vorgesehen.
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Bei
dieser zweiten Ausführungsform
sind, um die Vibrationscharakteristik, welche durch die Masse und
Federkonstante bestimmt wird, bei unerwartetem externen Stoß oder Druck
unverändert
beizubehalten, Vorsprünge
an der inneren Umfangsoberfläche
des Gehäuses 28 vorgesehen.
Somit wird ein bestimmter Spalt in Umfangs- und Radialrichtung aufrechterhalten,
um einen Stoß beim
Hinfallen zu überstehen.
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Die
Funktion dieser zweiten Ausführungsform
gleicht der der ersten Ausführungsform
und ist daher nicht nochmals beschrieben.
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Ein
Vielfachsignalgeber gemäß der dritten Ausführungsform,
die Gegenstand des Anspruchs 3 ist, ist in 7 dargestellt.
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Ein
Gehäuse 38 umschließt einen
Hohlraum und nimmt ein in seinen unteren Abschnitt eingesetztes
ringförmiges
Bauteil 41 auf, welches wenigstens zwei nach innen vorstehende
Vorsprünge
an seiner Innenfläche
hat. Eine Vibrationsplatte 31 zur Tonerzeugung ist mit
ihrem Außenrand
am oberen Ende des Gehäuses 38 befestigt
und trägt
an ihrer Unterseite eine Schwingspule 32. Diese taucht
in den Magnetspalt zwischen ei ner oberen Platte 33 eines
axial magnetisierten Magneten 34 und ein topfförmiges Joch 35 ein.
Zusammen mit einem daran angebrachten Gewicht 36 bildet
es eine Vibrationsmasse, die mit einer oberen und einer unteren
Blattfeder 37 und 39, welche in einer Ausnehmung
des Gehäuses 38 und
am ringförmigen
Bauteil 41 befestigt sind, gehalten ist. Eine Vibrationsspule 40,
welche auf der Oberseite einer das Gehäuse 38 unten verschließenden Bodenplatte 42 vorgesehen
ist, dient zur Erzeugung von Vibrationssignalen.
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Bei
dieser dritten Ausführungsform
des Vielfachsignalgebers ist das ringförmige Bauteil 41 zusätzlich vorgesehen,
um einen bestimmten Abstand zur Vibrationsmasse bei einem Aufprall
aufrechtzuerhalten. Das separate ringförmige Bauteil 41 hat
einen Innendurchmesser, der kleiner als derjenige des Gehäuses 38 ist,
und ist in das Gehäuse 38 eingesetzt.
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Die
Arbeitsweise des Vielfachsignalgebers gemäß der dritten Ausführungsform
gleicht der Arbeitsweise des Vielfachsignalgebers gemäß der ersten
und zweiten Ausführungsformen.
Folglich unterbleibt auch hier eine erneute Beschreibung.
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Der
erfindungsgemäße Vielfachsignalgeber hat
den Vorteil, dass sein Aufbau verhindert, dass sich die Konstanten
der Blattfedern aufgrund eines unerwarteten von außen kommenden
Stoßes,
Schlages oder Druckes ändern.
Da somit die Vibrationscharakteristik beibehalten wird, ist die
Zuverlässigkeit des
Vielfachsignalgebers zur Verwendung für mobile Kommunikationssysteme
verbessert.