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Die Erfindung betrifft ein Schallwandler-Magnetsystem nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
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Stand der Technik
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Ein Schallwandler-Magnetsystem, bei welchem wenigstens ein in einem kunststoffgebundenen Magnetmaterial herausgebildeter Magnet vorgesehen ist, der ein Magnetfeld für eine Schwingspule bereitstellt, geht beispielsweise aus der
DE 10 2006 002 875 A1 hervor. Vorgesehen sind ein äußeres und/oder ein inneres aus dem kunststoffgebundenen Magnetmaterial hergestelltes Teilvolumen, in welchem zumindest ein Magnet mit einer vorgegebenen Polung herausgebildet ist.
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Aus der
DE-A-1 848 249 geht ferner ein Schallwandler mit einem Ringspalt-Magnetsystem hervor, welcher eine Bodenplatte aufweist, auf der ein zylindrischer Polkern aufgenietet ist. Auf das freie Ende des Polkerns wird beim Zusammensetzen des Magnetsystems ein Zentrierring konzentrisch aufgedrückt. Ein mit einem Kleber bestrichener Magnetring wird über den Zentrierring auf die Bodenplatte gelegt. Anschließend wird eine mit einer Bohrung versehene obere Polplatte auf den Magnetring gelegt, wobei diese ebenfalls mittels des Zentrierrings zentriert wird. Die Herstellung eines solchen Magnetsystems ist aufwendig und zeitaufwendig. Sie erfordert eine Mehrzahl von Herstellungsschritten. Zum einen erfordern Vernietungen zusätzliche zeitaufwendige Herstellungsschritte, die insbesondere bei einer Massenproduktion störend sind. Darüber hinaus ist durch das erforderliche Aushärten von Verklebungen ein relativ langer Herstellungsprozess einzuplanen.
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Ein elektroakustischer Wandler, der entweder als Lautsprecher oder als Mikrofon realisiert sein kann, geht darüber hinaus aus der
DE 29 33 630 C2 hervor. Bei diesem elektroakustischen Wandler ist zwischen einer oberen Bodenplatte und einer Bodenplatte mit einem Polkern, wobei die Bodenplatte und der Polkern einstückig realisiert sind, ein Magnetring angeordnet. Das Dokument gibt keinerlei Hinweise auf die Montage des Magnetsystems. Es ist anzunehmen, dass das Magnetsystem durch Verkleben des Magnetrings mit der Bodenplatte einerseits und der oberen Polplatte andererseits realisiert wird.
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Aus der
DE 26 02 128 A1 geht ein Kopfhörer hervor, mit einem Lautsprecher, bei dem ein Magnetring vorgesehen ist, der zwischen einer Bodenplatte und einer oberen Polplatte angeordnet ist. Die Bodenplatte und der Polkern, der eine zentrale Bohrung aufweist, sind einstückig realisiert. Eine Membran ist an dem Rand eines Rahmens verklebt, der an der oberen Polplatte befestigt ist.
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Die
DE 10 2008 010 298 A1 beschreibt einen Schallwandler, der als Lautsprecher ausgestaltet sein kann. Dieser weist einen Ringmagneten auf, der zwischen einer Bodenplatte mit einem Polkern und einer oberen Polplatte angeordnet ist. Die Bodenplatte und der Polkern sind einstückig realisiert. Die obere Polplatte ist formschlüssig mit einem separaten Rahmen verbunden, auf dem die Membran durch Kleben befestigt ist. Auch der Magnetring wird durch Kleben befestigt.
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Die Schallwandler-Magnetsysteme der vorbeschriebenen Art erfordern alle eine Mehrzahl von Herstellungsschritten, die zum Teil zeitaufwendig sind, beispielsweise im Falle von Verklebungen und den damit verbundenen Aushärtzeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schallwandler-Magnetsystem zu vermitteln, welches auf einfache, schnelle und kostengünstige Weise herstellbar ist, und eine gute Übertragungsqualität der Schallsignale ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei einem Schallwandler-Magnetsystem der eingangs beschriebenen Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Grundidee der Erfindung ist es, das Schallwandler-Magnetsystem durch einen klebelosen Fügeprozess, der als Haltekräfte die Magnetkräfte der einzelnen Bestandteile, also einem ersten, die Bodenplatte bildenden Magnetelement, einem ringförmigen Magneten und einem zweiten, das Deckelelement bildenden Magnetelement, ausnutzt, herzustellen. Ein solcher klebeloser und auch sonst keine Verbindungselemente erfordernder Fügeprozess ist mit sehr hoher Präzision und Geschwindigkeit herstellbar.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schallwandler-Magnetsystems sind Gegenstand der auf den unabhängigen Anspruch 1 rückbezogenen abhängigen Ansprüche.
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So ist beispielsweise besonders vorteilhaft vorgesehen, dass das zweite, die Deckelplatte bildende Magnetelement gleichzeitig der Lagerung einer Membran dient. Die Membran ist in diesem Fall an dem zweiten Element befestigt, beispielsweise durch eine Klebeverbindung. Auf diese Weise reduziert sich die Zahl der Einzelteile und die Anzahl der Herstellungsschritte weiter.
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Zur besonders präzisen, gleichzeitig schnellen und einfachen Montage ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass an dem ersten, die Bodenplatte bildenden Magnetelement und an dem zweiten, die Deckelplatte bildenden Magnetelement jeweils ein Positionierelement zur Positionierung des ringförmigen Magneten angeordnet ist. Dieses Positionierelement ist beispielsweise bei dem ringförmigen Magnetsystem eine in Umfangsrichtung umlaufende Stufe, ein Vorsprung oder dergleichen. Auf diese Weise werden die Teile in Radialrichtung präzise positioniert. In Axialrichtung werden sie durch die Magnetkraft aneinandergehalten.
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Das erste, die Bodenplatte bildende Magnetelement und das zweite, die Deckelplatte bildende Magnetelement bestehen bevorzugt aus einem weichmagnetischen Material, insbesondere Eisen. Besonders vorteilhaft sind diese beiden Elemente aus einem gesinterten Material hergestellt. Auf diese Weise können unterschiedliche Formen besonders gut hergestellt und an vorgegebene Abmessungen und dergleichen angepasst werden.
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Der ringförmige Magnet ist bevorzugt ein Neodym-Eisen-Bor-Magnet. Auch er kann als Sinterbauteil hergestellt sein.
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Das Magnetsystem ist ferner vorzugsweise so ausgebildet, dass zwischen dem ersten, die Bodenplatte bildenden Magnetelement und dem zweiten, die Deckelplatte bildenden Magnetelement bzw. zwischen dem ersten, die Bodenplatte bildenden Magnetelement und dem ringförmigen Magnet und dem zweiten, die Deckelplatte bildenden Magnetelement ein ringförmig umlaufender Spalt vorgesehen ist, in dem eine an der Membran angeordnete Tauchspule eintaucht.
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Wie eingangs bereits erwähnt, werden die Einzelteile des Magnetsystems bestehend aus Bodenplatte, Deckelplatte und ringförmigem Magnet ausschließlich durch die zwischen Ihnen wirkenden Magnetkräfte aneinander gehalten, wobei sie durch die Positionierelemente in radialer Richtung präzise positioniert sind. Lediglich zur Montagehilfe kann vorgesehen sein, dass das erste, die Bodenplatte bildende Magnetelement an dem zweiten, die Deckelplatte bildende Magnetelement bzw. das erste, die Bodenplatte bildende Magnetelement an dem ringförmigen Magnet und der ringförmige Magnet an dem zweiten, die Deckelplatte bildenden Magnetelement durch Klebepunkte fixierbar sind.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht den ringförmigen Magneten nicht als separates Teil vor, sondern als integralen Bestandteil beispielsweise des zweiten, die Deckelplatte bildenden Magnetelements. Eine solche Anordnung weist den großen Vorteil auf, dass die Montage des Magnetsystem-Schallwandlers durch weitere Reduktion der Einzelteile besonders einfach und schnell vonstatten geht.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Hierbei können einzelne Merkmale jeweils separat oder miteinander kombiniert realisiert sein.
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In der Zeichnung ist schematisch ein erfindungsgemäßes Schallwandler-Magnetsystem im montierten Zustand in Schnittdarstellung gezeigt.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Das in der Figur schematisch dargestellte erfindungsgemäße Schallwandler-Magnetsystem umfasst eine Bodenplatte 110, einen Ringmagneten 120 und eine Deckelplatte 130. Sowohl die Bodenplatte 110 als auch die Deckelplatte 130 bestehen aus einem weichmagnetischen Material, beispielsweise aus gesintertem Eisen. Der ringförmige Magnet besteht aus hartmagnetischem Material, insbesondere aus einem Neodym-Eisen-Bor-Magnet-Material. Durch die ringförmige Ausbildung des Magneten kann die magnetische Flussdichte gegenüber herkömmlichen zentral angeordneten Magneten mehr als verdoppelt werden. Es können Feldstärken über 1,2 Tesla erzielt werden. Darüber hinaus ermöglicht ein ringförmiger Magnet eine zentrale Belüftungsöffnung 112 durch den Polkern, um klangverfälschende Resonanzen und Auslöschungen zu verhindern.
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An der Deckelplatte 130 ist eine Membran 140 befestigt, beispielsweise durch eine Klebeverbindung. Diese Membran 140 weist eine Tauchspule 142 auf, die in einen zwischen der Deckelplatte 130 und einem zentralen rohrförmigen Vorsprung 111 der Bodenplatte 110 ausgebildeten Spalt eintaucht.
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Sowohl das erste, die Bodenplatte bildende Magnetelement 110 als auch das zweite, die Deckelplatte bildende Magnetelement 130 weisen jeweils in Umfangsrichtung umlaufende Vorsprünge 117 bzw. 137 auf, an denen der ringförmige Magnet 120 positionierbar ist. Da das Magnetsystem eine kreisringförmige Gestalt aufweist, stellt ein derartiger umlaufender Vorsprung ein Positionierelement dar, welches eine präzise Positionierung des Ringmagneten 120 an der Bodenplatte 110 bzw. an der Deckelplatte 130 in Radialrichtung ermöglicht. In Axialrichtung werden die Bauteile aneinander ausschließlich durch die von dem ringformigen Magnet 120 auf die Bodenplatte 110 bzw. auf die Deckelplatte 130 ausgeübten Magnetkräfte gehalten. Klebeverbindungen, Schraubverbindungen, Nietverbindungen und dergleichen können dabei vollständig entfallen. Dieser klebe-, schraub-, niet- und dergleichen -lose Fügeprozess ermöglicht nicht nur eine sehr einfache und schnelle Herstellung, sondern auch eine sehr präzise Herstellung, denn es müssen lediglich drei Bauteile unter Berücksichtigung der Positionierelemente 117, 137 aufeinandergelegt werden. Lediglich als Montagehilfe in dem Sinne, dass während des Montageprozesses die vorbeschriebenen Teile durch Ausübung einer zu großen Zugkraft versehentlich wieder voneinander getrennt werden können, kann vorgesehen sein, Klebepunkte zwischen der Bodenplatte 110 und dem Ringmagneten 120 bzw. zwischen dem Ringmagneten 120 und der Deckelplatte 130 anzuordnen. Diese Klebepunkte dienen – und dies ist besonders hervorzuheben – jedoch nur der Montagehilfe. Für den funktionsgemäßen Aufbau nach der Erfindung sind sie nicht erforderlich. Zum Aufbau des Magnetsystems sind daher nur die drei Bauteile Bodenplatte 110, Ringmagnet 120 und Deckelplatte 130 übereinander zu positionieren, die dann aufgrund der Magnetkräfte aneinandergehalten werden.
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Die Membran 140 wird in einem abschließenden Schritt an der Deckelplatte 130 befestigt. Rein prinzipiell kann sie auch vorher befestigt worden sein. Die Membran 140 kann aus einer zweilagigen Compound-Folie bestehen. Dieses Material ermöglicht trotz geringen Gewichts eine hohe innere Dämpfung von Partialschwingungen und trägt damit zum transparenten, feinzeichnenden und verzerrungsfreien Klang bei.
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Die an der Membran ausgebildete Schwingspule 142 taucht nach dem Aufeinanderlegen der beschriebenen magnetischen Bauteile in den zwischen dem ersten Magnetelement 110 und dem zweiten Magnetelement 130 bzw. dem Ringmagneten 120 ausgebildeten Spalt 150 ein.
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Es ist an dieser Stelle ausdrücklich darauf hinzuweisen, dass der Ringmagnet 120 nicht als separates Bauteil ausgebildet sein muss. Es kann auch vorgesehen sein, den Ringmagneten 120 als integralen Bestandteil beispielsweise des zweiten, das Deckelelement 130 bildenden Magnetelements vorzusehen, diesen in diesem also herauszubilden. In diesem Falle reduziert sich die Anzahl der zu montierenden Elemente weiter, wodurch sich die Montagegeschwindigkeit weiter erhöht.
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In dem Bodenelement 110, dem ringförmigen Magneten 120 und dem Deckelelement 130 sind mehrere in Umfangsrichtung verlaufende im montierten Zustand durchgängige Öffnungen 170 vorgesehen, die einem Druckausgleich währen des Betriebs des Magnetsystems dienen.
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Zusammenfassend ist festzustellen, dass die vorliegende Erfindung eine Montage des Schallwandler-Magnetsystems ohne Zuhilfenahme von Verbindungstechniken, wie Klebeverbindungen, Schraubverbindungen, Nietverbindungen oder dergleichen ermöglicht. Durch die Herstellung der Einzelteile als Sinterelemente können dabei sehr unterschiedliche Bauformen, Größen und dergleichen realisiert werden. Durch die ringförmige Ausbildung des Schallwandler-Magnetsystems sind darüber hinaus auch die Positionierelemente als kreisringförmig umlaufende Stufen, Vorsprünge, Nuten oder dergleichen auf sehr einfache Weise und sehr präzise zu realisieren.
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Besonders zu bemerken ist, dass das vorbeschriebene Schallwandler-Magnetsystem insbesondere auch sehr klein aufgebaut werden kann und insoweit auch als Kopfhörer-Schallwandler oder als Mikrofonschallwandler zum Einsatz gelangen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006002875 A1 [0002]
- DE 1848249 A [0003]
- DE 2933630 C2 [0004]
- DE 2602128 A1 [0005]
- DE 102008010298 A1 [0006]
