DE102015201940A1

DE102015201940A1 - Elektrodynamischer Schallwandler

Info

Publication number: DE102015201940A1
Application number: DE102015201940.3A
Authority: DE
Inventors: André Michaelis; Heinz Epping; Kurt Mick
Original assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-04
Also published as: DE112016000596A5; WO2016124684A1

Abstract

Es wird ein elektrodynamischer Schallwandler mit einer schwingfähigen Membran (110), einer Schwingspule (130) mit einem ersten Ende (131), einer Länge (133) und einem zweiten Ende (131, 132) sowie einem Magnetsystem (120) mit einem Spalt (160) vorgesehen. Das erste Ende (131) der Schwingspule (130) ist mit der Membran (110) gekoppelt, so dass die Schwingspule (130) zusammen mit der Membran (110) schwingt. Die Spule (130) ist in dem Spalt (160) in dem Magnetsystem (120) angeordnet. Die Länge der Schwingspule (130) ist derart ausgestaltet, dass das erste Ende (131) der Schwingspule (130) unter oder aus dem Magnetsystem (120) heraus ragt. Der elektrodynamische Schallwandler weist ferner eine schwingfähige Zentriereinheit (140) auf, welche mit dem zweiten freien Ende (132) der Schwingspule (130) zur Zentrierung und/oder Führung der Schwingspule (130) gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Schallwandler.
Elektrodynamische Schallwandler sind hinlänglich bekannt und weisen eine schwingfähige Membran, eine damit verbundene Schwingspule und ein Magnetsystem auf. Derartige Wandler können sowohl zur Erzeugung als auch zur Erfassung von Audiosignalen dienen. Die schwingende Einheit aus Schwingspule und Membran kann unter gewissen Umständen zu einem Taumelverhalten neigen.
Es ist damit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrodynamischen Schallwandler vorzusehen, welcher über eine reduzierte Taumelneigung verfügt.
Diese Aufgabe wird durch einen elektrodynamischen Wandler nach Anspruch 1 gelöst.
Somit wird ein elektrodynamischer Schallwandler mit einer schwingfähigen Membran, einer Schwingspule mit einem ersten Ende, einer Länge und einem zweiten Ende sowie einem Magnetsystem mit einem Spalt vorgesehen. Das erste Ende der Schwingspule ist mit der Membran gekoppelt, so dass die Schwingspule zusammen mit der Membran schwingt. Die Spule ist in dem Spalt in dem Magnetsystem angeordnet. Die Länge der Schwingspule ist derart ausgestaltet, dass das erste Ende der Schwingspule unter oder aus dem Magnetsystem heraus ragt. Der elektrodynamische Schallwandler weist ferner eine schwingfähige Zentriereinheit auf, welche mit dem zweiten freien Ende der Schwingspule zur Zentrierung und/oder Führung der Schwingspule gekoppelt ist.
Durch die Zentriereinheit kann erreicht werden, dass es nicht zu einer taumelnden Bewegung der Schwingspule kommen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Ende der Zentriereinheit an das Magnetsystem oder ein Chassis des Schallwandlers gekoppelt. Ein zweites Ende der Zentriereinheit ist an das zweite Ende der Schwingspule gekoppelt und führt damit das zweite Ende der Schwingspule.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zentriereinheit als Membran oder als eine Flex-Leiterplatte ausgestaltet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zentriereinheit als spiralförmiges Leiterbahnelement ausgestaltet und dient zur elektrischen Kontaktierung der Schwingspule.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Magnetsystem einen äußeren und einen inneren Ring sowie einen Spalt dazwischen auf, wobei das Magnetsystem radial magnetisiert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung verjüngt sich die Breite des äußeren Ringes und die Breite des inneren Ringes im Bereich des Spaltes, so dass das zweite Ende der Schwingspule unter oder aus dem Magnetsystem heraus ragt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Zentriereinheit eine Mehrzahl von Armen auf, welche jeweils mit dem zweiten Ende der Schwingspule zur Führung der Schwingspule gekoppelt sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind zwei der Arme zur elektrischen Kontaktierung der Schwingspule vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Magnetsystem einen magnetischen Napf auf, der eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist. Die Schwingspule ist im Bereich der Ausnehmungen des Napfes mit den Armen der Zentriereinheit gekoppelt.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, einen elektrodynamischen Schallwandler vorzusehen, welcher eine schwingfähige Membran, eine Schwingspule und ein radial magnetisiertes Magnetsystem aufweist. Das (radial magnetisierte) Magnetsystem weist optional einen inneren und einen äußeren Ring sowie eine Spalt dazwischen auf, in welchem die Schwingspule platziert wird. Hierbei ist die Länge der Schwingspule größer als die Breite des inneren und äußeren Ringes an dem Spalt zwischen dem inneren und äußeren Ring. Damit ragt ein unteres Ende der Schwingspule über ein unteres Ende des Magnetsystems hinaus. An diesem unteren freien Ende der Schwingspule wird eine schwingfähige Zentriereinheit vorgesehen, welche einerseits mit dem unteren Ende der Spule und andererseits mit dem Magnetsystem oder einem Chassis des Wandlers verbunden ist.
Die Zentriereinheit ist ein nachgiebiges Element wie beispielsweise eine weitere Membran oder eine spiralförmig angeordnete Drahtzuleitung.
Die Schwingspule wird über die Zentriereinheit in einer optimalen Position parallel geführt und am Taumeln gehindert bzw. die Taumelneigung wird reduziert. Dies kann dazu führen, dass die Nachgiebigkeit der Membran reduziert werden kann und somit eine verbesserte lineare Auslenkung der Membran erhalten werden kann. Ferner kann der Sickenbereich der Membran verkleinert werden und die kolbenförmig bewegte Fläche kann vergrößert werden. Ferner können alternative Membranformen ermöglicht werden.
Mit dem erfindungsgemäßen elektrodynamischen Schallwandler wird eine lineare Führung der Spule ermöglicht, wobei die Spule unten und oben gehalten werden kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Zentriereinheit Flexleiterplatten aufweisen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Magnetsystem radial magnetisiert. Eine Flexleiterplatte kann als hintere Führung und optional gleichzeitig auch als elektrische Zuleitung verwendet werden.
Gemäß der Erfindung ist eine lineare Führung der Spule hinter den Magneten möglich, so dass eine Führung eingebaut werden kann, was dazu führen kann, dass die Membran nicht mehr taumelt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 zeigt vier verschiedene perspektivische Ansichten des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
4 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß der Erfindung. Der Schallwandler 100 weist eine Membran 110, ein Magnetsystem 120, eine Schwingspule 130, ein Chassis 150 sowie eine Zentriereinheit 140 auf. Die Schwingspule weist ein erstes Ende 131, eine Länge 133 und ein zweites Ende 132 auf. Das erste Ende 131 der Schwingspule 130 ist mit der schwingfähigen Membran 110 gekoppelt. Die Membran 110 kann einen Sickenbereich 120 und eine Kalotte 111 aufweisen. Das erste Ende 131 der Spule 130 kann in einem Übergangsbereich 113 befestigt sein. Erfindungsgemäß kann die kolbenförmig schwingende Fläche der Membran 110 vergrößert werden, da beispielsweise der Sickenbereich 112 verkleinert werden kann.
Das Magnetsystem 120 besteht aus einem äußeren Ring 121 und einem inneren Ring 122 sowie einem Luftspalt 160 dazwischen. Der innere und äußere Ring 122, 121 sind radial magnetisiert. Optional kann ein Napf 180 zur Verbesserung des magnetischen Rückschlusses vorgesehen sein. Die Breite 120a des inneren und äußeren Ringes 122, 121 im Bereich des Spaltes 160 ist geringer als die Länge 133 der Schwingspule 130. Dies führt dazu, dass das zweite Ende 132 der Schwingspule 130 über das untere Ende des Magnetsystems hinausragt. An diesem zweiten Ende 132 der Spule 130 wird die Zentriereinheit 140 befestigt. Die Zentriereinheit 140 kann mit einem ersten Ende 141 an dem Magnetsystem 120 oder an dem Chassis 150 befestigt werden. Das zweite Ende 142 der Zentriereinheit 140 wird dann an dem zweiten Ende 132 der Spule 130 befestigt. Die Zentriereinheit 140 ist schwingfähig und kann als eine Membran (ringförmig) oder als spiralförmiges Leiterbahnelement ausgestaltet sein. Die Ausgestaltung als spiralförmiges Leiterbahnelement ist insbesondere vorteilhaft für eine Stromzuführung zur Schwingspule 130.
Mittels der Zentriereinheit 140 wird somit das zweite Ende 132 der Schwingspule 130 fixiert und geführt, so dass es nicht mehr seitlich ausbrechen kann. Dies führt dazu, dass die Spule 130 sich lediglich in axialer Richtung bewegen kann, so dass die Taumelneigung erheblich reduziert werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des elektrodynamischen Schallwandlers mit der Zentriereinheit 140 kann die Membran 110 weicher aufgehängt werden.
In 2 ist insbesondere die Rückseite des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. In 2 ist insbesondere eine Zentriereinheit 140 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Zentriereinheit 140 weist fünf Arme 140a–140e auf, welche mit den zweiten Enden 132 der Schwingspule 130 verbunden sind, um eine Führung der Schwingspule bereit zu stellen. Von den fünf Armen 140a–140e weisen zwei Arme 140a, 140b eine elektrische Zuleitung für die Spule 130 auf. Die restlichen drei Arme 140c, 140d und 140e dienen der Führung der Spule 130. Der Aufbau des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann dem Aufbau des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen. Optional kann der elektrodynamische Schallwandler gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einen magnetischen Napf 170 aufweisen.
In 3 sind vier verschiedene perspektivische Ansichten des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von 2 dargestellt.
Der elektrodynamische Schallwandler gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann optional kein radial magnetisiertes Magnetsystem, sondern ein Standardmagnetsystem mit einer Polplatte und einem magnetischen Napf aufweisen.
4 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Ausgestaltung des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. In 4 ist somit ein elektrodynamischer Schallwandler mit einer Membran 110, einer Schwingspule 130, einem Magnetsystem 120, einem Chassis 150 sowie einer Zentriereinheit 140 vorgesehen. Zusätzlich zu dem Magnetsystem 120 kann ein Napf 170 und eine Polplatte 180 vorgesehen sein. Die Spule 130 kann in einem Luftspalt 160 schwingen. Ein erstes Ende 131 der Spule 130 ist mit der Membran insbesondere im Bereich der Sicke 113 gekoppelt. Das zweite Ende 132 der Spule ist mit der Zentriereinheit 140 gekoppelt. Dies erfolgt insbesondere über die (fünf) Arme 140a–140e der Zentriereinheit. Mindestens zwei der Arme 140a, 140b der Zentriereinheit 140 weisen eine elektrische Zuleitung für die Schwingspule 130 auf.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. In 5 ist insbesondere eine Unterseite des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt. Somit sind insbesondere der Napf 170 sowie die Zentriereinheit 140 gezeigt. Der Napf 170 ist im Wesentlichen rund ausgestaltet und weist fünf Ausnehmungen 171 auf. Im Bereich dieser Ausnehmungen 171 wird die Schwingspule 130 durch die Arme 140a–140e der Zentriereinheit 140 elektrisch kontaktiert und geführt.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird somit ein durchbrochenes Magnetsystem (der Napf 170 ist an den Ausnehmungen 171 durchbrochen) vorgesehen, damit die Zentriereinheit 140 mit der Schwingspule 130 verbunden werden kann. Dadurch, dass zwei der Arme der Zentriereinheit auch zur elektrischen Kontaktierung verwendet werden können, kann die Schwingspule somit elektrisch kontaktiert werden.
Der erfindungsgemäße elektrodynamische Schallwandler kann ein herkömmliches Magnetsystem mit einem Magneten, einem Napf und einer Polplatte (s. 4) aufweisen oder alternativ dazu kann das Magnetsystem einen inneren und äußeren Ring aufweisen und radial magnetisiert sein (s. 1).
Der erfindungsgemäße Wandler kann in einem Mikrofon oder einem Hörer verwendet werden.

Claims

Elektrodynamischer Schallwandler, mit einer schwingfähigen Membran (110), einer Schwingspule (130) mit einem ersten Ende (131), einer Länge (133) und einem zweiten Ende (131, 132), wobei das erste Ende (131) der Schwingspule (130) mit der Membran (110) gekoppelt ist, so dass die Schwingspule (130) zusammen mit der Membran (110) schwingt, einem Magnetsystem (120) mit einem Spalt (160), wobei die Spule (130) in dem Spalt (160) angeordnet ist, wobei die Länge (133) der Schwingspule (130) derart ausgestaltet ist, dass das zweite Ende (132) der Schwingspule (130) unter oder aus dem Magnetsystem (120) herausragt, und einer schwingfähigen Zentriereinheit (140), welche mit dem zweiten freien Ende (132) der Schwingspule (130) zur Zentrierung und/oder Führung der Schwingspule (130) gekoppelt ist.
Elektrodynamischer Schallwandler nach Anspruch 1, wobei ein erstes Ende (141) der Zentriereinheit (140) an das Magnetsystem (120) oder ein Chassis (150) des Schallwandlers (100) gekoppelt ist, wobei ein zweites Ende (142) der Zentriereinheit (140) an das zweite Ende (132) der Schwingspule (130) gekoppelt ist und damit das zweite Ende (132) der Schwingspule (130) führt.
Elektrodynamischer Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Zentriereinheit (140) als Membran oder als eine Flexleiterplatte ausgestaltet ist.
Elektrodynamischer Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zentriereinheit (140) als spiralförmiges Leiterbahnelement ausgestaltet ist und zur elektrischen Kontaktierung der Schwingspule (130) dient.
Elektrodynamischer Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Magnetsystem (120) einen äußeren Ring (121), einen inneren Ring (122) sowie einen Spalt (160) dazwischen aufweist, wobei das Magnetsystem radial magnetisiert ist.
Elektrodynamischer Schallwandler nach Anspruch 5, wobei die Breite (120a) des äußeren Ringes (121) und die Breite (120a) des inneren Ringes (122) im Bereich des Spaltes (160) sich zumindest teilweise verjüngt, so dass das zweite Ende (132) der Schwingspule (130) unter oder aus dem Magnetsystem (120) hinausragt.
Elektrodynamischer Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zentriereinheit (140) eine Mehrzahl von Armen (140a–140e) aufweist, welche mit dem zweiten Ende (132) der Schwingspule (130) zur Führung der Schwingspule (130) gekoppelt sind.
Elektrodynamischer Schallwandler nach Anspruch 7, wobei zwei der Arme (140a, 140b) zur elektrischen Kontaktierung der Schwingspule (130) dienen.
Elektrodynamischer Schallwandler nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei das Magnetsystem (120) mit einem magnetischen Napf (170) zusammenwirkt, wobei der Napf (170) eine Mehrzahl von Ausnehmungen (171) aufweist, wobei die Schwingspule (130) im Bereich der Ausnehmungen (171) des Napfes (170) mit den Armen (140a–140e) der Zentriereinheit (140) gekoppelt ist.