DE102016114596A1

DE102016114596A1 - Electroacoustic transducer

Info

Publication number: DE102016114596A1
Application number: DE102016114596.3A
Authority: DE
Inventors: Gunter Weidemann
Original assignee: Beyerdynamic GmbH and Co KG
Current assignee: Beyerdynamic GmbH and Co KG
Priority date: 2016-08-05
Filing date: 2016-08-05
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2036-08-06
Also published as: DE102016114596B4

Abstract

Ein elektroakustischer Schallwandler (10) umfasst wenigstens eine Membran (15), an der wenigstens eine Schwingspule (16) befestigt ist. Die Schwingspule (16) ist zum Eintauchen in ein homogenes Magnetfeld vorgesehen. Erfindungsgemäß ist die Schwingspule (16) zweigeteilt und umfasst einen Hilfsspulenteil (14) und eine Schwingspulenteil (13), wobei der Hilfsspulenteil (14) an der Membran (15) befestigt ist.An electroacoustic transducer (10) comprises at least one membrane (15) to which at least one voice coil (16) is attached. The voice coil (16) is provided for immersion in a homogeneous magnetic field. According to the invention, the voice coil (16) is divided into two and comprises an auxiliary coil part (14) and a voice coil part (13), wherein the auxiliary coil part (14) is attached to the membrane (15).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektroakustischen Schallwandler mit wenigstens einer Membran, an der wenigstens eine Schwingspule befestigt ist, wobei die Schwingspule zum Eintauchen in ein homogenes Magnetfeld vorgesehen ist, sowie eine Schwingspule selbst, einen Lautsprecher, einen Kopfhörer und ein Verfahren zur Herstellung von Schwingspulen. The present invention relates to an electroacoustic transducer having at least one diaphragm to which at least one voice coil is attached, the voice coil being designed to be immersed in a homogeneous magnetic field, and a voice coil itself, a speaker, a headphone and a method of manufacturing voice coils.

Stand der Technik State of the art

Es sind elektroakustische Schallwandler beispielsweise zur Verwendung in einem Lautsprecher bekannt, bei denen eine Membran vorgesehen ist, die über eine Schwingspule angetrieben wird. Die Schwingspule schwingt in einem Luftspalt einer Magnetanordnung, sodass über ein elektromagnetisches Feld die Membran bewegt werden kann und die elektrische Energie in mechanische Schwingungen der Membran und damit in Schallwellen umgewandelt wird. There are known electroacoustic transducers, for example for use in a loudspeaker, in which a membrane is provided, which is driven by a voice coil. The voice coil oscillates in an air gap of a magnet arrangement, so that the membrane can be moved via an electromagnetic field and the electrical energy is converted into mechanical vibrations of the membrane and thus into sound waves.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 038 593 A1 zeigt beispielsweise ein Schallwandler-Magnetsystem mit einem ringförmigen Magneten, der in einem Luftspalt ein Magnetfeld für eine Schwingspule bereitstellt. Diese Schwingspule ist direkt an der Membran des Schallwandlers befestigt. Hier spricht man bei Schallwandlern allgemein von einer zweiteiligen Membran. Bei einer solchen Anordnung befindet sich nur ein Teil der Schwingspule in dem homogenen Magnetfeld. Daher ist eine solche Anordnung im Hinblick auf die Klangqualität unter Umständen problematisch. The German patent application DE 10 2009 038 593 A1 shows, for example, a transducer magnet system with an annular magnet which provides a magnetic field for a voice coil in an air gap. This voice coil is attached directly to the diaphragm of the transducer. This is commonly referred to in sound transducers of a two-part membrane. With such an arrangement, only part of the voice coil is in the homogeneous magnetic field. Therefore, such an arrangement may be problematic in terms of sound quality.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 011 773 A1 zeigt einen dynamischen Tauchspulen-Lautsprecher, bei dem eine Schwingspule in den Ringspalt eines Permanentmagneten eintaucht. Die Ringspule ist über einen Spulenträger an der Membran befestigt. Bei solchen Anordnungen wird bei einer dreiteiligen Membran gesprochen. Allgemein wirkt es sich vorteilhaft auf die Klangqualität aus, wenn die Schwingspule über einen Spulenträger oder einen Spulenkragen an der Membran befestigt ist, da sich die Schwingspule dann vollständig im homogenen Magnetfeld bewegt. Allerdings ist die Herstellung einer solchen dreiteiligen Membran aufwendig und damit zeit- und kostenintensiv. The German patent application DE 10 2009 011 773 A1 shows a dynamic voice coil speaker in which a voice coil is immersed in the annular gap of a permanent magnet. The toroidal coil is attached to the membrane via a coil carrier. In such arrangements is spoken in a three-part membrane. In general, it has an advantageous effect on the sound quality when the voice coil is attached to the membrane via a coil carrier or a coil collar, since the voice coil then moves completely in the homogeneous magnetic field. However, the production of such a three-part membrane is complicated and thus time consuming and costly.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 32 41 898 A1 beschreibt einen elektrodynamischen Wandler mit zwei Schwingspulen, die in zwei getrennten Luftspalten eines Magnetsystems eintauchen. Beide Schwingspulen werden mit einem Nutzsignal beaufschlagt. Die Schwingspulen sind jeweils über einen Schwingspulenträger an der Membran befestigt. The German patent application DE 32 41 898 A1 describes an electrodynamic transducer with two voice coils immersed in two separate air gaps of a magnet system. Both voice coils are supplied with a useful signal. The voice coils are each attached via a voice coil bobbin on the membrane.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 26 04 888 A1 offenbart einen Lautsprecher mit einer inneren und einer äußeren Schwingspule in zwei getrennten Luftspalten, wobei die eine Spule mit einem Nutzsignal beaufschlagt wird und die andere Spule zur Regelung des Signals eingesetzt wird. Die Spulenkörper selbst werden auf eine innere und eine äußere Hülse gewickelt, die direkt an der Membran befestigt sind, sodass die Hülsen als Spulenträger fungieren. Ein solcher Spulenträger oder Spulenkragen stellt den erforderlichen Abstand zwischen der Spule und der Membran her. The German patent application DE 26 04 888 A1 discloses a loudspeaker with an inner and an outer voice coil in two separate air gaps, wherein one coil is supplied with a useful signal and the other coil is used to control the signal. The bobbins themselves are wound on an inner and an outer sleeve, which are attached directly to the membrane, so that the sleeves act as a coil carrier. Such a coil carrier or coil collar establishes the required distance between the coil and the membrane.

Bei einer zweiteiligen Membran befindet sich immer nur ein Teil der Schwingspule im homogenen Magnetfeld des Luftspaltes, was im Vergleich mit einer dreiteiligen Membran zu einer geringeren Klangqualität führt. Bei einer dreiteiligen Membran befindet sich die Schwingspule vollständig im homogenen Magnetfeld, wodurch die Klangqualität höher ist und Verzerrungen geringer ausfallen als bei einer zweiteiligen Membran. Diese Vorteile in der Qualität sind allerdings mit einem erheblich höheren Aufwand bei der Fertigung einer dreiteiligen Membran verbunden, da ein Spulenkragen oder ein Spulenträger als zusätzliches Bauteil benötigt wird, um den erforderlichen Abstand zwischen der Schwingspule und der Membran herzustellen. Der Spulenkragen beispielsweise muss in einem separaten zeitintensiven Prozess durch Umformung von Kunststofffolien unter Druck- und Temperatureinwirkung hergestellt werden, wofür spezielle Maschinen mit entsprechendem Bedienpersonal erforderlich sind. Auch das Aufsetzen der Schwingspule auf den Spulenkragen erfordert eine zusätzliche Vorrichtung mit Bedienpersonal und entsprechendem Zeitaufwand. With a two-part diaphragm, only a part of the voice coil is always in the homogeneous magnetic field of the air gap, which leads to a lower sound quality compared to a three-part diaphragm. With a three-piece diaphragm, the voice coil is completely in a homogeneous magnetic field, which makes the sound quality higher and distortion lower than with a two-piece diaphragm. However, these advantages in quality are associated with a considerably higher outlay in the manufacture of a three-part membrane, since a coil collar or a coil support is required as an additional component in order to produce the required distance between the voice coil and the membrane. The coil collar, for example, must be produced in a separate, time-consuming process by forming plastic films under the influence of pressure and temperature, for which special machines with corresponding operating personnel are required. Also, the placement of the voice coil on the coil collar requires an additional device with operators and a corresponding amount of time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung für einen elektroakustischen Schallwandler bereitzustellen, der zum einen Vorteile in der Fertigung bietet und zum anderen hohen Qualitätsansprüchen an einen Schallwandler gerecht wird. The invention has for its object to provide an improved arrangement for an electro-acoustic transducer, which on the one hand offers advantages in manufacturing and on the other high quality requirements of a transducer is justified.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch einen elektroakustischen Schallwandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Schwingspule, die sich aus Anspruch 11 ergibt, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Schallwandlers und der Schwingspule sowie ein Lautsprecher, ein Kopfhörer und ein Verfahren zur Herstellung der Schwingspule sind Gegenstand der weiteren Ansprüche. This object is achieved by an electroacoustic transducer with the features of claim 1 and by a voice coil, which is derived from claim 11. Advantageous embodiments of this sound transducer and the voice coil and a speaker, a headphone and a method for producing the voice coil are the subject of further claims.

Der elektroakustische Schallwandler gemäß der Erfindung weist wenigstens eine Membran auf, an der wenigstens eine Schwingspule befestigt ist. Diese Schwingspule ist zum Eintauchen in ein homogenes Magnetfeld vorgesehen. Kern der Erfindung ist, dass die Schwingspule zweigeteilt ist und einen Hilfsspulenteil und einen Schwingspulenteil umfasst. Diese Zweiteilung kann insbesondere im Wesentlichen als Querteilung der Schwingspule realisiert sein, wodurch sich gewissermaßen ein oberer Teil der Schwingspule als Hilfsspulenteil und ein unterer Teil als Schwingspulenteil ergibt. Der Hilfsspulenteil ist in Richtung der Membran orientiert, wobei die Befestigung der Membran an dem Hilfsspulenteil erfolgt. Der untere Schwingspulenteil taucht in das homogene Magnetfeld ein, das beispielsweise in einem Luftspalt einer Ringmagnetenanordnung ausgebildet wird. Vorzugsweise ist ausschließlich der Schwingspulenteil zum Eintauchen in das Magnetfeld vorgesehen, sodass der Hilfsspulenteil nicht oder nur teilweise in das homogene Magnetfeld eintaucht und sich gewissermaßen oberhalb des Magnetfelds befindet. Mit anderen Worten ersetzt der Hilfsspulenteil den Spulenträger oder den Spulenkragen, der bei herkömmlichen dreiteiligen Membranen vorgesehen ist. Dabei dient der Hilfsspulenteil zur mechanischen Befestigung der Schwingspule an der Membran. Mit besonderem Vorteil bildet der Hilfsspulenteil gleichzeitig einen Abstandhalter zwischen dem Schwingspulenteil und der Membran. Die erfindungsgemäße Lösung kombiniert damit die mechanische Einfachheit einer zweiteiligen Membran mit den besonderen klanglichen Vorteilen einer dreiteiligen Membran. The electroacoustic transducer according to the invention has at least one diaphragm to which at least one voice coil is attached. This voice coil is intended for immersion in a homogeneous magnetic field. Core of Invention is that the voice coil is divided into two and comprises an auxiliary coil part and a voice coil part. In particular, this division into two parts can be realized essentially as a transverse division of the voice coil, as it were, resulting in an upper part of the voice coil as an auxiliary coil part and a lower part as a voice coil part. The auxiliary coil part is oriented in the direction of the membrane, wherein the attachment of the membrane takes place on the auxiliary coil part. The lower voice coil part immersed in the homogeneous magnetic field, which is formed for example in an air gap of a ring magnet assembly. Preferably, only the voice coil part is provided for immersion in the magnetic field, so that the auxiliary coil part is not or only partially immersed in the homogeneous magnetic field and is in a sense above the magnetic field. In other words, the auxiliary coil part replaces the coil support or the coil collar provided in conventional three-part membranes. In this case, the auxiliary coil part is used for mechanical attachment of the voice coil to the membrane. With particular advantage, the auxiliary coil part simultaneously forms a spacer between the voice coil part and the membrane. The solution according to the invention thus combines the mechanical simplicity of a two-part membrane with the special tonal advantages of a three-part membrane.

Mit besonderem Vorteil ist es vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Schwingspule mit dem Hilfsspulenteil und dem Schwingspulenteil in einem Arbeitsprozess bzw. in einem Fertigungsschritt herstellbar ist. Dadurch ergeben sich erhebliche Vorteile in der Fertigung des Schallwandlers insbesondere im Vergleich mit herkömmlichen dreiteiligen Membranen. Die separate Fertigung eines Spulenkragens oder eines Spulenträgers entfällt vollständig. Bei herkömmlichen dreiteiligen Membranen ist es beispielsweise erforderlich, für den Spulenkragen oder den Spulenträger ein zusätzliches Bauteil herzustellen, das in einem separaten zeitintensiven Prozess beispielsweise durch Umformung von Kunststofffolien angefertigt wird. Anschließend muss herkömmlicherweise die Schwingspule auf den Spulenkragen oder den Spulenträger aufgebracht werden. Für die verschiedenen Arbeitsschritte sind verschiedene spezielle Maschinen erforderlich. Demgegenüber kann die erfindungsgemäße Schwingspule mit dem Hilfsspulenteil und dem eigentlichen Schwingspulenteil in einem Arbeitsprozess auf einer Maschine gewickelt werden, wobei dieser Prozess mit besonderem Vorteil automatisiert werden kann, sodass sich ein erheblicher Zeit- und Kostenvorteil bei der Fertigung des erfindungsgemäßen Schallwandlers ergibt. With particular advantage, it is provided that the voice coil according to the invention can be produced with the auxiliary coil part and the voice coil part in a working process or in a production step. This results in considerable advantages in the production of the transducer, in particular in comparison with conventional three-part membranes. The separate production of a coil collar or a coil carrier deleted completely. In the case of conventional three-part membranes, for example, it is necessary to produce an additional component for the coil collar or the coil carrier which is produced in a separate, time-intensive process, for example by forming plastic films. Subsequently, conventionally, the voice coil must be applied to the coil collar or the coil carrier. Various special machines are required for the different work steps. In contrast, the voice coil according to the invention can be wound with the auxiliary coil part and the actual voice coil part in a work process on a machine, this process can be automated with particular advantage, so that there is a considerable time and cost advantage in the production of the transducer according to the invention.

Es sind verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schallwandlers im Hinblick auf die besondere Ausgestaltung der zweigeteilten Schwingspule möglich. Beispielsweise kann der Hilfsspulenteil im Wesentlichen nur einen Abstandhalter zwischen Schwingspulenteil und Membran bilden, indem der Hilfsspulenteil gewissermaßen als Dummy-Spule ausgebildet ist, die sich zwischen dem Schwingspulenteil und der Membran befindet. Weiterhin kann der Hilfsspulenteil gleichzeitig einen Träger für den Schwingspulenteil bilden. Hierbei kann der Hilfsspulenteil beispielsweise nur eine Wicklungslage umfassen, die sich über die gesamte Länge der kompletten Schwingspule erstreckt. Im Bereich des Schwingspulenteils, also des Teils der Schwingspule, der in das homogene Magnetfeld eintaucht, ist die Wicklung oder sind die Wicklungen des Schwingspulenteils außen auf den Hilfsspulenteil gewickelt. Hierbei unterscheiden sich dann der Hilfsspulenteil und der Schwingspulenteil beispielsweise durch die Anzahl der Wicklungslagen, wobei der Hilfsspulenteil vorzugsweise weniger Wicklungslagen als der Schwingspulenteil aufweist. There are various advantageous embodiments of the transducer according to the invention in view of the particular configuration of the two-part voice coil possible. For example, the auxiliary coil part can essentially only form a spacer between the voice coil part and the diaphragm, in that the auxiliary coil part is effectively designed as a dummy coil, which is located between the voice coil part and the diaphragm. Furthermore, the auxiliary coil part can simultaneously form a carrier for the voice coil part. In this case, the auxiliary coil part may for example comprise only one winding layer which extends over the entire length of the complete voice coil. In the area of the voice coil part, that is to say the part of the voice coil which dips into the homogeneous magnetic field, the winding or the windings of the voice coil part are wound on the outside of the auxiliary coil part. In this case, the auxiliary coil part and the voice coil part then differ, for example, by the number of winding layers, the auxiliary coil part preferably having fewer winding layers than the voice coil part.

Eine andere Möglichkeit ist, dass der Hilfsspulenteil eine oder mehrere Wicklungslagen umfasst, die sich nur auf den oberen Teil der Schwingspule erstrecken. Im unteren Teil der Schwingspule befindet sich der Schwingspulenteil, der in das homogene Magnetfeld eintaucht. Dieser kann ebenfalls eine oder mehrere Wicklungslagen umfassen. Hierbei unterscheiden sich der Hilfsspulenteil und der Schwingspulenteil beispielsweise durch die Bauhöhe, wobei die Bauhöhe des Hilfsspulenteils vorzugsweise so ausgeführt ist, dass sich der Schwingspulenteil mittig im homogenen Magnetfeld befindet. Another possibility is that the auxiliary coil part comprises one or more winding layers, which extend only to the upper part of the voice coil. In the lower part of the voice coil is the voice coil part, which dips into the homogeneous magnetic field. This may also include one or more winding layers. In this case, the auxiliary coil part and the voice coil part differ for example by the overall height, wherein the overall height of the auxiliary coil part is preferably designed so that the voice coil part is located centrally in the homogeneous magnetic field.

Die elektrische Kontaktierung der erfindungsgemäßen Schwingspule und insbesondere die elektrische Kontaktierung des Schwingspulenteils und gegebenenfalls des Hilfsspulenteils können in unterschiedlicher Weise realisiert sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hilfsspulenteil elektrisch nicht kontaktiert oder nur teilkontaktiert, sodass der Hilfsspulenteil im Betrieb nicht von Strom durchflossen wird. Hierfür kann beispielsweise der Anfang und das Ende des Hilfsspulendrahtes einfach abgeschnitten werden. Eine andere Möglichkeit ist, dass der Hilfsspulenteil mit dem Anfang und dem Ende des Hilfsspulendrahtes kurzgeschlossen wird. The electrical contacting of the voice coil according to the invention and in particular the electrical contacting of the voice coil part and optionally the auxiliary coil part can be realized in different ways. In a preferred embodiment, the auxiliary coil part is not electrically contacted or only partially contacted, so that the auxiliary coil part is not traversed by current during operation. For this purpose, for example, the beginning and the end of the auxiliary coil wire can be easily cut off. Another possibility is that the auxiliary coil part is short-circuited to the beginning and the end of the auxiliary coil wire.

Weiterhin kann für eine elektrische Teilkontaktierung beispielsweise der Anfang des Hilfsspulendrahtes abgeschnitten und das Ende des Hilfsspulendrahtes zusammen mit dem Anfang des Schwingspulendrahtes kontaktiert werden. Hierdurch entfällt bei der Fertigung die Notwendigkeit der Unterscheidung des Endes des Hilfsspulendrahtes und des Anfangs des Schwingspulendrahtes, gleichzeitig wird jedoch der Hilfsspulenteil nicht von Strom durchflossen, da der Anfang des Hilfsspulendrahtes nicht kontaktiert ist. Furthermore, for an electrical partial contacting, for example, the beginning of the auxiliary coil wire can be cut off and the end of the auxiliary coil wire can be contacted together with the beginning of the voice coil wire. This eliminates the need for the distinction of the end of the auxiliary coil wire and the beginning of the voice coil wire in the production, but at the same time the auxiliary coil part is not traversed by current, since the beginning of the auxiliary coil wire is not contacted.

In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schallwandlers ist der Hilfsspulenteil elektrisch kontaktiert, wobei vorzugsweise der Hilfsspulenteil an einen vom Schwingspulenteil separaten elektrischen Kreis angeschlossen ist. Eine mögliche Anwendung dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schallwandlers ist beispielsweise eine von außen beeinflussbare Dämpfung des Schallwandlers, die sowohl aktiv als auch passiv ausgeführt sein kann. In another embodiment of the sound transducer according to the invention, the auxiliary coil part is electrically contacted, wherein preferably the auxiliary coil part is connected to a separate from the voice coil part electrical circuit. A possible application of this embodiment of the sound transducer according to the invention is, for example, an externally modifiable damping of the sound transducer, which can be designed both active and passive.

Weiterhin ist es prinzipiell möglich, dass der Hilfsspulenteil und der Schwingspulenteil an einen gemeinsamen Stromkreis angeschlossen sind, wobei der Anschluss des Hilfsspulenteils vorzugsweise regelbar ist, z. B. über ein Potentiometer. Der besondere Vorteil hierbei ist, dass mit einer solchen Anordnung zwischen dem Verhalten einer zweiteiligen und einer dreiteiliger Membran oder beliebigen Abstufungen dazwischen gewechselt werden kann. Furthermore, it is in principle possible that the auxiliary coil part and the voice coil part are connected to a common circuit, wherein the connection of the auxiliary coil part is preferably adjustable, for. B. via a potentiometer. The particular advantage of this is that with such an arrangement between the behavior of a two-part and a three-part membrane or any gradations can be changed in between.

Prinzipiell kann der Hilfsspulenteil aus demselben Material oder auch aus einem anderen Material als der Schwingspulenteil gefertigt sein. Die Geometrie des Hilfsspulenteils kann den jeweiligen Anforderungen flexibel angepasst werden. Beispielsweise kann die Anzahl der Wicklungen des Hilfsspulenteils kleiner oder größer oder genau so groß wie die Anzahl der Wicklungen des Hilfsspulenteils sein. Auch im Hinblick auf die Anzahl der Wicklungslagen gibt es verschiedenen Möglichkeiten. Wie bereits erwähnt, kann die Anzahl der Wicklungslagen des Hilfsspulenteils kleiner als die Anzahl der Wicklungslagen des Schwingspulenteils sein, wobei sich der Vorteil ergibt, dass das Gewicht der gesamten Schwingspule reduziert wird. Andererseits ist es auch möglich, dass die Anzahl der Wicklungslagen des Hilfsspulenteils größer oder genau so groß ist wie die Anzahl der Wicklungslagen des Schwingspulenteils. Weiterhin kann die Bauhöhe des Hilfsspulenteils an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Sie kann beispielsweise kleiner oder größer oder genau so groß wie die Bauhöhe des Schwingspulenteils sein. Ebenso kann der Durchmesser des Hilfsspulenteils angepasst werden, wobei der Durchmesser beispielsweise kleiner oder größer oder genau so groß wie der Durchmesser des Schwingspulenteils sein kann. In principle, the auxiliary coil part may be made of the same material or else of a different material than the voice coil part. The geometry of the auxiliary coil part can be flexibly adapted to the respective requirements. For example, the number of windings of the auxiliary coil member may be smaller or larger or equal to the number of windings of the auxiliary coil member. Also with regard to the number of winding layers, there are various possibilities. As already mentioned, the number of winding layers of the auxiliary coil part may be smaller than the number of winding layers of the voice coil part, with the advantage that the weight of the entire voice coil is reduced. On the other hand, it is also possible that the number of winding layers of the auxiliary coil part is greater than or equal to the number of winding layers of the voice coil part. Furthermore, the overall height of the auxiliary coil part can be adapted to the respective requirements. It may, for example, be smaller or larger or exactly as large as the overall height of the voice coil part. Likewise, the diameter of the auxiliary coil part can be adjusted, wherein the diameter may be, for example, smaller or larger or exactly as large as the diameter of the voice coil part.

Die Erfindung umfasst weiterhin eine Schwingspule zur Verwendung in einem elektroakustischen Schallwandler. Erfindungsgemäß ist die Schwingspule zweigeteilt und umfasst einen Hilfsspulenteil und einen Schwingspulenteil, wobei der Hilfsspulenteil zur Befestigung an der Membran des Schallwandlers vorgesehen ist. Bezüglich weiterer Merkmale dieser Schwingspule wird auf die obige Beschreibung verwiesen. The invention further comprises a voice coil for use in an electroacoustic transducer. According to the invention, the voice coil is divided into two and comprises an auxiliary coil part and a voice coil part, wherein the auxiliary coil part is provided for attachment to the diaphragm of the sound transducer. For further features of this voice coil, reference is made to the above description.

Die Erfindung umfasst weiterhin einen Lautsprecher, der wenigstens eine Schwingspule bzw. einen Schallwandler gemäß der obigen Beschreibung umfasst. Weiterhin umfasst die Erfindung einen Kopfhörer mit wenigstens einer solchen Schwingspule bzw. einem solchen Schallwandler. The invention further comprises a loudspeaker comprising at least one voice coil or a sound transducer as described above. Furthermore, the invention comprises a headphone with at least one such voice coil or such a sound transducer.

Schließlich umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer zweigeteilten Schwingspule gemäß der obigen Beschreibung mit einem Hilfsspulenteil und einem Schwingspulenteil, wobei der Hilfsspulenteil und der Schwingspulenteil in ein und demselben Arbeitsprozess gewickelt werden können, insbesondere auf derselben Wickelmaschine. Diese Herstellungsmöglichkeit der zweigeteilten Schwingspule stellt einen besonderen Vorteil im Vergleich mit herkömmlichen dreiteiligen Membranen dar, da dieses Herstellungsverfahren besonders gut automatisiert werden kann. Bei herkömmlichen dreiteiligen Membranen werden für den Spulenkragen oder den Spulenträger zusätzliche Materialien (z. B. Kunststofffolie) und aufwendige Produktionsschritte (z. B. Umformprozesse) benötigt. Derartige zusätzliche Prozesse entfallen bei der Fertigung der erfindungsgemäßen Schwingspule vollständig und werden durch einen wesentlich schnelleren, ohnehin zu durchlaufenden und vorteilhafterweise auch automatisierbaren Wickelprozess ersetzt. Ein personalbetreutes Aufsetzen der Schwingspule auf einen Spulenkragen oder einen Spulenträger wie bei herkömmlichen dreiteiligen Membranen entfällt ebenfalls, da der Hilfsspulenteil und der Schwingspulenteil bereits in der Wickelmaschine mechanisch miteinander verbunden werden. Das Anbringen der erfindungsgemäßen Schwingspule an eine Membran kann in einfacher Weise ohne großen Aufwand durchgeführt werden und ist ebenfalls einer automatisierten Fertigung zugänglich. Finally, the invention comprises a method for producing a two-part voice coil as described above with an auxiliary coil part and a voice coil part, wherein the auxiliary coil part and the voice coil part can be wound in one and the same working process, in particular on the same winding machine. This production possibility of the two-part voice coil is a particular advantage compared to conventional three-part membranes, since this manufacturing process can be automated particularly well. In the case of conventional three-part membranes, additional materials (for example plastic film) and complex production steps (eg forming processes) are required for the coil collar or the coil carrier. Such additional processes are completely eliminated in the production of the voice coil according to the invention and are replaced by a much faster, anyway to be traversed and advantageously also automatable winding process. A staff-based placement of the voice coil on a coil collar or a coil carrier as in conventional three-piece membranes also eliminated, since the auxiliary coil part and the voice coil part are already mechanically interconnected in the winding machine. The attachment of the voice coil according to the invention to a membrane can be carried out in a simple manner without great effort and is also an automated manufacturing accessible.

Im Gegensatz beispielsweise zu einem Spulenkragen oder einem Spulenträger bei einer dreiteiligen Membran, die eine feste Geometrie aufweisen, kann die Geometrie des Hilfsspulenteils beispielsweise im Hinblick auf die Anzahl der Wickellagen oder die Bauhöhe ohne weiteres verändert und angepasst werden. Weiterhin ist eine Optimierung im Hinblick auf ein geringes Gewicht der Schwingspule und auf die erforderliche Stabilität möglich, sodass insgesamt die Herstellung der erfindungsgemäßen Schwingspule sehr flexibel gestaltet werden kann. Die Anpassung der Geometrie des Hilfsspulenteils ist beispielsweise durch entsprechendes Programmieren oder Umrüsten der Wickelmaschine jederzeit möglich. For example, in contrast to a coil collar or a coil support in a three-part membrane, which have a fixed geometry, the geometry of the auxiliary coil part, for example, with regard to the number of winding layers or the height can be easily changed and adjusted. Furthermore, an optimization with regard to a low weight of the voice coil and the required stability is possible, so that overall the production of the voice coil according to the invention can be made very flexible. The adaptation of the geometry of the auxiliary coil part is possible at any time for example by appropriate programming or retooling of the winding machine.

Durch geeignete Abmessungen des Hilfsspulenteils kann das Schwingspulenteil in präziser Weise im Luftspalt eines Ringmagneten oder ähnlichem positioniert werden. Da je nach Impedanz Schwingspulen in unterschiedlicher Höhe eingesetzt werden, sind entsprechende Anpassungen der Geometrien des Hilfsspulenteils vorteilhaft, um den Schwingspulenteil mittig im homogenen Magnetfeld optimal positionieren zu können, sodass beispielsweise Verzerrungen bei der Klangwiedergabe minimiert werden. Da die Geometrien des Hilfsspulenteils erfindungsgemäß in sehr einfacher Weise auch in automatisierten Prozessen variabel angepasst werden können, bietet die Erfindung insbesondere im Hinblick auf die Fertigung und auf die hohe Qualität von entsprechenden Schallwandlern besondere Vorteile. Dabei erlaubt der erfindungsgemäße Schallwandler eine besonders vorteilhafte Möglichkeit zur flexiblen Optimierung der Schwingspulenposition. By suitable dimensions of the auxiliary coil part, the voice coil part can be positioned in a precise manner in the air gap of a ring magnet or the like. Since depending on the impedance voice coils are used at different heights, appropriate adjustments of the geometries of the auxiliary coil part are advantageous to the voice coil part centered in the homogeneous magnetic field optimally position so that, for example, distortions in sound reproduction are minimized. Since the geometries of the auxiliary coil part according to the invention can be variably adjusted in a very simple manner in automated processes, the invention offers particular advantages in terms of production and the high quality of corresponding transducers particular advantages. In this case, the sound transducer according to the invention allows a particularly advantageous possibility for flexible optimization of the voice coil position.

Der Hilfsspulenteil wird ebenso wie der Schwingspulenteil aus Spulendraht gewickelt, dient aber in erster Linie als Abstandhalter zur Positionierung des Schwingspulenteils im Luftspalt. Der erfindungsgemäße Schallwandler verhält sich damit wie ein Schallwandler mit einer herkömmlichen dreiteiligen Membran, wobei jedoch der Fertigungsaufwand deutlich niedriger und vergleichbar mit dem Fertigungsaufwand für eine herkömmliche zweiteilige Membran ist. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Schalwandler über einen vollautomatischen Fertigungsprozess hergestellt werden. Der erfindungsgemäße Schallwandler optimiert damit einerseits die Qualität und andererseits erlaubt er deutliche Einsparungen in der Herstellung. The auxiliary coil part, like the voice coil part, is wound from coil wire, but primarily serves as a spacer for positioning the voice coil part in the air gap. The transducer according to the invention thus behaves like a transducer with a conventional three-part membrane, but the manufacturing cost is significantly lower and comparable to the production cost of a conventional two-piece membrane. In particular, the sound converter according to the invention can be produced via a fully automatic production process. The transducer according to the invention thus optimizes the one hand, the quality and on the other hand it allows significant savings in the production.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich und in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die in der Ausführungsbeispielen und den Zeichnungen näher erläuterten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schwingspule und des Schallwandlers sind dabei nur beispielhaft zu verstehen. Die Anzahl der Wicklungen, die Anzahl der Wicklungslagen und die Geometrien der Schwingspule bzw. deren Hilfsspulenteil und deren Schwingspulenteil können in Anpassung an die jeweiligen Anwendungen durch andere Formen und Ausgestaltungen ersetzt sein. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. Here, the individual features can be implemented individually and in combination with each other. The embodiments of the voice coil according to the invention and of the sound transducer, which are explained in more detail in the exemplary embodiments and the drawings, are to be understood only as examples. The number of windings, the number of winding layers and the geometries of the voice coil or its auxiliary coil part and its voice coil part can be replaced by other shapes and configurations in adaptation to the respective applications.

In den Zeichnungen zeigen: In the drawings show:

1–6 schematische Schnittdarstellungen von verschiedenen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen elektroakustischen Schallwandlers. 1 - 6 schematic sectional views of various embodiments of an electroacoustic transducer according to the invention.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen Description of exemplary embodiments

1 zeigt als schematische Schnittdarstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallwandlers 10. Der Schallwandler 10 umfasst eine magnetische Anordnung 11 mit einem kreisförmig umlaufenden Luftspalt 12. Die magnetische Anordnung 11 kann beispielsweise als Ringmagnet oder Scheibenmagnet oder auch mit anderen Magnetbauformen realisiert sein. In den Luftspalt taucht die Schwingspule 16 ein. Die Schwingspule 16 ist zweigeteilt und umfasst einen unteren Schwingspulenteil 13 und einen oberen Hilfsspulenteil 14. Dabei taucht lediglich der Schwingspulenteil 13 in den Luftspalt 12 ein. Über das obere Ende des Hilfsspulenteils 14 ist die Schwingspule 16 an der Membran 15 befestigt. Die Membran 15 ist mit ihrem äußeren Rand an der magnetischen Ringanordnung 11 befestigt. In dieser Ausgestaltung dient der Hilfsspulenteil 14 in erster Linie als Abstandhalter zwischen dem Schwingspulenteil 13 und der Membran 15. Die Anzahl der Wicklungslagen des Hilfsspulenteils 14 und des Schwingspulenteils 13 sind in diesem Beispiel identisch. Der Schwingspulenteil 13 wird durch den Hilfsspulenteil 14 in einer vergleichbaren Position im Luftspalt 12 gehalten, wie dies bei einer dreiteiligen Membran aus dem Stand der Technik der Fall ist. Der erfindungsgemäße Schallwandler 10 und insbesondere die erfindungsgemäße Schwingspule 16 mit dem Schwingspulenteil 13 und dem Hilfsspulenteil 14 vereint die Vorteile einer dreiteiligen Membran im Hinblick auf die besonderen klanglichen Qualitäten mit der einfachen Herstellung einer zweiteiligen Membran. Der Hilfsspulenteil 14 gewährleistet einen ausreichenden Abstand zwischen dem Schwingspulenteil 13 und der Membran 15 während des Betriebs des Schallwandlers 10, sodass sich der Schwingspulenteil 13 im homogenen Magnetfeld befindet und es nicht zu Beeinträchtigungen in der Klangqualität durch mangelhafte Positionierung des Schwingspulenteils 13 im Magnetfeld kommt. 1 shows a schematic sectional view of a first embodiment of a transducer according to the invention 10 , The sound transducer 10 includes a magnetic arrangement 11 with a circular circumferential air gap 12 , The magnetic arrangement 11 can be realized for example as a ring magnet or disc magnet or with other types of magnet. The voice coil dives into the air gap 16 one. The voice coil 16 is divided into two parts and includes a lower voice coil part 13 and an upper auxiliary coil part 14 , Only the voice coil part dives 13 in the air gap 12 one. Over the upper end of the auxiliary coil part 14 is the voice coil 16 on the membrane 15 attached. The membrane 15 is with its outer edge on the magnetic ring assembly 11 attached. In this embodiment, the auxiliary coil part is used 14 primarily as a spacer between the voice coil part 13 and the membrane 15 , The number of winding layers of the auxiliary coil part 14 and the voice coil part 13 are identical in this example. The voice coil part 13 is through the auxiliary coil part 14 in a comparable position in the air gap 12 held, as is the case with a three-part membrane of the prior art. The sound transducer according to the invention 10 and in particular the voice coil according to the invention 16 with the voice coil part 13 and the auxiliary coil part 14 combines the advantages of a three-part membrane in terms of the special tonal qualities with the simple production of a two-part membrane. The auxiliary coil part 14 ensures a sufficient distance between the voice coil part 13 and the membrane 15 during operation of the sound transducer 10 so that the voice coil part 13 in the homogeneous magnetic field and it does not affect the sound quality due to poor positioning of the voice coil part 13 in the magnetic field comes.

Der Hilfsspulenteil 14 und der Schwingspulenteil 13 können zusammen in demselben Wickelprozess gefertigt werden, sodass eine aufwendige Montage eines Spulenkragens oder eines Spulenträgers entfällt. Darüber hinaus sind die Geometrien des Hilfsspulenteils 14 durch einfache Anpassungen während des Wickelprozesses variabel einstellbar und an verschiedene Anwendungen anpassbar. The auxiliary coil part 14 and the voice coil part 13 can be manufactured together in the same winding process, so that a complex assembly of a coil collar or a coil carrier deleted. In addition, the geometries of the auxiliary coil part 14 variably adjustable through simple adjustments during the winding process and adaptable to different applications.

2 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schallwandlers 20. Bis auf die Ausgestaltung der Schwingspule 26 entspricht der Schallwandler 20 der in 1 gezeigten Ausgestaltung und ist mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das Gleiche gilt für die nachfolgenden Figuren. Die Schwingspule 26 umfasst einen Schwingspulenteil 23 und einen Hilfsspulenteil 24, wobei in dieser Ausgestaltung der Hilfsspulenteil 24 nur eine Wickellage und der Schwingspulenteil 23 zwei Wickellagen aufweist. Die Anzahl der Wickellagen ist hier nur beispielhaft zu verstehen. Durch die geringere Anzahl der Wicklungslagen des Hilfsspulenteils 24 im Vergleich mit dem Schwingspulenteil 23 wird das Gewicht des Hilfsspulenteils 24 und damit das gesamte Gewicht der Schwingspule 26 vorteilhafterweise verringert, wodurch die bewegte Masse im Schallwandler 20 reduziert wird. 2 shows a further embodiment of a sound transducer according to the invention 20 , Except for the design of the voice coil 26 corresponds to the sound transducer 20 the in 1 shown embodiment and is provided with the same reference numerals. The same applies to the following figures. The voice coil 26 includes a voice coil part 23 and an auxiliary coil part 24 , In this embodiment, the auxiliary coil part 24 only one winding layer and the voice coil part 23 has two winding layers. The number of winding layers is only to be understood as an example here. Due to the smaller number of winding layers of the auxiliary coil part 24 in comparison with the voice coil part 23 becomes the weight of the auxiliary coil part 24 and thus the entire weight of the voice coil 26 advantageously reduced, whereby the moving mass in the sound transducer 20 is reduced.

3 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Schwingspule 36 bei einem Schallwandler 30. In dieser Ausgestaltung fungiert der Hilfsspulenteil 34 zum einen als Abstandhalter und darüber hinaus auch als Träger für den Schwingspulenteil 33. Dabei erstreckt sich der Hilfsspulenteil 34 über die gesamte Länge der Schwingspule 36. Der Schwingspulenteil 33 ist im entsprechenden Bereich außen auf den Hilfsspulenteil 34 gewickelt. Hierbei ist der Durchmesser des Hilfsspulenteils 34 kleiner als der Durchmesser des aufgewickelten Schwingspulenteils 33. In dieser Ausgestaltung ist vorzugsweise nur der außen liegende Schwingspulenteil 33 elektrisch kontaktiert. 3 shows a further embodiment possibility of the voice coil 36 with a sound transducer 30 , In this embodiment, the auxiliary coil part functions 34 on the one hand as a spacer and also as a support for the voice coil part 33 , In this case, the auxiliary coil part extends 34 over the entire length of the voice coil 36 , The voice coil part 33 is in the corresponding area outside on the auxiliary coil part 34 wound. Here, the diameter of the auxiliary coil part 34 smaller than the diameter of the wound voice coil part 33 , In this embodiment, preferably only the outer voice coil part 33 electrically contacted.

4 illustriert eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwingspule 46 in einem Schallwandler 40. Hierbei bildet der Hilfsspulenteil 44 gewissermaßen einen Teil des Schwingspulenteils 43, wobei sich der Hilfsspulenteil 44 durch eine geringere Wicklungshöhe gegenüber dem Schwingspulenteil 43 auszeichnet und der Schwingspulenteil 43 eine höhere Anzahl von Wicklungslagen als der Hilfsspulenteil 44 besitzt. Der Hilfsspulenteil 44 und der Schwingspulenteil 43 sind aus einem durchgehenden Draht gewickelt und dadurch beide elektrisch kontaktiert. Es ergibt sich somit eine kombinierte Hilfs- und Schwingspule. 4 illustrates another embodiment of a voice coil according to the invention 46 in a sound transducer 40 , Here forms the auxiliary coil part 44 in a sense a part of the voice coil part 43 , wherein the auxiliary coil part 44 by a lower winding height compared to the voice coil part 43 distinguishes and the voice coil part 43 a higher number of winding layers than the auxiliary coil part 44 has. The auxiliary coil part 44 and the voice coil part 43 are wound from a continuous wire and thereby both electrically contacted. This results in a combined auxiliary and voice coil.

5 illustriert eine elektrische Kontaktierungsmöglichkeit für die erfindungsgemäße Schwingspule 56 eines Schallwandlers 50. Hierbei ist der Hilfsspulenteil 54 teilkontaktiert. Der Anfang des Hilfsspulendrahtes ist abgeschnitten. Das Ende des Hilfsspulendrahtes ist zusammen mit dem Anfang des Drahtes des Schwingspulenteils 53 kontaktiert. Der Schwingspulenteil 53 ist dabei an einen elektrischen Kreis 150 angeschlossen. Der Hilfsspulenteil 54 wird im Betrieb aber nicht von Strom durchflossen, da der Anfang des Hilfsspulendrahtes nicht kontaktiert ist. Der elektrische Kreis 150 kann z. B. ein Verstärker sein. 5 illustrates an electrical contacting possibility for the voice coil according to the invention 56 a sound transducer 50 , Here is the auxiliary coil part 54 part contacted. The beginning of the auxiliary coil wire is cut off. The end of the auxiliary coil wire is together with the beginning of the wire of the voice coil part 53 contacted. The voice coil part 53 is doing to an electrical circuit 150 connected. The auxiliary coil part 54 however, current does not flow through it since the beginning of the auxiliary coil wire is not contacted. The electrical circuit 150 can z. B. be an amplifier.

6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Kontaktierung der erfindungsgemäßen Schwingspule 66 bei dem Schallwandler 60. Dieses Beispiel zeigt eine getrennte Kontaktierung des Hilfsspulenteils 64 und des Schwingspulenteils 63. Der Hilfsspulenteil 64 und der Schwingspulenteil 63 sind jeweils an separaten elektrischen Kreisen 160 bzw. 170 angeschlossen. Hierbei kann der Hilfsspulenteil 64 beispielsweise zur Regelung des eigentlichen Nutzsignals, das über den Schwingspulenteil 63 läuft, genutzt werden. Beispielsweise kann über den elektrischen Kreis 160 eine von außen beeinflussbare Dämpfung des Schallwandlers 60 (aktiv oder auch passiv) realisiert werden. 6 shows a further possibility of contacting the voice coil according to the invention 66 at the sound transducer 60 , This example shows a separate contacting of the auxiliary coil part 64 and the voice coil part 63 , The auxiliary coil part 64 and the voice coil part 63 are each on separate electrical circuits 160 respectively. 170 connected. Here, the auxiliary coil part 64 for example, to control the actual useful signal, via the voice coil part 63 runs, be used. For example, over the electrical circuit 160 an externally influenced attenuation of the sound transducer 60 (active or passive) can be realized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009038593 A1 [0003]
DE 102009011773 A1 [0004]
DE 3241898 A1 [0005]
DE 2604888 A1 [0006]

Claims

Electroacoustic transducer ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ) with at least one membrane ( 15 ), on which at least one voice coil ( 16 ; 26 ; 36 ; 46 ; 56 ; 66 ), wherein the voice coil is intended for immersion in a homogeneous magnetic field, characterized in that the voice coil ( 16 ; 26 ; 36 ; 46 ; 56 ; 66 ) is divided into two parts and an auxiliary coil part ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ) and a voice coil part ( 13 ; 23 ; 33 ; 43 ; 53 ; 63 ), wherein the auxiliary coil part ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ) on the membrane ( 15 ) is attached.

Sound transducer according to claim 1, characterized in that the auxiliary coil part ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ) is provided at most partially immersed in the homogeneous magnetic field.

Sound transducer according to claim 1 or claim 2, characterized in that the auxiliary coil part ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ) a spacer between the voice coil part ( 13 ; 23 ; 33 ; 43 ; 53 ; 63 ) and the membrane ( 15 ).

Sound transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the voice coil ( 16 ; 26 ; 36 ; 46 ; 56 ; 66 ) with the auxiliary coil part ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ) and the voice coil part ( 13 ; 23 ; 33 ; 43 ; 53 ; 63 ) can be produced in a working process.

Sound transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the auxiliary coil part ( 34 ) a carrier for the voice coil part ( 33 ).

Sound transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the auxiliary coil part ( 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ) less winding layers than the voice coil part ( 23 ; 33 ; 43 ; 53 ; 63 ) having.

Sound transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the auxiliary coil part ( 54 ) is electrically short-circuited or electrically not contacted or partially electrically contacted.

Sound transducer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the auxiliary coil part ( 64 ) is electrically contacted.

Sound transducer according to claim 8, characterized in that the auxiliary coil part ( 64 ) to a separate electrical circuit ( 160 ) connected.

Voice coil ( 16 ; 26 ; 36 ; 46 ; 56 ; 66 ) for use in an electroacoustic transducer having at least one membrane ( 15 ), characterized in that the voice coil is divided into two parts and an auxiliary coil part ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ) and a voice coil part ( 13 ; 23 ; 33 ; 43 ; 53 ; 63 ), wherein the auxiliary coil part ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ) for attachment to the membrane ( 15 ) is provided.

Voice coil according to claim 10, characterized in that the voice coil has at least one of the features according to one of claims 2 to 9.

Speaker with at least one voice coil ( 16 ; 26 ; 36 ; 46 ; 56 ; 66 ) according to claim 10 or claim 11.

Headphones with at least one voice coil ( 16 ; 26 ; 36 ; 46 ; 56 ; 66 ) according to claim 10 or claim 11.

Method for producing a voice coil ( 16 ; 26 ; 36 ; 46 ; 56 ; 66 ) according to claim 10 or claim 11, characterized in that the auxiliary coil part ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ) and the voice coil part ( 13 ; 23 ; 33 ; 43 ; 53 ; 63 ) are wrapped in a work process.