DE1121654B

DE1121654B - Method and centering ring for centering the voice coil of an electroacoustic transducer with an annular gap magnet system

Info

Publication number: DE1121654B
Application number: DES70152A
Authority: DE
Inventors: Otto Bruennert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-08-31
Filing date: 1960-08-31
Publication date: 1962-01-11

Description

Verfahren und Zentrierring zum Zentrieren der Schwingspule eines elektroakustischen Wandlers mit Ringspaltmagnetsystem Die Empfindlichkeit elektroakustischer Wandler mit Ringspaltmagnetsystem ist proportional der Feldstärke des magnetischen Gleichfeldes in dem Luftspalt und der dem magnetischen Gleichfeld ausgesetztenLeiterlänge. Das bedeutet, daß derLuftspalt möglichst schmal und der Füllfaktor in ihm möglichst groß sein soll. Diese Forderung für elektroakustische Wandler großer Empfindlichkeit bedingt ein mechanisches Problem. Die Schwingspule muß, um ihre Funktion erfüllen zu können, nämlich in dem schmalen Luftspalt frei zu schwingen, möglichst genau zentriert sein.Method and centering ring for centering the voice coil of an electroacoustic Transducer with an annular gap magnet system The sensitivity of electroacoustic transducers with an annular gap magnet system is proportional to the field strength of the magnetic constant field in the air gap and the length of the conductor exposed to the constant magnetic field. That means that the air gap is as narrow as possible and the filling factor in it is as narrow as possible should be great. This requirement for electroacoustic transducers of great sensitivity caused a mechanical problem. The voice coil has to perform its function to be able, namely to swing freely in the narrow air gap, as precisely as possible be centered.

Es ist bisher üblich, die Schwingspule in der Weise zu zentrieren, daß sie zunächst vermittels einer Zentriereinrichtung konzentrisch mit der Membran verbunden wird und im Wandlergehäuse ein zu den Polschuhflächen koaxialer zylindrischer Zentrierrand vorgesehen ist, dessen Durchmesser mit dem Mernbrandurchmesser übereinstimmt und durch den die Membran und damit auch die Schwingspule in einer zentrischen Lage gehalten wird. Die Genauigkeit einer derartigen Zentrierung ist durch die Toleranzen bebegrenzt, die für eine zentrische Befestigung der Schwingspule an der Membran und die Zentrierung der Membran durch den Zentrierrand des Gehäuses zugestanden werden müssen. Empfindliche Wandler können auf die bekannte Art nur dann zentriert werden, wenn sehr hohe Anforderungen an die Toleranzen gestellt werden.It has been common practice to center the voice coil in such a way that that they are initially concentric with the membrane by means of a centering device is connected and in the converter housing to the pole piece coaxial cylindrical Centering edge is provided, the diameter of which corresponds to the Mernbrand diameter and through which the membrane and thus also the voice coil in a central position is held. The accuracy of such a centering is due to the tolerances limited for a centric attachment of the voice coil to the membrane and the centering of the membrane is allowed by the centering edge of the housing Need to become. Sensitive transducers can only then be centered in the known way when very high demands are placed on the tolerances.

Ziel der Erfindung ist ein Verf ahren zum Zentrieren der Schwingspule eines elektroakustischen Wandlers mit Ringspaltmagnetsystem, das ohne große Anforderungen an die Toleranz der betreffenden Teile eine große Genauigkeit der Zentrierung ermöglicht.The aim of the invention is a method for centering the voice coil an electroacoustic transducer with an annular gap magnet system that does not require any major requirements allows a high accuracy of the centering to the tolerance of the parts concerned.

Bei dem erfindungsgemäßen Zentrierverfahren wird mit Hilfe eines axial verschiebbaren Zentrierringes, welcher sich im Wandlergehäuse befindet und durch ein von außen zugängliches Betätigungsorgan an den ringförmigen Luftspalt herangebracht ist, die Lage der Schwingspule innerhalb des Luftspaltes bezüglich einer der beiden den Luftspalt begrenzenden Polschuhflächen festgelegt, anschließend die mit der Schwingspule verbundene Membran befestigt und dann der Zentrierring vom Luftspalt entfernt und im Wandlergehäuse befestigt.In the centering method according to the invention, an axial movable centering ring, which is located in the converter housing and through an externally accessible actuator brought up to the annular air gap is the position of the voice coil within the air gap with respect to one of the two the air gap delimiting the pole shoe surfaces set, then the with the Voice coil attached membrane and then the centering ring from the air gap removed and fixed in the converter housing.

Während bei dem bisher bekannten Zentrierverfahren die Festlegung der Spule im Luftspalt in mehreren Schritten und indirekt erfolgt, nämlich dadurch, daß die betreffenden Teile jeweils auf eine gemeinsame zentrische Achse bezogen werden, wird bei dem erfindungsgemäßen Zentrierverfahren die Lage der Spule im Luftspalt direkt in Beziehung gebracht zu den den Luftspalt begrenzenden Polsehuhfläehen. Die Erfindung macht hierbei von der Tatsache Gebrauch, daß es für die Funktion der Schwingspule nicht so sehr auf eine zentrische Lage derselben ankommt wie auf das Vorhandensein zweier Restluftspalte zwischen der Spulenbegrenzung und den Polschuhflächen. Durch einen Zentrierring, der so ausgebildet ist, daß er die Mindestbreite dieser Restluftspalte garantiert, läßt sich bei geringen Anforderungen an die Genauigkeit dieses Zentrierringes die Schwingspule so im Luftspalt festlegen, daß sie während ihrer Schwingungen im Luftspalt nicht die Polschuhflächen berührt, also funktionsfähig ist. Hierzu ist es nicht erforderlich, daß die Schwingspule genau zentrisch an der Membran befestigt ist. Ebenso lassen sich bei geeigneter Ausbildung des Zentrierringes Unrundheiten der Schwingspule ausgleichen.While in the previously known centering process, the definition the coil in the air gap takes place in several steps and indirectly, namely by that the parts in question are each related to a common central axis in the centering method according to the invention, the position of the coil in the air gap directly related to the pole shoe surfaces delimiting the air gap. The invention makes use of the fact that it is necessary for the function of the The voice coil does not depend so much on a centric position of the same as on that Presence of two residual air gaps between the coil limitation and the pole shoe surfaces. By a centering ring, which is designed so that it has the minimum width of this Residual air gap guaranteed, can be used with low accuracy requirements this centering ring so set the voice coil in the air gap that it during its vibrations in the air gap does not touch the pole shoe surfaces, so it is functional is. For this it is not necessary that the voice coil is exactly centered on the Membrane is attached. Likewise, with a suitable design of the centering ring Compensate for out-of-roundness in the voice coil.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann bei entsprechender Formgebung des Zentrierringes dieser als Resonatorwand für einen an den Raum hinter der Membran angekoppelten Resonator verwendet werden, wobei die Möglichkeit besteht, nach dem Zusammenbau des elektroakustischen Wandlers durch Verschieben der Resonatorwand die Größe des Resonatorvolumens und damit die Eigenfrequenz des Resonators zu verändern.According to a further development of the invention, with an appropriate shape the centering ring this as a resonator wall for one to the space behind the membrane coupled resonator are used, with the possibility of after Assembly of the electroacoustic transducer by moving the resonator wall to change the size of the resonator volume and thus the natural frequency of the resonator.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.The invention is further illustrated by an embodiment with reference to FIGS. 1 to 3.

Fig. 1 stellt hierbei einen elektroakustischen Wandler mit Ringspaltmagnetsystem im Schnitt dar, und zwar kurz nach dem Zentriervorgang, bevor der Zentrierring vom Luftspalt entfernt ist; in Fig. 2 und 3 ist der verwendete Zentrierring nochmals im Schnitt und in einer Draufsicht gezeigt. 1 shows an electroacoustic transducer with an annular gap magnet system in section, namely shortly after the centering process, before the centering ring is removed from the air gap; In Fig. 2 and 3 , the centering ring used is shown again in section and in a plan view.

Bei dem elektroakustischen Wandler nach Fig. 1 sind das Gehäuse 1, der Dauermagnet 2 und die Polplatte 3 in bekannter Weise zueinander angeordnet. Die Schwingspule 4 ist an der Membran 5 mittels eines Trägers 6 befestigt und befindet sich in dem ringförmigen Luftspalt zwischen der Polplatte 3 und dem Gehäuse 1. Das Wandlergehäuse ist durch den Gehäusedeckel 7, in dem öffnungen 8 vorgesehen sind, abgeschlossen. Durch den Bördelring 9 wird der Gehäusedeckel am oberen Rand 10 des Gehäuses gehalten und zugleich die zwischen dem Deckelrand und dem Gehäuserand eingeklemmte Membran befestigt. Am Luftspalt befindet sich der Zentrierring 11, an dem als Betätigungsorgan zum Verschieben des Zentrierringes zylindrische, Stifte 12 befestigt sind, die durch die Öffnungen 13 in der Gehäusewandung des Wandlers nach außen geführt sind.In the electroacoustic transducer according to FIG. 1 , the housing 1, the permanent magnet 2 and the pole plate 3 are arranged with respect to one another in a known manner. The voice coil 4 is attached to the diaphragm 5 by means of a carrier 6 and is located in the annular air gap between the pole plate 3 and the housing 1. The converter housing is closed by the housing cover 7 in which openings 8 are provided. The housing cover is held by the crimp ring 9 on the upper edge 10 of the housing and at the same time the membrane clamped between the cover edge and the housing edge is fastened. Located at the air gap is the centering ring 11, to which cylindrical pins 12 are attached as an actuating element for moving the centering ring and are guided to the outside through the openings 13 in the housing wall of the transducer.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zentrieren der Schwingspule erfolgt in der Weise, daß vor dem Befestigen des Gehäusedeckels 7 der Zentrierring mit Hilfe der nach außen geführten zylindrischen Stifte 1L2 an den Luftspalt herangebracht wird, in dem sich die mit der Membran verbundene Schwingspule bereits befindet oder auch erst hineingebracht wird, und durch den Zentrierring die Lage der Schwingspule innerhalb des Luftspaltes bezüglich einer der beiden den Luftspalt begrenzenden Polschuhflächen festgelegt wird. Bei dem gewählten Beispiel dient als Bezugsfläche für die Zentrierung die innere Polschuhfläche 14 des Luftspaltes. Zu diesem Zweck ist der Zentrierring 11 mit zylindrischen Ansätzen 15 versehen, deren Innendurchmesser mit dem Außendurchmesser der Polplatte 3 übereinstimmt und die so dick ausgeführt sind, daß damit eine Mindestbreite des Restluftspaltes zwischen dem Träger 6 der Schwingspule und der Polschuhfläche 14 garantiert ist. Nachdem mit Hilfe des Zentrierringes die Schwingspule in einer derartige Lage gebracht ist, wird die mit der Schwingspule verbundene Membran durch den Bördelring 9 festgelegt. Anschließend wird der Zentrierring durch die zylindrischen Stifte 12 vom Luftspalt entfernt und im Wandlergehäuse befestigt. Die Befestigung erfolgt zweckmäßig dadurch, daß die zylindrischen Stifte mit der Gehäusewandung verklebt und ihre aus dem Gehäuse ragenden Teile abgetrennt werden.The method according to the invention for centering the voice coil is carried out in such a way that, before the housing cover 7 is fastened, the centering ring is brought to the air gap in which the voice coil connected to the membrane is already or is only located with the help of the outwardly guided cylindrical pins 1L2 is brought into it, and the position of the voice coil within the air gap with respect to one of the two pole shoe surfaces delimiting the air gap is determined by the centering ring. In the example chosen, the inner pole piece surface 14 of the air gap serves as the reference surface for centering. For this purpose, the centering ring 11 is provided with cylindrical lugs 15 , the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the pole plate 3 and which are made so thick that a minimum width of the residual air gap between the carrier 6 of the voice coil and the pole piece surface 14 is guaranteed. After the voice coil has been brought into such a position with the aid of the centering ring, the membrane connected to the voice coil is fixed by the crimp ring 9. The centering ring is then removed from the air gap by the cylindrical pins 12 and fastened in the converter housing. The fastening is expediently carried out in that the cylindrical pins are glued to the housing wall and their parts protruding from the housing are separated.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Zentrierring als Resonatorwand für einen Resonator ausgebildet, der außerdem von einem Teil der inneren Gehäusewandung und einem Teil der Außenfläche des Dauermagneten begrenzt ist. Ein derartiger Resonator dient dazu, durch Absorption der Energie in einem kleinen Frequenzbereich Resonanzstellen des Systems auszugleichen. Er ist zu diesem Zweck über die öffnungen 16 in der Polplatte an das Volumen, welches sich unmittelbar hinter der Membran befindet, angekoppelt. Sind entsprechend dem Ausführungsbeispiel Teile der Innenfläche des Gehäuses und der Außenfläche des Dauermagneten koaxial zueinander und sind der Innendurchmesser und der Außendurchmesser des Zentrierringes den Durchmessern, in denen diese Flächen liegen, angepaßt, dann ist es möglich, bei geschlossenem Wandlergehäuse die Größe des Resonatorraumes zu verändern und damit im Betriebszustand des Wandlers die Eigenfrequenz des Resonators an eine gewünschte Stelle des Frequenzbereichs zu legen. Der zur Verbesserung des Frequenzgangs vorgesehene Resonator kann damit im Betriebszustand des Wandlers abgeglichen werden.According to a further development of the invention, the centering ring is designed as a resonator wall for a resonator, which is also delimited by part of the inner housing wall and part of the outer surface of the permanent magnet. Such a resonator is used to compensate for resonance points in the system by absorbing the energy in a small frequency range. For this purpose , it is coupled via the openings 16 in the pole plate to the volume which is located directly behind the membrane. If, according to the exemplary embodiment, parts of the inner surface of the housing and the outer surface of the permanent magnet are coaxial with one another and the inner diameter and outer diameter of the centering ring are adapted to the diameters in which these surfaces are located, then it is possible to change the size of the resonator chamber with the converter housing closed and thus to place the natural frequency of the resonator at a desired point in the frequency range in the operating state of the converter. The resonator provided to improve the frequency response can thus be adjusted in the operating state of the converter.

In den Fig. 2 und 3 ist der in der Anordnung nach Fig. 1 verwendete Zentrierring, der sich sowohl für die Zentrierung der Schwingspule als auch als Resonatorwand für einen im Volumen veränderlichen Resonator eignet, nochmals gesondert dargestellt. Er besteht aus dem flanschartigen Teil 17, dessen Innen-und Außendurchmesser etwa den Durchmessern des Dauerinagneten und der Gehäusewandung entsprechen, und vier zylindrischen Ansätzen 15. Der Innendurchmesser der zylindrischen Ansätze entspricht dem Außendurchmesser der Polplatte 3. Die Dicke der zylindrischen Ansätze stimmt mit der Breite des gewünschten Restluftspaltes zwischen der inneren Polschuhfläche und dem Spulenträger überein. Um ein leichtes Einführen in den Restluftspalt zuermögliehen, sind die Ansätze 15 oben etwas verjüngL Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Zentrierring aus einem elastischen Kunststoff gefertigt. Um eine vollkommene Abdichtung des Resonatorraumes bei seiner Verwendung als Resonatorwand zu gewährleisten, ist er mit einer ringförmigen Rille 18 ausgeführt, so daß er federnde Eigenschaften besitzt und sich akustisch dicht an die Begrenzungsflächen anschmiegt. Die rohrförrnigen Öffnungen 19, welche vorzugsweise mit einer Folie aus akustisch dämpfendem Material 20 abgeschlossen sind, dienen als Resonatoröffnungen.In FIGS. 2 and 3 , the centering ring used in the arrangement according to FIG. 1 , which is suitable both for centering the voice coil and as a resonator wall for a resonator of variable volume, is shown again separately. It consists of the flange-like part 17, the inner and outer diameters of which correspond approximately to the diameters of the permanent magnet and the housing wall, and four cylindrical lugs 15. The inner diameter of the cylindrical lugs corresponds to the outer diameter of the pole plate 3. The thickness of the cylindrical lugs corresponds to the width of the desired residual air gap between the inner pole shoe surface and the coil carrier. In order to allow easy introduction into the remaining air gap, the projections 15 are slightly tapered at the top. In the exemplary embodiment, the centering ring is made of an elastic plastic. In order to ensure complete sealing of the resonator chamber when it is used as a resonator wall, it is designed with an annular groove 18 so that it has resilient properties and hugs the boundary surfaces acoustically tightly. The tubular openings 19, which are preferably closed with a film made of acoustically damping material 20, serve as resonator openings.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for centering the voice coil of an electroacoustic transducer with an annular gap magnet system, characterized in that with the help of an axially displaceable centering ring (11) which is located in the transducer housing (1) and an externally accessible actuator (12) on the annular Air gap is brought, the position of the voice coil (4) within the air gap with respect to one of the two pole shoe surfaces (14) delimiting the air gap is determined, then the membrane (5) connected to the voice coil is attached and then the centering ring is removed from the air gap and in the converter housing is attached.

2. Centering ring for the method according to claim 1, characterized in that it consists of an annular flange-like part (17) and a cylindrical part (15) , the inner diameter of the cylindrical part corresponding to the diameter of the pole piece edge delimiting the annular air gap inwardly. and the thickness of the cylindrical part is adapted to the desired width of the residual air gap between the inner pole piece surface and the voice coil. 3. centering ring for the method according to claim 1, characterized in that the centering ring consists of an annular flange-like part and a cylindrical part, wherein the outer diameter of the cylindrical part corresponds to the diameter of the annular air gap to the outside bounding pole shoe edge and the thickness of the cylindrical part of the The desired width of the remaining air gap between the outer pole piece surface and the voice coil is adapted _ 4. Centering ring for the method according to claim 1, characterized in that it consists of an annular flange-like part and a cylindrical part with a U-shaped cross section, the inner and outer diameters of the cylindrical part correspond to the diameters of the pole piece edges delimiting the air gap and the thickness of the annular recess of the cylindrical part corresponds to the thickness of the voice coil. 5. Centering ring according to one of claims 2 to 4, characterized in that the cylindrical part is interrupted several times along its circumference. 6. The method according to claim 1, characterized in that the centering ring is displaced by means of at least one cylindrical pin (12) attached to it, which is guided to the outside through an opening (13) in the housing of the transducer. 7. The method according to claim 1, characterized in that the centering ring is designed as a resonator wall for an annular resonator chamber and is fastened after the centering process at a point in the converter housing for which the resonator chamber has the desired size. 8. centering ring for the method according to claim 7, characterized in that at least one tubular opening (19) is provided in it, which is closed with a film (20) made of acoustic damping material. 9. centering ring for the method according to claim 1 or 7, characterized in that it consists of an elastic plastic, preferably polyplast. 10. centering ring according to claim 9, characterized in that it is provided with at least one annular groove (18) . 11. The method according to claim 1 or 7, characterized in that the centering ring is fixed in its position after the centering process by fastening the actuating member connected to it on the converter housing.