DE1224366B - Elektroakustischer Wandler und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents
Elektroakustischer Wandler und Vorrichtung zu seiner HerstellungInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCiIES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
H04r
Deutsche Kl.: 21 a2 - 2/01
Nummer: 1224 366
Aktenzeichen: A 43992 VIII a/21 a2
Anmeldetag: 7. September 1963
Auslegetag: 8. September 1966
Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler, und zwar einen elektrodynamischen Wandler
mit einem einen Dauermagneten aufweisenden Magnetsystem, das einen ringförmigen Luftspalt für
die Tauchspule aufweist und dessen Einzelteile durch einen aus einem unter Druck fließenden Metall oder
einem thermoplastischen Material bestehenden, vorzugsweise nach einem Spritz- oder Druckgußverfahren
hergestellten Formkörper lagerichtig zusammengehalten sind, der das Magnetsystem, gegebenenfalls
unter gleichzeitiger einstückiger Ausbildung eines Membrankorbes od. dgl., umhüllt und dessen Material
zumindest einen dem Dauermagneten benachbarten freien Raum in dem Magnetsystem zumindest
teilweise ausfüllt.
Das Magnetsystem besteht bei diesem aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1744 859 bekannten
Wandler, wie übrigens bei der Mehrzahl der Wandler dieser Art, aus einem gegebenenfalls mehrteilig
aus einer Bodenplatte und aufgesetzten Seitenteilen ao sowie einer Polplatte zusammengesetzten »Weicheisenbügel«,
der im Prinzip topfartig ausgebildet ist und in den der kernförmige Dauermagnet eingesetzt
ist. Vor der Herstellung des Formkörpers mittels des Spritz- oder Druckgußverfahrens muß hierbei
der Dauermagnet mit der Bodenplatte im Rahmen eines eigenen Arbeitsganges, beispielsweise durch
Löten, Verkleben oder Vernieten, verbunden werden, um sicherzustellen, daß bei dem fertigen Wandler
ein einwandfrei gleichmäßiger Luftspalt vorhanden ist. Wohl kann bei Wandlern, an deren Qualität
geringe Anforderungen gestellt werden, wie es etwa bei gewissen Arten von Lautsprechern der Fall ist,
der Dauermagnet auf die Bodenplatte ohne weitere Verbindung mit dieser einfach aufgesetzt werden,
doch ist eine solche Anordnung z. B. bei hochwertigen Mikrophonen nicht brauchbar.
Grundsätzlich gilt für die Herstellung solcher in großer Stückzahl zu fabrizierender elektroakustischer
Wandler, daß unter Wahrung höchster Qualitätsanforderungen strengste Rationalisierungsmaßnahmen
angewandt werden müssen. Aus diesem Grunde besteht das Bestreben, alle von Hand vorzunehmenden
Arbeitsgänge, die zum Verbinden einzelner Bauteile des Wandlers erforderlich sind, auf ein
Minimum herunterzudrücken.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Wandler der eingangs genannten
Art zu schaffen, der sich durch einen einwandfrei stabilen Aufbau auszeichnet und der insbesondere
bei einfacher Herstellungsmöglichkeit grundsätzlich auf die Notwendigkeit der Anordnung von Klebe-,
Elektroakustischer Wandler und Vorrichtung zu
seiner Herstellung
seiner Herstellung
Anmelder:
Akustische u. Kino-Geräte
Gesellschaft m. b. H., Wien
Vertreter:
Dipl.-Ing. W. Scherrmann
und Dr.-Ing. R. Rüger, Patentanwälte,
Eßlingen, Fabrikstr. 9
Als Erfinder benannt:
Ernst Pless, Wien
Ernst Pless, Wien
Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 13. Dezember 1962 (A 9743/62)
Löt- oder Nietstellen zur Verbindung von Einzelteilen,
wie etwa des Dauermagneten mit der Bodenplatte des Magnetsystems, verzichtet. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß das Magnetsystem einen zentrisch angeordneten Durchgangskanal aufweist, der ganz oder teilweise mit dem
Material des Formkörpers gefüllt ist, das zumindest an der Polplatte und der Bodenplatte des Magnetsystems
verankert ist und diese gegen den Dauermagneten andrückt.
Die neuartige Ausbildung des Wandlers gewährleistet, daß die Polplatte zentrisch, d. h. in der Mitte
auf den Dauermagneten aufgedrückt wird. Dadurch ergibt sich eine sehr günstige Verankerung der PoI-
und Bodenplatte gegen den Magneten, die einen geringen magnetischen Widerstand des Kraftlinienweges
zur Folge hat, während gleichzeitig eine einwandfreie Fixierung aller Teile gegeben ist.
Die neuartige Ausbildung des erfindungsgemäßen Wandlers gestattet es, an dem einstückigen Formkörper
in einer vorteilhaften Ausführungsform an dessen das Magnetsystem umhüllenden Teil scheiben-
oder ringförmige Fortsätze vorzusehen, die jeweils über eine in der Ebene der Polplattenoberfläche
liegende obere Planfläche verfügen. Derartige an den Formkörper angeformte ringförmige Fortsätze
sind bei solchen Wandlern an sich bekannt, beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster
1 774 170. Sie dienen zur Einspannung der Membran und können auch, wie etwa bei dem Wandler nach
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dem deutschen Gebrauchsmuster 1799329, als Lautsprecherkörbe
ausgebildet sein. Wenn nun der Formkörper einerseits den Dauermagneten lagerichtig
fixieren und andererseits das Magnetsystem zusammenhalten soll, so liegen die Fortsätze bei bekannten
Ausführungen oberhalb der Polplatte, die Öffnungen aufweist, durch welche das Material der Fortsätze
mit den innerhalb des Magnetsystems liegenden und den Dauermagneten fixierenden Formkörperteilen
einstückig in Verbindung steht. Dadurch ist bedingt, daß die Membran am Rande hochgewölbt werden
muß, was insbesondere bei kleinen Wandlerabmessungen und Mikrophonen gelegentlich zu Schwierigkeiten
führt, denen durch die erfindungsgemäße Ausbildung, bei der die Oberfläche der Polplatte und
der Fortsätze in einer Ebene liegt, abgeholfen ist.
Schließlich bietet der erfindungsgemäße Wandler die Möglichkeit, das in den Durchgangskanal eingefüllte
Material des Formkörpers nach Art einer Hülse auszubilden und damit eine Verbindung des
unter der Membran befindlichen, niedrigen Luftpolsters mit der Umgebung herzustellen, wie es aus
akustischen Gründen zur Erzielung optimaler Ubertragungseigenschaften bei Mikrophonen gelegentlich
erwünscht ist. Luftkammern, die mit der Rückseite der Membran verbunden sind, vorzusehen, ist an sich
bekannt, beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1139 547, wo eigene Hohlkörper eingespritzt
oder eingegossen werden, die naturgemäß eine erhebliche Komplizierung und Verteuerung des Herstell-Vorganges
mit sich bringen.
Endlich ist noch zu erwähnen, daß als weiterer Vorteil der Erfindung die Tatsache hinzutritt, daß
bei dem neuen Wandler lediglich jene Flächen des Magnetsystems, die aufeinander zu liegen kommen
und durch welche der magnetische Fluß geführt ist, d. h. die Paßflächen, sowie die den Luftspalt einschließenden
Flächen bearbeitet zu sein brauchen, wohingegen alle anderen Flächen des Magnetsystems,
die ja von dem Material des Formkörpers ihnen und außen überzogen sind, keiner Bearbeitung bedürfen.
Dieser Vorteil fällt insbesondere gegenüber solchen Wandlerkonstruktionen ins "Gewicht, bei denen, wie
beispielsweise bei der Konstruktion nach dem erwähnten deutschen Gebrauchsmuster 1 774 170, die
Außenflächen des Magnetsystems nicht vom Material des Formkörpers umschlossen sind und demgemäß
einer eigenen konservierenden Behandlung, wie etwa eines Schutzanstriches, regelmäßig bedürfen.
Zur Herstelung der erfindungsgemäßen Wandler kann gemäß weiterer Erfindung eine Vorrichtung
verwendet werden, die sich dadurch auszeichnet, daß sie aus einem im wesentlichen flachen Unterteil und
einem im wesentlichen topfförmigen Oberteil besteht, wobei die Teilungsebene zwischen Ober- und Unterteil
vorzugsweise in der Ebene der Polplatte liegt. Hierbei können an dem topfförmigen Oberteil ein
oder mehrere aus der inneren Oberfläche der Form hervortretende Zapfen angeordnet sein, die das in die
Form eingelegte Wandlersystem satt an den unteren Formteil andrücken. Damit ist eine absolut genaue
Fixierung des Wandlersystems in der sehr leicht zu handhabenden Form gewährleistet, die es gestattet,
eine hervorragende, gleichmäßig präzise Ausbildung der Wandler bei der Herstellung zu erzielen. Der
Eingußkanal zum Einpressen bzw. Einspritzen des Füllmaterials ist zweckmäßigerweise im wesentlichen
in der Achse des Wandlersystems zentral angeordnet.
Wie die Erfahrung gezeigt hat, ergeben sich durch diese Anordnung praktisch ideal gleichmäßige
Schrumpfungsverhältnisse des Formkörpermaterials am Umfange des Magnetsystems, so daß der fertige
Preßteil hervorragend spannungsfrei ausfällt.
Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Wandlers ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung an Hand der Zeichnung, in der
F i g. 1 einen Querschnitt durch ein nach der Erfindung gestaltetes dynamisches Mikrophon darstellt,
F i g. 2 hingegen die Vorrichtung zur Herstellung des Wandlers im Schnitt zeigt.
In F i g. 1 ist im Schnitt ein elektrodynamisches Mikrophon gemäß der Erfindung dargestellt. Es besitzt
den Dauermagneten 1, der in diesem Falle eine durchgehende axiale Bohrung aufweist, die es gestattet,
die Rückseite der Membran ebenfalls mit Schall zu beaufschlagen. Im Falle eines Lautsprechers
ist eine solche Bohrung zur Entlüftung des Raumes hinter der Membran nur dann nötig, wenn
dieselbe eine geschlossene Fläche bildet. An den im wesentlichen ' stoppeiförmigen Dauermagneten 1
schließt sich einerseits die Polplatte 2, andererseits die Topfplatte 4 an. Der Kraftlrnienfluß schließt sich
über den Topf 3 und den Luftspalt 5, in dem sich die Tauchspule 6 bewegen kann. In der Topfplatte 4 ist
wenigstens eine Bohrung 7 vorgesehen, durch die das Füllmaterial in den um den Dauermagneten! befindlichen
Hohlraum 8 eintreten kann. Das ganze Magnetsystem ist nahezu vollkommen, mit Ausnahme
der Umgebung des Luftspaltes und der Öffnungen 27, ebenfalls vom Füllmaterial 10 überzogen.
Die Öffnungen 27 entstehen durch die in F i g. 2 dargestellten federnden Stempel 26. In der Ebene der
Polplatte 2 ist ein mit Rändern versehener scheibenförmiger Fortsatz 9 vorgesehen, der einerseits einen
Rand 12 zum Ansetzen eines Übertopfes, andererseits einen Rand 13 besitzt, der mit der Oberseite des
Flansches 9 eine Art Teller bildet, in welchen die Membran 14 mit ihren Versteifungsringen 15 und
dem Vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Schutzdeckel 16 eingelegt werden. Der überstehende Rand
13 a wird durch Warmverformung teilweise oder ganz umgebördelt, so wie dies auf der rechten Seite
der F i g. 1 dargestellt ist.
Der Übertopf 11 ist im allgemeinen nicht als Schutz für das Mikrophon gedacht, denn ein solcher
wäre bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Wandlers an sich nicht erforderlich. Der Übertopf 11
ist vielmehr aus akustischen Gründen vorgesehen, um eine akustische Impedanz, die zur Beeinflussung der
Eigenschaften des Mikrophons notwendig ist, ausbilden zu können. Der Übertopf kann jedoch auch
als wesentlicher Teil des Gehäuses ausgebildet sein. Zur Kopplung des durch den Übertopf entstandenen
Hohlraumes 17 mit dem niederen Luftpolster hinter der Membran sind im Flansch 9 eine oder mehrere
Bohrungen 18 angeordnet, hinter denen gegebenenfalls Dämpfungsmaterial 19 zur Erzielung eines
akustischen Reibungswiderstandes befestigt sein kann. Eine oder zwei dieser Bohrungen können auch
dazu dienen, die Anschlußdrähte 20 zur Schwingspule herauszuführen. Der Hals 28 kann durch den
Übertopf 11 ragen, um so eine Entlüftung der niederen Luftkammern hinter der Membran zwecks
Bildung eines Nierenmikrophons zu bewirken.
In F i g. 2 ist im Schnitt eine Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wandlers gezeigt.
Es handelt sich lediglich um eine schematische Darstellung,
bei der unwesentliche Einzelheiten weggelassen sind.
Im wesentlichen handelt es sich um eine Spritzoder Gußform, die aus einem Unterteil 21 und einem
Oberteil 22 besteht. Der Formunterteil ist im wesentlichen flach ausgebildet, er trägt nur wenige Vertiefungen,
beispielsweise für Paßstifte 23 und für den Pilz 24, der im zusammengebauten Zustand des Mikrophons
die Ausbildung der niederen Luftkammer hinter der Membran übernimmt und die Polplatte 2
zentrisch hält. Eingefaßt ist die für den Pilz 24 vorgesehene Vertiefung von einem Kreisring 25, der den
Raum für den Luftspalt frei hält und gleichzeitig für die Zentrierung des Dauermagneten 1, der Polplatte
2 und des Topfes 3 erforderlich ist. Bei dem in der Vorrichtung dargestellten Mikrophon handelt
es sich nicht um ein einseitiges Richtmikrophon, sondern um ein solches mit Kugelcharakteristik. Bei
einem solchen Mikrophon entfällt die Beaufschlagung der Membran mit Schall von der Rückseite des
Wandlers her. Aus diesem Grunde kann man die im Dauermagnet vorhandene Bohrung zur Gänze mit
Füllmaterial ausfüllen und den um den Dauermagneten 1 bestehenden Hohlraum 8 für akustische Zwecke
ausnützen.
An der mit 28 bezeichneten Stelle des Formoberteiles 22 ist die Füllöffnung vorgesehen. Da die Form
nicht eng an das System anliegt, umschließt die Füllmasse auch das System von außen zur Gänze. Frei
bleiben nur jene Stellen, an die weitere Teile des Wandlers, wie beispielsweise die Membran und ihre
Halterung und gegebenenfalls auch der Membrankorb bei Lautsprechern befestigt werden. Man kann
auch in an sich bekannter Weise den Lautsprecherkorb gleichzeitig mit der Umhüllung bzw. Ausfüllung
des Magnetsystems herstellen.
Aus der nachstehenden Darstellung des Spritzvorganges bzw. seiner Vorbereitung ist zu erkennen, wie
einfach die Herstellung eines Wandlers gemäß der Erfindung ist.
Auf dem Fonnunterteil wird zunächst die Polplatte 2 aufgelegt und der Magnet 1 eingelegt. Da die
Form den den Luftspalt markierenden Ring 25 aufweist, ist somit gleichzeitig die eindeutige Lage der
wesentlichsten Teile des Magnetsystems festgelegt, da dieser Ring 25 auch die endgültige Lage des Topfes
3 fixiert. Das ganze System ist nun in seiner richtigen Lage aufgebaut. Es wird nun der obere Teil 22
der Form aufgesetzt, der selbstverständlich mit in den Unterteil eingreifenden Paßflächen oder Paßstiften
versehen ist, damit die richtige relative Lage beider Teile eingehalten werden kann. Federnde
Stifte 26 drücken im gleichen Vorgang die beiden Topfhälften (3 und 4) soweit zusammen, daß zwischen
Polplatte 2, Magnet 1 und Innenfläche der Topfplatte 4 keine Luft ist.
Obwohl als Ausführungsbeispiel nur Mikrophone beschrieben wurden, ist es wohl selbstverständlich,
daß sich die Erfindung nicht nur auf Schallempfänger, sondern auch auf Lautsprecher und Kopfhörer
erstreckt. Sie ist überall dort anwendbar, wo ein aus mehreren Teilen bestehendes System zu einem einstückigen
Körper verbunden werden soll.
Gegenüber den bisher üblichen Verbindungen wie Schrauben, Nieten, Kleben usw. hat diese Art der
Verbindung bei elektroakustischen Wandlern noch den besonderen Vorteil, daß alle jene Flächen, die
nicht Paßflächen sind, unbearbeitet bleiben können und daß sich trotzdem durch den Überzug mit Füllmaterial
eine glatte, ansprechende Oberfläche ergibt, die sich zusätzlich mit den verschiedensten Vorsprüngen,
Ansätzen od. dgl. für alle möglichen Zwecke ausbilden läßt, so daß beispielsweise ein und derselbe
Wandler sich in verschiedene Gehäuseformen einbauen läßt, ohne daß eine neue Form hergestellt
werden muß. Durch den Überzug vorzugsweise aus ίο thermoplastischem Material ist das ganze System
auch weitgehend Klimaeinflüssen entzogen.
Claims (13)
1. Elektroakustischer Wandler, insbesondere elektrodynamischer Wandler, mit einem einen
Dauermagneten aufweisenden Magnetsystem, das einen ringförmigen Luftspalt für die Tauchspule
ao aufweist und dessen Einzelteile durch einen aus einem unter Druck fließenden Metall oder einem
thermoplastischen Material bestehenden, vorzugsweise nach einem Spritz- oder Druckgußverfahren
hergestellten Formkörper lagerichtig
a5 zusammengehalten sind, der das Magnetsystem,
gegebenenfalls unter gleichzeitiger einstückiger Ausbildung eines Membrankorbes od. dgl., umhüllt
und dessen Material zumindest einen dem Dauermagneten benachbarten freien Raum in
dem Magnetsystem zumindest teilweise ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem
einen zentrisch angeordneten Durchgangskanal aufweist, der ganz oder teilweise mit
dem Material des Formkörpers gefüllt ist, das zumindest an der Polplatte und der Bodenplatte des
Magnetsystems verankert ist und diese gegen den Dauermagneten andrückt.
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einstückige Formkörper an
seinem das Magnetsystem umhüllenden Teil an sich bekannte scheiben- oder ringförmige Fortsätze
aufweist, die jeweils über eine in der Ebene der Polplattenoberfläche liegende obere Planfläche
verfügen.
3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere die scheibenförmigen,
ringförmigen oder dergleichen ausgebildeten Fortsätze des einstückigen Grundkörpers zur Erleichterung
des Zusammenbaues mit der Membran, dem Deckel usw. mit Paßmarken, Paßstiften od. dgl. versehen sind.
4. Wandler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze einen zur Aufnahme
eines zur Erzeugung eines akustischen Hohlraumes dienenden Übertopfes eingerichteten,
vorzugsweise einseitig flanschartig vorgezogenen Randbereich aufweisen.
5. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in dem Durchgangskanal
befindlichen Material ein vorstehender Kragen ausgebildet ist, der eine zugeordnete Öffnung des
Übertopfes durchdringt.
6. Wandler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertopf gleichzeitig
die äußere Begrenzung des Wandlers nach allen Seiten, ausgenommen die Vorderseite, darstellt.
7. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Vorderseite der Mem-
bran angebrachte Schutzdeckel gleichzeitig den vorderen Abschluß des Mikrophongehäuses
bildet. '
8. Wandler, insbesondere nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze
einen hochgezogenen Randbereich aufweisen, der nachträglich über den Rand des eingelegten
Schutzdeckels umgefalzt oder unter Wärmeeinwirkung umgelegt ist und den Schutzdeckel,
die Membran sowie gegebenenfalls eine Zentrierspinne lagerichtig festklemmt.
9. Wandler nach Anspruch 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der scheibenförmigen
Fortsätze, in denen die Membran, der Schutzdeckel usw. befestigt werden, nach hinten
so weit verlängert ist, daß er einen wesentlichen Teil des Gerätegehäuses darstellt.
10. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur die
Paßflächen sowie die den Luftspalt einschließen- ao den Flächen bearbeitet sind.
11. Vorrichtung zur Herstellung eines Wandlers nach Anspruch 1 und einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem im wesentlichen
flachen Unterteil und einem im wesentlichen topfförmigen Oberteil besteht und die Teilungsebene
zwischen Ober- und Unterteil vorzugsweise in der Ebene der Polplatte liegt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der topfförmige Oberteil
einen oder mehrere federnde, aus der inneren Oberfläche der Form hervortretende Zapfen aufweist,
um das in die Form eingelegte Wandlersystem satt an den unteren Formteil anzudrücken.
13. Vorrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Eingußkanal zum Einpressen bzw. Einspritzen des Füllmaterials im wesentlichen in der
Achse des Wandlersystems zentral angeordnet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1774170,
859, 1702 070, 1 847 044, 1799 329,
780.
Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1774170,
859, 1702 070, 1 847 044, 1799 329,
780.
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