DE1224366B - Elektroakustischer Wandler und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents

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

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

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)

Patentansprüche:

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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