DE2001852C3 - Vorrichtung zur Umwandlung akustischer Schwingungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung akustischer Schwingungen in elektrische Schwingungen und umgekehrt mit einem Magnetsystem, das aus einem ringförmigen Dauermagnet und zu beiden Seiten dieses Dauermagneten vorgesehenen Polplatten besteht, von denen die erste Polplatte fest mit einem in bezug auf die beiden Polplatten zentral angeordneten Weicheisenkern verbunden ist, der mit dor zweiten Polpiatte einen ringförmigen Luftspalt bildet, wobei Absätze in der Innenwand eines nicht-magnetischen, hülsenförmigen Gehäuseteiles den Kern in bezug auf die zweite Polplatte zentrieren.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DTPS 9 43 411 bekannt. Die in dieser Patentschrift beschriebene Vorrichtung — die als ein Mikrophon ausgebildet ist — enthält ein Magnetsystem, wobei zwischen dem Kern und der oberen Polplatte ein ringförmiger Zentrierkörper angebracht ist. Dieser Zenlrierkörper dient dazu, den Kern in bezug auf die obere Platte /u zentrieren, d. h. die wirksamen ringförmigen Luftspalte völlig innerhalb der zulässigen Toleranzen zu justieren. Ein Magnetsystem der in dieser Patentschrift beschriebenen Art wird in der Mikrophontechnik vielfach angewandt und wird auf bekannte Weise durch Leimen, Löten oder Festklemmen fixiert.

Die Montage derartiger Mikrophone ist durch die Anbringung eines gesonderten Zenirierringes verhältnismäßig umständlich und somit verwickelt.

Darüber hinaus ist aus der DT-AS 11 03 390 ein elektrodynamischer Wandler bekannt, dessen Gehäuse mit Absätzen versehen ist, um es so zu ermöglichen, einzelne Teile des Magnetsystems bzw. der Halterung an der Gehäuseinnenwand zu zentrieren. Diese Zentriermaßnahnien sind aber einerseits außerordentlich unbeholfen und andererseits für eine Massenproduktion untauglich. Beim Einwerfen werden sich nämlich die einzelnen Teile jedes für sich und dann auch noch untereinander an der Gehäusewand verklemmen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Montage einer solchen, in großen Mengen produzierten Vorrichtung zu vereinfachen und zu erleichtern.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der gegeneinander zu justierenden Teile des Magnetsystems ein eigener Absatz vorgesehen ist, von denen der in Einlegerichtung tiefer gelegene Absatz immer einen kleineren Durchmesser als der darüberliegende Absatz aufweist, und daß sich die in Einlegerichtung vor den Absätzen befindlichen Wandflächen auf die Absätze zu konisch verjüngen.

Dadurch wird der Vorteil erhalten, daß bei der

Montage der Vorrichtung die verschiedenen Teile des Magnetsystems einfach nacheinander in das Gehäuse hineingeworfen werden, wobei sie ohne Nachhelfen zugleich zentriert auf der vorgesehenen Stelle liegen bleiben. Der wirksame Luftspalt wird damit selbsttätig auf das gewünschte Maß eingestellt.

Die Anschlagglieder können in mindestens drei auf einem Kreis angeordneter Anschlagnocken unterteilt sein.

In lot Mikrophon- und Lautsprechertechnik ist es allgemein bekannt, daß bei Verwendung eines flachen ringförmigen Magnets mit großer Koerzitivkraft ein großer nützlicher Magnetfluß im wirksamen Luftspalt erzielt wird, wenn der Außendurchmesser der beiden Polplatten kleiner als der des Ringmagnets ist.

Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ist daher die Polplatte mit dem größten Durchmesser mit Ansätzen versehen, deren Anzahl und Lage beim Vorhandensein von Anschlagnocken denen der Anschiagnocken entsprechen.

Bei Montage einer Vorrichtung durch das Aufstapclungsverfahren nach der Erfindung werden der Kern und die anliegende Polplatte vorzugsweise aus einem Stück hergestellt.

Ein durch Aufstapelung in dem hülsenförmigen Gehäuseteil zentriertes Magnetsystem muß fixiert werden. Statt durch die bereits in der Einleitung erwähnten bekannten Fixierungsverfahren kann das System auch durch das hülsenförmige Zentrieneil selber fixiert werden.

Zu diesem Zweck sind bei einer Ausführungsform nach der Erfindung zum Fixieren des Magnetsystems in dem hülsenförmigen Gehäuseteil von diesem nach innen abgebogene Zungen gegen die Polplatte gedrückt.

Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung ist zum Fixieren des Magnetsystems in dem hülsenförmigen Gehäuseteil gegen die Polplatte ein Einsperring aus nicht-magnetischem Material gelegt, wobei das hülsenförmige Gehäuseteil mit einer dem Umfang des Einsperringes entsprechenden Wandfläche versehen ist.

Der Einsperring wird durch Leimen an der Zentrierhülse befestigt.

Bei den beiden letzteren Ausführungsformen ist das Magnetsystem zwischen dem axialen Anschlag und den Zungen bzw. dem Einsperring fixiert. Zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften sind bei Vorrichtungen gemäß der Erfindung der Kern und die mit ihm verbundene anliegende Polplatte mit einem zentrischen durchgehenden Kanal versehen. Die Polplatte, die mit dem Kern den ringförmigen wirksamen Luftspalt bildet, trägt eine Membran. Wenn die Vorrichtung als Mikrophon angewandt wird, deckt diese Membran die Polplatte nahezu völlig ab. Über den oben erwähnten Kanal steht der direkt hinter der Membran liegende Raum mit Räumen hinter dem Magnetsystem in Verbindung. Dadurch werden die akustischen Eigenschaften des Mikrophons, und zwar insbesondere die Richtcharakteristik, beeinflußt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist fi° der Einsperring mit einem dein Kanal entsprechenden und an diesen Kanal anschließenden Loch versehen. Dieses Loch kann dann auf bekannte Weise mit einem akustischen Widerstand verschlossen weiden. Zum Erzielen eines Luftvolumens zwischen dem Magnetsystern und dem Einsperring in dem hülsenförmigen Gehäuseteil sind zwischen dem Einsperring und der angrenzenden Polplatte Distanzglieder angebracht.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Kanal eine sich in axialer Richtung erstreckende rohrförmige Trennwand vorgesehen ist, durch die der Ka.ial in zwei Teilkanäle unterteilt wird, von denen der erste in einen geschlossenen Raum im Gehäuse hinter dem Einsperrring und der zweite in den Raum zwischen dem Einsperring und dem Magnetsystem mündet. Die Hinterseite der Membran steht dann mit zwei voneinander unabhängigen Räumen in Verbindung.

Wenn zwischen den — teilweise gegebenenfalls als Ringe ausgebildeten — Distanzgliedern mindestens eine Öffnung angebracht ist, die einer entsprechenden Öffnung in dem hülsenförmigen Gehäuseteil gegenüberliegt, wobei das hülsenförmige Gehäuseteil den Außenmantel der Vorrichtung bildet, wird eine Verbindung zwischen der ringförmigen Kammer (die zwischen dem Einsperring, dem hülsenförmigen Gehäuseteil, der Polpialte und dem Rohr liegt) und der Außenlust erhalten. Die Hinterseite der Membran steht aiso über den ringförmigen Kanal — gegebenenfalls über akustische Widerstände — mit der Außenluft in Verbindung, wodurch die Vorrichtung (Stabmikrophon) eine kardioidförmige Richtcharakteristik aufweist.

Es ist vorteilhaft, den Einsperring mit Rohr — gegebenenfalls mit Distanzgliedern versehen — aus einem Stück aus Kunststoff herzustellen.

Bei der Montage eines Mikrophons in dem hülsenförmigen Gehäuseteil nach dem Aufstapelverfahren hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Polplatte, die an dem wirksamen Luftspalt angrenzt, bereits zuvor ^i; einer Membran versehen wird. Diese Membran wird an dieser Polplatte festgeleimt. Bei Mikrophonen ist die Dicke einer Membran praktisch vernachlässigbar, so daß der axiale Anschlag nicht geändert zu werden braucht. Falls die Membran mit einem versteiften Rand versehen ist, muß hingegen der axiale Anschlag angepaßt werden. Statt die Membran mit versteiftem Rand an der zugehörigen Polplatte festzuleimen, kann sie auch beim Stapeln in eine zu uiesem Zweck angebrachte konische Wandfläche des hülsenförmigen Gehäuses gelegt werden. Die Membran wird dann nicht nur zentriert, sondern auch in dieser Wandfläche fixiert.

Es sei bemerkt, daß bei der Vorrichtung nach der Erfindung die Aufstapelung in beiden Richtungen erfolgen kann.

Auch kann die größte Polplatte mit einer Membran versehen und als letzter Einzelteil in das hülsenförmige Gehäuseteil gelegt werden, wonach das Ganze auf die beschriebene Weise fixiert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Γ 1 g. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung in Form eines Mikrophons -nit einem Einsperring nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Stabmikrophon mit einer kardioidförmigen Richtkennlinie,

F i g. 3 eine Explosionsansicht dieses Mikrophons,

F i g. 4 einen Querschnitt durch eine abgewandelte Konstruktion dieses Mikrophons,

F i g. 5 und 6 ein schachteiförmiges Mikrophon nach der Erfindung mit auf verschiedene Weise fixiertem Magnetsystem.

In Fig. 1 ist das Magnetsystem eines Mikrophons in einem Gehäuses 1 untergebracht. Dieses Gehäuse ist in einer Spritzgußlehre aus Kunststoff hergestellt. Das Gehäuse ist als eine Zentrierhiilse zum Zentrieren und Justieren der Teile eines Magnetsystems ausgebildet.

Dieses Magnetsystem besteht aus einem Magnetring 2 aus oxydischem keramischem Material, z. B. »Ferroxdure«. Dieser Ring ist auf beiden Seiten flach geschliffen, damit ein guter Kontakt mit den Polplatten 3 und 4 erhalten wird. Der hülsenförmige Weicheisenkern 5, der mit der Polplatte 4 aus einem Stück hergestellt ist, bildet mit der Polplatte 3 einen ringförmigen wirksamen Luftspalt 6.

Die Polplatten 3 und 4 und der Kern 5 sind aus Weicheisen hergestellt.

Im Luftspalt 6 befindet sich die Spule 7, die mit einer Membran 8 verbunden ist. Diese Membran 8 hat einen flachen Rand 9 und weist den gleichen Außendurchmesser wie die Polplatte 3 auf. Der Rand 9 ist durch Leimen an der Polplatte 3 befestigt.

Die Montage geht auf folgende Weise vor sich. Das Gehäuse 1 wird mit der weiter geöffneten Unterseite nach oben gehalten. Die - mit der Membran 8 versehene — Polplatte 3 wird auf einen Absatz 10 an eine konische Wandfläche 11 der Zentrierhülsc gelegt. An die Stelle des Absatzes 10 können auch drei auf einem Kreis angeordnete Anschlagnocken treten. Die Wandfläche 11 zentriert die Polplatte 3 mit der Membran 8. Auf die Polplatte bzw. den Absatz am Ender der konischen Wandfläche 12 des Zentrierglicdcs wird nun der Magnetring 2 gelegt, wobei die konische Wandfläche 12 den Magnetring einfängt. In der gleichen Weise zentriert schließlich die konische Wandfläche 13 die auf den Magnetring und den Absatz am engsten Ende der konischen Wandfläche 13 aufgelegte Polplatte 4 zusammen mit dem Kern 5. Die Durchmesser der Absätze und der Wandflächen verjüngen sich damit von der Wandfläche 13 bis zum Absatz 10.

Die Zentrierung der beiden Polplatten 3 und 4 erfolgt dadurch, daß der Durchmesser der Wandflächen 11 und 13 im Bereich der zugehörigen Absätze dem Durchmesser der Polplatten 3 und 4 entspricht Durch die Zentrierung der beiden Polplatten 3 und 4 wird der Luftspalt 6 automatisch auf das gewünschte Maß justiert.

Eine konzentrische Lagerung des Magnetringes 2 ist nicht wichtig, weil der gewünschte Magnetfluß im wirksamen Luftspalt 6 dadurch kaum beeinflußt wird. Dennoch ist die konische Wandfläche 12 von Bedeutung, da mit ihr verhindert wird, daß die Innenseite des Magnetringes 2 derart nahe an der Achse zur Anlage kommt daß die axiale Bewegung der Spule durch seine Innenseite gehemmt werden könnte.

Nach dem Einstapeln von Polplatte 3, 4 und Magnetring wird auf die Polplatte 4 ein Einsperring gedrückt der das Magnetsystem festlegt. Dieser aus Kunststoff hergestellte Einsperring Ί5 kumim beim Aufstapeln in einer koaischen Wandfläche 16 des Gehäuses zur Anlage. Der Ring 15 wird auf bekannte Weise durch Leimen im Gehäuse 1 fixiert

Der Raum 17 hinter der Membran wird dadurch mit dem Raum 18 hinter dem Magnetsystem verbunden, daß der hülsenförmige Kern 5 mit einem mittleren Kanal 19 und der Einsperring 15 mit einem entsprechenden, mit einem akustischen Widerstand abgedeckten Loch 20 versehen ist.

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Stabmikro phon, bei dem das Magnetsystem auf gleiche Weise wie beim Mikrophon nach Fig. 1 aufgebaut ist.

Der Einsperring 15' ist jedoch abweichend mit einem Rohr 21 versehen, das gegenüber dem Kern 5 zentrisch ίο angeordnet ist. wodurch ein zweiter ringförmiger Kanal 22 entsteht. Der Einsperring 15' weist auf der Außenseite einen vorstehenden Rand 23 auf, wodurch zwischen der Polplatie 4 und dem Einsperring 15' eine ringförmige Kammer 24 entsteht.

Zum Erhalten einer kardioidförmigen Richtcharakteristik für das Mikrophon sind im vorstehenden Rand 23 Öffnungen 25 vorgesehen, deren Lage der von Öffnungen 26 im Gehäuse 1 entspricht. Letztere Öffnungen sind auf übliche Weise mit akustischen Widerständen verschlossen. Der Raum hinter der Membran 17 ist somit mit dem mittleren Kanal 19 mit dem im Stiel des Mikrophons befindlichen großen Volumen 18 verbunden. Der Raum 18 ist ferner mit dem ringförmigen Kanal 22 mit dem ringförmigen Raum 24 verbunden, der durch Öffnungen 25 und 26 mit der Außenluft in Verbindung steht. Bei diesem Stabmikrophon ist das Gehäuse in zwei Teile geteilt. Der untere Teil 27 ist als Stiel des Mikrophons ausgebildet.

F i g. 3 zeigt eine Abwicklung dieses Mikrophons, mit der Ausnahme des Stieles 27. Dabei sei bemerkt, daß die Polplatte 4 mit drei Nocken 28 versehen ist, die auf einem Kreis liegen, dessen Durchmesser dem der konischen Wandfläche 13 im Bereich der sie zur Aufsprechseite hin begrenzenden Absatzes entspricht. Dadurch ist der eigentliche Durchmesser der Polplatte 4 kleiner und auch kleiner als der des Magnetringes 2, was in magnetischer Hinsicht erwünscht ist.

Ein Mikrophon mit einer geschlossenen Kammer 24 — ein Druckmikrophon — ist in F i g. 4 dargestellt. wobei diese Kammer über den akustischen Widerstand 29 mit dem Raum 17 hinter der Memran 8 in Verbindung steht.

F i g. 5 und 6 zeigen schachtelförmise Mikrophone. Die Einzelteile des Magnetsystems 30 sind auf gleiche Weise wie bei den bereits beschriebenen Mikrophonen im Gehäuse aufgestapelt. Die Aufstapelung erfolgt aber in dem als. eine Zentrierhülse ausgebildeten mittleren Teil 31 des oberen Deckels 32.

Das zentral angeordnete Rohr 21 ist nicht mit einem Einsperring, sondern mit dem unteren Deckel 35 verbunden.

Bei der Ausführungsform nach F i g. b ist der Einsperring weggelassen. Die Fixierung erfolgt mit Hilfe von Zungen 33 auf der Unterseite der Zentrierhüise 31. Diese Zungen werden unter Erhitzung und gleichzeitigem Pressen nach innen abgebogen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Umwandlung akustischer Schwingungen in elektrische Schwingungen und umgekehrt mit einem Magnetsystem, das aus einem ringförmigen Dauermagnet und zu beiden Seiten dieses Dauermagneten vorgesehenen Polplatien besteht von denen die erste Poiplatte fest mit einem in bezug auf die beiden Polplatten zentral angeordneten Weicheisenkern verbunden ist, der mit der zweiten Polplatte einen ringförmigen Luftspalt bildet, wobei Absätze in der Innenwand eines nichi-magnetischen, hülsenförmigen Gehäuseteiles den Kern in bezug auf die zweite Polplatte zentrieren, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der gegeneinander zu justierenden Teile des Magnetsystems (2, 3, 4) ein eigener Absatz vorgesehen ist, von denen der in Einlegerichtung tiefer gelegene Absatz immer einen kleineren Durchmesser als der darüberliegende Absatz aufweist, und daß sich die in Einlegerichtung vor den Absätzen befindlichen Wandflächen auf die Absätze zu konisch verjüngen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein eine konische Wandfläche (11, 12, 13) begrenzender Absatz in mindestens drei auf einem Kreis angeordneten Anschlagnocken unterteilt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen t und/oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu zentrierende Polplatte (4) mit größtem Durchmesser mit Ansätzen (28) versehen ist. deren Anzahl und Lage beim Vorhandensein von Anschlagnocken denen der Anschlagnocken entsprechen.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser von wenijstens einer konischen Wandfläche (11, 12, 13) im Bereich des zugehörigen Anschlages dem Durchmesser des zu justierenden Teiles des Magnetsystems entspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn .-t. daß der Kern (5) und die anliegende Polplatte (4) aus einem Stück hergestellt sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder

5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Fixieren des Magnetsystems in dem hülsenförmigen Gehäuseteil (1) von diesem nach innen abgebogene Zungen (33) gegen die Polplatte (4) drücken.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder

5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Fixieren des Magnetsystems in dem hülsenförmigen Gehäuseteil (l)gegen die größte Polplatte (4) ein Einsperring(15. 15') aus nicht-magnetischem Material gelegt ist, wobei das hülsenförmige Gehäuseteil (1) mit einer dem Umfang des Einsperringes (15, 15') entsprechenden Wandfläche versehen ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen \ und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (5) und die mit ihm verbundene anliegende Polplatte (4) mit einem zentrischen durchgehenden Kanal (19) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsperring (15, 15') mit einem dem Kanal (19) entsprechenden und an diesen Kanal anschließenden Loch (20) versehen ist. ⁶J

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischem dem Einsperring (15) und der angrenzenden Polplatte (4) Distanzglieder (23) angebracht sind.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6.7 oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß im Kanal (19) eine sich in axialer Richtung erstreckende rohrförmige Trennwand vorgesehen ist, durch die der Kanal (19) in zwei Teilkanäle (19,22) unterteilt wird, von denen der erste in einen geschlossenen Raum (18) im Gehäuse (1) hinter dem Einsperring (15,15') und der zweite in den Raum (24) zwischen dem Einsperring (15,15') und dem Magnetsystem mündet.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsperring (15, 15'), das Rohr und die Distanzgiieder (23) aus einem Stück hergestellt sind.