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Die
Erfindung betrifft ein Schallwandler-Magnetsystem nach der Gattung
des unabhängigen Anspruchs.
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Stand der Technik
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Ein
Schallwandler-Magnetsystem, bei welchem wenigstens ein in einem
kunststoffgebundenen Magnetmaterial herausgebildeter Magnet vorgesehen
ist, der ein Magnetfeld für eine Schwingspule bereitstellt,
geht beispielsweise aus der
DE 10 2006 002 875 A1 hervor. Vorgesehen
sind ein äußeres und/oder ein inneres aus dem
kunststoffgebundenen Magnetmaterial hergestelltes Teilvolumen, in
welchem zumindest ein Magnet mit einer vorgegebenen Polung herausgebildet
ist.
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Aus
der
DE-A-1 848 249 geht
ferner ein Schallwandler mit einem Ringspalt-Magnetsystem hervor,
welcher eine Bodenplatte aufweist, auf der ein zylindrischer Polkern
aufgenietet ist. Auf das freie Ende des Polkerns wird beim Zusammensetzen
des Magnetsystems ein Zentrierring konzentrisch aufgedrückt.
Ein mit einem Kleber bestrichener Magnetring wird über
den Zentrierring auf die Bodenplatte gelegt. Anschließend
wird eine mit einer Bohrung versehene obere Polplatte auf den Magnetring
gelegt, wobei diese ebenfalls mittels des Zentrierrings zentriert
wird. Die Herstellung eines solchen Magnetsystems ist aufwendig
und zeitaufwendig. Sie erfordert eine Mehrzahl von Herstellungsschritten.
Zum einen erfordern Vernietungen zusätzliche zeitaufwendige
Herstellungsschritte, die insbesondere bei einer Massenproduktion
störend sind. Darüber hinaus ist durch das erforderliche
Aushärten von Verklebungen ein relativ langer Herstellungsprozess
einzuplanen.
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Ein
elektroakustischer Wandler, der entweder als Lautsprecher oder als
Mikrofon realisiert sein kann, geht darüber hinaus aus
der
DE 29 33 630 C2 hervor.
Bei diesem elektroakustischen Wandler ist zwischen einer oberen
Bodenplatte und einer Bodenplatte mit einem Polkern, wobei die Bodenplatte
und der Polkern einstückig realisiert sind, ein Magnetring angeordnet.
Das Dokument gibt keinerlei Hinweise auf die Montage des Magnetsystems.
Es ist anzunehmen, dass das Magnetsystem durch Verkleben des Magnetrings
mit der Bodenplatte einerseits und der oberen Polplatte andererseits
realisiert wird.
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Aus
der
DE 26 02 128 A1 geht
ein Kopfhörer hervor, mit einem Lautsprecher, bei dem ein
Magnetring vorgesehen ist, der zwischen einer Bodenplatte und einer
oberen Polplatte angeordnet ist. Die Bodenplatte und der Polkern,
der eine zentrale Bohrung aufweist, sind einstückig realisiert.
Eine Membran ist an dem Rand eines Rahmens verklebt, der an der oberen
Polplatte befestigt ist.
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Die
DE 10 2008 010 298
A1 beschreibt einen Schallwandler, der als Lautsprecher
ausgestaltet sein kann. Dieser weist einen Ringmagneten auf, der zwischen
einer Bodenplatte mit einem Polkern und einer oberen Polplatte angeordnet
ist. Die Bodenplatte und der Polkern sind einstückig realisiert.
Die obere Polplatte ist formschlüssig mit einem separaten Rahmen
verbunden, auf dem die Membran durch Kleben befestigt ist. Auch
der Magnetring wird durch Kleben befestigt.
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Die
Schallwandler-Magnetsysteme der vorbeschriebenen Art erfordern alle
eine Mehrzahl von Herstellungsschritten, die zum Teil zeitaufwendig sind,
beispielsweise im Falle von Verklebungen und den damit verbundenen
Aushärtzeiten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schallwandler-Magnetsystem
zu vermitteln, welches auf einfache, schnelle und kostengünstige
Weise herstellbar ist, und eine gute Übertragungsqualität der
Schallsignale ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird bei einem Schallwandler-Magnetsystem der eingangs beschriebenen
Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Grundidee
der Erfindung ist es, das Schallwandler-Magnetsystem durch einen
klebelosen Fügeprozess, der als Haltekräfte die
Magnetkräfte der einzelnen Bestandteile, also einem ersten,
die Bodenplatte bildenden Magnetelement, einem ringförmigen
Magneten und einem zweiten, das Deckelelement bildenden Magnetelement,
ausnutzt, herzustellen. Ein solcher klebeloser und auch sonst keine
Verbindungselemente erfordernder Fügeprozess ist mit sehr
hoher Präzision und Geschwindigkeit herstellbar.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Schallwandler-Magnetsystems sind Gegenstand der auf den unabhängigen
Anspruch 1 rückbezogenen abhängigen Ansprüche.
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So
ist beispielsweise besonders vorteilhaft vorgesehen, dass das zweite,
die Deckelplatte bildende Magnetelement gleichzeitig der Lagerung
einer Membran dient. Die Membran ist in diesem Fall an dem zweiten
Element befestigt, beispielsweise durch eine Klebeverbindung. Auf
diese Weise reduziert sich die Zahl der Einzelteile und die Anzahl
der Herstellungsschritte weiter.
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Zur
besonders präzisen, gleichzeitig schnellen und einfachen
Montage ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass an dem ersten, die
Bodenplatte bildenden Magnetelement und an dem zweiten, die Deckelplatte
bildenden Magnetelement jeweils ein Positionierelement zur Positionierung
des ringförmigen Magneten angeordnet ist. Dieses Positionierelement ist
beispielsweise bei dem ringförmigen Magnetsystem eine in
Umfangsrichtung umlaufende Stufe, ein Vorsprung oder dergleichen.
Auf diese Weise werden die Teile in Radialrichtung präzise
positioniert. In Axialrichtung werden sie durch die Magnetkraft
aneinandergehalten.
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Das
erste, die Bodenplatte bildende Magnetelement und das zweite, die
Deckelplatte bildende Magnetelement bestehen bevorzugt aus einem weichmagnetischen
Material, insbesondere Eisen. Besonders vorteilhaft sind diese beiden
Elemente aus einem gesinterten Material hergestellt. Auf diese Weise
können unterschiedliche Formen besonders gut hergestellt
und an vorgegebene Abmessungen und dergleichen angepasst werden.
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Der
ringförmige Magnet ist bevorzugt ein Neodym-Eisen-Bor-Magnet.
Auch er kann als Sinterbauteil hergestellt sein.
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Das
Magnetsystem ist ferner vorzugsweise so ausgebildet, dass zwischen
dem ersten, die Bodenplatte bildenden Magnetelement und dem zweiten,
die Deckelplatte bildenden Magnetelement bzw. zwischen dem ersten,
die Bodenplatte bildenden Magnetelement und dem ringförmigen
Magnet und dem zweiten, die Deckelplatte bildenden Magnetelement ein
ringförmig umlaufender Spalt vorgesehen ist, in dem eine
an der Membran angeordnete Tauchspule eintaucht.
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Wie
eingangs bereits erwähnt, werden die Einzelteile des Magnetsystems
bestehend aus Bodenplatte, Deckelplatte und ringförmigem
Magnet ausschließlich durch die zwischen Ihnen wirkenden Magnetkräfte
aneinander gehalten, wobei sie durch die Positionierelemente in
radialer Richtung präzise positioniert sind. Lediglich
zur Montagehilfe kann vorgesehen sein, dass das erste, die Bodenplatte
bildende Magnetelement an dem zweiten, die Deckelplatte bildende
Magnetelement bzw. das erste, die Bodenplatte bildende Magnetelement
an dem ringförmigen Magnet und der ringförmige
Magnet an dem zweiten, die Deckelplatte bildenden Magnetelement durch
Klebepunkte fixierbar sind.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht den ringförmigen
Magneten nicht als separates Teil vor, sondern als integralen Bestandteil
beispielsweise des zweiten, die Deckelplatte bildenden Magnetelements.
Eine solche Anordnung weist den großen Vorteil auf, dass
die Montage des Magnetsystem-Schallwandlers durch weitere Reduktion
der Einzelteile besonders einfach und schnell vonstatten geht.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Hierbei können einzelne Merkmale jeweils
separat oder miteinander kombiniert realisiert sein.
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In
der Zeichnung ist schematisch ein erfindungsgemäßes
Schallwandler-Magnetsystem im montierten Zustand in Schnittdarstellung
gezeigt.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Das
in der Figur schematisch dargestellte erfindungsgemäße
Schallwandler-Magnetsystem umfasst eine Bodenplatte 110,
einen Ringmagneten 120 und eine Deckelplatte 130.
Sowohl die Bodenplatte 110 als auch die Deckelplatte 130 bestehen
aus einem weichmagnetischen Material, beispielsweise aus gesintertem
Eisen. Der ringförmige Magnet besteht aus hartmagnetischem
Material, insbesondere aus einem Neodym-Eisen-Bor-Magnet-Material. Durch
die ringförmige Ausbildung des Magneten kann die magnetische
Flussdichte gegenüber herkömmlichen zentral angeordneten
Magneten mehr als verdoppelt werden. Es können Feldstärken über 1,2
Tesla erzielt werden. Darüber hinaus ermöglicht ein
ringförmiger Magnet eine zentrale Belüftungsöffnung 112 durch
den Polkern, um klangverfälschende Resonanzen und Auslöschungen
zu verhindern.
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An
der Deckelplatte 130 ist eine Membran 140 befestigt,
beispielsweise durch eine Klebeverbindung. Diese Membran 140 weist
eine Tauchspule 142 auf, die in einen zwischen der Deckelplatte 130 und
einem zentralen rohrförmigen Vorsprung 111 der Bodenplatte 110 ausgebildeten
Spalt eintaucht.
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Sowohl
das erste, die Bodenplatte bildende Magnetelement 110 als
auch das zweite, die Deckelplatte bildende Magnetelement 130 weisen
jeweils in Umfangsrichtung umlaufende Vorsprünge 117 bzw. 137 auf,
an denen der ringförmige Magnet 120 positionierbar
ist. Da das Magnetsystem eine kreisringförmige Gestalt
aufweist, stellt ein derartiger umlaufender Vorsprung ein Positionierelement
dar, welches eine präzise Positionierung des Ringmagneten 120 an
der Bodenplatte 110 bzw. an der Deckelplatte 130 in
Radialrichtung ermöglicht. In Axialrichtung werden die
Bauteile aneinander ausschließlich durch die von dem ringförmigen
Magnet 120 auf die Bodenplatte 110 bzw. auf die
Deckelplatte 130 ausgeübten Magnetkräfte
gehalten. Klebeverbindungen, Schraubverbindungen, Nietverbindungen
und dergleichen können dabei vollständig entfallen.
Dieser klebe-, schraub-, niet- und dergleichen -lose Fügeprozess
ermöglicht nicht nur eine sehr einfache und schnelle Herstellung,
sondern auch eine sehr präzise Herstellung, denn es müssen
lediglich drei Bauteile unter Berücksichtigung der Positionierelemente 117, 137 aufeinandergelegt
werden. Lediglich als Montagehilfe in dem Sinne, dass während
des Montageprozesses die vorbeschriebenen Teile durch Ausübung einer
zu großen Zugkraft versehentlich wieder voneinander getrennt
werden können, kann vorgesehen sein, Klebepunkte zwischen
der Bodenplatte 110 und dem Ringmagneten 120 bzw.
zwischen dem Ringmagneten 120 und der Deckelplatte 130 anzuordnen. Diese
Klebepunkte dienen – und dies ist besonders hervorzuheben – jedoch
nur der Montagehilfe. Für den funktionsgemäßen
Aufbau nach der Erfindung sind sie nicht erforderlich. Zum Aufbau
des Magnetsystems sind daher nur die drei Bauteile Bodenplatte 110,
Ringmagnet 120 und Deckelplatte 130 übereinander
zu positionieren, die dann aufgrund der Magnetkräfte aneinandergehalten
werden.
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Die
Membran 140 wird in einem abschließenden Schritt
an der Deckelplatte 130 befestigt. Rein prinzipiell kann
sie auch vorher befestigt worden sein. Die Membran 140 kann
aus einer zweilagigen Compound-Folie bestehen. Dieses Material ermöglicht
trotz geringen Gewichts eine hohe innere Dämpfung von Partialschwingungen
und trägt damit zum transparenten, feinzeichnenden und
verzerrungsfreien Klang bei.
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Die
an der Membran ausgebildete Schwingspule 142 taucht nach
dem Aufeinanderlegen der beschriebenen magnetischen Bauteile in
den zwischen dem ersten Magnetelement 110 und dem zweiten Magnetelement 130 bzw.
dem Ringmagneten 120 ausgebildeten Spalt 150 ein.
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Es
ist an dieser Stelle ausdrücklich darauf hinzuweisen, dass
der Ringmagnet 120 nicht als separates Bauteil ausgebildet
sein muss. Es kann auch vorgesehen sein, den Ringmagneten 120 als
integralen Bestandteil beispielsweise des zweiten, das Deckelelement 130 bildenden
Magnetelements vorzusehen, diesen in diesem also herauszubilden.
In diesem Falle reduziert sich die Anzahl der zu montierenden Elemente
weiter, wodurch sich die Montagegeschwindigkeit weiter erhöht.
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In
dem Bodenelement 110, dem ringförmigen Magneten 120 und
dem Deckelelement 130 sind mehrere in Umfangsrichtung verlaufende
im montierten Zustand durchgängige Öffnungen 170 vorgesehen,
die einem Druckausgleich währen des Betriebs des Magnetsystems
dienen.
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Zusammenfassend
ist festzustellen, dass die vorliegende Erfindung eine Montage des
Schallwandler-Magnetsystems ohne Zuhilfenahme von Verbindungstechniken,
wie Klebeverbindungen, Schraubverbindungen, Nietverbindungen oder
dergleichen ermöglicht. Durch die Herstellung der Einzelteile
als Sinterelemente können dabei sehr unterschiedliche Bauformen,
Größen und dergleichen realisiert werden. Durch
die ringförmige Ausbildung des Schallwandler-Magnetsystems
sind darüber hinaus auch die Positionierelemente als kreisringförmig
umlaufende Stufen, Vorsprünge, Nuten oder dergleichen auf
sehr einfache Weise und sehr präzise zu realisieren.
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Besonders
zu bemerken ist, dass das vorbeschriebene Schallwandler-Magnetsystem
insbesondere auch sehr klein aufgebaut werden kann und insoweit
auch als Kopfhörer-Schallwandler oder als Mikrofonschallwandler
zum Einsatz gelangen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006002875
A1 [0002]
- - DE 1848249 A [0003]
- - DE 2933630 C2 [0004]
- - DE 2602128 A1 [0005]
- - DE 102008010298 A1 [0006]