DE2032051C2 - Elektrodynamischer Wandler - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler nach dem elektrodynamischen Prinzip, insbesondere zur Verwendung als Hör- und Sprechkapsel, mit einer flexiblen kreiss>mmetrischen Membran, einem konzentrisch in dem aus Kunststoff bestehenden, vorgefertigten, gespritzten, einen nach innen stufenförmigen Absatz aufweisenden Wandlergehäuse angeordneten Magnetsystem, wobei zur Festlegung der Einzelteile des Wandlers Zapfen und Vorsprünge vorgesehen sind, und mit einem mit Schallöffnungen versehenen Deckel.

Ein solcher Wandler ist aus dem DE-GM 19 80 254 bekannt, in dem auch topfartige Gehäuse erwähnt sind.

Es ist ein elektroakustischer Wandler für den Einsatz in Flugzeugen, insbesondere in Form einer Hör- oder Sprechkapsel, bekannt (US-PS 24 00 662), bei dem das aus mehreren Einzelteilen bestehende Dauermagnetsystem mittels einer Schraube mit Mutter zusammengefügt und anschließend mit Kunststoff umspritzt wird, wobei dieser teilweise auch in das Dauermagnetsystem eindringt Ein derart umspritzles und dadurch endgültig fixiertes Dauermagnetsystem wird anschließend in ein topfförmiges, aus magnetisierbarem Werkstoff bestehendes, der Abschirmung dienendes Gehäuse eingesetzt, welches das Dauermagnetsystem wenigstens auf der Rückseite und am Umfang umgibt, und darin befestigt

Bei diesem bekannten Wandler besteht schon das Dauermagnetsystem aus mehreren Einzelteilen, die unter Anwendung mechanischer Metallbearbeitungsverfahren hergestellt werden müssen. Diese Einzelteile müssen zunächst mit engen Toleranzen hergestellt und sodann manuell zum vorläufig fixierten Dauermagnetsystem zusammengesetzt werden. Weiterhin erfordert das Umspritzen neben einem aufwendigen Werkzeug erhöhte Sorgfalt, weil sichergestellt werden muß, daß der Kunststoff nur in die vorgesehenen Räume gelangt. Dies ist besonders schwierig, weil Räume im Dauermagnetsystem frei von Kunststoff bleiben müssen.

Dieser bekannte Wandler ist deshalb nient wirtschaftlich he-steilbar.

Es ist ein anderer Wandler bekannt (DE-AS 11 29 537 und DE-AS 1154 515), der außer den hauptsächlich getroffenen Maßnahmen zur Verbesserung seiner akustischen Eigenschaften im wesentlichen aus einem Gehäuse, einem Tragring aus Kunststoff, einem Magnetsystem und einer Membran besteht. Im dortigen Ausführungsbeispiel ist von dem Boden des Gehäuses nur ein Rand vorhanden, aus dem durch nachträgliche Formgebung Laschen und abgeknickte Ränder herausgearbeitet sind. Der Tragring besitzt einerseits eine akustische Funktion, andererseits ist in ihm das Magnetsystem aufgehängt, das vorzugsweise durch Einpressen in ihm befestigt werden soil.

Ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Wandlers besteht darin, daß das Magnetsystem in dem Tragring aufgehängt ist, weil beide eine hohe Maßgenauigkeit besitzen müssen. Über- oder Untermaße beider Bauteile addieren sich. Besitzen beide Übermaß, so wird der Tragring einem Radialdruck unterworfen, wodurch eine Verwerfung auftritt, welche zu einer Fehlzentrierung des Luftspaltes des Dauermagnetsystems führt. Besitzen beide Teile Untermaß, so kann der gleiche Fehler auftreten, weil eine definierte Lage des Dauermagnetsystems fehlt.

Es ist ein weiterer Wandler bekannt (DE-PS 9 71 704), bei dem in einem dosenförmigen, metallischen Gehäuse, das gleichzeitig einen Teil des Dauermagnetsystems bildet, ein aus einem Dauermagnet, einem Polstück und einer Poiplatte bestehendes Dauermagnetsystem angeordnet ist. Außerdem sind aus akustischen Gründen zwischen Polplatte und Gehäuseboden Scheiben angeordnet, an denen eine zugleich der Zentrierung des Polstücks gegenüber dem Gehäuse dienen kann. In diesem Fall soll die Scheibe am Außenrand Vorsprünge oder Nasen besitzen, die sich an der Innenwand des Gehäuses abstützen.

Auch dieser bekannte Wandler besteht aus einer Mehrzahl von Einzelteilen, die montiert und in richtiger Lage zueinander befestigt werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

einen elektroakustischen Wandler zu schaffen, der insgesamt aus möglichst wenigen und preiswert herzustellenden Einzelteilen besteht, aus denen der Wandler in einfacher Weise fertiggestellt werden kann. Weiterhin sollen die Einzelteile so ausgebildet sein, daß bei ihrer Herstellung mehrere Bestandteile, die bisher einzeln hergestellt und zusammengefügt wurden, in einem Bauteil enthalten sind. Die Einzelteile sollen außerdem aus preiswerten Werkstoffen und ohne enge Toleranzen herzustellen sein, wobei Wert darauf gelegt ist, daß Niitallteile, insbesondere solche, die während ihrer Fertigstellung noch gestanzt, geschnitten, genietet oder gefaltet werden müssen, vermieden sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in an sich bekannter Weise topfförmige Gehäuse am Außenrand mehrere über den Umfang verteilte Nasen besitzt, in seinen Innenraum mindestens drei der Zentrierung dienende, angespritzte Vorsprünge hineinragen, an dem Gehäuseboden innen ein Zentrierring mit mehreren federnden Stegen angespritzt ist und ein zwischen Gehäuse und Dauermagnetsystem passender, letzteres durch seine Formgebung axial zum Gehäuseboden drückender und dabei das Dauermagnetsystem zentrierender und festhaltender Kunststoff-Druckring vorhanden ist, der sich auf dem Absatz des Gehäuses und dem äußeren Rand des Dauermagnetsystems abstützt.

Es sei erwähnt, daß es bei Kapselmikrofonen bekannt ist (DE-PS 9 36 877), den Außenmantel der Kohlegrieskammer zur Erzielung eines guten Festsitzes der Kappe auf dem Außenmantel, ungeachtet etwaiger Ungenruigkeiten in der Herstellung, mit achsparallelen, leicht verformbaren Stegen zu versehen.

Es sind auch federnde Stege an länglichen Kunststoffkörpern, wie Mauerdübeln, aus schlagfestem Polystyrol bekannt (Kunststoff-Handbuch, Bd. V, 1969, S. 640).

Ferner sind gespritzte Adapter-Einsätze für Fernsprechhörer aus Polystyrol mit drei nach innen gerichteten Vorsprüngen bekannt (Kunststoff-Handbuch a. a. O. S. 451).

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung bildet von den, beim Spritzen dis Gehäuses entstandenen Vorsprüngen einer auf der Außenfläche des Gehäuses eine kastenförmige Nische, in welche in das Gehäuse eingespritzte Steck- oder Schraubenansc'ilüs- 4-se hineinragen. Eine derartige Maßnahme ist aus dem DE-GM 19 63 470 bei elektroakustischen Wandlern an sich bekannt.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Gehäuserand mit mehreren Ausnehmungen versehen ist.

Bei dem fertigen Wandler sind in vorteilhafter Weise Gehäuse und Druckring am Gehäuserand miteinander verschweißt. Der Druckring weist mehrere Durchbrüche zum Gehäuseinnenraum auf, die mit Siebblechen verschlossen sind.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen Gehäuse und Drucknng aus einem dauerplastischen Kunstharz, beispielsweise einem mit Butadien und Acrylnitril modifiziertem Polystyrol, wie es bereits als Werkstoff für gespritzte Kunststoff-Formteile für Fernsprechapparate bekannt ist (FTZ-Norm, 121TVt Vornorm, Nov. 1966).

Der erfindungsgemäße Wandler besteht aus wenigen, in einfacher Weise und daher preiswert herzustellenden Einzelheiten, aus denen er gleichfalls einfach zusammengesetzt werden kann. Das Kunststoffgehäuse enthält bereits einige organisch eingefügte Teile, die für den Gesamtaufbau des Wandlers notwendig und der Montage förderlich sind. Letzteres gilt insbesondere für den Zentrierring, durch den im wesentlichen allein die Zentrierung des Dauermagnetsystems vorgenommen wird und der daher mit der erforderlichen Genauigkeit in dem Gehäuse angeordnet sein muß, welches jedoch keine Schwierigkeiten bereitet. Andere, teilweise im Gehäuse integrierte Einzelteile, wie Vorsprünge, federnde Stege und Druckring bieten eine Hilfestellung bei der Zentrierung des Dauermagnetsystems.

An Hand der F i g. 1 bis 6 wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht des Wandlers gemäß der Erfindung im Schnitt (entlang der Linie A B in F i g. 5),

F i g. 2 eine Seitenansicht des ungeschnittenen Wandlers,

F i g. 3 eine Draufsicht aut den Deckel des Wandlers,

F i g. 4 einen Schnitt durch das leere Wandlergehäuse (entlang der Linie ÖCin F i g. 5),

F i g. 5 eine Draufsicht auf das leere Wandlergehäuse,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Membran mit Schwingspule.

Aus Fig. 1 sind sämtliche Einzelteile, aus denen der Wandler gemäß der Erfindung besteht, zu erkennen. Als äußere Hülle dient das Kunststoffgehäuse, das in einem Stück gespritzt ist und eine Reihe von gleichzeitig hergestellten und organisch im Spritzteil enthaltenen Einzelteilen enthält, so daß bei der Herstellung des Wandlers nur noch einige wenige Einzelteile zusammenzufügen sind. Das Gehäuse 1 weist einen Rand auf, der mit einem stufenförmigen Absatz 22 versehen ist. Wie besonders aus den F i g. 4 und 5 besser zu erkennen, enthält das Gehäuse mindestens drei Vorsprünge 24, von denen mindestens einer etwa kastenförmig ausgebildet ist. In die Schlitze 18 der Wandung des kastenförmig ausgebildeten Vorsprungs sind gleichzeitig Steckanschlüsse 11 eingespritzt.

Die drei Vorsprünge sind in der Weise angeordnet, daß sie einen kreisförmigen Raum für das Dauermagnetsystem bilden. Am Boden des Gehäuses ist innen ein Zentrierring 23 angespritzt, an dem federnde Stege 19 angeordnet sind, die ebenfalls bei der Herstellung des Gehäuses mit angespritzt werden.

In diesen Zentrierraum, der von den vorstehend beschriebenen, bei der Herstellung des Gehäuses gleichzeitig gespritzten Einzelteilen gebildet ist, wird das Dauermagnetsystem eingesetzt. Dieses besteht, wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, aus dem Weicheisentopf 3, dessen Rand außen und innen durch den eingefrästen Innenrand 13 und äußeren Rand 14 abgestuft ausgebildet ist, dem Polring 4, dem Dauermagneten 5 und der Polplatte 6, wobei Polplatte, Dauermagnet und Weicheisentopf mittels eines Klebers miteinander verbunden sind.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Wandler mittels eines Dauermagnetsystems aufgebaut, das einen metallischen stabförmigen Dauermagneten enthält. Ohne an dem Wandler irgend etwas ändern zu müssen oder seine Qualität zu beeinträchtigen, könnte das Dauermagnetsystem natürlich auch mit einem platten- oder ringförmigen Oxydkeramik-Magneten aufgebaut sein. Wesentlich ist lediglich, daß der Membranantrieb des Wandlers aus einem kompleucn, streuarmen Dauermagnetsystem besteht.

Genau zentrier! und festgehalten wird das Dauermagnetsystem in dem Gehäuse von dem entsprechend geformten Druckring 2. Der Druckring 2 stützt sich einmal auf dem stufenförmigen Absatz 22 des Gehäuses

1 ab und zum anderen durch den Ansatz 16 auf dem äußeren Rand 14 des Weicheisentopfes, wodurch das Dauermagnetsystem gegen den Boden des Gehäuses gedruckt wirr). Mit Hilfe der Durchbrüche 15 im Druclring, die mit Siebbiechen 12 bedeckt sind, wird der im ur.icrrn Gs;häusetei) befindliche Resonanzraum angekoppelt und dadurch der Frequenzgang des Wandlers Hnearisiert. An dem stufenförmigen Absatz 22 ist der Druckring pm dem Gehäuse, beispielsweise durch Ultraschallschweißen, verschweißt. Der Pesonanzraum ist dadurch abgedichtet, daß die Kante 17 lest gegen den Rand des Weicheisentopfes drückt. Der Druckring ist um die Steckanschlüsse 11 herum mit dem Gehäuse verschweißt.

Auf den oberen Rand des Gehäuses ist die Membran 7 aufgelegt, deren Schwingspule 8 in den Luftspalt dei Dauermagnetsystems hineinragt. Die Membran 7 ist aus F i g. 6 zu erkennen. Sie ist aus einer Folie aus gerecktem Polystyrol thermisch kreisförmig geformt. Die Schwingspule besteht in üblicher Weise aus einer aus mit Thermolack isoliertem Kupferdraht trägerlos gewickelten Zylinderspule, deren Windungen und Lagen durch thermische Beeinflussung miteinander verklebt sind. Diese frei tragende Schwingspule ist mit der Membran verklebt.

An den Rand der Membran ist ein Auflagering 10 aufgelegt und darüber der Deckel 9 geschoben. Der Dect'M ¹St dadurch auf dem Gehäuse befestigt, daß sein Rand in Ausnehmungen 21 Hcs Gehäuses umgebogc:· ist. Ein wichtiges Merkmal des Gehäuses ist aus F i g. 5 deutlich zu erkennen, nämlich die auf dem Gehäuserand verteilten Nasen 20, welche bewirken, daß der Deckel auf dem größten Teil des Gehiuiseumfar.gts einen Abstund zum Gehäuserand aufweist.

Durc!. diese Maßnahme werden die unterschiedliche!!

ίο Ausdehnungskoeffizienten von Deckel und Gehäuse ausgeglichen, so daß der neue Wandler in dem Temperaturbereich von -40 bis +70° C betrieben werden kann, ohne daß sich die elektrischen Eigenschaften des Wandlers ändern.

Um ein vollständiges Bild von dem neuen Wandler zu vermitteln, ist in F i g. 2 noch eine Seitenansicht des komp-ci.en Wandlers gezeigt. Bei dieser Ansicht sind besonders deutlich sowohl die in das Gehäuse 1 eingespritzten Steckanschlüsse 11 als auch die Ausneh-

2u mungen 21 am Gehäuse zu erkennen, in welche Teile des Deckelrandes zur Befestigung des Deckels 9 umgebogen werden.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Deckelseite des kompletten Wandlers, wobei die Schallöffnungen 25 deutlich zu erkennen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektroakustischer Wandler nach dem elektrodynamischen Prinzip, insbesondere zur Verwendung als Hör- und Sprechkapsel, mit einer flexiblen kreissymmetrischen Membran, einem konzentrisch in dem aus Kunststoff bestehenden, vorgefertigten, gespritzten, einen nach innen stufenförmigen Absatz aufweisenden Wandlergehäuse angeordneten Magnetsystem, wobei zur Festlegung der Einzelteile des Wandlers Zapfen und Vorsprünge vorgesehen sind, und mit einem mit Schallöffnungen versehenen Deckel, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise topfförmige Gehäuse (1) am Außenrand mehrere über den Umfang verteilte Nasen (20) besitzt, in seinen Innenraum mindestens drei der Zentrierung dienende, angespritzte Vorsprünge hineinragen, an dem Gehäuseboden innen ein Zentrierring (23) mit mehreren federnden Stegen (19) angespritzt ist und ein zwischen Gehäuse (1) und Dauermagnetsystem passender, letzteres durch seine Formgebung axial zum Gehäuseboden drükkender und dabei das Dauermagnetsystem zentrierender und festhaltender Kunststoff-Druckring (2) vorhanden ist, der sich auf dem Absatz (22) des Gehäuses und dem äußeren Rand (14) des Dauermagnetsystems abstützt.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den beim Spritzen des Gehäuses entstandenen Vorsprüngen (24) einer auf der Außenfläche des Gehäuses eine kastenförmige Nische bildet, in welche in das Gehäuse eingespritzte Steck- oder Schraubenanschlüsse (11) hineinragen.

3. Wandler nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuserand mit mehreren Ausnehmungen (21) versehen ist.

4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß Gehäuse (1) und Druckring (2) am Gehäuserand miteinander verschweißt sind.

5. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (2) mehrere Durchbrüche (15) zum Gehäuseinnenraum aufweist, die mit Siebblechen (12) verschlossen sind.

6. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (1) und Druckring (2) aus einem dauerplastischen Kunstharz beispielsweise einem mit Butadien und Acrylnitril modifizierten Polystyrol bestehen.