DE2353301A1

DE2353301A1 - Elektroakustischer wandler

Info

Publication number: DE2353301A1
Application number: DE19732353301
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genennt Werden Wird
Original assignee: Rank Organization Ltd
Current assignee: Rank Organization Ltd
Priority date: 1972-10-25
Filing date: 1973-10-24
Publication date: 1974-05-16
Also published as: GB1423842A; JPS4996714A

Description

9222 - 73 Dr.G/tu

The Rank Organisation

W/17/HGA/EC/sb

Filing date:

25. lo. 1972 , " 25. lo. 1973

The Hank Organisation Limited, Millbank Tower,' Millbank,

London, S.W. 1*, England

Elektroakustischer Wandler

Die vorliegende Erfindung betrifft Sprechspulen für elektroakustische Wandler und insbesondere Lautsprecher ■*· Sprechspulen mit verbesserter Wärmebelastbarkeit. '

Bei Lautsprecherspulen tritt u.a. das Problem der Wärmeentwicklung auf, da die Temperatur einer Spule während des Betriebs beträchtlich ansteigt. Üblicherweise sind die Lautsprecherspulen' entweder auf einen Spulenkörper aufgewickelt, der aus Papier, Aluminiumfolie oder einem Glasfaser-Epoxidharz hergestellt ist, oder die Spulen können " selbsttragend" sein. Selbsttragende Spulen werden ohne einen Spulenkörper hergestellt; sie werden vielmehr durch Haftmaterial zusammengehalten. Bei höheren Temperaturen, beispielsweise bei 16o°C bis 18o°0 beginnt das ^Haftmaterial weich zu werden , und die Windungen der Spule beginnen sich unter dem Einfluß des

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Magnetfeldes des Lautsprechers aufzutrennen. Unter dem Ausdruck ^w Wärmebelastbarkeit " soll im folgenden die !Temperatur verstanden werden, bei der ein Material während eines bestimmten Zeitraumes der Wärmeeinwirkung widerstehen kann, ohne daß es dabei zerstört wird.

Venn die Laut Sprecher spule auf einen Spulenkörper aufgewickelt ist, wird die Kraft von der Spule auf die Membran eines Lautsprechers über den Spulenkörper übertragen, der üblicherweise einen kleineren Durchmesser besitzt als die Wicklung. Diese indirekte Kraftübertragung von einer Spille über einen Spulenkörper auf eine Membran stellt nicht die bestmögliche Kopplung zwischen der Wicklung, der Spule und der Membran des Lautsprechers dar.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Laut Sprecher spule, bei der die beiden genannten Nachteile nicht auftreten und die in einfacher Weise hergestellt werden kann und eine robuste Bauweise besitzt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies bei einer Sprechspule für einen elektroakustischen Wandler dadurch erreicht, daß die Spule in einem aus—härtendem Material eingekapselt ist, wobei der die Spule aufnehmende Körper einen Körperteil besitzt, der sich axialsymmetrisch zur Spule erstreckt und der Kraftübertragung zwischen der Spule und einer Membran des Wandlers dient.

Wenn die Wicklungen der Spule durch ein Bindemittel zusammengehalten werden, sollte das Material, die die Spule aufnimmt, eine höhere Wärmebelastbarkeit aufweisen, als das Bindemittel,

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Tand wenn die Spiilenwickliiiigen. aufeinem Spulenkörper aufgebracht sind, sollte das Material, das die Spule aufnimmt, vorzugsweise eine warmebelastbarkeit aufweisen, die wenigstens so groß wie das Material des Spulenkörpers ist· Vorzügsweise ist die WarBiebelasfbarkeit des Materials, das die Spule einschliesst, wenigstens gleich der Wärmebelastbarkeit des Isolationsmaterials der Spule. Bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen mit selbsttragenden Spulen werden Schwierigkeiten, die infolge des Weichwerdens des Bindemittels auftreten, dadurch verringert, daß das die Spule aufnehmende Material für die Spulenwicklungen auch bei einer Temperatur einen mechanischen Halt bildet, die höher ist als die Temperatur, bei der das Bindungsmaterial weichzuwerdeh beginnt·

Der die Spule aufnehmende Körper kann dazu benutzt werden, die Kraft direkt auf die Membran eines Lautsprechers zu übertragen, gleichgultigs ob die Spule selbsttragend oder auf einen Spulenkörper aufgewickelt ist· Der axialsymmetrisch über die Spulenwicklung heraussagende Teil dieses die Spule aufnehmenden Körpers kann derart gestaltet sein, daß er die Kraft wirkungsvoll auf die Membran übertragen kann.

Das herausragende Teil des die Spule aufnehmenden Körpers ist an seinem Ende vorzugsweise derart gestaltet, daß es dazu beiträgt, eine sichere Verbindung zwischen der Spule und der Membran zu bilden, um die Kraft auf die Membran eines Lautsprechers zu übertragen. Auf diese Veise kann für einen Trichtermembran-iiautSprecher eine bessere Kopplung zwischen der Wicklung und dem Membrantrichter erreicht werden als dies bei den bekannten Anordnungen mit ge-

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bräuchlichen, auf einem Spulenkörper aufgewickelte Spulen möglich, ist, bei denen die Kraft über den Spulenkörper übertragen wurde· Im lalle von selbsttragenden Spulen, bei denen die Kraft ebenfalls direkt von den Wicklungen auf die Membran übertragen werden kann, wird die Kopplung zwischen der Spule und der Membran, durch, die Einkapselung der Spule nicht; wesent— lieh verbessert! ,man kann damit jedoch die zuvor genannten Schwierigkeiten überwinden, die infolge des Weichwerdens des Bindungsmittels bei höheren Temperaturen entstehen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das axialsymmetrische, über die Spulenwicklung hinausragende Teil des die Spule einschlies senden Körpers derart ge ä; alt et, daß er wenigstens den Teil einer Lautsprecher-Membran darstellt. Wenn es wünschenswert ist, kann dieser herausragende Teil auch so gestaltet sein, daß er die ganze Lautsprechermembran bildet, sodaß die Lautsprecher spule in einem einheitlichen Bauteil, das gleichzeitig auch, die Membran, ist, eingekapselt ist. Eine derartige Gestaltung würde offensichtlich eine äusserst gute Kopplung zwischen der Spule und der Membran ermöglichen. Die Einkapselung kanu "für Spulen vorgesehen sein, die jede gewünschte Windungszahl besitzt und bei der die Windungen in einer beliebig großen Zahl von Windungslagen angeordnet sind, obwohl die Wicklung üblicherweise ein bis vier Windungslagen aufweist.

lür das den Spulenkörper aufnehmende Material können verschiedene aushärtende Materialien geeignet sein, obwohl Ebenolharz und Glasfaser-Epoxidharz besonders geeignet sind. Das die Spule aufnehmende Material kann einen iiillstoff oder ein Zusatzmaterial enthalten, um die thermische Leitfähigkeit zu verbessern, sodaE die Wärme besser in den Magnetbauteil des

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Lautsprechers abgestrahlt werden kann« Im lalle von, Glasfaser-Epoxidharz kann die Schicht oder das Zusatzmaterial zur Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit zusätzlich oder anstelle von Glasfasern benutzt werden.

Wenn die Spulenwicklung auf einem Spulenkörper aufgebracht ist, kann nach der Einkapselung der Spule auf diesen Spulenkörper, verzichtet werden, oder seine Länge kann von vorneherein ,klein gewählt werden, um die Spule vor der Einkapselung zu haltern; nach der Einkapselung kann der Spulenkörper dann weggenommen werden. Ein andere Möglichkeit besteht darin,daß der Spulenkörper zur Übertragung der Kraft auf die Lautsprechermembran benutzt wird, wenn dies wünschenswert erscheint»

Üblicherweise wird die eingekapselte Spule an der Außenseite und an ihren beiden Enden beschichtet, obwohl es bei be stimmten Ausführungsformen wünschenswert sein kann, die Spule nur an der Außenseite und an eines^ Ende zu beschichten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, um,eine eingekapselte Spul© für einen elektröakustischen Wandler herzustellen, wobei folgende Verfährensschritte auftreten; Aufwickeln einer bestimmten Zahl von Drahtwicklungen, Versehen der Wicklungen mit einem Träger, Aufbringen der Wicklungen auf eine Spindel in einer Spritzgußfdrm einer Spritzgußmaschine und Einspritzen des die Wicklung umgebenden Materiales in diese Spritzform, um die Spule zu ummanteln.

Wenn die Wicklung selbsttragend ist, kann vorzugsweise ein weiterer Verfahrensschritt hinzukommen, nämlich die Gußform zu kühlen, um die !Temperatur unter einer Temperatur zu halten, bei der das Bindemittel der selbsttragenden Wicklung in Mitleidenschaft gezogen wird. Die vorliegende Erfindung

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bezieht sich, auch auf einen autSprecher, der mit einer eingekapselten Spule, wie dies zuvor beschrieben wurde, versehen ist.

Zwei Ausfuhrungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen}

Figur 1 den Längsschnitt durch eine gebräuchliche Trichter/Spulen-Anordnung ,

Figur 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

Figur^einenLängsschnitt durch eine zweite ^Ausführungsform der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte üblicherweise benutzte Anordnung enthält einen Spulenkörper 11, auf dem eine Spule 12 gewickelt ist. Der Draht der Spule ist normalerweise mit Klebstoff beschichtet, der dazu dient, die Spulenwicklungen Miteinander und auch mit dem Spulenkörper zu verbinden. Die Klebstoffschicht, die di© Spule 12 mit dem Spulenkörper 11 verbindet, ist mit dem Besugszeichen 13 versehen. Der Spulenkörper 11 wird in den Ansatz des Trichters 14 eingesetzt und durch eine weitere Klebstoff schicht 15 in dieser iege gehalten.

Es ist ersichtlich, daß keine mechanischen Kittel vorgesehen sind, um zu verhindern, daß die Spulenwicklungen sich unter dem Einfluß eines Magnetfeldes voneinander wegdrücken, wenn der Spülenstrom die Samperatur soweit erhöht, daß d«r Klebstoff weich wird. Es ist auchlJLar, daß der Antrieb zwischen

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der Spule und dem Trichter über den Spulenkörper führt, der einen kleinerenDurchmesser als die Spule hat. Der Antrieb ist insofern indirekt. Zusätzlich sind zwei Klebstoff schichten an der Energieübertragung beteiligt, sodaß Energieverluste im Klebstoff auftreten k

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß fig. 2 trägt ein Spulenkörper 21 eine Windung 22. Obwohl eine Klebstoff schicht 25 zwischen der Spulenwioklung 22 und dem Spulenkörper 21 liegt, dient sie "lediglich dazu, die Spule leichter zu handhaben, bis sie in eine "Einkapselung eingebracht worden ist. Die Wicklung 22 wird in eine Einkapselung 24 eingesetzt, die beispielsweise aus Phenolharze aus Glasf aser->Epox:id-Harz oder aus einem anderen geeigneten_s temperaturbeständigen Material hergestellt werden kann_o Der die Wicklung aufnehmende Körper 24 hat ein Teil 24 a_s das hinsichtlieh der Spule axial mit ©iaer Membran 25 des ^äutspreeiiers"in Verbindungsteht 'und diese "Membran in Bewegung versetzte Der äie Wicklungen aufnehmende Körper 24 hat erstens die "Aufgab®, die Wicklungen der Spule 22 mechanisch festzulegen und zweitens die Kraft über das axiale Teil 24 a bei gleichem Durchmesser wie die Spule 22 auf den Lautsprechertrichter 25 au Übertrages«, Eine Klebstoffschicht 26 wird dazu verwendet, des axialen Teil 24 a des die Wicklung aufnehmenden. Körpers 24 mit dem Trichter 25 zu verbinden*.

Es ist einleuchtend j daß das die Wicklung aufnehmend® Material 24 widerstandsfähiger gegen Hitze ist, wenn der Klebstoff der Spule 22 beispielsweise infolge ■ einer überhitzung des Betriebes weich wird* Sag die Wicklung-auf nehmende terial 24 kann daher die Wicklungen der Spule 22 weiterhin zusammenhalten j sodaß der--'Lautsprecher weiterhin, ordnungsg©· maß arbeiten kanne Es ist weiterhin ersichtlich₈

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Gegensatz zur Spule von Fig. 1 nur eine Klebstoffschient bei der Kraftübertragung von der Spule beteiligt ist, und daß die vom Klebstoff übertragene Kraft an der konusförmigen Seite der Membran 25 mehr durch Druck oder Zug als durch Scher kräfte übertragen wird, wie es bei den Schichten 13 und 15 der gebräuchlichen, in Fig« 1 dargestellten Anordnung der Fall ist.

Darüberhinaus sieht man, daß die Spule von Fig. 2 im einge·* kapselten. Zustand nicht mehr den Spulenkörper 21 als Träger benötigt. Wenn die Spule 22 so gefertigt werden würde, daß sie sich selbst, trägt, würde die Anordnung nach der Einkapselung der Spule 22 die gleichen Eigenschaften aufweisen, wie dies in der Ausführungsform gemäß der Zeichnung dargestellt ist.

Bei der Ausführungsform von Fig» 3 wird eine Spule 31 zunächst von einem Spulenkörper 32 getragen, wobei in diesem Falle das die Wicklung aufnehmende Material 33 einen axialsymmetrischen Ansatz 34 a und einen Teil 34- b besitzt, der als Teil einer Membran ausgebildet ist«, Diese Ausführungsform hat ähnliche Vorteile wie die gemäß Fig» 2 , sie kommt jedoch zusätzlich vollständig ohne verklebte Verbindungsstellen aus. Auch hier wieder ist der Spulenkörper 32 nur dazu vorgesehen, als Träger der Spule i-jährend der ersten Schritte bei der Herstellung zu dienen und könnte auch weggelassen werden, wenn eine sich selbsttragende Spule verwendet werden würde» Jede dieser zuYor beschriebenen Ausführungsformen kann mittels e±ne_fs Spritzgußverfahrens hergestellt v/erden. Die Wicklung 22 oder 3^ wird zunächst hergestellt und dann in eine Spritzgußform einer Spritzgußmaschi- fae auf eine Spindel gebracht₉ die vorzugsweise gespreizt

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werden kann, um sicher zu se.in₃ daß die Spule sich während des Spritzvorganges nicht "bewegt und auch , damit die runde Form der Spule'während des Spritzens beibehalten bleibt. Ein Material zum Einkapseln der Wicklungen, das in der Hitze aushärtet, beispielsweise ein Phenolharz wird dann in die Spritzgußform gebracht, wobei die Spritzgußform durch Wasserkühlung gekühlt wird, damit das Bindematerial oder das Material des Wicklungskörpers durch die auftretende Erhitzung nicht leitet oder zerstört wird«,

Gegenüber Phenolharzen bietet der Gebrauch von Glasfaser-Epoxidharz für das Material zur Einkapselung der Spule verschiedene Vorteile. Beispielsweise kann dieses Material bei einem geringeren Druck als Phenolharz, beispielsweise mit 14 at spritzgegossen werden. Darüberhinaus ist Glasfaser-Epoxidharz weniger spröde als Phenolharze.

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Claims

Patentansprüche

y)J Sprechspule für einen elektroakustischen Wandler mit einer Anzahl von Windungen aus isoliertem Draht, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule ( 22, 31 ) in einem aushärtendem Material ( 24,34-) eingekapselt ist, wobei der die Spule aufnehmende Körper einen Körperteil ( 24 a, 34 a ) "besitzt, der sich axialsymmetrisch zur Spule (22, 31 ) erstreckt und der Kraftübertragung zwischen der Spule (22, 31 ) und einer Membran ( 25,34 b ) des Wandlers dient.
2) Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chn e t , daß die Windungen der Spulenwicklung C 22, 31 ) vor der Einkapselung durch ein Bindemittel zusammengehalten werden, wobei das Material, aus dem der die Windungen aufnehmende Körper ( 24, 34 ) hergestellt ist, höhere Temperaturen aushalten kann als das Bindemittel.
3) Spule nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die Windungen der Spulenwicklung ( 22,31 ) auf einem Spulenkörper (21, 32 ) aufgebracht sind, und daß das Material für den die Spule aufnehmenden Körper ( 24, 34 ) wenigstens so hoch wie das Material des Spulenkörpers ( 21, 32 ) temperaturbelastet werden kann.
4) Spule nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbelastbarkeit des Materials, aus dem der die Spule aufnehmende Körper ( 24, 34 ) besteht, wenigstens gleich der Temperaturbelastbarkeit des Isolationsmaterials der Spulenwicklung (22, 31 ) ist.

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5) Spule nach wenigstens einem der ,Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil ( 24 a ) des die Spule aufnehmenden Körpers ( 24 ) zur Kraftübertragung auf die Membran ( 25 ) eines elektroakustischen Wandlers an dessen Ende derart geformt ist, daß er dazu beiträgt, eine sichere Verbindung zwischen der Spule ( 22 ) und der Membran ( 25 ) zu bilden,,'
6) Spule nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der axialsymmetrische Teil ( 34 a, 34 b ) des die Spule aufnehmenden Körpers ( 33 ) derart gestaltet ist, daß er wenigstens einen Teil einer Membran ( 34 b ) eines elektroakustisehen Wandlers bildet_o
7) Spule nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des die Spule einschiiessenden Körpers (24,33) ein Ehenolharz ist«,
8) Spule nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7s dadurch ge kennzeichnet , daß das Material des die Spule einschliessenden KÖrpers( 24,33) ein Glasfaser-Epoxidharz ist»
9) Spule nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8_S dadurch gekennzeichnet, daß der die Spule einschliessende Körper ( 24_S33) mit einer Einlage oder einem Füllmaterial versehen ist_sum die Wärmeleit= fähigkeit zu verbessern=
10) Verfahren zur Herstellung einer eingekapselten Spule für einen elektroakustischen Wandler,. g e k e η η - ■=■ zeichnet durch folgende"Schrittes

Aufwicklung einer bestimmten inzahl von Drahtwindungen ( 22), Anbringen eines Trägers ( 21, 32 ) für die genannten Wicklungen( 22, 31 ) , Aufbringen der genannten Wicklungen ( 22,31 ) auf eine Spindel in einer SpritzguJßform einer Spritzgußmaschine, Einspritzen des Materials , aus dem der die Spule umschliessende Körper ( 24·, 34- ) bestellt, in die Spritzgußform zur Ummantelung der Spule, Aushärten-lässen des Materials, aus dem der die Spule umgebende Körper bestellt, und Entfernen der genannten eingekapselten Spule aus der Spritζgußanordnung.
11) Verfahren nach Anspruch Ιο, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerteil für die Windungen ( 22, 31 ) der Spule, der vor der Einkapselung angebracht wird ein Spulenkörper ( 21,32 ) aus geeignetem Material ist.
12) Verfahren nach Anspruch 1oj g e k e ή η ζ e ichnet, durch den weiteren Verfahrensschritt, die Spritzgußform zu kühlen, um die Temperatur unter einem Betrag zu halten, bei dem der genannte Spulenträger ( 21, 32 ) in Hitleidenschaft gezogen wird.
13) Lautsprecher, dadurch gekennzeichnet, daß eine eingekapselte Spule verwendet wird.

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