DE2506710C2 - Piezoelektrischer elektroakustischer Wandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen elektroakustischen Wandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein piezoelektrischer, elektroakustischer Wandler, der als Membran eine Piezoelektrizität zeigende dünne Folie verwendet, ist beispielsweise aus der US-PS 38 32 580 bekannt. Es ist ferner bekannt, eine piezoelektrische Folie als Membran für einen elektroakustischen Wandler herzustellen, in dem ein Polymer mit hohem Molikulargewicht als Grundmaterial verwendet wird (siehe: »Polypeptid-Piezoelektrizitäts-Übertrager« von E. Fukuda et al., 6. Internationaler Akustikkongreß, D31, Tokio, 1968 und »Die Piezoelektrizität von Polyvinylidenfluorid« von H. Kawai, Japan J. Appl. Phys. 8, 975, 1969).

Die DE-OS 19 02 849 beschreibt einen piezoelektrischen, elektroakustischen Wandler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und gemäß Fig. 1. Der Wandler weist eine Halteeinrichtung 2 auf sowie eine durch diese gehaltene Membran 1 und ein elastisches Stützelement 3, welches mit der Membran 1 in Kontakt ist.

Der Wandler ist derart angeordnet, daß die Membran 1 in gekrümmter Form durch die Halteeinrichtung 2 gehalten ist und das erforderliche Maß an Elastizität und Spannung von dem elastischen Stützelement 3 erhält. Der bekannte piezoelektrische, elektroakuslischc Wandler hat jedoch einen sehr geringen Schallumwandlungswirkungsgrad. Weiterhin steht das elastische Stützelement vollständig und gleichförmig mit der Membran in Berührung, was einen unerwünschten Effekt auf die Frequenzcharakteristik hat.

Die DE-OS 18 17 431 befaßt sich mit einem dynamischen Lautsprecher, der auf elektromagnetischer Basis arbeitet. Ein Stützelement ist für die Schwingung an sich nicht erforderlich. Es zeigt sich jedoch bei derartigen Lautsprechern, daß im Mittelbereich der Membran zwangsläufig eine Teilschwingung, die durch das Stützelement unterdrückt werden soll. Dies geht jedoch zum Teil zu Lasten der gewünschten Schwingung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen piezoelektrischen, elektroakusi'.schen Wandler anzugeben, der eine verbesserte Frequenzcharakteristik und einen besseren Übertragungswirkungsgrad aufweist.

Der erfindungsgemäße Wandler besitzt die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs.

Durch die Begrenzung des elastischen Stützelemcnts auf den mittleren Bereich der Membran werden die Frequenzeigenschaften und der Übertragungswirkungsgrad des Lautsprechers wesentlich verbessert.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindiingsgcmäßen Wandlers wird nachfolgend anhand der Zeichnung be

schrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen bekannten piezoelektrischen, elektroakustischen Wandler,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Wandler gemäß dem Ausführungsbeispiel und

F i g. 3 einen Grundriß des in der F i g. 2 dargestellten piezoelektrischen, elektroakustischen Wandlers.

Die Fig.2 und 3 zeigen eine Membran 1 aus einer hochpolymeren flexiblen Folie. Die Folie besteht aus Materialien wie Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid, Nylon-11 und Polypeptid usw. Die Folie wird einer Behandlung unterzogen, in welcher sie mit einer piezoelektrischen Eigenschaft ausgestattet wird. Eine Halteeinrichtung 2 aus starrem Material weist wenigstens is zwei Befestigungselemente auf, welche die Membran 1 halten. Es ist zu bemerken, daß gemäß F i g. 3 ein wesentlicher vibrierender Teil der Membran oder ein von der Halteeinrichtung 2 umgebener Teil gebildet ist, welcher eine Fläche A aufweist, deren Breite L Xa und deren Länge LXb sind. Ein elastisches Stützelement 3 hat eine Fläche B, deren Länge L 3a und deren Breite L 3b sind. Eine Grundplatte aus starrem Material besitzt eine Anzahl von Öffnungen 41 mit vorgegebener Größe (F i g. 2). Eine Feder 5 beaufschlagt die Grundplatte 4 mit dem erforderlichen Druck. Die Stärke des auf die Grundplatte wirkenden Druckes ist derart eingestellt, daß der Membran 1 eine geeignete Spannung erteilt wird.

Nunmehr sei darauf hingewiesen, daß die Beziehung zwischen der wesentlichen vibrierenden Fläche A der Membran LIa als Länge und L\b als Breite und der Fläche B des elastischen Stützelementes 3 mit L 3a als Länge und L 3b als Breite A > B ist, woraus folgt:

L la > L3a und L Xb > L3b oder L la £ L3a und LXb= L3boderLXa = L3aundLlb 6 L3b.

Die Membran 1 erhält die erforderliche Spannung dadurch, daß das elastische Stützelement 3 mit seiner einen Seite mit der Membran 1 in Kontakt ist. Hierbei ist ein Teil der Membran 1 nicht mit dem elastischen Stützelement 3 in Berührung. Die andere Seite des elastischen Stützelementes 3 ist durch die Grundplatte 4 abgedeckt, welche den Druck von der Federeinrichtung 5 derart aufnimmt, daß die Membran 1 unter einer gewünschten Spannung steht. Die bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete Halteeinrichtung 2 ist rechteckig. Sie könnte jedoch auch quadratisch oder kreisförmig sein.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Halteeinrichtung verwendet, durch die alle Randabschnitte der Membran gehalten sind. In diesem Falle ist es nicht notwendig, daß ein unmittelbarer Kontakt des elastischen Stützelementes mit jedem Teil der Membran im Bereich der Teile der Halteeinrichtung besteht. Obwohl die Erfindung anhand einer Ausführungsform erläutert wurde, bei welcher ein piezoelektrischer Lautsprecher verkörpert wird, ist die Erfindung natürlich auch auf eine andere Art von elektroakustischen Wandlern, wie piezoelektrische Mikrofone usw. anwendbar, bei welchen eine Membran erforderlich ist, die bo unter Spannung stehen muß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Piezoelektrischer elektroakustischer Wandler, bei dem eine piezoelektrische Membran zwischen zwei in Abstand zueinander gegenüberliegend angeordneten Befestigungselementen gespannt und ein elastisches Stützelement mit der Membran in Berührung ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Stützelement (3) nur in einem Bereich (B), der kleiner ist als der Vibrationsbereich (A) der Membran ()), mit letzterer in Berührung ist.