DE2825756A1

DE2825756A1 - Elektroakustischer wandler

Info

Publication number: DE2825756A1
Application number: DE19782825756
Authority: DE
Inventors: Richard Paglia
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1977-06-13
Filing date: 1978-06-12
Publication date: 1978-12-14
Also published as: IT1096530B; CH631309A5; FR2394954A1; IT7824370A0; US4085297A; ATA426778A; AU3679578A; GB1598384A; DE2825756B2; FR2394954B1; AU517289B2; CA1108747A; DE2825756C3; AT357207B

Description

Patentanwälte D:pl.-Ing. Curt Wallach Dipl.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr. Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer FeJcJHamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 12. Juni I978

Unser Zeichen: l6 262 - Κ/Αρ

Anmelder: Polaroid Corporation

5^9 Technology Square,
Cambridge, Mass. 02139
USA

Bezeichnung: Elektroakustisoher Wandler

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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf elektroakustische Wandler der kapazitiven Bauart und insbesondere auf einen Federkraftvorspannmechanismus, mit dem ein Bauteil einer solchen Vorrichtung in Eingriff mit einem weiteren Bauteil dieser Vorrichtung gebracht wird.

Kapazitive elektroakustische Wandler sind an sich bekannt. Bei derartigen Wandlern ist eine Membran vorgesehen, die eine Isolierschicht und eine elektrisch leitfähige Schicht besitzt und mit ihrer Isolierschicht in Berührung mit einer genuteten, ungleichförmigen, elektrisch leitenden Oberfläche einer im wesentlichen nicht-flexiblen Rückplatte steht. Der umfang der Membran wird gegenüber dem Wandlergehäuse festgehalten. Eine Federkraft drückt die Bückplatte in Spannungseingriff mit der Membran.

Die Isolierschicht und die elektrisch leitfähige Schicht der Membran und die leitfähige Oberfläche der Eückplatte bilden einen Kondensator derart, daß dann, wenn eine Gleichspannung an die Elektroden des Kondensators angelegt wird, Unregelmäßigkeiten der genuteten Oberfläche der Bückplatte lokalisierte konzentrierte elektrische Felder in der Isolierschicht aufbauen. Wenn ein Wechselspannungssignal dieser Gleichspannungsvorspannung überlagert wird, dann wird die Isolierschicht derart gespannt, daß Schwingungsbewegungen auftreten, die eine akustische Wellenfront von der Membran ausgehen lassen. Eine empfangene akustische Wellenfront, die auf die Isolierschicht auftrifft, erzeugt eine variable Spannung über den Kondensatorelektroden.

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Eine extrem wichtige Konstruktionsbedingung liegt bei derartigen Wandlern darin, die richtige Membranspannung zu erhalten. Die Membranspannung beeinflußt in erheblichem Maße die akustische Ausgangsgröße und Richtung des Wandlers sowie dessen Empfangsempfindlichkeit und Resonanzfrequenz. Der Stand der Technik umfaßt verschiedene Anordnungen, um die gewünschte Spannung der Membran zu gewährleisten.

Bei einem durch die US-PS 3 814 864- bekannten Wandler wird die Membranspannung durch eine einstellbare Schraubenfeder geliefert. Ein Ende der Schraubenfeder drückt auf die Rückseite des Wandlers und das andere Ende der Schraubenfeder stützt sich auf einem beweglichen ringförmig gestalteten JFederteller ab. Eine solche Anordnung erfordert jedoch eine relativ kostspielige Schraubenfeder und es muß eine Stirnwand vorgesehen werden, um das Ende der Schraubenfeder abzustützen.

Bei einem anderen Wandler (!Deutsche Patentanmeldung P27499Ö7.2)

wird eine metallische Membranspannfeder benutzt, deren kreisförmige Basis an der Bodenwand des Wandlergehäuses abgestützt ist. Mehrere Finger mit gekrümmten Enden stehen von dieser kreisförmigen Basis vor und die Enden drücken elastisch gegen die der Membran anliegenden Rückplatte, um die erforderliche Membranspannung zu erzielen. Diese Anordnung erfordert wiederum eine Stirnwand zur Federabstützung wie bei der Ausbildung gemäß US-PS 3 814· 864-. Außerdem erfordert die Benutzung einer Membranspannfeder dieser Bauart eine relativ große Menge Federmaterial, was sich nachteilig auf die Kosten des Wandlers auswirkt.

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Außerdem erfordern Federanordnungen der "beschriebenen Bauart einen relativ großen verfügbaren Raum und sie können nicht auf einfache Weise in einem V/endler eingebaut werden. Bei einer derartigen Anordnung wird der komplexe Aufbau des Wandlers noch dadurch erhöht, daß ein elektrisches Signal der Wandlerrückplatte zugeführt werden muß.

Gemäß der Erfindung ist ein langgestrecktes federndes Bauteil vorgesehen, um die leitfähige Oberfläche eines plattenartigen Körpers in Spanneingriff mit der Isolierschicht einer elektroakustischen Wandlermembran zu bringen, die sowohl eine isolierende als auch eine leitfähige Schicht aufweist. Es sind Mittel vorgesehen, um einen allgemein ringförmigen Bereich der leitfähigen Oberfläche der Membran gegenüber dem Wandlergehäuse festzuhalten. Die Enden des langgestreckten elastischen Körpers stehen in Verriegelungseingriff mit Seitenwänden des Wandlergehäuses und ein Mittelabschnitt des langgestreckten elastischen Bauteils drückt gegen den plattenartigen Körper, wodurch die Membran unter Spannung gesetzt wird.

Durch die Erfindung wird eine billige Membranspannvorrichtung geschaffen, die eine geringe Größe hat, leicht herzustellen und zusammenzubauen ist und durch die die Möglichkeit geschaffen wird, die Stirnwand des Wandlers wegfallen zu lassen. Außerdem kann der elastische Körper nach der Erfindung leicht als Zuleitung für das elektrische Signal benutzt werden, welches der Wandlerrückplatte zugeführt wird.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines kapazitiven elektroakustischen Wandlers mit Schraubenfeder-Kraftvorspannmitteln gemäß den Lehren des Standes der Technik,

Fig. 2 einen Tertikaischnitt eines elektroakustischen Wandlers mit einer den Stand der Technik repräsentierenden Rückplatten-Federkraftvorspannvorrichtung mit einer Vielzahl nach oben gerichteter elastischer Finger,

Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines elektroakustischen Wandlers mit Rückplatten-Federkraftvorspannmitteln gemäß den Lehren vorliegender Erfindung,

Fig. 4- eine teilweise geschnittene Ansicht eines zusammengebauten elektroakustischen Wandlers gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine Unteransicht des elektroakustischen Wandlers gemäß Fig. 4·,

Fig. 6 einen Vertikalschnitt eines elektroakustischen Wandlers der Bauart nach Fig. 3 "und 4 mit abgeänderten Mitteln zum Zuführen eines elektrischen Signals nach der Rückplatte des Wandlers,

Fig. 7 eine Unteransicht des in Fig. 6 dargestellten elektroakustischen Wandlers.

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Beschreibung des Standes der Technik

Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 der Zeichnung bezug genommen, die im Vertikalschnitt einen kapazitiven elektroakustischen Wandler 10 zeigt, der eine Schraubenfeder-Kraftvorspannvorrichtung aufweist, die nach den Lehren des Standes der Technik aufgebaut ist. Der Wandler besitzt ein zylindrisches Gehäuse 12 mit kreisförmigem Querschnitt, das ein Innengewinde 14 besitzt und an einem Ende eine nach innen einstehende Lippe 16 aufweist. Eine Membran 18 aus elektrisch nicht-leitendem Material mit einer nicht dargestellten elektrisch leitfähigen Oberfläche an der Außenseite ist mit dem Umfang fest in bezug auf den inneren Teil der Membran durch einen Sing 20 gehalten, an dem die Membran befestigt ist. Der Ring greift seinerseits an der inneren Oberfläche der Gehäuselippe an. Die Rückplatte 22 mit einer genuteten elektrisch leitfähigen Oberfläche 24 steht mit dieser Oberfläche 24 in Berührung mit der inneren, nicht-leitfähigen Oberfläche der Membran 18. Die Membran 18 wird über die Rückplatte 22 durch eine Schraubenfeder 24 einer Zugkraft ausgesetzt. Die Schraubenfeder 24 ist mit einem Ende auf der Eückplatte 24 abgestützt und ruht mit ihrem gegenüberliegenden Ende auf einem einstellbaren Ring 26, der ein Außengewinde 28 aufweist, welches in das Gewinde 14 des Gehäuses 12 eingeschraubt ist. Die Zugkraft, die auf die Membran 18 wirkt, kann dadurch geändert werden, daß man die Lage des Ringes 26 gegenüber dem Gehäuse 12 verändert.

Der Ring 26 ist notwendig zum Abstützen des einen Endes der Feder 24, unabhängig davon, ob er einstellbar ist

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oder nicht. Eine elektrische Verbindung nach der elektrisch leitfähigen Oberfläche 24 der Rückplatte 22 muß durch den Ring 26 und die Feder 24 erfolgen oder mittels einer Direktverbindung mit einer Oberfläche der Rückplatte 22 durch eine nicht dargestellte Öffnung im Gehäuse 12 oder in dem Ring 26.

Fig. 2 zeigt einen Yertikalschnitt eines weiteren kapazitiven elektroakustischen Wandlers 28, der gemäß den Lehren des Standes der Technik aufgebaut ist. Der Wandler 28 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 30 mit einer zylindrischen Nut 32 an einem Ende des seitlichen Abschnitts des Gehäuses 30· Eine Feder 34- ist mit ihrer Basis 36 am Boden des Gehäuses 30 durch eine Schraube 38 festgelegt und diese Feder 34- weist mehrere nach oben verlaufende am Ende gekrümmte Blattfederfinger 40 auf. Die gekrümmten Enden der Finger 40 liegen einer leitfähigen Oberfläche der Rückplatte 42 an und diese Rückplatte 42 besitzt eine genutete elektrisch leitfähige obere Oberfläche. Ein stegartiger Ring 44, der vom zylindrischen Deckel 46 vorsteht, ist in die Nut 32 des Gehäuses 30 derart eingesetzt, daß der Umfang der Membran 48 in der Nut 32 gehalten und gleichförmig durch den Einsatz in die Nut gestreckt wird. Die Membran 48 besteht aus Isoliermaterial und besitzt eine elektrisch leitfähige obere Oberfläche. Die untere nicht-leitfähige Oberfläche der Membran 48 steht mit der genuteten elektrisch leitfähigen oberen Oberfläche der Rückplatte 42 in Berührung. Die elektrisch leitfähige obere Oberfläche der Membran 48 liegt im Abstand von dem gelochten Schirmabschnitt des Deckels 46. Zusätzlich zu den vorbeschriebenen Zugspannungen, die durch das Gehäuse 30 und den Deckel 46 aufgebracht

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werden, wird die Membran 48 außerdem durch Finger 40 der Feder 34 gespannt, die die Eückplatte 42 auf die Membran 48 drücken. Bei dem Wandler 28 muß die Endwand des Gehäuses 30 notwendigerweise ein Ende der Feder 34 abstützen, wie dies bei dem Ring 26 in Fig. 1 der Fall war, um dort ein Ende der Schraubenfeder 24 abzustützen. Die Ausbildung der Feder 34 ist derart, daß ein relativ großer verfügbarer Raum erforderlich ist. Eine elektrische Verbindung nach der Rückplatte 34 kann durch die Bolzen 38 und die Feder 34 geschehen, ohne daß eine zusätzliche öffnung im Gehäuse 30 erforderlich wäre.

Beschreibung der bevorzugten Ausführunp;sbeigpiele

Im folgenden wird auf die Fig. 3 "und 4 Bezug genommen, die in einer auseinandergezogenen perspektivischen Darstellung bzw. in einem Vertikal-Teilschnitt einen kapazitiven elektroakustischen Wandler 50 zeigen, der die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt. Der Wandler 50 weist einen zylindrischen Deckel 52 mit kreisförmigem Querschnitt auf, der zwei zylindrische Abschnitte 54 und 56 unterschiedlichen Durchmessers besitzt. Eine Schulter 58 des Deckels 52 in einer Ebene parallel zur Ebene des Schirmendes 60 trennt den Abschnitt 54 kleinen Durchmessers von dem Abschnitt 56 mit großem Durchmesser.

Die aus relativ dünnem, dielektrischem Material bestehende Membran 62, die eine elektrisch leitfähige schwingbare Oberfläche und eine elektrisch nicht-leitende Oberfläche besitzt, ist in das offene Ende des Deckels 52 so weit eingepreßt, daß ein Ringbereich der Membran 62 gleich-

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förmig auf der Schulter 58 des Deckels 52 ruht. Die Membran 62 ist mit ihrer elektrisch leitfähigen schwingbaren Oberfläche dem Schirmende des Deckels 52 benachbart. Die Membran 62 besitzt einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 56 des Deckels 52 mit großem Durchmesser und daher wird ihr Umfang nach hinten eingefaltet, wenn die Membran in das offene Ende des Deckels 52 eingedrückt wird.

Ein Innenring 64, der das Hauptträgergehäuse des V7andlers 50 bildet, hat zylindrische Gestalt und kreisförmigen Querschnitt und ein Flansch 66 steht seitlich nach außen von einem Ende vor. Die zylindrische Gestalt bildet den Gehäuseseitenabschnitt, auf den Bezug genommen wird. Das Flanschende 66 des inneren Sings 64 ist in das offene Ende des Deckels 52 bis zu ijener Stelle eingedrückt, an der das Flanschende 66 gleichförmig der nicht-leitenden Oberfläche der Membran 62 angepreßt ist. Der Umfang der Membran 62 und das Flanschende 66 des Innenrings 64 liegen in einer festen Stellung gegenüber dem Deckel 52, in dem das äußere Ende 68 (Fig. 4) des Abschnitts 56 mit größerem Durchmesser und der Umfang der Membran 62 über den Flansch 66 derart gebogen werden, daß der Deckel 52 und die Membran 62 auf dem Innenring 64 aufgebördelt sind.

Die Rückplatte 70, bestehend aus einem im wesentlichen nicht-flexiblen plattenartigen Körper hoher Trägheit, besitzt kreisförmigen Querschnitt und ist mit einer ebenen Oberfläche auf einer Seite versehen und besitzt eine genutete und gekrümmte Oberfläche auf der anderen Seite. Alle äußeren Oberflächen der Bückplatte 70 sind elektrisch

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leitfähig und stehen elektrisch leitend miteinender in Verbindung. Die Rückplatte 70 besitzt eine konvexe Gestalt, d. h. der Mittelpunkt besitzt eine größere Dicke als der Umfang.

Eine Blattfeder 72 ist so gestaltet, daß sie drei benachbarte ebene Oberflächen aufweist. Die Feder 72 besteht aus einem langgestreckten Federkörper mit zungenartigen Abschnitten 74 und 76 an den Enden und sie besitzt Schultern 78a» 78b und 80a, 80b, die seitlich von den zungenartigen Enden vorspringen. Außerdem hat das zungenartige Ende 76 die Gestalt einer elektrischen Anschlußklemme, um eine Verbindung mit einem äußeren elektrischen Leiter herzustellen.

Die Rückplatte 70 wird durch das nicht mit Flansch versehene Ende des Innenrings 64 eingefügt und steht mit der genuteten Oberfläche in Berührung mit der nicht-leitfähigen Oberfläche der Membran 62. Die Blattfeder 72 wird durch eine T-förmige öffnung 82 des Innenringes 64 derart eingefügt, daß das zungenartige Ende 74 durch die öffnung 84 im Innenring 64 hindurchtritt und mib dieser zusammenwirkt. Wenn das zungenartige Ende 74 voll in die öffnung 84 eingreift, dann greift das zungenartige Ende 76 der Blattfeder 72 in die öffnung 82 ein, die ebenfalls in dem Innenring 64 vorgesehen ist. Die öffnungen 82 und 84 in dem Innenring verlaufen durch die kreisförmige Seitenwand des Innenrings 64 und liegen diametral gegenüber. Der dazwischenliegende Abschnitt 86 der Blattfeder 72 drückt auf die Eückplatte 70 und drückt diese an die nicht-leitende Oberfläche der Membran 62, was bewirkt, daß die Membran in korrekter Weise gespannt wird, wie es für die

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ordnungsgemäße Punktion des Wandlers erforderlich ist· Die Enden 74 und 76 der Blattfeder 72 stützen sich gegen die Seiten der Öffnungen 84 bzw. 82 ab.

Beide Öffnungen 82 und 84 verlaufen vollständig durch die Seitenwand des Innenrings 64. Die Öffnung 84 weist einen rechteckigen Querschnitt auf und ist etwas größer als der rechteckige Querschnitt des Blattfederzungenendes 74-. Die Öffnung 82 besitzt einen T-förmigen Querschnitt, wobei der horizontale Balken des "T" etwas größer ist als der maximale Querschnitt der Blattfeder 72, und der vertikale Schenkel des "T" etwas größer ist als der breiteste Abschnitt des Rechteckquerschnitts des Blattfederzungenendes 76. Wenn die zungenartigen Enden 74· und 76 der Blattfeder 72 voll in die Öffnungen 84 und 82 des Innenrings 64 eingreifen, dann wird die Blattfeder 72 in dieser Stellung derart festgelegt, daß nur eine begrenzte Bewegung möglich wird. Sobald die Blattfeder voll in Eingriff steht, schnappen die zungenartigen Enden 76 der Blattfeder 72 nach unten in den vertikalen Schenkel der I-förmigen Öffnung 82. In dieser Stellung stehen die Schultern 80a und 80b an einem Ende der Blattfeder 72 und die Schultern 78a und 78b am gegenüberliegenden Ende der Blattfeder 72 mit einer Innenwand des Seitenabschnitts des Innenrings 64 in Verbindung, um diese Verriegelung herbeizuführen.

!ig. 5 zeigt die Blattfeder 72 in dieser verriegelten Stellung. In der Unteransicht gemäß Pig. 5 des Wandlers 50 nach Fig. 4 liegen die Enden der Blattfeder 72 in einem geringen Abstand von der Innenwand des Seitenabschnitts des Innenrings 64. Wie erwähnt, kann sich die

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Blattfeder 72 nur "begrenzt innerhalb des Innenrings 64 bewegen. Um diese begrenzte Bewegung der Blattfeder zu eliminieren, müßte die länge der Blattfeder 72 zwischen den Schulterenden etwas vergrößert werden, und zwar bis zu jenem Punkt, wo die Schulterenden der Blattfedern 72 in Berührung mit der Innenwand des Seitenabschnitts des Innenrings 64 gelangen. Eine Blattfeder dieser Länge wäre jedoch noch schwieriger einzubauen als eine, die ein begrenztes Ausmaß der Blattfederbewegung zuläßt.

Die Blattfeder 72 wird vom Wandler 50 dadurch entfernt, daß die Blattfeder auf die Rückplatte 70 in der Bähe der T-förmigen öffnung 82 (Pig. 4) gedruckt wird, bis die Schulterabschnitte 80a und 80b auf den horizontalen Schenkel der T-Öffnung 82 ausgerichtet sind. Nachdem diese Ausrichtung mit der öffnung 82 einmal erlangt ist, wird die Blattfeder 72 durch die öffnung 82 herausgezogen.

Im Betrieb ist es notwendig, ein elektrisches Signal der leitfähigen Oberfläche der dielektrischen Membran 62 und der genuteten elektrisch leitfähigen Oberfläche der Rückplatte 70 zuzuführen. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die metallische Anschlußklemme 88 in elektrischer Berührung mit dem metallischen Deckel 52 steht, der seinerseits in elektrischer Berührung mit der elektrisch leitfähigen Oberfläche der Membran 62 in jenem Bereich steht, wo der Deckel 52 auf die Membran 62 und den Flanschabschnitt 66 des Innenrings 64 aufgebördelt ist. Daher wird ein an die Anschlußklemme 88 angelegtes Signal auf der leitfähigen Oberfläche der Membran 62 angelegt. Der Mittelabschnitt 86 der Blattfeder 72 steht in elektrischer Berührung mit

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der genuteten Oberfläche der Rückplatte 70, und zwar über eine Zwischenoberfläche der Rückplatte 70. Indem ein elektrisches Signal dem zurgenartigen Ende 76 der Blattfeder 72 angelegt wird, wird ein elektrisches Signal auch der genuteten elektrisch leitfähigen Oberfläche der Rückplatte 70 zugeführt. Das zungenartige Ende 76 kann leicht mit einem äußeren elektrischen Leiter verbunden werden, da dieses Ende 76 die Form einer elektrischen Anschlußklemme aufweist und über einen beträchtlichen Abstand über die Seitenwand des Innenrings 64 derart vorsteht, daß eine körperliche Berührung mit der Seitenwand vermieden ist.

Eine abgewandelte Ausführungsform zur Zuführung eines elektrischen Signals nach einem kapazitiven elektroakustischen Wandler 90 ist in Fig. 6 dargestellt. Außer im Hinblick auf die Blattfeder 92 und die Rückplatte 94 ist die Konstruktion des Wandlers 90 in fig. 6 identisch mit jener des Wandlers 50, beispielsweise gemäß Fig. 4. In Fig. 6 ist die Rückplatte 94 in ihrer Konstruktion der Rückplatte 70 gemäß Fig. 4 identisch, lediglich mit dem Unterschied, daß ein Stift 96 nach außen von der ebenen Oberfläche der Rückplatte 94 vorsteht. Die Oberfläche des Stiftes 96 ist elektrisch leitfähig und steht in elektrischer Verbindung mit der genuteten gekrümmten Oberfläche der Rückplatte 94, und zwar über eine Zwischenoberfläche der Rückplatte 94. Dem Stift 96 wird von einem äußeren Leiter 97 über den elektrischen Anschluß 98 ein Signal zugeführt, der elastische Finger besitzt, die mit dem Stift 96 in Berührung stehen. Dadurch wird ein elektrisches Signal der genuteten elektrisch leitenden Oberfläche der Rückplatte 94 angelegt. Bei einer solchen

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Anordnung besteht kein Bedarf für eine Blattfeder, die ein mit einer Anschlußklemme versehenes Ende besitzt, wie beispielsweise die Blattfeder 72 des Wandlers 50, und daher besitzen die zungenartigen Enden 100 und 102 der Blattfeder 92 die gleiche körperliche Gestalt. Bei dem Wandler 90 ist jedoch das Profil der Blattfeder 92 kontinuierlich gekrümmt und weist nicht mehrere benachbarte ebene Oberflächen auf, wie dies bei der Blattfeder 72 in I¹Xg. 4 der Fall ist.

In Fig. 7j die eine Unteransicht des Wandlers 90 gemäß S¹Xg. 6 darstellt, ist die Blattfeder 92 in der eingebauten und verriegelten Stellung ersichtlich. Die körperliche Lage der Blattfeder 92 und die Mittel zur Verriegelung dieser Feder am Innenring 104 sind identisch jenen der Blattfeder 72 und des Innenrings 64 gemäß Fig. 4. Die Schulterenden 106a und 106b an einem Ende der Blattfeder 92 und die Schulterenden 108a und 108b an den gegenüberliegenden Enden der Blattfeder 92 stehen mit einer Innenwand des Innenrings 104 in Eingriff, nachdem die Blattfeder 92 voll in den Innenring 104 eingebaut ist. Die Blattfeder 92 wird vom Wandler 90 in der gleichen Weise wie die Blattfeder 72 vom Wandler 50 entnommen. Das Ende der Blattfeder 92, das der T-förmigen Öffnung des Innenrings 104 am nächsten liegt, wird auf die Riickplatte 94-hin gepreßt, bis die Schultern 108a und 108b auf den horizontalen Schenkel der T-Öffnung ausgerichtet sind. Wenn diese Ausrichtung erhalten ist, dann kann die Blattfeder 92 durch die T-förmige Öffnung der Seitenwand 104 des Innenrings weggezogen werden.

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Jft

Allgemeine Betrachtungen

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung kann bei einem kapazitiven elektroakustischer. Wandler benutzt v/erden, der seine eigene Polarisierungsspannung besitzt und gelegentlich als "Electret" bezeichnet wird, oder die Erfindung kann auch Anwendung finden bei einem Wandler, bei dem die Polarisierungsspannung von außen zugeführt wird. Die Spannung der dielektrischen Membran ist bei beiden Vorrichtungen erforderlich und die beschriebene Blattfederanordnung kann leicht und in vorteilhafter Weise benutzt werden, um eine solche mechanische Spannung zu erzeugen. Indem ein vorstehendes Ende der Blattfeder zu einem elektrischen Eontakt zum Anschluß an einen äußeren elektrischen Leiter ausgebildet ist, um ein Signal oder eine Torspannung oder beide an die Rückplatte des elektroakustischen Wandlers anzulegen, wird eine Ausbildung geschaffen, die für beide Typen von kapazitiven elektroakustischen Wandlern anwendbar ist.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein metallischer elektrisch leitender Deckel und eine Blattfeder benutzt. Der Innenring besteht aus einem Isolierstoff oder einem verhältnismäßig geringfügig leitenden Material. Es kann erwünscht sein, eine unterschiedliche Kombination solcher Materialien für diese drei Teile zu benutzen,und sämtliche Kombinationen sollen für die Zwecke der vorliegenden Erfindung vorbehalten bleiben.

Die Eückplatten oder die plattenartigen Bauteile, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel benutzt werden,

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bestehen aus Plastikmaterial und ihre äußeren Oberflächen sind elektrisch leitfähig, um einen Leitfähigkeitspfad von der einen nach der anderen Oberfläche zu bilden. Es kann jedoch ein elektrisch leitfähiger Pfad durch die Eückplatte nach der elektrisch leitfähigen Oberfläche geschaffen werden, die mit einer nicht-leitfähigen Oberfläche der Membran oder anderem nicht-leitendem Material in Verbindung steht, statt eine derartige nicht-leitende Oberfläche vorzusehen, indem eine Eückplatte benutzt wird, die aus elektrisch leitfähigem Material, z. B. Messing, Kupfer oder dergleichen besteht und nicht aus Plastikmaterial.

Wenn nicht eine andere Bedeutung vorgesehen ist, dann kennzeichnet der benutzte Ausdruck "öffnung" jene öffnungen, die entweder teilweise oder völlig durch den Aufbau hindurchgehen, in dem sie angeordnet sind·

Die Ausdrücke "Schicht, Oberfläche, Bauteil und Film", wie sie vorstehend benutzt werden, beziehen sich auf elektrisch leitfähige oder elektrisch nicht-leitfähige membranartige Aufbauten, die eine gleichförmige Dicke besitzen können oder auch nicht·

Bei dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde die Membran mit ihrer leitfähigen bzw. nicht-leitfähigen Schicht indirekt als von einstückigem Aufbau beschrieben. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, einen elektroakustischen Wandler derart auszubilden, daß die Elemente, welche als Kondensator wirken, getrennt hergestellt sind, bevor sie zu dem Kondensatorabschnitt des Wandlers zusammengebaut werden· In diesem Fall besteht

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die Membran, die in diesem Abschnitt erwähnt ist, aus körperlich getrennten leitfähigen und nicht-leitfähigen Schichten, die nicht in Berührung miteinander stehen, bis der Wandler zusammengebaut wird.

Die T-förmige öffnung in der Seitenwand des Gehäuses, welche vorstehend beschrieben wurde, ist eine Art einer öffnung, die eine Nut in einer Seite aufweist. Die Hut einer solchen öffnung ist der vertikale Schenkel eines normalerweise aufrechtstehenden T.

Wenn die Endabschnitte des langgestreckten elastischen Körpers bzw. der Blattfeder in der Weise beschrieben werden, daß sie mit dem Wandlergehäuseseitenwandabschnitt zusammenwirken, dann umfaßt eine solche Beschreibung nach innen vorstehende Seitenwandvorsprünge oder Lippen oder irgendeine Kombination von öffnungen und derartigen Vorsprüngen, die die Endabschnitte des elastischen Bauteils bzw. der Blattfeder erfassen.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Wandlerdeckel auf die dielektrische Membran und den Innenring des Gehäuses aufgebördelt. Diese Ausführungsform ist zu bevorzugen, jedoch könnte die beschriebene Blattfederkraft-Torspannvorrichtung in gleicher Weise bei kapazitiven elektroakustischen Wandlern Anwendung finden, die auf andere Art befestigt sind, beispielsweise durch. Vernietung, durch. Verklebung, durch Verlötung oder dergleichen.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach

Dipl.-Ing. 6ünther Koch

2825756 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 12. Juni 1978

Unser Zeichen: 16 262

P at ent anspräche

Elektroakustischer Wandler, in dessen Gehäuse ein ringförmiger Abschnitt einer elektrisch leitfähigen Schicht fest eingespannt ist, neben der eine elektrisch, nicht-leitende Schicht zu liegen kommt, die von einer im wesentlichen nicht-flexiblen Rückplatte abgestützt wird, die einen elektrisch leitfähigen Überzug besitzt, der der elektrisch nicht-leitenden Schicht zugewandt ist,
dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Endabschnitte (74·, 76; 100, 102) einer langgestreckten Feder (72; 92) in die Gehäuseseitenwand (64·; 104·) derart eingreifen, daß ein Mittelabschnitt der Feder gegen die Rückplatte (70; 94·) drückt und diese gegen die elektrisch nicht-leitende Schicht andrückt, wodurch die nicht-leitende Schicht in Spanneingriff mit der elektrisch leitfähigen Schicht gelangt.
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte Feder (72; 92) in dem Gehäuse (64; 104·) formschlüssig verriegelt ist.
3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Verriegeltmgseingriff zwischen der Seitenwand (64-) und den Endabschnitten wenigstens eine Öffnung (82) in der Seitenwand mit einem minimalen Querschnitt aufweist, der nicht kleiner ist als der maximale Querschnitt der Feder (72), daß die Öffnung (82) an der einen Seite eine Mut aufweist, daß die Feder (72) wenigstens einen zungenartigen Endabschnitt (76) besitzt, der seitlich vorspringende Schultern (80a, 80b) aufweist, daß der zungenartige Endabschnitt (76) in die Nut der Öffnung (82) einsteht und daß die seitlich vorstehenden Schultern (80a, 80b) an der Innenseite der Seitenwand (64·) des Gehäuses abgestützt sind, wobei der andere Endabschnitt (74·) gegenüberliegend an der Seitenwand abgestützt ist.
4·. Wandler nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (82) mit minimalem Querschnitt T-fönaig gestaltet ist.
5. Vandler nach Anspruch. 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtung der Öffnung (82) mit T-Querschnitt senkrecht zu einer inneren Oberfläche der Seitenwand (64-) des Gehäuses verläuft.
6. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (76) der Feder (72) durch die Seitenwand (64·) hindurchsteht und eine elektrische Anschlußklemme bildet und daß ein Mittelabschnitt (86) der Feder (72) mit der elektrisch leitfähigen Oberfläche der Eückplatte (70) in Verbindung steht.
7· Wandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

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das vorstehende Ende (76) der Feder (72) eine elektrische Anschlußklemme bildet.
8. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Halterung eines kreisringförmigen Abschnitts der elektrisch leitfähigen Schicht gegenüber dem Gehäuse einen Deckel (50) umfassen, der einen Seitenflansch (54-, 56) und einen Schirm (60) aufweist, daß der Schirm des Deckels benachbart zu der vibrierfähigen elektrisch leitfähigen Schicht liegt, daß der Seitenteil des Deckels den Ringbereich der elektrisch leitfähigen Schicht auf das Gehäuse aufbördelt.
9. Wandler mit einem zylindrischen Gehäuse und einem Flanschabschnitt und einer Membran, die aus einem elektrisch nicht-leitenden Film und einer elektrisch leitenden Oberfläche besteht, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Membran (62) gegenüber dem Gehäuseflansch (66) festgelegt ist und daß die Blattfeder (72; 92), die einerseits an der Rückplatte (70; 94·) und andererseits in diametralen Öffnungen des zylindrischen Gehäuses abgestützt ist, die Rückplatte gegen die Membran drückt und diese vorspannt.
10. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (50) unter Festlegung des Randes der Membran (62) auf den Gehäuseflansch (66) aufgebördelt ist.
11. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch

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gekennzeichnet, daß ein Mittelabschnitt (86) der Blattfeder (72) eine ebene Oberfläche besitzt.
12. Wandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (72) mehrere benachbart zueinander liegende ebene Oberflächen aufweist.
13. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (92) kontinuierlich gekrümmt ist.
14. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennaeichnet, daß ein elektrisch leitfähiger Stift (96) von der ebenen Oberfläche der Eückplatte (94) vorsteht und in elektrisch leitender Verbindung mit der leitenden Oberfläche der Eückplatte steht und daß dieser Stift als Anschlußklemme dient.

8Ö9850/10SÖ