DE3313887A1

DE3313887A1 - Tonrufgeber

Info

Publication number: DE3313887A1
Application number: DE19833313887
Authority: DE
Inventors: Günter 8563 Schaittach Tiepke; Siegfried 8560 Lauf Vogel; Günther Wambach
Original assignee: Stettner and Co
Current assignee: Stettner and Co
Priority date: 1983-04-16
Filing date: 1983-04-16
Publication date: 1984-10-25
Also published as: DE3313887C2

Description

Tonrufgeber

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tonrufgeber mit einer Schallmembran und einer auf ihr befestigten, beidseitig mit Metallelektroden versehenen und mit Anschlußdrähten verbundenen piezoelektrischen Keramikscheibe mit erheblich kleinerem Durchmesser als die Schallmembran.

bei den bislang bekannten Tonrufgebern besteht die Schallmemuran aus einer f'letalIfolie, die am Rand mit dem einen Anschlußdraht verbunden ist, während der zweite, gegebenenfalls als Metallband ausgebildete Anschlußdraht unmittelbar auf die Oberseite der Keramikscheibe aufgelötet ist. Unabhängig davon, ob dieser obere Anschlußdraht auf der Schallmembran festgeklebt ist oder nicht, stört er ganz erheblich das Schwingungsverhalten. Insbesondere stört bei dieser Ausbildung auch die in den meisten Fällen mittige Anlötung des Anschluß-, drahtes an der oberseitigen Metallelektrode der Keramikscheibe Sie befindet sich nämlich bei dieser Anordnung im mittleren Schwingungsbauch der als Erreger der Schallmembran dienenden Keramikscheibe, wodurch die Gefahr besteht, daß die Lötung sich aufgrund der mechanischen Wechselbeanspruchungen lösen kann.

üer Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tonrufgeber der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß er 2b iei einfacher, automatisierbarer Fertigungsweise ein verbessertes Schwingungsverlialteri besitzt.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäli vorgesehen, daß die Schal 1 membra η eine Isolierstoffolie mit darauf aufgebrachten dünnen Metallisierungsstreifen oder de^gl. ist, welche die elektrische Verbindung der Metallelektroden der Keramikscheibe mit dem am Rand der Schal lmernbran befestigten Anschlußdrähten bilden.

Die erfindungsgemäßen dünnen Metallisierungen können aus dünnen Blechen ausgeschnittene und aufgeklebte bzw. aus Metallisierungen aufgedampfte oder als leitender Kleber dünn aufgestrichene Streifen sein, von denen einer die untere Metal lelektroder der Keramikscheibe kontaktiert, während ein zweiter, nicht notwendigerweise in gleicher Weise ausgebildeter Metallisierungsstreifen von der oberen Elektrode der Keramikscheibe elektrisch vom anderen getrennt zum Rand der Schal lmernbran geführt ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Anschlußdrähte im Bereich eines Schwingungsbauches am Rand der eingespannten Membran zu befestigen, während die von ihnen ausgehenden Verbindungsmetallisierungen ersichtlich das Schwingungsverhalten der Schallmembran überhaupt nicht beeinträchtigen können.

In Ausgestaltung der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, daß die Isolierstoffolie auf der Seite der Keramikscheibe metallisiert ist und gleichzeitig eine der Stromzuführungen für die Metallelektrode der Keramikscheibe bildet und daß in einer Aussparung der Metallisierung der Isolierstoffolie der zweite elektrische Anschlußdraht befestigt und durch eine schmale dünne Leiterzunge mit der oberseitigen Metallelektrode der Keramikscheibe verbunden ist.

Diese Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tonrufgebers, bei dem die Aussparung bevorzugt so ausgebildet ist, daß sie einen randseitigen Metal 1isierungsfleck zum Anlöten des zwei-

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ten elektrischen Anschlußdrahtes umschließt, benötigt nur eine sehr kurze dünne Leiterzunge zur Verbindung dieses Metallisierungsflecks mit der oberen Metal lekektrode der Keramik-Scheibe, die das Schwingungsverhalten - im Gegensatz zum direkt daran befestigten Anschlußdraht - praktisch überhaupt nicht oeeinflußt. Dies gilt um so ■ mehr,. .als eine solche Leiterzunge sich sehr einfach durch Auftrag eines pastösen aushärtenden Leitermaterials, insbesondere eines leitenden Klebers, herstellen läßt. Bei der Fertigung eines erfingunsgemäßen Tonrufgebers geht man zunächst von einer ganzflächigen metallisierten Isolierstoffolie , insbesondere einer Kunststoffolie aus, aus deren ganzflächiger Metallisierung ein Isolierstoffpfad ausgearbeitet, beispielsweise ausgeätzt wird. An die Metallisierung und den durch den Isolierpfad davon getrennten Metallisierungsfleck werden die beiden elektrischen Anschlußdrähte angelötet oder angeschweißt. Nach dem Aufbringen der bevorzugt durch einen Kleber auf der Metallisierung befestigten Keramikscheibe wird durch einen Pinsel oder ein ähnliches Auftragsorgan ein schmaler Streifen aus Kontaktkleber oder dergl. aufgebracht, der die oberseitige Metallelektrode der Keramikscheibe mit dem Metallisierungsfleck verbindet. Der Kleber zur Befestigung der Keramikscheibe mit ihrer unteren Metallelektrode unmittelbar auf der Metallisierung der die Schallmembran bildenden Isolierstoffolie braucht kein teurer leitender Kleber zu sein, sondern kann ein einfacher sehr dünner Kleber sein, was dazu führt, daß ca. 30 % der Spitzen Kontakt geben und somit der Kleber selbst gar kein Leitfähigkeitsverhalten aufzuweisen braucht. Für die Herstellung der Kontaktzungen mit Hilfe eines Kleberauftrags bedarf es aber selbstverständlich eines echten in sich leitenden Klebers. Der erfindungsgemäße

Aufbau hat neben den vorstehend bereits angesprochenen Vorteilen noch den weiteren Vorteil, daß die Kunststoffmembran knicksicherer als die bislang verwendeten Metallmembranen ist.
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Um Mißverständnisse zu vermeiden sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß sich die eingangs genannten Probleme, deren Beseitigung sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe genommen hat, selbstverständlich nicht ergäben, wenn die Keramikscheibe praktisch so groß wie die Schwingungsmembran selbst wäre. Die Erfindung richtet sich aber gerade auf die bevorzugten Tonrufgeber-Konstruktionen, bei denen wegen der erheblichen Kosten großflächiger Keramikscheiben sowie der größeren Gefahr einer Zerstörung solcher großen Scheiben im Betrieb ein kleinflächiges Schwingelement, also eine nur gegenüber der Schallmembran kleine Keramikscheibe verwendet wird.

Die erfindungsgemäße Konstruktion, bei welcher die beiden elektrischen Anschlußdrähte eng benachbart am Rand der Schallmembran befestigt werden können, ermöglicht auch einen sehr einfachen mechanischen Aufbau des Gehäuses und der Aufhängung der Schallmembran. Zu diesem Zweck .ist gemäß einem weiteren Merkmal der vorllegenden' Erfindung vorgesehen, daß die Schallmembran in einer·zweiteil igen Gehäusedose zwischen zwei Rundschnurringen eingeklemmt aufgehängt ist, was besonders einfach dadurch realisiert sein kann, daß auf das dosenförmige Gehäuseunterteil ein ebenfalls dosenförmiges Gehäuseoberteil aufgeschnappt ist, wobei die Rundschnurringe mit der dazwischen liegenden Schallmembran zwischen der Bodenplatte des einen Teils und der in dieses einragenden Randwand des anderen Teils eingeklemmt sind.

Zur Verhinderung einer Beschädigung der Schallmembran und ihrer Anschlußdrähte während der Montage können die Gehäuse-

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teile mit Verdrehsicherungsnuten bzw. -rippen versehen sein, wobei darüber hinaus Durchführungsnuten für eine unbehinderte Herausführung der Anschlußdrähte sorgen.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, die Dosenteile nach ihrer Schnapp-Verrastung durch Kleben oder Ultraschallschweißen noch unlösbar miteinander zu verbinden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, sowie an Hand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Tonrufgebers, 15

Fig. 2 einen vergrößerten gewinkelten Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Schallmembran mit der cfcrauf befestigten, als Schwingungsgeber fungierenden !(eramikscheibe und den elektrischen Anschlußdrähten und

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt durch die Schallmembran nach Fig. 3 längs der Linie IV-IV.

Der dargestellte Tonrufgeber besteht aus einem dosenförmigen Gehäuseunterteil 1 und einem ebenfalls dosenförmigen Gehäuseoberteil 2, dessen Randwand 3 in die Randwand 4 des Unterteils einragt. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 sind durch eine Schnappverrastung - gegebenenfalls fixiert durch Kleben oder Ultraschal1 verschweißen - miteinander verbunden. Dabei klemmt die Randwand 3 des Gehäuseoberteils 2 zwei Rundschnurringe 5 gegen den Boden 6 des Gehäuseunterteils, wobei zwischen den beiden Rundschnurringen eine Schallmembran 7 eingespannt ist. Die Schallmembran 7 besteht aus

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einer auf ihrer Oberseite mit einer Metallisierung 8 versehenen Kunststoff-Folie 9. In die ganzflächige Metallisierung 8 ist ein im dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen U-förmiger Isolierpfad 10 eingearbeitet, vorzugsweise herausgeätzt, so daß er einen Metallisierungsfleck 11 umschließt. Auf die großflächige Metallisierung 8 ist eine als Schwingungsgeber-.fungierende piezoelektrische Keramikscheibe 12 kontaktierend., befestigt, d. h. entweder aufgelötet oder - bevorzugt - mittels eines Kontaktklebers befestigt. Der Isolierpfad 10 -erstreckt sich dabei, wie die gestrichelte Linie in Fig. 3 zeigt, noch etwas unter die Scheibe. Zur elektrischen Kontaktierung der Metallelektrode 13 auf der Oberseite der Keramikscheibe ist ein dünner Kontaktkleberstreifen 14 aufgebracht, der die Metal lelektrode 13 mit dem Metal 1 isierungsfl eck 11 verbindet. Dieser Kontaktkleberstreifen, der nur Bruchteile eines Millimeters dick ist, stört das Schwingungsverhalten der Schallmembran überhaupt nicht. Das gleiche gilt für die randseitig an der Metallisierung 8 bzw. den durch den Isolierpfad 10 getrennten Metallisierungsfleck 11 angelöteten elektrischen Anschlußdrähte 15. Diese liegen ja im Bereich der randseitigen Einspannung der Schallmembran 7 zwischen den Rundschnurringen 5, d. h. im Bereich eines Schwingungsknotens. Die Schnittzeichnung nach Fig. 4 ist lediglich schematisch zu verstehen und gibt beispielsweise die relativen Dicken der verschiedenen Teile (Kunststoff-Folie, Metallisierung, Keramikscheibe und Metallelektrode) nicht im richtigen relativen Maßstab wieder.

Verdrehsicherungsnuten 17 am Gehäuseunterteil und darin eingreifende Verdrehsicherungsrippen 18 des Gehäuseoberteils sorgen dafür, daß die beiden Gehäuseteile in der richtigen Zuordnung miteinander verbunden werden und daß bei der Verbindung auch keine Verdrehung und damit keine Beschädigung der Schallmembran möglich ist. Eine Leitungsführungsnut 19

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ermöglicht ein unbehindertes Herausführen der Anschlußdrahte Mi und 1 u .

L»ie Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So wäre es - wie es in der allgemeinen Beschreibung bereits angedeutet wurde - auch möglich, eine aus einer dünnen Leixerfolie oder bevorzugt einem Aufstrich eines pastösen aushärtenden leitenden Mittels hergestellten Streifen 14 zur Kontaktierung der einen am Rand der Schallmembran befestigten Elektrode 15 und einen zweiten winkelmäßig dagegen versetztet! gleichartigen Streifen zur Verbindung des
Anschlußdrahtes 16 mit der unteren Metallelektrode der Keraniikscheibe 12 vorzusehen, während ansonsten die isol ierstoffolie ο völlig ohne aufgebrachte Metallisierungen bleibt. Auch wäre es möglich, die isoiierstoffolie 7 mit einem durchgehenden Loch unterhalb der Keramikscheibe 12 zu versehen, so daß eine der kontaktgebenden Metallisierungen bzw. Streifen eines leitenden Klebennaterials auf' der Überseite und eines auf der Unterseite der Kunststoffolie 7 verlaufen könnte.

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Claims

Patentansprüche

q) Tonrufgeber mit einer Schallmembran und einer auf ihr befestigten, beidseitig mit Metallelektroden versehenen und mit Anschlußdrähten verbundenen piezoelektrischen Keraiiiikscheibe mit erheblich kleinerem Durchmesser als die Schallrnembran, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallmembran eine Isolierstoffolie (7) mit darauf aufgebrachten dünnen Metallisierungsstreifen oder dergl. ist, welche die elektrische Verbindung der Metal!elektroden der Keramikscheibe (12) mit dem am Rand der Schallmembran befestigten Anschlußdrähten (15,16) bilden.
2. Tonrufgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstofföl ie (7) auf der Seite der Keramikscheibe metallisiert ist und gleichzeitig eine der Stromzuführungen für die (untere) Metallelektrode (13) der Keramikscheibe (12) bildet und daß in einer Aussparung (10) der Metallisierung der Isolierstoffolie (7) der zweite elektrische Änschlußdraht (15) befestigt und durch eine schmale dünne Leiterzunge (14) mit der oberseitigen Metallelektrode (13) der Keramikscheibe (12) verbunden ist.
3. Tonrufgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Aussparung (10) so'ausyebiidet ist, daß sie einen randseitigen Metallisierungsfleck (11) zum Anlöten des zweiten elektrischen Anschlußdrahtes (15) umschließt.
4. Tonrufgeber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallisierungsstreifen bzw. die Leiterzunge (14) durch Auftrag eines pastösen aushärtenden Leitermaterials, insbesondere eines leitenden Klebers, gebildet ist.

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5. Tonrufgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Schallmembran (7) in einer zweiteiligen Gehäusedose zwischen Rundschnurringen (5) eingeklemmt aufgehängt ist.
6. Tonfufgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf das dosenförmige Gelläuseunterteil (1) ein ebenfalls dosenförmiges Gehäuseoberteil (2) aufgeschnappt ist, wobei die Rundschnurringe .(5) zwischen der Bodenplatte (6) des einen Teils und der in dieses einragenden Randwand (3) des anderen Teils eingeklemmt sind.
7. Tonrufgeber nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (1, 2) durch Kleben oder Ultraschallschweißen unlösbar miteinander verbunden sind.
8. Tonrufgeber nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile mit Verdrehsicherungsnuten bzw. -rippen versehen sind.

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