DE3425176A1

DE3425176A1 - Piezoelektrische fernsprechkapsel

Info

Publication number: DE3425176A1
Application number: DE19843425176
Authority: DE
Inventors: Horst Etzrodt; Klaus Juergen Schmidt
Original assignee: Fernsprech- und Signalbau KG Schueler & Vershoven; FERNSPRECH und SIGNALBAU KG SC
Current assignee: Fernsprech- und Signalbau & Co KG Schueler & GmbH
Priority date: 1984-07-09
Filing date: 1984-07-09
Publication date: 1986-02-20
Also published as: DE3425176C2

Description

Die Erfindung betrifft eine piezoelektrische Fernsprech-
kapsel nach dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1.
Pieroelektrische Fernsprechkapseln können äußerlich ganz verschieden gestaltet sein, je nachdem, in welche Fernsprechapparate sie eingebaut werden. So ist es beispielsweise bekannt, Fernsprechkapseln zylindrisch ausLubilden, wobei der Durchmesser ueber die ganze Höhe der Kapsel konstant bleibt (GB-OS 21 11 799). Es ist ferner bekannt, Piezo-Fernsprechkapseln mit einem konisch sich erweiternden Teil auszubilden, so daß der Durchmesser der Kapsel nicht iiber die ganze Höhe konstant bleibt (DE-AS 1 961 217, DE-OS 30 07 834, P 33 47 541.5). Rei dem letztgenannten Kapsel-Typ wird diejenige Stelle, an der sich der Umfang der Kapsel verengt, in der Regel als Auflager für einen hufbaukörper verwendet, der die Piezo-Membran trägt. Nachteilia ist indessen bei den bekannten Aufbaukörpern, daß sie entweder keine Dh.'mpfunqsschlitze aufweisen und/ oder keinen platzsparenden Einbau einer Leiterplatte ermöglichen.
Außerdem ist es bei den bekannten Fernsprechkapseln nicht möglich, Leiterplatten wirksam an Masse zu legen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine piezoelektrische Fernsprechkapsel zu schaffen, die eine feste elektrische Klemmverbindung zwischen einer Leiterplatte und einem elektrisch leitenden Gehäuse gewährleistet.Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß eine metallische Fahne, die an der Leiterplatte angeordnet ist, fest gegen das Metallgehäuse der Kapsel gepreßt wird. Hierdurch können die elektromagnetischen Verträglichkeitsbedingungen nach der Norm FTZ 439 1 TV 1 fiir Sprechkapseln vom Januar 1980 erfüllt werden. Außerdem kann der Raum unmittelbar unterhalb des Aufbaukörpers ftir die Unterbringung einer Leiterplatte genutzt werden.
Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig.1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fernsprech-Kapsel; Fig.2 eine Seitenansicht der in der Fig.1 dargestellten Fernsprech-Kapsel; Fig.3 eine Draufsicht auf die in der Fig.2 dargstellten Kapsel; Fig.4 eine Ansicht von unten auf die in der Fig.2 dargestellte Kapsel; Fig.5 eine Explosionsdarstellung der in der Fig.2 dargestellten Kapsel; Fig.6 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Fernsprechkapsel bei abgenommenem Deckel und bei abgenommenem Dämpfungsfilz; Fig.7 eine Draufsicht auf die erfindunqsgemäße Kapsel gemäß Fig.6 bei abgenommener Lochscheibe; Fig.8 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kapsel bei abgenommener Membran und abgenommenen Membran-Lagerringen; Fiq.9 eine Draufsicht auf das Gehäuse der Kapsel, in dem sich die Leiterplatte befindet; Fig.10 eine Draufsicht auf das Gehäuse gemäß Fig.9 bei herausqenommener Leiterplatte; Fig.11 eine Schnittdarstellung der erfindupgsgemäßen Kapsel; Fig.12 eine erste teilweise Schnittdarstellung der Kapsel; Fig. 13 eine zweite teilweise Schnittdarstellung der Kapsel; Fig. 14 zwei Anschlußkontakte für die Piezo-Membran; Fig.15 die elektrische Beschaltung eines V8rstsrkers fr den erfindungsgemäßen piezoelektrischen Wandlrr tn der Fig.1 ist eine Fernsprechkapsel 1 dargestellt, die zwar als Sprechkapsel dient, aber in an sich bekannter Weise (vergl.
DE-OS 32 32177) auch als Hörkapsel ausnebildet sein kann.
Diese Fernsprechkapsel 1 weist ein Gehäuse 2 und einen Deckel 3 ar, die beide aus Aluminium hergestellt sind. Der Deckel 3 weist einen Randbereich 4 mit horizontaler Oberfläche auf, der in einen schräg ansteigenden Teil 5 tiberneht. Am Ende dieses Teils 5 weist der Deckel 3 einen Wulst 6 auf, an den sich ein Kreisring 7 anschließt, der mit mehreren Löchern 8 versehen ist.
Auf dnr Unterseite des Gehäuses 2 hefindet sich ein Körper 9 aus Kunststoff.
In der Fig.2 ist dieselbe Kapsel 1 noch einmal dargestellt, und zwar von der Seite. Hierbei erkennt man. daß unterhalb des Deckels 3 eine konisch verlaufende Abschrägung 10 des Gehäuses 2 vorgesehen ist.
Die Friq.3 zeigt die Kapsel 1 von ohen, wobei die Einzelheiten drr Oberseite des Deckels 3 erkennhar sind.
In der Fig.4 ist die Kapsel 1 in einer Ansicht von unten dargestellt. Man erkennt hierbei den Kunststoffkörper 9, der einen äußeren erhöhten Kreisring 11 und einen inneren vertieften Kreis rinq 12 aufweist, wobei der innere Kreisring 12 einen erhabenen Kreis 13 einschließt. In dem Kreisrinq 12 befinden sich zwei quadratische Ausnehmunoen 14,15 fUr elektrische Anschlüsse 16,17.
In der Fig.5 ist die erfindunosnemäße Kapsel 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Zwischen dem Gehäuse 2, das einen waagrechten oberen Rand 18 besitzt und dem Deckel 3 sind die Einzelteile dargestellt, die sich in der Kapsel 1 befinden. Unmittelbar unterhalb des Deckels 3 ist eine Dämpfungsscheibe 19 angeordnet, die sich liber einer Lochschcibe 20 befindet. Diese Lochscheibe 20 ist wiederum über einer Piezo-Membran 21 angeordnet, die von zwei elastischen Lagerringen 22g23 umfaßi wird. Unterhalb der Membran 21 ist ein Aufbaukörper 24 vornr-sehen, der mehrere Vertiefungen 25-29 auf seinem unteren zylindrischen Teil 30 aufweist, die durch den oberen Teil 31 hindurchführen.
Der obere Teil 31 weist seinerseits einen konisch verlaufenden unteren Teil 32 und einen oberen Teil 33 mit zylindrischem Umfana auf. Unterhalb des Aufbaukörpers 24'ist eine Leiterplatte 34 dargestellt, die zwei untere Kontakte 35 und zwei obere Kontakte 36 besitzt, von denen man jeweils nur einen Kontakt erkennt. Hinter dem Kontakt 38 ist ein Verstärker 37 zu sehen, neben dem sich ein Widerstand 38 befindet. Auf der Oberseite der Leiterplatte 34 sind mehrere Lötstellen 39 erkennbar.
In der Fig.6 ist die Kapsel 1 in der Draufsicht dargestellt, wobei der Deckel 3 und die Dämpfungsscheibe 19 abgenommen sind.
Man erkennt hierbei die Lochscheibe 20, die einen äußeren Kreisring 40 und einen inneren Kreisrinn 41 aufweist. Der äußere Kreisring 40 ist gegenüber dem inneren Kreis 41 rrhöht, während der innere Kreis 41 zwei Löcher 42.43 ausweist In der Fig.7 ist die Lochscheibe 20 weggenommen, so daß man den Lagerring 22 und die Membran 21 erkennt In der Fig.8 sind im Vergleich zur Fig.7 auch noch die Membran 21 und die beiden Lagerringe 21,22 weggenommen, wodtirch der Blick auf den Aufbaukörper 24 freigegeben wird. Dieser Aufbaukörper 24 weist einen schmalen iußeren Rand 44 und im Anschluß hieran einen vertieften und horizontal verlaufenden Kreisring 45 auf.
Dieser Kreisring 45 umschließt einen Kreis 46, der mit einer Vertiefung 47 versehen ist, welche die Form eines Kreisringausschnitts hat. In dem Kreis 46 und in unmittelbarer Nähe zum Kreisring 45 sind mehrere rechteckige Löcher 48 auf einem Kreisumfang vorgese en, die zu den Löchern 25-29 in Fig.5 korrespondieren.
Die Fi.9 zeigt noch einmal das Gehäuse 2, wobei im Vergleich zur Fig.8 zusätzlich der Aufbaukörper 24 weggenommen ist. Man erkennt hierbei die Leiterplatte 34 mit den Leitungsbahnen 49, 50,51 und den Kontakten 36,36'. Mit 52 ist der konisch nach innen verlaufende Teil des Gehäuses 2 der Kapsel 1 bezeichnet.
Die Fig.10 zeigt das leere Gehäuse 2 der Kapsel 1. In dieses Gehäuse ragen Kunststoffteile 53,54 bzw. 55,56,57,58, die durch entsprechende Durchbrechungen im Boden des Gehäuses gefiihrt sind. Diese Kunststoffteile gehören zu dem berelts erwähnten Kunststoffkörper 9. Während die Kunststoffteile 53,54 für die Aufnahme von Kontakten dienen, sind die Kunststoffteile 55-58 für die Befestigung des Kunststoffkörpers 9 am Boden des Gehäuses 2 vornesehen.
In der Schnittdarstellung der Fig.11 sind die Einzelteile der Kapsel 1, von denen die meisten schon beschrieben wurden, noch inmal in vergrößertem Maßstab dargestellt. Zusätzlich erkennt rnnn die Anschlußdrähte 59 für die Verbindung zwischen der leiterplatte 34 und der Membran 21. Das obere Ende der Lötfahne zur ist in einer Nische des Aufbatikörpers 24 untergebracht, so daß sich die elektrische Verbindung zwischen Leiterplatte 34 und Membran 21 leicht herstellen läßt.
Die Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Kapsel 1, der neben den bereits beschriebenen Bauteilen auch noch eine Lötfahne 60 zeigt, die von der Oberseite 61 der Leiterplatte 34 durch diese Leiterplatte 34 hindurch bis zur Innenwand des Gehäuses 2 fahrt. Diese Lötfahne 60 ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet und stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem metallischen Gehäuse 2 und der Leiterplatte 34 her. Die Lötfhn ro ist für die Erfindung von großer Bedeutung, da sie den Verstärker 37 an Nasse legt und somit ztir Erfillung der postalischen Vorschriften dient.
In der Fig. 13 ist ein Längsschnitt durch eine andere Seite der Kapsel 1 dargestellt, der zeigt, daß die Verwindung zwischen Leiterplatte 34 und Membran 2i auch auf eine andere Weise hergestellt werden kann als dies in der Fig.11 gezeigt ist. Die Kontakt- oder Lötfahne wird hierbei nicht in einer mulde des Aufbaukörpers 24 angeordnet, sondern in einem Leerraum zwischen dem Deckel 3 und der Membran 21. Auf diese Weise können die Anschlußstellen 63,64 auch noch nach der Montage der Membran 21 mit den Kontakten 66 der Lötfahne 36 in dem Leerraum 62 verbunden werden.
In der Fig.14 sind die Lötfahnen 36,36' mit ihren Kontaktstellen 65,66 noch einmal in vergrößertem tlaßstab und in der Draufsicht dar estellt.
Die erfindungsgemäße elektronische beschaltung drs Verstärkers 37 ist in der Fig.15 gezeigt. Der erste Eingang C7.des Verstärkers 37 mit den Anschlüssen 68,69 ist mit den' eigentlichen elektroakustischen Wandler, d.h. mit der Piezo-Membran, verbunden. während der zweite Eingang 70 des Verstärkers 37 mit den Anschlüssen 71, 72 zu dem Fernsprechapparat führt. Parallel 7u den snschlüssen 71,72 ist ein Kondensator 73 geschaltet, der in der Praxis 22 Nanofarad hahen kann. Der Anschluß 71 ist außerdem mit dem Gehäuse 2 der Kapsel 1 elektrisch verhunden. Jeder der Anschlljsse 71,72 ist außerdem liber jeweils eine Zenerdiode 74,75 an Masse gelegt, wobei die Kathoden der Zenerdioden 74,75 den Anschlüssen 71 bzw.
72 zugekehrt sind. Ein Widerstand An ist an seien Verstärker 37 so angeschaltet, daß er eine Stromgegenkopplung bewirkt. Dieser Widerstand wird zweckmäßigerweise zu 100 nhm gewählt und zur Arbeitspunkteinstellung des Verstärkers 37 verwendet. Die Zener-Dioden 74,75 dienen als Überspannungsschutz, während der Kondensator 73 zur Erfüllung der EMV-Forderung vorgeschen ist. Obwohl die Anschaltung des Kondensators 73 und die elektrische Verbindung von dem Anschluß 71 zum Gehäuse 2 jeweils fiir sich genommen eigenen Erfindungsgehalt besitzen, ist die Kombination beider Merkmale besonders effektiv und als solche ebenfalls erfinderisch.
- L e e r s e i t e -

Claims

Piezoelektrische Fernsprechkapsel Patentansprüche 1. Piezoelektrische Fernsprechkapsel mit einem Gehäuse und mit einem Aufbaukörper, der eine piezoelektrische Membran aufnimmt, sowie mit einer Leiterplatte, dadurch gekennzeichnet, daß von der Leiterplatte (34) mindestens ein elektrischer Kontakt (60) an die Innenwand des Gehäuses (2) geführt ist, und daß der Aufbaukörper (24) den elektrischen Kontakt (60) an die Innenwand des Gehäuses (2) driickt.
2. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt (60) den Ausgang (71) eines Verstärkers (37) an Masse legt.
3. Piezoelektrische Fernsprechkapsel mit einem Gehäuse, das einen unteren zylindrischen Teil und einen oberen sich erweiternden Teil sowie einen einstückigen Aufbaukörper für die Aufnahme einer piezoelektrischen Membran aufweist, wobei dieser Aufbaukörper auf dem erweiternden Teil des Gehäuses ruht, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) einen unteren, im wesentlichen kreisringförmigen Teil aufweist, dessen Innendurchmesser gleich oder größer als der Außendurchme-sser einer Leiterplatte (34) ist.
4. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. , daß-der Aufbaukörper (24) mit Dämpfungsdurchbrechungen (25-29) versehen ist.
5. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsdurchbrechungen (25-29) in regelmäl3igen Abständen in dem äußeren Umfang des kreisringförmigen Teils verteilt sind und zu dem Bereich des Aufbaukörpers (24) FUhren, wo die Piezo-Membran (21) gelagert ist.
h. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach den Anspruche 1 bis 5, dadurch cekennzeichnet, daß der untere kreisringförmige Teil einen Au!',endurchmesser besitzt, der dem inneren Durchmesser des unteren zylindrischen Teils des Gehäuses (2) entspricht.
7. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) einen oberen kreisringförmiqen Teil (31) aufweist, dessen maximaler Außendurchmesser gleich dem maximalen Außendurchmesser des sich erweiternden Teils (10,18) des Gehäuses (2) ist.
°,. Piezoelektrische.Fernsprechkapsel nach den Anspriichen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) einen oberen kreisringförmigen Teil (31) aufweist, dessen Innendurchmesser gleich der größer als der Außendurchmesser der piezoelektrischen Membran (21) ist.
9. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) einen konisch sich erweiternden Teil (32) aufweist, der an den konisch sich erweiternden Teil (10) des Gehäuses (2) angepaßt ist.
10. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) Durchbrechungen (47a, 47b) für die Aufnahme von elektrischen Kontakten aufweist.
11. Piezoelektrische.Fernsprechkapsel nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper auf seiner Oberseite eine Vertiefung (47) aufweist.
12. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach einem oder mehreren der vorangegangenen Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) für die Aufnahme der Membran (21) eine kreisringförmige äußere Wand (44). besitzt, die an einen tiefer liegenen Kreisring (45) anschließt, der seinerseits einen Kreis (46) umfaßt, wobei in dem Kreis (46) Durchbrechungen (25-30,48) in unmittelbarer Nähe des Kreisrings (45) vorgesehen sind.
13. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen Längslöcher sind, deren Länge etwa ihrer doppelten Breite entspricht.
14. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, , daß daß die elektrischen Kontakte (36) an einer Leiterplatte (34) befestigt sind.
15. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) eine Wand (44) besitzt, deren Höhe mindestens gleich der Höhe der Membran (21) zuzüglich zweier Lagerringe (22,23) ist.