Fachgebiet
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Diese Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Herstellung
von Wandlern. Sie ist bezüglich Lautsprechern beschrieben,
doch wird sie auch für weitere Anwendungen als nützlich
erachtet.
Hintergrund
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Derzeit werden Metalirahmen für Lautsprecher vor Montage der
beweglichen Lautsprecherkomponenten, nämlich Membran und
Schwingspule, Einspannsicken und Zentriermembran,
metallbeschichtet oder lackiert, woraufhin die beweglichen
Komponenten unter Verwendung von Klebstoffen eingebracht
werden. Dieses Verfahren der Metallbeschichtung und
Lackierung ist weniger umweltfreundlich als andere
Schutzbeschichtungs- oder -behandlungsmethoden. Darüber
hinaus enthalten die zur Montage der Lautsprecher wendeten
Klebstoffe gewöhnlich auch Lösungsmittel, deren Freisetzung
während der Klebstoffaushärtung ebenfalls Anlaß zu Bedenken
hinsichtlich ihrer Umweltverträglichkeit geben. Außerdem
macht die Anwendung und Aushärtung von Klebstoffen zur
Verbindung von Lautsprecherrahmen und beweglichen Komponenten
zusätzliche Verfahrensschritte erforderlich, die damit
einhergehende Fertigungstoleranzen und Ausfallraten nach sich
ziehen. So kann es etwa erforderlich sein, einen
Lautsprecherrahmen mit Klebstoffauftrag über eine bestimmte Zeit
hinneg stehenzulassen, bis der Klebstoff die geeignete
Klebrigkeit für die anschließenden Verfahrensschritte
erreicht hat. Dies führt zu zusätzlichem Verfahrensaufwand.
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Außerdem lassen sich Klebstoffe auf die dafür vorgesehenen
Oberflächen nur schwer gleichmäßig auftragen, weshalb der
Auftrag an einigen Stellen dicker und an anderen Stellen
dünner ausfällt. Soll sichergestellt werden, daß zumindest
ein Minimum an Klebstoff auf jede Stelle entlang des Rahmens
aufgebracht ist, so ergibt sich daraus ein übermäßiger
Auftrag an einigen Stellen entlang des Rahmens. Aufgrund
dieser Überschußmengen an einigen Stellen entlang des Rahmens
wird nicht nur Klebstoff verschwendet, sondern es ergeben
sich auch Komplikationen bei der Aushärtung des
überschüssigen Klebstoffs, eine mögliche Beeinträchtigung der
ordnungsgemäßen Ausrichtung und/oder des Betriebs der
montierten Lautsprecher durch den überschüssigen Klebstoff,
als auch eine erforderliche Behandlung zu Zwecken der
Umweltverträglichkeit der vermehrten flüchtigen Bestandteile
durch den überschüssigen Klebstoff während des
Aushärtungsprozesses. überschüssiger Klebstoff kann auch zur
Unverwertbarkeit der zusammengefügten Lautsprecher durch
Klebstoffauspressung, besonders an den Verbindungsstellen der
Einspannsicken oder der Passung des Rahmens, führen. Ein
ungleichmäßiger Auftrag des Klebstoffs auf den Rahmen kann
sich auf die Systemausrichtung auswirken und zur
Unbrauchbarkeit durch sogenanntes Reibungssummen des zusammengefügten
Lautsprechers beitragen.
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Beispiele für die Beschichtung mit einem Klebstoff sind in
den Beschreibungen der Patentschriften JP-A-04-151999 und
JP-A-57-020095 zu finden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Lautsprecher mit
einem Lautsprecherrahmen zur Aufnahme der beweglichen
Komponenten des Lautsprechers bereitgestellt, woßei die
beweglichen Komponenten eine Membran und mindestens eines von
Einspannsicken und Zentriermembran zum Verbinden der Membran
mit dem Rahmen umfaßt, und woßei das Verfahren die Schritte
des Auftragens einer flüssigen, wärmeempfindlichen,
thermoplastischen Pulverbeschichtung über im wesentlichen die
gesamte Oberfläche des Rahmens umfaßt, des Heranbringens von
Wärme an den Rahmen, um das thermoplastische Pulver an den
Rahmen zu schmelzen, des Zusammenfügens und Heranbringens von
Wärme an das thermoplastische Pulver in Bereichen, an denen
mindestens eine Komponente von Einspannsicken und
Zentriermembran an den Rahmen gebunden werden soll, um das
thermoplastische Pulver zu aktivieren und die mindestens eine
Komponente von Einspannsicken und Zentriermembran an das
thermoplastische Pulver in jenen Bereichen zu binden.
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Beim Rahmen, der anfällig für Korrosion, zum Beispiel
Oxidation, sein kann, wird durch den Beschichtungsschritt mit
einer flüssigen, wärmeempfindlichen, thermoplastischen
Pulverschicht jegliche Korrosion gehemmt.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgende
Beschreibung und die einzelne Zeichnung im Anhang, in der die
Erfindung veranschaulicht ist, am verständlichsten. Die
Zeichnung zeigt die verschiedenen, gemäß der Erfindung
durchzuführenden Verfahrensschritte, als auch ein gemäß des
Verfahrens hergestelltes Produkt.
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Im folgenden wird Bezug genommen auf Abbildung 1, bei der die
unbewegliche Lautsprecherkomponente 8, nämlich ein Tragrahmen
oder Korb 10, gegossen, ausgestanzt oder anderweitig aus
einem geeigneten Material hergestellt wird. Beispiele hierzu
umfassen ausgestanzten Stahl, Gußaluminium und verschiedene
gegossene oder geformte, gefüllte oder ungefüllte Harze. In
vielen Fällen, etwa dann, wenn die unbewegliche Komponente 10
aus Stahl oder Aluminium hergestellt ist, korrodiert sie zum
Beispiel durch den Sauerstoff in der Luft oder Chemikalien
aus der Umwelt. In anderen Fällen, etwa dann, wenn die
unbewegliche Komponente 10 aus bestimmten gefüllten oder
ungefüllten Harzen hergestellt ist, stellt Korrosion im
wesentlichen kein Problem dar. Die unbewegliche Komponente 10
wird jedoch unabhängig von Herstellungsart und verwendetem/n
Material(ien) mit einer wärmeempfindlichen Schicht 12
beschichtet.
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Die Beschichtung 12 besteht in einer Pulverschicht, die zum
Beispiel unter Verwendung eines Flüssigbetts 16 verflüssigt
wird. Die unbewegliche Komponente 10 kann in das Bett 16 aus
verflüssigter Pulverbeschichtung eingetaucht werden, wodurch
sich die Beschichtung auf der in das Bett eingetauchten
unbeweglichen Komponente 10 ablagert, oder das Pulver kann
aus dem Bett 16 in einen Pulversprühapparat eingebracht
werden, mit dem das verflüssigte Pulver auf der unbeweglichen
Komponente 10 unter Verwendung elektrostatischer oder
nichtelektrostatischer Pulverschicht-Auftragsmethoden verteilt
wird.
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Die Beschichtung 12 wird auf den Oberflächen 14 der
unbeweglichen Komponente 10 fixiert, um eine im wesentlichen
permanente Schutz- oder Bindeschicht zu erhalten. Die
Fixierung kann durch Erhitzung 20 der unbeweglichen
Komponente 10 nach Einbringen der unbeweglichen Komponente 10
in das Flüssigbett 16 oder nach Aufsprühen des
wärmeempfindlichen Pulvers auf die Oberflächen der unbeweglichen
Komponente 10 vorgenommen werden, wodurch die Beschichtung 12
mehr oder weniger permanent und durchgehend gemacht wird,
besonders in dem/den Bereich(en) 24, 26 und 27, an denen die
bewegliche(n) Komponente(n) des Lautsprechers 8, zum Beispiel
die Einspannsicken 28 oder die Zentriermembran 30,
anschließend an die unbewegliche Komponente 10 gebunden
wird/werden und an dem die Polplatte 50 mit der unbeweglichen
Komponente 10 verbunden wird.
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Dann wird/werden die bewegliche(n) Komponente(n) 28, 30 in
die unbewegliche Komponente 10 eingefügt, und es wird Wärme
an die fixierte wärmeempfindliche Beschichtung 12 selektiv in
den Bereichen 24, 26 der unbeweglichen Komponente 10
herangebracht, in diesem Fall an die äußeren Begrenzungen der
Zentriermembran 30 und der Einspannsicken 28, an denen die
Zentriermembran 30 und die Einspannsicken 28 an die
unbewegliche Komponente 10 gebunden werden sollen. Die
wärmeempfindliche Beschichtung 12 wird dadurch in diesen
Bereichen 24, 26 reaktiviert und die beweglichen Komponenten
28, 30 an die unbewegliche Komponente 10 in diesen Bereichen
24, 26 gebunden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform
werden erhitzte Prägeeisen 36, 38 gegen die äußeren
Begrenzungen 40, 42 der Einspannsicker. 28 und der Zentriermembran 30
gepreßt und die Bereiche 24, 26 der wärmeempfindlichen
Beschichtung 12 auf der unbeweglichen Komponente 10 unterhalb
dieser Bereiche 40, 42 durch Wärmeanwendung aktiviert. Die
erhitzte Beschichtung 12 fließt in die Zwischenräume der
Einspannsicken 28 und der Zentriermembran 30 und kann dort
abkühlen, wodurch die äußeren Begrenzungen 40, 42 der
Einspannsicken 28 und der Zentriermembran 30 an die
unbewegliche Komponente 10 in diesen Bereichen 24, 26 gebunden
werden.
Industrielle Anwendbarkeit
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Ein Polyethylen geringer Dichte (LDPE) wurde in ein
Flüssigbett 16 bei Raumtemperatur 22ºC eingebracht. Etwa
50 Lautsprecherrahmen 10 aus ausgestanztem Stahl mit einem
Durchmesser von 6,35 cm wurden gereinigt, mit Eisenphosphat
behandelt und in einem gasbeheizten Ofen 20 bei etwa 345ºC
vorerhitzt. Die vorerhitzten Rahmen 10 wurden an Drahthaken
gehängt und im noch immer heißen Zustand in das Flüssigbett
16 über Zeiträume von 1 bis 5 Sekunden eingetaucht, wobei
sich zeigte, daß eine Zeitspanne von drei Sekunden den
optimalen Kompromiß zwischen Vollständigkeit der Beschichtung
und Gleichförmigkeit der Beschichtung bot. Bei der
Herausnahme der Rahmen 10 aus dem Flüssigbett 16 wurden sie ein
oder zwei Sekunden hochgehalten und dann gegen die Bettwanne
16 geklopft, um nichthaftendes Pulver dem Bett 16
zurückzugeben.
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Die Fixierung der Beschichtung 12 an den Rahmen 10 wurde
durch eine Nachtrocknung im Ofen 22 vollzogen. Der Aufenthalt
im Flüssigbett 16 über drei Sekunden ergab eine Beschichtung
12 nach der Verarbeitung mit einer Dicke von etwa 8 mils
(etwa 0,2 mm). Die derart hergestellten Lautsprecherkörbe 10
wurden dann zu den Lautsprechern 8 zusammengefügt. Die
Polplatten 50 der Antriebseinheit wurden erhitzt und auf die
Rahmen 10 gepreßt. Die Klemmenleisten 52, die den Anschluß
des Lautsprecherantriebs 8 ermöglichen sollen, wurden auf dem
Rahmen 10 verstemmt. Die restlichen unbeweglichen Elemente 54
der Antriebsstruktur wurden an die Polplatte 50 unter
Verwendung eines aktivierten Klebstoffs angefügt. Die äußere
Begrenzung 42 der Zentriermembran 30 wurde dann an die
Beschichtung 12 auf der Rückenfläche 26 des Lautsprecherkorbs
10 heißgeprägt. Die äußere Begrenzung 40 der Einspannsicken
30 wurde dann an die Beschichtung 12 auf der Vorderfläche 26
des Lautsprecherkorbs 10 heißgeprägt.
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Die restliche Montage der Lautsprecheranordnung 8, nämlich
Ankleben des Scheitelpunktes der Membran 56 an den
Spulenkörper 58, elektrischer Anschluß der Schwingspulenzuleitungen
60 an den Klemmenleisten 52, Ankleben der Spulenzuleitungen
60 und der Staubschutzkalotte 62 an der Membran 56 und die
Magnetisierung wurden dann gemäß existierender Methoden
durchgeführt.
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Für Fachleute des Bereichs werden weitere Materialien mit
ähnlichen Eigenschaften erkennbar sein. In der Ausführung
dieser Erfindung werden diese Materialien auf die gesamte
Oberfläche 14 des Korbs 10 oder auf einen ausgewählten
Abschnitt davon mittels Pulverbeschichtung, Einformung einer
Einlage, Extrusionsbeschichtung, Aufkaschierung einer Folie
oder anderen geeigneten Auftragsmethoden aufgebracht. Die
Dicke der resultierenden Beschichtung liegt im breiten
Bereich von 0,0005 bis 0,010 inch (etwa 0,01 mm bis etwa 0,25
mm) und schützt den Korb 10 vor Korrosion, wodurch sie das
Metallbeschichten oder Lackieren ersetzt. Die beweglichen
Komponenten 28, 30 und die unbeweglichen Komponenten 50
werden vor oder nach Erhitzung in Kontakt mit der
beschichteten Oberfläche 14 gebracht und durch geeignete
Wärme- und Druckanwendung 36, 38 mit dem Lautsprecherrahmen
10 verschmolzen. Nach der Auskühlung steht eine funktionelle
Anordnung zur Verfügung, weshalb sich separate Klebe- und
Bindevorgänge erübrigen. Verschiedene Erhitzungsmethoden, die
Heißprägung und Induktionserhitzung umfassen, aber nicht
darauf beechränkt sind, erweisen sich bei Herstellung in
großen Stückzahlen als schnell, zuverlässig und wirksam. Da
die Beschichtung 12 thermoplastisch ist, können bestehende
Bindungen von Komponenten 28, 30, 50 zum Korb 10, wenn
erforderlich, für Wiederbearbeitungszwecke erhitzt und dann
nochmals zusammengefügt werden.
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Zu den Nutzen dieses Verfahrens zählen die folgenden Punkte:
Eine Lackierung und/oder Metallbeschichtung erübrigt sich;
die Klebstoffe zum Verbinden von Einspannsicken und Rahmen
und von Zentriermembran und Rahmen als auch die damit
einhergehenden Probleme fallen weg; eventuell erforderliche
schalltötende Materialien bei der Verbindung von Polplatte
der Antriebseinheit und Rahmen werden überflüssig; eine
Metallverstemmung der Antriebseinheit mit dem Rahmen, bei der
es sich um eine bekannte Quelle für Verunreinigungen durch
Splitter handelt, erübrigt sich; der Rahmen ist gegenüber den
Komponenten der Antriebseinheit elektrisch isoliert; die
Beschichtung härtet schnell aus, nachdem der Rahmen aus der
Wärmequelle entnommen ist, wodurch eine Anhäufung von zu
bearbeitenden Werkstücken durch Warten auf Klebrigwerden oder
vollständiges Aushärten von Klebstoffen vor weiteren
Montageschritte vermieden wird; es werden null Prozent
Lösungsmittel-Beschichtungen verwendet, was die mit der
Beschichtung verbundenen Kosten senkt und die Kosten
vermeidet, die durch Klebstoffe und das Auffangen und
Behandeln von Lösungsmitteln aus Beschichtung und Klebstoff
entstehen; die Ausrichtung der Lautsprecherkomponenten ist
verbessert, da die beweglichen Komponenten direkt an die
Rahmenoberflächen ohne Einfügen von Klebstofftröpfchen
gebunden werden; die Widerstandsfähigkeit des aufgestellten
Lautsprechers gegenüber Einflüssen aus der Umgebung, zum
Beispiel durch Salzstreuung, ist verbessert; und einige
potentielle Lautsprechergestaltungen, wie Dichtungen zwischen
Lautsprecher und Schallwand, können vermieden werden.