EP0062201A1

EP0062201A1 - Elektroakustischer Wandler

Info

Publication number: EP0062201A1
Application number: EP82102286A
Authority: EP
Inventors: Werner Meyer-Graap
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1982-10-13
Also published as: CH649184A5; DE3260766D1; ATE9529T1; EP0062201B1

Abstract

Elektrodynamisches System für elektronische Wandler, insbesondere als Mikrofon- oder Hörerkapsel in der Telefonie. Einfacher mechanischer Aufbau mit Einspannung des Membranrandes zwischen lediglich durch magnetische Anziehungskräfte zusammengehaltenen Poleisen des magnetischen Systems. Zentrierung des Systems durch Gehäuse. Sehr wirtschaftliche Lösung, Bauart für automatische Herstellung, insbesondere Montage des Systems und Wandlers geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrodynamisches System für elektroakustische Wandler, bestehend aus einem als Topfmagnetsystem ausgebildeten Kernmagnetsystem mit Membrane und Tauchspule. Gegenstand der Erfindung ist eine besondere Formgebung und Anordnung der Bauelemente dieses Systems.
Elektrodynamische Systene werden in Telefonapparaten für elektroakustische Wandler in Form von Hörerkapseln und Mikrofonkapseln verwendet, weiterhin in Form von kleinen Lautsprechern zum Lauthören oder aber auch zum Abstrahlen eines tonfrequenten Rufsignals. Da solche Wandler meist in sehr grossen Stückzahlen hergestellt werden, hat ihre Wirtschaftlichkeit bezüglich Materialeinsatz und rationeller, weitgehend automatischer Fertigungsmöglichkeit entscheidende Bedeutung.
Bei der erfindungsgemässen Ausführung des Wandlersystems ergeben sich gegenüber bekannten Ausführungen erhebliche Vorteile sowohl bezüglich des Materialaufwandes,als auch bezüglich des Zeitaufwandes für die Herstellung der Bauteile, als auch insbesondere für deren Zusammenbau.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bauart für ein elektrodynamisches System für elektroakustische Wandler zu schaffen, bei welcher sowohl der Materialaufwand als auch der Zeitaufwand für die Herstellung der Bauteile sowie auch für deren Zusammenbau zum System,beziehungsweise Wandler, erheblich ver-Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen niedergelegten Massnahmen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert.
Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrodynamischen Systems;
Fig. la ein Detail des ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektrodynamischen Systems;
Fig. 2a ein Detail des zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. lb/ 2b ein weiteres Detail des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 3 eine Teilzusammenstellung als Schnittzeichnung eines elektroakustischen Wandlers als Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 1 und la;
Fig. 4 eine Zusammenstellung als Schnittzeichnung eines elektroakustisehen Wandlers als Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels.

Die Figuren sind nicht masstäblich gezeichnet. In allen Figuren sind sich entsprechende Teile mit gleichen Hinweiszeichen versehen.
Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrodynamischen Systems 1 im Schnitt. Das elektrodynamische System 1 weist folgende Teile auf: Ein erstes Poleisen 2, von tellerförmiger Gestalt, ist mit einem Magnet 3, vorzugsweise zylindrischer Gestalt, belegt; auf der dem ersten Poleisen 2 gegenüberliegenden ebenen Fläche des Magneten 3 ist ein zweites Poleisen 4 angeordnet; eine Membrane 5, beispielsweise aus Kunststoffolie tiefgezogen, liegt mit ihrem flachen Rand 6, siehe Fig. la, zwischen dem abgekröpften Rand 7 des ersten Poleisens 2 und dem abgekröpften Rand 8 eines dritten Poleisens 9 von ringförmiger Gestalt.
Sobald der Magnet 3, welcher anfangs der Montage noch unmagnetisiert ist, nach der Montage des elektrodynamischen Systems 1 durch ein kurzzeitig wirkendes Magnetfeld magnetisiert wird, ist die Membrane 5 fest zwischen dem Rand des ersten Poleisens 2 und dem Rand des dritten Poleisens 9 eingespannt.
Die ganze Anordnung dieser genannten Teile ist zur Achse 10 rotationssymetrisch.
Die Montage wird vorteilhafterweise in einer Lage begonnen, in der das tellerförmige Poleisen 2 unten liegt.
Durch den unterschiedlichen Durchmesser des zweiten Poleisens 4 und des Innendurchmessers des dritten Poleisens 9 ergibt sich der ringförmige Arbeitsluftspalt 11 des elektrodynamischen Systems 1, in welchem eine auf einem Absatz 12, siehe Fig. lb/2b, der Membrane 5 sitzende Tauchspule 13 schwingt. Vorteilhafterweise kann der Absatz 12 ganz leicht konisch ausgebildet sein, wie dies in Fig. lb/2b angedeutet ist. Dadurch ist es in der Montage leicht, die Tauchspule 13 kraftschlüssig auf den Absatz 12 der Membrane 5 aufzusetzen. Zur Sicherheit kann die Tauchspule 12 noch durch ein Klebemittel 14 fixiert werden.
Die Tauchspule 13 kann sowohl vor der Montage, als auch unter Verwendung entsprechender Vorrichtungen nach der Montage des Magnetsystems auf die Membrane 5 aufgeschoben werden.
Die Fig. 2, 2a und 2b zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel und Details davon.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der Rand des ersten Poleisens 2 und der Rand des dritten Poleisens nicht abgekröpft ausgebildet, wie im ersten Beispiel nach den Fig. 1 und la, sondern die Schnittflächen dieser Ränder stehen sich frontal gegenüber, wobei zwischen ihnen der Rand 6 der Membrane 5 eingespannt ist.
Sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der magnetische Widerstand der Stossstelle zwischen dem ersten Poleisen 2 und dem dritten Poleisen 9 bei hinreichender Dimensionierung der Einspannfläche wegen der geringen Dicke der Membrane 5 von beispielsweise etwa einem zehntel Millimeter vernachlässigbar, so dass sich dadurch kein praktisch bedeutungsvoller Verlust an magnetischer Induktion im Arbeitsluftspalt 11 ergibt.
Die Fig. 3 zeigt eine Teilzusammenstellung als Schnittzeichnung eines elektroakustischen Wandlers als vorteilhafte Weiterbildung des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 1 und la.
Das elektromagnetische System 1, siehe Fig. 1 und la, ist hier in ein topfförmiges, beispielsweise aus Kunststoff gespritztes Gehäuse 15 montiert, welches innen einen zentralen Zapfen 16 besitzt.
Der Magnet 3a sowie das zweite Poleisen 4a dieses Magnetsystems sind je mit einer dem Durchmesser des Zapfens 16 angepassten zentralen Oeffnung versehen. Sie werden deshalb im montierten Zustand durch den zentralen Zapfen 16 im Gehäuse 15 zentriert.
Das erste Poleisen 2a weist eine etwas grössere zentrale Oeffnung auf als der Durchmesser des Zapfens 16. Das erste Poleisen 2a, sowie die Membrane 5, als auch das dritte Poleisen 9, beziehungsweise deren Aussenkonturen, werden nämlich im montierten Zustand durch die Innenkonturen des Gehäuses 15 gegenüber dem Magneten 3a und dem zweiten Poleisen 4a zentriert.
Bei entsprechender Dimensionierung des Arbeitsluftspaltes 11, in welchem sich die Tauchspule 13 bewegt, ist die beschriebene Zentrierung bei der Montage hinreichend genau, um ein freies Schwingen der Tauchspule 13 im Arbeitsluftspaltll des Magnetsystems zu gewährleisten.
Befestigt man das erste Poleisen 2a, den Magneten 3a und das zweite Poleisen 4a durch Verformen des Zapfenendes 17, dann erübrigen sich weitere Befestigungsmassnahmen, da das ringförmige dritte Poleisen 9 nach der Magnetisierung des Systems durch die starke magnetische Anziehungskraft vom ersten Poleisen 2a festgehalten und die Membrane 5 an ihrem Rand dazwischen eingespannt wird.
Verbindet man den zwischen Membrane 5 und Magnetsystem eingeschlossenen Raum 18 durch durchgehende Löcher 19 mit dem Raum ausserhalb des Gehäuses 15, so erhält man einen Helmholtz-Resonator, dessen Resonanzfrequenz in bekannter Weise zur Beeinflussung des Frequenzganges des elektroakustischen Wandlers genutzt werden kann. Bei Bedarf lässt sich diese Resonanz leicht durch ein bei der Montage zwischen Gehäuseboden und erstem Poleisen 2a eingelegtes Medium dämpfen. Als solches Medium kann beispielsweise ein StUck rinförmig zugeschnittener Gaze verwendet werden, für welches sich dann eine besondere Befestigung erübrigt.
Die Fig. 4 zeigt eine Zusammenstellung als Schnittzeichnung eines elektroakustischen Wandlers als vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung nach dem ersten Ausführungsbeispiel gemäss Figur la, lb und 3.
Das elektrodynamische System, bestehend aus Magnet 3a, den Poleisen 2a, 4a, 9, der Membrane 5 mit Tauchspule 13 ist hier entsprechend Fig. 3 in das topfförmige Kunststoffgehäuse 15 montiert. Das Gehäuse 15 wird durch einen Boden 19 verschlossen. Durch den Boden 19 sind Kontaktstücke 20 gesteckt. An die Kontaktstücke 20 werden vor dem Einsetzen des Gehäusebodens die Drahtenden 21 der Tauchspule 13 angelötet. Beim Aufschieben der freigewickelten Tauchspule 13 auf die Membrane 5 werden die diametral angeordneten freien Drahtenden der Tauchspule von der Membrane 5 sich entfernend angeordnet.
Beim Aufschieben der freigewickelten Tauchspule 13 auf die Membrane 5 wird darauf geachtet, dass die diametral angeordneten freien Enden der Tauchspule nach aussen gerichtet, also dem Gehäuse-Boden 19 zugewandt sind. Die Drahtenden können dann unter Wahrung ihrer Beweglichkeit zu den Lötpunkten 22 der Kontaktstücke 20 geführt werden.
Nach Einsetzen des Bodens 19 wird die Kapsel, bestehend aus Gehäuse 15 mit dem elektrodynamischen System und Boden 19, durch eine aus Blech bestehende Haube 23 verschlossen, wobei deren Rand beim Boden 19 umgebördelt wird.
Bei Verwendung des so erhaltenen Wandlers als Mikrofonkapsel kann in einem entsprechend gestalteten Boden 19 auch die Verstärkerschaltung des Mikrofons untergebracht werden. (In Fig. 4 nicht dargestellt)
Mit der beschriebenen erfindungsgemässen Ausführung des Wandlersystems ergibt sich eine Kombination von einer Reihe von Vorteilen:

- Das Magnetsystem besteht aus sehr wirtschaftlich herstellbaren Teilen, da es die Verwendung eines Dauermagneten aus Hartferrit erlaubt und seine Poleisen durch spanlose Verformung aus Tiefziehblech gefertigt werden können.
- Die Montage von Magnetsystem und Membrane erfolgt durch einfaches Einlegen dieser weitgehend rotationsymmetrischen Teile in das Gehäuse und Verformung des Gehäusezapfens; weitere Arbeitsgänge zur Zentrierung und Befestigung dieser Teile erübrigen sich.
- Die Verwendung einer freitragend gewickelten Tauchspule, die nach dem Wickeln auf einen zylindrischen Absatz der Membrane aufgeschoben wird, erlaubt die Anwendung einer rationellen automatisierten Wickeltechnik und erübrigt das sonst bei Verwendung freitragender Spulen übliche stirnseitige Aufkleben der Tauchspule auf die Membrane sowie spezielle Arbeitsgänge zur Zentrierung der Tauchspule.
- Die weitgehende Rotationssymmetrie der Systemteile und der einfache Montageablauf kommen den Erfordernissen einer Automatisierung der Montage entgegen.
- Durch die Anordnung der Tauchspule sehr nahe bei den auf der Kapselrückseite liegenden Anschlusspunkten 22 wird eine problematische Führung der Tauchspulenanschlüsse 21 am Magnetsystem vorbei vermieden.

Claims

1. Elektrodynamisches System für elektroakustische Wandler, bestehend aus einem Topfmagnetsystem mit Membrane und Tauchspule, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (5) an ihrem Rand (6) zwischen zwei Poleisenteilen (2 und 9) des Magnetsystems durch deren gegenseitige magnetische Anziehungskräfte eingespannt ist.

2. Elektrodynamisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freitragend gewickelte Tauchspule (13) auf einen wenigstens annähernd zylindrischen Absatz (12) der Membrane (5) aufgeschoben ist.

3. Elektrodynamisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Teile (2a, 3a, 4a) des Magnetsystems eine zentrale Oeffnung besitzen für die Aufnahme eines zentralen Zapfens (16) eines Gehäuses (15) für das elektrodynamische System (la).

4. Elektrodynamisches System nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (15) für das elektrodynamische (la) System einerseits mit seiner inneren Kontur die Aussenkonturen von Teilen (2a, 9) des Magnetsystems und der Membrane (5) und andererseits der Zapfen (16) des Gehäuses (15) mit seiner Aussenkontur die inneren Teile (3a, 4a) des Magnetsystems zueinander zentriert.

5. Elektrodynamisches System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrodynamische System im Gehäuse (15) durch Verformung (17) des Zapfens (16) befestigt ist.

6. Elektrodynamisches System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Membrane (5) abgeschlossene akustische Raum (18) mittels durchgehender Oeffnungen (19) im Gehäuseboden und dem auf ihm aufliegenden Poleisen (2a) mit dem Raum ausserhalb des Gehäuses (15) verbunden ist