EP0432546B1 - Piezoelektrische Wandlerkapsel für Fernsprechgeräte - Google Patents

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EP0432546B1
EP0432546B1 EP90122416A EP90122416A EP0432546B1 EP 0432546 B1 EP0432546 B1 EP 0432546B1 EP 90122416 A EP90122416 A EP 90122416A EP 90122416 A EP90122416 A EP 90122416A EP 0432546 B1 EP0432546 B1 EP 0432546B1
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EP
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carrier
plate
projection
electrodes
transducer unit
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EP90122416A
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EP0432546A3 (en
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Werner Dipl.-Ing. Sasonow (Fh)
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/06—Arranging circuit leads; Relieving strain on circuit leads
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/11—Transducers incorporated or for use in hand-held devices, e.g. mobile phones, PDA's, camera's

Definitions

  • the present invention includes a piezoelectric transducer capsule for telephones with a transducer plate arranged in a metallic housing formed by a holder and a pot-like base, which is formed by a carrier plate and a piezoelectric disk provided on both sides with electrodes, the carrier plate in its edge region between a shoulder a separating plate made of insulating material and an attachment of a carrier also made of insulating material is clamped.
  • the contacting to the electrodes to the piezoelectric disk is made via elastic and electrically conductive tapes connected to the electrodes, which are connected via solder connections to knife contacts provided in the housing of the transducer capsule. Due to the vibration behavior of the transducer plate, the relatively thin conductive tapes are extremely prone to breakage. Furthermore, the production of the soldered connection is costly and expensive to manufacture.
  • the respective resilient element consists of leaf spring-like feeds which bear on the one hand against the electrode of the piezoelectric disk and on the other hand against a printed circuit board arranged inside the capsule. Knife contacts are in turn arranged on the transducer plate and are accessible through recesses in the pot-shaped base of the capsule. In this case, the electrical connection between the resilient leads and the knife contacts on the circuit board is made via a additional solder connection.
  • the circuit board itself is in turn with a carrier arranged inside the housing z. B. connected by locking means.
  • the object of the present invention is to demonstrate an electrical connection between the knife contacts and the electrodes of the piezoelectric disk, which is easier to manufacture in production terms by avoiding solder joints and additional pressure contact connections, and which ensures the high operational reliability required in particular in the field of telephone technology.
  • Such a design of the knife contacts means that there is only a single contact transition between the knife contacts and the electrodes and / or the contact means of the piezoelectric layer, so that further electrical connection means in the capsule are omitted.
  • These contact means can e.g. B. be formed by the metallic support plate itself, through which a galvanic connection to an electrode of the piezoelectric disc can be made. It is also possible to apply contact tracks to an insulated transducer plate by screen printing, or to let the tapes that are usually used end at the contact point.
  • the carrier in the transducer capsule is expediently designed such that one leg of the knife contact is guided and held in a receptacle of the carrier.
  • the carrier itself serves as a safe guide and fastening means for the two knife contacts.
  • This leg of the knife contact which is guided and held in the above-mentioned receptacle, can have a pressed-out tab, which engages in a latching manner on the side of the receptacle of the carrier facing the pot-shaped bottom, the counter bearing of this latching connection being formed by an arched extension arranged in the direction of the transducer plate is.
  • the shoulder on the separating plate and the shoulder on the carrier can be laterally offset from one another and the other free end of the knife contact directed towards the electrodes and / or the contact means can be designed in an arc shape and an elastic counter bearing to the shoulder of the separating plate form.
  • the preload of this free end a more or less elastic counter bearing is formed, through which the frequency response of the transducer can be influenced within certain tolerance ranges.
  • the figure shows a half of a rotationally symmetrical piezoelectric transducer capsule in a sectional side view.
  • the transducer capsule 1 shown in the illustration consists of a two-part metallic housing with a pot-shaped base 2 and a socket 3 connected to it by flanging and having the sound passage openings.
  • a transducer plate 4 which consists of a carrier plate 5 and a piezoelectric disk 6 provided on both sides with electrodes thereon.
  • the transducer plate 4 is fixedly mounted between a shoulder 7 of a partition plate 8 and a shoulder 9 of a carrier 10 offset from it.
  • the carrier 10 forms a receptacle 11 for a knife contact 12.
  • This receptacle 11 is formed by a dome-like extension 13 which is integrally connected to the carrier 10 and which projects through an opening 14 in the pot-like base 2 and has a stepped region 15 at the edge region of the Breakthrough 14 in the housing interior comes to the plant.
  • the knife contact 12 itself is essentially L-shaped. Its end region 16, which points in the direction of the pot-like base 2, has a pressed-out tab 17, which engages in a latching manner behind the receptacle 11 of the carrier 10.
  • the counter bearing for the latching connection is formed by a curved projection 18, which is part of the carrier 10 and points in the direction of the transducer plate 4.
  • the shorter leg 19 of the L-shaped knife contact 12 lies linearly against this curved extension 18.
  • the other free end 20 of the knife contact 12 is designed in an arc shape and bears against the electrical leads to the electrodes of the piezoelectric disk 6 under pretension. This free end of the leg 19 thus forms an elastic counter bearing to the rigid bearing point of the separating plate 8 formed by the extension 7.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine piezoelektrische Wandlerkapsel für Fernsprechgeräte mit einer in einem durch eine Fassung und einem topfartigen Boden gebildeten metallischen Gehäuse angeordneten Wandlerplatte, die durch eine Trägerplatte und eine beidseitig mit Elektroden versehene piezoelektrische Scheibe gebildet ist, wobei die Trägerplatte in ihrem Randbereich zwischen einem Ansatz einer aus Isoliermaterial bestehenden Trennplatte und einem Ansatz eines ebenfalls aus Isoliermaterial bestehenden Trägers eingespannt ist.
  • Bei einer durch die DE-U-81 20 515 bekannten Ausführungsform einer Wandlerkapsel wird die Kontaktierung zu den Elektroden zu der piezoelektrischen Scheibe über mit den Elektroden verbundene elastische und elektrisch leitfähige Bändchen hergestellt, die über Lötverbindungen mit im Gehäuse der Wandlerkapsel vorgesehenen Messerkontakten verbunden sind. Infolge des Schwingungsverhaltens der Wandlerplatte sind die relativ dünnen leitfähigen Bändchen äußerst bruchgefährdet. Weiterhin ist die Herstellung der Lötverbindung kosten- und fertigungsaufwendig.
  • Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es durch die DE-A-33 42 743 bereits bekannt, die Kontaktierung zu den Elektroden über federnde Elemente herzustellen. Das jeweilige federnde Element besteht aus blattfederartigen Zuführungen, die einerseits an der Elektrode der piezoelektrischen Scheibe und andererseits an einer innerhalb der Kapsel angeordneten Leiterplatte unter Vorspannung anliegen. An der Wandlerplatte sind wiederum Messerkontakte angeordnet, die durch Ausnehmungen im topfförmigen Boden der Kapsel zugänglich sind. Die elektrische Verbindung zwischen den federnden Zuführungen und den Messerkontakten an der Leiterplatte erfolgt in diesem Fall über eine zusätzliche Lötverbindung. Die Leiterplatte selbst ist wiederum mit einem im Gehäuseinneren angeordneten Träger z. B. durch Rastmittel verbunden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Verbindung zwischen den Messerkontakten und den Elektroden der piezoelektrischen Scheibe aufzuzeigen, die unter Vermeidung von Lötstellen und zusätzlichen Druckkontaktverbindungen fertigungstechnisch einfacher zu erstellen ist und die die insbesondere auf dem Gebiet der Fernsprechtechnik geforderte hohe Betriebssicherheit gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die elektrische Zuführung zu den beiden Elektroden der piezoelektrischen Scheibe über je ein freies unter Vorspannung an den Elektroden anliegendes und/oder mit diesen verbundenen Kontaktmitteln federndes Ende eines L-förmigen in dem Träger festgelegten Messerkontaktes erfolgt, wobei das andere freie Ende des Messerkontaktes über einen Durchbruch im topfförmigen Boden frei zugänglich ist.
  • Durch eine derartige Gestaltung der Messerkontakte besteht nur noch ein einziger Kontaktübergang zwischen den Messerkontakten und den Elektroden und/oder den Kontaktmitteln der piezoelektrischen Schicht, so daß weitere elektrische Verbindungsmittel in der Kapsel entfallen. Diese Kontaktmittel können z. B. durch die metallische Trägerplatte selbst gebildet sein, durch die eine galvanische Verbindung zu einer Elektrode der piezoelektrischen Scheibe hergestellt werden kann. Weiterhin besteht die Möglichkeit, auf eine isolierte Wandlerplatte Kontaktbahnen durch Siebdruck aufzubringen, oder die üblicherweise verwendeten Bändchen an der Kontaktstelle enden zu lassen.
  • Dabei ist der Träger in der Wandlerkapsel zweckmäßig so gestaltet, daß jeweils ein Schenkel des Messerkontaktes in einer Aufnahme des Trägers geführt und gehaltert ist. Dadurch dient der Träger selbst als sicheres Führungs- und Befestigungsmittel der beiden Messerkontakte.
  • Dieser in der genannten Aufnahme geführte und gehalterte Schenkel des Messerkontaktes kann dabei einen herausgedrückten Lappen aufweisen, der sich verrastend an der dem topfförmigen Boden zugewandten Seite der Aufnahme des Trägers anlegt, wobei das Gegenlager dieser Rastverbindung durch einen in Richtung auf die Wandlerplatte angeordneten gewölbten Ansatz gebildet ist. Damit ist auf einfache Weise gewährleistet, daß der Messerkontakt beim Aufbringen der entsprechenden Steckerzuführungen gegen ein unerwünschtes Verschieben zum Gehäuseinneren hin gesichert ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können der Ansatz an der Trennplatte und der Ansatz an dem Träger seitlich zueinander versetzt sein und das andere auf die Elektroden und/oder die Kontaktmittel gerichtete freie Ende des Messerkontaktes bogenförmig gestaltet sein und ein elastisches Gegenlager zu dem Ansatz der Trennplatte bilden. Durch entsprechende Wahl der Vorspannung dieses freien Endes wird ein mehr oder weniger elastisches Gegenlager gebildet, durch die der Frequenzgang des Wandlers in gewissen Toleranzbereichen beeinflußbar ist.
  • Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
  • Die Abbildung zeigt eine Hälfte einer rotationssymmetrisch aufgebauten piezoelektrischen Wandlerkapsel in einer geschnittenen Seitenansicht.
  • Die in der Abbildung dargestellte Wandlerkapsel 1 besteht aus einem zweiteiligen metallischen Gehäuse mit einem topfartig gestalteten Boden 2 und einer mit diesem durch Umbördeln verbundenen und die Schalldurchlaßöffnungen aufweisenden Fassung 3. Im Innenraum dieses Gehäuses befindet sich eine Wandlerplatte 4, die aus einer Trägerplatte 5 und einer darauf aufgebrachten beidseitig mit Elektroden versehenen piezoelektrischen Scheibe 6 besteht.
  • In ihrem Randbereich ist die Wandlerplatte 4 zwischen einem Ansatz 7 einer Trennplatte 8 und einem dazu versetzten Ansatz 9 eines Trägers 10 fest gelagert. Der Träger 10 bildet eine Aufnahme 11 für einen Messerkontakt 12. Diese Aufnahme 11 wird durch einen mit dem Träger 10 einstückig verbundenen domartigen Ansatz 13 gebildet, der durch einen Durchbruch 14 im topfartigen Boden 2 hindurchragt und mit einem stufenförmig abgesetzten Bereich 15 an dem Randbereich des Durchbruches 14 im Gehäuseinneren zur Anlage gelangt. Der Messerkontakt 12 selbst ist im wesentlichen L-förmig ausgebildet. Sein in Richtung auf den topfartigen Boden 2 weisender Endbereich 16 besitzt einen herausgedrückten Lappen 17, der hinter der Aufnahme 11 des Trägers 10 verrastend zur Anlage gelangt. Das Gegenlager für die Rastverbindung wird durch einen gewölbten Ansatz 18 gebildet, der Bestandteil des Trägers 10 ist und in Richtung auf die Wandlerplatte 4 weist. An diesen gewölbten Ansatz 18 liegt der kürzere Schenkel 19 des L-förmigen Messerkontaktes 12 im Punkt A linienförmig an. Das andere freie Ende 20 des Messerkontaktes 12 ist bogenförmig gestaltet und liegt unter Vorspannung an den elektrischen Zuführungen zu den Elektroden der piezoelektrischen Scheibe 6 an. Dieses freie Ende des Schenkels 19 bildet somit ein elastisches Gegenlager zu der starren, durch den Ansatz 7 gebildeten Lagerstelle der Trennplatte 8.

Claims (4)

  1. Piezoelektrische Wandlerkapsel (1) für Fernsprechgeräte mit einer in einem durch eine Fassung (3) und einem topfartigen Boden (2) gebildeten metallischen Gehäuse angeordneten Wandlerplatte (4), die durch eine Trägerplatte (5) und eine beidseitig mit Elektroden versehene piezoelektrische Scheibe (6) gebildet ist, wobei die Trägerplatte in ihrem Randbereich zwischen einem Ansatz (7) einer aus Isoliermaterial bestehenden Trennplatte (8) und einem Ansatz (9) eines ebenfalls aus Isoliermaterial bestehenden Trägers (10) eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Zuführung zu den beiden Elektroden der piezoelektrischen Scheibe (6) über je ein freies unter Vorspannung an den Elektroden und/oder mit diesen verbundenen Kontaktmitteln anliegendes federndes Ende (20) eines L-förmigen in dem Träger (10) festgelegten Messerkontaktes (12) erfolgt, wobei das andere freie Ende (16) des Messerkontaktes (12) über einen Durchbruch (14) im topfförmigen Boden (2) des Gehäuses frei zugänglich ist.
  2. Piezoelektrische Wandlerkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Schenkel des Messerkontaktes (12) in einer Aufnahme (11) des Trägers (10) geführt und gehaltert ist.
  3. Piezoelektrische Wandlerkapsel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schenkel des Messerkontaktes (12) einen herausgedrückten Lappen (17) aufweist, der sich verrastend an der dem topfförmigen Boden (2) zugewandten Seite der Aufnahme (11) des Trägers (10) anlegt, wobei das Gegenlager dieser Rastverbindung durch einen in Richtung auf die Wandlerplatte (4) angeordneten gewölbten Ansatz (18) gebildet ist.
  4. Piezoelektrische Wandlerkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (7) an der Trennplatte (8) und der Ansatz (9) an dem Träger (10) seitlich zueinander versetzt sind und das andere auf die Elektroden und/oder die Kontaktmittel gerichtete freie Ende (20) des Messerkontaktes (12) bogenförmig gestaltet ist und ein elastisches Gegenlager zu dem Ansatz (7) der Trennplatte (8) bildet.
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