DE3425173A1

DE3425173A1 - Piezoelektrische fernsprechkapsel

Info

Publication number: DE3425173A1
Application number: DE19843425173
Authority: DE
Inventors: Horst Etzrodt; Klaus Jürgen 4300 Essen Schmidt
Original assignee: Fernsprech- und Signalbaugesellschaft Mbh Schueler & Vershoven; Fernsprech und Signalbaugesellschaft Mbh Schueler & Vershoven 4300 Essen; LEHNER FERNSPRECH SIGNAL
Current assignee: Fernsprech- und Signalbau & Co KG Schueler & GmbH
Priority date: 1984-07-09
Filing date: 1984-07-09
Publication date: 1986-01-16

Description

Die Erfindung betrifft eine piezoelektrische Fernsprechkapsel
sowie ein Verfahren zur. Anlöten der Membran an eine elektrische Schaltungsanordnung.
Piezoelektrische Fernsprechkapseln werden weitgehend automatisch montiert Die Montage der piezoelektrischen Membran erfordert allerdings oft ein Anlöten dieser Membran mit der Hand. Einer der Gründe hierfür besteht darin, daß die diinnen elektrischen Verbindungsleitungen von einer Leiterplatte unterhalb des Membranträgers direkt zur Membran führen und an dieser angelotet werden müssen.
ei der Zuführung der Verbindungsleitungen von der Leiterplatte zur Membran ist es erforderlich, diese Leitungen arn Kapselgehäuse entlangzufijhren und mittels des Membranträgers einzuklemmen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Anlöten der Membran zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen der Patentanspriiche 1, 5, 13 oder 14 nelöst.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch die Verwendung einer besonderen Lötfahne der Anlötpunkt für die Membran in die unmittelbare Nähe der Membran gelegt werden kann. Es wird also der für die Membran wichtige elektrische Ans-chlußpunkt der Leiterplatte nach oben verlegt, so daß die dünnen Drähte, die von der Membran ausgehen, nicht durch den Membranträger geführt oder durch diesen eingeklemmt werden müssen. Dabei ist es möglich, zwei verschiedene Wege einzuschlagen, von denen der eine darin besteht, daß eine U-förmige Lötfahne mit ihrem einen Schenkel auf der Leiterplatte aufliegt und mit ihrem anderen Schenkel in einer Nische des Aufbaukörpers angeordnet ist. Bei dem zweiten Weg wird die Lötfahne S-förmig ausgebildet, wobei der eine Schenkel dieser Lötfahne Uber den Rand der Membran hinausführt.
Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig.l 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 dargestellte Kapsel; Fig.4 eine Ansicht von unten auf die in der Fig.2 dargestel.te 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 abgenommener Dampfunasscheibe: Fig.7 eine Draufsicht auf die erfindunqsqemäße Kapsel gemäß Fiq.6 bei abgenommener Lochscheibe; Fig.S eine Draufsicht auf die erfindungsqemäße Kapsel bei abgenommener Membran und abgenommenen 'i1embran-Lagerrinnen; 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 herausqea nommener Leiterplatte; Fig.ll eine Schnittdarstellung der erfindugsgemäßen 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 Verstärkers fUr den erfindungsgemäßen piezoelektrischen Wandler In der Fix.1 ist eine Fernsprechkapsel 1 dargestellt, die zwar als Sprechkapsel dien' aber in an sich bekannter Weise (vergl.
DE-OS 32 32 177) auch als Hörkapsel ausnebildet sein kann.
Diese Fernsprechkapsel 1 weist ein Gehäuse 2 und einen Deckel 3 auf, die beide aus Aluminium hergestellt sind. Der Deckel 3 weist einen Randberei! 4 mit horizontaler Oberfläche auf, der in einen schräg ansteigenden Teil 5 übergeht. 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 der Unterseite des Gehäuses 2 befindet 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 Abschragung 10 des Gehäuses 2 vorgesehen ist.
Die Fig.3 zeigt die Kapsel 1 yon oben, wobei die Einzelheiten der Oberseite des Deckels 3 erkennbar 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 Kreisring 12 aufweist, wobei der innere Kreisring 12 einen erhabenen Kreis 13 einschließt. In dem Kreisring 12 befinden sich zwei quadratische Ausnehmunoen 14,15 für elektrische Anschlüsse 16,17.
In der Fig.5 ist die erfindungsgemäße 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 iiber einer Lochscheibe 20 befindet. Diese Lochscheibe 20 ist wiederum über einer Piezo-Elembran 21 angeordnet, die von zwei elastischen Lagerringen 22,23 umfaßt wird. Unterhalb der Membran 21 ist ein Aufbaukörper 24 vornesehen, der mehrere Vertiefungen 25-29 auf seinem unteren zylindrischen Teil 30 aufweist, die durch den oberen Teil 31 hindurchfUhren.
Der obere Teil 31 weist seinerseits einen konisch verlaufenden unteren Teil 32 und einen oberen Teil 33 mit zylindrischem Umfang 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 35 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 Kreisring 41 aufweist. Der äußere Kreisring 40 ist gegenüber dem inneren Kreis 41 erhöht, während der innere Kreis 41 z. n. zwei Locllrar 42, 43 aufweist.
In der Flq.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, wodurch der Blick auf den Aufbaukörper 24 freigegeben wird. Dieser Aufbaukörper 24 weist einen schmalen äußeren Rand 44 und im Anschluß hieran einen vertieften und horizontal verlaufenden Kreisring 45 auf Dieser Kreisring 45 umschlieBt 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 Nuten 25-29 in Fig.5 korreJpondieren.
Die Fig.9 zeigt nocl einmal das Gehäuse 2, wobei im Vergleich zur Fig.8 zusätzlich der AtJfbaukörper 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. Tn dieses Gehäuse ragen Kunststoffteile 53,54 bzw. 55,56,57,58, die durch entsprechende Durchbrechungen im Boden des Gehäuses geführt sind Diese Kunststoffteile gehören zu dem bereits erwähnten Kunststoffkörper 9. Während die Kunststoffteile 53,54 für die Aufnahme von Kontakten dienen. sind di kunststoffteile 55-58 für die Befestigung des kunststoffkörpers 9 am Boden des Gehäuses 2 vorgesehen.
In der Schnittdarstellung der Fig.11 sind de Einzelteile der Kapsel 1, von denen die meisten schon beschrieben wurden, roch einmal in vergrdßertem Maßstab dargestellt Zsatziich erkennt man die Anschlußdrähte 59 für die Verbindung Zwischen der Leiterplatte 34 und der Membran 21. Das oberr.# Ende derLötfahne 36 ist in einer tische des Aufbaukörpers 24 unterqebracht, si daß sich d elektrische Verbindung zwischen Leiterplatte 34 und Membran 21 leicht herstellen läßt.
Die Fia,.1 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 führt. Diese Lötfahne 60 bst im wesentlichen U-förmig ausgebildet und stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem metallischen Gehäuse 2 und der Leiterplatte 34 her. Die Lötfahne 60 ist fiir die Crfindung von großer Bedeutung, da sie den Verstärker 37 an Masse legt und mit zur Erfüllung der postalischen Vorschriften dient.
In der Fiq.13 ist ein Längsschnitt durch eine andere Seite der Kapsel 1 dargestellt, der zeigt, daß die Verbindung zwischen Leiterplatte 34 und Membran 21 auch auf eine andere Weise hergestellt werden kann als dies in der Fig.11 qezeigt ist. Die Kontakt- oder Lötfahne wird hierbei nicht in einer Mulde des Auf baukörpers 24 angeordnet, sondern in einem Leerraum zwischen dem Deckel 3 und der Membran 21. Auf dies 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 3ei,36' mit ihren Kontaktstellen 65,66 noch einmal in vergrößertem Maßstab und in der Draufsicht dargec.tellt.
Die erfindungsgemäße elektronische Beschaltung des Verstärkers 37 ist in der Fig.15 gezeigt Der erste Eingano 67.des Verstärkers 37 mit den Anschlüssen 68,69 ist mit dem eigentlichen elektroakusiisclien Wandler, d.h. mit der riezo-Membran, verbunden, während der 7weite Eingang 70 des Verstärkers 37 mit den Anschlüssen 71, 72 zu dem Fernsprechapparat führt. Parallel zu den Anschlüssen 71>72 ist ein Kondensator 73 geschaltet, der in der Praxis 22 Naofarad haben kann. Der Anschluß 71 ist außerdem mit dem Gehäuse 2 der Kapsel 1 elektrisch verbunden. Jeder der Anschlsse 71,72 ist außerdem er jeweils eine Zenerdiode 74,75 an Masse gelegt, wobei die Kathoden der Zenerdioden 74,75 den Anschlüssen 71 bzw.
72 zugekehrt sind. Ein Widerstand 38 ist an den Verstärker 37 so angeschaltet, daß er eine Stromgegenkopplung bewirkt. Dieser Widerstand wird zweckmäßigereise zu 100 Ohm gewählt und zur Arbeitspunkteinstellunq des Verstärkers 37 verwendet. Die Zener-Dioden 74,75 dienen als Oberspannungsschutz, während der Kondensator 73 zur Erfüllung der EV-Forderung vorgesehen ist. Obwohl die Anschaltung des Kondensators 73 und die elektrische Verbindung von dem Anschluß 71 zuw 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 einer piezoelektrischen Membran, an die elektrische Leitungen anaeschlossen-sind und die auf einem Aufbaukörper ruht, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anschluß elektrischer Leitungen mindestens eine Lötfahne (36) vorgesehen ist, deren eines Ende (66) außerhalb des Umfangs der Membran (21) liegt.
2. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lötfahnen vorgesehen sind.
3. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach den ansprechen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Aufbaukörpers (24) eine Leiterpiatte (34) vorgesehen ist und daß die Lötfahne bzw. die Lötfahnen, mit dieser Leiterplatte (34) verbunden sind.
4. Piezoelektrische Fernsprechkapsel, mit einer piezoelektrischen Membran, die auf einem Aufbaukörper ruht, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (21) kreisrund ist und in ihren Pandbereichen von zwei glatten Lagerringen (22,23) aus elastischem Material einfaßt ist.
5. Piezoelektrische Fernsprechkapsel mit einer piezoelektrischen Membran, an die elektrische Leitungen angeschlossen sind und die auf einem Aufbaukbrper ruht, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Membran (21) eine Aussparung für die Aufnahme mindestens einer, vorzugsweise zweier Lötfahnen (36) vorgesehen ist, die mit einer elektrischen Schaltung (37,38) in Verbindung steht/ stehen.
6. Piezoelektrische-Fernsprechkapsel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) Durchbrechunqen aufweist, durch welche die Lötfahnen (36) geführt sind.
7. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach einem oder nach mehreren der vorangegangenen AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötfahnen (36) an der Leiterplatte (34) verlötet sind.
8. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötfahnen (36) von der Lötstelle auf der Leiterplatte zunächst parallel zur Leiterplatte (34) und dicht über deren Oberfläche oder auf deren Oberfläche verlaufen, daß diese Lötfahnen (36)-sodann senkrecht zur Leiterplatte (34) durch eine Durchbrechung in dem Aufbaukörper (24) geführt sind und daß die Lötfahnen(36) anschließend wieder parallel zur Leiterplatte (34), aber in einem Abstand zu ihr, verlaufen.
9. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötfahnen (36) in ihrem parallel und im Abstand zur Leiterplatte (34) verlaufenden Bereich als Auflagefläche für einen Lagerring (23) dienen.
10. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 5, dadurch gegekennzeichnet, daß die Lötfahnen (36) von der Lötstelle auf der Leiterplatte (34) zunächst parallel zur Leiterplatte (34) verlaufen, sodann senkrecht zur Leiterplatte (34) durch eine Durchbrechung in dem Aufbaukörper (24) geführt sind und anschließend wieder parallel zur Leiterplatte (34), aber in nem Abstand zu dieser und innerhalb einer Nische des Aufbaukörpers (24) verlaufen-.
11. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Lötfahne (36), der parallel und in einem Abstand zur Leiterplatte (34) verläuft, gleichsinnig zu dem Teil der Lötfahne (36) angeordnet ist, der unmittelbar auf der Leiterplatte (34) und parallel zu dieser vorgesehen ist.
12. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Abstand zur Leiterplatte (34) verlaufende lötfahne (36) gegensinnig zum unmittelbar auf der Leiterplatte (34) aufliegen-den Teil der Lötfahne (36) verläuft.
13. Verfahren zum Verbinden einer piezoelektrischen Membran mit einer Lötfahne, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Membran (21) angeschlossenen Leitungen mit einer Lötfahne (36) verlötet werden und daß die verlötete Membran (21) sodann auf den Aufbaukörper (24) gelegt wird.
14. Verfahren zum Verbinden einer piezoelektrischem Membran mit einer Lötfahne, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (21) zunächst auf einen Aufbaukörper (24) gelegt-und sodann mit der Lötfahne (36) verlötet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (21) mit den Lagerringen (22,23) aufden Aufbaukörper (24) gelegt wird und die mit der Membran (21) verbundenen Drähte nach außen gezogen und von außen angelötet werden.