DE3425176C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine piezoelektrische Fernsprechkapsel nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Piezoelektrische Fernsprechkapseln können äußerlich ganz verschieden gestaltet sein, je nachdem, in welche Fernsprechapparate sie eingebaut werden. So ist es beispielsweise bekannt, Fernsprechkapseln zylindrisch auszubilden, wobei der Durchmesser über 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 über die ganze Höhe konstant bleibt (DE-AS 19 61 217, DE-OS 30 07 834, DE-OS 33 47 541). Bei dem letztgenannten Kapsel-Typ wird diejenige Stelle, an der sich der Umfang der Kapsel verengt, in der Regel als Auflager für einen Auf­ baukörper verwendet, der die Piezo-Membran trägt. Nachteilig ist indessen bei den bekannten Aufbaukörpern, daß sie entweder keine Dämpfungsschlitze auf­ weisen und/oder keinen platzsparenden Einbau einer Leiterplatte ermöglichen. Außerdem ist es bei den bekannten Fernsprechkapseln nicht möglich, Leiter­ platten wirksam an Masse zu legen.

Weiterhin ist eine piezoelektrische Fernsprechkapsel bekannt, die ein Gehäuse mit einem Aufbaukörper aufweist, der eine piezoelektrische Membran auf­ nimmt (DE-AS 22 09 607). Diese Fernsprechkapsel ist auch mit einer Leiter­ platte versehen, von der aus ein elektrischer Kontakt an die Innenwand des Gehäuses geführt ist, der vom Aufbaukörper an die Innenwand des Gehäuses gedrückt wird. Nachteilig ist hierbei, daß eine abgeknickte Leiterbahn einer gestanzten Schaltungsplatine bis zum äußeren Rand der Kapsel geführt und zwischen dem metallischen Gehäuseteil und dem Aufbaukörper zur Erzielung einer Druckkontaktverbindung eingeklemmt gehalten wird. Die Qualität der elektrischen Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse ist somit vom vertikalen Druck des Aufbaukörpers abhängig, der wiederum von der Ver­ bindungskraft zwischen dem Deckel und dem Gehäuse abhängt. Diese Ver­ bindungskraft ist im allgemeinen nicht sehr groß, so daß die Gefahr besteht, daß die Masseverbindung nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Fernsprechkapsel zu schaffen, die eine sichere und feste elektrische Klemmverbindung zwischen einer Leiterplatte und einem elektrisch leitenden Gehäuse gewährleistet.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsarten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, für deren Merkmale nur im Zusammenhang mit dem Patentanspruch 1 Schutz beansprucht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fernsprech-Kapsel;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in der Fig. 1 dargestellten Fern­ sprech-Kapsel;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in der Fig. 2 dargestellte Kap­ sel;

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 Dämpfungs­ filz;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kapsel gemäß Fig. 6 bei abgenommener Lochscheibe;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kapsel bei abge­ nommener Membran und abgenommenen Membran-Lagerringen;

Fig. 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 herausge­ nommener Leiterplatte;

Fig. 11 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen 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 für den erfindungsgemäßen piezoelektrischen Wandler.

In der Fig. 1 ist eine Fernsprechkapsel 1 dargestellt, die zwar als Sprechkapsel dient, aber in an sich bekannter Weise (vergl. DE-OS 32 32 177) auch als Hörkapsel ausgebildet 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 Randbereich 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 Abschrägung 10 des Gehäuses 2 vorgesehen ist.

Die Fig. 3 zeigt die Kapsel 1 von oben, wobei die Einzelheiten der Oberseite des Deckels 3 erkennbar sind.

In der Fig. 4 ist die Kapsel 1 in einer Ansicht von unten darge­ stellt. Man erkennt hierbei den Kunststoffkörper 9, der einen äußeren erhöhten Kreisring 11 und einen inneren vertieften Kreis­ ring 12 aufweist, wobei der innere Kreisring 12 einen erhabenen Kreis 13 einschließt. In dem Kreisring 12 befinden sich zwei quadratische Ausnehmungen 14, 15 für elektrische Anschlüsse 16, 17.

In der Fig. 5 ist die erfindungsgemäße Kapsel 1 in einer Explosi­ onsdarstellung gezeigt. Zwischen dem Gehäuse 2, das einen waag­ rechten oberen Rand 18 besitzt und dem Deckel 3 sind die Einzel­ teile dargestellt, die sich in der Kapsel 1 befinden. Unmittel­ bar unterhalb des Deckels 3 ist eine Dämpfungsscheibe 19 angeord­ net, die sich über einer Lochscheibe 20 befindet. Diese Loch­ scheibe 20 ist wiederum über einer Piezo-Membran 21 angeordnet, die von zwei elastischen Lagerringen 22, 23 umfaßt wird. Unter­ halb der Membran 21 ist ein Aufbaukörper 24 vorgesehen, 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 Umfang auf. Unterhalb des Aufbaukörpers 24 ist eine Leiter­ platte 34 dargestellt, die zwei untere Kontakte 35 und zwei obere Kontakte 36 besitzt, von denen man jeweils nur einen Kon­ takt erkennt. Hinter dem Kontakt 38 ist ein Verstärker 37 zu sehen, neben dem sich ein Widerstand 38 befindet. Auf der Ober­ seite 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 Kreis­ ring 40 und einen inneren Kreisring 41 aufweist. Der äußere Kreisring 40 ist gegenüber dem inneren Kreis 41 erhöht, während der innere Kreis 41 zwei Löcher 42, 43 aufweist.

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, 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 umschließt einen Kreis 46, der mit einer Ver­ tiefung 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 vorge­ sehen, die zu den Löchern 25-29 in Fig. 5 korrespondieren.

Die Fig. 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 ge­ führt sind. Diese Kunststoffteile gehören zu dem bereits er­ wähnten Kunststoffkörper 9. Während die Kunststoffteile 53, 54 für die Aufnahme von Kontakten dienen, sind die Kunststoff­ teile 55-58 für die Befestigung des Kunststoffkörpers 9 am Boden des Gehäuses 2 vorgesehen.

In der Schnittdarstellung der Fig. 11 sind die Einzelteile der Kapsel 1, von denen die meisten schon beschrieben wurden, noch einmal in vergrößertem Maßstab dargestellt. Zusätzlich erkennt man die Anschlußdrähte 59 für die Verbindung zwischen der Leiterplatte 34 und der Membran 21. Das obere Ende der Lötfahne 36 ist in einer Nische des Aufbaukörpers 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 Ge­ häuses 2 führt. 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 Löt­ fahne 60 ist für die Erfindung von großer Bedeutung, da sie den Verstärker 37 an Masse legt und somit zur Erfüllung der postalischen Vorschriften dient.

In der Fig. 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 herge­ stellt werden kann als dies in der Fig. 11 gezeigt ist. Die Kon­ takt- 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 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 verbun­ den werden.

In der Fig. 14 sind die Lötfahnen 36, 36′ mit ihren Kontaktstellen 65, 66 noch einmal in vergrößertem Maßstab und in der Draufsicht dargestellt.

Die elektronische Beschaltung des Verstärkers 37 ist in der Fig. 15 gezeigt. Der erste Eingang 67 des Verstärkers 37 mit den Anschlüssen 68, 69 ist mit dem eigentlichen elektro­ akustischen 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 zu den Anschlüssen 71, 72 ist ein Kondensator 73 geschaltet, der in der Praxis 22 Nanofarad haben kann. Der Anschluß 71 ist außerdem mit dem Gehäuse 2 der Kapsel 1 elektrisch verbunden. Jeder der Anschlüsse 71, 72 ist außerdem über 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 zweckmäßigerweise zu 100 Ohm gewählt und zur Ar­ beitspunkteinstellung des Verstärkers 37 verwendet. Die Zener- Dioden 74, 75 dienen als Überspannungsschutz, während der Konden­ sator 73 zur Erfüllung der EMV-Forderung vorgesehen ist.

Claims (11)

1. Piezoelektrische Fernsprechkapsel mit einem wenigstens in Teilbereichen elektrisch leitfähigen Gehäuse und mit einem Aufbaukörper, der eine piezo­ elektrische Membran aufnimmt und an seinem Randbereich auf dem dort im wesentlichen parallel zur Membran verlaufenden Gehäuse aufliegt, sowie mit einer nichtleitenden Leiterplatte, an die elektronische Bauelemente ange­ schlossen sind, wobei eine elektrische Leiterbahn, die mit einem elektronischen Bauelement in Verbindung steht, als Kontakt durch den Aufbaukörper gegen die Innenwand des in diesem Bereich leitfähigen Gehäuses gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) in seinem leitfähigen Teil einen unteren zylindrischen Teil aufweist, der einen im wesentlichen hierzu konzen­ trisch verlaufenden unteren kreisförmigen Teil des Aufbaukörpers (24) umfaßt, daß der Aufbaukörper (24) am gesamten Umfang auf dem Gehäuse (2) auf­ liegt und daß der Außendurchmesser des unteren kreisförmigen Teils dem inneren Durchmesser des unteren zylindrischen Teils entspricht, derart, daß der Kontakt (60) durch den kreisringförmigen Teil des Aufbaukörpers (24) gegen die Innenwand des zylindrischen Teils des Gehäuses (2) gedrückt wird.

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 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) einen unteren zylindrischen Teil und einen oberen sich erweiternden Teil aufweist, wobei der Aufbaukörper (24) auf dem sich erwei­ ternden Teil des Gehäuses (2) ruht und einen unteren, im wesentlichen kreis­ ringförmigen Teil aufweist, dessen Innendurchmesser gleich oder größer als der Außendurchmesser der Leiterplatte (34) ist.

4. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) mit Dämpfungsdurchbrechungen versehen ist.

5. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsdurchbrechungen (25 bis 29) in regelmäßigen Abständen in dem äußeren Umfang des kreisringförmigen Teils verteilt sind und zu dem Bereich des Aufbaukörpers (24) führen, wo die Piezo-Membran (21) gelagert ist.

6. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) einen oberen kreisringförmigen Teil (31) aufweist, dessen maximaler Außendurchmesser gleich dem maximalen Außendurchmesser des sich erweiternden Teils (10, 18) des Gehäuses (2) ist.

7. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des oberen kreisringförmigen Teils (31) gleich oder größer als der Außendurchmesser der piezoelektrischen Membran (21) ist.

8. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich zwischen dem unteren zylindrischen und dem oberen sich erweiternden Teil des Gehäuses (2) konisch ausgebildet ist und der Auf­ baukörper (24) einen an diesen konischen Bereich angepaßten konischen Bereich aufweist.

9. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbaukörper (24) für die Aufnahme der Membran (21) eine kreis­ ringförmige äußere Wand (44) besitzt, die an einen tiefer liegenden Kreisring (45) anschließt, der seinerseits eine Kreisfläche (46) umfaßt, wobei in der Kreisfläche (46) Durchbrechungen (25 bis 30, 48) in unmittelbarer Nähe des Kreisrings (45) vorgesehen sind.

10. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen Längslöcher mit einem Querschnitt sind, dessen Länge etwa seiner doppelten Breite entspricht.

11. Piezoelektrische Fernsprechkapsel nach Anspruch 1, 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.