Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler und den Aufbau und die Montage
eines auf dem elektrodynamischen Prinzips beruhenden elektroakustischen Wandlers.
Derartige Wandler werden heute bei einer ganzen Reihe von Anwendungsgebieten, beispielsweise
in Mobiltelefonen, in Diktiergeräten, in Sprechfunkgeräten, in Flieger- und
Motorradhelmen u.ähnl. in zunehmendem Maß miniaturisiert verwendet und weisen nur
mehr Durchmesser von wenigen Millimetern auf.
Die dabei verwendeten Membranen haben diese Entwicklung mitgemacht und bestehen
heute bei derartigen Anwendungsgebieten überwiegend aus Kunststoffolien mit wenigen
Mikrometern Dicke, die aus dem flachen Rohmaterial in erwärmtem Zustand über Stempeln
oder Matrizen, teilweise auch in geschlossenen Formen, umgeformt werden.
Die fertige Membran weist im allgemeinen einen zentralen, kalottenförmigen Abschnitt
und einen toroidförmigen Ringabschnitt radial außerhalb des zentralen kalottenförmigen
Abschnittes auf. Im Übergangsbereich befindet sich ein aus zwei im wesentlichen zylindrischen,
konzentrisch zueinander angeordneten und an ihrem unteren Ende ineinander
übergehenden Bereichen bestehender Abschnitt, wobei der untere Verbindungsbereich
kreisringförmig ist und eine Stirnfläche bezüglich der Membranenachse darstellt, auf die
die Stirnfläche einer Spule geklebt oder sonst verbunden wird.
Die Spule taucht in den ringförmigen Schlitz eines Magnetsystems, sodaß bei Bewegungen
zwischen Spule und Magnetsystem Ströme im Spulendraht induziert werden (Mikrophonbetrieb)
und umgekehrt, bei einem Fließen von Wechselströmen in der Spule, die Spule zu
Schwingungen angeregt wird, worauf die Membrane mitschwingt und der Wandler als
Lautsprecher arbeitet.
Die Spulendrähte werden üblicherweise an zwei einander diametral gegenüberliegenden
Stellen aus der Spule geführt und entweder einzeln, in den meisten Fällen aber gemeinsam,
um 90° von der Ausführungsstelle aus der Spule verdreht, aus dem Membranenbereich im
wesentlichen in radialer Richtung heraus und zu einer passenden Kontaktstelle geführt.
Diese Anordnung wird gewählt, um durch die etwa 90° überdeckende Schleifenanordnung
der herausgeführten Versorgungsdrähte der Spule dafür zu sorgen, daß die Steifigkeit des
Spulendrahtes die Schwingungsmoden der Membran nicht verändert und beeinträchtigt.
Aus dem Gesagten geht hervor, daß die Handhabung derartiger fragiler und zarter Bauteile
eine diffizile und delikate Angelegenheit ist, die üblicherweise eine Engstelle in der Produktion
darstellt, da das Zusammenfügen von Spule und Membrane und das anschließende
Einbauen in das Magnetsystem und das Gehäuse samt Kontaktieren der Versorgungsdrähte
der Spule eine aufwendige Tätigkeit darstellt.
Die Erfindung zielt darauf ab, diese Montage zu vereinfachen und dafür auch Automaten
mit hoher Taktrate einsetzbar zu machen.
Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß die Versorgungsdrähte der Spule bereits im
Zuge der Herstellung der Spule mit zumindest einem Halteteil verbunden werden und daß
die Membrane im Zuge ihrer Herstellung mit einem Ringteil verbunden wird, der Ausnehmungen
oder Durchbrechungen für den bzw. die Halteteile der Spulenversorgungsdrähte
aufweist.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zwei Halteteile, einer pro Versorgungsdraht,
verwendet werden, die gegebenenfalls aus elektrisch leitfähigem Material, bevorzugt aus
Metall bzw. einer metallischen Legierung, wie Stahl, Kupfer, Messing oder Aluminium
bestehen und die sodann im Haltering so angeordnet sind, daß sie, wenn sie aus elektrisch
leitendem Material bestehen, Abstand zueinander aufweisen und gegenüber dem Magnetsystem
isoliert sind.
Durch diese Maßnahme wird die Membran im Zuge oder unmittelbar nach ihrer Formung
mit einem Teil, nämlich dem Haltering verbunden, der in der Folge das Manipulieren mit
der Membran und insbesondere das Verbinden mit der Spule erleichtert. Die Spule wiederum
weist im Bereich ihrer freien Versorgungsdrähte entweder für jeden Versorgungsdraht
für sich oder für beide Versorgungsdrähte gemeinsam, einen Halteteil auf.
Der Halteteil ermöglicht die lagegenaue Positionierung der Versorgungsdrähte für den
weiteren Zusammenbau des elektroakustischen Wandlers bezüglich des Ringteiles der
Membrane. Es wird dazu simultan mit dem Verkleben der Spule mit der eingangs genannten
Stirnfläche der Membrane der Halteteil in die dafür vorgesehene Ausnehmung bzw.
Öffnung des Ringteiles gebracht und dort durch Reibungsschluß, durch Verkleben, oder
auf andere Weise gesichert, sodaß eine mechanisch stabile und problemlos zu handhabende
Einheit entsteht.
Es können die Halteteile auch die Kontaktierung der Versorgungsdrähte bewerkstelligen,
so daß auf der der Membrane abgewandten Seite der Halteteile eine passende Kontaktstelle
für die Versorgungsdrähte vorliegt oder es können die Versorgungsdrähte in den Halteteilen
nur gehalten oder durch sie durch geführt sein und es kann in der Folge außerhalb des
Kernbereiches des elektroakustischen Wandlers eine Kontaktierung der Drähte erfolgen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Ringteil auch alle Absätze, Stufen, Schultern,
Nasen, etc. auf, die notwendig sind, um die Abdeckung des Wandlers, gegebenenfalls
seine Bodenplatte u.dgl. aufzunehmen bzw. daran zu befestigen, sodaß der gesamte elektroakustische
Wandler um diesen Ringteil herum montiert wird und gegebenenfalls auch
beim Montieren des fertigen Wandlers der Ringteil noch dessen Position festlegt. Dadurch
wird das genaue Justieren der einzelnen Teile zueinander und des gesamten Wandlers im
Gerät, in das er eingebaut wird, wesentlich erleichtert und gleichzeitig verbessert.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigt
die Fig. 1 einen erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandler, der entlang der Wandlerachse
nach Art einer Explosionsskizze auseinandergezogen ist, die Fig. 2 eine Draufsicht auf den Wandler der Fig. 1, die Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2, die Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 2, die Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Halteteil in vier Ansichten, die Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Ringteil in drei Ansichten, die Fig. 7 eine Unteransicht des elektroakustischen Wandlers der Fig. 1, die Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Variante, die Fig. 9 den Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig. 8 und die Fig. 10 den Schnitt entlang der Linie X-X der Fig. 8.
In Fig. list ein erfindungsgemäßer elektroakustischer Wandler 1 entlang seiner Achse 2
(Fig. 3) nach Art einer Explosionsskizze auseinandergezogen dargestellt. Von oben nach
unten erkennt man die folgenden Teile: Eine Abdeckung 3, eine Membrane 4, eine Spule
5, ein Ringteil 6, einen Halteteil 7, ein Magnetsystem 8, eine zweiteilige Grundplatte 9,
zwei Kontaktplatten 10 und zwei Kontaktfedern 11.
Wie aus dem Zusammenhalt der Fig. 1 und 3 zu erkennen ist, ist der Halteteil 7 in eine
Ausnehmung 12 des Ringteiles 6 eingesetzt und wird dort durch Reibung, durch Verkleben
oder durch Festklemmen durch das Magnetsystem 8 gehalten.
Die Versorgungsdrähte der Spule 5 sind so dünn, daß sie in Fig. 1 bzw. Fig. 3 nicht dargestellt
sind, sie münden in der oberen, der Spule 5 zugewandten, Seite des Halteteiles 7 in
diesen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Halteteil 7 auf der der Zuführungsseite der
Versorgungsdrähte entgegengesetzten Seite zwei Kontakte 13 auf (Fig. 5), die ausreichend
dimensioniert sind, um ein problemfreies Kontaktieren zu ermöglichen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Kontakte 13 des Halteteiles 7 so umgebogen
(Fig. 7), daß sie jeweils eine, den Bodenbereich des erfindungsgemäßen Wandlers 1 teilweise
überdeckende, Kontaktplatte 10, 10' berühren und somit kontaktieren. Die beiden
Kontaktplatten 10, 10' sind im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen die isolierende
Trennung vornehmenden Abstand 14 voneinander getrennt.
Es ist selbstverständlich möglich, die Kontakte 13 so auszugestalten, daß sie direkt zur
Kontaktierung des Wandlers verwendet werden können, beispielsweise indem sie so umgebogen
werden, daß sie federnd an entsprechenden Kontaktflächen des Apparates, in den
der Wandler eingebaut wird, anliegen. Eine andere Möglichkeit besteht beispielsweise
darin, die Kontakte in passende, federnde Aufnahmen eines solchen Apparates einführbar
auszugestalten.
Wie aus Fig. 7 und Fig. 1 hervorgeht, erfolgt die Kontaktierung der beiden Kontaktplatten
10, 10' durch Federn 11, die bereits im nicht dargestellten Gerät, in das der erfindungsgemäße
elektroakustische Wandler eingebaut wird, befestigt und kontaktiert sind. Es kann
somit der gesamte Wandler in eine dafür vorgesehene Ausnehmung eingesetzt und dabei
schon kontaktiert werden. Um hier zu einer richtigen Kontaktierung zu kommen, können
entsprechende Positioniernasen oder Nuten am Ringteil 6 vorgesehen sein.
Am Ringteil 6 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel auch die Abdeckung 3 durch
elastischen Reibungsschluß aufgesetzt, sie kann selbstverständlich auch mit dem Ringteil
verklebt werden.
Die oben erwähnte Variante mit zwei, gegebenenfalls elektrisch leitenden, Halteteilen 7'
wird im folgenden anhand der Figuren 8 bis 10 erläutert. Man erkennt aus den Figuren die
Form der beiden verwendeten Halteteile 7', die in entsprechende Rücksprünge bzw. Ausnehmungen
des Halteringes 6 eingesetzt sind. Dies ist insbesondere auch aus Fig. 10 deutlich
zu entnehmen. Aus Fig. 10 kann auch der Abstand zum Magnetsystem 8 entnommen
werden, der selbstverständlich durch eine Isolierung ersetzt oder ergänzt werden kann, und
die nach unten gerichtete Kontaktfläche des Halteteiles 7'. Diese ist auch in einer Ausgestaltung,
in der der Halteteil 7' mit Flügeln 16 über den äußeren Umriß des Halteringes 6
ragt, aus der Fig. 9 ersichtlich. Selbstverständlich ist es nicht notwendig, daß die Halteteile
7' die insbesondere aus Fig. 8 ersichtliche Größe haben, sie können beispielsweise Zungen
oder Ähnliches aufweisen, um entweder die Kontaktierung oder die Montage bzw. ihren
Sitz im Ringteil 6 zu erleichtern, respektive zu verbessern. Auch bei dieser Variante sind
die Versorgungsdrähte und ist damit deren Kontaktierung mit den Halteteilen 7' aus Gründen
der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Wie aus der Beschreibung der Erfindung hervorgeht, ist es mit ihr möglich, die zusammenzubauenden
Teile trotz ihrer Kleinheit und ihres filigranen Charakters ohne große Probleme
zu handhaben. Es ermöglicht das Ensemble von Ringteil 6 und Halteteil 7 in der
gezeigten Ausgestaltung der Erfindung nicht nur die einfache und genaue Montage der
Spule 5 samt Versorgungsdrähten an der Membrane 4, sondern auch den weiteren Zusammenbau
des elektroakustischen Wandlers in hohem Ausmaß zu automatisieren und mit hoher
Taktrate durchzuführen.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So muß der Ringteil 6
nicht auch die anderen hier dargestellten und erläuterten Aufgaben übernehmen und es
muß der Halteteil 7 bzw. die Halteteile 7' nicht die dargestellte Form aufweisen.
Es ist möglich, für jeden der beiden Versorgungsdrähte einen eigenen Halteteil 7' vorzusehen,
der nicht unbedingt elektrisch leitend ausgebildet ist, sondern einen Leiter enthält und
ansonsten aus elektrisch isolierendem Material besteht. Bei entsprechend konischer Ausgestaltung
des (jeweiligen) Halteteiles kann dabei auch durch Reibungsschluß eine ausreichend
feste Fixierung erreicht werden, wobei unter Umständen die Verbindung durch Kleben
noch verstärkt wird. Es können selbstverständlich die beiden Halteteile (wenn für eine
elektrische Isolierung zwischen den Versorgungsdrähten gesorgt ist) miteinander in Kontakt
stehen oder miteinander verbunden sein.
Der Halteteil kann die unterschiedlichsten Formen und mechanischen Eigenschaften aufweisen:
So ist es möglich, daß er aus einer Art Klebstreifen besteht, auf den die Versorgungsdrähte
aufgeklebt sind. Der Klebstreifen kann dabei durchaus ringförmig geschlossen
sein und entlang des gesamten inneren Umfanges des Halteringes 6 umlaufen. Die Ausnehmung
12 des Halteringes 6 ist in diesem Fall einfach eine der Dicke des Klebstreifens
entsprechende Vergrößerung des Innenradius über den entsprechenden Umfangsabschnitt.
Wenn beide Versorgungsdrähte auf einem gemeinsamen Halteteil angebracht sind, muß
darauf geachtet werden, daß sie elektrisch voneinander isoliert bleiben. Dazu ist entweder
der Halteteil aus elektrisch isolierendem Material zu fertigen oder zumindest einer der
Drähte ist auf isolierende Weise mit dem Halteteil zu verbinden. Es ist von der Erfindung
her gesehen gleichgültig, ob man dann den Halteteil insgesamt als isolierend ansieht oder
die isolierende Verbindung als zweiten Halteteil.
Es sind selbstverständlich auch andere Varianten denkbar, wesentlich ist nur, daß die Versorgungsdrähte
der Spule bereits bei der Montage der Spule an der Membran mit einem
Halteteil verbunden sind und daß zu diesem Zeitpunkt die Membran bereits mit einem
Ringteil versehen ist.