DE862768C - Elektroakustischer Wandler - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektroakustischer!! Wandler und befaßt sich mit der Kopplung beweglicher Glieder, z.B. Membran, Elektrode, desselben.

Der erfindungsgemäße Wandler weist zwei zusammenarbeitende, bewegliche Glieder auf, wovon das eine die Membran ist, welche so ausgebildet sind, daß die sich berührenden Teile dieser Glieder in Richtung der Bewegung starr sind, während senkrecht zur Richtung der Bewegung Nachgiebigkeit vorhanden ist, wobei ihr Berührungsdruck im Bereich möglicher gegenseitiger Stellungen variiert, daß die Auslenkung und folglich ihre Steifheit sich in diesem Bereich praktisch nicht ändert.

Einige Ausführungsformen; des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt, in denen Fig. ι den Querschnitt einer Seitenansicht eines Kohlekörnermikrophons mit beweglicher Elektrode und Membran zeigt.

Die Elektrode ι in Fig. ι hat einen zentralen, halbkugelförmigen Teil 2, der aber auch jede andere Hohlform aufweisen kann. Die Membran 3 ist im der Mitte offen und mit einem praktisch zylindrischen Mittenteil 4 versehen, dessen freier Rand ausgezackt ist, um Zähne 5 zu bilden.

Der Durchmesser des zylindrischen Teils 4 ist etwas kleiner als der Durchmesser der Kuppel 2, so daß der zylindrische Teil in die Kuppel hineinpaßt und die Zähne deren Innenfläche berühren.

Im Idealfall wären die einander unter Reibungs-Schluß berührenden Oberflächen der Membran 3 und der Elektrode 1 parallel zu der Richtung der Bewegung.

Die Verwendung zweier derartiger zylindrischer

Flächen erfordert jedoch enge Herstellungstoleranzen; daher sind die berührenden Oberflächen so ausgebildet, daß sie in' einem kleinen Winkel zueinander stehen, der nur wenige Grade beträgt. Dank der Nachgiebigkeit der Zähne 5 senkrecht zur Achse kann eine Ausbiegung derselben stattfinden und eine Lageveränderung des Teils 4 in der Kuppel 2 gestatten, wobei nur eine geringe Zunahme des Druckes zwischen den beiden genannten Teilen auftritt. Eine Zunahme des Drukkes erhöht natürlich die Steifigkeit des mechanischen Systems. Bei bekannten Anordnungen, welche keine Zähne aufweisen, wächst die Steifigkeit schnell mit der Auslenkung wegen der Spannungen, die zusätzlich zu den Biegespannungen auftreten. Eine Zunahme der Steifigkeit, die sich aus der Ausbiegung ergibt, ist unerwünscht, da sie schwer zu beeinflussen ist. In der vorliegenden Konstruktion ist das vermieden¹, da dank der Nachgiebigkeit der Zähne 5 senkrecht zur Achse der Teil 4 in der Kuppel 2 eine Reihe von Stellungen einnehmen kann, ohne einen merklichen Druck in der axialen Richtung auszuüben oder eine merkliche Auslenkung jedes der Teile aus seiner freien Ruhelage zu verursachen. Das vergrößert den bei der Herstellung der sich berührenden Glieder einzuhaltenden Toleranzbereich.

Die Berührung zwischen den Flächen ist derart, daß eine relative Bewegung stattfindet, wenn die durch die Auslenkung in der Antriebsrichtung hervorgerufenen Kräfte die statische Reibung überschreiten. Diese Reibung ist durch' die Beschaffenheit der Oberflächen, den Winkel dieser Flächen mit der Antriebsrichtung und ferner durch den Winkel zwischen den Flächen und der Kraftkomponente zwischen den Flächen senkrecht¹ zur Antriebsrichtung bestimmt. Eine derartige relative Bewegung tritt auf, wenn die Auslenkung jedes der Teile aus seiner entsprechenden Ruhelage einen Wert erreicht, der für die beschriebene Ausführungsform zwischen V40 bis Vs mm liegt. Die gewümschten Auslenkungen! der beiden Teile, die sich als eine Einheit bewegen, haben eine Amplitude, deren Größe ein Bruchteil von V40 mm ist. Bei derartigen Amplituden tritt somit keine relative Bewegung der beiden' Teile auf.

Die. - beschriebene Ausführungsform läßt eine Änderung der relativen Lage der beiden Teile zu, welche durch eine Änderung der Druckdifferenz zwischen den Luftkammern auf entgegengesetzten Seiten der Membran bzw. der Elektrode bedingt ist, wenn z. B. die Elektrodenkammer praktisch geschlossen ist.

Wenn die Möglichkeit einer Änderung der relativen Lage der beiden· gekoppelten Teile nach dem Zusammenbau des Wandlers nicht gefordert wird, kann ein Bindemittel flüssiger oder halbflüssiger Art, das praktisch hart wird während des Zusammenbaus, zwischen die sich berührenden Flächen gebracht werden, so daß, wenlni die Teile ihre optimale relative Lage zueinander eingenommen haben, das Bindemittel die sich berührenden Flächen dauernd vereint.

Dadurch werden die Zähne 5 an das Innere der Kuppel 2 von der Spitze bis. zur Wurzel festgeklebt und so eine akustische Streuung zwischen Vorder- und Rückseite der Membran ausgeschaltet und der Durchgang von Atemfeuchtigkeit verhindert.

Man kann zähflüssige Massen verwenden, die eine geringe Nachregelung der relativen Lage gestatten. Die Verwendung einer zähflüssigen Masse an Stelle von Kitt erzeugt einen geringeren Druck zwischen den sich berührenden Flächen senkrecht zur Antriebsrichtung und gestattet dadurch, daß der Wandler mit einer geringeren Grenzablenkung arbeitet, als oben mit V40 bis Vs mm angegeben wurde.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht die Elektrode aus zwei Teilen, einer biegsamen Unterlage ι mit einem kegelstumpfförmigen¹ Mittenteil 2,, in den der gezähnte Zylinder 4-, 5 der Membran 3 hineinpaßt. Der wirksame Teil der Elektrode wird von einer Kuppel 6 gebildet, die aus karbonisiertem Nickel besteht und auf dem Teil 1 befestigt ist.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der kegelstumpf förmige Teil 2 der Elektrode 1 von der Kuppel 6 abgekehrt. Der Teil 2 der Elektrode und der Teil 4 der Membran 3· haben relativ' zur Achse entgegengesetzte Neigung. Die Zähne befinden sich am Teil 2 der Elektrode statt an der Membran. Wie in Fig. 2 weist die Elektrode einen¹ kuppeiförmigen Teil 6 auf, welcher aus karbonisiertem Nickel besteht.

In der Ausführungsform nach der Fig. 4 ähnelt die Membran 3 den in Fig. 1 und 2 gezeigten Membranen; die Elektrode ist zusammengesetzt und besteht aus einer Scheibe 1, die mit einer Mittenöffnung versehen- ist, um einen fingerhutförmigen Teil 6 aufzunehmen, welcher eine kuppeiförmige wirksame Fläche besitzt. Der Teil 6 weist vor der Scheibe 1 eine Verlängerung 2 auf, um eine größere Innenfläche konstanter Neigung zu bilden zur Berührung mit den Zähnen 5.

In der Ausführungsform nach der Fig. 5 besteht der Unterschied gegenüber der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform darin, daß die Zähne an der Membran statt an der Elektrode angebracht sind, wobei die Zähne auf der Außenfläche des Teils 2 der Elektrode aufliegen.

In der Ausführungsform nach Fig. 6 weist der Außenteil 7 der Membran einen Ring 7 auf mit einem kegelstumpf artigen Ansatz, an dessen· Innenfläche ein praktisch zylindrischer Zahnkranz 5 eines konischen Teils 3 anliegt. Dieser ist in der Mitte offen' und läuft zu einer Randfläche 4 aus, die mit der Achse einen kleinen Winkel einschließt und auf der Basis der Kuppel 2 der Elektrode 1 ruht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 besitzt die Membran 3 einen kegelstumpfförmigen Mitten- iao teil 4, der keine Zätme aufweist. Die zusammengesetzte Elekrode besteht aus einer Scheibe 1 und einem kuppeiförmigen Teil 6', aus dessen Rand 8 eine Reihe von Zähnen ausgeschnitten sind. Wedhselweise aufeinanderfolgende Zähne 9 werden in' Verbindung mit dem Flansch 8 dazu benutzt,

den kuppeiförmigen' Teil 6 auf der Scheibe ι zu befestigen. Die nicht umgebogenen Zähne 5 berühren die Außenfläche des kegelstumpfförmigen Membranteils 4.

In den beschriebenen¹ Ausführungsformen hat nur einer der sich berührenden· Teile Nachgiebigkeit senkrecht zur Richtung der Bewegung gehabt. Es können beide sich berührenden! Teile zu derartiger Nachgiebigkeit beitragen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektroakustischer Wandler, gekennzeichnet durch zwei zusammenarbeitende, bewegliche Glieder, von denen das eine die Membran ist, deren sich berührende Teile in Richtung der Bewegung,; starr senkrecht zur Bewegungsrichtung dagegen nachgiebig sind, wobei der Berührun'gsdruck der beiden Teile sich nur wenig und damit ihre Auslenkung¹ und Steifheit in jeder Lage, die sie zueinander einnehmen, sich praktisch nicht ändert.

2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Glieder mit zusammenarbeitenden Flächen versehen sind, welche spitze Winkel mit der Richtung der Bewegung und miteinander bilden.

3. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Glieder mit Zähnen versehen ist, die das andere Glied berühren, wobei die Zähne senkrecht zur Bewegungsrichtung nachgiebig sind.

4. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Teile der beiden Glieder spitze Winkel mit der Membranachse und miteinander bilden.

5. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich Kitt zwischen den sich berührenden Teilen der beiden Glieder befindet.

6. Elekroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich zähflüssiges Material zwischen den sich berührenden Teilen der beiden Glieder befindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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