DE19954880C1

DE19954880C1 - Elektromagnetischer Wandler zur Schallerzeugung in Hörhilfen, insbesondere miniaturisierten elektronischen Hörgeräten

Info

Publication number: DE19954880C1
Application number: DE19954880A
Authority: DE
Inventors: Torsten Niederdraenk
Original assignee: Siemens Audiologische Technik GmbH
Current assignee: Sivantos GmbH
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: CN1296373A; JP4744685B2; EP1102517B1; ATE472232T1; DE50015947D1; CN1163106C; EP1102517A3; DK1102517T3; EP1102517A2; US6563933B1; JP2001186597A

Abstract

Ein elektromagnetischer Wandler (1) zur Schallerzeugung in elektronischen Hörgeräten weist ein Gehäuse (2) und einen im Gehäuse angeordneten elektromagnetischen Antrieb mit einer Spule (4), einem Antriebsmagneten (5) und einer Ankeranordnung (6) auf. Ferner ist im Gehäuse eine Membrananordnung vorgesehen, die mechanisch an die Ankeranordnung (6) angekoppelt ist. Zur Reduzierung von Vibrationen durch die antreibenden und angetriebenen Teile des Wandlers sowie zur Verbesserung des Wirkungsgrades umfaßt die Membranenanordnung zwei gesonderte Membranen (7, 7'), die auf sich gegenüberliegenden Seiten des Antriebs (3) angeordnet, identisch ausgebildet und derart gegenläufig antreibbar sind, daß der durch die Bewegung der angetriebenen oder antreibenden Teile auftretende mechanische Gesamtimpuls minimiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Wandler zur Schallerzeugung in Hörhilfen. Ein z. B. aus I. Veit, Techni sche Akustik, Vogel Verlag, Würzburg, 1978, bekannter elek tromagnetischer Wandler der vorbezeichneten Art weist ein Ge häuse auf, in welchem ein elektromagnetischer Antrieb vorge sehen ist, der eine Spule, einen Antriebsmagneten und eine Ankeranordnung umfaßt. Außerdem ist im Gehäuse eine Membra nenanordnung befestigt, die mechanisch an die Ankeranordnung angekoppelt ist, um Bewegungen der Ankeranordnung in Schall signale zu wandeln.

Der bekannte elektromagnetische Wandler weist lediglich einen Anker und eine Membrane auf, so daß der Wirkungsgrad des Wandlers begrenzt ist und zudem beim Betrieb des Wandlers die bewegten Teile zu. Vibrationen der gesamten Wandleranordnung führen. Damit sind Rückkopplungserscheinungen am Hörgerät nicht auszuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromagne tischen Wandler derart auszubilden, daß zum einen der Wir kungsgrad der Wandleranordnung verbessert wird und zum ande ren durch Vibrationen hervorgerufene Rückkopplungserscheinun gen des Gerätes vermieden oder zumindest verringert werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Membranenanordnung zwei gesonderte Membranen umfaßt, die auf sich gegenüberlie genden Seiten des Antriebes angeordnet sind, ferner identisch ausgebildet sind und derartig gegenläufig angetrieben werden, daß der durch die Bewegung der angetriebenen oder antreiben den Teile auftretende mechanische Gesamtimpuls minimiert ist.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, in der Wand leranordnung zwei Prinzipien konsequent durchzuführen, näm lich einerseits eine hohe Symmetrie der bewegten, d. h. der antreibenden und der angetriebenen Teile und zum anderen eine strikte Gegenläufigkeit der bewegenden und bewegten Teile vorzusehen, daß der durch die Bewegung dieser Teile auftre tende mechanische Gesamtimpuls minimiert ist, wodurch Vibra tionen vermieden und damit Rückkopplungserscheinungen von vorneherein weitgehend unterbunden werden können.

Gemäß Anspruch 2 sollen die beiden Membranen symmetrisch be zogen auf den Antrieb angeordnet sein. Dies bedeutet eine konsequente Weiterführung des Symmetriegedankens.

Gemäß Anspruch 3 ist zwischen den beiden Membranen ein mit einem Ausgangsrohrstutzen des Gehäuses in Verbindung stehen der Luftraum eingeschlossen. Durch die Gegenläufigkeit der Bewegung der beiden Membranen wird eine erhebliche Verbesse rung des Wirkungsgrades erreicht, so daß grundsätzlich mit kleineren, d. h. weniger heftigen Bewegungen der antreibenden und angetriebenen Teile eine ausreichende Leistung des Wand lers erzielbar ist, was wiederum der Reduzierung der Rück kopplungen verursachenden Schwingungen zugute kommt.

Gemäß Anspruch 4 umfaßt die Ankeranordnung zwei getrennt be wegbare Anker. Jeder Anker ist mit einer der Membranen ver bunden. Dies führt zu einer weiteren Symmetrisierung des Ge samtaufbaus und der einzelnen Bauteile. Die beiden Anker kön nen identisch ausgebildet sein und in Verbindung mit den bei den Membranen vormontiert werden.

Die Ansprüche 5 und 6 beziehen sich auf eine erste Ausfüh rungsform der Erfindung, bei welcher zwei getrennte Anker zwischen den jeweiligen Polen eines Antriebsmagneten und dem Mittelbereich der Membranen angeordnet sind und zu mindest abschnittsweise parallel zu den Membranen verlaufen. Die Membranen sind mittig mit den Ankern verbunden. Bei Erre gung der Feldspule werden die Anker gegenläufig entweder bei de gemeinsam von dem Antriebsmagneten angezogen oder abgesto ßen, was zu einer gegenläufigen aber symetrisierten Bewegung der Membranen und auch der Antriebsteile führt.

Die Ansprüche 7 ff beziehen sich auf eine modifizierte zweite Ausführungsform, bei welcher der zwischen den Membranen ange ordnete Antriebsmagnet mittig geteilt ist, die Anker aber nicht zwischen den Enden des Antriebsmagneten und den Membra nen angeordnet sind, sondern als parallel nebeneinander ver laufende Ankerzungen in einem Mittelspalt des Antriebsmagne tes. Die Verbindung der Wandlerzungen mit den Membranen er folgt über ein starres Verbindungselement, das am freien Ende einer jeden Ankerzunge befestigt ist. Beide Ankerzungen gehen über aus ihrer gemeinsamen Ebene ausgebogene Zwischenbereiche in einen U-Endbereich des Ankers über, der von einer Spule umgeben ist. Damit bilden die Ankerzungen, die Mittelbereiche und der U-Endbereich der Ankerelemente einen geschlossenen magnetischen Kreis, was zu einer besonders vorteilhaften Kom pensation der magnetischen Gleichkraft bei Verwendung des Doppelmembranprinzips mit zwei Ankern führt.

Die weiteren Patentansprüche betreffen vorteilhafte Weiter bildungen insbesondere hinsichtlich der Symetrisierung und der Verbesserung des Wirkungsgrades, was insbesondere auch für eine Vereinfachung der Herstellung und der Lagerhaltung bedeutungsvoll ist.

Die Erfindung ist anhand von zwei Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektromagne tischen Schallwandlers;

Fig. 2 einen schematischen Aufbau eines elektromagneti schen Schallwandlers mit kompensierter magneti scher Gleichkraft;

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Schnittlinie IV-IV in Fig. 2.

Der elektromagnetische Wandler 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein elektromagnetischer Antrieb 3 angeordnet ist, der eine Spule 4, einen Antriebsmagneten 5 und eine Ankeranord nung 6 umfaßt. Außerdem ist eine Membranenanordnung vorgese hen, die zwei gesonderte Membranen 7, 7' umfaßt, die auf sich gegenüberliegenden Seiten des Antriebs 3 angeordnet sind, identisch ausgebildet und derartig gegenläufig antreibbar sind, daß der durch die Bewegung der angetriebenen oder an treibenden Teile auftretende mechanische Gesamtimpuls mini miert ist.

Beide Membranen 7 sind symmetrisch bezogen auf den Antrieb 3 angeordnet und schließen zwischen sich einen mit einem Aus gangsrohrstutzen 8 in Verbindung stehenden Luftraum 9 ein.

Die Ankeranordnung 6 besteht aus zwei getrennt bewegbaren An kern 10, 10', wobei jeder Anker 10, 10' mit einer der Membra nen 7, 7' verbunden ist. Bei dem in Zeichnungsfigur 1 darge stellten Ausführungsbeispiel sind die Anker zwischen dem An triebsmagneten 5 und dem Mittelbereich der Membranen 7, 7' angeordnet und verlaufen abschnittsweise parallel zu den Mem branen 7, 7'. Die beiden Anker 10, 10' werden durch ein U-förmiges, federndes Element gebildet. Im U-Mittelbereich 12 ist die Spule 4 angeordnet. Der Antriebsmagnet 5 sitzt zwi schen den U-Schenkeln 13 des U-förmigen Elementes.

Bei dem in Zeichnungsfigur 2-4 dargestellten zweiten Aus führungsbeispiel ist der Antriebsmagnet 5 mittig geteilt, zwei im wesentlichen gleichebig parallel nebeneinander ver laufende Ankerzungen 15 sind in einem Mittelspalt 16 des An triebsmagneten angeordnet. Jede Ankerzunge 15 ist an ihrem freien Ende 17 über ein Verbindungselement 18 mit einer der beiden Membranen 7, 7' starr verbunden.

Die beiden Ankerzungen 15 gehen durch aus ihrer gemeinsamen Ebene ausgebogene Zwischenbereiche 20 in einen U-Endbereich 21 der Ankeranordnung 6 über, der die Spule 4 durchsetzt.

Die Ankerzungen 15, die Zwischenbereiche 20 und der U- Endbereich 21 der Ankeranordnung 6 bilden dabei einen ge schlossenen magnetischen Kreis.

Bei allen Ausführungsbeispielen verlaufen die Membranen 7, 7' parallel zu Gehäuseseitenwandungen 25. Dazwischen liegt platzsparend der Antriebsmagnet, der mit beiden Membranen 7, 7' zusammenwirkt. Bei dem in Fig. 2-4 dargestellten Aus führungsbeispiel sind die durch den Mittelspalt 16 getrennten Teile des Antriebsmagneten 5 in einem Magnetjoch 27 gehalten.

In den Zeichnungsfiguren 3 und 4 ist deutlich sichtbar, daß die parallel und gleichebig zueinander verlaufenden Bereiche der Ankerzungen 15, 15' durch einen schmalen Luftspalt 30 voneinander getrennt sind.

Claims

1. Elektromagnetischer Wandler (1) zur Schallerzeugung in Hörhilfen, insbesondere miniaturisierten elektronischen Hör geräten, mit einem Gehäuse (2), einem darin angeordneten, min destens eine Spule (4), einen Antriebsmagneten (5) und eine Ankeranordnung (6) umfassenden elektromagnetischen Antrieb (3) und einer im Gehäuse (2) befestigten Membranenanordnung, die mechanisch an die Ankeranordnung (6) angekoppelt ist, um Bewegungen der Ankeranordnung (6) in Schallsignale zu wan deln, dadurch gekennzeichnet, daß die Membra nenanordnung zwei gesonderte Membranen (7, 7') umfaßt, die auf sich gegenüberliegenden Seiten des Antriebs (3) angeord net, identisch ausgebildet und derart gegenläufig antreibbar sind, daß der durch die Bewegung der angetriebenen oder an treibenden Teile auftretende mechanische Gesamtimpuls mini miert ist.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranen (7, 7') symmetrisch bezogen auf den Antrieb (3) an geordnet sind.

3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Membranen (7, 7') ein mit einem Ausgangsrohrstut zen (8) des Gehäuses (2) in Verbindung stehender Luftraum (9) (Volumen) eingeschlossen ist.

4. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die An keranordnung (6) zwei getrennt bewegbare Anker (10, 10') umfaßt und jeder Anker (10, 10') mit einer der Membranen (7, 7') verbunden ist.

5. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (10, 10') zwischen dem Antriebsmagneten (5) und den Mittelbe reichen der Membranen (7, 7') zumindest abschnittsweise par allel zu den Membranen (7, 7') verlaufen.

6. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anker (10, 10') durch ein U-förmiges, federndes Element ge bildet werden, wobei im U-Mittelbereich (12) die Spule (4) angeordnet ist und zwischen den U-Schenkeln (13) der An triebsmagnet (5) befestigt ist.

7. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der An triebsmagnet (5) mittig geteilt ist und zwei im wesentlichen gleichebig parallel nebeneinander verlaufende Ankerzungen (15, 15') in einem Mittelspalt (16) des Antriebsmagneten (5) angeordnet sind.

8. Wandler nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anker zunge (15, 15') an ihrem freien Ende (17) über ein Verbin dungselement (18) mit einer der beiden Membranen (7, 7') in Verbindung steht.

9. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ankerzungen (15, 15') über aus ihrer gemeinsamen Ebene ausge bogene Zwischenbereiche (20) in einen U-Endbereich (21) der Ankeranordnung (6) übergehen, der die Spule (4) durchsetzt.

10. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker zungen (15, 15'), die Zwischenbereiche (20) und der U- Endbereich (21) der Ankeranordnung (6) einen geschlossenen magnetischen Kreis bilden.

11. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker zungen (15, 15') gleiche Ausmaße und gleiche Masse aufweisen.

12. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membra nen (7, 7') parallel zu Gehäuseseitenwandungen (25) verlau fen.

13. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Mittelspalt (16) getrennten Elemente des Antriebsmagneten (5) in einem Magnetjoch (27) angeordnet sind.

14. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker zungen (15, 15') parallel zu den Membranen (7, 7') verlaufen.

15. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Membranen (7, 7') zugewandten Seiten des Magnetjoches (27) zumindest abschnittsweise parallel zu den Membranen (7, 7') verlaufen.

16. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die paral lel und gleichebig zueinander verlaufenden Bereiche der An kerzungen (15, 15') durch einen schmalen Luftspalt (30) von einander getrennt sind.

17. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membra nen (7, 7') und der Antrieb (3) bezogen auf eine in der Ebene der Ankerzungen (15, 15') verlaufende Symmetrieebene spiegel symmetrisch ausgebildet sind.

18. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den freien Enden der Ankerzungen (15, 15') zu den Membranen (7, 7') verlaufende Verbindungselemente (18) bezogen auf den Luftspalt (30) zwischen den Ankerzungen (15, 15') seitlich versetzt verlaufen.