DE102014214547A1 - Verfahren zum Herstellen von akustischen Widerständen - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes vorgesehen. Dazu wird mindestens eine Buchse (300) mit einem Loch (310) mit einem Durchmesser (DB) unterhalb eines Basismaterials (100) platziert. Mindestens ein Loch (10) wird in dem Basismaterial (100) durch mindestens einen Stempel (200) mit einem Stempeldurchmesser (DS) gestanzt. Der Stempelvorgang wird an verschiedenen Positionen des Basismaterials (100) wiederholt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von akustischen Widerständen.
  • Akustische Widerstände werden in vielen verschiedenen elektroakustischen Geräten wie beispielsweise Kopfhörer, Mikrofone, Headsets, Schallwandler etc. eingesetzt. Akustische Widerstände können aus Papier, Fleece, Stoff, Schaum, Lochstrukturen, Kunststoff, Metall und Seiden hergestellt sein. Diese Materialien können unterschiedliche akustische Widerstände aufweisen. Ein akustischer Widerstand kann beispielsweise durch das Vorsehen von Löchern in dem verwendeten Material eingestellt werden. Die Löcher können beispielsweise in das Material gelasert oder in das Material geätzt werden. Alternativ dazu können die Löcher auch in das entsprechende Material gebohrt werden.
  • Bei den bislang verwendeten Verfahren sind jedoch die Reproduzierbarkeit, die Herstellungskosten und die Verschmutzung sowie die Prozessdauer nachteilig.
  • Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von akustischen Widerständen vorzusehen, welches eine gute Reproduzierbarkeit und eine exakte, formgenaue und wiederholbare Lochgeometrie ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen von akustischen Widerständen nach Anspruch 1 gelöst.
  • Somit wird ein Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes vorgesehen. Dazu wird mindestens eine Buchse mit einem Loch mit einem Durchmesser unterhalb eines Basismaterials platziert. Mindestens ein Loch wird in dem Basismaterial durch mindestens einen Stempel mit einem Stempeldurchmesser gestanzt. Der Stempelvorgang wird an verschiedenen Positionen des Basismaterials wiederholt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Durchmesser des Loches abhängig von dem Durchmesser des Stempels, dem Durchmesser der Bohrung der Buchse, der Materialdicke und dem Basismaterial.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Durchmesser der Löcher in dem Basismaterial zwischen 30 μm und 5 mm.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei der Herstellung des akustischen Widerstandes ein Werkzeug mit Mehrfachnutzen verwendet werden, welches mehrere Stempel und mehrere Buchsen aufweist.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls einen akustischen Widerstand, der nach einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellt bzw. herstellbar ist.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls ein elektroakustisches Gerät mit einem akustischen Widerstand, der nach einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung einer Maschine zur Produktion der leitenden Verbindung zwischen mehreren Kupferlagen in Leiterplatten zur Herstellung eines akustischen Widerstandes. Hierbei wird mindestens eine Buchse mit einem Loch mit einem Durchmesser unterhalb eines Basismaterials platziert und mindestens ein Loch wird in dem Basismaterial durch den mindestens einen Stempel mit einem Stempeldurchmesser gestanzt. Der Stanzvorgang kann mehrfach an unterschiedlichen Positionen wiederholt werden.
  • Die Erfindung betrifft den Gedanken, die Löcher in dem akustischen Material zu stanzen. Dazu wird eine Buchse mit einem ersten Durchmesser unter dem Material platziert und dann wird eine Mehrzahl von Löchern durch einen Stempel mit einem zweiten Durchmesser gestanzt. Durch das Stanzen der Löcher können Löcher mit einem reproduzierbaren Durchmesser mit einer sehr geringen Toleranz ermöglicht werden. Ferner können die akustischen Widerstände sehr schnell hergestellt werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Stanzverfahren zur Herstellung von akustischen Widerständen bzw. einer akustischen Dämpfung kann ein sehr enges Toleranzfeld ermöglicht werden. Die akustischen Widerstände sind individuell herstellbar und es wird lediglich eine sehr kurze Entwicklungs- oder Bearbeitungszeit benötigt, da die Anzahl der Iterationsschritte zur Herstellung eines bestimmten akustischen Widerstandes mit der erforderlichen Genauigkeit deutlich verringert wird.
  • Die Herstellung der akustischen Widerstände mit den entsprechenden Löchern ist wiederholbar und gleichmäßig. Der Ausschuss während des Herstellverfahrens wird erheblich reduziert und die akustischen Widerstände sind flexibel an die Produktgeometrien anpassbar, in welchen sie verwendet werden sollen. Gemäß der Erfindung können Löcher in dem verwendeten akustischen Material vorgesehen werden, welche eine Toleranz im Mikrometerbereich aufweisen.
  • Gemäß der Erfindung ist der Lochdurchmesser abhängig von dem Stempeldurchmesser, dem Buchseninnendurchmesser, der Materialstärke und der Materialbeschaffenheit des Materials, welches als akustischer Widerstand zu verwenden ist.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Vorteile und Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen von akustischen Widerständen, und
  • 2 zeigt verschiedene Löcher in akustischen Materialien, welche durch unterschiedliche Verfahren erreicht werden.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen von akustischen Widerständen. Zur Herstellung von akustischen Widerständen wird ein Basismaterial 100 verwendet und in dieses Basismaterial wird eine Mehrzahl von Löchern 10 gestanzt. Das Stanzen der Löcher 10 erfolgt mittels eines Stempels 200 mit einem ersten Durchmesser DS und einer Buchse 300 mit einer Bohrung 310 mit einem zweiten Durchmesser DB. Die Buchse 310 wird unterhalb des Basismaterials 100 platziert und der Stempel 200 fährt durch das Basismaterial 100 in die Buchse 300 hinein und stanzt dabei ein Loch 10 in dem Basismaterial. Dieser Schritt wird an verschiedenen Positionen wiederholt, bis der gewünschte akustische Widerstand erreicht wird. Dazu kann wahlweise das Werkzeug (Stempel/Buchse) oder das Material neu positioniert werden. Bevorzugt kommt hierbei eine gleichmäßige Anordnung (z. B. ein quadratisches Raster) zur Anwendung.
  • Gemäß der Erfindung hängt der Durchmesser DL des Loches 10 von dem Durchmesser DS des Stempels, dem Durchmesser DB der Buchse 300, der Materialstärke t sowie von dem Material des Basismaterials ab.
  • In 2 sind drei Löcher in akustischem Material gezeigt, welche durch unterschiedliche Verfahren hergestellt werden. In dem obersten Bild ist ein gelasertes Loch in Kapton gezeigt. In dem mittleren Bild ist ein gelasertes Loch in VA-Stahl gezeigt. In dem unteren Bild ist ein in eine PET-Folie gestanztes Loch gezeigt, welches durch das erfindungsgemäße Stanzverfahren hergestellt worden ist. Aus diesen Bildern ist zu sehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft ist, da es eine genaue Herstellung der benötigten Löcher ermöglicht. Mit dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren ist es möglich, den Lochdurchmesser sehr genau und gleichbleibend vorzusehen.
  • Insbesondere fallen der Grat (d. h. die Erhebung des Lochrandes) und der Einzug (d. h. die Abschrägung des Lochrandes nach innen) bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr gering, aber sehr gleichmäßig (unter den verschiedenen Löchern) aus. Dies trägt zur Reproduzierbarkeit des Verfahrens bei.
  • Nur mit dem erfindungsgemäßen Stanzverfahren ist es möglich, die Löcher in dem Basismaterial ausreichend rund vorzusehen. Wie in 2 zu sehen, wird ein gelasertes Loch nicht ausreichend rund sein.
  • Um beispielsweise einen akustischen Widerstand von 40 Ohm vorzusehen, kann der Lochabstand als 795 μm, der Lochdurchmesser als 295 μm, der Stempeldurchmesser als 300 μm, der Buchsendurchmesser als 311 μm, die Materialstärke als 115 μm und das Basismaterial als PC-Folie (z. B. eine Polycarbonat-Folie) ausgewählt werden. Die resultierenden, gestanzten Löcher weisen einen Durchmesser von 295 μm +/– 1 μm auf. Der akustische Widerstand ist dann zwischen 39 und 40 Ohm.
  • Die gestanzten Löcher weisen einen Durchmesser von zwischen 30 μm und 5 mm auf.
  • Das Werkzeug, welches zum Herstellen der akustischen Widerstände verwendet wird, kann ein Werkzeug mit Mehrfachnutzen, d. h. mit mehreren Stempeln und mehreren Buchsen, darstellen.
  • Optional kann das Werkzeug, welches erfindungsgemäß zur Herstellung von akustischen Widerständen verwendet wird, ein Werkzeug darstellen, welches aus der Halbleiterindustrie bekannt ist und zur Produktion von leitenden Verbindungen zwischen mehreren Kupferlagen in Leiterplatten (printed circuit boards) verwendet wird.
  • Das Basismaterial kann Papier, Fleece, Stoff, Schaum, Lochstrukturen, Kunststoff, Metall oder Seiden darstellen. Vorzugsweise kann eine geeignete PET-Folie oder eine PC-Folie verwendet werden.
  • Gemäß der Erfindung werden die erfindungsgemäß hergestellten akustischen Widerstände in elektroakustischen Geräten, wie z. B. Hörer, Mikrofone oder Schallwandler, verwendet.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes, mit den Schritten: Platzieren mindestens einer Buchse (300) mit einem Loch (310) mit einem Durchmesser (DB) unterhalb eines Basismaterials (100), Stanzen mindestens eines Loches (10) in dem Basismaterial (100) durch mindestens einen Stempel (200) mit einem Stempeldurchmesser (DS), und Wiederholen des Stempelvorganges an unterschiedlichen Positionen des Basismaterials (100).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser (DL) des Loches (10) abhängig ist von dem Durchmesser des Stempels (DS), dem Durchmesser (DB) der Bohrung der Buchse, der Materialdicke (t) und dem Basismaterial (100).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Durchmesser der Löcher (10) in dem Basismaterial zwischen 30 μm und 5 mm betragen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei zum Stanzen des mindestens einen Loches ein Werkzeug mit Mehrfachnutzen verwendet wird, welches eine Mehrzahl von Stempeln und eine Mehrzahl von Buchsen aufweist.
  5. Akustischer Widerstand, herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.
  6. Elektroakustisches Gerät mit mindestens einem akustischen Widerstand, der nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellt ist.
  7. Verwendung einer Maschine zur Produktion von leitenden Verbindungen zwischen mehreren Kupferlagen in Leiterplatten zum Herstellen von akustischen Widerständen, wobei mindestens eine Buchse (300) mit einem Loch (310) mit einem Durchmesser (DB) unterhalb eines Basismaterials (100) platziert wird, und wobei mindestens ein Loch (10) in dem Basismaterial (100) durch mindestens einen Stempel (200) mit einem Stempeldurchmesser (DS) gestanzt wird.
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