DE2643695A1 - Akustischer reibungswiderstand und vorrichtung zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Riiger

7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3, Postfach 348

28. September 1976_TeIefon

PA 121 fa Stuttgart (0711) 356539

35 9619 Telex 07 256610 smru

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AKG Akustische u. Kino-Geräte Gesellschaft mbH Brunhildengasse 1, Wien 15/österreich

Akustischer Reibungswiderstand und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Gegenstand der Erfindung ist ein akustischer Reibungswiderstand aus vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff, insbesondere für elektroakustische Wandler, in Form eines flächenartigen Gebildes mit engen Durchlässen.

,Elektroakustische Wandler benötigen, gleichgültig, ob sie als Schallsender oder als Schallempfänger ausgebildet sind, akustische Reibungswiderstände,sei es zur Dämpfung einer Spitze im Frequenzgang oder zur Herstellung' eines phasendrehendes Gliedes zur Ausbildung einer Richtcharakteristik od.dgl·.

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Die bekannten Reibungswiderstände stellen meist selbständige Elemente dar, die an der gewünschten Stelle im elektroakustischen Wandler montiert werden. Das verwendete Material sind Filze, Faservliese oder andere Gewebe, insbesondere Textilgewebe u.dgl. Gelegentlich

wurden aber auch feinstgelochte Metallfolien eingesetzt, deren Herstellung jedoch ziemlich aufwendig ist, wenn höchste Gleichmäßigkeit verlangt wird. Es wurde auch vorgeschlagen, Fasern geringen Durchmessers, beispielsweise Glasfasern, zu bündeln, wobei- die sich zwischen den Fasern ergebenden Kanäle den akustischen Reibungswiderstand bildeten. Es sind auch Reibungswiderstände aus Kunststoff bekanntgeworden, u.zw. in der Form, daß in der Trennwand eines Wandlers zwischen Vorder- und Rückseite der Membran eine kreisförmige, zylindrische Bohrung vorgesehen wurde, in die ein zylindrischer Körper, ebenfalls aus Kunststoff, eingesetzt wurde, dessen Durchmesser um eine Kleinigkeit geringer gewählt wurde als der Durchmesser der Bohrung in der Trennwand aus Kunststoff. Der akustische Reibungswiderstand wurde dann durch den Spalt zwischen der Wand der

Bohrung und dem Mantel des eingesetzten zylindrischen Körpers gebildet. Ein solcher akustischer Reibungswiderstand hat den Vorteil, daß er mit der Trennwand und anderen Teilen des Wandlers, die ebenfalls aus Kunststoff bestehen, gleichzeitig hergestellt werden kann. Es ist nur erforderlich, in der Spritzgußform Maßnahmen zu treffen, die die Bildung von Stegen zur Halterung des zylindrischen Körpers in der Bohrung ermöglichen, welche Maßnahmen in dem bekanntgewordenen Vorschlag auch angeführt sind. Derartige Reibungswiderstände aus Kunststoff sind in manchen Fällen ohne weiteres anwendbar und leicht'herstellbar, sie haben jedoch den Nachteil, daß im Falle einer Änderung des Reibungswertes ein neuer Formteil hergestellt werden muß, wodurch die Erzeugung des Wandlers verteuert wird. Insbesondere ist es

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schwierig, dem vorstehend beschriebenen bekannten Reibungswiderstand einen hohen Reibungswert zu geben bzw. in Analogie zum elektrischen Widerstand hochohmig auszuführen, da es in der Praxis schwierig ist, den den Widerstandswert bestimmenden ringförmigen Luftspalt

beliebig zu verkleinern, weil das während des Spritzvorganges den Luftspalt freihaltende Formelement eine so geringe Wandstärker erhalten müßte, daß es den beim Einspritzen der thermoplastischen Masse auftretenden Kräften nicht ohne Verformung standhalten kann.

Die Erfindung hat es sich daher zum Ziel gesetzt, einen Reibungswiderstand aus Kunststoff zu schaffen, der einerseits sehr hohe Widerstandswerte aufweisen kann, anderseits keine empfindliche Spritzgußform zu seiner Herstellung benötigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Widerstandes v/eist keine extrem empfindlichen Teile auf, die beim Spritzvorgang unter Umständen verformt werden können und sie hat darüber hinaus den Vorteil, daß sie so ausgebildet werden kann, daß mit einem Werkzeug, lediglich durch Verstellen desselben, verschieden große Reibungswiderstande erzielt werden können. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß sie als Teil einer Spritzgußform ausgebildet werden kann, die dazu dient, das Magnetsystem eines elektroakustischen V/andlers zu umspritzen bzw. in Kunststoff einzubetten, wobei dann gleichzeitig die für .den Wandler erforderlichen Reibungswiderstände gebildet werden.

Sofern es sich nur darum handelt, einen selbständigen

akustischen Reibungswiderstand herzustellen, kann man die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausbilden, daß sie ein großflächiges Gebilde liefert, aus dem die gewünschten Formen für Reibungswiderstände entweder abgeschnitten oder herausgestanzt werden können. Für praktische Versuche

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kann es vorteilhaft sein, derartige großflächige Gebilde mit verschiedenen spezifischen Widerstandswerten herzustellen und auf Lager zu halten, so daß bei der Entwicklung oder Erprobung eines elektroakustisehen Wandlers rasch und einfach der optimale Widerstandswert für einen bestimmten Reibungswiderstand ermittelt werden kann. Da thermoplastische Kunststoffe praktisch klimabeständig sind, eine große Alterungsbeständigkeit aufweisen und auch über eine ausreichende mechanische Widerstandsfähigkeit verfügen, können für die vorstehenden großflächigen Gebilde die entsprechenden Werte des spezifischen Widerstandes ein für allemal angegeben werden, so daß späterhin keine zeitraubenden Messungen mehr erforderlich sind.

Der erfindungsgemäße Reibungswiderstand aus Kunststoff ist nun dadurch gekennzeichnet, daß ein flächenartiges Gebilde beiderseits zahlreiche Einprägungen aufweist, die sich teilweise überlappen und an den Stellen der Überlappungen Durchgänge für den Schall bilden.

Zweckmäßig sind dabei die Einprägungen der einen Seite anordnungsgemäß deckungsgleich mit den Einprägungen der anderen Seite, jedoch als Ganzes, um einen festgelegten Abstand versetzt, so daß die teilweisen, die Durchgänge bildenden.Überlappungen zustande kommen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines solchen akustischen Reibungswiderstandes ist vorzugsweise auf das Spritzgußverfahren abgestellt und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgußform in einander gegenüberliegenden, relativ zueinander verschiebbaren oder verdrehbaren Werkzeugformplatten oder Teilen derselben wenigstens zwei, vorzugsweise jedoch eine größere Anzahl einander gegenüberliegender Stempel aufweist, die bei geschlossener Form in einer Ebene liegende, gemeinsame Berührungsflächen aufweisen, deren Ausmaß durch Verschieben oder Verdrehen der Werkzeugformplatten oder Teilen derselben

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zwischen Null und einem Maximalwert einstellbar ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die die Stempel tragenden Werkzeugformplatten oder Teile ders.elben Bestandteile einer Spritzgußform, die für das Ein- bzw. Umspritzen des Magnetsystems eines elektroakustischen Wandlers ausgebildet ist.

Die Verstellung der einen Werkzeugformplatte oder eines Teiles derselben, der die Stempel trägt, kann erfindungsgemäß mittels einer exzentrisch angeordneten Hülse über eine Gewindespindel vorgenommen werden. Die Verwendung einer Gewindespindel ermöglicht eine sehr genaue Einstellung, die, was für die Fertigung sehr wichtig ist, stets reproduzierbar ist, insbesondere dann, wenn eine entsprechende Skalenanordnung mit Zeiger damit verbunden ist.

Im Prinzip würde es genügen^ die Vorrichtung mit einem Ober- und einem Unterstempel in Form von zylindrischen Stiften vorzusehen. Damit lassen sich, wenn nur eine geringe Überlappung in der Berührungsfläche der Stempel eingestellt wird, sehr hohe Widerstandswerte erzielen, wie sie nur selten benötigt werden.

Im allgenänen wird man jedoch eine Vielzahl solcher zylindrischer oder sonstwie geformter Stempel mit ebenen Endflächen vorsehen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht nun darin, daß eine Vielzahl von einander gegenüberliegender Stempel vorgesehen ist, die so angeordnet sind, daß ihre Endflächen sich in einer Stellung

der verschiebbaren oder verdrehbaren Werkzeugformplatte oder des die Stempel tragenden beweglichen Teiles in einer Ebene liegend sich zur Gänze berühren, in einer anderen Stellung hingegen in derselben Ebene höchstens tangieren. Damit ist ein flächenartiger Reibungswiderstand herstellbar, dessen Widerstand direkt proportional seiner Fläche ist, auch dann, wenn die Abmessungen des verwendeten Stückes sehr klein sind.

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Schließlich besteht noch eine zweckmäßige Ausgestaltung darin, daß im Werkzeugoberteil der Spritzgußform ein verstellbarer Einsatz mit einem oder mehreren stiftförmigen Stempeln vorgesehen ist, welcher Anordnung stiftförmige Stempel im feststehenden Werkzeugunterteil entsprechen oder umgekehrt.

Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die in der Berührungsebene liegenden Flächen der Stempel aufzurauhen, zu rastern oder sonstwie zu mustern.

Die Erfindung ist auch nicht auf eine Vorrichtung mit stiftförmigen, zylindrischen Stempeln beschränkt, die Stempel können beispielsweise aus Festigkeitsgründen auch kegelstumpfförmig, prismatisch oder sonstwie geformt sein.

Der erfindungsgemäße Reibungswiderstand und

die Vorrichtung zu seiner Herstellung soll nun im nachstehenden an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, in der Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Reibungswiderstandes zeigt, die Fig. 2 und 3 Querschnitte durch einen solchen Ausschnitt darstellen, Fig. 4 ein mit Kunststoff umspritzes Magnetsystem eines elektroakustischen Wandlers im Querschnitt zeigt, bei dem die gesondert hergestellten Reibungswiderstände vor dem Umspritzen in die Form eingelegt wurden, wogegen Fig. 5 jene erfindungsgemäße Variante zeigt, bei der die Reibungswiderstände gleichzeitig mit dem Umspritzen des Magnetsystems hergestellt worden sind, und die Fig. 6, 6a einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Reibungswiderstandes darstellen.

In Fig. 1 ist die einfachste Form des erfindungsgemäßen akustischen Reibungswiderstandes in Form eines Ausschnittes dargestellt. Die Kreise, die mit 1 bezeichnet sind, stellen die Begrenzung der auf der sichtbaren Seite angeordneten Einprägungen dar, die auch eine andere Form

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als die eines Kreises haben können. Die Unterseite des Reibungswiderstandes trägt ebensolche Einprägungen wie die Oberseite. Sie sind durch Kreise 2 dargestellt. Dadurch, daß die Einprägungen in der Ober- und Unterseite gegeneinander versetzt sind, ergeben sich Durchgänge 3, wie der Fig. 1 unschwer entnommen werden kann. Diese Durchgänge 3, die in den Figuren stark vergrößert dargestellt sind, bilden den eigentlichen Reibungswiderstand. In Fig. ist außerdem ein besonderer Fall dargestellt, bei dem angenommen wurde, daß die Abstände der Einprägungen kleiner sind als ihr Durchmesser. Dies ergibt zwei Durchgänge je Einprägung. Bei einer Verschiebung der oberen oder der unteren Einprägungen, die weiter nach rechts oder links reicht als in Fig. 1 dargestellt, läßt sich nur mehr ein Durchgang je Einprägung erzielen. Je nach dem Grad der Versetzung lassen sich verschiedene Größen für die Durchgänge im Überlappungsbereich erzielen, wobei das Maximum dann erreicht ist, wenn die oberen und unteren Einprägungen sich decken.

In Fig. 2 ist angenommen, daß die Einprägung durch Verwendung zylindrischer Stempel erzeugt wurde, wobei Fig. 2 im wesentlichen ein Querschnitt durch einen Reibungswiderstand gemäß Fig. 1 sein soll. Die mit einer Pfeilspitze versehenen Linien 4 markieren den Weg für den Schalldurchtritt. Es ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Reibungswiderstand wegen seiner geringen Dicke im Bereich der Begrenzung der Durchgänge praktisch ohne Massebelastung ist, da keine Luftsäulenbildung möglich ist.

Daß auch andere Stempelformen verwendbar sind, zeigt Fig. 3. Bei dieser Ausführungsform haben die Stempel kegelstumpfförmige Einprägungen erzeugt, die Durchgänge aufweisen, deren Kanten nahezu schneidenförmig sind, zwischen denen von einem den Widerstand mit einer Massekomponente belastenden Luftvolumen kaum noch gesprochen werden kann.

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Die gezeigten Ausführungsbeispiele eines Reibungswiderstandes gemäß der Erfindung sind natürlich nicht die einzigen Möglichkeiten. Insbesondere was die Anordnung, Größe und Form der Einprägungen betrifft, hat der Fachmann sehr, viele Variationsmöglichkeiten, so daß jeweils die zweckmäßigste Ausgestaltung gefunden werden kann. Die einfachste Ausführung eines erfindungsgemäßen Reibungswiderstandes ist jedenfalls jene, bei der nur eine obere und eine untere Einprägung vorhanden ist und beide sich soweit überlappen, daß je nach der.Gestalt der Einprägungen ein gerader oder ein gekrümmter Schlitz (Durchgang) vorhanden ist. Eine solche Ausführung ist besonders zweckmäßig, wenn der oder die Reibungswiderstände gleichzeitig mit der Ummantelung des Magnetsystems eines elektroakustischen Wandlers hergestellt werden sollen, als Ummantelung und Reibungswiderstände einen einstückigen Kunststoff körper bilden.

Fig. 4- zeigt im Querschnitt das Magnetsystem eines elektrodynamischen Wandlers, bestehend aus dem Magnet 6, der Kunststoffumspritzung 7 des Magneten 6, dem Magnettopf 8, der Bodenplatte 9 und. den durch Kunststoffumspritzung hergestellten Kapselkörper 1o. Bei diesem System wird der Reibungswiderstand 5 in herkömmlicher Weise vor dem Umspritzen des Magnetsystems in die Form eingelegt. Auch der einen zentralen, zylindrischen Durchgang nach außen abschließende Reibungswiderstand 11 kann in gleicher Weise angeordnet werden, wenn man es nicht vorzieht, ihn erst nach dem Umspritzen anzubringen.

Bei dem in Fig. 5 im schematischen Querschnitt dargestellten mit "thermoplastischem Kunststoff umspritzten Magnetsystem sind die Reibungswiderstände 12 und 13 gleichzeitig mit der Ummantelung der Teile des Magnetsystems entstanden, indem die Spritzgußform durch die im Nachstehenden beschriebene Vorrichtung ergänzt wurde.

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In Fig. 6 ist in vereinfachter Darstellung der Aufbau eines Spritzwerkzeuges zur Herstellung eines elektrodynamischen Wandlers mit erfindungsgemäßen Reibungswiderständen im Schnitt dargestellt. Die Spritzvorrichtung besteht aus einer sogenannten Anspritzdüse 14, die von einer Mutter 1J? gehalten wird. Eine Tellerfeder 16 ist für die Andruckplatte mit den Andruckstempeln 17 vorgesehen, die von der Spritzform 18 umschlossen wird. Zur Herstellung der Einprägungen für den Reibungswiderstand ist ein Lochstempel 19 in der Spritzvorrichtung angeordnet, dem der Gegenstempel 2o gegenübersteht. Lochstempel 19 und Gegenstempel 2o können, wie unterhalb der Schnittzeichnung in Fig. 6a skizziert ist, auf einer Kreislinie relativ zueinander verstellt werden. Der-größte Querschnitt wird erzielt, wenn Lochstempel 19 "und Gegenstempel 2o sich deckungsgleich gegenüberstehen. Sind die Stempel aber so weit versetzt, daß sie sich nur ganz wenig in ihrer Umfangslinie überschneiden (in Fig. 6a strichliert dargestellt), wird knapp vor dem vollständigen Verschluß der höchste brauchbare Widerstandswert erreicht.

In dem von der Trennebene T links liegenden Vorrichtungsteil, ist zentral die Druckplatte 21 eingesetzt, die von der Druckfeder 23 gegen den anderen Werkzeugteil gepreßt wird. Die Druckplatte 21 bildet auch eine Wand des Raumes 22, der zur Aufnahme des Magnetsystems des Wandlers bestimmt ist. Führungsbolzen 24 gewährleisten eine- genaue Führung des Werkzeugteiles.

Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung können noch zusätzlich vorgesehen werden, z.B. eine Einstellvorrichtung, die es ermöglicht, die jeweils benötige Verdrehung

des Lochstempels reproduzierbar einzustellen. Man kann hiezu beispielsweise eine über eine Gewindespindel bewegbare Exzenterbüchse vorsehen und der Spindel eine Skala zuordnen, auf der die jeweilige Einstellung ablesbar ist.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Akustischer Reibungswiderstand aus vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff, insbesondere für elektroakustische Wandler, in Form eines flächenartigen Gebildes mit engen Durchlässen, dadurch gekennzeichnet, .daß das flächenartige Gebilde beiderseits zahlreiche Einprägungen (1, 2) aufweist, die sich teilweise überlappen und an den Stellen der Überlappungen Durchgänge (3) für den Schall bilden.

2. Akustischer Reibungswiderstand nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einprägungen auf der einen Seite des flächenartigen Gebildes anordnungsgemäß deckungsgleich mit den Einprägungen der anderen Seite, jedoch als Ganzes, um einen festgelegten Abstand versetzt sind, so daß die teilweisen, die Durchgänge bildenden Überlappungen zustande kommen.

3. Akustischer Reibungswiderstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als beliebig großes Flächengebilde aus thermoplastischem Kunststoff nach einem Spritzgußverfahren hergestellt ist.

4-. Vorrichtung zur Herstellung eines akustischen Reibungswiderstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgußform in einander gegenüberliegenden, relativ zueinander verschiebbaren oder verdrehbaren Werkzeugfor.mplatten oder Teilen derselben wenigstens zwei, vorzugsweise jedoch eine größere Anzahl, einander gegenüberliegender Stempel aufweist, die bei geschlossener Form in einer Ebene liegende gemeinsame Berührungs* fläche aufweisen, deren Ausmaß durch Verschieben oder Verdrehen der Werkzeugformplatte oder Teilen derselben zwischen Null und einem Maximalwert einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Stempel tragenden Werkzeugformplatten oder Teile derselben Bestandteile einer Spritzgußform sind,

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die für das Ein— bzw. Umspritzen des Magnetsystems eines elektroakustischen Wandlers ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der die Stempel tragenden Werkzeugformplatte oder Teile derselben mittels einer exzentrisch angeordneten Hülse über eine mit einer den Grad der Verschiebung anzeigenden Skalenanordnung zusammenwirkenden Gewindespindel verschiebbar oder verschwenkbar ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von einander gegenüberliegender Stempel vorgesehen ist, die so angeordnet sind, daß ihre Endflächen sich in einer Stellung der verschiebbaren oder verdrehbaren Werkzeugformplatte oder des die Stempel tragenden beweglichen Teiles in einer Ebene liegend sich zur Gänze berühren, in einer anderen Stellung hingegen in derselben Ebene höchstens tangieren.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeugoberteil der Spritzgußform ein verstellbarer Einsatz mit einem oder mehreren stiftförmigen Stempeln vorgesehen ist, welcher Anordnung stiftförmige Stempel im feststehenden Werkzeugunterteil entsprechen oder umgekehrt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4jbis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel eine beliebige räumliche geometrische Gestalt haben und freie, flächenförmige Enden aufweisen, die in einer gemeinsamen Ebene liegen.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der

Ansprüche 4- bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Stempel, die bei geschlossener Form in der gemeinsamen Berührungsebene liegen, gerauht, gerastert oder sonstwie gemustert sind.

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