EP2087769A2 - Lagerung von elektronischen bauteilen - Google Patents

Lagerung von elektronischen bauteilen

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EP2087769A2
EP2087769A2 EP06804864A EP06804864A EP2087769A2 EP 2087769 A2 EP2087769 A2 EP 2087769A2 EP 06804864 A EP06804864 A EP 06804864A EP 06804864 A EP06804864 A EP 06804864A EP 2087769 A2 EP2087769 A2 EP 2087769A2
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EP
European Patent Office
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elevations
elastic
storage areas
storage
component
Prior art date
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EP06804864A
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English (en)
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EP2087769B1 (de
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Erdal Karamuk
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Phonak AG
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Publication date
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/60—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles
    • H04R25/604—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/45—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback
    • H04R25/456—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback mechanically
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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    • H04R25/60—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles

Definitions

  • the present invention relates to a device for damped storage of electronic components according to the preamble of claim 1 and a method for producing an integral, damping storage with a device.
  • the present invention is a construction for the storage of electro-acoustic transducers or other electronic components in electronic micro devices, such as hearing aids.
  • electronic components such as a handset or electro-acoustic transducer
  • rubber mounts are usually attached directly to the electronic component, glued or slipped over this and define the contact surface with the rest of the electronic micro device, such as a hearing aid structure.
  • connection lines to the component such as a sound conduit, are usually required, which connects the component to the surrounding environment, such as the acoustic environment, and often also has a mechanical support function.
  • the well-known rubber bearings have three functions:
  • EP 1 249 496 describes a multi-part receiver bearing, which takes into account the force distribution on the listener surface by using rubber parts with different stiffness.
  • US 47 29 451 an integrated storage of a handset and an in-ear hearing aid is described. An earpiece dummy is placed in an individual bowl and the bowl tip is filled with a pourable rubber material. After drying, the dummy is removed leaving behind an integrated cavity, which serves as a receiver storage.
  • EP 1 316 239 generically describes the use of multi-component injection molding technology for hearing aids on the basis of some examples of use. These are seals on the housing, sound channels for sound inlet and outlet and an elastic receiving cavity for transducers.
  • WO00 / 79835 shows a behind-the-ear hearing device in which an electrical / acoustic converter unit is provided with a loudspeaker housing, wherein the housing is resiliently mounted in an encapsulation such that encapsulation and loudspeaker housing define a gap.
  • the rubber parts used are relatively expensive to produce and a consistency of material properties (stiffness, damping) is not always guaranteed because of the small amounts of vulcanizate.
  • a storage for to develop electronic components, such as a transducer, in a micro-electronic device, such as a hearing aid which meets the main requirements below, namely to ensure vibration isolation of the component and a shock absorption in the event of a shock.
  • the device for the damped storage of electronic components in a single or multi-part receiving housing of a micro electronic device is that an along, at least on parts of the inner wall of the receiving housing arranged elastic and / or flexible retaining element is provided, with in the direction of the interior the receiving inwardly projecting storage areas for in-situ bearings or holding the component in the receptacle.
  • the device according to the invention for damping basically has two functions, namely the provision of vibration isolation on the one hand and shock absorption on the other hand. It has been found that for vibration isolation, the storage should have a low to very low stiffness and low attenuation. By contrast, contrary to the vibration isolation for shock absorption, storage must be much stiffer, with much higher internal damping of the material being desirable.
  • the receptacle is coated or lined at least in part with an elastically soft and / or flexible material, elevations projecting from the layer being provided. These elevations may be ridge, cone, knob-like elevations, with, for example, pointed, dull or rounded bearing surfaces for the electronic component.
  • the lining or the holding element may consist of the same material as the above storage areas or protrusions protruding from the layer or for the storage areas or elevations, a different material may be selected to meet the above-mentioned, different requirements to cope with vibration isolation and shock absorption.
  • the holding element or the lining as well as the elevations or storage areas may consist of a thermoplastic elastomer (TPE).
  • TPE thermoplastic elastomer
  • block copolymers such as, for example, a styrene elastomer (TPE-S) or a polymer blend such as a polyolefin elastomer (TPE-O) have been found.
  • TPE-S styrene elastomer
  • TPE-O polyolefin elastomer
  • TPE-U thermoplastic polyurethane
  • vulcanizates such as silicone rubber, etc.
  • the retaining element can be produced, for example by means of injection molding, having the bearing areas and subsequently introduced into a receiving housing.
  • the holding element or the elastic coating can in turn directly, for example by injection molding in a already existing receiving housing are entered, which receiving housing in turn may consist of a thermosetting or thermoplastic polymer.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a storage of an electronic component according to the prior art
  • Fig. 7a - 7d examples of damping elements suitable for a damping arrangement.
  • the basis of the proposed invention is that the storage is integrated into the housing of the electronic device, such as the hearing aid, as shown in Figures 1 and 2 described below using the example of a listener storage.
  • the main difference between the prior art shown in Figure 1 is that the bearing is no longer mounted on the transducer but becomes part of the hearing aid housing, as shown in Figure 2.
  • FIG. 1 shows schematically in section a transducer 1 which is arranged in a corresponding hearing device housing 3.
  • a rubber bearing 5 is provided, comprising outwardly projecting support ribs 7 for point storage.
  • the transducer 1 as shown in Figure 2 is no longer stored in a rubber pad 5, but is "free” on support ribs 17, which is part of a damping insert, which is arranged directly on the inner surface of the hearing aid housing 3.
  • This in turn has a rubber pad 15, with inwardly projecting support ribs 17 for point storage.
  • the cavity in the hearing aid which accommodates the transducer, lined with a layer of a soft, elastic material which has sufficient wall thickness and rigidity to meet the above-mentioned requirements for shock absorption. From this layer protrude various conical or rib-like elevations 17, which provide for a defined positioning of the transducer 1. Due to the design of these support elements 17 whose rigidity can be adjusted in the direction of optimal vibration isolation. For example, these elements can be designed to be loaded primarily on thrust rather than pressure, resulting in much lower stiffness.
  • a concrete application example of the invention will be shown below and with reference to FIG. 3:
  • a receiver bearing is being developed, which is introduced directly into the hearing aid housing, for example, by means of a 2K injection molding process.
  • the housing 3 is designed in several parts and in each part is a part of the integrated storage. This integrated storage has the following characteristics:
  • the primary bearing 25 made by a thermoplastic elastomer (TPE) by injection molding.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the storage is integrated directly into the housing 3 in one operation by means of 2K spray technology.
  • the bearing 25 has enough wall thickness to intercept a shock.
  • the material has an average hardness and low resiliency, preferably having a Shore hardness in the range of 30 to 60.
  • An example of this is a thermoplastic elastomer based on SEBS (styrene-ethylene-butylene-styrene).
  • the transducer rests on a plurality of thin tips 27, which have a very low rigidity.
  • the storage has lateral support ribs 28, which serve to fix the transducer.
  • the transducer can now be entered into the cavity provided for this purpose in the multi-part hearing device housing produced in this way.
  • the housing further has an opening 21 for sound channel, sound tube, connections, etc.
  • the bearing is integrated in a second operation in the housing, which must be inserted for this in an injection mold.
  • connection between the bearing and the housing is supported not only by the pure adhesion but also by mechanical anchoring. That can be done by mechanical
  • Design elements holes, rear handles, etc.
  • the material of the storage consists of a hot vulcanised silicone, which is also processed by injection molding.
  • the storage also includes a seal of the housing and / or a seal of the sound outlet 21 at the same time.
  • FIG. 1 Due to the configuration and the position of the support ribs 28 and support tips 27, a statically balanced storage can be established. It can be taken into account the fact that the excitation of the listener is not symmetrical. This approach is shown schematically in FIG. Due to the internal structure of the transducer, the center of mass M or 14 is outside its geometric center. In order nevertheless to achieve a statically balanced storage, the support tips can be designed so that, for example, support tip 18, which is closer to the center of mass, has a higher rigidity than the other tip 16. This can of course theoretically be achieved with today's bearings, but In this case, the installation specifications become even narrower because the symmetry of the bearings is eliminated.
  • Figure 5 shows in section a further embodiment of an inventive damping arrangement for the storage of an electronic component 1.
  • a damping layer 15 is disposed in the rigid receiving wall 3 of a micro electronic device, consisting of an elastic material, as described above.
  • inwardly projecting projections 17 are also provided for supporting the component 1.
  • air pockets 31 are formed in the inwardly projecting projections 17 to provide an additional damping effect.
  • These damping air pockets 31 may be formed relatively small as shown in Fig. 5 or as shown schematically in Fig. 6 and provided with the reference numeral 35 may be formed such that the inwardly projecting projection 37 is formed like a pillow or leaf spring. On the one hand, this can increase the damping effect, but on the other hand, this reduces the storage stability.
  • FIG. 5 Further recognizable in FIG. 5 are rear handles 33, which allow a better connection or even a non-adhesive connection between the damping layer 15 and the rigid housing wall 3.
  • FIGS. 7a to 7d Illustrated in FIGS. 7a to 7d are examples of inwardly projecting projections 17 which are intended to demonstrate that any shapes are possible for achieving suitable damping or to be selected as required.
  • 7a shows a cone-like projection
  • FIG. 7b shows a rib
  • FIG. 7c shows a cushion-like or leaf-spring-like damping element 17 analogous to FIG.
  • a leaf spring-like damping element 17 is shown in Fig. 7d, which is arranged in a corner region of the receiving housing 3.
  • a cavity 35 is provided.
  • the advantages of the present invention are that the manufacturing costs for the damping storage can be reduced:
  • the assembly effort is significantly reduced by integrating the bearings, as not only the soft rubber mountings must be individually drawn over the transducer, but the converter can be easily inserted into the space provided for this purpose.
  • statically balanced bearings can be realized more easily, without elaborate installation instructions created or additional rubber parts must be mounted.
  • damping devices or bearings shown with reference to FIGS. 1 to 7 are only examples of the better understanding of the present invention.
  • the bearings or dampings are of course not limited to the illustrated examples, but it can also be used different bearings or damping devices, which for example have different wall thicknesses, different stiffnesses of the materials, different geometries or embodiments of projecting storage areas or elevations, different manufacturing techniques, etc., etc.
  • the essence of the present invention is that the damping element or the damping bearing is arranged on the housing inner wall of the electronic construction device for positioning and holding an electronic component, wherein the damping Element facing the interior and has projecting storage areas.

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Abstract

Zum gedämpften Lagern von elektronischen Bauteilen in einem Aufnahmegehäuse eines elektronischen Kleinstgerätes ist entlang wenigstens von Teilen der Innenwandung des Aufnahmegehäuses (3) ein elastisches und/oder flexibles Halteelement (15) mit einwärts vorstehenden Lagerungsbereichen (17) zum in Position Lagern bzw. Halten des Bauteiles (1) angeordnet.

Description

Lagerung von elektronischen Bauteilen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gedämpften Lagern von elektronischen Bauteilen gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer integralen, dämpfenden Lagerung mit einer Vorrichtung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Konstruktion zur Lagerung von elektroakustischen Wandlern bzw. anderen elektronischen Komponenten in elektronischen Kleinstgeräten, wie beispielsweise Hörgeräten. In der Regel, werden derartige elektronische Komponenten, wie ein Hörer bzw. elektroakustischer Wandler, mittels Gummiteilen in ihrer Position gehalten. Diese Gummilagerungen werden meist direkt auf dem elektronischen Bauteil aufgesteckt, aufgeklebt oder über diese gestülpt und definier.en die Kontaktfläche mit dem Rest des elektronischen Kleinstgerätes, wie beispielsweise eine Hörgerätestruktur. Zusätzlich zu den einzelnen Lagerungen werden in der Regel auch Verbindungsleitungen zum Bauteil, wie beispielsweise eine Schallleitung, benötigt, welche das Bauteil mit der umliegenden Umgebung, wie beispielsweise der akustischen Umgebung, verbindet, und oft auch eine mechanische Stützfunktion hat.
Die bekannten Gummilager haben dabei drei Funktionen:
Sie halten das elektronische Bauteil in der gewünschten Position im Kleinstgerät, wie beispielsweise den Wandler in der gewünschten Position im Hörgerät;
- sie isolieren das Bauteil von seiner mechanischen Umgebung und dämpfen Vibrationen; und sie schützen das elektronische Bauteil vor schockartigen Belastungen. Zum oben beschriebenen, generellen Ansatz zur dämpfenden Lagerung von elektronischen Bauteilen in elektronischen Kleinstgeräten werden in der Literatur verschiedene Möglichkeiten beschrieben, um beispielsweise Wandler, insbesondere Hörer (Lautsprecher) in Hörgeräten, zu lagern. So beschreibt beispielsweise EP 1 249 496 eine mehrteilige Hörerlagerung, die der Kraftverteilung an der Höreroberfläche Rechnung trägt, indem Gummiteile mit unterschiedlicher Steifigkeit eingesetzt werden. In der US 47 29 451 wird eine integrierte Lagerung von einem Hörer und einem Im-Ohr-Hörgerät beschrieben. In eine individuelle Schale wird eine Hörerattrappe eingelegt und die Schalenspitze wird mit einem giessbaren Gummimaterial gefüllt. Nach dem Trocknen wird die Attrappe entfernt und zurück bleibt eine integrierte Kavität, welche als Hörerlagerung dient.
In der US 6 751 326 wird ein Lagerungskonzept beschrieben, bei welchem ein Hörer in einem zweiteiligen Gehäuse untergebracht ist. Die Gummiteile sind dabei auf dem Hörer und/oder dem Gehäuse montiert.
In der WO20055652 wird eine Lagerung für einen Hörer in einem Hörgerät beschrieben, welcher auch mittels mehreren Gummiteilen in seiner Position fixiert wird, wobei diese Gummiteile sowohl am Hörer wie auch an entsprechenden Gehäuseteilen fixiert werden müssen.
In der EP 1 316 239 wird generisch der Einsatz von Mehrkomponenten-Spritzgusstechnik für Hörgeräte anhand einiger Anwendungsbeispiele beschrieben. Dabei handelt es sich um Dichtungen am Gehäuse, Schallkanäle für Schallein- und - austritt und eine elastische Aufnahmekavität für Wandler.
Schliesslich zeigt die WO00/79835 ein Hinter-Ohr-Hörgerät bei welchem eine elektrisch/akustische Wandlereinheit vorgesehen ist mit einem Lautsprechergehäuse, wobei das Gehäuse federnd in einer Kapselung derart gelagert ist, dass Kapselung und Lautsprechergehäuse einen Zwischenraum festlegen. Bei den Lagerungen, wie sie gemäss dem heutigen Stand der Technik eingesetzt werden, fallen insbesondere folgende Nachteile auf:
Die eingesetzten Gummiteile sind relativ teuer in der Herstellung und eine Konstanz der Materialeigenschaften (Steifigkeit, Dämpfung) ist wegen der kleinen Mengen von Vulkanisat nicht immer gewährleistet.
Das Montieren der zum Teil sehr dünnwandigen Gummilagerungen auf die Wandler ist äusserst delikat. Einerseits ist ein grosser Zeitaufwand in der Produktion damit verbunden, andererseits hängt die akustische Stabilität des Hörgerätes sehr stark von der Präzision der Montage ab. Eine leichte Abweichung oder Verschiebung der Gummiteile kann zu einem Verkanten der Wandler im Hörgerätegehäuse und somit zu mechanischer Rückkopplung führen.
- Die meisten Lagerungen im Stand der Technik ermöglichen keine Trennung von Schockdämpfung und Vibrationsisolation, weil beide Funktionen mit dem gleichen Bauteil - bestehend aus demselben Material - abgedeckt werden müssen.
Es gibt natürlich auch Ansätze, um die Anforderungen an die Lagerung von Wandlern zu reduzieren. Eine besteht darin, den Wandler gegenüber schockartigen Belastungen unempfindlicher zu machen, wie dies z.B. in der EP 0 993 759 beschrieben ist. Ausserdem gibt es auch Anstrengungen der Wandlerhersteller, die Hörer vibrationsärmer zu gestalten, wie beispielsweise beschrieben in der EP 1 248 496, der US 6 751 326 oder der EP 127 442. Diese Ansätze gehen alle in die richtige Richtung, sind aber unter Umständen für eine spezifische Anwendung im Hörgerät ungeeignet, weil sie die Kosten und/oder die Grosse des Wandlers erhöhen.
Aufgrund der obigen Ausführungen ist es entsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung für elektronische Bauteile, wie beispielsweise eines Wandlers, in einem elektronischen Kleinstgerät, wie beispielsweise einem Hörgerät, zu entwickeln, die den wichtigsten nachfolgenden Ansprüchen gerecht wird, nämlich eine Vibrationsisolation des Bauteiles und eine Schockdämpfung im Falle eines Stosses zu gewährleisten .
Erfindungsgemäss wird eine Vorrichtung gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 vorgeschlagen.
Die Vorrichtung zum gedämpften Lagern von elektronischen Bauteilen in einem ein- oder mehrteiligen Aufnahmegehäuse eines elektronischen Kleinstgerätes gemäss der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein entlang, wenigstens an Teilen der Innenwandung des Aufnahmegehäuses angeordnetes elastisches und/oder flexibles Halteelement vorgesehen ist, mit in Richtung Innenraum der Aufnahme einwärts vorstehenden Lagerungsbereichen zum in Position Lagern bzw. Halten des Bauteiles in der Aufnahme.
Wie bereits eingangs erwähnt, hat die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Dämpfen grundsätzlich zwei Funktionen, nämlich einerseits das Bereitstellen einer Vibrationsisolation und andererseits einer Schockdämpfung. Es hat sich dabei gezeigt, dass zur Vibrationsisolation die Lagerung eine geringe bis sehr geringe Steifigkeit aufweisen soll und eine geringe Dämpfung. Demgegenüber gilt entgegen der Vibrationsisolation für die Schockdämpfung dass die Lagerung sehr viel steifer sein muss, wobei hier eine viel höhere innere Dämpfung des Materials wünschenswert ist.
Gemäss einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme mindestens zu Teilen mit einem elastisch weichen und/oder flexiblen Material beschichtet bzw. ausgekleidet ist, wobei aus der Schicht ragende Erhöhungen vorgesehen sind. Bei diesen Erhöhungen kann es sich um rippen-, kegel-, noppenartige Erhöhungen handeln, mit beispielsweise spitzen, stumpfen oder abgerundeten Auflageflächen für das elektronische Bauteil.
Wiederum gemäss einer weiteren Ausführungsvariante kann die Auskleidung bzw. das Halteelement aus demselben Material bestehen, wie die vorstehenden Lagerungsbereiche bzw. aus der Schicht ragenden Erhöhungen oder aber für die Lagerungsbereiche bzw. Erhöhungen kann ein unterschiedliches Material gewählt werden, um den oben erwähnten, unterschiedlichen Anforderungen bei Vibrations-Isolation und Schockdämpfung gerecht zu werden.
Das Halteelement bzw. die Auskleidung wie auch die Erhöhungen bzw. Lagerungsbereiche können aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) bestehen. Als besonders geeignet haben sich Block-Copolymere wie beispielsweise, ein Styrol-Elastomer (TPE-S) oder ein Polymer-Blend wie beispielsweise ein Polyolefin-Elastomer (TPE-O) erwiesen. Es sind je nach Anwendung jedoch auch andere TPE-Typen wie Thermoplastisches Polyurethan (TPE-U) denkbar oder auch Vulkanisate wie Silikon- Kautschuk, etc.
Geeignet sind insbesondere Materialien mit einer Shore-Härte > 25, vorzugsweise im Bereich von ca. 30 bis 60.
Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Vorrichtung zum dämpfenden Lagern eines elektronischen Bauteiles sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
Für das Herstellen der erfindungsgemässen Vorrichtung bzw. das Einbringen des dämpfenden Halteelementes in eine Aufnahme eines elektronischen Bauteiles bestehen verschiedene Herstellmöglichkeiten.
So kann zunächst das Halteelement, beispielsweise mittels Spritzguss, hergestellt werden, aufweisend die Lagerbereiche und anschliessend in ein Aufnahmegehäuse eingeführt werden. Oder aber das Halteelement bzw. die elastische Beschichtung kann direkt wiederum beispielsweise mittels Spritzguss in ein bereits bestehendes Aufnahmegehäuse eingegeben werden, welches Aufnahmegehäuse seinerseits aus einem duroplastischen oder thermoplastischen Polymer bestehen kann.
Wiederum gemäss einer weiteren Ausführungsvariante ist es möglich, direkt das Aufnahmegehäuse und die dämpfende Vorrichtung mittels sogenannter 2K-Spritztechnik herzustellen, indem gleichzeitig oder in nachfolgenden Injektionsvorgängen das jeweilige Polymer in die Form eingespritzt wird.
Die Erfindung wird nun beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch im Schnitt eine Lagerung eines elektronischen Bauteiles gemäss dem Stand der Technik,
Fig. 2 schematisch im Schnitt die Lagerung eines elektronischen Bauteiles gemäss der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 in Schnittperspektive eine mögliche
Ausführungsvariante einer dämpfenden Lagerung vorgesehen für den Einbau eines elektronischen Bauteiles,
Fig. 4 schematisch das dämpfende Lagern eines elektronischen Bauteils, aufweisend einen nicht symmetrischen Massenmittelpunkt.
Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante einer dämpfenden Lagerung,
Fig. 6 wiederum im Schnitt eine weitere
Ausführungsvariante einer der erfindungsgemässen Dämpfung und
Fig. 7a - 7d Beispiele von Dämpfungselementen geeignet für eine dämpfende Anordnung. Die Grundlage der vorgeschlagenen Erfindung besteht darin, dass die Lagerung ins Gehäuse des elektronischen Gerätes, wie beispielsweise des Hörgerätes, integriert wird, wie das in den nachfolgend beschriebenen Figuren 1 und 2 am Beispiel einer Hörerlagerung dargestellt wird. Der Hauptunterschied zwischen dem Stand der Technik, dargestellt in Figur 1, besteht darin, dass die Lagerung nicht mehr am Wandler montiert ist, sondern ein Teil des Hörgerätegehäuses wird, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.
Figur 1 zeigt schematisch im Schnitt einen Wandler 1, welcher in einem entsprechenden Hörgerätegehäuse 3 angeordnet ist. Für die Schockdämpfung bzw. Vibrationsisolation ist eine Gummilagerung 5 vorgesehen, aufweisend nach aussen ragende Stützrippen 7 für Punktlagerung.
Im Unterschied dazu ist der Wandler 1 gemäss der Darstellung in Figur 2 nicht mehr in einem Gummikissen 5 gelagert, sondern liegt "frei" auf Stützrippen 17 auf, welche Teil eines Dämpfungseinsatzes ist, welcher direkt an der inneren Oberfläche des Hörgerätegehäuses 3 angeordnet ist. Diese weist wiederum ein Gummikissen 15 auf, mit nach innen vorstehenden Stützrippen 17 für Punktlagerung.
Gemäss Figur 2 wird die Kavität im Hörgerät, welche den Wandler aufnimmt, mit einer Schicht aus einem weichen, elastischen Material ausgekleidet das genügend Wandstärke und Steifigkeit besitzt, um die oben erwähnten Anforderungen bezüglich Schockdämpfung zu erfüllen. Aus dieser Schicht ragen verschiedene kegel- oder rippenartige Erhöhungen 17 heraus, welche für eine definierte Positionierung des Wandlers 1 sorgen. Durch die Ausgestaltung dieser Stützelemente 17 kann deren Steifigkeit in Richtung optimaler Vibrationsisolation eingestellt werden. Beispielsweise können diese Elemente so ausgestaltet werden, dass sie hauptsächlich auf Schub und nicht auf Druck belastet werden, was eine sehr viel geringere Steifigkeit zur Folge hat. Ein konkretes Anwendungsbeispiel der Erfindung soll im Folgenden und unter Bezug auf Figur 3 aufgezeigt werden: Es wird eine Hörerlagerung entwickelt, welche beispielsweise durch ein 2K-Spritzgussverfahren direkt in das Hörgerätegehäuse eingebracht wird. Dabei wird das Gehäuse 3 mehrteilig ausgestaltet und in jedem Teil befindet sich ein Teil der integrierten Lagerung. Diese integrierte Lagerung weist folgende Merkmale auf:
Die primäre Lagerung 25 mittels eines thermoplastischen Elastomers (TPE) durch Spritzguss hergestellt.
Die Lagerung wird in einem Arbeitsgang mittels 2K- Spritztechnik direkt in das Gehäuse 3 integriert.
Die Verbindung zwischen Lagerung 25 und Gehäuse 3 erfolgt über Adhäsion gemäss der Technik von hart/weich Verbindungen
Die Lagerung 25 besitzt genügend Wandstärke um einen Stoss abzufangen.
Das Material besitzt eine mittlere Härte und niedrige Rückprallelastizität wie vorzugsweise mit einer Shore- härte im Bereich 30 bis 60. Als Beispiel sei ein thermoplastisches Elastomer auf Basis SEBS (Styrol- Ethylen-butylen-Styrol) genannt.
Der Wandler ruht auf mehreren dünnen Spitzen 27, welche eine sehr geringe Steifigkeit aufweisen.
Die Lagerung weist seitliche Stützrippen 28, die zur Fixierung des Wandlers dienen.
In das so hergestellte, mehrteilige Hörgerätegehäuse kann nun der Wandler in die dafür vorgesehene Kavität eingegeben werden. Das Gehäuse weist weiter eine Öffnung 21 für Schallkanal, Schallschlauch, Anschlüsse, etc. auf. Neben den oben beschriebenen sind natürlich auch weitere Merkmale denkbar: Die Lagerung wird in einem zweiten Arbeitsgang in das Gehäuse integriert, welches dafür in eine Spritzgussform eingelegt werden muss.
Die Verbindung zwischen Lagerung und Gehäuse wird neben der reinen Adhäsion auch durch mechanische Verankerung unterstützt. Das kann durch mechanische
Konstruktionselemente (Bohrungen, Hintergriffe, etc.) oder durch Vergrösserung der spezifischen Oberfläche des Gehäuses durch chemisches oder physikalisches Ätzen da insbesondere bei Hörgeräten oft nicht genügend Platz vorhanden ist für eine mechanische Verankerung.
Das Material der Lagerung besteht aus einem heissvulkanisierten Silikon, welches auch mittels Spritzguss verarbeitet wird.
Die Lagerung beinhaltet gleichzeitig auch eine Dichtung des Gehäuses und/oder eine Dichtung des Schallausganges 21.
Durch die Ausgestaltung und die Position der Stützrippen 28 und Stützspitzen 27 kann eine statisch ausgewogene Lagerung errichtet werden. Es kann dabei der Tatsache Rechnung getragen werden, dass die Anregung des Hörers nicht symmetrisch ist. Dieser Ansatz ist in Figur 4 schematisch aufgezeigt. Bedingt durch den inneren Aufbau des Wandlers ist der Massenmittelpunkt M bzw. 14 ausserhalb seiner geometrischen Mitte. Um dennoch eine statisch ausgewogene Lagerung zu erzielen, können die Stützspitzen so ausgestaltet werden, dass z.B. Stützspitze 18, welche näher beim Massenmittelpunkt ist, eine höhere Steifigkeit aufweist als die andere Spitze 16. Dies lässt sich natürlich theoretisch auch mit den heutigen Lagerungen erreichen, doch in diesem Falle werden die Einbauspezifikationen noch enger, da die Symmetrie der Lagerungen wegfällt. Figur 5 zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen dämpfenden Anordnung für das Lagern eines elektronischen Bauteiles 1. Wiederum ist in der steifen Aufnahmewandung 3 eines elektronischen Kleinstgerätes eine dämpfende Schicht 15 angeordnet, bestehend aus einem elastischen Material, wie vorab beschrieben. Wie in den vorangehenden Beispielen sind auch hier nach innen vorstehende Vorsprünge 17 vorgesehen für die Lagerung des Bauteiles 1. Zusätzlich in Fig. 5 sind in den nach innen ragenden Vorsprüngen 17 Lufteinschlüsse 31 ausgebildet, um eine zusätzliche dämpfende Wirkung zu erzielen. Diese dämpfenden Lufteinschlüsse 31 können relativ klein ausgebildet sein wie in Fig. 5 oder aber können wie schematisch in Fig. 6 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 35 versehen, derart ausgebildet sein, dass der nach innen ragende Vorsprung 37 kissenartig bzw. blattfederartig ausgebildet ist. Einerseits kann dadurch die Dämpfungswirkung erhöht werden, andererseits aber wird dadurch die Lagerstabilität erniedrigt.
Weiter in Fig. 5 erkennbar sind Hintergriffe 33, welche eine bessere Verbindung oder gar eine klebfreie Verbindung zwischen dämpfender Schicht 15 und der steifen Gehäusewandung 3 ermöglichen.
In den Figuren 7a bis 7d sind Beispiele von nach innen ragenden Vorsprüngen 17 dargestellt, welche darlegen sollen, dass irgendwelche Formgebungen zum Erzielen einer geeigneten Dämpfung möglich sind bzw. je nach Anforderungen zu wählen sind. So zeigt Fig. 7a einen kegelartigen Vorsprung, Fig. 7b eine Rippe, währenddem Fig. 7c analog Fig. 6 ein kissenartiges oder blattfederartiges Dämpfungselement 17 zeigt. Ähnlich ist in Fig. 7d ein blattfederartiges Dämpfungselement 17 dargestellt, welches in einem Eckbereich des Aufnahmegehäuses 3 angeordnet ist. Zur Verstärkung der Dämpfung ist wiederum ein Hohlraum 35 vorgesehen. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen darin, dass die Herstellkosten für die dämpfende Lagerung reduziert werden können:
Die Kosten für Guinitiiteile fallen weg.
Der Montageaufwand wird durch das Integrieren der Lagerungen wesentlich reduziert, da nicht nur die weichen Gummilagerungen einzeln über die Schallwandler gezogen werden müssen, sondern der Wandler einfach in die dafür vorgesehene Kavität eingesetzt werden kann.
Durch die einfachere Montage erhöht sich auch die Produktionstoleranz, da es schwieriger wird, die Wandler falsch einzubauen.
Durch das Integrieren der Lagerungen lassen sich neue Designs realisieren, welche durch die weitgehende Trennung der beiden Funktionen "Schwingungsisolation" und "Schockisolation" zu einer höheren Zuverlässigkeit und zu mehr Verstärkung führen können.
Durch das Integrieren der Lagerungen kann ein Lagerungstyp realisiert werden, der genau für einen bestimmten Wandler optimiert ist. Insbesondere lassen sich statisch ausgeglichene Lagerungen einfacher realisieren, ohne dass aufwendige Montagevorschriften erstellt oder zusätzliche Gummiteile montiert werden müssen.
Bei den unter Bezug auf die Figuren 1 bis 7 dargestellten Dämpfungsvorrichtungen bzw. Lagerungen handelt es sich selbstverständlich nur um Beispiele für das bessere Verständnis der vorliegenden Erfindung. Die Lagerungen bzw. Dämpfungen sind selbstverständlich nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, sondern es können auch davon abweichende Lagerungen bzw. Dämpfungsvorrichtungen verwendet werden, welche beispielsweise unterschiedliche Wandstärken, unterschiedliche Steifigkeiten der Materialien aufweisen, unterschiedliche Geometrien bzw. Ausgestaltungen der vorstehenden Lagerbereiche bzw. Erhöhungen, unterschiedliche Herstelltechniken, etc., etc. Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass das dämpfende Element bzw. die dämpfende Lagerung an der Gehäuseinnenwandung des elektronischen Baugerätes angeordnet ist zum Positionieren und Halten eines elektronischen Bauteiles, wobei das dämpfende Element gegen den Innenraum gerichtete und vorstehende Lagerungsbereiche aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum gedämpften Lagern von elektronischen Bauteilen in einem Aufnahmegehäuse eines elektronischen Kleinstgerätes, gekennzeichnet durch ein entlang wenigstens von Teilen der Innenwandung des Aufnahmegehäuses (3) angeordnetes, elastisches und/oder flexibles Halteelement (15) mit einwärts vorstehenden Lagerungsbereichen (17) zum in Position Lagern bzw. Halten des Bauteils (1) .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dass die Aufnahme (3) mindestens zu Teilen mit einem elastisch, weichen und/oder flexiblen Material (15) beschichtet bzw. ausgekleidet ist, wobei aus der Schicht (15) ragende Erhöhungen (17) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass elastische und/oder flexible Material eine Shore-härte von > 25, vorzugsweise 30 bis 60 aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsbereiche bzw. Erhöhungen (17) rippen-, kegel- oder noppenartig ausgebildet sind, vorzugsweise mit spitzigen oder abgerundeten Auflageflächen für das Bauteil (1) .
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement bzw. das flexible Material (15) sowie die nach innen ragenden Lagerungsbereiche bzw. Erhöhungen (17) aus einem Thermoplastischen Elastomer
(TPE) bestehen, wie beispielsweise einem Styrol-Elastomer, einem Polyolefin-Elastomer, einem thermoplastischen Polyurethan oder auch aus einem Vulkanisat wie Silikon- Kautschuk etc.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement bzw. das elastisch oder flexible Material eine unterschiedliche Steifheit bzw. Weichheit aufweist als die Lagerungsbereiche bzw. nach innen vorstehenden Erhöhungen (17), wobei vorzugsweise das Halteelement bzw. das Material eine höhere Steifigkeit aufweist als die nach innen vorstehenden Lagerungsbereiche bzw. Erhöhungen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsbereiche bzw. Erhöhungen (17) unterschiedliche Geometrien aufweisen und/oder unterschiedliche Steifigkeit bzw. Elastizität aufweisen, insbesondere bei nicht symmetrischer Anordnung des Massemittelpunktes des zu lagernden Bauteiles.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Halteelement bzw. der elastischen oder flexiblen Schicht (15) und/oder in den nach innen vorstehenden Erhöhungen (17) Lufteinschlüsse (35) vorgesehen sind, um eine blattfederartige Dämpfung zu ermöglichen.
9. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil bzw. elastische oder flexible Material zusammen mit den vorragenden Lagerungsbereichen bzw. Erhöhungen mittels giessen oder mittels Spritzguss in ein Aufnahmegehäuse des elektronischen Bauteiles eingegeben bzw. eingespritzt wird.
10. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Aufnahmegehäuse des elektronischen Bauteiles wie auch der elastische und/oder flexible Lagerungsbereich für das dämpfende Lagern des Bauteiles mittels so genannter 2K- Spritztechnik hergestellt werden.
11. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der elastischen und/oder flexiblen Lagerungsbereiche im Aufnahmegehäuse des elektronischen Bauteiles über Adhäsion der beiden Materialien im Spritzguss oder durch Ausbilden mechanischer Verankerungen erfolgt.
12. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder hergestellt nach einem Verfahren nach Ansprüchen 9 bis 11 zum Lagern eines elektronischen Wandlers bzw. Hörerteils in einem Aufnahmegehäuse eines Hörgerätes.
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