WO2018024647A1 - Verfahren zum herstellen eines akustischen widerstandes und akustischer widerstand - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an acoustic resistance and an acoustic resistance.
  • DE 10 2014 214 547 A1 shows a method for producing acoustic resistors.
  • holes are punched in a base material for acoustic damping by means of a bushing with a hole and a punch with a corresponding punch diameter.
  • This object is achieved by a method for producing acoustic resistors according to claim 1 and by an acoustic resistor according to claim 5.
  • a method for producing an acoustic resistance is provided.
  • a plurality of first holes are formed in a base material having a first and a first hole second extent generated to produce a hole pattern.
  • a hole size and / or a hole spacing is configured unevenly distributed along the first and / or second extension.
  • the first holes may be punched, lasered, shot or shot, or etched by water jet cutting.
  • the invention relates to the idea of producing an acoustic resistance, for example by punching a base material, i. a hole pattern is punched in the base material.
  • a hole pattern is punched in the base material.
  • the acoustic damping of an acoustic resistance along the axes of the acoustic resistance can be varied.
  • an acoustic resistance can be provided which has a different attenuation value in different coordinates. The attenuation could increase continuously in one direction or it can be made linear.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a method for
  • FIGS. 2 to 10 each show different possible hole patterns for an inventive acoustic resistance.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a method for producing an acoustic resistance.
  • a base material 100 is used, and in this base material, a plurality of holes 10 are punched in a hole pattern.
  • the holes may be lasered, ion bombarded, waterjet cut or etched, for example.
  • the punching of the holes 10 takes place by means of a punch 200 having a first diameter and a bushing 300 having a bore 310 with a second diameter.
  • the bushing 310 is placed below the base material 100, and the punch 200 moves through the base material into the bushing 310, thereby punching a hole 10 in the base material 100.
  • This step is repeated at various positions until the desired hole pattern of the desired acoustic resistance is achieved.
  • either the tool (punch / sleeve) or the material can be repositioned.
  • the diameter of the hole 10 may depend on the diameter of the punch the diameter DB of the bushing 300 and the material thickness t as well as the material of the base material 100.
  • a hole pattern is punched into the base material 100 by the method described above, the holes preferably having a non-uniform arrangement over the base material 100.
  • an acoustic resistance can be achieved, which can have a changed attenuation over its surface.
  • the damping can be achieved by varying the diameter of the holes and / or the arrangement of the holes.
  • an acoustic resistance can thus be achieved which can have a damping gradient in a certain direction.
  • the damping can, for example, continuously increase or decrease.
  • the function of the increase over a coordinate of the base material is freely adjustable. It can, but does not have to increase or decrease linearly.
  • an increase of the resistance with a subsequent decrease along one or more coordinates is possible. This can be achieved, for example, by varying the size of the holes and the distance between the punched holes. With a variation of the distance, the tool used (punch, bush) must not be changed.
  • a variation of the attenuation not only along a linear coordinate direction, but can be done otherwise.
  • the damping in the radial direction may decrease or increase.
  • the change in the acoustic resistance can be continuous or stepped or jumped.
  • the holes may be configured as round holes, angular holes or the like.
  • FIGS. 2 to 4 each show a sheet-like base material 100 having first and second extensions 100a, 100b.
  • FIGS. 2 to 4 each show different uniform hole patterns.
  • 2 shows a triangular grid, in FIG. 3 a square grid and in FIG. 4 a hexagonal grid.
  • FIGS. 2 to 4 each show a uniform hole arrangement with holes of equal size.
  • FIGS. 5 to 10 each show a planar base material 100 with first and second extensions 100a, 100b (X and Y axes).
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a hole pattern with a quasi-random arrangement of 1500 holes.
  • the hole pattern according to FIG. 5 can be produced by the method according to the invention.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of a hole pattern according to the invention.
  • the hole pattern has a plurality of holes 10 in a base material 100.
  • the holes 10 are provided in a spiral arrangement.
  • the center of the spiral arrangement can be provided without holes.
  • the hole pattern of FIG. 6 represents an arrangement of holes with an equidistant arrangement on a Fibonacci spiral.
  • it is optionally possible to avoid interfering effects, such as standing wave resonance phenomena, which are present in a regular distribution can.
  • FIG. 7 shows an acoustic resistance with a base material 100 and a plurality of holes 11 -17.
  • the holes 11-17 each have a different diameter.
  • the acoustic resistance according to FIG. 7 thus has a continuous change of the acoustic attenuation by variation of the hole size in the second dimension 100 b of the base material 100.
  • Fig. 8 is a graph showing an acoustic resistance. On the left side there is shown a first portion 100c with a first hole spacing and on the right side a second portion 100d with a second hole spacing. The transition between the first and second sections 100d, 100c is erratic. The diameter of the holes 11 may be substantially identical.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of a hole pattern of an acoustic resistor according to the invention.
  • FIG. 9 shows a hole pattern with a fixed grid, but with different hole sizes or diameters. The hole sizes change towards the center and in particular become smaller. Alternatively, the hole size may also decrease from the center to the outside.
  • Fig. 10 shows a schematic representation of a hole pattern of an acoustic resistor according to the invention.
  • a hole arrangement is shown in a spiral shape, wherein the diameter of the holes 1 1, 12, 13 are smaller from the center outwards.
  • a hole pattern may also be provided in a spiral shape, wherein the diameter of the holes 11, 12, 13 decreases from outside to inside.
  • the base material 100 has first and second extensions 100a, 100b and a center 100d.
  • FIGS. 9 and 10 show in particular a rotationally symmetrical distribution starting from a center point. The damping can increase or decrease radially.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes vorgesehen. Eine Mehrzahl von ersten Löchern (10) wird in einem Basismaterial (100) mit einer ersten und zweiten Ausdehnung (100a, 100b) erzeugt, um ein Lochmuster zu erzeugen. Eine Lochgröße und/oder ein Lochabstand ist entlang der ersten und/oder zweiten Ausdehnung (100a, 100b) ungleichmäßig verteilt ausgestaltet.

Description

Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes und akustischer Widerstand
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes sowie einen akustischen Widerstand.
DE 10 2014 214 547 A1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen von akustischen Widerständen. Hierbei werden mittels einer Buchse mit einem Loch und einem Stempel mit einem entsprechenden Stempeldurchmesser Löcher in einem Basismaterial für eine akustische Dämpfung gestanzt. Durch dieses Verfahren zum Herstellen von akustischen Widerständen ist es möglich, akustische Widerstände mit großer Genauigkeit zu reproduzieren. Durch Stanzen von Löchern in das Basismaterial wird der akustische Widerstand eingestellt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von akustischen Widerständen vorzusehen, welches eine verbesserte und flexiblere Herstellung von akustischen Widerständen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen von akustischen Widerständen nach Anspruch 1 sowie durch einen akustischen Widerstand nach Anspruch 5 gelöst.
Somit wird ein Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes vorgesehen. Eine Mehrzahl von ersten Löchern wird in einem Basismaterial mit einer ersten und zweiten Ausdehnung erzeugt, um ein Lochmuster zu erzeugen. Eine Lochgröße und/oder ein Lochabstand ist entlang der ersten und/oder zweiten Ausdehnung ungleichmäßig verteilt ausgestaltet.
Die ersten Löcher können beispielsweise gestanzt, gelasert, per lonenbeschuss oder per Wasserstrahlschneiden erzeugt oder geätzt werden.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, einen akustischen Widerstand beispielsweise durch ein Stanzen eines Basismaterials herzustellen, d.h. in dem Basismaterial wird ein Lochmuster eingestanzt. Durch Variation der Lochgröße sowie des Lochabstandes zwischen benachbarten gestanzten Löchern kann die akustische Dämpfung eines akustischen Widerstandes entlang der Achsen des akustischen Widerstandes variiert werden. Damit kann ein akustischer Widerstand vorgesehen werden, welcher einen unterschiedlichen Dämpfungswert in unterschiedliche Koordinaten aufweist. Die Dämpfung könnte in eine Richtung kontinuierlich zunehmen bzw. sie kann linear ausgestaltet sein.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum
Herstellen eines akustischen Widerstandes und
Fig. 2 bis 10 zeigen jeweils verschiedene mögliche Lochmuster für einen er- findungsgemäßen akustischen Widerstand.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines akustischen Widerstandes. Zur Herstellung von akustischen Widerständen wird ein Basismaterial 100 verwendet, und in dieses Basismaterial wird eine Mehrzahl von Löchern 10 in einem Lochmuster gestanzt. Alternativ können die Löcher zum Beispiel gelasert, per lonenbeschuss, per Wasserstrahlschneider erzeugt oder geätzt werden. Das Stanzen der Löcher 10 erfolgt mittels eines Stempels 200 mit einem ersten Durchmesser und einer Buchse 300 mit einer Bohrung 310 mit einem zweiten Durchmesser. Die Buchse 310 wird unterhalb des Basismaterials 100 platziert, und der Stempel 200 fährt durch das Basismaterial in die Buchse bzw. die Bohrung 310 hinein und stanzt dabei ein Loch 10 in das Basismaterial 100. Dieser Schritt wird an verschiedenen Positionen wiederholt, bis das gewünschte Lochmuster des gewünschten akustischen Widerstands erreicht wird. Dazu kann wahlweise das Werkzeug (Stempel/Buchse) oder das Material neu positioniert werden.
Optional kann der Durchmesser des Loches 1 0 von dem Durchmesser des Stempels den Durchmesser DB der Buchse 300 und der Materialstärke t sowie dem Material des Basismaterials 100 abhängen.
Gemäß der Erfindung wird durch das oben beschriebene Verfahren ein Lochmuster in das Basismaterial 100 gestanzt, wobei die Löcher vorzugsweise eine ungleichmäßige bzw. nicht gleichmäßige Anordnung über dem Basismaterial 100 aufweisen. Damit kann ein akustischer Widerstand erreicht werden, der über seine Fläche eine veränderte Dämpfung aufweisen kann. Die Dämpfung lässt sich hierbei durch Variation der Durchmesser der Löcher und/oder der Anordnung der Löcher erzielen.
Gemäß der Erfindung lässt sich somit ein akustischer Widerstand erreichen, der einen Dämpfungsgradienten in eine bestimmte Richtung aufweisen kann. Die Dämpfung kann beispielsweise kontinuierlich zunehmen oder abnehmen. Die Funktion der Zunahme über eine Koordinate des Basismaterials ist frei einstellbar. Sie kann, muss aber nicht linear zunehmen bzw. abnehmen. Gemäß der Erfindung ist eine Zunahme des Widerstandes mit einer anschließenden Abnahme entlang einer Koordinate oder mehrerer Koordinaten möglich. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem die Größe der Löcher und der Abstand der gestanzten Löcher zueinander variieren. Bei einer Variation des Abstandes muss das verwendete Werkzeug (Stempel, Buchse) nicht gewechselt werden.
Gemäß der Erfindung kann eine Variation der Dämpfung nicht nur entlang einer linearen Koordinatenrichtung, sondern kann auch anderweitig erfolgen. Beispielsweise bei runden Folien kann die Dämpfung in radialer Richtung abnehmen bzw. zunehmen. Die Änderung des akustischen Widerstandes kann kontinuierlich oder stufig bzw. sprungartig verlaufen.
Gemäß der Erfindung können die Löcher als runde Löcher, eckige Löcher oder dergleichen ausgestaltet sein.
In den Fig. 2 bis 4 ist jeweils ein flächiges Basismaterial 100 mit einer ersten und zweiten Ausdehnung 100a, 100b gezeigt. In den Fig. 2 bis 4 sind jeweils unterschiedliche gleichmäßige Lochmuster dargestellt. In Fig. 2 ist ein dreieckiges Raster, in Fig. 3 ein quadratisches Raster und in Fig. 4 ein hexagonales Raster gezeigt. In den Fig. 2 bis 4 ist jeweils eine gleichmäßige Lochanordnung mit gleich großen Löchern gezeigt. In den Fig. 5 bis 10 ist jeweils ein flächiges Basismaterial 100 mit einer ersten und zweiten Ausdehnung 100a, 100b (X und Y Achse) gezeigt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Lochmusters mit einer quasi zufälligen Anordnung von 1500 Löchern. Das Lochmuster gemäß Fig. 5 lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellen. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Lochmusters gemäß der Erfindung. Das Lochmuster weist eine Mehrzahl von Löchern 10 in einem Basismaterial 100 auf. Die Löcher 10 sind in einer Spiralanordnung vorgesehen. Optional kann die Mitte der Spiralanordnung ohne Löcher vorgesehen sein.
Das Lochmuster von Fig. 6 stellt eine Anordnung von Löchern mit einer äquidistanten Anordnung auf einer Fibonacci-Spirale dar. Durch die in Fig. 6 gezeigte Anordnung können optional störende Effekte wie beispielsweise stehende Wellenresonanzerschei- nungen vermieden werden, welche bei einer regelmäßigen Verteilung vorhanden sein können.
Fig. 7 zeigt einen akustischen Widerstand mit einem Basismaterial 100 und einer Mehr- zahl von Löchern 1 1 - 17. Die Löcher 1 1 - 17 weisen jeweils einen unterschiedlichen Durchmesser auf. Der akustische Widerstand gemäß Fig. 7 weist somit eine kontinuierliche Veränderung der akustischen Dämpfung durch Variation der Lochgröße in der zweiten Ausdehnung 100b des Basismaterials 100 auf.
Fig. 8 zeigt einen Graphen zur Veranschaulichung eines akustischen Widerstandes. Auf der linken Seite ist ein erster Abschnitt 100c mit einem ersten Lochabstand und auf der rechten Seite ist ein zweiter Abschnitt 100d mit einem zweiten Lochabstand gezeigt. Der Übergang zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 100d, 100c ist sprunghaft. Der Durchmesser der Löcher 1 1 kann im Wesentlichen identisch sein.
Bei der Lochanordnung von Fig. 8 sind zwei Abschnitte 110c und 100d gezeigt. Alternativ dazu sind jedoch auch mehrere Abschnitte sowohl in X- als auch in Y-Richtung möglich. Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Lochmusters eines akustischen Widerstandes gemäß der Erfindung. In Fig. 9 ist ein Lochmuster mit einem festen Raster, jedoch mit unterschiedlichen Lochgrößen bzw. -durchmessern gezeigt. Die Lochgrößen verändern sich zum Zentrum hin und werden insbesondere kleiner. Alternativ dazu kann sich die Lochgröße auch vom Zentrum nach außen hin verringern.
Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Lochmusters eines akustischen Widerstandes gemäß der Erfindung. In Fig. 10 ist eine Lochanordnung in Spiralform gezeigt, wobei die Durchmesser der Löcher 1 1 , 12, 13 von der Mitte nach außen kleiner werden. Alternativ dazu kann ebenfalls ein Lochmuster in einer Spiralform vorgesehen sein, wobei der Durchmesser der Löcher 11 , 12, 13 von außen nach innen abnimmt. Das Basismaterial 100 weist eine erste und zweite Ausdehnung 100a, 100b sowie ein Zentrum 100d auf.
Bei der Lochanordnung von Fig. 9 und Fig. 10 hängt die Dämpfung des akustischen Widerstandes von dem Ort bzw. der Position ab. In Fig. 9 und 10 ist insbesondere eine rotationssymmetrische Verteilung ausgehend von einem Mittelpunkt dargestellt. Die Dämpfung kann radial zu- oder abnehmen.
Alternativ zu den Lochmustern gemäß Fig. 9 und 10 ist eine Änderung der Lochanzahl pro Flächeneinheit zur Mitte hin bei gleichbleibender Lochgröße möglich.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes, mit den Schritten
Erzeugen einer Mehrzahl von mindestens ersten Löchern (10) in einem Basismaterial (100) mit einer ersten und zweiten Ausdehnung (100a, 100b), um ein Lochmuster zu erzeugen,
wobei eine Lochgröße und/oder ein Lochabstand entlang der ersten und/oder zweiten Ausdehnung (100a, 100b) ungleichmäßig verteilt ausgestaltet ist.
2. Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes nach Anspruch 1 , wobei
die Mehrzahl von mindestens ersten Löchern durch Stanzen erfolgt.
3. Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die Lochgröße und/oder der Lochabstand entlang der ersten und/oder zweiten Ausdehnung (100a, 100b) des Basismaterials (100) abnimmt oder zunimmt.
4. Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes nach Anspruch 1 oder 2, wobei
das Basismaterial (100) ein Zentrum (100d) aufweist, wobei die Lochgröße und/oder der Lochabstand radial vom Zentrum (1 OOd) abnimmt oder zunimmt.
5. Verfahren zum Herstellen eines akustischen Widerstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
die Zunahme oder Abnahme der Lochgröße und/oder des Lochabstandes kontinuierlich oder zumindest abschnittsweise sprunghaft ausgestaltet ist.
6. Akustischer widerstand für einen elektroakustischen Schallwandler, mit
einem Basismaterial (100) mit einer ersten und zweiten Ausdehnung (100a, 100b), wobei das Basismaterial (100) eine Mehrzahl von mindestens ersten Löchern (10) aufweist,
wobei eine Lochgröße und/oder ein Lochabstand der Löcher (10) entlang der ersten und/oder zweiten Ausdehnung (100a, 100b) des Basismaterials (100) ungleichmäßig verteilt vorgesehen ist.
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