DE19504453C1

DE19504453C1 - Verfahren zum Herstellen einer Membran für einen elektro-akustischen Wandler

Info

Publication number: DE19504453C1
Application number: DE1995104453
Authority: DE
Inventors: Werner Braun
Original assignee: Maxs AG
Current assignee: Maxs AG
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2015-02-11
Also published as: JPH08289392A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen ei ner Membran für einen elektro-akustischen Wandler.

Membranen für elektro-akustische Wandler sind allgemein bekannt und kommen z. B. in Lautsprechern zum Einsatz. Insbesondere beim Einsatz in Lautsprechern für hochfrequente Schallerzeugung stellt sich das Problem, daß die Membranen eine besonders ge ringe Trägheit bzw. ein geringes Eigengewicht aufweisen müssen. Aus diesem Grunde werden derartige Membranen z. B. aus Metallfo lien hergestellt. Jedoch genügen derartige Membranen häufig nicht den an sie gestellten Anforderungen hinsichtlich ihres Schwingungsverhaltens, da auch die Wandstärken von Metallfolien noch zu groß sind.

Aus der DE-A-8 53 359 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Membran bekannt, bei dem ein tiefgezogener Formkörper aus rei nem Aluminium einer anodischen Oxidation unterworfen wird. Durch anschließendes Brennen oberhalb von 600°C wandelt sich das Aluminiumoxid in Korund um, welches dem Formteil die er wünschten Eigenschaften verleiht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung elektro-akustischer Membranen vorzusehen, welches die Herstel lung besonders leichter, mit geringer Trägheit versehener Mem branen zuläßt, die sich durch ein gutes Schwingungsverhalten auszeichnen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mem bran galvanoplastisch hergestellt wird, indem Metall auf einem Formkörper galvanisch abgeschieden wird und nach dem Abscheiden die Membran und der Formkörper voneinander getrennt werden.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß sich mit dem erfindungsgemä ßen Verfahren außerordentlich geringe Wandstärken von gleichmä ßiger Dicke erzeugen lassen. Die so hergestellten Membranen zeichnen sich durch eine konstante Wandstärke und ein niedriges Eigengewicht und somit eine geringe Trägheit aus, wodurch sich ein besonders vorteilhaftes Schwingungsverhalten erzielen läßt.

Als vorteilhaft kann es sich dabei erweisen, wenn Nickel abge schieden wird. Ebenso kann eine Zinn-Nickel oder Eisen-Nickel Legierung abgeschieden werden.

Zwar können die Formkörper aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein, jedoch kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn der Formkörper aus Metall gefertigt ist. Zudem kann es von Vorteil sein, wenn während des Abscheidens zwischen Membran und Formkörper eine Trennschicht vorgesehen ist. Als Trennschicht kann dabei ein Oxyd-Film verwendet werden, bzw. ein Sulfid-Film oder ein Jodid-Film.

Um wiederverwendbare Formkörper verwenden zu können, ist es zu dem vorteilhaft, wenn der Formkörper an die Gestalt der Membran angepaßt ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Formkörper einen im wesentlichen kegelstumpfflächenförmigen Ab schnitt aufweisen.

Für das Schallabstrahlungsverhalten kann es zudem günstig sein, wenn der Formkörper zumindest bereichsweise im wesentlichen ei nem Torusmantelflächenabschnitt entspricht.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, kann die Membran einen äußeren Rand und einen inneren Rand aufweisen, wobei der innere Rand einen sich im wesentlichen in einer Axialrichtung der Membranfläche erstreckenden Kragen aufweisen kann. Der Kragen kann als Befestigungsfläche für z. B. einen Schwingungserreger dienen. Von Vorteil kann es dabei sein, wenn der Kragen mit einer im wesentlichen zylinderringförmigen Auf nahmeeinrichtung aus Kunststoff versehen ist, die durch Um spritzen des Kragens mit diesem verbunden ist. Die Aufnahmeein richtung kann dann als Montagehilfe für einen Schwingungserre ger verwendet werden. Besonders günstig läßt sich die Aufnahme einrichtung ausführen, wenn sie aus ABS-Kunststoff gefertigt ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann an der Membran eine Aufhängung vorgesehen sein, die einen Befesti gungsflansch aufweist, der über ein elastisches Bauteil mit der Membran verbunden ist. Dadurch läßt sich die Membran z. B. in einer Lautsprecherbox montieren. Vorteilhafterweise kann das elastische Bauteil dabei als Manschette aus thermoelastischem Material ausgeführt sein. Ebenso kann es sich als günstig er weisen, wenn der Befestigungsflansch aus Kunststoff besteht und in die Manschette koinjiziert ist. Dadurch läßt sich die Her stellung der Verbindung zwischen Manschette und Befestigungs flansch deutlich vereinfachen. Von Vorteil kann es dabei sein, wenn der Befestigungsflansch aus ABS-Kunststoff hergestellt ist.

Zudem kann es vorteilhaft sein, wenn die Manschette mit einem Befestigungselement verbunden ist, das an der Membran ange bracht ist. Eine günstige Ausführungsform für das Befesti gungselement kann man erzielen, wenn das Befestigungselement ringförmig, den äußeren Rand der Membran umgebend ausgeführt ist. Wenn das Befestigungselement aus Kunststoff hergestellt ist und mit der Membran durch Umspritzen des äußeren Randes der Membran verbunden ist, erhält man eine kostengünstige und sta bile Verbindung zwischen dem Befestigungselement und der Mem bran. Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn das Befestigungse lement in die Manschette koinjiziert ist. Dadurch erhält man eine kostengünstige Verbindung zwischen dem Befestigungselement und der Manschette. Zudem lassen sich die Herstellungskosten senken, wenn das Befestigungselement aus ABS-Kunststoff herge stellt ist.

Um das Schwingungsverhalten der Membran günstig zu beeinflus sen, kann es von Vorteil sein, auf der Membranfläche Schwin gungskörper anzuordnen. Aus Kostengründen können die Schwin gungskörper dabei aus ABS-Kunststoff bestehen und auf die Mem branfläche aufgeklebt sein.

Ebenso ist es denkbar, Vertiefungen oder Erhebungen in der Mem branfläche vorzusehen. Durch entsprechende Gestaltung des Form körpers können diese in die Membranfläche eingeformt werden.

Das Schwingungsverhalten der Membran läßt sich positiv beein flussen, wenn die Membranfläche eine in einem Verhältnis zur planaren Erstreckung der Membranfläche geringe Dicke aufweist.

Als vorteilhaft hat sich dabei eine Dicke der Membranfläche von circa 0,015 bis 0,045 mm erwiesen.

Im folgenden wird die Wirkungs- und Funktionsweise der Erfin dung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert: Es zeigen:

Fig. 1 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge stellte Membran in einer geschnittenen Seitenansicht entlang der Linie I-I mit Anbauteilen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Membran mit Anbauteilen,

Fig. 3 die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Membran ohne Anbauteile in einer geschnittenen Seitenansicht entlang der Linie I-I,

Fig. 4 das Detail aus Fig. 3,

Fig. 5 die Membran während des erfindungsgemäßen Her stellungsverfahrens in einer Schnittansicht,

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der Membran während des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens in einer Schnittansicht entlang der Linie VI-VI,

Fig. 7 die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Membran aus Fig. 6,

Fig. 8 die Membran aus Fig. 6 mit Anbauteilen,

Fig. 9 eine Draufsicht der Membran aus Fig. 8.

Fig. 3 zeigt die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge stellte Membran 1. Die Membran 1 besteht aus Nickel und weist eine Membranfläche 2 auf, die im wesentlichen einem Abschnitt einer Torusmantelfläche entspricht und somit einen Rotations körper bildet. Die Membranfläche 2 weist eine im Verhältnis zu ihrer flächigen Ausdehnung geringe Wandstärke auf. Zudem wird die Membranfläche 2 von einem äußeren Rand 3 und einem inneren Rand 4 begrenzt. An den inneren Rand 4 schließt sich ein Kragen 5 an, der sich im wesentlichen zylindrisch in Richtung der Sym metrieachse der Membran 1 erstreckt.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, bildet ein zur Herstellung der Membran 1 notwendiger Formkörper 6 aus Stahl die Negativform der Membran 1.

An dem Kragen ist eine im wesentlichen zylinderringförmige Auf nahmeeinrichtung 7 montiert. Die aus ABS-Kunststoff bestehende Aufnahmeeinrichtung 7 ist durch Umspritzen des Kragens 5 mit diesem verbunden bzw. an diesem befestigt. Die Aufnahmeeinrich tung kann z. B. zur Befestigung eines nicht dargestellten Schwingungserregers verwendet werden e
Am äußeren Rand 3 ist ein im wesentlichen ringförmiges, aus ABS-Kunststoff bestehendes Befestigungselement 8 durch Umsprit zen des äußeren Randes 3 befestigt.

An dem Befestigungselement 8 ist eine aus thermoplastischem Gummi bestehende Manschette 9 durch Koinjektion befestigt. Die Manschette 9 und das Befestigungselement 8 können auch einstückig ausgeführt sein, z. B. aus Gummi. Die Manschette 9 verfügt über einen Befestigungsflansch 10. Der Befestigungsflansch 10 ist mit der Manschette koinjiziert und somit dauerhaft verbun den. Mit dem Befestigungsflansch 10, läßt sich die Membran 1 z. B. in einem nicht dargestellten Lautsprechergehäuse befesti gen. Die Manschette 9 dient dabei zum Entkoppeln der durch der schwingenden Membran 1 erzeugten Schwingungen vom Lautsprecher gehäuse. Das Befestigungselement 8, die Manschette 9 und der Befestigungsflansch 10 bilden zusammen die Aufhängung 11 für die Membran 1.

Auf der Membranfläche 2 sind Schwingungskörper 12 angeordnet. Die Schwingungskörper 12 bestehen aus ABS-Kunststoff und sind auf der Membranfläche 2 festgeklebt oder aufgespritzt. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, sind die Schwingungskörper 12 im wesentlichen länglich. Es ist jedoch auch denkbar, z. B. halbkugelförmige oder beliebige andere Formen für die Schwin gungskörper 12 vorzusehen. Die Schwingungskörper 12 dienen z. B. als Dämpfungselemente für die Membranfläche 2.

Im folgenden wird die Wirkungs- und Funktionsweise der Erfin dung näher erläutert.

Wie aus Fig. 5 erkennbar, bildet der Formkörper 6 die Negativ form der Membran 1. Der Formkörper 6 ist mit einer Oxydschicht versehen, um nach dem Galvanisieren ein Trennen der Membran 1 und des Formkörpers 6 zu ermöglichen. Zum Galvanisieren wird der Formkörper 6 in ein Elektrolyt getaucht. Anschließend wird eine Zinn-Nickel oder Eisen-Nickel Legierung abgeschieden, wo durch auf dem Formkörper 6 nach und nach die Membran 1 gebildet wird. Nachdem die Membran 1 die gewünschte Dicke erreicht hat, wird der Galvanisierungsvorgang beendet und die Membran 1 von dem Formkörper 6 getrennt. Das Trennen erfolgt durch Abziehen der Membran 1 vom Formkörper 6. Aus diesem Grunde verfügt die Membran 1 über keinerlei Hinterschneidungen.

Die durch galvanische Abscheidung hergestellte Membran zeichnet sich durch eine besonders geringe Wandstärke bei gleichzeitig konstanter Dicke aus. Gleichzeitig ermöglicht die Raumform der Membran eine hohe Steifigkeit.

Anschließend können die Aufhängung 11 und die Aufnahmeeinrich tung 7 angebracht werden. Zusätzlich können die Schwingungskör per 12 auf der Membranfläche 2 angeordnet werden, um die ge wünschten Schwingungseigenschaften zu erzielen.

Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform der erfindungsge mäßen Membran mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 anhand der Un terschiede gegenüber der oben beschriebenen Ausführungsform er läutert e

Fig. 6 zeigt die Membran 1 während ihrer Herstellung, wobei ersichtlich ist, daß der Formkörper 6 über Vorsprünge 13 ver fügt, durch welche bei der Herstellung der Membran Erhebungen 14 in der Membranfläche 2 entstehen. Die Erhebungen 14 sind aus Fig. 7 besser ersichtlich. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, sind die Übergänge zwischen den Erhebungen 14 und der Mem branfläche 2 fließend. Aus Fig. 9 wird ersichtlich, daß die Erhebungen im wesentlichen länglich sind. Es sind jedoch auch beliebige andere Formen denkbar. Ebenso ist es denkbar, Erhe bungen 14 und Schwingungskörper 12 zusammen auf einer Membran fläche 2 vorzusehen. Wie durch die Schwingungskörper 12, läßt sich mit den Erhebungen 14 das Schwingungsverhalten der Membran 1 günstig beeinflussen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Membran für einen elektro akustischen Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) galvanoplastisch hergestellt wird, indem Metall auf einen Formkörper galvanisch abgeschieden wird und anschließend die Membrane (1) und der Formkörper (6) voneinan der getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Nickel abgeschieden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zinn-Nickel Legierung abgeschieden wird.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eisen-Nickel Legierung abgeschieden wird.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) aus Metall gefertigt ist.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abscheidens zwischen Membran (1) und Formkörper (6) eine Trennschicht vorgesehen ist.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennschicht ein Oxyd-Film verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennschicht ein Sulfid-Film verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennschicht ein Jodid-Film verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) an die Gestalt der Membran (1) angepaßt ist.

11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper einen im wesentlichen kegelstumpfflächenför migen Abschnitt (2) aufweist.

12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (2) zumindest bereichsweise im wesentlichen einem Torusmantelflächenabschnitt entspricht.

13. Membran für einen elektro-akustischen Wandler, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran einen äußeren Rand (3) und einen inneren Rand (4) aufweist, wobei der innere Rand (4) einen sich im wesentli chen in einer Axialrichtung der Membranfläche (2) erstreckenden Kragen (5) aufweist und der Kragen (5) mit einer im wesentli chen zylinderringförmigen Aufnahmeeinrichtung (7) aus Kunst stoff versehen ist, die durch Umspritzen des Kragens mit diesem verbunden ist.

14. Membran nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (7) aus ABS-Kunststoff gefertigt ist.

15. Membran nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Rand der Membran (1) eine Aufhängung (11) vorge sehen ist, die einen Befestigungsflansch (10) aufweist, der über ein elastisches Bauteil (9) mit der Membran (1) verbunden ist.

16. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Bauteil als Manschette (9) aus thermoelasti schem Material ausgeführt ist.

17. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsflansch (10) aus Kunststoff besteht und in die Manschette koinjiziert ist.

18. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsflansch aus ABS-Kunststoff hergestellt ist.

19. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (9) mit einem Befestigungselement (8) ver bunden ist, das an der Membran (1) angebracht ist.

20. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (8) ringförmig, den äußeren Rand (3) der Membran (1) umgebend, ausgeführt ist.

21. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (8) aus Kunststoff hergestellt ist und mit der Membran (1) durch Umspritzen der äußeren Ränder der Membran verbunden ist.

22. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (8) in die Manschette (9) koinji ziert ist.

23. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement aus ABS-Kunststoff hergestellt ist.

24. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Membranfläche (2) Schwingungskörper (12) angeordnet sind.

25. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungskörper (12) aus ABS-Kunststoff bestehen.

26. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtskörper (12) auf die Membranfläche (2) geklebt sind.

27. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfläche (2) Erhebungen (14) oder Vertiefungen aufweist.

28. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfläche (2) eine im Verhältnis zur planaren Er streckung der Membranfläche (2) geringe Dicke aufweist.

29. Membran nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Membranfläche (2) circa 0,015 bis 0,045 mm beträgt.