28.10.2021

Stets der gleiche Klick

Eine Akustikprüfung für Tastaturschalter.

An die Hardware von Computern, Notebooks oder Tablets stellen Nutzer hohe Ansprüche. So muss das Anschlagen der Tastatur mit einem bestimmten, immer wieder­kehrenden Geräusch verbunden sein. Dieses akustische Feedback ist daher auch für Cherry, einem führenden Hersteller mechanischer Schalter für Tastaturen, ein wichtiges Qualitäts­merkmal seiner Produkte. Um bei der Fertigung eines völlig neuen ultra­flachen Schalters immer den richtigen Ton zu treffen, hat das Unter­nehmen auf externes Know-how zurück­ge­griffen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeug­maschinen und Umform­technik haben eine neue Akustik­prüfung entwickelt, die in den Produktions­prozess integriert wurde. Sie sorgt dafür, dass nur Tastatur­schalter mit dem typischen Klick­geräusch die Fertigung verlassen und sichert damit millionen­fach den exakten Sound.

Abb.: Blick auf den Akustik­prüf­stand für die voll­auto­ma­tische...
Abb.: Blick auf den Akustik­prüf­stand für die voll­auto­ma­tische 100-Pro­zent-Testung von Tasta­tur­schal­tern. (Bild: Cherry)

In einem ersten Schritt haben die Wissen­schaftler der Abteilung Technische Akustik am Fraunhofer-IWU die menschliche Hörwahr­nehmung des Klick-Geräusches analysiert und dazu Befragungen sowohl bei Beschäftigten von Cherry als auch bei Mitarbeitern am Fraunhofer-IWU durchgeführt. „Auf dieser Basis konnten wir akustische Muster eingrenzen und daraus die Signal­merkmale des Cherry-Klicks identi­fi­zieren. Diese wurden anschließend mit physika­lischen Messgrößen korreliert, um eine geeignete Sensorik für die Prüfung zu identi­fi­zieren“, beschreibt Jan Troge, Abteilungs­leiter Technische Akustik am Fraunhofer-IWU, die Vorgehens­weise.

Eine besondere Heraus­forderung bestand darin, den leisen Klick des neuen Schalters in einer Fabrik mit verschiedenen Geräuschen und Schwingungen sicher zu messen. Die Fachleute des Fraunhofer-IWU haben deshalb ein Verfahren entwickelt, mit dem die Prüfung "inline", also mit Hilfe von Schwingungs­messungen auf einer von der Produktions­anlage entkoppelten Akustik­prüf­station erfolgt. „Die Schalter können damit voll­auto­matisch und zu hundert Prozent getestet werden. Der Gleichklang als wichtiges Qualitäts­merkmal wird damit gewähr­leistet“, sagt Troge und verweist auf eine weitere Besonder­heit: „Das Geräusch­verhalten im unverbauten Zustand unter­scheidet sich von jenem im Einbau­zustand. Auch diesen Fakt haben wir berück­sichtigt. Aus Korrelations­unter­suchungen können wir das akustische Verhalten der Schalter in den verschiedenen Zuständen beschreiben und eine End-of-Line-Prüf­systematik ableiten, die das gewünschte Geräusch final sicher­stellt.“

Fh.-IWU / RK

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