Luft- und wasserdichte Mikrophonkapsel. Die in den Teilnehmerstationen öffent licher und privater Telephonnetze gebräuch lichen Mikrophonkapseln sind fast ausnahms los sogenannte Kohlegries,- oder Kohlekörner- mikrophone. Die Erfahrung lehrt, dass in diesen Kapseln das aktive Kohlegries- oder Kohlepulver unter dem Einfluss der atmo sphärischen Feuchtigkeit seine Fähigkeit als akustiseh-,elektrischer Wandler ganz oder teilweise verliert,
was zu entsprechenden Stö rungen im Telephonverkehr, mindestens zu sehr schlechter Verständlichkeit führt. Be sonders gefährdet sind naturgemäss die Mikro phone der im Freien befindlichen Telephon- stationen, z. B. der öffentlichen Sprechsta tionen in leicht gebauten Kabinen, der Block stationen von Bahnen, der militärischen Tele- phonstationen usw.
Um diese Nachteile zu beseitigen, werden die Mikrophonkapseln luft- und wasserdicht gestaltet. Zu diesem Zwecke wird gegenüber der akustisch wirksamen Arbeitsmembran eine sogenannte Druckausgleichsmembran so angeordnet, dass die durch diese Druckaus- gleichsmembran und das Kapselgehäuse ge bildete Luftkammer nach aussen luftdicht abgeschlossen ist. Damit die Druckaus gleichsmembran die akustischen Eigenschaf ten der Mikrophonkapsel so wenig wie mög lich stört, muss sie möglichst steifigkeitslos sein.
Die bis jetzt gebräuchlichen Ausgleichs membranen bestehen daher aus Kautschuk, Polyvinilchlorid oder aus ähnlichen sehr elastischen organischen Substanzen. Diese Materialien und auch die zur Isolation der Kohlekammer verwendeten Isolierstoffe, wie Hartpapier, Bakelit und dergleichen, haben aber die Eigenschaft, Gase und Dämpfe abzu sondern, die das Kohlegries angreifen und so zu einer vorzeitigen Zerstörung der Kapsel führen. Die Ausgleichsmembranen aus organischen Stoffen haben zudem noch den Nachteil, dass sie infolge Alterung stark an ihrer Elastizität verlifAren und brüchig werden.
Durch die vorliegende Erfindung werden diese Nachteile behoben. Sie betrifft eine luft- und wasserdichte Mikrophonkapsel und besteht darin, dass die Druckausgleichsmem- bran und die im Innern der Kapsel vorhan denen Isolationsmaterialien so beschaffen sind, dass sie keine Gase oder Dämpfe ab scheiden können.
Vorteilhaft besteht die Druckausgleichsmembran aus einer Metall folie und werden als Isolation im Innern der Kapsel mindestens teilweise Leichtmetallteile verwendet, deren Oberfläche anodisch oxy diert ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt.
Es bezeichnet 1 die Kohlekammer, welche die üblicherweise vergoldete Festelektrode 2, den allseitig anodisch oxydierten Kammer ring 3, die auf diesen aufgesetzte, z. B. aus Glasgespinst bestehende Dichtungsscheibe 4, und die Elektrode der akustisch wirksamen Kolbenmembran 5 aufweist. Die Dichtungs scheibe 4 wird durch die auf den Ring 3 aufgesetzte Metallhülse 6 gehalten.
Die Kohlekammer ist am Kapselgehäuse 7 fest gelegt, wobei als Isolation zwischen der Fest elektrode 2 einerseits und dem Kapselge häuse 7 und der Elektrode der Kolbenmem bran 5 anderseits die Oxydschichten der anodischen Behandlung des Kammerringes 3 und des Zwischenringes 8, die Isolierscheibe 4 aus Glasgespinst sowie der Dichtungs ring 9 aus Gummi dienen.
Die Kolbenmembran 5 ist am Rand zu sammen mit der ihr gegenüberstehenden Aus gleichsmembran 11 zwischen dem Kapsel gehäuse 7 und dem Gehäusedeckel 12 einge spannt und mit diesen Teilen verlötet; ein Verschlussring 13 schützt die Lötstelle vor mechanischen Beschädigungen. Die Druck ausgleichsmembran 11 besteht aus einer dün nen Metallfolie, die praktisch steifigkeitslos ist.
Das Einfüllen des Kohlepulvers in die Kohlekammer 1 erfolgt durch die in der Fest elektrode 2 vorgesehene Einfüllöffnung 14, die nachher durch ein Verschlusshütchen 10 und eine Scheibe 15 verschlossen und ver lötet wird. Wie sich aus vorstehenden Erklärungen ergibt, ist der Luftraum zwischen der Aus gleichsmembran 11 und dem Kapselgehäuse 7 in bezug auf den Aussenraum absolut luft dicht und somit auch wasserdicht abge schlossen.
Die aus Metall bestehende Ausgleichs membran 11 und die aus Glas und aus der a.nodischen Oxydschicht von Leichtmetallen bestehenden Isolationen der Kohlekammer sind chemisch inaktiv. Es ist dadurch jedes Isoliermaterial im Innern der Kapsel ver mieden, das z. B. bei Erwärmung Dämpfe oder Gase abgeben könnte.
Zwischen dem mit einer zentralen Off- nung 16 versehenen Gehäusedeckel 12 und der Drucl,:ausgleichsmembran 11 ist eine Luft kammer 18 gebildet, welcher die Luftkam mer 19 benachbart ist, neben der sich die Luftkammer 20 befindet; die Luftkammer 19 ist durch die Membranen 5 und 11 begrenzt, während die Luftkammer 20 mit Hilfe der Membran 5 und dem Kapselgehäuse 7 ge bildet ist. 21 ist eine elektrisch isolierende Trennscheibe zwischen dem Kapselgehäuse 7 und der Scheibe 15.
Die Drucka.usgleichsmembran 11 dient auch dazu, zu verhindern, dass die akustische Kolben- bezw. Arbeitsmembran 5 bei äussern Luftdruckänderungen wesentlich aus ihrer Normallage verschoben werden kann, und zwar wirkt sie folgendermassen:
Wenn der äussere Luftdruck sinkt, wird die eine wesentlich kleinere Steifigkeit als die Kolbenmembran 5 besitzende Ausgleichs- membran 11 so lange auswärts bewegt, bis zu beiden Seiten. dieser Membran der Luft druck derselbe ist, indem beim Auswärtsbe- ,vegen der Membran 11 im Kapselinnern das Luftvolumen zu- und damit der Luftdruck abnimmt. Bei steigendem äusserem Luftdruck bewegt sich die Membran 11 naturgemäss so lange einwärts, bis zwischen äusserem und innerem Luftdruck wieder Gleichgewicht herrscht.
Bei den bis jetzt verwendeten Arbeits membranen aus porösem Stoff, vor allem Kohle, gleicht sich eine zwischen den Luft- kammern 19. und 20 bestehende Druckdiffe renz durch die Membran selber aus. Um die als Kolbenmembran ausgebildete, aus un- porösem Material, z. B. aus Leichtmetall, be stehende Arbeitsmembran 5 von statischen Druckkräften zu entlasten, ist die Membran mit einer kleinen Ausgleichsöffnung 17 ver sehen.
Wählt man die Ausgleichsmembran 11 mit genügend kleiner Steifigkeit, so hat sie auf das akustische Verhalten der Mikro phonkapsel praktisch keinen Einfluss, das heisst die Luftkammern 18 und 19 können akustisch als ein Raum aufgefasst werden.
Damit bei der Herstellung der beschrie benen Mikrophonkapsel keine Feuchtigkeit ins Kapselinnere kommt, ist es vorteilhaft, den Zusammenbau in Räumen mit konditio nierter Luft vorzunehmen, wobei die Kondi- tionierung so zu bemessen ist, dass die Raum luft nicht zuviel Feuchtigkeit enthält.
Durch Einlegen -einer verhältnismässig kleinen Menge eines stark feuchtigkeitsab- solvierenden Stoffes, wie z. B. Silikagel, in. die Kapsel, kann beim Zusammenbauen der selben ins Kapselinnere gekommene Feuch tigkeit gebunden und dadurch unschädlich gemacht werden.
Airtight and watertight microphone capsule. The microphone capsules commonly used in the subscriber stations of public and private telephone networks are almost without exception so-called charcoal microphones. Experience shows that the active charcoal powder or charcoal powder in these capsules completely or partially loses its ability as an acoustic, electrical converter under the influence of atmospheric moisture,
which leads to corresponding disruptions in telephone traffic, at least to very poor intelligibility. Particularly at risk are naturally the microphones of the telephone stations located in the open, z. B. the public speaking stations in lightly built cabins, the block stations of trains, the military telephone stations, etc.
In order to eliminate these disadvantages, the microphone capsules are made airtight and watertight. For this purpose, a so-called pressure compensation membrane is arranged opposite the acoustically effective working membrane in such a way that the air chamber formed by this pressure compensation membrane and the capsule housing is sealed airtight from the outside. To ensure that the pressure compensation membrane disrupts the acoustic properties of the microphone capsule as little as possible, it must be as rigid as possible.
The compensating membranes used up to now therefore consist of rubber, polyvinyl chloride or similar very elastic organic substances. These materials and also the insulating materials used to insulate the carbon chamber, such as hard paper, bakelite and the like, have the property of secreting gases and vapors that attack the coal grit and thus lead to premature destruction of the capsule. Compensating membranes made from organic materials also have the disadvantage that they lose their elasticity and become brittle as a result of aging.
The present invention overcomes these disadvantages. It concerns an airtight and watertight microphone capsule and consists in the fact that the pressure compensation membrane and the insulating materials inside the capsule are designed in such a way that they cannot separate any gases or vapors.
The pressure compensation membrane is advantageously made of a metal foil and light metal parts are used as insulation inside the capsule, at least in part, the surface of which is anodically oxidized.
In the drawing, an embodiment example of the subject invention is shown in section.
It denotes 1 the carbon chamber, which the usually gold-plated fixed electrode 2, the anodically oxidized chamber ring 3 on all sides, which is placed on this, for. B. consisting of spun glass sealing washer 4, and the electrode of the acoustically effective piston diaphragm 5. The sealing washer 4 is held by the metal sleeve 6 placed on the ring 3.
The carbon chamber is placed firmly on the capsule housing 7, with the oxide layers of the anodic treatment of the chamber ring 3 and the intermediate ring 8, the insulating washer 4 made of fiberglass as well as insulation between the fixed electrode 2 on the one hand and the capsule housing 7 and the electrode of the piston membrane 5 on the other the sealing ring 9 made of rubber are used.
The piston diaphragm 5 is at the edge to be together with the opposite diaphragm 11 between the capsule housing 7 and the housing cover 12 is clamped and soldered to these parts; a locking ring 13 protects the soldering point from mechanical damage. The pressure equalization membrane 11 consists of a thin metal foil that is practically stiff.
The carbon powder is filled into the carbon chamber 1 through the filling opening 14 provided in the fixed electrode 2, which is subsequently closed by a cap 10 and a disc 15 and soldered ver. As can be seen from the above explanations, the air space between the equalizing membrane 11 and the capsule housing 7 with respect to the outside space is absolutely airtight and thus also watertight closed.
The compensating membrane 11 made of metal and the insulation of the carbon chamber made of glass and the a.nodic oxide layer of light metals are chemically inactive. It is thereby ver avoided any insulating material inside the capsule that z. B. could give off vapors or gases when heated.
Between the housing cover 12, which is provided with a central opening 16, and the pressure: compensating membrane 11, an air chamber 18 is formed, to which the air chamber 19 is adjacent, next to which the air chamber 20 is located; the air chamber 19 is limited by the membranes 5 and 11, while the air chamber 20 with the help of the membrane 5 and the capsule housing 7 forms ge. 21 is an electrically insulating separating disk between the capsule housing 7 and the disk 15.
The pressure equalization membrane 11 also serves to prevent the acoustic piston respectively. Working diaphragm 5 can be shifted significantly from its normal position in the event of external air pressure changes, and it has the following effect:
When the external air pressure drops, the compensating diaphragm 11, which has a significantly lower rigidity than the piston diaphragm 5, is moved outward for so long, up to both sides. this membrane of the air pressure is the same, in that when moving outward, the membrane 11 inside the capsule increases the volume of air and thus decreases the air pressure. When the external air pressure rises, the membrane 11 naturally moves inward until equilibrium again prevails between the external and internal air pressure.
With the working membranes made of porous material, especially carbon, used up to now, a pressure difference between the air chambers 19 and 20 is compensated for by the membrane itself. To the designed as a piston diaphragm, made of non-porous material, z. B. made of light metal, be standing working membrane 5 to relieve static compressive forces, the membrane is seen with a small compensation opening 17 ver.
If you choose the compensating membrane 11 with sufficiently low rigidity, it has practically no influence on the acoustic behavior of the microphone capsule, that is, the air chambers 18 and 19 can be acoustically perceived as one room.
So that no moisture gets into the interior of the capsule during the production of the described microphone capsule, it is advantageous to carry out the assembly in rooms with conditioned air, the conditioning being dimensioned so that the room air does not contain too much moisture.
By inserting a relatively small amount of a strong moisture-absorbing material, such as B. silica gel, in. The capsule, when assembling the same moisture that has come into the interior of the capsule can be bound and thereby rendered harmless.