DE2444718A1

DE2444718A1 - Membrane fuer elektroakustische geraete

Info

Publication number: DE2444718A1
Application number: DE19742444718
Authority: DE
Inventors: Samuel Middleton Boszor
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1973-09-21
Filing date: 1974-09-19
Publication date: 1975-04-17
Also published as: DE2444718B2; GB1487942A; CA1009156A; US3930130A; JPS5060216A; JPS557755B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Membrane mit einem hohen spezifischen Modul für elektroakustische Geräte, insbesondere für magnetische oder elektrostatische Lautsprecher.

Lautsprecher sind ein wesentlicher Teil von Systemen zur Wiedergabe von Lauten. Zu diesen Lautsprechern gehören elektrostatische und magnetische Lautsprecher. Elektrostatische Lautsprecher sind im Grundsatz starke Kondensatoren und enthalten in der Regel eine leitende Membrane in einem polarisierten Felde. Ein Ton wird erzeugt, wenn ein Audio-Signal auf die Membrane, die innere Platte des Kondensators, übertragen wird. Hierbei wird die polarisierte Spannung moduliert, die Membrane wird abgestoßen und angezogen zwischen zwei äusseren, unbeweglich angeordneten Elektroden in Übereinstimmung mit dem Signal. Bisher bestanden solche biegsame leitende Membranen in der Regel aus einem nicht leitfähigen Material, das einen dünnen Überzug aus einem leitenden Material mit einem hohen Widerstand

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hatte, z.B. aus einem sehr dünnen Film aus einem Kunststoff mit einem leitenden Überzug aus einem Metall.

Ein magnetischer Lautsprecher enthält eine Stimrn-Spule, eine Membrane und eine Aufhängung. Ein elektromagnetischer Motor verwandelt das Audio-Signal zu einem Vibrieren der Membrane. Die Membrane hat hierbei die Form eines Kegels, um eine größere mechanische Festigkeit zu erzielen. Die vibrierende Oberfläche der Membrane erzeugt in der Luft Schallwellen, die wir als Ton aufnehmen.

Die konischen Membranen müssen gleichzeitig starr und leicht sein, was sich unter Umständen widersprechen kann. Ein hoher Modul der Elastizität verbessert die Fähigkeit der Membrane zu kolbengleichen Bewegungen, ohne hierbei in getrennte vibrierende Abschnitte zu zerfallen. Eine geringe Masse der Membrane ist erwünscht, um ihre Trägheit zu verringern. Kegelförmige Membranen bestanden bisher aus verschiedenen Stoffen, wie Metall, Zellulosepapier, Kunststoffen, Gewebe, Wolle und expandiertem Polystyrol. Keines dieser bisher verwendeten Materialien war ideal und hatte das notwendige Gleichgewicht zwischen der mechanischen Festigkeit und dem akustischen Verhalten.

Zellulosepapier galt bisher als Standard-Kompromiss hinsichtlich der Eigenschaften und der Wirtschaftlichkeit in Lautsprechern mit sich bewegenden Spulen, da es ein vernünftiges Gleichgewicht zwischen der mechanischen Festigkeit und dem akustischen Verhalten aufweist. Es ist aber bekannt, dass sogar

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ein sehr gutes Kraftpapier, das mit einem versteifenden Harz getränkt ist, eine maximale Schallgeschwindigkeit von nur etwa 2,5 χ 1O^ cm/sek aufweist. Die Schallgeschwindigkeit von Papier ist die Quadratwurzel des Verhältnisses des Young-Moduls zu der Dichte. Die Schallgeschwindigkeit ermöglicht es, das Ausmaß festzustellen, bei welchem eine kegelförmige Membrane ideale kolbenähnliche Bewegungen ausführt. Bei Erhöhung der Schallgeschwindigkeit nehmen nicht nur die Verluste durch Reibung in der Membrane ab, sondern es wird auch der Frequenzgang

erhöht. Daher ist die Schallgeschwindigkeit einer Membrane ein Maßstab für die Grenzen der Steilheit von Einschwingvorgängen und für den linearen Frequenzverlauf.

Da bei mit Harzen imprägnierten Zellulosepapieren ein noch höherer spezifischer Modul erwünscht war, wurden auch Versuche mit Metallen, wie Aluminium, durchgeführt, obwohl sie andere Nachteile aufwiesen. Die Schallgeschwindigkeit in einer Membrane für einen Lautsprecher aus Aluminium ist etwa die doppelte derjenigen von Zellulosepapier. Bei solchen Membranen sind aber verstärkende Verbindungen erforderlich, um die rundum verlaufenden Vibrierungen zu dämpfen, die auf der geringen Dicke beruhen. Durch Anodisieren einer Membrane aus Aluminium wird die maximale Schallgeschwindigkeit auf etwa das Vierfache derjenigen von Zellulosepapier erhöht.

Gegenstand der Erfindung ist eine Membrane für Lautsprecher, die aus Fasern aus Kohlenstoff■mit einer Imprägnierung aus einem Harz besteht. Eine solche Membrane hat einen hohen spezifischen Modul der Elastizität und leitet den Schall schneller

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als eine Membrane aus Aluminium. Eine solche Membrane weist auch ein genaueres Einschwingverhalten (transient response) auf und hat einen weiteren Frequenzbereich als Zellulosepapier. Auch kegelförmige erfindungsgemäße Membranen haben einen weiteren Frequenzbereich als entsprechende kegelförmige Membranen aus Papier. Die erfindungsgemäßen Membranen können in elektrostatisch angetriebene Lautsprecher eingebaut sein.

Die Erfindung betrifft eine Membrane zur Verwendung in elektroakustischen Geräten, wobei die Membrane aus einer Bahn von Fasern aus Kohlenstoff besteht, die mit einem Harz imprägniert sind. Die erfindungsgemäße Membran ist gekennzeichnet durch einen hohen spezifischen Modul und eine hohe Schallgeschwindigkeit.

Der Ausdruck "spezifischer Modul" ist dem Modul der Elastizität, Youngs-Modul geteilt durch das Gewicht des Materials je Flächeneinheit, gleich.

Der Ausdruck "imprägniert" soll das Ergebnis einer Imprägnierung oder eines Oberflächenüberzuges auf die Bahn aus kohlenstoffhaltigen Fasern mit einem Harz bezeichnen. Der Ausdruck braucht nicht unbedingt zu bedeuten, dass alle oder ein größerer Teil der Zwischenräume zwischen den Fasern mit dem Harz ausgefüllt oder überzogen sein müssen. Indessen ist es wünschenswert, dass das Harz an dem größeren Teil der Fasern der Bahn anhaftet.

Die Einzelfasern aus Kohlenstoff, die erfindungsgemäß zur Herstellung einer Membrane verwendet werden können, haben einen

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Modul von etwa 700 000 bis 7 000 000 kp/cm und eine maximale Dichte von etwa 2 g/cm . Aus solchen Fasern kann eine Bahn erfindungsgemäß hergestellt und dann mit dem Harz imprägniert werden. Es ist möglich, solche Membranen herzustellen, die zwischen etwa 30 bis etwa 70 Volumprozent von Fasern aus Kohlenstoff enthalten, wobei der Rest aus Harz besteht. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Membranen etwa 60 bis etwa 70 Volumprozent der Fasern. Die mit dem Harz imprägnierte Bahn von Fasern aus Kohlenstoff kann eine maximale Dichte von etwa 1,7 g/cnr und einen maximalen Modul der Elastizität von etwa

2 100 000 kp/cm haben. Vorzugsweise sollte ein erfindungsgemäßes Material einen Modul der Elastizität von etwa 210 000 bis 2 100 000. kp,
1,7 g/cnr haben.

bis 2 100 000.kp/cm und eine Dichte zwischen etwa 0,8 und etwa

Die Schallgeschwindigkeit in erfindungsgemäßen Membranen ist höher als diejenige in hochwertigen Membranen aus mit Harz imprägnierten Zellulosepapier, und erreicht oder übertrifft sogar diejenige von Membranen aus Aluminium. Die Schallgeschwindigkeit in erfindungsgemäßen Membranen liegt zwischen etwa 2,5 x 10^ und et*a 11 χ 10-^ cm/sec, wie Versuche und theoretische Erwägungen es nachgewiesen haben. Vorzugsweise sollten erfindungsgemäße Membranen mit einer Schallgeschwindigkeit von mehr als etwa 2,6 χ 10 , insbesondere von mehr als etwa 4,6 χ 10·^ cm/sec verwendet werden. Dabei ist es vorzuziehen, dass die erfindungsgemäßen Membranen eine Schallgeschwindigkeit aufweisen, die gleich oder höher ist als die Schallgeschwindigkeit in Membranen aus Aluminium.

Versuche und theoretische Erwägungen haben gezeigt, dass erfindungsgemäße Bahnen aus Fasern von Kohlenstoff, die mit dem

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Harz getränkt sind und erfindungsgemäß verwendet werden können,

10 einen Modul der Elastizität zwischen etwa 4,4 χ 10 und etwa

10 P Λ Π

220 χ 10 Dyn/cm , vorzugsweise zwischen etwa 20 χ 10 und

1Ω ?

etwa 220 χ 10 Dyn/cm haben. Eine charakteristische Eigenschaft einer erfindungsgemäßen Membran ist ihr spezifischer Modul der Elastizität. Der spezifische Modul der Elastizität von erfindungsgemäßen Membranen ist gleich oder höher als der spezifische Modulus der Elastizität einer Membran aus Aluminium.

Erfindungsgemäße Membranen haben einen höheren spezifischen Modulus und eine höhere Schallgeschwindigkeit als Membranen aus dem besten Zellulosepapier. Wegen dieser Eigenschaften können erfindungsgemäße Membranen höhere Frequenzen übertragen, als Membranen aus Zellulosepapier dergleichen Form, der gleichen Abmessungen und des gleichen Gewichtes. In vielen Fällen sind der spezifische Modulus und die Schallgeschwindigkeit von erfindungsgemäßen Membranen vergleichbar oder besser als die von Membranen aus dem besten Aluminium. Es ist ferner möglich, dass das Einschwingverhalten bei erfindungsgemäßen Membranen genauer ist als die von vergleichbaren Membranen aus Zellulosepapier, und zwar aufgrund ihres überlegenen spezifischen Moduls.

Erfindungsgemäß verwendbare Fasern aus Kohlenstoff können so hergestellt werden, wie es in den US-Patentschriften 3 412 062, 3 503 708 und 3 529 934 beschrieben ist. Die so erhaltenen Fasern können zu geeigneten Längen zerschnitten werden. Fasern aus Pech, die verkohlt oder zu Graphit umgewandelt sind, können ebenfalls erfindungsgemäß verwendet werden.

Die Bahn von Fasern aus Kohlenstoff, die vorzugsweise erfindungsgemäß verwendet wird, kann auf nassem oder trockenem Wege so

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hergestellt werden, dass die Einzelfasern in inniger Berührung einen faserigen Formkörper bilden. Man kann die einzelen Fasern durch Krempeln oder dergleichen aufbringen, wobei die Fasern verhältnismäßig gleichmäßig zu einem papierähnlichen Blatt orientiert sind.

Ein solches mit einem Harz getränktes Vlies wird vorzugsweise erfindungsgemäß verwendet. Man kann beispielsweise ein Papier aus Fasern von Kohlenstoff herstellen auf feuchtem Wege nach den von der Papierherstellung bekannten Verfahren. Man kann auch verkohlte Fasern aus Pech verwenden und die zu einer Bahn verarbeiten. Eine solche Bahn kann mit Harz getränkt werden, dann auf bekannte Weise verformt werden, worauf das Harz durch Erwärmen ausgehärtet wird.

Zur Herstellung eines papierähnlichen Gebildes aus Fasern von Kohlenstoff werden die Fasern zunächst auf die geeignete Länge von beispielsweise etwa 6 mm zerschnitten oder zerhackt. Dann

/ sie

mischt man gleichmäßig mit Wasser und einem geeigneten Bindemittel, wie Stärke oder dergleichen zu einer wässrigen Aufschlämmung. Die Aufschlämmung bringt man auf einen Träger, wie ein flaches Sieb mit feinen Maschen, welches die Fasern unter Bildung eines Blattes zurückbehält. Dieses Blatt wird dann nach dem aus der Papierherstellung üblichen Verfahren weiter verarbeitet.

Bei diesem Verfahren sind in im allgemeinen drei Verfahrensschritte erforderlich,und zwar

1. die Bildung eines nassen Blattes aus den Fasern in der Aufschlämmung,

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2. das Entfernen eines Teiles des freien Wassers aus dem Blatt durch Pressen, was zu besseren physikalischen Eigenschaften des Papiers führt,

3. die Entfernung weiteren Wassers durch Erwärmen.

Ein derartiges nasses Blatt kann entweder so hergestellt werden, dass man eine verdünnte Suspension der Fasern gleichmäßig auf die Oberfläche eines sich bewegenden endlosen Bandes aus einem Drahtgewebe aufbringt, durch welches das überschüssige Wasser unten abfließt. Oder aber man kann ein endloses Band aus einem Drahtsieb durch eine Suspension der Fasern hindurchbewegen. Im ersteren Falle, dem Verfahren nach Fourdrinier, fließt ein Teil des Wassers durch Schwerkraft ab, ein anderer Teil wird von dem Blatt aufgesaugt, und ein Teil kann durch Pressen entfernt werden. Im zweiten Falle erzeugt man ein Vakuum in dem durch das Sieb gebildeten Zylinder, wobei ein Kuchen von Fasern angesaugt wird. In der Regel werden die meisten Papiere nach dem ersten Verfahren hergestellt. In federn Falle wird die Dicke des Blattes geregelt durch die Fortbewegungsgeschindigkeit des Siebes, durch die Konzentration der Aufschlämmung oder durch die Menge der Aufschlämmung, die auf das Sieb gebracht wird. Nachdem die Blätter der Fasern aus Kohlenstoff wie beschrieben, hergestellt sind, werden sie physikalisch weiterverarbeitet, z.B. zu bestimmten Formen zerschnitten. Eine Membrane gemäß der Erfindung kann hergestellt werden unter Verwendung eines Papiers aus künstlichen oder natürlichen Fasern von Kohlenstoff mit Durchmessern zwischen etwa 3 /um und etwa 15 /um,vorzugsweise mit Durchmessern zwischen etwa 4 /um und 8 /um. Die Membrane kann einen Modul von über etwa 210 000,

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vorzugsweise von über etwa 1 400 000, insbesondere von über etwa 2 100 000 kp/cm² haben.

Ein Vlies aus den erwähnten Fasern, die durch Zerhacken oder Aufblasen gewonnen sind, kann zur weiteren Verarbeitung zu einer Membran nach der Erfindung verwendet werden. Das Vlies kann mit einem geeigneten Harz imprägniert werden, wie mit einem Epoxyharz, einem Furanharz, einem Phenolharz, einem Melaminharz oder dergleichen. Dann wird die Bahn physikalisch in üblicher Weise zu der Membrane geformt. Anschließend kann die mit dem Harz imprägnierte Membrane eine bestimmte Zeit lang auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden, um das Harz auszuhärten und der Membrane die höchstmögliche Steifheit zu geben. GewUnschtenfalls kann diese Behandlung in der Wärme kombiniert werden mit dem Formen.

Man kann aber auch so verfahren, dass man Stapelfasern aus Kohlenstoff auf ein Sieb der gewünschten Form aufbläst. Hinter dem Sieb wird ein Vakuum aufrechterhalten, um die Stapelfasern zur Bildung und zur Verbindung eines Vlieses zu veranlassen. Während dieses Verfahrens wird vorzugsweise ein Bindemittel in einem Lösungsmittel zugegeben. Vorzugsweise verwendet man als Bindemittel ein Harz wie ein Epoxyharz, ein Furanharz, ein Phenolharz, ein Melaminharz oder dergleichen in einem Lösungsmittel wie Aceton, Toluol, Benzol, Methyläthyiketon oder dergleichen. Fachleute wissen es, dass die Membrane direkt in der gewünschten Form auf diese Art hergestellt werden kann, ohne dass eine weitere Bearbeitung erforderlich ist, wenn das Sieb die gewünschte Form der Membrane hat.

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Der Zusatz eines Bindemittels verbindet nicht nur die Fasern miteinander, sondern festigt auch die Bahn oder das Vlies. Das Bindemittel,wie ein verkohlbares Harz, kann während der Herstellung des Vlieses zugegeben werden oder nachträglich als Überzug aufgebracht werden. In jedem Falle muss es nachher so hoch erhitzt werden, dass das Harz aushärtet und die Membrane eine höchstmögliche Steifheit hat. Verkohlbare versteifende Harze sind beispielsweise Phenolharze, Epoxydharze, Furanharze und dergleichen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Form der Membrane verändert werden. Die Membrane kann beispielsweise die Form eines Kegels oder eines Kegelstumpfes haben. Die Membrane, die nach verschiedenen bekannten physikalischen Verfahren hergestellt ist, z.B. durch Formen und dergleichen, kann umlaufende ringförmige oder sinusförmige Wellen und dergleichen aufweisen. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Membrane eine gleichmäßige oder abgestufte Dicke, gegebenenfalls an einem Ende, haben. Eine Dicke zwischen etwa 0,12 bis etwa 0,65 mm ist geeignet für die Verwendung in magnetischen Lautsprechern.

Gemäß einer anderen AusfUhrungsform der Erfindung kann eine erfindungsgemäße Membrane in beliebigen anderen magnetischen Lautsprechern verwendet werden. Ein magnetischer Lautsprecher kann beispielsweise mehrere kegelförmige Membranen oder kegelförmige Membranen in geschlossenen Umhüllungen oder kegelförmige Membranen am Ende von Rohren enthalten. Fachleute können mit Hilfe von Membranen gemäß der Erfindung verbesserte magnetische Lautsprecher verschiedener Formen, Abmessungen und Aus-

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bildungen mit höheren Tonqualitäten und besseren Frequenzbereichen herstellen.

Eine erfindungsgemäße Membrane kann Töne über den gesamten Hörbereich, d.h. zwischen etwa 20 und etwa 20 000 HZ wiedergeben. In manchen Fällen ist es aber angebracht, eine Kombination von verschiedenen Lautsprechern zu verwenden, von denen jeder nur begrenzte Bander innerhalb'Frequenzbereiches wiedergibt. Fachleute werden es erkennen, dass eine erfindungsgemäße Membrane in kegelförmigen Lautsprechern verwendet werden kann, die im allgemeinen insbesondere die tiefen Töne innerhalb des Hörbereiches wiedergeben.

Auch ein elektrostatischer Lautsprecher kann eine Membrane gemäß der Erfindung enthalten. Die nachstehenden Beispiele zeigen die elektrische Leitfähigkeit der erfindungsgemäßen Membranen. Durch diese elektrische Leitfähigkeit entsprechen die erfindungsgemäßen Membranen nicht nur den Anforderungen an die Leitfähigkeit in elektrostatischen Lautsprechern, sondern machen auch das Aufbringen eines leitenden Überzuges, was bisher üblich war, nicht notwendig.

Die Dicke der erfindungsgemäßen Membranen kann zwischen etwa 0,12 und etwa 0,25 mm, vorzugsweise bei etwa 0,18 mm für elektrostatische Lautsprecher liegen. Die Linearität des Frequenzganges in elektrostatischen Lautsprechern von erfindungsgemäßen Membranen ist besser, als die von Membranen aus üblichem Material bei vergleichbarer Konstruktion und vergleichbaren Eigenschaften.

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Beispiel

Vier Blöcke mit einem Gehalt aus etwa 35% Kohlenstoffasern, die mit einem Epoxydharz getränkt waren, und vier Blöcke aus etwa 60% der gleichen Fasern, die mit einem Phenolharz getränkt waren, wurden für die Versuche hergestellt. Am Beginn wurden je zwei Stücke von vierverschiedenen Matten aus Kohlenstoffasern hergestellt. Zwei der Matten enthielten geblasene Stapelfasern aus Kohlenstoff (VM0032 und VMOO33 der Union Carbide Corporation). Die dritte Faser war ein VFB-Papier aus verkohltem Rayongarn, das bei 700⁰C verkohlt und anschließend zu Stapelfasern zerhackt war, worauf das Papier nach dem Verfahren von Fourdrinier hergestellt wurde. Die vierte Matte bestand aus Fasern aus Kohlenstoff mit einer Länge von etwa 40 cm. Die Fasern waren hergestellt durch Verspinnen von Pech und anschließendem Erhitzen auf 14OO°C. Zusätzlich wurde ein mit einem Harz imprägniertes Zellulosepapier mit Abmessungen von etwa 15 χ 22,5 cm verwendet zur Herstellung einer Utah RC 69 D iAutsprecheiv/lWP^iftäh Electronics in Huntington, Indiana verwendet.

vier

Jede dieser/verschiedenen Matten wurde zu Quadraten mit Seitenlängen von etwa 20 cm zerschnitten. Diese Stücke wurden eingetaucht in ein Bakelitharz (ERLB-4617 der Union Carbide Corporation), zu welchem ' ibnc^-Härter der Naugatuc Chemical Co. zugegeben wurde. Die Muster wurden auf eine mit Aluminium überzogene Folie aufgelegt und drei bis fünf Tage lang gealtert. Je zwei dieser Muster wurden zwischen Aluminiumfolien in einer heizbaren Presse eine halbe Stunde lang unter leichter Berührung auf 100⁰C erhitzt. Dann wurden die Muster stärker zusammenge-

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presst, bis sie eine Dicke von etwa 0,25 mm hatten, und eine halbe Stunde lang bei 10O⁰C gehalten. Anschließend wurde die Temperatur auf 120⁰C für zwei Stunden und weiterhin für zwei Stunden auf 16O⁰C erhöht. Unter Druck wurden die Muster abgekühlt ι
fernt.

kühlt und mit einer Temperatur von 12O⁰C aus der Presse ent-

Die anderen Muster wurden eingetaucht in ein Phenolharz BLS-3536 der Union Carbide Corporation mit einem Katalysator aus/Dimexnylsulfat und einer Verdünnung von etwa 5 Teilen Aceton je ein Teil Harz. Mittels eines Pinsels wurde das Harz auf jede Matte in einer solchen Menge aufgebracht, dass auf 100 Gewichtsteile der Fasern aus Kohlenstoff etwa 130 Gewichtsteile Harz entfielen. Man ließ die Muster über Nacht trocknen und zerschnitt sie dann zu/stucKen mit Seitenlängen von etwa 17,5 cm. In einer Stahlform mit einem Überzug aus Silikon wurden dann die Muster unter einem Druck von etwa 70 kp/cm bei 125 C während 15 Minuten verformt und dann aus der Presse entfernt.

Die mit dem Epoxydharz imprägnierten Blätter, die mit dem Phenolharz imprägnierten ßlätter und die Blätter aus dem Utah-Papier wurden wie folgt geprüft. Aus den Mustern wurden Streifen mit einer Breite von 13 mm und einer Länge von 12,5 cm geschnitten. Das Gewicht, die Oberfläche und die Dicke jedes Streifens wurden bestimmt, um die Dichte jedes Musters festzustellen. Der Widerstand jedes Musters wurde festgestellt durch Hindurchleiten eines Stromes von 1 Ampere durch eine Länge von 10 cm und Bestimmung der Abnahme des Spannung/mittels eines digitalen Voltmeters. Zur Feststellung der Zugfestigkeit, des

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Modul der Elastizität und der Schallgeschwindigkeit wurden die Muster in ein Instron Prüfgerät

mit durch Luft aktivierten Greifern aus Kautschuk mit einer Belastung von 90 kg gebracht. Die Muster wurden zerbrochen zu Stücken von 2,5 und 10 cm Länge mit einer Geschwindigkeit des Kreuzkopfes von 1,3 mm je Minute. Die Zugfestigkeit, der Modul

der Elastizität und die Schallgeschwindigkeit wurden berechnet nach der 'geschwindigkeit und nach Tabellen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle I enthalten.

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Tabelle I

Grundgewicht g/cm Dichte g/cm Zugfestigkeit kp/cm²

Zugfestigkeit dyn/cm Modul der Elastizität kp/cm²

Modul . der Elastizität dyn/cm'

Spezifischer Modul der Elastizität kp/cm²/g/cm²

Schallgeschwindigkeit cm/sec

/ spez. Widerstand ohm/cm

Utah-Papier	max. 312	mittel 210	Mit Epoxydharz imprägniertes VM0032	mittel 645	ι	mitteln 4,8x10°
0,00918			0,034	mittel . _^ 16,1x10^" ^³¹
0,452	max. ι 3,8x10^	mi'ttel/, 2,4x10^	1,247	I
min. 133			min. max. 248 250	ro
2,07x1O⁸	max. c 4,1x10°	mittelr- 2,6x10°	6,4x1O⁸
min. . 1,3x1 (Γ			min. ι max. . 10,5x10 17,5x10
2,3x10¹⁰			Ι6χ1θ¹⁰
min. r 1,6x10°			min. r max r 3,1x10° 5,2x10°
2, 2x10⁵		3,6x1O⁵
		180x1Ö⁴

a b e 1 1 e I (Fortsetzung)

Grundgewicht g/cm Dichte g/cnr

Zugfestigkeit kp/cm Zugfestigkeit dyn/cm

er. Modul . der Elastizität kp/cm'

Modul - der Elastizität dyn/cm* Spezifischer Modulus der Elastizität kp/cm2/g/cm² Schallgeschwindigkeit cm/sec

/spez.

/ widerstand ohm/cm

Mit Phenolharz imprägniertes VM0032

Mit Epoxydharz imprägniertes VMOO33

0,0254	max. 72	mittel 55	min. 236	o,	025	max. 780	mittel 463
0,834				1,	346	6x10⁸
min. 30	max. , 27,3x1O^	mittel /, 19,6x10^	min. 18,9x1		max. / 31,5x1CT	mittel 23,8x10
0,54x1O⁸			4,
min. . 8,4x10^

¹⁰

min. (~ 3,3x10^b

4,8x1O⁵ 1230x10

-4

max. f- mittel/-10,5x10° 7,7x10°

23x1O¹⁰

min. r max. r 7,6x10° 12,6x10°

4,2x1O⁵ 94x10~⁴

Tabelle I (Fortsetzung)

Grundgewicht g/cm*

Dichte g/cnr

Zugfestigkeit kp/cm'

^ Zugfestigkeit dyn/cm

Modul der Elastizität kp/cm^d

Mit Phenolharz impräg niertes VMOO33	mittel 92	Mit Epoxydharz niertes VFB-Pa	0,029	impräg nier
0,0232			1,067
1,302	mittel λ 35,0x10^		max. 875
min. max. 63 106	min. 234	5,6x1O⁸	mittel 573
0,91x10⁸		/ max. ■ 7,4x1
min. r max. r 29 4x10 41 ^-1O	min. 5,2x10	ζ mittel/, O⁴ 6,5x10^

Modul der Elastizität dyn/cm 34x10

Ί Π

Spezifischer Modulus de Elastizität /S//

mm.

Schallgeschvindigkeit cm/sec

/snez.

Widerstand ohm/cm

12,6x10
5,1x10⁵

~⁴

max. (■ mittel c
17,5x10° 15,4x10°

min. r
1,8x10°

6,4x10

max.

10

2,4x1 ο⁵

254x10

-4

mittel/ 2,2x10^c

Tabelle I (Fortsetzung)

t—■
CiJ

Grundgewient g/cni
Dichte g/cm"'
Zugfestigkeit kp/cm"

Zugfestigkeit dyn/cm

Mit Phenolharz imprägniertes VFB-Papier

0,0230 0,346

min. 11

0,23x10

Modul der Elastizität kp/cm min. ,

0,6x10^

Modul der Elastizität dyn/cm² 0,96x10

max. 43

max. 1,7x10

10

Spezifischer Modulus der min, , Elastizität kp/cm²/g/cm² 0,23x10

Schallgeschwindigkeit cm/sec 1,7x10^

max. 0,70x10 mittel 24

mittel; 1,0x1 er

mittel 0,43x10

Mit Epoxydharz imprägnierte Matte aus 40 cm langen Stapelfasern

/Spez.
/V/iderstani ohm/cm

563000x10

-4

	0	,056	max. 885	mittel 570	ι
	1	,108	,6x1O⁸	mitteD. , °° 16,1x10^₍
min. 84		max. ^ 6x1O¹⁰	mittel/r 2,9x10°
	5	max. c 3,2x10°
min. 12,6x10	4 1	, 8x10'
min. r 2,2x10°		34x10~⁴
	3
	1

Grundgewicht g/cm Dichte g/cm³ Zugfestigkeit kp/cm²

Zugfestigkeit dyn/cm

Modul · der Elastizität kp/cm

Modul der Elastizität dyn/cm'

Spezifischer Modul der Elastizität kp/cm²/g/cm²

Schallgeschwindigkeit cm/sec /spez. ^/Widerstand ohm/cm

Tabelle I Mit Phenolharz imprägnierte Matte aus 40cm langen Stapelfasern

0,0200 1,1705

1,9x10

min. / 2,6x10

3,8x10

min. r 1,3x10°

1,8x1O⁵ 160x10"^

10

max. 228

max. ι 5,1x10

max. r 2,6x10°

mittel 194

mittel/ 3,8x10

mittel/r 2,0x10°

Claims

Patentansprüche

Mj) Membrane für elektroakustische Geräte, insbesondere für Lautsprecher, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mit einem Harz imprägnierten Fasern aus Kohlenstoff besteht.
2. Membrane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus etwa 30 bis etwa 70 Volumprozent der aus Kohlenstoff bestehenden Fasern, Rest aus Harz, besteht.
3. Membrane nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie die aus Kohlenstoff bestehenden Fasern in Form eines Gewebes oder Vlieses enthält.
4. Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie Stapelfasern aus Kohlenstoff, vorzugsweise mit einer Länge von etwa 6 mm, enthält.
5. Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Harz ein Epoxydharz, ein Furanharz oder ein Melaminharz enthält.
6. Membrane nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 60 bis etwa 70 Volumprozent von Stapelfasern aus Kohlenstoff enthält.
7. Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in ihr der Schall eine Geschwindigkeit von etwa 2,5 x 10⁵ bis etwa 11 χ 10⁵ cm/sec hat.

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8. Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in ihr der Schall eine Geschwindigkeit hat, die der Schallgeschwindigkeit in Aluminium gleich ist oder sie übertrifft.
9. Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Oberfläche einen versteifenden Überzug aufweist.
10. Membrane nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der versteifende Überzug aus einem Epoxydharz, einem Furanharz oder einem Phenolharz besteht.
11. Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Dicke von etwa 0,12 bis etwa 0,65 mm hat.
12. Membrane nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Dicke von etwa 0,12 bis etwa 0,25 mm, vorzugsweise von etwa 0,18 mm , hat.
13. Die Verwendung einer Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Teil eines elektroakustisehen Gerätes.
14. Die Verwendung einer Membrane nach Anspruch 13 als Teil

eines elektroakustisehen oder eines magnetischen Lautsprechers.
15· Verfahren zur Herstellung einer Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man ein feuchtes Blatt von aus Kohlenstoff bestehenden Fasern formt, dieses

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Blatt presst, es zum Entwässern erwärmt, anschließend mit dem Harz tränkt, das getränkte Blatt in die gewünschte Form bringt und schließlich zum Aushärten des Harzes erhitzt.
16. Verfahren zur Herstellung einer Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man Stapelfasern aus Kohlenstoff auf ein Sieb, unter welchem ein Vakuum angesetzt ist, aufbläst, wobei das Sieb die Form der herzustellenden Membrane haben kann, das so entstandene Vlies mit dem Harz tränkt und dann so weiter behandelt, wie es im Anspruch 15 beschrieben ist.

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