DE463937C - Membranunterteilung fuer kapazitive Telephone - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 14. AUGUST 1928

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21a² GRUPPE

J. Heusser-Staub und Hugo Heberlein in Zürich*) Membranunterteilung für kapazitive Telephone Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. März 1925 ab

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung einer bekannten Vorrichtung, welche die Aufgabe hat, elektrische Wechselströme in Schallwellen umzusetzen. Im besonderen beruhen dtüe in Frage kommenden Vorrichtungen auf dem Prinzip des sogenannten elektrostatischen Telephons, wie es beispielsweise in der deutschen Patentschrift 434 511 dargestellt ist. Nach diesem Prinzip werden bekanntlich die in Schall umzusetzendem elektrischen Wechselspannungen an die beiden Belege eines Kondensators gelegt. Der eine Beleg des Kondensators besteht aus einem festen Metallkörper mit einer ebenen Fläche; in nahem Abstand ihm gegenüber befindet sich der zweite Kondensatorbeleg, der so beschaffen ist, daß er in schwingenden Zustand versetzt werden kann. Unter dem Einfluß der elektrostatischen Wechselspannungen zwischen den beiden KoJidensatürhelegem wird die schwingungsfähige Membran vom. festen Metallkörper angezogen und abgestoßen. Sie versetzt auf diese Weise die ihr benachbarte Luft in Schallbewegung.

Beim Umsetzungsvorgang von elektrischen Wechselspanniingen verschiedener Frequenzen in entsprechende Schallschwinguingien machen sich je nach der Form und Größe der schwingenden Membran Eigenschwingungen dieser Membran in folgender Weise schädlich bemerkbar. Ist die Membran beispielsweise eine Kreisfläche, so reagiert sie auf eine Schwingungszahl, deren Größe durch den Durchmesser, die Dicke und die Spannung der Membran gegeben ist, besonders stark. Man nennt diese Frequenz die Grundschwingung der Membran. In ähnlicher Weise gibt es noch eine Reihe weiterer Eigenschwingungen der Membran, die mit der Fähigkeit der Membran, auch unterteilt schwingen zu können, zusammenhängt. Diese Tatsachenbeim Schwingungsvorgang bewirken, daß ζ. B. die vom Telephon erzeugten Schallwellen wesentlich verzerrt werden gegenüber der Kurvenform, der ihnen entsprechenden Wechselspannung.

Durch das Patent 434511 ist bereits ein Weg angegeben, bei kapazitiven Telephonen diesen Nachteil zu vermeiden. Der angegebene Weg bestand darin, die Membran ring-

*) Von den Patentsuchern sind als die Erfinder angegeben worden:

Joseph Massolle, Dr. Josef Engl in Berlin-Grunewald und Hans Vogt in Berlin-Wilmersdorf

förmig zu unterteilen, um die Ringbreite durch, exzentrische Anordnung der Ringe zueinander und zum Membranmittelpunkt variabel zu haben. Dadurch entsteht, theoretisch ausgedrückt, nicht nur eine Grundschwingung mit wenigen Oberschwingungen, sondern jeder Ring mit seiner sich ändernden Breite ergibt einte ganze Reihe von Grund schwingungen, so daß schließlich das TeIe-ρ hon als Ganzes ein sehr linienreiches Spektrum von Eigenschwingungen besitzt. Es ist nicht schwer, durch geeignete Wahl 'der Ringbreite und dies Ringdurchmessers und durch passende Wahl der Dämpfung der Membran die einzelnen Eigensohwingungsbereiche so zu gestalten, daß sie sich gegenseitig vollkommen überlappen, so daß man eine durchaus gleichförmige Erzeugung von Schallwellen im ganzen Bereich der akustischen Frequenzen hat.

In vorliegender Erfindung wird ein ähnlicher Weg eingeschlagen. Es wird aber ein Nachteil der technisch kostspieligen und schwierigen fabrikationsmäßigen Herstellung, der mit dem Patent 434 511 verbunden war, vermieden. Es ist leicht ersichtlich, daß derartig exzentrische Kingvorrichtungen mit der nötigen Präzision fabrikmäßig nur auf umständliche Weise hergestellt werden können. Erfindungsgemäß geschieht die Unterteilung der Membranfläche dadurch, daß der Membranfläche Knoüenüniea in radialer Richtung gegeben werden, d.h. auf dem festen Metallkörper, der dein Eigenbelag der Kapazität darstellt, befinden sich radial angeordnete Leisten, auf denen die Membran so aufliegt, daß sie beim Schwinguingsvoirgang an diesen Stellen in Ruhe bleiben muß. Auf diese Weise wird die Membranflächie unterteilt in Stücke von einer Breite, die vom Zentrum zur Peripherie hin zunimmt. Durch die richtige Wahl der radialen Leisten wird die Membran in Gebiete von solcher Größe unterteilt, daß ." der gesamte Beneich der Schallfrequenzen von Eigenschwingungen bedeckt gehalten wird.

Eine zweite Lösung der Aufgabe besteht darin, die Membran nicht in Knotemliniien festzulegen, sondern in einzelnen Knotenpunk ten, die nach 'einem bestimmten, in gewissem Sinne unregelmäßigen Schema auf der Membranfläche verteilt werden. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, daß auf dem festen Kapazitätskörper kleine Unterlagscheiben, beispielsweise in Kreisform, aus dünnem Papier befestigt werden. Die Dicke dieser Unterlagscheifochein ist so gewählt, daß hier ebenfalls die Membran auf den Punkten der Unterlagscheiben fest aufliegt und so beim Schwingungsvorgang hier in Ruhe verbleiben muß.

! Die Dicke, mit der die radialen Stege aus der Kapazitätsfläche hervorstehen, bzw. die Dicke der Zwischenlagscheibchen kann über die Membranfläche verschieden gewählt werden, entsprechend den jeweiligen Amplituden, die an der Quelle der Membran herrschen.

In den Abb. 1 und 2 ist ein Grundriß und Querschnitt der radialen Sektorunterteilung, in den Abb. 3 und 4 Grundriß und Querschnitt zu der Knotenpunktunterteuung dargestellt.

In Abb. ι und 2 bedeutet 2 die dünne Membran, die beispielsweise aus Glimmer bestehen kann, und die auf der einen Seite einen leitenden Belag besitzt, der die eine Kapazitätsbelegung darstellt. Die Membran ist in dem ringförmigen Rahmen 1 eingeklemmt. Die Membran selbst ist vorzugsweise durch die Spannvorrichtung 4 in radialer Richtung gespannt. In nahem Abstand ihr gegenüber befindet sich der feste Metallkörper 3, der den zweiten Kapazitätsbelag darstellt. 3 ist von dem Belag 2 elektrisch isoliert. Der Kapazitätskörper 3 ist nicht massiv ausgeführt, sondern besitzt eingefraste Nuten 9, die den Zweck haben, die Dämpfung der Membran durch die Luftbewegung in den Nuten zu negulie-"ren. Auf der Kapazitätsfläche befinden sich die Leisten 6, die die oben geschilderte Aufgabe haben, als Knotenlinien zu wirken.

In Abb. 3 und 4 ist eine beispielsweise Ausführungsform der Anordnung der Knotenpunkte dargestellt. Wiederum sehen wir vor uns die dünne Membran 1 mit der Kapazitätsfläche 2, die in der Klemmvorrichtung 4 radial gespannt ist. Ihr gegienüber steht der feste Kapazitätskörper 3 in der gleichen Ausführung wie in Abb. 1 und 2. Auf der Fläche des Kapazitätskörpers befindet sich eine Anzahl der beispielsweise kreisförmigen Unterlagscheibchen. Sie können aus Papier angefertigt sein und auf irgendeine Weise auf dem Membrankörpier befestigt werden. Die Membran liegt an diesen Punkten in der oben geschilderten. Weise auf und bleibt beim Schwingungsvorgang in Ruhe. Das Anlegen lie der dünnen Membran in den K^otenlinien bzw. Knotenpunkten kann dadurch gefördert werden, daß der feste Kapazitätskörper nicht vollkommen plan gearbeitet ist, sondern in Form eines Kegels mit einem Öffnungswinkel vom nur etwas weniger als i8o°, dessen Spitze im Membraenittelpunkt liegt. Dadurch wird die Membran selbst, die naturgemäß schon durch die Spannung absolut eben ist, gezwungen, sich mit dem nötigen Druck auf die Knotenlinien bzw. Knotenpunkte aufzulegen.

Claims (1)

1. Patentansprüche: j ₂. Membrantunterteälung für kapazitive

   i. Membranunterteiilung für kapazitive '. Telephone, dadurch gekennzeichnet, daß Telephone, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung der schwingenden Mem-

   die Unterteilung der Membranfläche durch bran durch mehrere auf der Membranradiale Knotenlinien in Sektorstücke erfolgt. fläche verteilte Knotenpunkte erfolgt.

   Hiersu ι Blatt Zeichnungen

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