DE501213C

DE501213C - Electrostatic speaker

Info

Publication number: DE501213C
Application number: DEN29304D
Authority: DE
Original assignee: UNITED REPRODUCERS PATENTS COR
Current assignee: UNITED REPRODUCERS PATENTS COR
Priority date: 1928-03-12
Filing date: 1928-09-09
Publication date: 1930-06-30
Also published as: GB307733A; US1745937A; FR660569A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine akustische Vorrichtung für Sender und Empfangszwecfee, insbesondere für die Attssiendung und den Empfang von Radiowellen.
Es ist bekannt, daß eine richtige naturgetreue Schallwiedergabe, welche frei von störenden Resonanzwellen und Verzerrungen ist, durch Vorrichtungen erzielt wird, welche nach dem elektrostatischen Prinzip arbeiten. Ein elektrostatischer Sender oder Empfänger besteht gewöhnlich aus einer starren und einer nachgiebigen Platte, von denen die letztere als Membran benutzt wird. Die Membran und die starre Platte werden so dicht wie möglich nebeneinander angeordnet, da die Wirksamkeit im direkten Verhältnis zu dem Quadrat der Entfernung des Abstandes zwischen den beiden Platten ist.The invention relates to an acoustic device for transmitters and receiving purposes, in particular for sending and receiving radio waves.
It is known that a correct, lifelike sound reproduction, which is free from interfering resonance waves and distortions, is achieved by devices which operate on the electrostatic principle. An electrostatic transmitter or receiver usually consists of a rigid and a flexible plate, the latter of which is used as a membrane. The membrane and rigid plate are placed as close together as possible since the effectiveness is in direct proportion to the square of the distance between the two plates.

Es gibt bereits elektrostatische Lautspre-There are already electrostatic speakers

ao eher, die aus einer mit Löchern versehenen: leitenden starren Platte und einer darüber gespannten dielektrischen Membran bestehen, an deren Außenseite eine nachgiebige metallische Schicht angeordnet ist. Das Neue gegenüberao rather, the one with holes: conductive rigid plate and a dielectric membrane stretched over it the outside of which is arranged a resilient metallic layer. The new opposite

«5 diesem Bekannten besteht darin, daß auf der metallischen Schicht eine durchlöcherte Platte angeordnet ist, deren Löcher konzentrisch zu Löchern in der starren Platte liegen, und die mit der Membran und der starren Platte durch isoliert durch diese hindurchgehende Bolzen fest zusammengeklemmt ist. Durch diese zusätzliche Klemmplatte soll erreicht werden, daß die Ränder der vielen kleinen, durch die Löcher in der Grundplatte entstandenen Teilmembranen stets fest gegen die starre Grundplatte gedrückt werden, so daß beim Ausschwingen der Teilmembranen die Ränder derselben festliegen und keine Tonverzerrungen entstehen können.This acquaintance consists in the fact that on the metallic layer there is a perforated plate is arranged, the holes are concentric to holes in the rigid plate, and the with the membrane and the rigid plate by insulated passing through them Bolt is firmly clamped together. This additional clamping plate is intended to achieve that the edges of the many small ones created by the holes in the base plate Partial membranes are always pressed firmly against the rigid base plate, so that when the partial membranes swing out Edges of the same are fixed and no sound distortion can arise.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Abb. ι ist eine Draufsicht auf einen Teil einer akustischen Vorrichtung, wobei Einzelteile herausgebrochen sind, damit man sowohl die starre Platte als auch die nachgiebige Platte sowie die Isolation und die Klammerplatte erkennen kann, Fig. Ι is a plan view of part of an acoustic device, with individual parts have broken out so that you can get both the rigid plate and the flexible plate Can recognize the plate as well as the insulation and the clamp plate,

Abb. 2 zeigt im vergrößerten Maßstabe einen Querschnitt durch einen Teil der akustischen Vorrichtung, undFig. 2 shows on an enlarged scale a cross section through part of the acoustic Device, and

Abb. 3 zeigt im vergrößerten Maßstabe einen Teilquerschnitt einer abgeänderten Ausführungsform. Fig. 3 shows on an enlarged scale a partial cross-section of a modified embodiment.

Eine starre Platte A ist mit einer Anzahl von Löchern oder Durchbrechungen 2 versehen. Auf diese Platte wird eine Platte B gelegt, welche aus dielektrischem Material besteht. Die Platte B ist ebenfalls mit Löchern oder Durchbrechungen 3 versehen, welche jedoch einen beträchtlich größeren DurchmesserA rigid plate A is provided with a number of holes or perforations 2. A plate B made of dielectric material is placed on this plate. The plate B is also provided with holes or openings 3, which, however, have a considerably larger diameter

haben als die Löcher 2 in der Platte A. Auf die Platte B wird die Membran oder Platte C angeordnet, welche dünn und nachgiebig ist. Diese Platte C wird mittels einer Klammer- platteD an der Plattet befestigt, und die Klammerplatte D ist ebenfalls mit Löchern ader Durchbrechungen 4 versehen, und¹ zwar sind die Löcher 4 im wesentlichen genau so groß wie die Löcher 3 in der Platte £? aus dielektrischem Material.than the holes 2 in the plate A. The membrane or plate C , which is thin and flexible, is placed on the plate B. This plate C is fixed to the Plattet means of a clamp disk D, and the clamp disk D is also provided wheels with holes perforations 4, and ^1, although the holes 4 are substantially the same size as the holes 3 in the plate £? made of dielectric material.

Die Platte A kann aus irgend einem Metall hergestellt werden, zum Beispiel aus Stahl, Messing, Kupfer, Aluminium o. dgl. Die Platte A wird so dick oder so schwer herge-'5 stellt, daß sie nicht in Schwingungen geraten kann, wenn die akustische Vorrichtung- sich im Betrieb befindet.The plate A can be made of any metal, for example steel, brass, copper, aluminum or the like. The plate A is made so thick or so heavy that it cannot start to vibrate when the acoustic device is in operation.

Die Membran C besteht ebenfalls aus Metall, zum Beispiel Stahl, Messing, Aluminium u. dgl., jedoch wird die Membran C so dünn wie möglich hergestellt, da sie sich leicht durchbiegen muß, wenn sie bei Benutzung der Vorrichtung als Sender von Schallwellen beaufschlagt wird, oder wenn sie bei Benutzung als Empfänger oder Lautsprecher elektrostatisch von der Platte A angezogen wird. Vorzugsweise wird blattdünn aufgewalztes Material zur Herstellung der Membran C benutzt. Die Membran C ist nicht durchlöchert und bedeckt daher die Löcher 2 und 3, welche sich in den Platten A und B befinden. Da die Durchbrechungen 3 verhälteüsmößig groß sind und in Achsrichtung miteinander liegen, so wird über je einen Satz von in Eindeckung miteinander liegenden Durchbrechungen 2 und 3 eine kleine Membran gebildet.The membrane C is also made of metal, for example steel, brass, aluminum and the like, but the membrane C is made as thin as possible because it has to bend slightly when it is acted upon by sound waves when the device is used as a transmitter , or if it is electrostatically attracted to plate A when used as a receiver or speaker. Preferably, material rolled on as thin as a sheet is used to produce the membrane C. The membrane C is not perforated and therefore covers the holes 2 and 3, which are located in the plates A and B. Since the perforations 3 are relatively large and lie with one another in the axial direction, a small membrane is formed over a set of perforations 2 and 3 which are in cover with one another.

Der Abstand zwischen der nachgiebigen Membran C und der starren Platte A wird so klein wie möglich gemacht. Bei der praktischen Ausführung wird dünner Glimmer, Celluloid o. dgl. benutzt, welches in den meisten Fällen nur einige hundertstel eines Millimeters diele ist, beispielsweise wird eine Dicke von 0,08 mm oder weniger benutzt. Die ♦5 Dicke hängt mehr oder weniger von der Größe der Löcher 3 ab, mit anderen Worten, je größer die Löcher 3 sind, je größer wird der ausschwingbare Teil der Membran. Die Platten A und C müssen stets außer Berührung miteinander bleiben, und der Abstand zwischen diesen beiden Platten muß dementsprechend genügend groß sein, so daß bei Betrieb eine Berührung der Platten nicht eintreten kann. Der Abstand zwischen den Platten ist also proportional dem Durchmesser der Löcher 3, und nur in wenigen Fällen wird der Abstand 0,08 mm überschreiten.The distance between the resilient membrane C and the rigid plate A is made as small as possible. In practice, thin mica, celluloid or the like is used, which in most cases is only a few hundredths of a millimeter, for example a thickness of 0.08 mm or less is used. The ♦ 5 thickness depends more or less on the size of the holes 3, in other words, the larger the holes 3, the larger the part of the membrane that can be swung out. The plates A and C must always remain out of contact with one another, and the distance between these two plates must accordingly be large enough so that the plates cannot come into contact during operation. The distance between the plates is therefore proportional to the diameter of the holes 3, and only in a few cases will the distance exceed 0.08 mm.

Die Platte D dient einzig und allein alsThe plate D serves solely as a

Klammervorrichtung, um die Membran C und die dielektrische Platte B in festen Eingriff mit der Platte A zu halten. Zwecks Befestigung der Platten aufeinander können Bolzen 5 benutzt werden, welche durch die Platten A, B₁ C und Z> hinduTchragen und voncisoliereiniden Hülsen und Unterlegscheiben 6 umgeben sind, so daß ein Kurzschluß zwischen den Platten nicht entstehen kann. Die Platte D kann aus irgendeinem Material bestellen, denn die Art des verwendeten Materials ist nicht von großer Wichtigkeit, solange die Platten A und C isoliert voneinander liegen. Die Bolzen 5 können in Abständen versetzt zueinander angeordnet werden, wie die Abb. 1 zeigt, und zwar kann irgendeine gewünschte Anzahl Bolzen verwendet werden. Die Löcher 4 in der Klammerplatte D werden vorzugsweise mit demselben Durchmesser ausgeführt wie die Löcher 3 in der Platte B aus dielektrischem Material. In dieser Weise wird eine feste Unterstützung für die Membran gebildet und ferner entsteht dadurch eine recht große Kupplungsfläche zwischen den ausschwingbaren Membranteilen und der Luft.Clamping device to hold membrane C and dielectric plate B in tight engagement with plate A. For attachment of the panels to each other bolt 5 can be used, which, so that a short circuit between the plates can not be created by the plates A, B are surrounded ₁ C and Z> hinduTchragen and voncisoliereiniden sleeves and washers. 6 The plate D can be ordered from any material, because the type of material used is not of great importance as long as the plates A and C are isolated from each other. The bolts 5 can be spaced apart as shown in Fig. 1, and any number of bolts can be used. The holes 4 in the clamp plate D are preferably made with the same diameter as the holes 3 in the plate B made of dielectric material. In this way, a firm support for the membrane is formed and, in addition, a very large coupling surface is created between the swing-out membrane parts and the air.

Die im obigen beschriebene Vorrichtung ist fertig zum Gebrauch und kann mit irgendeinem Sender oder Radioempfänger oder von irgendeinem anderen elektrischen Stromkreis, welcher Radiowellen aussendet oder empfängt, eingeschaltet werden. Wenn man die Vorrichtung als Lautsprecher in einem Radioempfangsapparat benutzt, dann schaltet man den Lautsprecher vorzugsweise in den Verstärkerkreis des Empfängers, und zwar derart, daß die eine der beiden Leitungen, welche von dem Verstärkerkreis koiormen, mit der Platte A umd die andere mit der Platte B verbunden wird. Iu dieser Weise wird ein pulsierendes oder veränderliches Potential an die beiden Platten gelegt, und die elektrostatische Anziehung verändert sich in Abhängigkeit von der Höhe des angelegten Potentials. Die nachgiebige Membran wird also mit bezug auf die andere Platte in Schwingungen versetzt, und da die Membran direkt mit der umgebenden Luft gekuppelt ist, so wird auch diese in Schwin- gangem versetzt, und es entstehen akustische Schwingungen oder Töne. Die Art und Weise, wie diese elektrostatische Vorrichtung in einem Sendekreis eingeschaltet wird, ist bekannt, und eine ausführliche Beschreibung erü';rigt sich an dieser Stelle.The device described above is ready for use and can be switched on with any transmitter or radio receiver or by any other electrical circuit which emits or receives radio waves. If the device is used as a loudspeaker in a radio receiver, then the loudspeaker is preferably switched into the amplifier circuit of the receiver in such a way that one of the two lines which coiormen from the amplifier circuit is with the plate A and the other with the plate B is connected. In this way a pulsating or variable potential is applied to the two plates, and the electrostatic attraction changes as a function of the level of the applied potential. The flexible membrane is therefore caused to oscillate with respect to the other plate, and since the membrane is directly coupled to the surrounding air, so is these displaced gangem in vibration, and there are acoustic vibrations or sounds. The manner in which this electrostatic device is switched on in a transmission circuit is known and a detailed description is discussed here.

Ein elektrischer Lautsprecher, welcher gemäß der Erfindung hergestellt ist, ist äußerst wirksam, da ein äußerst kleiner Abstand zwischen der starren und der nachgiebigen Platte hergestellt werden kann. Es kann ferner eine äußerst dünne Membran verwendet werden, welche aus blattdünn gewalztem Metall o. dgl. hergestellt ist, so daß eine naturgetreue Wiedergabe der Töne erzielt wird, denn solche Membranen haben ein verhältnismäßig kleines Eigengewicht und sind außerdem äußerst emp-An electric speaker made according to the invention is extreme effective as there is an extremely small distance between the rigid and resilient plates can be produced. An extremely thin membrane can also be used, Which is made of thin-leaf rolled metal or the like, so that a lifelike reproduction of tones is achieved, because such membranes have a relatively small one Dead weight and are also extremely

findlich sowohl für Schallwellen höherer als auch niedriger Frequenz. Die Vorrichtung kann so groß konstruiert werden, daß die mit der Luft in Berührung kommende Oberfläche der Membran mehrere Quadratmeter groß ist. Die Größe der Membranoberfläche ist praktisch unbegrenzt, und mechanisches Ratteln, Summen oder andere Tonverzerrungen werden dabei vollkommen vermieden. Die ganzeKonstruktion ist äußerst stark und im wesentlichen vollkommen frei von Eigenschwingungen. sensitive to both higher and lower frequency sound waves. The device can be made so large that the surface coming into contact with the air the membrane is several square meters in size. The size of the membrane surface is practical unlimited, and mechanical rattling, buzzing, or other sound distortion completely avoided. The whole construction is extremely strong and substantial completely free of natural vibrations.

Wenn eine nachgiebige und durchlochte Membran verwendet werden soll, dann verwendet man vorzugsweise eineKlammerplatte, welche in Abb. 3 mit F bezeichnet ist. In dieser abgeänderten Ausführungsform wird eine starre duTchloehte Platte G verwendet sowie eine nachgiebige Membran H und eine nachgiebige Membran J aus leitendem Material. Die durchlochte Platte G wird in diesem Falle vorzugsweise so gestanzt, daß sie erhöhte Oberflächen 17 aufweist, welche jedes Loch umgeben. Die Membran H ruht auf den höchsten Stellen dieser Oberflächen. Die Löcher in der Klammerplatte F, die mit 19 bezeichnet sind, haben einen größeren Durchmesser als die Löcher in der Platte G. Die Teile 20 der Klammerplatte liegen unmittelbar oberhalb der hohen Stellen 17 der Platte G und sorgen dafür, daß die Membran H und die nachgiebige Platte / fest mit den hohen Stellen 17 in Eingriff gebracht werden. Die übrigen Teile der Membran H der nachgiebigen Platte / liegen allein und können daher ausschwingen. Diese Befestigung der Membran mit der nachgiebigen Platte / ist besonders wichtig, wenn die Membran aus gewissen Materialien hergestellt wird, zum Beispiel aus Papier, Glimmer, Celluloid ο. dgl. Diese Materialien haben eine harte Oberfläche, die mit der starren Platte G in Eingriff geraten, und haben das Bestreben zu summen oder zu ratteln. Wenn jedoch; diese Materialiien in der genannten Weise fest an den hohen Stellen 17If a resilient and perforated membrane is to be used, then it is preferred to use a clamp plate, which is indicated in Fig. 3 with F. In this modified embodiment, a rigid, perforated plate G is used, as well as a compliant membrane H and a compliant membrane J made of conductive material. The perforated plate G in this case is preferably punched so that it has raised surfaces 17 which surround each hole. The membrane H rests on the highest points of these surfaces. The holes in the clamp plate F, which are designated by 19, have a larger diameter than the holes in the plate G. The parts 20 of the clamp plate are immediately above the high points 17 of the plate G and ensure that the membrane H and the resilient plate / are firmly engaged with the high points 17. The remaining parts of the membrane H of the flexible plate / are alone and can therefore swing out. This fastening of the membrane with the flexible plate / is particularly important if the membrane is made of certain materials, for example paper, mica, celluloid ο. The like. These materials have a hard surface that engage the rigid plate G and tend to hum or rattle. But when; these materials firmly in the above-mentioned manner at the high points 17

der Platte G festgeklammert werden, dann wird dadurch das Ratteln u. dgl. verhütet.are clamped to the plate G, rattling and the like are prevented.

Wenn im obigen auchl 'die wichtajgstein Teile der Erfindung mehr oder weniger genau dargestellt und beschrieben sind, so ist es doch selbstverständlich, das verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne daß dadurch das Wesen der Erfindung geändert wird. Die verwendeten Materialien und die Bearbeitungen derselben werden so gewählt, wie es für die verschiedenen Arbeitsbedingungen sich am günstigsten herausstellt.If in the above also the most important parts of the invention are shown and described more or less precisely, so it is of course that various changes can be made without thereby changing the essence of the invention. The materials used and the Machinings of the same are chosen as it is for the different working conditions turns out to be the most favorable.

Claims

Patent claims:

i. Electrostatic loudspeaker, consisting of a perforated conductive base plate and a dielectric membrane stretched over it, on the outside of which a flexible metallic layer is arranged, characterized in that a perforated plate (D or F ) , the holes (4 or 19) of which are concentric to the holes (2) in the base plate (A or G) and which is firmly clamped together with the membrane and the base plate by bolts (5) passing through them in isolation .

2. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the dielectric membrane (B) is perforated, and that the holes (2 bzv ". 3) in the plates (A, B) are in axis cover with one another.

3. Loudspeaker according to claim 2, characterized in that the holes (3) in the dielectric membrane (B) are larger than the holes (2) in the conductive base plate (A).

4. Loudspeaker according to Claims 1 to 3, characterized in that the holes (4) in the clamp plate ( D) are substantially as large as the holes (3) in the dielectric membrane (B) .

1 sheet of drawings

BERUN. PRINTED IN tlElt