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Kondensatorschallgerät Der Aufbau eines elektrischen Kondensatorschallgerätes
bedingt bekanntlich wenigstens zwei voreinander und isoliert voneinander angeordnete
flächenartige Leiter oder Belegungen. Von diesen muß wenigstens eine als Membran,
also schwingfähig, ausgebildet sein. Die gesamte Anordnung muß ferner so getroffen
sein, daß die schwingfähige Belegung z. B. beim Telephon unter dem Einfluß elektrischer,
gewöhnlich von einem Niederfrequenzverstärker ausgehender Spannungsstöße in Schwingungen
versetzt werden kann.
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Diese Bedingung wird zunächst allgemein dadurch erfüllt, daß die zwischen
den Leitern befindliche Luftschicht, auch wenn sie noch so gering sein mag, mit
der umgebenden Außenluft in Verbindung gebracht wird. Zu diesem Zweck wird in der
Regel die feste Elektrode über ihre ganze Fläche in dichter Folge mit Löchern oder
Durchbrüchen versehen.
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Diese Maßnahtne ermöglicht grundsätzlich erst den Schwingungsvorgang
der Membran. Sie genügt im allgemeinen auch bei einer Anordnung mit gespannter,
frei schwingender Membran. Bei elektrostatischen Schwingungsgebilden indessen, bei
denen die Membran oder schwingfähige Belegung im Schwingungsfalle gegen die feste
Belegung gestützt ist, ist sie unzulänglich. Der Grund für diese Tatsache liegt
in der immerhin noch beträchtlichen Luftdämpfung sowie in der rein mechanischen
Dämpfung, die durch das Aufliegen der Anziehungsflächen beider Belegungen über ein
Dielektrikum im Schwingungsfalle wirksam werden. Außerordentlich hindernd wirkt
sich die Beschränkung der Membranschwingung auf die Entwicklung elektrostatischer
Lautsprecher aus. Sie bebedingt nämlich nicht nur die Bildung von Nebengeräuschen,
sie verhindert auch die volle Tonentwicklung und beschränkt die Wiedergabe der tieferen
Töne. Hand in Hand hiermit geht auch eine gehinderte Lautstärkenabstrahlung.
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Erfindungsgemäß wird der schwingfähigen Belegung oder Membran, die
auf der in der angegebenen Weise durchlöcherten festen Gegenelektrode unter Zwischenschaltung
eines Dielektrikums aufliegt, dadurch die Möglichkeit zur Ausführung größerer Schw
ingungsamplituden gegeben, daß die .Gegenelektrode die Löcher umgebende muldenförmige
Vertiefungen aufweist, so daß die Muldenränder unter Vermeidung besonderer Unterteilungs-oder
Spannmittel die Widerlager für die schwingende Belegung oder Membran bilden und
diese dadurch in mehr oder weniger gegeneinander abgegrenzte Schwingungselemente
unterteilen.
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Die kapazitiv e Fläche der festen Elektrode kann linsenförmig gewölbt
oder auch eben sein. Ist diese Fläche- nach außen gewölbt, so wird die mehr oder
weniger darüber gespannte Membran ohne weiteres bereits auf den Erhebungen aufliegen.
Durch das Anlegen einer Gleichvorspannung a:n die Elektrollen
wird
aber auch bei der Verwendung von im wesentlichen ebenen Leiterflächen ein Aufliegen
der Membran auf den Stützstellen der festen Gegenelektrode gesichert. Durch den
Fortfall besonderer Stützelemente bleiben die beiden Kapazitätsflächen fast in ihrer
ganzen Ausdehnung akustisch wirksam. Tote K=apazitätsflächen und daraus sich ergebende
schädliche Steigerung der Gesamtkapazität wird nach der Erfindung weitgehendst vermieden.
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Durch die Ausdehnung, Form und Tiefe, die den Mulden gegeben wird,
ist man in der Lage, die elektrische sowie die akustische Wirkung besonders vollkommen
auszugestalten. Es ist selbstverständlich, daß die Löcher oder Durchbrüche ebenfalls
zweckmäßig bemessen werden müssen, um eine schädliche Dämpfung zu vermeiden. Durch
verschiedene Flächenausdehnung und verschiedenen Abstand der Mulden voneinander
ergeben sich verschieden weit voneinander entfernte Stützstellen für die Membran.
Diese wiederum wird in entsprechend große Schwingungselemente unterteilt. Da bei
einer am Rande gehaltenen oder eingespannten, in sich einheitlichen Membran deren
gesamte Fläche einer ziemlich gleichmäßig verlaufenden mechanischen Spannung unterliegt,
so kann man durch verschieden bemessene Mulden oder verschieden weit voneinander
entfernte StÜtzstellen auch dementsprechend verschieden große Schwingungselemente
mit verschiedener Frequenzabhängigkeit herstellen. Hierin besteht ein Mittel, einzelne
Tonfrequenzbereiche bevorzugt wiederzugeben oder durch ein Mikrophon aufzunehmen.
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Zweckmäßig ist z. B. die Aufteilung der kapazitiven festen Leiterfläche
in nebeneinanderliegende Mulden, deren seitliche Begrenzung im Schnittbild durch
einen stumpfen Winkel gebildet wird. Bei hinreichend großem Winkel ist es möglich,
die mittlere Entfernung zwischen den von einem Hohlkegelmantel bestimmten Muldeneinzelflächen
und der Membran oder schwingfähigen Belegung ohne Schwierigkeit auf jeden erforderlichen
niedrigen Wert zu bringen. Es ist hierdurch somit die Möglichkeit der größten Annäherung
der Belegungen gegeben, ohne die Membran im Schwingungsvorgang nennenswert zu be=
hindern.
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Die Anzugsfläche der festen Leiterplatte wird zweckniäßig mit einem
Dielektrikum überzogen. Unter anderen Mitteln eignen sich hierzu besonders Isolierlacke.
Nach dem Spritzverfahren aufgetragen, vereinigen sie bei geringster Schichtdicke
hohe Isolierfähigkeit mit guten mechanischen Eigenschaften. Anstatt einer massiven
leitenden oder leitend gemachten Platte bzw. eindr Blechplatte kann die feste Belegung
auch aus einem Metallgeflecht oder Gewebe hergestellt werden. Dasselbe kann auch
zum Teil mit Textilfäden verarbeitet sein. Derartige Geflechte oder Gewebe mit geringer
innerer mechanischer Festigkeit werden zweckmäßig in einem besonderen Haltering
straff gespannt.
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Vorteilhaft ist es, das Metallgeflecht aus . isolierten Leitern .herzustellen.
Lackdrähte eignen sich hierzu besonders. Die äußerst dünn herstellbare Isolierschicht
stellt sowohl in elektrischer wie in mechanischer Beziehung ein hochwertiges Dielektrikum
dar. Um die voneinander isolierten Leiter miteinander in leitende Verbindung zu
bringen, werden ihre vom Isolierstoff befreiten Enden auf einen Metallring leitend
aufgespannt.
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Die Fig. i der Zeichnung zeigt eine beispielsweise Gestaltung der
Anziehungsfläche der festen Leiterplatte in der Aufsicht, während Fig. 2 eine Darstellung
im Schnitt wiedergibt. Mit p ist die feste Platte bezeichnet. Mit v sind die Vertiefungen
oder Mulden gekennzeichnet, welche gemäß der Darstellung die hervorstehenden Rippen
a ergeben. Mit d sind die Luftdurchtrittsöffnungen bezeichnet.
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Die Fig.3 stellt die feste Leiterplatte p samt der auf ihr gelagerten
Membran na mit der Belegung b vergrößert dar. Diese schematische Darstellung stellt
eine dielektrische Membran m mit einer leitenden Belegung vor, derart angeordnet,
daß sich das Dielektrikum bei a auf die reliefartigen Erhöhungen mit leitender Oberfläche
stützt. Befindet sich über der leitenden Oberfläche der festen Platte ein beliebiges
Dielektrikum, so kann die schwingfähige Belegung ganz aus einem geeigneten Leiter
bestehen, oder die leitende Belegung einer schlecht- oder nichtleitenden Membran
kann der festen Elektrode zugekehrt sein.
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Nach der Darstellung der Fig.3 besitzen die Erhöhungen a Rippenform.
Je nach der Form der Mulden oder Vertiefungen können die Auflagerstellen verschiedene
Gestalt aufweisen. Um eine möglichst geringe Gesamtberührungsfläche zwischen den
beiden Belegungen zu sichern, können die einzelnen Stützstellen auch punktförmig
sein.
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Die Fig. q. zeigt derartige fast punktförmige Auflagen der Membran
in, indem sie auf den Kreuzungsstellen eines schematisch im Schnitt dargestellten
Gewebes aufliegt. Das Gewebe selbst ist mit g gekennzeichnet. Mit a' ...
d'' sind die Kreuzungsstellen von Schuß und Kette bezeichnet.
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Die beiden prinzipiellen Darstellungen von Fig. i und Fig. q. stellen
somit Extreme dar mit Bezug auf die Begrenzung der Mulden und damit auch der Schwingungselemente.