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Mikrofon Die Erfindung betrifft ein Mikrofon, bei welchem die Kohlekörnerkammer
aus zwei mit ihren Öffnungen zueinander gerichteten gewölbten Hälften gebildet wird,
von denen eine an der Membran befestigt ist. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße
Ausbildung der elektroakustisch wirksam "verdenden Teile eine Unabhängigkeit der
mikrofonischen Wirkung von der jeweiligen Lage des Mikrofons bei gleichzeitiger
Verbesserung der Stromdurchgangsverhältnisse in der Kohlekörnerkammer erzielt.
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Es ist bekannt, um die Wirkung .des Mikrofons unabhängig von seiner
jeweiligen Lage zu machen, Kohlekörnerkammern sphärisch auszubilden. Bei den bekannten
Ausführungen besteht aber der Nachteil, da.ß die Strom-Wege durch den Kohlegrieß
in der Kammer verhältnismäßig lang sind und deshalb nicht voll durchgesteuert werden.
Weiterhin sind in den bekannten Kohlekörnerkammern in beträchtlichem Umfang für
den Mikrofonstrom Wege vorhanden, welche über nicht durchgesteuerte Strecken führen,
Evas die Wirksamkeit des Mikrofons herabsetzt.
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Ferner sind Mikrofone bekannt, bei welchen der Elektrodendurchmesser
und der Elektrodenabstand kleiner ist als der Raum der Kohlekörnerkammer. Bei diesem
ist aber die große Reibung der beweglichen Elektrode im Grieß zu überwinden und
außerdem ist die Kammer nicht sphärisch ausgebildet und daher nicht lagenuna:bhängig.
In den verschiedenen Lagen des Mikrofons wirkt nämlich ein verschieden hoher Fülldruck
auf die wirksamen Elektrodenflächen, der nicht gleichmäßig über die gesamte Fläche
wirksam wird, da dieselbe breiter ist als die durch den Schüttwinkel gegebene Fläche.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß
die einander gegenüberliegenden Ränder der Kammerhälften mit nach außen gerichteten
flanschartigen Elektroden versehen sind, zwischen denen allein der Stromübergang
stattfindet und deren Breite durch den Schüttwinkel des die Kammer voll ausfüllenden
Grießes gegeben ist, und daß der erforderliche Schüttdruck des Grießes durch eine
entsprechende Höhe der Kammerhälften gewährleistet wird. Hierdurch wird der mikrofonisch
wirksam werdende Teil der Kammer an eine Stelle verlegt, die die Kurzhaltung der
Grießstrecke zuläßt, wodurch eine vollkommene Durchsteuerung der wirksam werdenden
Grießteile erzielt wird. Die zwischen den Elektroden befindliche Grießstrecke besitzt
durch ihre Ausbildung als außenliegender Ring eine verhältnismäßig große Oberfläche,
über die 'der Schüttdruck gleichmäßig zur Wirkung kommt.
Es ergebn
sich dabei besonders günstige Druckverhältnisse innerhalb des Kohlegrießes auch
dann, wenn das -Mikrofon in seiner ungiinstigsten Lage sich befindet, was dann der
Fall ist, «wenn die Membran horizontal liegt. Die durch die Füllung hervorgerufene
Reibungs- und Massenhemmung ist geringer als bei den bekannten Kohlemikrofonen finit
innerhalb der Füllung liegenden Elektroden.
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' Die Elektroden sind dabei parallel oder nahezu parallel mit ihren
wirksamen Flächen zueinander angeordnet.
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Besonders zweckmäßig ist es, die flanschartigen Elektroden an ihrer
Innenseite mit abgeschrägten oder abgerundeten Kanten zu versehen, da dann der von
Innenkante zu Innenkante der Ringelektrode verlaufende Strom, welcher parallel dein
von Oberfläche zur Oberfläche der Ringelektroden fließenden Strom verläuft, eine
solche Richtung erhält, daher im wecntlichen innerhalb der durchgesteuerten Grießstrecke
verläuft. Außerdem wird das Eindringen des Grießes zwischen die beiden Elektroden
bei Verlagerung des Mikrofons erleichtert.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der an sich bekannten und für
die Unabli'#ingigmacliung der mikrofonischen Wirkung von der Lage des Mikrofons
besonders vorteilhaften sphärischen Kohlekörnerkanimern wird unter Beibehaltung
dieser Vorteile auch in elektroakustischer Hinsicht ein einwandfreies Arbeiten des
Mikrofons erzielt.
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Eine weitere Verbesserung eines derartigen -Mikrofons wird geniäli
der Erfindung noch dadurch erzielt, dali die an der -Membran befestigte K=ammerhälfte
durch einen dem konischen Mittelteil der -Membran entgegengesetzten konischen Ring
verspannt ist.
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Durch diese Befestijung wird erreicht, daß die Membran zusammen finit
der an ihr befestigten Kaninierhälfte kolbenartig schwingt, was für eine Kohlekörnerkammer
gemäß der Erfindung von besonderem Vorteil ist, (la dann die Membranbewegung vollständig
ausgenutzt werden kann. außerdem kann die an der -Membran befestigte Kammerhälfte
keine parallel zu den Elektrodenflächen verlaufenden Schwingungen ausführen, die
zu Störungen Anlaß geben können. Die erfindungsgemäße Befestigungsart ist besonders
geeignet bei dünnen Leichtmembranen, da verhältnismäl.lig wenige die Membran beschwerende
Befestigungsteile notwendig sind. Dadurch können bei Anwendung einer Kohlekörnerkammer
der genannten Art die an sich bekannten Vorteile einer Leichtmembran voll ausgenutzt
werden.
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Zweckmäßigerweise wird man die Befestigung der Kammerhälfte an der
Membran so vornehmen, dali die Kammerhälfte mit der Membran an deren Scheitelpunkt
durch einen Hohlniet befestigt ist, dessen Öffnung kleiner ist als der Durchmesser
eines Grießkornes der Füllung und welcher auf der Außenseite durch eine Schutzfolie
abgeschlossen ist. Durch diese besondere Ausbildung des Befestigungsmittels kommt
die Anordnung einer besonderen Luftausgleichsöffnung in Fortfall. Das Eindringen
von Feuchtigkeit kann durch Überspannen der Außenöffnung des Hohlnietes durch eine
Schutzfolie verhindert werden.
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Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung beschrieben und in anliegender
Zeichnung dargestellt. Es bedeuten: Fig. i eine Mikrofonkapsel gemäß der Erfindung
im Schnitt, Fig. 2 eine Unteransicht der Kapsel und Fig. 3 Ausführungsbeispiele
für die Elektroden.
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Das Mikrofon besteht aus einem Kapselgehäuse i, das vorzugsweise aus
Aluminiumverbindungen hergestellt wird, um ein festes und leichtes Gehäuse zu erzielen.
Die Form des Gehäuses ist dabei derart ausgebildet, daß es sowohl in Mikrotelefonen
wie in Stationen mit getrenntem Mikrofon und Telefon `'erwendung finden kann. Das
Gehäuse i wird durch eine Aluminiumplatte 2 abgeschlossen, welche mehrere Öffnungen
3 besitzt für den Durchtritt der Schallwellen. Durch Umbördelung des Randes 6 des
Gehäuses i wird die Platte 2 in ihrer Lage festgehalten. Der umgebördelte Randteil
4 des Gehäuserandes 6 schließt dabei dicht ab. Durch die Platte 2 wird gleichzeitig
eine 2 einbran 7 in dem Gehäuse i festgehalten, welche vorzugsweise aus Leichtmetall
besteht. Durch Verwendung dieses Materials erhält man eine leichte und elastische
Membran. Die Membran 7 ist dabei als Formmembran ausgebildet, indem sie einen konischen
Mittelteil besitzt und einen breiten äußeren Ring. Mit letzterem ist sie an dem
Gehäuse i gelagert und gegen die Platte 2 durch einen elastischen Ring 8 aus Isoliermaterial
isoliert und abgedichtet. Die Außenseite der Membran 7 ist mit einem Feuchtigkeitsschutz
versehen, welcher aus einer Schutzfolie 9 besteht, welche die Außenseite der Membran
7 ab- j deckt. Hinter der Membran 7 ist ein Ring io angeordnet, welcher ebenfalls
konisch ausgebildet und dem Konus der Membran 7 entgegengesetzt gerichtet ist. In
die Öffnung des Ringes io wird ein sphärisch, beispielsweise Halbkugelig ausgebildeter
Becher i i eingeschoben, welcher die eine Hälfte der Kohlekörnerkammer des Mikrofons
darstellt. Der Becher i i besitzt einen Flansch 14, welcher gegen den Ring io anliegt.
Durch einen für den Druckausgleich, hohl ausgebildeten Niet 12 wird dann der Becher
i i, der Ring io und
die Membran 7 zusammengezogen derart, daß der
Becher i i mit der Membran 7 über den NL, iet 12 verbunden ist und sich mit seinem
Flansch 1q. über den Zwischenring io elastisch an der Membran 7 abstützt. Durch
diese Anordnung erhält man eine in ihrem Mittelteil steife Membran, welche kolbenartig
schwingt und durch den vorerwähnten Rand der Membran 7 sehr elastisch ist. Die verhältnismäßig
wenigen Befestigungsmittel gestatten ein Leichthalten des schwingenden Teiles des
Mikrofons und ihre Ausbildung verhindert Schwingungen des Bechers i i um seinen
Befestigungspunkt an der Membran 7.
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An dem Flansch 14 des Bechers i i ist eine Elektrode 15 angebracht,
die aus einem Kohlering besteht und an dem Becher i i durch Umbördelung des Flansches
14 festgehalten wird. Gegenüber der Elektrode 15 ist eine feste Gegenelektrode 16
angeordnet, die wie die bewegliche Elektrode 15 ausgebildet ist. Die feste Elektrode-
16 wird durch Umbördelung des Randes i9 eines anderen halbkugelig ausgebildeten
Bechers 18 an diesem befestigt. Der Becher 18 ist mit dem Mikrofongehäuse i verbunden
mittels einer Schraubenmutter oder eines Schraubringes 23. Dabei ist der Becher
18 von dem Gehäuse i elektrisch isoliert durch ringförmige, isolierende Zwischenlagen
2o und 21. An den äußeren Rändern der Ringelektroden 15 und 16 ist ein Papierbalg
17 angeschlossen, welcher die von den Bechern ii und 18 gebildete Kohlekörnerkammer
abschließt. Der Balg 17 kann durch Ankleben an die beiden Ringelektroden 15 und
16 befestigt werden. Die in der Kammer i i, 18 eingeschlossene Luft drückt bei der
Bewegung des Bechers i i und der Membran 7 gegen den elastischen Balg 17, der auf
seiner anderen Seite mit dem Luftpolster in Berührung steht, das sich zwischen dem
Gehäuse i und der Membran 7 befindet, wodurch eine dämpfende Wirkung auf die Schwingungen
der Membran 7 zustande kommt. Eine weitere dämpfende Wirkung besitzt der Resonator,
welcher gebildet wird von der Luft zwischen der Membran 7 und der Schutzmembran
9 einerseits und der Abdeckplatte 2 andererseits.
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Die inneren Flächen der Becher i i und 18,
welche mit den Kohlekörnern
in Berührung stehen, sind mit einem isolierenden Überzug versehen, so daß der Stromfluß
auf die beiden Ringelektroden 15 und 16 beschränkt ist. Die in der Zeichnung nicht
dargestellten Kohlekörner oder der Kohlegrieß füllt den Zwischenraum zwischen den
Elektroden und den Bechern vollkommen aus. Auf der Rückseite des Bechers 18 ist
eine Öffnung vorgesehen für die Auffüllung der Kammer i i, 18 mit Kohlegrießmaterial.
Die Öffnung kann durch eine Schraube 3o abgeschlossen werden, deren Kopf abgeschert
werden kann, um zu verhindern, daß unbefugte Personen die Kammer öffnen. Der Befestigungsring
23 dient auch zum Anklemmen des elektrischen Anschlußteiles 27, dessen freies Ende
durch eine Schraube 29 an dem Gehäuse i befestigt ist, und der eine Anschlußschraube
28 trägt zum Anschluß des Leiters. Auf diese Weise ist der dort angeschlossene Leiter
elektrisch mit der Kohleelektrode 15 verbunden. Ein weiterer Anschlußteil2d. ist
isoliert von dem Anschlußteil 27 durch Zwischenlage eines isolierenden Ringes 22
ebenfalls an dem Gehäuse i durch den Befestigungsring 23 angeklemmt und steht mit
der festen Elektrode 16 in elektrischer Verbindung. Der Anschlußteil 24 ist mit
seinem einen Ende durch die Schraube 25 mit dem Gehäuse i verbunden und von der
Schraube durch isolierende Zwischenlagen 26 elektrisch isoliert. Der Anschlußteil2q.
ist außerdem mit einer Anschlußschraube 35 für den Leiter versehen.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, d:aß der Gesamtdruck
der Kohlekörner auf die Elektroden, welcher durch ihr Gewicht zustande kommt, praktisch
nahezu für alle Lagen des Mikrofons gleich ist. Die Elektroden 15 und 16 liegen
sehr nahe beieinander, so daß bei einer Druckfortpflanzung in horizontaler Richtung
der Weg für diese sehr kurz ist, wodurch die in dieser Richtung ungünstige Druckübertragung
auf die Elektrodenflächen ausgeglichen wird. Die Elektroden 15 und 16 besitzen,
wie aus den Fig. i und 3 ersichtlich, abgeschrägte oder abgerundete Innenkanten,
wodurch die Stromlinien, die sich von Innenkante zu Innenkante der Elektroden er-
i strecken, in einer Richtung verlaufen, die sie in den Bereich der duschgesteuerten
Teile des Kohlegrießes bringen bzw. in einer wirksamen .Richtung zur Bewegungsrichtung
der Elektroden verlaufen lassen. Die auf die Membran 7 auftreffenden Schallwellen
beeinflussen die zwischen den Elektroden befindlichen Kohlekörner und die Kohlekörnermasse,
welche von der Kohlekörnerkammer umschlossen wird. Da die wirksamen Elektrodenflächen
aber nahe beieinanderliegen, erfolgt eine vollkommene Duschsteuerung. Die Bewegung
der von den Kammerhälften umschlossenen Masse des Kohlegrießes führt dazu, daß etwa
vorkommende Zusammenbackungen innerhalb der Kohlegrießmasse wieder aufgelockert
werden. Die bei längerem Gebrauch in der Kohlekörnerkammer i i, 18 durch die Erwärmung
,auftretenden Luftdruckunterschiede können durch eine Öffnung 13, mit welcher der
Becher i i mit dem Raum zwischen der Membran 7 und der nachgiebigen
Abdeckung
9 in \-'erbindung steht, ausgeglichen werden, «-elche so klein gehalten ist, daß
keine Kohlekörner nach außen dringen können. Außerdem wirken sich durch die dargestellte
und beschriebene Ausbildung der Kammerhälften durch Wärme hervorgerufene Formänderungen
im Sinne einer Widerstandsverminderung in der Kohlekörnerkammer aus. Dadurch wird
eine gleichmäßige Übertragungsgüte auch bei langem Gebrauch erzielt. Die gesamte
Kohlekörnerkammer besitzt in allen Gebrauchslagen einen sehr geringen und nahezu
konstanten Widerstand, während die unter dem Einfluß der Sch all-,vellen zustande
kommenden Widerstandsänderungen sehr groß sind. Durch diese Verhältnisse besitzt
das Mikrofon einen hohen Wirkungsgrad. Das sog. Rauschen des Mikrofons ist eben
durch die Niedrighaltung seines Gesamtwiderstandes weitgehendst unterdrückt. Ein
weiterer Vorteil des geringen Gesamtwiderstandes besteht darin, daß das Auftreten
von Heulresonanzen weitgehendst vermieden wird.