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Publication number: DES0044580MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 30. Juni 1955 Bekanntgiemacht am 13. September 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vergütung von Kohlegrieß für FernsprechmikiOphone und bezweckt, die mikrophonischen Eigenschaften des Kohlegrießes hinsichtlich der Lautstärke und der Konstanz des Widerstandes zu verbessern.

Es ist bekannt, daß Kohlemikrophone im Laufe des Betriebes durch die Einwirkung des Stromes eine Verbesserung der Lautstärke bei gleichzeitiger Widerstandserhöhung erfahren. Man hat daher bereits versucht, durch eine künstliche Alterung des Kohlegrießes vor dem Einfüllen in die Mikrophonkapseln die Eigenschaften des Kohlegrießes zu verbessern, um einen stabilen Mikrophonwiderstand zu erhalten. Zu diesem Zweck wird der Kohlegrieß in einen Behälter eingebracht und der Einwirkung von Wasserstoff und Stickstoff bei gleichzeitiger mechanischer Erschütterung des Behälters ausgesetzt. Es ist auch bereits bekannt, Kohlegrieß dadurch zu vergüten, daß der KoIe- ao grieß nach einer Glühbehandlung in oxydierender Atmosphäre einer weiteren Glühbehandlung unter Schutzgas in Gegenwart von Metalldämpfen unterzogen wird, bei der Fremdatome an den Kohlenstoff angelagert werden, so daß der Kohlegrieß Halbleitereigenschaften annimmt. Zu diesem Zweck wird beispielsweise dem Kohlegrieß Aluminiumformiat beigemischt, das bei der Glühtemperatur

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zerfällt. Diese Verfahren sind jedoch aufwendig, da sie hohe Temperaturen bis iioo°C erfordern und die Glühbehandlung unter einem Schutzgas, \vie z. B. Wasserstoff, vorgenommen werden muß. Die Erfindung bringt nicht nur eine Verbesserung der Lautstärke mit sich, sondern zugleich auch eine Stabilisierung bzw. Alterung des Kohle:- grießes auf einen konstanten Widerstandswert und hat den Vorteil, daß das Verfahren bei Zimmer-ίο temperatur durchgeführt werden kann und nur eine einfache Vorrichtung erfordert. Erreicht werden diese Vorteile nach der Erfindung dadurch, daß der Kohlegrieß in einem elektrischen Feld zwischen Elektroden bewegt und hierbei gleichzeitig stark sauerstoffhaltigen Gasen oder Dämpfen ausgesetzt wird. Hierbei wird die Kohleoberfläche in kürzester Zeit mit einer Randschicht überzogen, welche für dem Mikrophoneffekt und seine Stabilität von ausschlaggebender Bedeutung ist. Der durch den Kohlegrieß geleitete Strom darf jedoch einen bestimmten Wert je Korn nicht überschreiten, damit die Formierung der Oberflächenschicht nicht durch Verbrennungserscheinungen gestört wird. Diese treten bereits bei einer Spannung von über etwa 0,4 bis 0,5 V, von Korn zu Korn gemessen, auf. Es ist für einen großen. Kohlegrießdurchsatz vorteilhaft, möglichst aktiven Sauerstoff zu verwenden, wie z.. B. ozonreiche Luft, stark sauerstoffhaltige Gas© oder peroxydhaltige Dämpfe, wie z. B. Perhydrol- oder Butylperoxyddämpfe.

Das Vergütungsverfahren wird so durchgeführt, daß in einer Vorrichtung, die nachstehend beschrieben ist, der zu vergütende Kohlegrießstrom und der Gasstrom sich kontinuierlich im Gegenstrom bewegen, wobei der durch den Kohlegrieß fließende elektrische Strom über Kohleelektroden zugeführt wird. Als Behandlungsraum des Kohlegrießes dient hierbei eine mechanisch angetriebene, schräg gestellte Drehtrommel aus Isolierstoff, an deren einer Stirnseite der Kohlegrieß und an deren anderer Stirnseite der Gasstrom zugeführt wird. Bei der Behandlung wird das Rohr mit den Elektroden dauernd gedreht, so daß der Kohlegrieß durcheinandergeschichtet wird. Die hierbei an den Kohlegrießteilchen auftretenden elektrischen Funken beim Stromdurchgang tragen zur Bildung von Ozon bei, das auf die Oberfläche des Kohlegrießes einwirkt. Diese Einwirkung des Ozons auf den Kohlenstoff kann man als eine kalte Oxydation bezeichnen, die sich nur auf die Oberflächenschicht des Kohlegrießes erstreckt.

Besonders wirkungsvoll ist dieses trockene Vergütungsverfahren, wenn der Kohlegrieß vorher in Wasserstoff oder wasserstoffhaltiger Atmosphäre oder auch im Vakuum geglüht wurde. Der Grund hierfür ist noch nicht hinreichend geklärt, doch dürfte er wahrscheinlich damit zusammenhängen, daß Kohlegrieß durch Wasserstoff- oder Vakuumglühung niederohmig. im Sinne einer Oberflächenleitschicht wird (η-Schicht), welche durch die kalte Oxydation eine Öberflächenverarmungsrandscbicht (p-Schicht) überlagert erhält, so daß am Kohlegrießkontakt eine p-n-Verbindung an der Oberfläche bestehen dürfte, der vermutlich der Hauptanteil an der Verstärkungswirkung des Kohlemikrophons zukommen dürfte.

Das Vergütungsverfahren ist nicht auf Kohlegrieß natürlichen Ursprungs beschränkt, es läßt sich auch mit gleichem Erfolg¹ für synthetisch hergestellten Kohlegrieß verwenden, der durch thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffverbindungen, wie z.B. Kunststoffen, gewonnen/wird. Auch für solchen synthetischen Mikrophongrieß ist das Verfahren anwendbar, dessen Grießteilchen nur eine Hülle von Halbleitern besitzen und deren Kern aus Kohle oder einem sonstigen Nichtleiter besteht, wenn die Halbleiterhüllen mit Sauerstoff unter Bildung von Oberflächenschichten, d. h. unter Erzeugung von p-n- bzw. n-p-Verbindungen an der Oberfläche von' Randschichten reagieren, wie z. B. Ti, Mg, Cr, die sich bereits für Mikrophongrieß wegen ihrer Halbleitereigenschaften als geeignet erwiesen haben.

Nachstehend ist die Vorrichtung zur Durchführung desVerfahrens beschrieben. DieVorrichtung besteht in der Hauptsache aus einer schräg gestellten Drehtrommel 1, deren Mantel aus Isolierstoff, wie z. B. Glas oder Keramik, besteht und deren Stirnseiten von den eingesetzten Kohleelektroden 2 und 3 gebildet sind. Die Drehtrommel 1 ist mit dien Elektroden 2, 3 um die angedeutete Achse A-A drehbar und wird von einem nicht dargestellten Antrieb mit regelbarer Geschwindigkeit während der Behandlung des Kohlegrießes gedreht. Über den Fülltrichter 5 gelangt der Kohlegrieß 4 über das axial eingeführte Zulaüfrohr 6 in die Trommel 1 und fällt nach der Behandlung durch die Austrittsöffnung 7 in den Sammpltrichter 8. Entgegen, dem Kohlegrieß strom wird an der Elektrode 2 das Behandlungsgas durch das Rohr 9 eingeführt, dessen Austrittsende durch ein Sieb 10 abgedeckt ist. Die Rohre 6 und 9 können zugleich die Achslager der Drehtrommel 1 bilden. Die Elektroden 2 und 3 können auch als Metallelektroden ausgebildet sein und sind über Schleifkontakte an eine Spannung gelegt, die von der Batterie U geliefert wird. Mit dem über die Elektroden 2, 3 und den im Behandlungsraum befindlichen Kohlegrieß 4 geführten Stromkreis sind ein Strommesser / und ein Regelwiderstand R in Reihe geschaltet, um die gewünschte Stromstärke im Kohlegrieß entsprechend einzuregeln. Die Durchflußgeschwindigkeiten des bei 10 eintretenden sauerstoffhaltigen Gases einerseits und des bei 6 einfließenden Grießes andererseits sind von der Wasserstoffvorbehandlung des Grießes, der Durchmischung und damit von der ■Umdrehungsgeschwindigkeit der Drehtrommel 1 und der angelegten Spannung U abhängig. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel. 1 ist daher regelbar und ebenso- die an den Elektroden liegende Spannung. Die geeigneten Werte dieser Größen werden durch Versuch ermittelt und dann für die laufende Fertigung entsprechend eingehalten. Auf diese Weise ist es möglich, in einem kalten Vergütungsverfahren Kohlegrieß zu erhalten, der lautstarke und konstante Kohlemikrophone für Fernsprech-

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zwecke ergibt, die keine Lautstärke- und Widerstandsänderungen während ihrer Betriebszeit mehr aufweisen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vergütung von Kohlegrieß für Fernsprechmikrophone, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlegrieß in einem elektrischen Feld zwischen Elektroden bewegt und gleichzeitig stark sauerstoffhaltigen Gasen oder Dämpfen ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vorbehandelter Kohlegrieß verwendet wird, der zur Erzeugung einer Inversionsschicht oder einer p-n-Verbindung unter Schutzgas oder im Vakuum in Gegenwart metallischer Gase oder Dämpfe geglüht wird.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine schräg gestellte Drehtrommel (1) aus Isolierstoff, deren Stirnseiten von zwei an eine Spannungsquelle (U) gelegten Elektroden (², 3) gebildet sind und wobei jede Stirnseite ein axial eingesetztes Rohr (6, 9) für die Zuführung des Behandlungsgases und des Kohlegrießes aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (6 und 9) gleichzeitig die Achslager der Drehtrommel (1) bilden, die von einem Getriebe mit regelbarer Geschwindigkeit in Umdrehung versetzt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlegrießzuführung über das Rohr (6) und die Gaszuführung über das Rohr (9) kontinuierlich regelbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Elektroden (2 und 3) gelegte Spannung (U) durch einen Regelwiderstand (R) so einstellbar ist, daß die Brennspannung von Korn zu Korn des Kohlegrießes (4) unter 0,5 V liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen