DE531299C

DE531299C - Method of manufacturing the solid capacitor plates for electrostatic telephones and microphones

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Publication number: DE531299C
Application number: DEV23408D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-01-14
Filing date: 1928-01-14
Publication date: 1931-08-07

Description

Tönende Kondensatoren finden Anwendung als Lautsprecher, Telephone und Mikrophone und bestehen einerseits aus einer ruhenden Metallplatte und andererseits aus einer schwingenden Folie. Der ruhende Belag muß aus Gründen verringerter Luftdämpfung auf der ganzen Fläche durchlöchert. sein. Die Durchlöcherung geschah bisher durch Stanzen, Bohren, Eindrehen oder Eingießen von nutenförmigen Öffnungen. Man verwendete demzufolge perforierte Bleche, gebohrte Metallplatten oder Metallplatten mit angedrehten Nuten oder Gußkörpern, in denen die erforderlichen Öffnungen schon eingegossen sind.Sounding capacitors are used as loudspeakers, telephones and microphones and consist on the one hand of a stationary metal plate and on the other hand of a vibrating slide. The static covering must for reasons of reduced air damping perforated all over the surface. be. The perforation was previously done by punching, Drilling, screwing in or pouring in groove-shaped openings. Perforated sheets, drilled metal plates were used accordingly or metal plates with turned grooves or cast bodies in which the required Openings are already poured.

Bei der zuerst genannten Konstruktion der perforierten Bleche gelingt es nicht, den Belag genau eben herzustellen, wie er für die Wirkungsweise der Einrichtung erforderlichWith the first-mentioned construction of the perforated sheets, the covering does not succeed to produce exactly as required for the operation of the device

ao ist. Man kann diese Anordnung höchstens verwenden für eine Konstruktion, bei welcher es sich nicht um eine frei schwingende Membran handelt, sondern um einen leitend gemachten Gummihautüberzug, der an allen Punkten mehr oder minder stark auf der unebenen Unterlage aus perforiertem Blech aufliegt. Die Herstellung von Platten durch Einbohren der Löcher ist außerordentlich zeitraubend und kostspielig. Mit Rücksicht auf die erforderliche Luftdämpfung dürfen die Räume zwischen den einzelnen Löchern nicht zu groß sein; infolgedessen sind auf der Gesamtfläche sehr viel Löcher notwendig.ao is. You can use this arrangement at most for a construction in which it is not a freely oscillating membrane, but a conductive one made rubber skin covering, which is more or less strong at all points on the uneven Support made of perforated sheet metal rests on it. The manufacture of panels by drilling the holes is extraordinary time consuming and costly. With regard to the required air damping, may the spaces between the individual holes should not be too large; as a result are on the Total area a lot of holes necessary.

Da^ Verfahren, rückseitig mit Rippen versteifte Kapazitätsflächen an der wirksamen Vorderseite kreisförmig zu durchstechen, erwies sich zwar technisch gut brauchbar, jedoch sehr zeitraubend in der Herstellung. Die Herstellung der Gitterplatten im Gußverfahren bedeutet zwar eine große Verbilligung, jedoch war ein großer Ausschuß festzustellen, da das starke Schwinden des Gußmaterials, bedingt durch den bei Leichtmetallegierungen vorhandenen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten und den großen Temperaturunterschied, zu starke Spannungen in dem vorwiegend flächenhaft ausgedehnten und zudem durchlöcherten Gußkörper zur Folge hatte.Da ^ procedure, stiffened on the back with ribs To pierce capacitance areas on the effective front in a circular manner, it has been proven technically well usable, but very time-consuming to manufacture. The production of the grid plates in the casting process means a great reduction in price, but there was a large reject because of the strong shrinkage of the cast material caused by the light metal alloys existing high coefficient of thermal expansion and the large temperature difference, excessive stress in the predominantly extensive and also perforated cast body resulted in.

Sämtliche Konstruktionen, welchen Gitterflächen aus Metall zugrunde gelegt sind, haben ferner die unangenehme Eigenschaft, schädliche statische Kapazitäten aufzuweisen, bedingt durch den geringen Abstand der Metallmembran von dem Rand der Metallplatte, von dem sie nur durch eine dünne Isolierschicht getrennt ist.All constructions based on metal grid surfaces, also have the unpleasant property of showing harmful static capacities, due to the small distance between the metal membrane and the edge of the metal plate, from which it is only separated by a thin layer of insulation.

Nach der vorliegenden Erfindung wird die Herstellung der ruhenden Kapazitätsfläche aus einem Material vorgenommen, das bereits bei wesentlich geringeren Temperaturen flüssig ist und das erstarrt und gehärtet annähernd die gleiche Festigkeit und Widerstandsfähigkeit besitzt, wie das bisher für diesen Zweck vorgesehene Metall, insbesondere die Aluminium- oder Aluminium-Magne-According to the present invention, the production of the resting capacitance surface made of a material that is already liquid at much lower temperatures is and that solidifies and hardens approximately the same strength and resistance possesses, like the metal previously intended for this purpose, in particular the aluminum or aluminum magnet

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sium-Legierungen. Als geeignete Materialien, die ferner auch vorteilhafte Isoliereigenschaften besitzen, erwiesen sich die verschiedenen Kunstharze, insbesondere die Phenolkondensationsprodukte und diverse andere Kunstharze, z. B. das härtbare Formaldehydharz, und hier besonders das Oxybenzylmethylenglycolanhydrid im unveränderlichen, sogenannten C-Zustand. Unter Anwendung.dieser ίο Kunstharze gelingt es bequem, mit rückseitigen Versteifungsrippen versehene, extrem 'durchlöcherte Flächen " der erforderlichen Größe im Guß-, Druck- und Erwärmungsprozeß herzustellen, ohne daß noch wesentliehe mechanische Nacharbeit zu leisten ist. Die Anlagerung der Membran an derartige Flächen vermeidet die schädlichen statischen Randkapazitäten.sium alloys. As suitable materials, which also have advantageous insulating properties The various synthetic resins, in particular the phenol condensation products, have proven to own and various other synthetic resins, e.g. B. the curable formaldehyde resin, and here especially the oxybenzylmethylene glycol anhydride in the unchangeable, so-called C-state. Using .this ίο It is easy to use synthetic resins with stiffening ribs on the back, extremely 'Perforated areas' of the required size to be produced in the casting, printing and heating process, without any further essential mechanical rework is to be carried out. The accumulation of the membrane on such surfaces avoids the damaging static Marginal capacities.

Die erforderliche Leitfähigkeit der der Membran gegenüberstehenden Fläche des ruhenden Belages wird erzielt durch Bestäuben nach dem bekannten Metallspritzverfahren, auf galvanischem Wege oder vermittels Kathodenzerstäubung in Wasserstoffatmo-Sphäre oder durch das Ein- bzw. Anpressen einer dünnen Folie an das Isoliermaterial. Die in den Öffnungen zurückbleibenden Teile der Folie werden nachträglich entfernt oder mit einer Bürste durchstoßen und zurückgebogen. 'The required conductivity of the face of the membrane opposite the static coating is achieved by dusting according to the known metal spraying process, by galvanic means or by means of cathode sputtering in a hydrogen atmosphere or by pressing a thin film onto the insulating material. The parts of the film remaining in the openings are subsequently removed or pierced with a brush and bent back. '

Bei den bisher bekannt gewordenen Konstruktionen von Kondensatortelep'honen erforderte die Herstellung entsprechend hoher Isolationswiderstände (10 bis 30 Megohm) die Verwendung hochwertiger dünner Isoliermittel· in Form von teurem Ölpapier, Glimmer o. dgl. Bei einer Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung ist der kostspielige Aufwand an besonderen Isoliermitteln nicht mehr nötig, da das Material selbst an den äußeren Stellen als Isolator wirkt.In the constructions of capacitor telephones that have become known up to now, required the production of correspondingly high insulation resistances (10 to 30 megohms) the use of high-quality, thin insulating materials in the form of expensive oil paper, mica or the like. In a construction according to the present invention, that is expensive No need for special isolating agents, as the material itself is attached to the external places acts as an insulator.

Ferner lassen sich die für das Freischwingen der Membran notwendigen geringen Abstände bzw. Höhenunterschiede zwischen Membranauflage und wirksam leitender Fläche, die bisher durch dünne Isolierschichten erzielt wurden, in der erforderlichen Dimension im Gußkörper versehen, so daß die nachträgliche Einfügung von sogenannten Ab-Standsringen mit ihren Nachteilen nicht erforderlich ist. Des weiteren läßt sich die Oberfläche derartiger Preßkörper so glatt und eben herstellen, daß sich ein nachträgliches Überdrehen und Lackieren erübrigt. Durch alle diese Maßnahmen wird eine beträchtliche Verbilligung der Herstellung des Kondensatortelephons erzielt.Furthermore, the small distances required for the membrane to oscillate freely can be achieved or height differences between the membrane support and the effectively conductive surface, which were previously caused by thin insulating layers were achieved, provided in the required dimension in the cast body, so that the Subsequent insertion of so-called stand-off rings with their disadvantages is not necessary is. Furthermore, the surface of such compacts can be so smooth and just produce so that subsequent turning and painting is unnecessary. By All of these measures will make the manufacture of the capacitor telephone considerably cheaper achieved.

Ferner ergibt eine Konstruktion nach der Erfindung eine beträchtliche Verbesserung des Wirkungsgrades der Kondensatortelephone, ein Moment, das besonders mit Rücksicht auf die kleinen, bei Radioempfangsanlagen vorhandenen Energiemengen stark ins Gewicht fällt. Bei einer Konstruktion nach der Erfindung lassen sich die schädlichen statischen Kapazitäten fast völlig vermeiden. Bei allen bisher bekannt gewordenen Einrichtungen traten, wie schon anfangs erwähnt, infolge der Metallkonstruktion sehr große statische Kapazitäten, besonders im Rand, auf. In sehr vielen Fällen waren dieselben wesentlich größer als die wirksame dynamische Kapazität zwischen schwingender Folie und wirksamer Käpazitätsfläche. Die neue Erfindung schließt solche Nebenkapazitäten so gut wie ganz aus, da ja alle den nicht schwingenden Bezirk der Membran umgebenden Teile aus isolierendem Material hergestellt sind. Die statische Parallelkapazität, die bei den bisherigen Konstruktionen mehr als die Hälfte der wirksamen betrug, wirkt sich frequenzverzerrend aus, insofern als die Amplitude in hohen Frequenzen im verringerten Maße als die bei niedrigen wirksam wird.Furthermore, a construction according to the invention provides a considerable improvement of the efficiency of the capacitor telephones, a moment that is especially considered with consideration the small amounts of energy available in radio reception systems are very important. With a construction according to the invention, the damaging static capacities can be almost completely avoided. As already mentioned at the beginning, all institutions that have become known up to now very large static capacities due to the metal construction, especially in the edge, on. In very many cases they were much larger than the effective dynamic Capacity between the vibrating film and the effective capacity area. the new invention eliminates such ancillary capacities as good as completely, since all that non-vibrating area of the membrane surrounding parts made of insulating material are. The static parallel capacity, which is more in the previous constructions than half of the effective amount, has a frequency-distorting effect, insofar as the Amplitude at high frequencies is less effective than that at low frequencies will.

In den beigefügten Figuren seien einige Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Some embodiments of the invention are explained in more detail in the accompanying figures.

Fig. ι zeigt einen Schnitt durch den Rand und einen Teil der Kapazitätsfläche eines nach der Erfindung hergestellten Kondensatortelephons in radialer Richtung. Die ruhende Gitterfläche g trägt auf den zwischen den Löchern oder Nuten stehengebliebenen Rippen k die Metallauflage/. Vor dieser Metallauflage schwingt die gespannte Membran m. Das Festklemmen der Membran erfolgt durch den Ring r, der vorteilhaft auch aus Isolierstoff hergestellt ist, um die Isolation gegen Berührung von außen vollkommen zu machen; Er wird durch eine Reihe von Schrauben ί gegen g gepreßt. Um den erforderlichen Abstand zwischen Membran und ruhender Fläche zu erzielen, ist die die Membran tragende wirksame Ebene um einige hundertstel Millimeter tiefer gelagert als der Außenrand, welcher als Auflage für die Membran dient. Man ersieht aus der Abbildung ohne weiteres, daß bei dieser Konstruktion fast jede schädliche statische Kapazität vermieden ist und daß der Ausgleich von Wechselströmen über kapazitive Nebenwege fortfällt. Außerdem ist die Isolation bedeutend besser als bisher. Das Moment der Verminderung der schädlichen Kapazität spielt besonders bei Anordmangen, wie sie aus der Fig. 2 hervorgehen und bei welchen es sich um ein differential wirkendes System handelt, eine große Rolle. Wenn man bei dieser Anordnung die Kapazitätskörper nicht aus nichtleitenden Stoffen herstellen würde, würde sich der Effekt des schädlichen Spannungsausgleichs über dieFig. Ι shows a section through the edge and part of the capacitance surface of a capacitor telephone manufactured according to the invention in the radial direction. The stationary grid surface g carries the metal support / on the ribs k which have remained between the holes or grooves. The tensioned membrane m swings in front of this metal support. The membrane is clamped in place by the ring r, which is advantageously also made of insulating material in order to completely isolate it against contact from the outside; It is pressed against g by a series of screws ί. In order to achieve the required distance between the membrane and the resting surface, the effective plane carrying the membrane is positioned a few hundredths of a millimeter lower than the outer edge, which serves as a support for the membrane. It can be seen from the figure that almost any harmful static capacitance is avoided in this construction and that the equalization of alternating currents via capacitive secondary paths is omitted. In addition, the insulation is significantly better than before. The moment when the harmful capacity is reduced plays a major role, particularly in the case of arrangements such as can be seen from FIG. 2 and which are a differential acting system. If, with this arrangement, the capacitance bodies were not made from non-conductive materials, the effect of the harmful voltage equalization would spread over the

statischen Kapazitäten sogar noch verdoppeln. In der Fig. 2 ist die gespannte Membran m in der Mitte gelagert, die ruhende Kapazitätsfläche g_v g₂ in bekannter Weise seitlich.
Die Erregung und Dämpfung der Membran m erfolgen bei dieser Anordnung, wie an sich für Kondensatorlautsprecher mit auf beiden Seiten der Membran angeordneten festen Belegungen bekannt, symmetrisch, wodurch die Proportionalität zwischen den akustischen Schwingungen und den diese erzeugenden Spannungsschwankungen und damit auch die Klangwirkung verbessert wird.
Ein weiterer Vorteil bei dem Aufbau des Kapazitätskörpers aus gießbarem Isolierstoff besteht darin, daß die für den Anschluß der leitenden Schicht wie für die Membran vorzusehenden Klemmen im Isoliermittel befestigt sein können und nicht wie bisher erst einer besonderen hochwertigen Isolation bedürfen. static capacities even double. In Fig. 2, the tensioned membrane m is mounted in the middle, the resting capacitance area g _v g ₂ laterally in a known manner.
The excitation and damping of the diaphragm m take place symmetrically in this arrangement, as is known per se for condenser loudspeakers with fixed assignments arranged on both sides of the diaphragm, whereby the proportionality between the acoustic vibrations and the voltage fluctuations that generate them and thus also the sound effect is improved.
Another advantage of constructing the capacitance body from castable insulating material is that the terminals to be provided for connecting the conductive layer and for the membrane can be fastened in the insulating material and do not require special high-quality insulation as was previously the case.

Claims

Patent claims:

1. Method of manufacture, the solid Capacitor plates for electrostatic telephones and microphones, characterized in that that the plates of insulating material are pressed or cast and on the effective side with a metal coating provided in the plate, the continuous Holes or recesses are made with the casting or pressing.

2. The method according to claim 1, characterized in that the insulating materials Pourable and curable condensation products of phenol and formaldehyde are used.

3. capacitor plate according to claim 1 and 2, characterized in that the required terminals are embedded in the insulating material.

1 sheet of drawings