DE505696C

DE505696C - membrane

Info

Publication number: DE505696C
Application number: DEG73003D
Authority: DE
Original assignee: Dr-Ing Rudolf Goldschmidt
Current assignee: Dr-Ing Rudolf Goldschmidt
Priority date: 1927-09-02
Filing date: 1928-04-04
Publication date: 1930-08-23

Description

Membran 1n dem Hauptpatent Nr. 503 82; ist ein Verfahren zur Verbesserung einer Membran, insbesondere für akustische Zwecke, beschrieben worden. Dies Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß die im ungezwungenen Zustand leicht gewölbte Form der Membran durch dauernd in ihr wirkende elastische Verbegungsspannungen teilweise oder völlig wieder beseitigt wird (Streckung). Es versteht sich von selbst, daß nicht jede beliebige Wölbung oder Rückstreckung zu einer Verbesserung der akustischen Eigenschaften. führt. Ein scheinbar unbedeutendes Zuviel oder Zuwenig oder eine nachträgliche Veränderung, etwa durch Nachlassen der elastischen Spannkräfte, kann dazu führen, daß statt einer vorzüglichen Membran eine völlig wertlose entsteht. Daher ist die Art ihrer Herstellung, ihrer Formgebung und ihrer Einspannung von Bedeutung und soll den Gegenstand dieser Zusatzanmeldung bilden.Membrane 1n in main patent no. 503 82; a method for improving a membrane, in particular for acoustic purposes, has been described. This method consists essentially in the fact that the slightly arched shape of the membrane in the unconstrained state is partially or completely eliminated again by elastic deformation stresses permanently acting in it (stretching). It goes without saying that not just any curvature or recession will improve the acoustic properties. leads. An apparently insignificant too much or too little or a subsequent change, for example through a decrease in the elastic tension forces, can lead to a completely worthless membrane being created instead of an excellent one. Therefore, the way in which they are manufactured, their shape and their clamping is important and is intended to form the subject of this additional application.

Die Einzelheiten der Herstellung hängen in erster Linie von dem Werkstoff der Membran und von ihren Abmessungen ab. Beim elektromagnetischen Telephon tritt ferner bestimmend noch die vom Magneten auf die Membran ausgeübte Anziehungskraft und nicht nur diese; sondern auch ihre Charakteristik hinzu, wenn man hierunter die Kurve versteht, welche die Magnetkraft (K in Abb. i) als Funktion des Abstandes x der Membran von den Polflächen darstellt (Kurve 1 in Abb. i). Bei x =Null, d. h. bei Berührung, hat die Anziehungskraft ihren Höchstwert. Von hier aus nimmt sie mit wachsendem x quadratisch oder nach einer noch höheren Potenz, jedenfalls in stark gekrümmter Linie, ab. Dieser Charakteristik sollte durch angemessene Prägung und Streckung die Charakteristik der Membran, die Federkraft als Funktion der Durchbiegung, möglichst nahe angeglichen werden, so daß auch hier im stark gekrümmten Teil gearbeitet wird und sich beide Kurven im sehr spitzen Winkel schneiden. Die Entfernung a des Schnittpunktes von der Ordinatenachse entspricht dem Abstand vom Magneten, auf den sich die Membran einstellt, und läßt sich bei entsprechender Krümmung der Membrancharakteristik außerordentlich klein halten. Die Steigerung der akustischen Empfindlichkeit durch sorgfältige Berücksichtigung auch der Eigenschaften des Magneten bei der Vorbereitung der Membran kann sehr bedeutend sein.The details of manufacture depend primarily on the material the membrane and its dimensions. When the electromagnetic telephone occurs also determining the force of attraction exerted by the magnet on the membrane and not just this; but also add their characteristics if you look below the curve understands which the magnetic force (K in Fig. i) as a function of the distance x of the membrane from the pole faces (curve 1 in Fig. i). When x = zero, i.e. H. when touched, the attraction has its maximum value. From here she takes with increasing x squared or to an even higher power, at least in strongly curved line. This characteristic should be shaped appropriately and elongation the characteristics of the membrane, the spring force as a function of the deflection, be matched as closely as possible, so that here, too, work is carried out in the strongly curved part and both curves intersect at a very acute angle. The distance a des The intersection of the ordinate axis corresponds to the distance from the magnet to the the diaphragm adjusts itself, and can be adjusted with a corresponding curvature of the diaphragm characteristics keep it extremely small. The increase in acoustic sensitivity through careful consideration of the properties of the magnet during preparation the membrane can be very significant.

Man wählt für die Membran etwa die Form Abb. z. Hier ist ein Rand W vorgesehen, der mit der Grundfläche der Wölbung fl-A einen Winkel a einschließt. Beim Einspannen in die Fassung B (Abb. 3) wird der kegelförmige Rand W in eine Ebene ausgestreckt. Dadurch wird auf die Membran ein Drehmoment ausgeübt, das sich bis- in ihre Mitte überträgt und die Wölbungshöhe f auf f1 verringert, wobei f, - Null oder negativ werden kann. Anstatt der Verkleinerung des Randwinkels a kann das Strecken der Wölbung der Membran auch dadurch erfolgen, daß man sie während der Befestigung in der Fassung von oben her in Richtung der Pfeile durchdrückt.One chooses for the membrane the form Fig. Z. Here is an edge W provided, which includes an angle a with the base of the curvature fl-A. At the Clamping into socket B (Fig. 3) becomes the conical Edge W stretched out in a plane. This exerts a torque on the diaphragm, which carries over to its center and reduces the height of the bulge f to f1, where f, - can become zero or negative. Instead of reducing the edge angle a, the stretching of the curvature of the membrane can also be done in that it is during the fastening in the socket from above in the direction of the arrows.

Abb. d. zeigt die Form, die die Membran unter Wirkung eines Magneten annimmt. Hier, wie in allen anderen Abbildungen, ist der Deutlichkeit wegen die Größe der Durch-Biegungen und Wölbungen stark übertrieben.Fig. D. shows the shape that the membrane takes under the action of a magnet accepts. Here, as in all the other figures, is for the sake of clarity The size of the bends and bulges greatly exaggerated.

Abb. 5 erläutert ein Verfahren, wobei die Membran in einer kegelförmigen Fassung sitzt. Die Kegelform kann der Fassung von vornherein eigen sein oder durch Drücken nach Aufnahme der Membran herbeigeführt werden.Fig. 5 illustrates a method whereby the membrane is in a conical shape Frame sits. The cone shape can be peculiar to the setting from the outset or through Pressing can be brought about after taking up the membrane.

Wenn die Formgebung der Membran vor der Einspannung auch verhältnismäßig billig ist, so ist es im Interesse der Genauigkeit manchmal vorzuziehen, daß man die Vorbereitung der Membran oder doch eine Fertigbehandlung erst nach ihrer endgültigen Einspannung in einen festen Rahmen vornimmt.If the shape of the membrane before clamping is also proportionate is cheap, so in the interests of accuracy it is sometimes preferable that one the preparation of the membrane or at least a final treatment only after its final Clamping in a solid frame.

Die Herstellung wird zweckmäßig in mehrere Arbeitsgänge zerlegt. Die Membran wird in die Form Abb. 6 geprägt und dann durch Druck von unten in die Form Abb. 7 gebracht. Hier ist der kegelförmige Rand F; der dem Aussehen nach bei der fertigen Membran wie die Facette bei einem Spiegel wirkt, von Bedeutung, da er, ohne daß die Fassung B nachzugeben braucht, die Umgestaltung der Membran ermöglicht. Beim Durchdrücken von der Form Abb. 6 in die von Abb. 7, von unten her,. weitet sich gleichzeitig der Facettenkegel, ändert unter Ausüben eines Drehmomentes auf die Membranfläche den Kegelwinkel und paßt sich der neuen Membranform selbsttätig an. Durch Druck auf diesen Rand F mit passenden kegelförmigen Stempeln kann, wenn gewünscht, die so wichtige Größe der Streckkräfte auf das feinste einreguliert werden, so daß es sich lohnt, auf die durch Einführung der Facette verlorene Mernbranfläche zu verzichten. Die Facette ist auch eine Verstärkung des Randes; sie bildet gewissermaßen einen leicht federnden Teil der Fassung selbst und schützt die Membran vor Veränderungen nach der Fertigstellung.The production is expediently broken down into several work steps. the Membrane is stamped into the shape Fig. 6 and then pressed into the shape from below Fig. 7 brought. Here is the conical edge F; the look at the finished membrane, like the facet in a mirror, is important because it, without the socket B needing to give way, the redesign of the membrane is made possible. When pushing through from the shape of Fig. 6 into that of Fig. 7, from below,. expands at the same time the facet cone changes under the exertion of a torque the diaphragm surface adjusts to the cone angle and automatically adapts to the new diaphragm shape at. By printing on this edge F with matching conical stamps, if desired, the so important magnitude of the stretching forces are regulated to the finest possible level, so that it is worthwhile to look at the surface area lost by the introduction of the facet to renounce. The facet is also a reinforcement of the edge; to a certain extent it forms a slightly resilient part of the socket itself and protects the membrane from changes after completion.

Dies führt auf eine Ausführungsform, wobei der Membran ein so steifer Rand eingeprägt wird, daß man ohne feste Einspannung in einen besonderen Rahmen auskommt. Hierzu wäre etwa die Form Abb. 8 geeignet. Wie bereits oben erwähnt, wäre für die Wahl einer derartigen Ausführung hauptsächlich die Rücksicht auf Billigkeit maßgebend.This leads to an embodiment in which the membrane is so stiff Edge is embossed that you can without fixed clamping in a special frame gets by. The form Fig. 8 would be suitable for this. As mentioned above, would be for the choice of such a design mainly the consideration of equity authoritative.

Die übliche Befestigung der Membran mit Hilfe einiger kleiner Schräubchen, die einen Reibungsdruck auf die Einspannfläche ausüben, genügt im allgemeinen nicht, um die Erhaltung der Streckspannungen sicherzustellen, und führt unter Umständen dazu, daß innerhalb 2q. Stunden die Membran sämtliche guten Eigenschaften einbüßt. Die Vereinigung von Membran und Fassung sollte eine möglichst innige sein. Will man wegen des Verziehens durch die dabei entwickelte Hitze nicht zum Löten oder Schweißen greifen, so sollte die Membran nicht bloß durch Reibung, sondern unter Veränderung ihrer Form (Prägung) während des Anschraubens mit dem Rahmen verbunden werden.The usual fastening of the membrane with the help of a few small screws, which exert a frictional pressure on the clamping surface is generally not sufficient, to ensure that the yield stresses are maintained and, under certain circumstances, leads to the fact that within 2q. Hours the membrane loses all its good properties. The union of membrane and socket should be as intimate as possible. Want because of the warping caused by the heat developed in the process, not for soldering or If welding take effect, the membrane should not just be caused by friction, but under Change in shape (embossing) connected to the frame during screwing will.

Abb.9 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Wellung der Membran in der Fassung. In Abb. io ist links eine durch Senkschrauben mit kegelförmigem Kopf hervorgerufene Eindrückung des Membranblechs dargestellt. Rechts sind in der Fassung flache Rillen vorgesehen, die sich in das Membranblech selbst oder in dessen Lackschicht einpressen. Einkleben der Membran in die Fassung ist ebenfalls nützlich.Fig.9 shows as an embodiment a corrugation of the membrane in the Version. On the left in Fig. 10 there is one caused by countersunk screws with a conical head Depression of the membrane plate shown. On the right there are shallow grooves in the mount provided, which press into the membrane sheet itself or into its lacquer layer. Gluing the membrane into the socket is also useful.

Es ist bekannt, daß jede Membran von der Temperatur abhängig ist, sei es, daß diese durch die umgebende Luft oder, im Fall des an das Ohr herangebrachten Telephons, durch die Wärme des Ohres bedingt ist. Sehr erheblich kann die Temperatur die Streckspannungen der hier beschriebenen Membran beeinflussen. Hier wird die Aufgabe der richtigen Wärmeverteilung zwischen Membran und Fassung dann besonders schwierig, wenn beide Teile aus Werkstoff von verschiedener Dehnungszahl bestehen. Man wählt daher zweckmäßig beide Werkstoffe gleich, faut also z. B. eine eiserne Membran in Eisen oder doch in einen Stoff von nicht sehr verschiedenen Dehnungseigenschaften. Aber auch diese Vorsicht kann vergeblich sein, wenn man gegen das Eisen einen Bauteil aus Werkstoff von anderer Dehnungszahl festschraubt. Dann tritt nämlich leicht ein Werfen der Fassung wie bei einem Bimetallstreifen ein. Man baut daher den akustischen Apparat zweckmäßig so, daß die Membranfassung gegen Formänderungen anderer Bauteile geschützt ist. Eine Lösung zeigt das Beispiel eines Telephons (Abb. i i)" wo zwischen der Membranfassung B und- dem Gehäuse G sowie der Hörmuschel H nachgiebige Schichten (Weichgummi, Papier) R, T eingefügt sind. Auch bei angeprägter Fassung (Abb.8)- ist dies Verfahren anwendbar.It is known that every membrane depends on the temperature, be it that this is brought about by the surrounding air or, in the case of, to the ear Telephones, due to the warmth of the ear. The temperature can be very significant affect the yield stresses of the membrane described here. Here is the The task of correct heat distribution between the membrane and the frame is then particularly important difficult if both parts are made of material with different expansion coefficients. It is therefore advisable to choose both materials the same, so faut z. B. an iron one Membrane in iron or at least in a material with not very different elongation properties. But even this caution can be in vain if you strike a component against the iron made of material with a different elongation. Then it occurs easily Throw in the frame like a bimetal strip. So you build the acoustic one Apparatus expediently so that the membrane socket against changes in shape of other components is protected. One solution is shown by the example of a telephone (Fig. I i) "where between the membrane socket B and the housing G and the earpiece H flexible layers (Soft rubber, paper) R, T are inserted. Even with the embossed version (Fig.8) - this procedure is applicable.

Claims

PATENT CLAIM: i. Membrane according to patent 503 827. characterized in that the permanently acting elastic bending stresses reducing the unconstrained curvature are generated or secured by inserting the membrane into an embossed rigid edge or by firmly clamping it in a frame.

2. Membrane according to the main patent, thereby characterized in that they are compliant with one in the shaping or stretching and At the same time, the edge securing the permanent stresses, expediently in the form of a truncated one Cone (facet).

3. Membrane according to the main patent, characterized in that that the embossing or stretching or both on the firmly clamped in a frame Membrane takes place. q ..

Process for generating or maintaining the stretching forces in a membrane according to claim i, characterized in that the membrane changes shape of the sheet is fixed in a frame.

5. Procedure for maintaining the stretching forces in a membrane according to claim i in the event of temperature changes, characterized in that; that the membrane is clamped in a frame, the material of which is the same or has almost the same thermal rejection factor as the material of the membrane.

6. Procedure to maintain the stretching forces in a membrane according to the main patent, characterized in that that flexible intermediate layers protect the membrane from being affected by warping other components is protected.

7. Method of increasing the sensitivity of a Membrane according to the main patent, characterized in that the preparation of the membrane by embossing and stretching takes place to such an extent that the shape of the membrane characteristic is adapted to the shape of the magnetic characteristic.