Besonders interessant finde ich die von der Firma QUAD in den 50er bis 70er Jahren entwickelten elektrostatischen Lautsprecher (ESL 57).
Ich hatte das Glück, im Jahre 2014 ein paar QUAD 57 ESL über ebay zu erwerben. Optisch waren die beiden Flächenstrahler eine Herausforderung.
Die ESLs waren ursprünglich einmal weiss, mit schwarzem Holz.
Die Vorbesitzer waren offensichtlich Raucher, die Front Grills sind entsprechend gelb eingefärbt.
Die ESLs haben die Seriennummern:
ESL1 : 51454, Baujahr 1980
ESL2: 51768, Baujahr 1980

 

Zustand

Die ESL befanden sich noch im QUAD Originalzustand. Das Gehäuse und die Befestigungen der Grills zeigen keine Spuren von Eingriffen oder Reparaturversuchen.
Nach Abnehmen der Rückwand wird deutlich, dass die letzten 40 Jahre einige Spuren an den ESLs hinterlassen haben:
Das rechte Bass Panel ist beschädigt. Die hintere Staubschutzfolie ist gerissen. Am linken oberen Rand sind deutlich Brandspuren am Rahmen des Treble Panels zu sehen, die anscheinend von einem Durchschlag des Bass Panels herrühren.

Der Bass-Stator scheint ebenfalls beschädigt zu sein. Das Treble Panel selbst scheint nicht beschädigt zu sein. Die Holzleiste an der Brandstelle liegt allerdings nicht mehr Plan, so das die Staubschutzfolie des Treble Panels nicht mehr ganz straff gespannt ist.

Die Frontgrills sehen sehr verschmutzt aus. Ursprünglich waren die einmal weiß, inzwischen sind sie aber braun-gelb.

        

Ebendso erstaunlich fand ich die doch geringen Abweichungen des Freuenzganges der beiden Lautsprecher.

 

Restauration

Die Restauration umfasst eine Überarbeitung aller Komponenten der Elektrostaten.

1. Äußere Gehäuse (Vorder und Rückseite)

2. Hochspannungsnetzteil (EHT)

3. Audio-Transformator

4. Bass Panels und Mittel-Hochton-Panel

5. Anpassung der Hörposition durch neue Ständer

Äußere Gehäuse – Frontgrill

Zunächst habe ich mich um die Frontgrills gekümmert.
Nikotin gehört chemisch zu den Fetten. Mit einem Fettlöser für die Küche verschwindet der ecklige Film im Ausguss der Badewanne. Darunter kommt ein sehr angenehmes ins Elfenbein tendierende Weiss zu Tage.   Das ursprüngliche Weiss ist noch eine Nuance heller, aber für ein 35 Jahre altes Gerät sieht der Grill jetzt wieder super aus.

Die richtige Positionierung der Lautsprecher – Stichwort „Spider-Rails“ bzw. Spinnen-Beine.
Die neuen Seitenteile bestehen aus 26 mm starken, 102 cm hohen Ständern, die mit einem dritten Bein in der Mitte des ESL ein Dreibein-Gestell bilden.
Die Einzelteile wurden vom Tischler aus einer massiven Platte Bambus gesägt und von mir fein geschliffen und geölt. Zur Befestigung der Seitenteile habe ich M4 Buchsen in die Gestelle der ESL’s eingesetzt. Die ESL’s werden dadurch senkrecht aufgerichtet und auf eine Höhe von ca. 33 cm angehoben,  so dass sich die Mitte der Panels in etwa auf Ohrhöhe befinden. Die Panels werden durch das dritte Bein auch fast senkrecht aufgerichtet. Damit erfolgt die Schallabstrahlung zum Sitzplatz ‚geradlinig‘ bzw. direkt.

Auf Grund meines relativ kleinen Raumes ergibt sich ein Hörabstand von ungefähr 1,50 – 1,80 Meter, wodurch  fast ausschliesslich Direktschall das Hörgeschehen umsetzt.

Der Frequenzgang der ESLs ist in engen Grenzen geradlinig. Unterhalb 200 Herz spielt die Aufstellung im Raum die Hauptrolle, ab 400 Herz verschwindet der Raumeinfluß und die mittleren Panels (Mittel-Hochton-Einheiten) dominieren die Wiedergabe.

Hochspannungsnetzteil (EHT)

Zur Messung der Hochspannungen für die Basspanels und MHT Panels habe ich eine Mess-Sonde mit 1500 MegOhm benutzt, welche in Verbindung mit den 10 MOhm Innnenwiderstand des Fluke DMM einen Spannungsteiler bildet.

Die gemessene Spannung muss mit dem Faktor 151 multipliziert werden um die Panelsspannung zu erhalten. Damit ergibt sich die Spannung am Basspanel mit 33,2 V * 151 = 5013V .
Das erscheint etwas zu gering. Zu beachten ist aber, das die Kapazitätskaskade (Cockcroft-Walton-Schaltung) mit 8 * 10nf Kondensatoren einen sehr hohen Innenwiderstand aufweist, so daß die Belastung mit der Messeinrichtung die Spannung zusammenbrechen lässt.  Ich würde schätzen, das die Belastung durch die Messeinrichtung zwischen 10% und 20% Spannungsverlust bewirkt, so daß die real vorhandene Spannung zwischen 5500 und 6000 Volt liegt. 
Messung der MHT Hochspannung ergibt 9,32 Volt, was umgerechnet 1407 Volt ergibt, also rund 100 Volt zu wenig wäre.

Da die Hochspannungskaskade in einem Block mit Bienenwachs verborgen ist, habe ich in Eagle ein eigenes PCB entworfen, daß zusätzlich die Enquist Modifikation umsetzt.

Enquist Modifikation

Diese Modifikation stellt Indikatoren zur Verfügung, die anzeigen, wie oft die Panels eine Ladeimpuls ziehen. Ein gesundes Panel lädt jeweils alle paar Sekunden. Ein defektes Panel, oder eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit, führt dazu, dass die Glimmlampe sehr häufig, unter Umständen sogar permanent leuchtet. Das EHT Modul erhält einen separaten Anschluß für jedes Panel, so daß auf einen Blick erkannt werden kann, ob es Probleme bei einem der Panels gibt.

EHT Schaltung

Im Gegensatz zur Originalschaltung sind die Kondensatoren für die Villard-Greinacher Schaltung im Wert verdoppelt, also 20 nF mit 3kV Spannungsfestigkeit, um die Stabilität der gewonnenen Panelspannung zu erhöhen.

EHT PCB

Als letzte Modifikation wird der veraltete Netzanschluss durch eine neue IEC 220 V Buchse ersetzt. Eine Ausführung in Metall in gleicher Bauform wie die alte Buchse wurde bei ebay angeboten.

EHT Restauriert

Der Audio Transformator

Schutzschaltung

11 Zenerdioden BZT 03 C200 und eine Gleichrichterschaltung aus 4 GP02-40. Zusätzlich habe ich eine Neon Lampe mit 100K Vorwiderstand parallel zu einer Zenerdiode geschaltet. Die Leuchte zeigt jetzt an, wenn 200 Volt an der Diode anliegen und damit der „Clipping“ Fall eintritt.

Wenn ich die Schaltung aus dem gleichgerichteten Signal und dem Capping der Spannung ab ca. 2200 Volt anschaue, so handelt es sich dabei um eine gleichgerichtete Spannung, deren Effektivwert zwar genauso gross ist, wie die Wechselspannung, deren Spitze-Spitze Spannung durch die Gleichrichtung aber nur halb so groß ist. Das heisst im Umkehrschluss, dass die Wechselspannung bereits 4400 Volt Spitze betragen muss damit die Spannung durch die Zenerdioden kurzgeschlossen wird.

Hier das Clamp-Board mit dem Clipping Indikator fertig eingebaut. Die Neon Lampe habe ich über ein langes Kabel in den Rahmen nach vorne verlegt, so dass die Clipping Warnung vorne durch das Gitter sichtbar ist.