DE1089983B - Schneiddose oder Tonabnehmer zur gleichzeitigen Aufzeichnung oder Abtastung zweier Tonspuren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 42 g 5/02

INTERNAT. KL. G 1Oj

E 14936 VIIId/42g

ANMELDE TA G: 13. NOVEMBER 1957

B EKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
ÄUSLEGESCHRiFT: 29. SEPTEMBER 1960

Die Erfindung betrifft eine Schneiddose oder einen Tonabnehmer zur gleichzeitigen Aufzeichnung oder Abtastung zweier auf mechanischem Wege zu erzeugender oder erzeugter Tonspuren mit senkrecht aufeinanderstellenden Schwingungsrichtungen unter Verwendung von einem Schneidstichel oder einer Abtastnadel Und zwei plattenförmigen piezoelektrischen oder elektrostriktiven Wandlerelementen, die mit jeweils einem Ende aneinanderstoßen' und von· denen jedes einer der Tonspuren zugeordnet ist.

Es ist ein Tonabnehmer zur Wiedergabe von Stereoschallschrift bekannt, der zwei als runde Platten ausgebildete piezoelektrische Wandlerelemente aufweist, die gesondert im Tonabnehmergehäuse angebracht sind. Ihre Anordnung relativ zueinander ist derart, daß die Flächen größter Aus dehnung des einen Wandlers senkrecht zu den entsprechenden Flächen des anderen Wandlers verlaufen. Die Abtastnadel ist im Zentrum des einen Wandlers angeordnet, welcher an seiner Kante ein Verbindungsstück aufweist, das im Zentrum des zweiten Wandlers 'kraftschlüssig befestigt ist.

Von Nachteil ist bei dieser bekannten Anordnung der Wandler, daß ein umfangreiches Gehäuse erforderlich ist. Außerdem muß, da die Verbindung beider Wandlerelemente im Zentrum erfolgt, die Äbtastnadel sehr lang sein. Sie besitzt demzufolge eine große Masse.

Bekannt ist ferner ein Tonabnehmer, bei dem zwei achsenparallel zueinander verlaufende, piezoelektrisehe Wandler an jeweils drei Ecken im Gehäuse gehaltert sind. Die freie Ecke jedes Wandlers ist mit der gemeinsamen Abtastnadel über ein Zwischenstück gekoppelt. Bei dieser bekannten Anordnung bereitet die Entkopplung beider Wandler erhebliche Schwierigkeiten.

Es ist ferner ein Tonabnehmer vorgeschlagen worden, bei dem zwei Kristalle mit jeweils einem Ende aneinanderstoßen, wobei sie zueinander eine solche Lage haben und insgesamt derartig gehaltert sind, daß die Biegungsbeanspruchung des einen Kristalls von der einen Tonspur aus und die Biegungsbeanspruchung des anderen Kristalls von der anderen Tonspur aus erfolgt. Wie die Anordnung der Kristalle im einzelnen vorzunehmen ist und wie ferner die Anlenkung der Abtastnadel erfolgen soll, ist nicht näher angegeben.

Die Erfindung löst das Problem, zwei Kristalle in einer raumsparenden Weise und mechanisch voneinander entkoppelt anzuordnen.

Die Erfindung besteht darin, daß die Wandlerelemente zueinander koaxial verlaufen und miteinander elastisch oder starr verbunden sind, daß die beiden plattenförmigen Wandlerelemente in verschie-Schneiddose oder Tonabnehmer

zur gleichzeitigen Aufzeichnung

oder Abtastung zweier Tonspuren

Anmelder:

ELECTROACUSTIC

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Kiel, Westring 425-429

Hans-Robert Kühn, Kiel-Gaarden,
ist als Erfinder genannt worden

denen, vorzugsweise senkrecht aufeinanderstellenden Ebenen angeordnet sind oder das eine Wandlerelement als Biegeschwinger und das andere als Torsionsschwinger ausgebildet ist und daß der Schneidstichel bzw. die Abtastnadel mit dem freien Ende eines der Wandlerelemente verbunden ist.

Der besondere Vorzug einer derartigen Einrichtung liegt in der einfachen Anbringung der Abtastnadel, die den entsprechenden Aufwand bei monauralen Tonabnehmern nicht übersteigt.

Bei einer günstigen Ausführungsform des Erfindungsgedankens sind die Wandlerelemente als Platten geformt und miteinander starr verbunden, derart, daß die Wandlerelemente in einer Ebene liegen.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Wandlerelemente als Platten geformt und derart miteinander verbunden und im Gehäuse der Abtast- bzw. Schneidvorrichtung gehaltert, daß die Flächen größter Ausdehnung des einen Wandlerelementes senkrecht zu den entsprechenden Flächen des anderen Wandlerelements verlaufen.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zur Linearisierung des Frequenzganges eines jeden Wandlers die Dämpfung der einzelnen Wandlerelemente unterschiedlich zu gestalten. So kann man beispielsweise eines der Wandlerelemente lediglich in elastischen Lagerteilen halten, während man das andere zusätzlich beispielsweise in eine Silikonpaste einbettet. Die optimale Trennung beider Kanäle voneinander bei der akustischen. Wiedergabe erhält man, wenn jede der beiden durch die Wandlerplatten dargestellten Ebenen im rechten Winkel auf der zugeordneten· Aufzeichnungsebene steht.

009 609/194

Die'Erfindung wird im folgenden durch einige Beispiele an Hand der Zeichnungen erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen piezoelektrischen bzw. elektrostriktiven Tonabnehmer, welcher für die gleichzeitige Abtastung zweier- Tonspuren mittels nur einer Abtastnadel vorgesehen ist. -

In dem Gehäuse 1 dieses Tonabnehmers ist an der Rückwand in elastischen Lagerteilen 2 ein Wandlerelement 3 einseitig eingespannt. An der seiner Einspannstelle abgewandten Seite ist es über ein Verbindungsstück 4 mit einem weiteren Wandlerelement 5 starr bzw. elastisch verbunden. Beige Wandlerelemente sind plattenförmig ausgebildet und können beispielsweise entweder aus Seignettesalz oder Bariumtitanat hergestellt sein. Sie erstrecken sich mit ihren Flächen größter Ausdehnung parallel zur Ebene des Aufzeichnungsträgers, und zwar in diesem Falle horizontal. Das Wandlerelement 3 ist als Biegesdhwinger ausgebildet, während das Wandlerelement 5 als Torsionsschwinger ausgeführt ist. Das Wandlerelement 5 ist an seiner der Verbindungsstelle abgewandten Seite in einem elastischen Halteteil 6 gehaltert, welches einen Lagerzapfen 7 aufweist. Dieser Lagerzapfen 7 ist in einer elastischen Buchse 8 gehaltert, die in einer Gehäusewand 9 untergebracht" ist. Der Lagerzapfen 7 und die Buchse 8 stellen zusammen ein Augenlager dar. Die Buchse 8 kann beispielsweise aus Gummi hergestellt sein. Der Lagerzapfen 7 kanu in der Buchse 8 gedreht werden. Er kann aber auch auf Grund der Elastizität der Buchse seitlich ausgelenkt werden. Seine Drehachse liegt in der Torsionsachse des als Torsionsschwinger ausgebildeten Wandlerelements 5. Er ist von innen durch die Lagerbuchse 8 hindurchgesteckt. An seinem dem Wandlerelement 5 abgewandten· Ende ist er mit einem Zwischenstück 10 fest verbunden, welches ihn mit dem Nadelträger 11 verbindet. Das Zwischenstück 10 ist als Hebel ausgeführt und erstreckt sich von dem Lagerzapfen 7 abwärts bis über die L^Tnterkante des Gehäuses 1 hinaus. Sein unteres Ende ist gabelförmig ausgebildet und umschließt den Nadelträger 11, welcher drehbar im Gehäuse 1 gelagert ist und an seinem der Lagerung 12 abgewandten Ende mit einer Abtastnadel 13 versehen ist.

Die Arbeitsweise dieser Abtastvorrichtung ist folgende: Bei Abtastung von Tonrillen mit zwei Modulationen, von denen die eine eine Seiten-, die andere eine Tiefensöhrift darstellt, wird die Abtastnadel in vertikaler und horizontaler Richtung ausgelenkt. Bei horizontaler Auslenkung, also bei Seitenschrift, wird im wesentlichen eine Tordierung der Wandlerelemente 3 und 5 über das Zwischenstück 10 und den Lagerzapfen 7 hervorgerufen. Auf diese Tordierung spricht im wesentlichen jedoch nur das als Torsionsschwinger ausgeführte Wandlerelement 5 an, während das als Biegeschwinger ausgebildete Wandlerelement 3 eine nicht nutzbare Spannung, sondern eine Störspannung liefert, die jedoch in erträglichen Grenzen bleibt.

Bei vertikaler Auslenkung der Abtastnadel über das Zwischenstück 10 wird der Lagerzapfen 7 in der elastischen Buchse 8 auf und ab bewegt, wobei die Lagerbuchse 8 verformt wird. Auf Grund dieser Bewegung des Lagerzapfens 7 erfolgt eine Verbiegung beider Wandlerelemente, jedoch nur das als Biegeschwinger ausgebildete Wandlerelement 3 liefert eine nutzbare Spannung.

In der Fig. 2 ist ein weiterer Tonabnehmer nach der Erfindung zur gleichzeitigen Abtastung zweier Tonspuren mittels nur einer Abtastnadel dargestellt. Das als Biegeschwinger ausgeführte Wandlerelement 3 ist in derselben Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Beispiel mittels elastischer Lagerteile 2 im Gehäuse 1 einseitig eingespannt. An seiner derEinspannstelle abgewandten Seite ist ein kreuzförmiges Verbindungsstück 4 befestigt, über welches das Wandlerelement 3 mit dem als Torsionsschwinger ausgeführten Wandlerelement 5 kraftschlüssig verbunden ist. Während sich nun das Wandlerelement 3 mit seinen Flächen größter Ausdehnung in horizontaler Richtung,

d. h. parallel zur Ebene des Aufzeichnungsträgers, erstreckt, verläuft das Wandlerelement 5 im rechten Winkel dazu. Seine Flächen größter Ausdehnung stehen also senkrecht auf der Ebene des Aufzeichnungsträgers. Die kraftschlüssige Anlenkung der Wandlerelemente 3 und 5 über die elastischen Halteteile 6, den Lagerzapfen 7, welcher wiederum in einer elastischen Lagerbuchse 8 gelagert ist, und über das Zwischenstück 10 -an den Nadelträger 11 entspricht der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung. Auch dk Arbeitsweise ist ähnlich. Jedoch ist durch die senkrechte Anordnung des als Torsionsschwinger ausgebildeten Wandlerelements 5 erreicht worden, daß bei vertikaler Auslenkung der Abtastnadel 13 ledig-Hch nur noch das als Biegeschwinger ausgebildete Wandlerelement 3 verbogen wird. Die nicht nutzbare und unerwünschte Störspannung des Torsionsschwingers, welcher nur die seitliche Auslenkung der Abtastnadel in elektrische Impulse umwandeln soll, ist somit nahezu Null.

Die in der Fig. 3 gezeigte Ausführungsform eines Tonabnehmers stellt lediglich eine Abwandlung der in der Fig. 2 dargestellten dar. Der Tonabnehmer nach Fig. 3 unterscheidet sich nämlich von dem nach Fig. 2 lediglich dadurch, daß das Wandlerelement 5 als Biegeschwinger ausgeführt ist und daß das Zwischenstück 10 über den Lagerzapfen 7 nach oben verlängert ist und an seinem oberen Ende in seiner Längsrichtung verschiebbar und gleichzeitig verschwenkbar gelagert ist. Dazu ist es an seinem oberen Ende mit einem schlitzförmigen Einschnitt 14 versehen., welcher mit seinen Innenwänden an einem Führungszapfen 15 anliegt bzw. gleitet. Die gehäusefeste Lagerung des Zwischenstücks 10 stellt also zugleich ein Gleit- und Drehlager dar. Dies hat zur Folge, daß der Lagerzapfen 7 bei Auslenkung der Abtastnadel in vertikaler und horizontaler Richtung keine Drehbewegung mehr vollführt, sondern lediglich entsprechend seitlich oder senkrecht in der elastischen Lagerbuchse 8 bewegt wird. Bei seitlicher Auslenkung der Lagerbuchse erfolgt eine Verbiegung des Wandlerelements 5, während die Auslenkung des Lagerzapfens 7 in senkrechter Richtung eine entsprechende Verbiegung des Wandlerelements 3 verursacht.

In den Fig. 4 und 5 ist ein Tonabnehmer nach der Erfindung dargestellt, welcher für die Abtastung der sogenannten 45°/45°-Schallschrift vorgesehen ist. Bei dieser Schallschrift ist je eine der beiden Tonspuren auf der unter 45° zur Horizontalen stehenden Rillenwand der Schallrille aufgezeichnet. Die beiden Wandlerelemente sind deshalb unter 45° geneigt zu der Senkrechten· auf die Ebene des Aufzeichnungsträgers angeordnet, und zwar derart, daß jeder der beiden Wandlerelemente senkrecht auf derjenigen Tonrillenwand steht, in welche die ihm zugeordnete Tonspur eingegraben ist. Das Wandlerelement 3„ welches als Biegeschwinger ausgebildet ist, ist an einem Ende unter Zwischenschaltung elastischer Lagerteile 2 im Tonabnehmergehäuse einseitig eingespannt gehaltert. Am anderen Ende ist es mittels eines Verbindungsstückes 4 mit dem anderen Wandlerelement 5

verbunden, welches, ebenfalls als Biegeschwinger ausgeführt ist* Beide Wandlerelemente verlaufen also, wie zuvor erwähnt, unter 90° zueinander. An der der Verbindungsstelle abgewandten Seite des Wandlerelements 5 ist unmittelbar das Zwischenstück 10, vorzugsweise elastisch, befestigt. Das untere Ende des Zwischenstücks greift wiederum am Nadelträger 11, der die Abtastnadel 13 trägt, an.

Das aus den beiden miteinander verbundenen Wandlerelementen bestehende Gebilde ist also nur einseitig frei schwingend eingespannt. Es kann aber auch das Zwischenstück, beispielsweise wie in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 3, unter Zwischenschaltung einer in elastischen Lagerteilen gehalterten Lagerachse mit den Wandlerelementen verbunden sein.

Die Wirkungsweise dieses Tonabnehmers ist wie folgt: Bei Auslenkung der Abtastnadel 13 durch die eine modulierte Rillenwand, d.h. durch die,"auf wel- ;■ eher das Wandlerelement 3 im rechten Winkel steht, wird lediglich ein Verbiegen des genannten Wandlerelements hervorgerufen und in diesem somit eine der Auslenkung entsprechende Spannung erzeugt. Wird hingegen die Abtastnadel 13 durch die andere modulierte Rillenwand ausgelenkt, so erfolgt lediglich eine Verbiegung des Wandlerelements 5, wodurch in diesem eine der Auslenkung entsprechende Spannung erzeugt wird.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schneiddose oder Tonabnehmer zur gleichzeitigen Aufzeichnung oder Abtastung zweier auf mechanischem Wege zu erzeugender oder erzeugter Tonspuren mit senkrecht aufeinanderstehenden Schwingungsrichtungen unter Verwendung von einem Schneidstichel oder einer Abtastnadel und von zwei plattenförmigen piezoelektrischen oder elektrostriktiven Wandler elementen, die mit jeweils einem Ende aneinanderstoßen und von denen jedes einer der Tonspuren zugeordnet ist, dadurdi gekennzeichnet, daß die Wandlerelemente zueinander koaxial verlaufen und miteinander elastisch oder starr verbunden sind, daß die beiden plattenförmigen Wandlerelemente in verschiedenen, vorzugsweise senkrecht aufeinanderstehenden Ebenen angeordnet sind oder das eine Wandlerelement als Biegeschwinger und das andere als Torsionsschwinger ausgebildet ist und daß der Schneidstichel bzw. die Abtastnadel mit dem freien Ende eines der Wandlerelemente verbunden ist.

2. Schneiddose oder Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wandlerelemente als Biege- oder Torsionsschwinger ausgebildet sind.

3. Schneiddose oder Tonabnehmer nach den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerelemente als Platten geformt und miteinander starr verbunden sind, derart, daß die Wandlerelemente in einer Ebene liegen.

4. Schneiddose oder Tonabnehmer nach den An-Sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerelemente als Platten geformt sind und derart miteinander verbunden und im Gehäuse gehaltert sind, daß die Flächen größter Ausdehnung des einen Wandlerelements senkrecht zu den entsprechenden Flächen des anderen Wandlerelements verlaufen.

5. Schneiddose oder Tonabnehmer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden durch die Wandlerelemente dargestellten Ebenen im rechten Winkel auf der Ebene des Aufzeichnungsträgers steht.

6. Tonabnehmer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei piezoelektrische oder elektrostriktive Wandlerelemente (3, 5) plattenförmiger Gestalt vorgesehen sind, daß das eine Wandlerelement (3) als Biegeschwinger ausgebildet ist und am einen Ende unter Zwischenschaltung von elastischen Lagerteilen (2) im Gehäuse (1) gehaltert ist, während es am anderen Ende mit dem anderen als Torsionsschwinger ausgeführten Wandlerelement (5) starr verbunden ist, daß das zuletzt genannte Wandlerelement an seiner der Verbindungsstelle abgewandten Seite in einem Halteteil (6) gelagert ist, welches eine Lagerachse (7) aufweist, die durch eine elastische Lagerbuchse (8) geführt ist und an dem dem Wandlerelement (5) abgewandten Ende ein Zwischenstück (10) trägt, welches mit dem Nadelträger (11) gekuppelt ist.

7. Tonabnehmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Wandlerelemente (3, 5) zu der Ebene des Aufzeichnungsträgers, beispielsweise einer Schallplatte, parallel verlaufen.

8. Tonabnehmer nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Achse der Lagerachse (7) mit der Torsionsachse des als Torsionsschwinger ausgebildeten Wandlerelements (5) zusammenfällt.

9. Tonabnehmer nach den Ansprüchen 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß zwei piezoelektrische oder elektrostriktive Wandlerelemente (3, 5) plattenförmiger Gestalt vorgesehen sind, von denen der eine als Biegeschwinger und der andere als Torsionsschwinger ausgebildet ist, daß der Biegeschwinger (3) parallel zur Ebene des Aufzeichnungsträgers verläuft sowie am einen Ende im Gehäuse (1) unter Zwischenschaltung von elastischen Lagerteilen (2) eingespannt ist und am anderen Ende über ein kreuzförmiges Verbindungsstück (4) mit dem Torsionsschwinger (5) starr verbunden ist, daß der Torsionsschwinger (5) in einer Ebene angeordnet ist, welche senkrecht auf der Ebene des Aufzeichnungsträgers steht, und daß der Torsionsschwinger (5) an seiner dem Verbindungsstück (4) abgewandten Seite mittels eines Augenlagers (8) im Gehäuse drehbar gelagert und über Zwischenglieder (6, 7, 10) mit dem Nadelträger (11) kraftschlüssig gekuppelt ist.

10. Tonabnehmer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Biegeschwinger ausgebildete piezoelektrische oder elektrostriktive Wandlerelemente (3, 5) plattenförmiger Gestalt vorgesehen sind, die über ein kreuzförmiges Verbindungsstück (4) derart miteinander starr oder elastisch verbunden sind, daß das eine Wandlerelement (3) parallel zur Ebene des Aufzeichnungsträgers angeordnet ist und an seinem dem Verbindungsstück (4) abgewandten Ende gehäusefest eingespannt ist, während das andere Wandlerelement (5) senkrecht zur Ebene des Aufzeichnungsträgers angeordnet ist und an seiner dem Verbindungsstück (4) abgewandten Seite über eine Lager achse (7), die durch eine gehäusefest angeordnete elastische Buchse (8) geführt ist, mit einem Zwischenstück (10) verbunden ist, und daß dieses Zwischenstück (10") an seinem einen Ende mit dem Nadelträger (11) im Eingriff

ist und an seinem anderen Ende derart im Gehäuse gelagert ist, daß es sowohl Bewegungen in seiner Längsrichtung als auch Schwenkbewegungen um seine gehäusefeste Lagerstelle (15) vollführen kann.

11. Tonabnehmer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Biegeschwinger ausgeführte piezoelektrische oder elektrostriktive Wandlerelemente (3, 5) plattenförmiger Gestalt vorgesehen sind, von deiieni eines am einen Ende im Gehäuse eingespannt ist, während das andere Wandler element (5) am freien Ende des gehäusefest eingespannten Wandlerelements (3) mittels eines Verbindungsstücks (4) befestigt und mit seinem abgewandten Ende über J ein Zwischenstück (10) mit dem Nadelträger (11)

kraftschlüssig gekuppelt ist, und daß beide Wandlerelemente (3, 5) derart gehaltert und miteinander verbunden sind, daß ihre geometrischen Längsachsen zusammenfallen, daß ferner die beiden Ebenen, in jeder von denen einer der Wandlerelemente liegt, sich in der genannten geometrischen Längsachse unter einem Winkel von 90° schneiden, daß aber jede der erwähnten Ebenen mit der Ebene des Aufzeichnungsträgers einen Winkel von 45° einschließt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 816 311;
deutsche Auslegeschrift T 11092 VIIId/42 g (bekanntgemacht am 13. 12. 1956);
USA.-Patentschrift Nr. 2 743 110.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©009 609/194 9.60