Umwandlungselement zur Verwendung bei einer Vorrichtung zum Aufzeichnen oder Abtasten einer rillenförmigen Aufzeichnungsspur Das Hauptpatent betrifft ein Umwandlungsele- ment zur Verwendung bei einer Vorrichtung zum Aufzeichnen oder Abtasten einer rillenförmigen Auf zeichnungsspur, in der zwei Signale mit verschie dener Schwingungsrichtung zugleich aufgezeichnet sind, mittels eines gemeinsamen Aufzeichnungs- bzw.
Abtastgliedes. Gemäss dem Patentanspruch des Hauptpatentes zeichnet sich dieses Umwandlungs- element dadurch aus, dass das Element mindestens zwei ohne Kopplungsstück miteinander zusammen hängende Teile enthält, die je für sich mindestens angenähert nur auf eine der beiden Schwingungs richtungen ansprechen.
Das Umwandlungselement nach dem Haupt patent bietet den Vorteil, dass das Trennen in zwei Kanalsignale bzw. ihr Zusammensetzen im Umwand lungselement selbst erfolgt, so dass ein Kupplungs stück der Art, wie es in bekannten Umwandlungs- vorrichtungen mit zwei getrennten Umwandlungs- elementen verwendet wird, entbehrlich ist. Nach den in dem Hauptpatent angegebenen Ausführungsbei spielen kann das Umwandlungselement aus piezo- elektrischem Material in Form von rohrförmigen oder plattenförmigen Körpern bestehen.
Das Umwandlungselement nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich gegenüber diesen Ausfüh rungsbeispielen dadurch aus, dass die Teile aus pie- zo-elektrischem Material in Form von Balken be stehen, in denen die Richtung der piezo-elektrisch wirksamen Achse senkrecht zu den mit Elektroden versehenen Hauptflächen der Balken steht und die in der Längsrichtung nebeneinander liegenden Teile mechanisch miteinander verbunden sind, wobei die Lage der Hauptfläche derart ist, dass die wirksamen Achsen der für das eine Signal empfindlichen Teile gegenüber den wirksamen Achsen der für das an dere Signal empfindlichen Teile um einen Winkel von 900 gedreht sind.
Bei einer praktischen Ausführungsform hat das Umwandlungselement einen rechteckigen Querschnitt und besteht aus drei Teilen von gleichfalls recht eckigem Querschnitt, wobei der Querschnitt der Trennflächen zwischen den drei Teilen insgesamt T-förmig ist und in den beiden beiderseits des senk rechten Schenkels des T liegenden Teilen die Rich tung der piezo-elektrisch wirksamen Achse gleich sinnig ist, während die Richtung der wirksamen Achse im dritten Teil auf dieser senkrecht steht.
In einer weiteren Ausführungsform hat das Um wandlungselement gleichfalls einen rechteckigen Querschnitt und besteht aus vier Teilen mit recht eckigem Querschnitt, wobei der Querschnitt der Trennflächen zwischen den vier Teilen insgesamt kreuzförmig ist, wobei die beiden für das eine Signal empfindlichen Teile hinsichtlich der piezo-elektrisch wirksamen Achse nebeneinander und die anderen beiden Teile aufeinander liegen.
Es ist vorteilhaft, in letzterem Falle die Richtung der piezo-elektrisch wirksamen Achse in jedem Paar von Teilen gegensinnig zu wählen. Dadurch, dass die beiden Signalspannungen auf richtige Weise angelegt oder abgenommen werden, ergibt sich ein Umwan- delelement von doppelt so hoher Spannungsempfind lichkeit.
Der Abstand zwischen den Hauptflächen wird in jedem Teil vorzugsweise gleich gross gewählt, da in diesem Falle die elektrischen Kapazitäten der Teile gleich sind. Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, in der einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Fig. 1 zeigt ein Umwandlungselement aus drei Teilen von rechteckigem Querschnitt.
Fig. 2 zeigt ein Umwandlungselement aus vier Teilen von rechteckigem Querschnitt, in denen die Richtung der piezo-elektrisch wirksamen Achse gleichsinnig ist, während Fig. 3 eine Abart des Umwandlungselements nach Fig. 2 darstellt, wobei die Richtung der piezo- elektrisch wirksamen Achse in jedem Paar von Tei len gegensinnig ist.
Fig. 4 zeigt eine mit Umwandlungselementen nach der Erfindung versehene Vorrichtung, und Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 4.
In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Umwandlungselement, das drei ohne Kupplungsstück miteinander verbun dene Teile 2, 3 und 4 besitzt, die je für sich wenig stens hauptsächlich nur für eine der beiden Schwin gungsrichtungen empfindlich sind. In der Längsrich tung des Elementes erstrecken sich Elektroden 5 bis 9 für das Anlegen oder die Abnahme der Signal spannungen. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das eine Signal (das x-Signal) an die Elektroden 5, 6 und das andere Signal (das y-Signal) zwischen der Elektrode 8 einerseits und einer oder beiden Elektroden 7, 9 andererseits angeschlossen.
Die Teile 2, 3, 4 be stehen aus piezo-elektrischem Material in Form von kleinen Balken, in denen die Richtung der piezo- elektrisch wirksamen Achse senkrecht zu den mit Elektroden versehenen Hauptflächen der Balken steht und die in der Längsrichtung nebeneinander lie gend zusammengeleimt sind, wobei die Lage der Hauptflächen derart ist, dass die wirksame Achse des auf das x-Signal ansprechenden Teiles 2 gegen über den Achsen der auf das y-Signal ansprechenden Teile 3, 4 um einen Winkel von 900 gedreht ist.
Wie weiterhin aus der Figur ersichtlich, hat das Umwand lungselement 1 ebenso wie die drei Teile 2, 3, 4 einen rechteckigen Querschnitt und der Querschnitt der Trennflächen zwischen den drei Teilen weist insge samt eine T-Form auf, wobei in den beiden beider seits des senkrechten Schenkels des T liegenden Tei len 3 und 4 die Richtung der piezo-elektrisch wirk samen Achse gleichsinnig ist und die Richtung der wirksamen Achse im Teil 2 zu dieser senkrecht steht.
In Fig. 2 hat das Umwandlungselement 1 gleich falls einen rechteckigen Querschnitt und besteht aus vier Teilen 10, 11, 12, 13 je gleichfalls mit rechteckigem Querschnitt. Der Querschnitt der Trennflächen zwischen den vier Teilen weist ins gesamt eine Kreuzform auf, wobei das auf das x- Signal ansprechende Paar von Teilen 10, 11 hin sichtlich der piezo-elektrisch wirksamen Achse ne beneinander und das auf das y-Signal ansprechende Paar von Teilen 12, 13 aufeinander liegt.
Die Rich tung der piezo-elektrisch wirksamen Achse ist in je- dem Teilenpaar gleichsinnig. Das x-Signal ist an die Elektroden 5 und 6 und das y-Signal an die Elektro den 8 bzw. 7 und/oder 9 angeschlossen.
Das in Fig. 3 dargestellte Umwandlungselement entspricht demjenigen nach Fig. 2, nur mit dem Un terschied, dass die Richtung der piezo-elektrisch wirksamen Achse in jedem Paar von Teilen gegen sinnig ist. Das x-Signal wird daher an die Elektroden 5, 6 und das y-Signal an die Elektroden 7, 9 ange schlossen. Hierdurch ist die Spannungsempfindlich keit dieses Umwandlungselementes doppelt so hoch wie bei demjenigen nach Fig. 2.
In sämtlichen Ausführungformen des balkenför- migen Umwandlungselementes ist der Abstand zwi schen den Hauptflächen in jedem Teil vorzugsweise gleich gross gewählt ; dann kann der Umstand aus genutzt werden, dass die elektrischen Kapazitäten aller Teile gleich gross sind.
In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zum Aufzeichnen oder Abtasten einer rillenförmigen Aufzeichnungs spur mit Hilfe eines gemeinsamen Aufzeichen- bzw. Abtastorgans 14, dargestellt. In dieser Spur sind gleichzeitig zwei Signale (x und y) mit verschiedener Schwingungsrichtung aufgezeichnet. Dabei bezeichnet 1 das Umwandlungselement, das mit Hilfe einer Klemmvorrichtung 15 und einer Aufhängung 16 im Gehäuse der Vorrichtung gehaltert und mit einem Körper 17 versehen ist, der zum Verbinden eines das Abtastorgan tragenden Halters mit dem Um wandlungselement 1 dient.
In Fig. 5 ist eine Vorderansicht der Vorrichtung nach F!-. 4 dargestellt, in der die Pfeile 19 und 20 die Richtung angeben, in der das Umwandlungsele- ment 1 unter der Einwirkung einer der beiden Schwingungsrichtungen beansprucht wird.
Conversion element for use in a device for recording or scanning a groove-shaped recording track. The main patent relates to a conversion element for use in a device for recording or scanning a groove-shaped recording track, in which two signals with different vibration directions are recorded at the same time, by means of a common recording - or.
Sensing element. According to the patent claim of the main patent, this conversion element is characterized in that the element contains at least two parts which are interconnected without a coupling piece and which each respond at least approximately to only one of the two vibration directions.
The conversion element according to the main patent offers the advantage that the separation into two channel signals or their combination takes place in the conversion element itself, so that a coupling piece of the type used in known conversion devices with two separate conversion elements, is dispensable. According to the Ausführungsbei specified in the main patent, the conversion element can consist of piezoelectric material in the form of tubular or plate-shaped bodies.
The conversion element according to the present invention is distinguished from these exemplary embodiments by the fact that the parts are made of piezo-electric material in the form of bars in which the direction of the piezo-electrically active axis is perpendicular to the main surfaces provided with electrodes Bar stands and the parts lying next to one another in the longitudinal direction are mechanically connected to one another, the position of the main surface being such that the effective axes of the parts sensitive to one signal relative to the effective axes of the parts sensitive to the other signal by an angle of 900 are rotated.
In a practical embodiment, the conversion element has a rectangular cross-section and consists of three parts, also with a rectangular cross-section, the cross-section of the dividing surfaces between the three parts being T-shaped and in the two parts lying on both sides of the perpendicular leg of the T the Rich direction of the piezo-electrically effective axis is the same, while the direction of the effective axis in the third part is perpendicular to this.
In a further embodiment, the conversion element also has a rectangular cross-section and consists of four parts with a rectangular cross-section, the cross-section of the separating surfaces between the four parts being altogether cross-shaped, the two parts sensitive to one signal being piezo-electrically effective Axis next to each other and the other two parts are on top of each other.
In the latter case it is advantageous to choose the direction of the piezo-electrically effective axis in each pair of parts in opposite directions. The fact that the two signal voltages are correctly applied or removed results in a converter element that is twice as sensitive to voltage.
The distance between the main surfaces is preferably chosen to be the same in each part, since in this case the electrical capacitances of the parts are the same. The invention is explained in more detail with reference to a few exemplary embodiments shown in the drawing, in which parts that correspond to one another are provided with the same reference numerals.
Fig. 1 shows a conversion element made of three parts of rectangular cross-section.
Fig. 2 shows a conversion element of four parts of rectangular cross-section, in which the direction of the piezo-electrically effective axis is in the same direction, while FIG. 3 shows a variant of the conversion element according to FIG. 2, the direction of the piezo-electrically effective axis in every pair of parts is opposite to each other.
FIG. 4 shows a device provided with conversion elements according to the invention, and FIG. 5 shows a front view of the device according to FIG.
In Fig. 1, 1 denotes a conversion element that has three verbun without a coupling each other dene parts 2, 3 and 4, which are each for little least mainly only sensitive to one of the two directions of vibration. In the longitudinal direction of the element, electrodes 5 to 9 extend for the application or removal of the signal voltages. As shown in FIG. 1, one signal (the x signal) is connected to the electrodes 5, 6 and the other signal (the y signal) is connected between the electrode 8 on the one hand and one or both electrodes 7, 9 on the other.
The parts 2, 3, 4 be made of piezo-electric material in the form of small bars in which the direction of the piezo-electrically effective axis is perpendicular to the main surfaces of the bars provided with electrodes and which are glued together in the longitudinal direction side by side , the position of the main surfaces being such that the effective axis of the part 2 responding to the x-signal is rotated by an angle of 900 relative to the axes of the parts 3, 4 responding to the y-signal.
As can also be seen from the figure, the conversion element 1 as well as the three parts 2, 3, 4 has a rectangular cross-section and the cross-section of the interfaces between the three parts has a T-shape overall, with both sides of the perpendicular leg of the T lying Tei len 3 and 4, the direction of the piezo-electrically effective seed axis is in the same direction and the direction of the effective axis in part 2 is perpendicular to this.
In Fig. 2, the conversion element 1 has the same if a rectangular cross section and consists of four parts 10, 11, 12, 13 each also with a rectangular cross section. The cross-section of the separating surfaces between the four parts has a cross shape overall, the pair of parts 10, 11 responding to the x-signal next to one another with respect to the piezo-electrically effective axis and the pair of parts responding to the y-signal 12, 13 lies on top of one another.
The direction of the piezo-electrically effective axis is the same in every pair of parts. The x-signal is connected to the electrodes 5 and 6 and the y-signal to the electric 8 or 7 and / or 9.
The conversion element shown in Fig. 3 corresponds to that of Fig. 2, only with the difference that the direction of the piezo-electrically effective axis is opposite in each pair of parts. The x signal is therefore connected to electrodes 5, 6 and the y signal to electrodes 7, 9. As a result, the voltage sensitivity of this conversion element is twice as high as that of that of FIG.
In all embodiments of the bar-shaped conversion element, the distance between the main surfaces is preferably chosen to be the same in each part; then the fact that the electrical capacities of all parts are the same can be used.
In Fig. 4 a device for recording or scanning a groove-shaped recording track with the aid of a common recording or scanning member 14 is shown. Two signals (x and y) with different directions of oscillation are recorded simultaneously in this track. 1 denotes the conversion element which is held in the housing of the device with the aid of a clamping device 15 and a suspension 16 and is provided with a body 17 which is used to connect a holder carrying the scanning element to the conversion element 1.
In Fig. 5 is a front view of the device according to FIG. 4, in which the arrows 19 and 20 indicate the direction in which the conversion element 1 is stressed under the action of one of the two directions of vibration.