DE1063821B - Schneiddose zur Erzeugung einer rillen-foermigen, vorzugsweise zwei Signale enthaltenden Tonspur - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneiddose zur Erzeugung einer rillenförmigen Tonspur, welche zwei vorzugsweise voneinander abweichende Signale enthält, deren Schwingungsrichtungen aufeinander senkrecht stehen. Die Schneiddose eignet sich besonders zur Herstellung stereophonisch^ Schallaufzeichnungen, bei denen eine einzige Tonspur gleichzeitig beide Signale enthält.

Es ist bereits bekannt, in einer derartigen Tonspur das eine Signal in Tiefenschrift, das andere Signal in Seitenschrift aufzuzeichnen. In der Fachliteratur wird die Seitenschrift auch häufig als Berlinerschrift, die Tiefenschrift als Edisonschrift bezeichnet. Die Signale können aber auch derartig in der Rille untergebracht werden, daß die Auslenkkomponenten beider Signale einen Winkel von 45° gegen die Oberfläche der Platte bilden. Es sind schon elektrischmechanische Wandlersysteme bekannt, welche zwei elektrische Signaleingänge besitzen und mit Hilfe zugehöriger Wandlerteile Auslenkungen des gemeinsamen Schneidstichels in den beiden den Signalen entsprechenden B ewegungs richtungen hervorrufen. Beispielsweise wird in der deutschen Patentschrift 816 311 ein solches Wandlersystem beschrieben, das vorwiegend zur Abtastung von Tonspuren benutzt werden soll, von dem jedoch angegeben ist, daß es auch zur Herstellung von zwei Signale enthaltenden Tonspuren geeignet ist. Bei Verwendung bekannter Wandlersysteme, etwa von der in der genannten deutschen Patentschrift beschriebenen Art, haben sich Schwierigkeiten ergeben, weil keine genügend große Übersprechdämpfung von dem einen Kanal auf den anderen Kanal eingehalten werden konnte. Als eine wesentliche Quelle des störenden Übersprechens wurde erkannt, daß das schwingende System dazu neigte, bei einer Anregung durch den mit dem einen Signaleingang verbundenen elektrisch-mechanischen Wandler nicht nur Bewegungen in der zugehörigen Aufzeichnungsrichtung, sondern auch in der dazu senkrechten Richtung unerwünschte Schwingungsbewegungen auszuführen. Besonders trat diese Erscheinung natürlich bei denjenigen Frequenzen auf, bei denen Resonanzstellen des schwingenden Systems in der zu der eigentlichen Anregungsrichtung senkrechten Richtung vorhanden waren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Schwierigkeiten und Fehlerquellen bei einer Schneiddose für Stereophonie-Einrillenschrift oder bei der Anwendung für die Herstellung einer Tonrille mit zwei voneinander unabhängigen Signalen zu vermeiden.

Eine Schneiddose zur Erzeugung einer rillenförmigen, vorzugsweise zwei Signale enthaltenden Tonspur durch Antrieb eines Schneidstichels in zwei senkrecht Schneiddose zur Erzeugung einer rillenförmigen, vorzugsweise zwei Signale
enthaltenden Tonspur

Anmelder:
TELDEC Telefunken-Decca

Schallplatten G.m.b.H.,
Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Horst Redlich und Hans-Joachim Klemp,

Berlin-Steglitz,
sind als Erfinder genannt worden

aufeinander stehenden Richtungen, die in einer senkrecht zur Rillentangente gedachten Ebene liegen, derart, daß Auslenkungen in der einen durch die Rillentangente gehenden Richtung dieser Ebene durch einen zugeordneten Hauptwandler aus der elektrischen Signalenergie erzeugt werden, wobei eine von einem mit dem Hauptwandler starr verbundenen Zusatzwandler erzeugte, den tatsächlich bewirkten Auslenkungen proportionale Gegenkopp lungs spannung über einen .zwischengeschalteten Verstärker auf den Hauptwandler oder einen in der gleichen Auslenkrichtung wirkenden äquivalenten Wandler zurückwirkt, ist erfindungsgemäß derartig ausgebildet, daß in der anderen Auslenkrichtung ebenfalls eine von einem mit dem dieser Richtung zugeordneten Hauptwandler starr verbundenen Zusatzwandler erzeugte Gegenköpplungsspannung über einen zwischengeschalteten Verstärker auf den Hauptwandler zurückwirkt.

Kurz zusammengefaßt, setzt die Erfindung dem.7 nach einen, elektrisch-mechanischen Hauptwandler voraus, der in der einen Auslenkrichtung auf den Schneidstichel einwirkt. In der anderen Auslenkrichtung, also in einer zu der ersten Auslenkrichtung senkrechten Richtung, in welcher parasitäre Schwingungen auftreten können, sind ein weiterer Hauptwandler und ein Zusatzwandler vorgesehen, von denen der letztgenannte Gegenkopplungsspannungen aus den unerwünschten Schwingungskomponenten erzeugt, welche über einen Verstärker auf den in der gleichen Auslenkrichtung wirksamen antreibenden Hauptwandler in dämpfendem Sinne einwirken.

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Diese Anordnung wirkt wie eine überaus starre elektrische Halterung des Systems in der zur ersten Auslenkrichtung senkrechten Richtung. Die Erfindung ist daher nicht nur auf eine Schneiddose beschränkt, welche dazu bestimmt ist, Tonspuren mit zwei Signalen mit zueinander senkrechten Aufzeichnungsrichtungen herzustellen. Die Erfindung kann auch mit Vorteil angewendet werden, wenn ein einziges Signal, beispielsweise entweder in Tiefenschrift oder in Seitenschrift, aufzuzeichnen ist und Nebenschwingungen in einer zur Signalauslenkrichtung senkrechten Richtung in besonders wirksamer Weise abgedämpft werden sollen, ohne dadurch beispielsweise die Nachgiebigkeit des beweglichen Systems gegenüber Stoßen oder anderen Beanspruchungen zu verringern.

In erster Hinsicht wird jedoch das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip einer Gegenkopplung in einer zur Antriebsrichtung senkrechten Richtung bei solchen Schneiddosen angewendet werden, welche von vornherein zur Aufzeichnung von zwei aufeinander senkrecht stehenden Auslenkkomponenten bestimmt sind. In diesem Falle werden durch die doppelte Gegenkoppelverbindung in zwei zueinander senkrechten Richtungen nicht nur die Resonanzstellen des Systems in den beiden Auslenkrichtungen stark gedämpft, sondern es ergibt sich der zusätzliche und überraschende Vorteil, daß die Übersprechdämpfung von dem einen Kanal auf den anderen Kanal wesentlich vergrößert wird. Die erwünschte Vergrößerung der Übersprechdämpfung kommt auf folgende Weise zustande: Wenn das in zwei zueinander senkrechten Richtungen mechanisch-elektrisch gegengekoppelte System in der einen Auslenkrichtung angetrieben wird und infolge der unvermeidlichen Mangel der mechanischen Halterung dazu neigt, in der dazu senkrechten Richtung ebenfalls Bewegungen auszuführen, so tritt in dieser letzteren Richtung, auch wenn in dieser kein Antrieb über den mit dem zweiten Signaleingang verbundenen Hauptwandler erfolgt, doch eine starke Schwingungsdämpfung auf. Der auf die unerwünschte. Bewegungsrichtung ansprechende mechanisch-elektrische Zusatzwandler erzeugt nämlich aus den unerwünschten Bewegungskomponenten eine Gegenkoppelspannung, die über einen Verstärker auf den zugehörigen elektrisch-mechanischen Hauptwandler zurückgeführt wird und jeder beginnenden unerwünschten Bewegung entgegenwirkt. Während bei einer einfachen Schneiddose für normale Seiten- oder Tiefenschrift diese Wirkung nur die Bedeutung einer Vermeidung unerwünschter Bewegungskomponenten besitzt, ergibt sich bei dem für die Aufzeichnung zweier Signale bestimmten System der Vorzug, daß infolge der Vermeidung solcher durch Halterungsmängel bedingter unerwünschter Auslenkungen quer zur eigentlichen An·- triebsrichtung die Übersprechdämpfung um den Gegenkoppelfaktor vergrößert wird. Diese Wirkung ist von hervorragender Bedeutung für die Herstellung stereophonischer Schallaufzeichnungen in einer einzigen Tonrille, welche sowohl einen sehr kleinen Klirrfaktor der Einzelsignale als auch eine sehr große Übersprechdämpfung zwischen den beiden Signalen aufweisen sollen.

Es ist zu erwähnen, daß das Prinzip der Gegenkopplung bei Schneidsystemen für eine einzige Auslenkrichtung, also für Einkomponentenschrift, an sich bekannt ist. Beispielsweise werden bereits zur Herstellung einer Seitenschriftaufzeichnung elektrodynamische Wandlersysteme verwendet, welche einen antreibenden Hauptwandler und in fester Verbindung mit dem Schwingsystem einen davon elektrisch entkoppelten Zusatzwandler aufweisen, der aus den tatsächlichen Bewegungen Gegenkopplungsspannungen erzeugt. Diese Gegenkopplungsspannungen werden dann über den Signalverstärker dem antreibenden Hauptwandler in dämpfendem Sinne wieder zugeführt.

Bei diesen bekannten Systemen wurde zwar eine Linearisierung der Arbeitskennlinie und eine Dämpfung der Eigenresonanz erzielt, jedoch beschränkten sich diese Wirkungen auf die einzige beabsichtigte Auslenkrichtung. Eine Dämpfung von Bewegungskomponenten quer zur Auslenkrichtung war bei diesen bekannten Wandlersystemen weder beabsichtigt noch erreicht. Im Hinblick auf die später beschriebene bevorzugte Konstruktion einer nach der Erfindung ausgebildeten Schneiddose sei erwähnt, daß eine gegengekoppelte Schneiddose für Einkomponentenschrift mit einem elektrodynamischen Hauptwandler und einem elektrodynamischen Zusatzwandler bekannt ist, bei welcher diese Wandler als in ringförmigen Magnetfeldern schwingende, mit ihren Windungsebenen parallel zueinander liegende Spulen ausgebildet sind und ein aus zylindrischen und konischen Teilen zusammengesetzter Hohlkörper als Träger für den Schneidstichel und die Spulen dient.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehender beschrieben.

Fig. 1 und 2 verdeutlichen in einer schematischen Darstellung die Anordnung und die Wirkungsrichtungen der Wandlerpaare im Raum in bezug auf die Bewegungen des Schneidstichels;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Spulenanordnung und das Magnetfeld eines Wandlersystems in starker Vergrößerung;

Fig. 4 dient zur Erläuterung der Lagerung des Spulenkörpers und der Anordnung der Spulenwicklung des einen Hauptwandlers, und

Fig. 5 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise der beiden Zusatzwandler, welche die Gegenkoppelspannungen erzeugen.

In Fig. 1 ist mit 1 der Schneidstichel, mit 2 eine gegenüber dem Schneidstichel in der Richtung des eingezeichneten Pfeils vorgeschobene Matrize bezeichnet. Für die Unterscheidung der Bewegungskomponenten des Schneidstichels sind die drei aufeinander senkrecht stehenden Achsen x, y und ζ eines räumlichen Koordinatensystems dargestellt, dessen Ursprung in dem Schneidstichel 1 angenommen sei. Man erkennt ohne weiteres, daß eine Bewegung des Schneidstichels in der ^-Richtung eine Aufzeichnung in der Matrize in Form einer Tiefenschrift zur Folge hat. In entsprechender Weise ergibt sich durch Auslenkungen in der ^-Richtung eine Seitenschrift. Bewegungen in der s-Richtung, welche der Rillentangente parallel ist, können im allgemeinen nicht zur Signalaufzeichnung ausgenutzt werden; sie sind normalerweise zu vermeiden, denn das Auftreten derartiger Bewegungskomponenten führt zu störenden Verzerrungen. Es sei angenommen, daß das in Fig. 1 dargestellte System zur Aufzeichnung gewöhnlicher Seitenschrift bestimmt sei. In diesem Falle wird das Tonsignal S₁ in elektrischer Form über den Verstärker V₁ dem Hauptwandler W₁ zugeleitet. Auf diese Weise werden, wie an sich bekannt, seitliche Bewegungen des Schneidstichels 1 hervorgerufen, welche dem Signal ^₁ entsprechen. Es ist für die Anwendung der Erfindung unerheblich, ob in der ^/-Richtung außer dem Antrieb über W₁ auch noch eine Gegenkopplung

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mit Hilfe des mechanisch-elektrischen Zusatzwand- Spulen parallel ist. Diese Kupferkörper bilden Kurzlers -R₁ vorgesehen ist. Dieser Wandler sowie seine Schluß windungen sehr geringen inneren Widerstandes Verbindung mit dem Verstärker V₁ sind daher mit und tragen durch ihre Wirkung dazu bei, die beiden unterbrochenen Linien eingezeichnet. Spulenanordnungen gegeneinander elektrisch zu ent-

Bei der Aufzeichnung der Seitenschrift sollen zu- 5 koppeln. Der Kupferkörper 9 greift in der dargestellsätzliche Tiefenschriftkomponenten aus an sich be- ten Schnittebene durch zwei Löcher in dem ringkannten Gründen möglichst klein gehalten werden. förmigen Polschuh 5 hindurch und stellt dadurch eine Bekanntlich werden durch diese Tiefenschriftkompo- Verbindung zu dem unteren Ringteil 9' des Körpers 9 nenten Kräfte auf das Abtastsystem in einer Richtung her. Solche Verbindungen sind auf jeder Seite der ausgeübt, in welcher es nicht die gleiche Nachgiebig- io Spulenanordnung wenigstens zwei vorgesehen, welche keit bzw. Weichheit der Auslenkung aufweist, wie in zusammen eine mit ihrer Ebene senkrecht zur Zeichender eigentlichen Signalrichtung. In Anwendung der ebene liegende Kurzschluß windung bilden und da-Erfindung ist zur Vermeidung solcher unerwünschter durch seitlich aus der unteren Spulenanordnung her-Bewegungen des Schneidstichels 1 in der jtr-Richtung austretende Streuflüsse abschirmen, eine elektrisch-mechanische Gegenkopplung über eine 15 Der Spulenkörper 3 und die mit dem Schneidaus dem spannungserzeugenden mechanisch-elektri- stichel 1 mechanisch verbundenen Teile der Wandler sehen Zusatzwandler R₂, dem Verstärker V₂ und dem sind in einer zur Rillentangente senkrechten Ebene elektrisch-mechanischen Hauptwandler W₂ gebildete nachgiebig, in der Richtung der Rillentangente selbst Schleife vorgesehen. In der ^-Richtung ist das schwin- jedoch vergleichsweise starr gelagert. Dies wird durch gende System der meisten Wandler genügend starr ge- 20 die Achse 10 erreicht, welche in einem gewissen Ablagert, so daß in dieser Richtung gewöhnlich keine stand vom Schneidstichel derartig angeordnet ist, daß nennenswerten Auslenkungskomponenten auftreten. sie senkrecht zu der durch die Achse des Ringspaltes Es ist aber natürlich möglich, den Erfindungsgedan- gehenden Symmetrieebene der zweiten Antriebsspule ken zur Dämpfung unerwünschter Bewegungskompo- 12, 13 und der zweiten Gegenkopplungsspule 26, 27 nenten auch in der ^-Richtung zu verwenden. In die- 25 steht, über deren Bedeutung später noch gesprochen sem Falle müßte das bewegliche System mit einem wird.

weiteren Wandlerpaar R₃ und W₃ versehen sein, zwi- In dem unteren ersten Magnetspalt zwischen dem

sehen dessen Teilen der Verstärker V₃ eingeschaltet Kern 4 und dem ringförmigen Außenteil 5 liegen zwei

wird. Antriebsspulen (Hauptwandler). Die erste Antriebs-

Fig. 2 zeigt in einem der Fig. 1 entsprechenden 30 spule 11 besteht aus Einzelwindungen, welche alle im Schema die Anwendung des Erfindungsgedankens auf gleichen Wicklungssinn längs der Peripherie des eine Schneiddose zur gleichzeitigen Herstellung einer Spulenkörpers um diesen herum geführt sind. Der Seitenschrift durch Auslenkung in der y-Richtung und Umlaufsinn des Momentanstromes ist in bekannter einer Tiefenschrift durch Auslenkung in der ^r-Rich- Weise in den Querschnittsfiächen der einzelnen Wintung. Dementsprechend wird das Signal ,S₁ über den 35 düngen durch einen Punkt und ein Kreuz angedeutet. Verstärker V₁ dem Hauptwandler W₁ zugeführt, und Im linken Teil der Zeichnung liegen, wie durch den das Signal S₂ gelangt in der gleichen Weise über den Punkt in der Querschnittsfläche angedeutet, innerhalb Verstärker V₂ auf den Hauptwandler W₂. In beiden der Wicklung 11 die Einzelwindungen so, daß der Bewegungsrichtungen bzw. senkrecht zu beiden Be- Momentanstrom vom Beschauer weg in die Zeichwegungsrichtungen werden Gegenkoppelwirkungen mit 40 nungsebene hinein fließt, während im rechten Teil der Hilfe der Gegenkopp lungs spannungen erzeugenden Zeichnung in der gleichen Wicklung durch die Kreuze Zusatzwandler R₁ und R₂ in der bereits eingangs er- innerhalb der Querschnittsfiächen angedeutet ist, daß läuterten Weise ausgeübt. Auf eine dämpfende Gegen- dort der Momentanstrom aus der Zeichnungsebene kopplung in der ^-Richtung wurde verzichtet. Im Be- heraus auf den Beschauer zu gerichtet ist. Der Spulendarf sf alle kann jedoch auch bei einer derartigen 45 körper trägt innerhalb des ersten Magnetspaltes auch Schneiddose die in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien ■ noch Teile der Spulen 12, 13, welche zusammen die dargestellte Gegenkopplung in der 0-Richtung vor- erwähnte zweite Antriebsspule des Systems bilden, gesehen sein. Man erkennt, daß die mit der Spule 11 dicht benach-

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das Antriebs- harten Teile der Teilspulen 12 und 13 mit in bezug system einer nach der Erfindung ausgebildeten 50 auf die Achse des Spulenkörpers entgegengesetztem Schneiddose dargestellt, das zur Erzeugung einer zwei Windungssinn gewickelt sind. Diese Windungsteile Signale enthaltenden Tonrille bestimmt ist. Man er- reichen jeweils nur über die Hälfte des Umfanges des kennt am oberen Ende des glockenförmigen Spulen- Spulenkörpers 3. Ihre freien Enden sind durch die körpers 3 den Schneidstichel 1 und zwei Spulen- mit unterbrochenen Linien eingezeichneten Verbinanordnungen, von denen sich die untere nahe dem 55 dungsstücke 14, 15 und 16, 17 in der angedeuteten Rande des Spulenkörpers 3 befindet, während die obere Weise zusammengeführt. Es wird besonders darauf Spulenanordnung in unmittelbarer Nähe des Schneid- hingewiesen, daß diese Verbindungsstücke nur zu den sticheis 1 liegt. Diese beiden Spulenanordnungen lie- inneren Spulenteilen 12 und 13, nicht aber zu der gen in zwei zugehörigen Ringspalten eines Magnet- Spule 11 gehören, die ohne Umkehrung des Umlaufsystems, dessen Kern 4 beispielsweise einen magneti- 60 sinnes fortlaufend auf den Spulenkörper 3 aufgewikschen Nordpol N bildet. Der Kern 4 trägt einen An- kelt ist. — Die genannten Verbindungsstücke 14, 15 satz 7 zur Erregung des oberen Magnetspaltes. Die und 16, 17 liegen auf dem Spulenkörper zum Teil äußere Begrenzung der Magnetspalte wird durch ring- oberhalb der beiden einander dicht benachbarten förmige Polschuhe 5 und 6 gebildet (Südpol S). Der Spulenteile 11 und 12 bzw. 11 und 13. Die durch die untere Magnetspalt wird von Zylinderflächen be- 65 aktiven Teile der Spulen bestimmten Ebenen sind der grenzt, während die Begrenzungen des oberen Magnet- Äquatorebene des Spulenkörpers 3 parallel, während Spaltes Konusflächen sind. In unmittelbarer Nähe des sich der Schneidstichel 1 in der Nähe des Durchdrin-Raumes zwischen den beiden Spulenanordnungen sind gungspunktes der Achse des Ringspaltes mit der die ringförmig geschlossenen Kupferkörper 8 und 9 Fläche des Spulenkörpers befindet. Der Spulenkörper vorgesehen, deren Windungsebene den Ebenen der 70 kann die Gestalt eines Rotationsellipsoides aufweisen.

Wenn der Spule 11 in Fig. 3 ein verstärkter Signalstrom zugeleitet wird, fließt in einem beliebigen Augenblick der Momentanstrom in allen Windungen im gleichen Umlaufsinn um den Kern 4 herum. In allen Längenelementen der Windungen wird daher unter dem Einfluß des zwischen den Polen 4 und 5 übergehenden magnetischen Flusses eine Kraft P zur Wirkung kommen, die in allen Längenelementen die gleiche Richtung, nämlich parallel zur Achse des Ringspaltes, aufweist. Einer solchen Erregung der Spule 11 entspricht daher eine Bewegung des mit dem Schneidstichel 1 verbundenen Spulenkörpers in der Richtung der Achse des Ringspaltes. Wenn man sich vorstellt, daß sich oberhalb des Stichels 1 in einer Ebene senkrecht zur Achse des Ringspaltes die zu schneidende Matrize 2 befindet, so wird mit Hilfe des Antriebes über die Spule 11 das Signal in Tiefenschrift aufgezeichnet.

An Hand von Fig. 4 sei nun erörtert, welche Kräfte durch Zuführung eines Stromes zu den in Reihe geschalteten Spulenteilen 12 und 13 auf den Spulenkörper 3 ausgeübt werden. Besonders ist die Lage der Achse 10 und ihre Befestigung in den nachgiebigen Lagerkörpern 18 zu erkennen. Mit den mit Φ bezeichneten Pfeilen ist die Richtung des magnetischen Flusses angedeutet, der die Spulenteile 11 und 12 bzw. 11 und 13, soweit sich diese im Ringspalt befinden, durchsetzt. Mit 20 und 21 bzw. mit 23 und 24 sind in Fig. 4 zwei Einzelwindungen der Spulenteile 12 und 13 der Fig. 3 bezeichnet. Es sei angenommen, daß am Punkt 19 der Windung 20 ein in der Richtung der eingezeichneten Pfeile fließender Strom zugeführt wird. Der gleiche Strom gelangt nach dem Hindurchgehen durch die Windung 20, 21 zu dem Punkt 22 der Windung 23, 24 und durchläuft auch diese in der Riehtung der eingezeichneten Pfeile. Von den dargestellten Windungen liegen nur die Teile 20, 23 innerhalb des Ringspaltes, während die Rückverbindungen 21, 24 in einem annähernd feldfreien Raum angeordnet sind. Kraftwirkungen ergeben sich daher nur in den Windungsteilen 20 und 23. Man erkennt aus der Lage der Teile, daß der Momentanstrom in diesen beiden aktiven Windungsteilen vom Beschauer weg zum rückwärtigen Teil der Windungen fließt. Bezogen auf die Achse des Ringspaltes ist also der Umlaufsinn des Stromflusses in den beiden Windungsteilen 20 und 23 entgegengesetzt. Daher werden in diesen beiden Windungsteilen auch zueinander entgegengesetzt gerichtete Kräfte P ausgeübt, wie dies durch die entsprechend bezeichneten Pfeile angedeutet ist. Das Moment aus seiden Kräften P bewirkt eine Kippung des Spulenkörpers 3 um die Achse 10, so daß der Schneidstichel 1 in Fig. 3 eine in der Zeichnungsebene liegende seitliche Auslenkung erhält. Auf der erwähnten Matrize 2 wird demnach das den Spulenteilen 12 und 13 zugeführte Signal in Form einer Seitenschrift aufgezeichnet.

Oberhalb der Antriebsspulen 11, 12, 13 sind in dem zweiten Magnetspalt zwischen dem Kern 7 und dem Ring 6 die Gegenkopplungsspulen 25, 26, 27 angeordnet (Zusatzwandler). Der zweite Magnetspalt ist von Konusflächen begrenzt, so daß die Kraftlinien des magnetischen Feldes im Spalt gegenüber der Achse des Rin;;spaltes einen spitzen Winkel von vorzugsweise aniähernd 45° bilden. In bezug auf die Anordnung der Spulen entspricht die Gegenkopplungsspule 25 der Antriebsspule 11. Sie ist nämlich wie diese mit gleichbleibendem Windungssinn auf den Spulenkörper 3 aufgewickelt. Die Spulenteile 26 und 27 entsprechen den Antriebsspulenteilen 12 und 13, jedoch mit dem Unterschied, daß die Rückverbindungen nicht seitlich aus dem Spalt herausgeführt sind, sondern durch einen diametralen Schlitz in dem Magnetkern 7 hindurchgeführt sind. In diesen Schlitz taucht ein entsprechender Steg des Spulenkörpers ein, an welchem die Rückverbindungen der Spulenteile 26 und 27 befestigt sind.

Die Wirkungsweise der Gegenkopplungsspulen sei unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. In dieser ist die Lage und Wicklungsart der Spulen 25 und 26, 27 durch Darstellung einer einzelnen Windung versinnbildlicht. Dabei sind wieder die schon erläuterten Symbole für die Fluß richtung des Momentanstromes verwendet. Man erkennt, daß die Windung 25' vom Momentanstrom über ihren ganzen Umfang im gleichen Sinne, bezogen auf die Drehachse, durchflossen wird. Es sei angenommen, daß der Spulenkörper durch ein der Spule 11 zugeführtes Signal zu auf und nieder gehenden Bewegungen in der Richtung der Achse des Ringspaltes entsprechend einer Tiefenschrift veranlaßt wird. Außerdem macht der Spulenkörper auch seitliche Bewegungen entsprechend einem in Seitenschrift aufzuzeichnenden Signal unter dem Einfluß des Antriebes an den Spulenteilen 12 und 13. Allen diesen Bewegungen folgt der Spulenkörper 3, und mit ihm folgen diesen Bewegungen die Gegenkoppelungsspulen 25, 26, 27. Es sei angenommen, daß die Teilspulen 26 und 27 hintereinandergeschaltet sind. In Fig. 4 ist die Richtung der der Tiefenschrift entsprechenden Bewegungen mit y, die Richtung der der Seitenschrift entsprechenden Bewegungen mit χ bezeichnet. Wenn nun die mit 25' bezeichnete Einzelwindung der Gegenkopplungsspule 25 Bewegungen in Richtung der y-Achse ausführt, ergibt sich aus der Darstellung 5 a, daß die in der .^-Richtung liegenden Komponenten des den Ringspalt unter 45° gegen die Achse des Ringspaltes durchsetzenden magnetischen Feldes geschnitten werden. In der Windung 25' wird daher eine den auf und nieder gehenden Bewegungen des Schneidstichels 1 entsprechende Spannung induziert, welche über alle Längenelemente der Windung den gleichen Umlauf sinn besitzt. Die Spule 25 führt aber entsprechend den Bewegungen des Spulenkörpers auch Bewegungen in der jr-Richtung aus. Man erkennt aus der Darstellung Fig. 5 a, daß bei diesen Bewegungen die in der ^-Richtung liegenden Feldkomponenten geschnitten werden. Bei diesen Bewegungen werden aber in den beiden Windungsteilen, die beiderseits einer zur Zeichnungsebene senkrechten, durch die Achse des Ringspaltes gehenden Ebene liegen, Spannungen induziert, deren Umlauf sinn in bezug, auf die Achse des Ringspaltes entgegengesetzt ist. Diese Spannungen heben demnach einander auf, so daß bei Bewegungen in der ^-Richtung an den Enden der Spule 25 keine Spannung erscheint. Die Spule 25 ist demnach ganz allein für die Erzeugung einer Gegenkopplungsspannung in Abhängigkeit von Bewegungen in der ^'-Richtung geeignet und liefert für Bewegungen in der jtT-Richtung keine Spannung.

Die Teilspulen 26 und 27 machen die gleichen Bewegungen des Spulenkörper 3 mit. Aus der Darstellung Fig. 5 b ist ersichtlich, daß in diesen in Reihe geschalteten Teilspulen wegen ihres zueinander entgegengesetzten Wicklungssinnes keine resultierende Spannung auftritt, wenn eine Bewegung in der y-Richtung erfolgt. In diesem Falle werden zwar die in der ΛΓ-Richtung liegenden Feldkomponenten geschnitten, jedoch induzieren diese in den beiden Spulenteilen entgegengesetzt gerichtete Spannungen. Wenn nun die beiden Windungen 26' und 27' in der .^-Richtung be-

wegt werden, werden die in der ^-Richtung liegenden Feldkomponenten geschnitten, und die dadurch induzierten Spannungen liegen in den beiden Windungsteilen so, daß sie sich additiv zusammensetzen. Daher ist die aus den Spulenteilen 26 und 27 gebildete zweite Gegenkopplungsspule ganz allein für Bewegungen empfindlich, welche in der .y-Richtung liegen.

Durch Rückführung der Gegenkopplungsspannungen von der Spule 25 auf den Verstärker, welcher die Spule 11 speist, und von der Spule 26, 27 auf den Verstärker, welcher die Spule 12, 13 speist, ergeben sich die weiter oben an Hand von Fig. 2 erörterten Wirkungen. Es werden demnach nicht nur die Resonanzstellen des Antriebssystems in der Richtung der beiden Signalauslenkungen wesentlich gedämpft, sondem es wird auch die Übersprechdämpfung von einem Antrieb mittels der Spule 11 (durch welche das zugehörige Signal in Tiefenschrift niedergelegt werden soll) auf das in der Rille aufzuzeichnende Seitenschriftsignal und umgekehrt von einem über die Spule ao 12, 13 bewirkten Antrieb (durch welchen das zugehörige Signal in Seitenschrift aufgezeichnet" werden soll) auf das in der Rille niederzulegende Tiefenschriftsignal wesentlich, vergrößert:· '

'Mit Hilfe eines nach der Erfindung ausgebildeten z5_ Schneidsystems .mit einer Gegenkopplung in zwei'zueinander senkrechten Richtungen ließen sich Signalaufzeichnungen herstellen^, bei denen der Klirrfaktor der Einzelsignaie geringer als 0,2% und die Übersprechdämpfung-größer als" 60-db'war. ' , ao ¹ Der Spulenkörper 3 hat vorzugsweise die Form eines Rotationsellipsoides, kann aber auch" die Form einer Halbkugel besitzen. Die Ellipsoidform ist insofern etwas günstiger, weil sie bei annähernd gleicher Steifigkeit erlaubt, die Antriebsspulen von den Gegenkopplungsspulen etwas weiter entfernt zu halten. Da- "' durch ist es möglich, ihre elektrische Entkopplung zu vergrößern, was wegen der Stabilitätsbedingung der Gegenkopplungsschleifen von großer Bedeutung ist. Die beiden Ringspalte sind dann entsprechend der Höhe des Spulenkörpers so weit voneinander entfernt, daß sich das gewünschte Ausmaß der elektrischen Entkopplung ergibt. Die Spalte sind längs einer gemeinsamen Achse angeordnet. Um zwischen den Antriebsspulen und den Gegenkopplungsspulen keine allzu großen Phasenverschiebungen der mechanischen Schwingung zu bekommen, soll der Spulenkörper vorzugsweise aus einem Material hergestellt sein, in welchem die Schallgeschwindigkeit in der Größenordnung von 10 000 m/sec liegt.

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Schneiddose zur Erzeugung einer rillenförmigen, vorzugsweise zwei Signale enthaltenden Tonspur durch Antrieb eines Schneidstichels in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen, die in einer senkrecht zur Rillentangente gedachten Ebene liegen, derart, daß Auslenkungen in der einen durch die Rillentangente gehenden Richtung dieser Ebene durch einen zugeordneten Hauptwandler aus der elektrischen Signalenergie erzeugt werden, wobei eine von einem mit dem Hauptwandler starr verbundenen Zusatzwandler erzeugte, den tatsächlich bewirkten Auslenkungen proportionale Gegenkopplungsspannung über einen zwischengeschalteten Verstärker auf den Hauptwandler oder einen in der gleichen Auslenkrichtung wirkenden äquivalenten Wandler zurückwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen Auslenkrichtung ebenfalls eine von einem mit dem dieser Richtung zugeordneten Hauptwandler (W₂) starr verbundenen Zusatzwandler (R₂) erzeugte Gegenkopplungsspannung über einen zwischengeschalteten Verstärker (V₂) auf den Hauptwandler (W₂) zurückwirkt.

2. Schneiddose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Schneidstichel (1) mechanisch verbundenen Teile der Wandler in sämtlichen Richtungen der zur Rillentangente senkrechten Ebene nachgiebig, in der Richtung der Rillentangente jedoch vergleichsweise starr gelagert sind, vorzugsweise mittels einer parallel zur Rillentangente liegenden, von nachgiebigen Lagerkörpern getragenen, in einem gewissen Abstand vom Schneidstichel vorgesehenen Achse (10).

3. Schneiddose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Wandler nach dem elektrodynamischen Prinzip vorgesehen sind, d. h. solche mit in. einem Magnetfeld beweglich angeordneten Spulen.

4. Schneiddose nach Anspruch 3,- dadurch gekennzeichnet, daß die die Gegenkopplungsspannungen erzeugenden Spulen (Gegenkopplungsspulen) von den den Antrieb bewirkenden Spulen (Antriebsspülen-) elektrisch weitgehend'entkoppelt sind. ^: " · ... 1 ... -".- -,

5. Schneiddose nach den Ansprüchen 2 bis'4, ■dadurch-gekennzeichnet, daß die Antriebsspuleff (11, 12, 13) für beide Auslenkrichtungen_vin einem'gemeinsamen,, 'vorzugsweise- ringförmigen,- -ersten Magnetspalt angeordnet'sind., -y - " %

6. Schneiddose nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkoppelspulen (25, 26, 27) in »einem besonderen, vorzugsweise ebenfalls ringförmigen, zweiten Magnetspalt angeordnet sind.

7. Schneiddose nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspalte längs einer gemeinsamen Achse in einem für die Entkopplung der Spulenanordnungen hinreichenden Abstand angeordnet sind.

8. Schneiddose nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Raumes zwischen den Gegenkopplungsspulen und den Antriebsspulen wenigstens ein ringförmig geschlossener Kupferkörper (8, 9) vorgesehen ist, dessen Windungsebene den Ebenen der Spulen parallel ist.

9. Schneiddose nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenkörper (3) von der Form einer Halbkugel oder eines halben Rotationsellipsoides vorgesehen ist, auf welchem die Antriebsspulen (11, 12, 13) nahe der Äquatorebene und mit ihren Windungsebenen parallel zu dieser und die Gegenkopplungsspulen (25, 26, 27) nahe dem Pol, d. h. dem Durchdringungspunkt der Achse des Magnetsystems mit der Oberfläche des Spulenkörpers, vorzugsweise mit ihren Windungsebenen parallel zu der Äquatorebene, angeordnet sind, und daß der Schneidstichel (1) an dem Spulenkörper nahe oder bei dem Pol befestigt ist.

10. Schneiddose nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für den Spulenkörper ein solches verwendet ist, in welchem die Schallgeschwindigkeit in der Größenordnung von 10 000 m/sec liegt.

11. Schneiddose nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Antriebsspule (11) für Auslenkungen des Stichels in der

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Richtung der Achse des Magnetsystems vorgesehen ist, deren Windungen in dem zu dem ersten Magnetspalt gehörenden Wicklungsraum gleichsinnig über den ganzen Umfang des Spulenkörpers (3) bzw. Ringspaltes geführt sind, und daß eine zweite Antriebsspule (12, 13) für Auslenkungen des Stichels senkrecht zur Achse des Magnetsystems vorgesehen ist, deren Windungen je zur Hälfte in dem einen Windungssinn über einen Teil dieses Umfangs und mit entgegengesetztem Windungssinn über einen anderen Teil dieses Umfangs geführt und deren Verbindungsstücke zwischen den im Ringspalt liegenden Windungsteilen außerhalb des Ringspaltes bzw. Magnetfeldes zurückgeführt sind (Fig. 3).

12. Schneiddose nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke (21, 24) zwischen den Windungsteilen der zweiten Antriebsspule seitlich von den im Ringspalt liegenden Windungsteilen (20, 23) und außerhalb des Spaltes angeordnet sind (Fig. 4).

13. Schneiddose nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gegenkopplungsspule (25,) für Auslenkungen des Stichels in Richtung der Achse des Magnetsystems vorgesehen ist, deren Windungen in dem zu dem zweiten Magnetspalt gehörenden Wicklungsraum gleichsinnig über den ganzen Umfang des Spulenkörpers (3) bzw. Ringspaltes geführt sind, daß ferner eine zweite Gegenkopplungsspule (26, 27) vorgesehen ist, deren Windungen je zur Hälfte in dem einen Windungssinn über einen Teil dieses Umfangs und mit entgegengesetztem Windungssinn über einen anderen Teil dieses Umfangs geführt und deren Verbindungsstücke zwischen den im Ringspalt liegenden Windungsteilen außerhalb des Ringspaltes bzw. Magnetfeldes zurückgeführt sind, und daß der zweite Magnetspalt derartig ausgebildet ist, daß die Kraftlinien des magnetischen Feldes im Spalt gegenüber der Achse des Ringspaltes einen spitzen Winkel von vorzugsweise annähernd 45° bilden.

14. Schneiddose nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke zwischen den Windungsteilen der zweiten Gegenkopplungsspule durch einen diametralen Schlitz im Magnetkern hindurchgeführt sind.

15. Schneiddose nach den Ansprüchen 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lagerung des Spulenkörpers vorgesehene Achse (10) senkrecht zu der durch die Achse des Ringspaltes gehenden Symmetrieebene der zweiten Antriebsspule und der zweiten Gegenkopplungsspule steht und den Antriebsspulen vorzugsweise näher liegt als den Gegenkopplungsspulen.

16. Schneiddose nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in Anordnungen zur Herstellung stereophonischer Schallaufzeichnungen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 284 744, 2 516 338;
»Radio-Magazin mit Fernseh-Magazin«, Nr. 10/ 1953, S. 368.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 608/201 8.59