DE1168662B

DE1168662B - Elektromechanischer Wandler zum Aufzeichnen oder Abtasten einer rillenfoermigen Aufzeichnungsspur

Info

Publication number: DE1168662B
Application number: DEN18355A
Authority: DE
Inventors: Georges Robert Poutot; Herbert Mensen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-05-21
Filing date: 1960-05-17
Publication date: 1964-04-23
Also published as: ES258202A1; US3207857A; GB928077A; NL251609A; FR1234831A; NL108094C; CH391317A; FR1262022A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4fflT®& PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: GlOj

Deutsche KL: 42 g-5/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

N 18355 IX a/42 g
17. Mai 1960
23. April 1964

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Wandler zum Aufzeichnen oder Abtasten einer rillenförmigen Aufzeichnungsspur, die gleichzeitig zwei Aufzeichnungen mit zueinander senkrechten Schwingungsrichtungen enthält, mit einem gemeinsamen Schneidstichel bzw. einer gemeinsamen Abtastnadel, einem magnetischen Kreis, in dessen Luftspalt ein homogenes Magnetfeld entsteht, und zwei mit dem Schneidstichel bzw. der Abtastnadel verbundenen, senkrecht aufeinanderstellenden Strombahnen, die auf einem gemeinsamen, in der Aufzeichnungsebene allseitig elastisch gelagerten Träger angeordnet sind.

Solche nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitenden Wandler können für stereophonische Tonaufzeichnung oder -Wiedergabe benutzt werden und sind hierfür mit zwei gesonderten Stromleitern versehen, nämlich je einen für jede der beiden Schwingungsrichtungen.

Es sind elektromechanische Wandler dieser Art bekannt, deren Schwingersysteme aus einem Träger bestehen, auf welchem zwei gesonderte, senkrecht aufeinander angeordnete gewickelte Spulen befestigt sind. Diese weisen aber den Nachteil auf, daß durch die drahtgewickelten Spulen die Masse des beweglichen Teils des Schwingersystems verhältnismäßig groß wird.

Die Erfindung bezweckt, einen Wandler zu schaffen, dessen schwingendes System eine erheblich kleinere Masse besitzt und der sich äußerst einfach und billig herstellen läßt.

Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung der Träger als Scheibe ausgebildet, auf der ein- oder beidseitig ein aus zwei senkrecht aufeinander stehenden einfachen Stromleitern bestehendes Strombahnpaar vorgesehen ist bzw. bei Verwendung eines elektrisch leitenden Trägers erzeugt ist.

Diese Ausbildung des Wandlers hat den Vorteil, daß die sich bewegende Masse sehr gering ist und z. B. bei der Abtastung die Trennung der beiden Aufzeichnungen nicht durch die Wicklung der Spulen, sondern durch die Lage der Strombahnen selber bedingt wird. Die so erzielte Symmetrie bewirkt, daß das Paar zueinander senkrechter Strombahnen sich nicht nur für das 45^O-/45^IO'-Verfahren, sondern nach Drehung um 45° auch für das 0°-/90°-Verfahren eignet.

Dabei ist es zweckmäßig, den elektromechanischen Wandler so auszubilden, daß die Flächen der Scheibe parallel zu den Spaltbegrenzungsfiächen der Polschuhe verlaufen.

Die Strombahnen bilden vorzugsweise auf einer Fläche der Scheibe ein liegendes Kreuz und auf der anderen ein stehendes Kreuz.

Elektromechanischer Wandler zum Aufzeichnen
oder Abtasten einer rillenförmigen
Aufzeichnungsspur

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Georges Robert Poutot,

Fontenailles (Frankreich),

Herbert Mensen, Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 21. Mai 1959 (795 204),
vom 15. April 1960 (824456)

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung stellen die Verbindungsleitungen der Strombahnen gleichzeitig die elastischen Mittel zur Erzielung der Rückstellkraft dar.

Dabei können die Strombahnen aus Leitern bestehen, die auf einer oder beiden Flächen der aus Isoliermaterial bestehenden Scheibe angebracht sind.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich ein solcher Wandler dadurch, daß die Scheibe aus leitendem Material besteht und die Strombahnen durch die Anordnung von Anschlußklemmen am Rand der Scheibe gebildet sind. Mit Vorteil ist die Scheibe viereckig ausgebildet und von mehreren gleichartigen Führungsstäben elastisch abgestützt, wobei die Führungsstäbe gleichzeitig die elektrische Verbindung zu den Strombahnen herstellen.

Eine vorteilhafte Bauart dieses Wandlers kennzeichnet sich dadurch, daß die Führungsstäbe senkrecht zur Ebene der Scheibe angeordnet und an einem Ende paarweise an diametral einander gegenüberliegenden Stellen der Scheibe befestigt sind, während sie mit ihren anderen Enden in einem feststehenden und sich parallel zur Ebene der Scheibe erstreckenden Fuß untergebracht sind.

Bei den vorstehend beschriebenen elektromechanischen Wandlern kann es zweckmäßig sein, das

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schwingende System in einem verschlossenen Behälter unterzubringen, der mit einer dämpfenden Flüssigkeit gefüllt ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 a das Prinzipschaltbild eines Schwingersystems nach der Erfindung mit einem Schneidstichel,

Fig. Ib das Schwingersystem nach Fig. 1 a für universale Verwendung,

F i g. 2 eine vereinfachte Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung mit einem Schneidstichel,

F i g. 3 a die Vorderansicht einer anderen Ausführungsform eines Schwingersystems nach der Erfindung und

Fig. 3b eine Seitenansicht des Schwingersystems nach F i g. 3 a.

Fig. la erläutert das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip. Diese Figur zeigt zwei Strombahnen 1 und 2, die aus flachen, homogenen und elektrisch gut leitenden Metallstreifen bestehen. Diese sind straff auf einer Scheibe 3 befestigt und verlaufen auf der Scheibe rechtwinklig zueinander in zwei Richtungen Z)₁ bzw. D₂, welche den beiden, gegebenenfalls stereophonisch zusammengehörigen Schwingungsrichtungert entsprechen.

Die Federn 4, 5, 6 führen das Schwingersystem in die Gleichgewichtslage zurück und halten die Scheibe 3 in ihrer Ebene.

Ein homogenes Feld H ist senkrecht zur Scheibe 3 gerichtet und umfaßt somit die zwei Strombahnen 1 und 2, während die Verschiebungen in den Richtungen D₁ und D₂ proportionale Rückstellkräfte auf die Scheibe mit den beiden Strombahnen ausüben. Es ist ersichtlich, daß bei Durchfluß eines Stromes mit einer Stärke Z₁ durch die Strombahn 1 und eines Stromes mit einer Stärke I₁ durch die Strombahn 1 und eines Stromes mit einer Stärke/₂ durch die Strombahn 2 Verschiebungen in den Richtungen D₁ und D., proportional zum Strom I₁ bzw. I₂ auftreten, die von den elektrodynamischen Kräften auf die Scheibe mit den beiden Strombahnen ausgeübt werden.

Die Ströme mit den Stärken I₁ und I₂, die den Schwingungen von zwei an geeigneten Stellen angeordneten Tonquellen proportional sein sollen, bewegen gleichzeitig mit der Scheibe 3 einen Schneidstichel 7, welcher die stereophonische Aufzeichnung bewirkt.

Es sei bemerkt, daß das magnetische Feld H nicht notwendigerweise zur Ebene der Scheibe 3 senkrecht zu stehen braucht. Es genügt, wenn dieses Feld eine geeignete Komponente in der genannten Richtung besitzt.

Nachstehend werden einige Einzelheiten der Vorrichtung nach der Erfindung näher erläutert.

Es ist ohne weiteres möglich, die erwähnten Strombahnen in einer leitenden Scheibe zu erzeugen. Mittels einer leitenden Scheibe, die vorzugsweise flach und gleichmäßig stark ist, können durch passendes Anbringen von Klemmen die beiden Strombahnen nahezu senkrecht zueinander erzeugt werden, so daß besondere Leiter wegfallen können. Mittels einer Scheibe mit einer Symmetrieachse ist es verhältnismäßig einfach, mit Hilfe von zwei zur Symmetrieachse passend angeordneten, an eine entsprechende Stromquelle angeschlossenen Klemmen einen Strom zu erzeugen, dessen Richtung gleich der der Symmetrieachse ist. Mittels einer Scheibe gleichmäßiger Stärke mit zwei Symmetrieachsen, die zueinander senkrecht sind und mittels zweier Klemmenpaare 8, 8' und 9, 9', die in geeigneter Weise angeschlossen werden und z. B. an den Enden jeder Symmetrieachse angebracht sind, durchlaufen die Ströme mit den Stärken I₁ und I₂, über diese Klemmenpaare fließend, in der Metallscheibe nahezu senkrecht zueinander stehende Bahnen.

Die in F i g. 1 a veranschaulichte Vorrichtung eignet sich zum Aufzeichnen nach dem 45^c-/45^:'-Verfahren. Bei einer anderen Anordnung beider Strombahnen 1 und 2 gegenüber dem Stichel kann eine Seiten- und Tiefenschrift oder jede andere Schwingungsrichtung erzielt werden.

Fig. Ib zeigt die Scheibe 3 nach Fig. 1 a, die jedoch auf der Vorderseite mit den Strombahnen 1 und 2 in Form von als liegendes Kreuz ausgebildeten Leitern bedeckt ist, während auf der Rückseite die Strombahnen 10, 11 in Form eines stehenden Kreuzes angebracht sind. Jedes Leiterpaar bildet ein rechtwinkliges Kreuz und ein Paar ist gegenüber dem anderen um 45° gedreht. Auf diese Weise kann die Aufzeichnung oder die Abtastung sowohl nach dem 45°-/45°-Verfahren, bei dem die Signale den Strombahnen 1 und 2 zugeführt oder entnommen werden, als auch nach dem O°-/90°-Verfahren erfolgen, bei dem die Signale den Strombahnen 10 und 11 zugeführt oder entnommen werden. Wenn die Scheibe 3 aus leitendem Material hergestellt ist, können die Leiter wegfallen, und man braucht nur die Stromzuführungs- oder Stromabführungsleitungen an Klemmen u. dgl. anzuschließen, die für jede Strombahn einander diametral gegenüberliegen.

F i g. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines elektromechanischen Wandlers nach der Erfindung. Zwischen den Polstücken 21, 22 ist ein Luftspalt 23 vorgesehen, in dem ein gleichmäßiges magnetisches Feld H erzeugt wird. Die flache, gegebenenfalls leitende Scheibe 3 ist in diesem Luftspalt beweglich angeordnet. Der Schneidstichel 7 ist unmittelbar auf der unteren Seite der Scheibe 3 angeordnet. Die Spitze des Stichels wirkt auf eine Wachsplatte 24 ein, die sich in Richtung des Pfeiles 25 bewegt. Zur Vereinfachung der Figur sind die elastischen Mittel zum Ausüben rückstellender Kräfte auf die Scheibe 3 weggelassen; diese Kräfte sind proportional mit den Auslenkungen aus der Ruhelage. Dies gilt auch für die Verbindungen, durch welche die Ströme der Scheibe 3 zugeführt werden. Es können dazu biegsame Verbindungen, z. B. geflochtene Leitungen, verwendet werden, die nur eine vernachlässigbare Beeinflussung der Scheibenbewegung hervorrufen. Als Verbindungen können auch die erwähnten elastischen Aufhängemittel der Scheibe 3 dienen.

Es ist außerdem vorteilhaft, an bestimmten Stellen dieser Scheibe mindestens eine Klemme anzubringen, der Spannung zugeführt werden kann, mit der die Auslenkung der Scheibe proportional ist, wobei jede derartige Klemme als Angriffspunkt für die rückstellenden Kräfte benutzt werden kann. Die Eingangsund die Ausgangsverbindungen der erwähnten Angriffspunkte können in diesem Falle auf geeignete Weise an derselben Bahn angebracht werden wie die Zuführungsleitungen der leitenden Scheibe.

Die Führungsglieder für die Scheibe und die Rückstellglieder können getrennt voneinander oder als Ganzes ausgebildet werden; die Führung der

Scheibe 3 in ihrer Ebene kann z. B. durch Zwischenfügen kleiner Zylinder aus elastischem Material erzielt werden, die in den Räumen 26 und 27 zwischen den Polstücken 21 und 22 und der Scheibe angeordnet sind, wobei die Rückstellglieder aus passend angeordneten Federn bestehen.

Wenn die Eigenresonanz des Schwingersystems innerhalb des Hörfrequenzbereiches liegt, kann eine Dämpfung dadurch erzielt werden, daß das schwingende System in einem ölgefüllten Behälter untergebracht ist.

Es wird nachstehend eine Ausführungsform eines Schwingersystems nach der Erfindung beschrieben, bei dem die Zuführungsleitungen für die erwähnten Strombahnen gleichzeitig als Führungen, Aufhängungen und Rückstellglieder dienen. Es wird angenommen, daß das Schwingersystem in einer Aufzeichenvorrichtung benutzt wird, deren Schneidstichel ein Ganzes mit den Strombahnen bildet.

Bei dieser Ausführungform wird außerdem vorausgesetzt, daß die erwähnten, zueinander senkrechten Strombahnen in einer quadratischen Platte mit gleichmäßiger Stärke auftreten, welche über die diametral einander gegenüberliegenden Klemmen gespeist werden.

Die Fig. 3a und 3b zeigen in einer Vorder- und einer Seitenansicht den beweglichen Teil der Aufzeichenvorrichtung dieser Ausführungsform.

In dieser Figur ist die leitende Scheibe 31 viereckig ausgebildet. Die Scheibe ist durch Führungsstäbe 32 bis 35 getragen, deren Achsen zur Ebene der Scheibe

31 senkrecht stehen und über welche die Ströme/! und J₂ zu- oder abgeführt werden. Die Führungsstäbe

32 bis 35 sind in dem Fuß 36 gehaltert. Sie haben eine Elastizität, welche genügt, um die für eine gute Aufzeichnung erforderlichen Verschiebungen der Scheibe in ihrer Ebene zu ermöglichen. Ein Schneidstichel 37 ist in der Mitte der unteren Seite der Scheibe 31 angeordnet.

Zwecks günstiger Verteilung der Masse des schwingenden Systems wird auf der Mitte der oberen Seite der Scheibe 31 eine Zusatzmasse 38 angebracht, die gleich der Masse des Schneidstichels ist und die genau in der Symmetrieachse des Stichels liegt. Die Masse 38 kann vorteilhaft mit einem Dämpfungsglied kombiniert werden.

Die Scheibe 31 wird in einem magnetischen Feld H angeordnet, das senkrecht auf der Ebene der Scheibe steht. Die Führungsstäbe 32 bis 35 können bequem auf der Außenseite der Polstücke des das Feld erzeugenden Magnetsystems angeordnet werden. Die Querschnitte der Führungsstäbe werden entsprechend den Stromstärken und entsprechend den auf die Scheibe auszuübenden Rückstellkräften gewählt. Die elektrischen Verbindungen können, wenn Rohre an Stelle von Stäben benutzt werden, im Innern dieser Stäbe verlegt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromechanischer Wandler zum Aufzeichnen oder Abtasten einer rillenförmigen Aufzeichnungsspur, die gleichzeitig zwei Aufzeichnungen mit zueinander senkrechten Schwingungsrichtungen enthält, mit einem gemeinsamen Schneidstichel bzw. einer gemeinsamen Abtastnadel einem magnetischen Kreis, in dessen Luftspalt ein homogenes Magnetfeld entsteht, und zwei mit dem Schneidstichel bzw. der Abtastnadel verbundenen senkrecht aufeinanderstellenden Strombahnen, die auf einem gemeinsamen, in der Aufzeichnungsebene allseitig elastisch gelagerten Träger angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger als Scheibe (3) ausgebildet ist, auf der ein- oder beidseitig ein aus zwei senkrecht aufeinanderstehenden einfachen ίο Stromleitern bestehendes Strombahnpaar vorgesehen ist bzw. bei Verwendung eines elektrisch leitenden Trägers erzeugt ist.

2. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Scheibe parallel zu den Spaltbegrenzungsflächen der Polschuhe verlaufen.

3. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombahnen auf einer Fläche der Scheibe (3) ein liegendes Kreuz und auf der anderen ein stehendes Kreuz bilden.

4. Elektromechanischer Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen der Strombahnen gleichzeitig die elastischen Mittel zur Erzielung der Rückstellkraft darstellen.

5. Elektromechanischer Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombahnen aus Leitern bestehen, die auf einer oder beiden Flächen der aus Isoliermaterial bestehenden Scheibe (3) angebracht sind.

6. Elektromechanischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe aus leitendem Material besteht und die Strombahnen durch die Anordnung von Anschlußklemmen am Rand der Scheibe gebildet sind.

7. Elektromechanischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe viereckig ausgebildet ist und von mehreren gleichartigen Führungsstäben (32 bis 35) elastisch abgestützt ist, wobei die Führungsstäbe gleichzeitig die elektrische Verbindung zu den Strombahnen herstellen.

8. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstäbe senkrecht zur Ebene der Scheibe angeordnet und an einem Ende paarweise an diametral einander gegenüberliegenden Stellen der Scheibe befestigt sind, während sie mit ihren anderen Enden in einem feststehenden und sich parallel zur Ebene der Scheibe erstreckenden Fuß untergebracht sind.

9. Elektromechanischer Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingende System in einem verschlossenen Behälter untergebracht ist, der mit einer dämpfenden Flüssigkeit gefüllt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2114 471;
»radio mentor«, Nr. 6/1958, S. 368 und Nr. 9/ 1958, S. 568;

»Proceedings of the IRE«, Oktober 1958, S. 1686 bis 1693.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen