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Bei der Herstellung von Schallplatten werden in deren Oberfläche mittels
eines Schneidstichels Rillen eingeschnitten, die voneinander einen solchen Abstand
haben müssen, daß sie bei Auslenkung des Schneidstichels in die größte Amplitude
nicht so weit ineinanderlaufen, daß beim Abtasten der Schallplatte mittels des Abtaststiftes
dieser in die benachbarte Rille springt.
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Zur Vermeidung des überspringens beim Abtasten mittels des Abtaststiftes
muß zwischen den Rillen ein nicht zu unterschreitender Sicherheitsabstand bestehen
bleiben, so daß beim Schneiden noch ein Teil der ebenen Plattenoberfläche stehenbleibt.
Die Rillentiefe und der Radius des Abtaststiftes stehen in einem solchen Verhältnis
zueinander, daß der Berührungspunkt zwischen der Rillenoberfläche und der Kugelspitze
des Abtaststiftes annähernd 0,7mal dem Abtastspitzenradius über dem theoretischen
Rillengrund liegt. Demnach muß bei einem etwaigen überschneiden zweier benachbarter
Rillenkanten bis zur Spitzenbildung die Mindesthöhe des stehenbleibenden Rillengrates
dem 0,7fachen Wert des Kugelspitzenradius entsprechen, wobei man jedoch einen Sicherheitsabstand
von 10 bis 20% überhöhung des Rillengrates über dem theoretischen Berührungspunkt
wählen wird.
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Es ist weiterhin bei der Schallplattenherstellung bekannt, in die
Plattenoberfläche Rillen mit verschiedenen Querschnittformgebungen einzuprägen,
beispielsweise ist ein dreieckiger Querschnitt mit gleichseitiger oder rechtwinkliger
Ausbildung sowie mit abgerundeten Rillenflächen, abgewinkelten Rillenflächen, mit
rechteckigen Nuten, mit bogenförmigen Rillen, mit sägezahnartigen Rillen, mit flachbogenförmigen
Rillen bekannt. Ferner ist es bekannt, zusätzliche Führungsrillen, besonders Führungsschultern
im Bereich der die eigentliche Information beinhaltenden Rille anzuordnen, um das
vorerwähnte überspringen zu verhindern.
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Man hat jedoch auch schon andere Wege beschritten, auf die Schallplatte
einen möglichst großen Informationsinhalt aufzubringen. So wurde bei einem bekannten
Verfahren die bereits geschnittene Rille abgetastet. Die Auslenkung dieser Rille
steuert den Abstand zwischen der bereits geschnittenen Rille und der benachbarten,
noch zu schneidenden Rille, so daß Rillenüberschneidungen und damit ebenfalls ein
Überspringen vermieden werden.
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Dem Erfindungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, beim Aufbringen
einer Information auf eine mit technischen Unebenheiten und Schlag behaftete Mutterschneidplatte,
sowohl in Seitenschrift, in Tiefenschrift wie auch in Zwei-Komponenten-Schrift,
ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen es möglich ist, einmal einen
möglichst großen Informationsinhalt auf einer vorgegebenen Plattenoberfläche aufzubringen,
wobei jedoch bei Zusammentreffen der größtmöglichen Amplituden benachbarter Rillen
ein überspringen beim Abtasten mittels eines üblichen bzw. genormten Abtaststiftes
mit Sicherheit vermieden und andererseits beim Auftreten von Plattenschlag und Plattenunebenheit
jeweils jeder Rillenteil noch sicher ausgeschnitten wird unter Vermeidung eines
im letzteren Fall vorher erforderlichen Planabdrehvorganges.
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Schneiden einer Rille
in die Oberfläche einer Schallplatte unter Verwendung eines Schneidstichels; welcher
im Takte der niederfrequenten Modulationsfrequenz ausgelenkt wird und hierbei einen
entsprechend dem Schneidstichelquerschnitt geformten Teil des Plattenmaterials ausschneidet.
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Die Erfindung besteht bei diesem Verfahren darin, daß der Schneidstichel
mit seiner Spitze in einer derartigen Tiefe der Schneidebene gegenüber dem tiefsten
Schlag- bzw. gegenüber dem tiefsten Unebenheitspunkt der ursprünglichen Plattenoberfläche
geführt wird, daß die wesentlichen Teile des sich beim überschneiden von benachbarten
Rillenflankenflächen bildenden Grates wesentlich unterhalb des tiefsten Schlag-
und/oder Unbenheitspunktes der ursprünglichen Plattenoberfläche befindet.
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Hierdurch erreicht man, daß ohne besondere Vorkehrungsmaßnahmen und
ohne vorherige überarbeitung eine technisch übliche Mutterschneidplatte verwendet
werden kann, welche somit beträchtliche Unebenheiten und einen erheblichen Schlag
aufweisen kann, ohne daß man dabei die Auflagefläche des Plattentellers sowie dessen
Lagerung - auch bei längerer Benutzungsdauer - und der damit verbundenen Abnutzung
nicht mit übermäßiger Genauigkeit herstellen und in Gang halten muß.
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Dadurch, daß der beim Schneiden entstehende höchste Rillenflankengrat
wesentlich unterhalb des tiefsten Schlag- oder Unebenheitspunktes gehalten wird,
ist die Schwankung des Anteiles des ausgeschnittenen Plattenmaterials aus Gründen
des Schlages nur gering gegenüber der mittleren Materialabnahme.
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Hierdurch werden geringe Schwankungen des aufzubringenden Schnittdrehmomentes
und damit aus der schwankenden Schnittkraft entstehende Rumpelgeräusche vermieden,
ferner gehen die in Abhängigkeit von dem schwankenden Schnittdruck enstehenden elastischen
Verformungen der Schneideinrichtung wegen ihres geringen Schwankungsanteiles nicht
in hörbare Frequenzen ein.
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Gleichzeitig wird als wesentlicher Vorteil erreicht, daß der herausgeschnittene
Span eine gewisse Mindestdicke bekommt und dadurch während seines Entstehens unter
sicherer Vermeidung eines Spanbruches abgesaugt werden kann. Diese vorerwähnte Mindestdicke
des Spanes liegt wegen des erfindungsgemäßen Plandrehvorganges beim Schneiden wesentlich
über der üblicherweise erzielten dreieckförmigen, nur dem Rillenquerschnitt entsprechenden
Spanstärke.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß unter Einhaltung einer
gewissen Maximalamplitude unter Voraussetzung eines vorgegebenen Radius des Abtaststiftes
und bei Aufeinandertreffen maximaler, gegensinnig gerichteter benachbarter RillenampIituden
immer noch ein ausreichender, den jeweiligen Abtastpunkt überragender Sicherheitsabstand
des Rillengrates gegeben ist, der ein überspringen des Abtaststiftes über die minimale
Rillenflankenüberschneidungslinie verhindert. Demnach ist ein wesentliches Charakteristikum
des erfindungsgemäßen Verfahrens darin zu sehen, daß immer, also über die gesamte
Rillenlänge gesehen, ein scharfer Rillengrat unabhängig von den Momentanamplituden
ausgebildet wird.
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In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird derart
vorgegangen, daß die vorauslaufende Kante der Schneidfläche des Schneidstichels
in der Ebene der vorauslaufenden Rillenflanke
bis mindestens über
die Höhe des höchsten Schlages oder des höchsten Unebenheitspunktes der Plattenoberfläche
nach oben heraufgeführt ist. Hierdurch wird beim Schneiden der Rille ein annähernd
trapezförmiger Spanquerschnitt und somit ein stabiles Spanband erzielt, wobei ein
Schneidstichel mit einfach herzustellenden, geraden Schneidkanten Verwendung finden
kann, dessen Nachschliff technisch leicht herstellbar ist.
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Ferner wird durch die Ausbildung des augeschnittenen Materials als
Band infolge der definierten Lage und dessen minimalen Biegewiderstandes eine vorbestimmte
und sicher einzuhaltende Aufrollform des abzuführenden Spanes erzielt. Diese Vorteile
ergeben sich sowohl bei Tiefenschrift wie auch bei Seitenschrift und auch bei Zwei-Komponenten-Schrift.
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Ein weiterer, wesentlicher Vorteil besteht darin, daß nur ein einseitiger
und nicht, wie bisher, ein doppelseitiger Schnittgrat entsteht, welcher im übrigen
wegen des Sicherheitsabstandes des wirksamen Abtastpunktes von der minimalen Rillenflankenhöhe
nicht zur Auswirkung im Sinne der Erzeugung eines Störgeräusches kommt.
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Der wesentliche Unterschied gegenüber dem bisher üblichen und dem
erfindungsgemäßen Schneidverfahren besteht darin, daß bei aufeinander zu gerichteten
Amplituden benachbarter Rillen bei den bekannten Verfahren die Forderung aufrechterhalten
wird, daß allenfalls auf der Plattenoberfläche ein scharfer Grat unter voller Aufrechterhaltung
der vorgegebenen Rillentiefe bzw. Rillenflankenhöhe entstehen darf, während beim
erfindungsgemäßen Verfahren eine Überschneidung der beiden Rillenflanken unter Absenkung
des Betrages der momentanen Rillenflanken- bzw. Rillengrathöhe bis auf einen Betrag
erfolgen darf, daß der wirksame Abtastpunkt nur noch z. B. um einen etwa 10%igen
Sicherheitsabstand unterhalb der momentanen Rillenflankengrathöhe liegt, so daß
also der Rillenflankengrat, z. B. bei einem üblichen Abtastspitzenradius von 17
[ bis auf eine Höhe von 12 #t, gemessen vom theoretischen, scharfkantigen Rillengrund
aus, absinken darf.
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Im Falle einer auseinander gerichteten Maximalamplitude entsteht nicht,
wie üblich, eine verbreiterte, ebene Plattenoberfläche, deren Breite zudem noch
vom Plattenschlag und von der Plattenunebenheit abhängt, sondern es entsteht auch
hier wiederum ein scharfer Rillenflankenüberschneidungsgrat, der lediglich gegenüber
der durch die Nullamplitude gegebenen mittleren Schneidebene überhöht ist.
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Eine weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht bei
der Herstellung von Schallplatten mit monophoner Aufzeichnung darin, daß bei Modulation
nur einer Rillenflanke, die zur Plattenebene z. B. um 45° geneigt ist, die eine
Rillenflanke annähernd in Richtung der Modulation, die zugehörige Rillengegenflanke
jedoch modulationsfrei geschnitten wird. Hierdurch kann der für die zweite Flanke
erforderliche Platz und der für deren Modulation erforderliche Raum eingespart werden,
so daß eine weitere Annäherung der Rillen und eine weitere Erhöhung des Informationsinhaltes
der Schallplatte erzielt werden kann. Dadurch entsteht ein annähernd sägezahnförmiger
Rillenquerschnitt.
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An sich ist zwar bereits ein annähernd sägezahnförmiger Rillenquerschnitt
bekannt, jedoch hierbei mit dem Ziel, eine bessere Abtaststiftführung und damit
günstigere Gleiteigenschaften des Abtaststiftes zu erreichen, ohne daß hierbei an
eine Vermehrung des Informationsinhaltes gedacht wäre, vielmehr ergibt sich dort
durch die Schräglage des Abtaststiftes eine Verminderung des Informationsinhaltes
durch Vergrößerung des Rillenabstandes (deutsche Patentschrift 225 036).
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In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen,
daß im Bereich der Einlaufrille der Rillengrund in einer der nachherigen, mittleren
Schneidebene entsprechenden Tiefe geschnitten wird und dabei die Rillenflanken beidseitig
geradlinig bis zur ursprünglichen Plattenoberfläche herauf unter Einhaltung eines
endlichen Abstandes zwischen benachbarten Einlaufrillenflanken ausgeschnitten werden.
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Hierdurch wird erreicht, daß im Bereich der Einlaufrille die Rillentiefe,
gemessen von der vorherigen Plattenoberfläche aus, ohne Veränderung der Schneidkopfeinstellung
ein Vielfaches der Tiefe der üblichen Einlaufrille beträgt, wodurch ein sicherer
Einfuhrvorgang unter Vermeidung von Herausspringen des Abtaststiftes auch bei extrem
niedrigem Auflagedruck erzielt wird.
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Dieselben Vorteile lassen sich auch erzielen, wenn zur Erzeugung einer
Kennrille erfindungsgemäß so vorgegangen wird, daß im Bereich einer zwischen zwei
Modulationsträgerrillen anzubringenden Kennlinie der Schneidstichel mit seiner Spitze
in der Tiefe der vorherigen mittleren Schneidebene weitergeführt und mit einem solchen
Rillenabstand vorgeschoben wird, daß beide Rillenflanken bis zur Höhe der ursprünglichen
Plattenoberfläche herauf voll und mit einem endlichen Abstand benachbarter Rillenflanken
ausgeschnitten werden.
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Eine andere Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß im Bereich der Auslaufrille der Rillengrund in einer der vorherigen, mittleren
Schneidebene entsprechenden Tiefe und die Rillenflanken beidseits geradlinig bis
zur ursprünglichen Plattenoberfläche herauf unter Einhaltung eines endlichen Abstandes
zwischen benachbarten Auslaufrillenflanken ausgeschnitten werden.
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Hierdurch wird erzielt, daß ohne Veränderung der Schneidkopfeinstellung
infolge des Weiterlaufens des Schneidstichels in die gegenüber der vorherigen Schneidebene
bzw. Rillengrathöhe wesentlich überhöhte ursprüngliche Plattenoberfläche eine derartige
Auslaufrillentiefe erzielt wird, daß mit Sicherheit die von der Tonarmbewegung aufzubringenden
erheblichen Abschaltkräfte aufgebracht werden können und somit ein etwaiges Überspringen
des Abtaststiftes bzw. Hängenbleiben in einer selbstgeschnittenen Rille vermieden
wird.
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Ein wesentlicher Vorteil der bisher gekennzeichneten Verfahrensschritte
besteht darin, daß durch die Führung der mittleren Schneidebene wesentlich unterhalb
der ursprünglichen Plattenoberfläche und der damit erzielten Tiefenlage der sich
beim Schneiden ergebenden Modulatonsrillengrate ebenfalls wesentlich unterhalb der
ursprünglichen Plattenoberfläche der Modulationsrillenbereich auch bei schutzlos
aufeinandergelegten Platten nicht beschädigt wird, auch nicht bei Vorhandensein
von feinem Staub od. dgl. auf der Plattenoberfläche.
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Hierdurch kann die besondere Anbringung einer Randverstärkung bei
der Schallplatte, wie dies beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 042 413 beschrieben
wird, entfallen. Ebenso kann die Ausbil-
Jung eines inneren Plattenbereiches
mit erhöhter Dicke, wie dies im Normblatt 45536 dargestellt ist, entfallen,
wodurch eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung der Mutterschneidplatte
bei gleichzeitiger wesentlicher Verringerung der Gefahr der Modulationsrillenbeschädigungen
der fertiggestellten Schallplatten erzielt werden, da bei der erfindungsgemäß hergestellten
Schallplatte ohne vorherige Veränderung der Mutterschneidplatte sowohl ein gegenüber
dem Modulationsrillenbereich erhöhter Randbereich wie auch ein gegenüber ersterem
erhöhter innerhalb der Auslaufrille liegender Innenbereich vorhanden ist.
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Um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, ist es erforderlich,
die Schneidvorrichtung Zweckentsprechend auszubilden.
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Bei einer bekannten Schneidvorrichtung wird der Schneidkopf von einem
Pendelarm getragen, welcher mittels einer Führungsbüchse auf einer Führungswelle,
welche auch als Gewindespindel ausgebildet sein kann, über die zu schneidende Schallplattenoberfläche
hinweggeführt wird.
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Auf der dem Schneidkopf gegenüberliegenden Seite der Führungswelle
ist ein weiterer Arm befestigt, auf welchem ein Gegengewicht einstellbar gelagert
ist. Dieses Gegengewicht dient dazu, einen Teil des Schneidkopfgewichtes auszugleichen,
so daß durch Verstellen dieses Gegengewichtes der effektive Druck des Schneidstichels
auf die Plattenoberfläche in gewissen Grenzen eingestellt werden kann.
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Hierbei geht man davon aus, daß das Plattenmaterial über die gesamte
Plattenfläche verteilt eine gleichmäßige Schnittkraft und damit auch eine gleichmäßige
Schnittiefe ergibt.
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In der Praxis ist jedoch das Plattenmaterial nicht an jedem Punkt
der Plattenoberfläche mit gleicher Materialfestigkeit herzustellen, so daß schon
aus diesen Gründen die Schnittkraft und demnach die Eindringtiefe des Schneidstichels
in eben dieser Abhängigkeit von den Änderungen der Materialfestigkeit , schwankt.
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Darüber hinaus ist es technisch nicht möglich, eine gegenüber der
Schneidrillentiefe geringe Plattenunebenheit einzuhalten, und ebensowenig ist es
möglich, den Plattentellerschlag wesentlich unter der vorerwähnten Rillentiefe zu
halten.
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Ferner ändert sich der Einstellwinkel der Schneidflächen des Schneidstichels
in Abhängigkeit von dem gegen die Plattenmitte hin kleiner werdenden Rillenradius.
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Insgesamt gesehen können sich die vorbenannten, die Rillentiefe beeinflussenden
Umstände sowohl statistisch addieren wie auch subtrahieren. Geht man davon aus,
daß man aus Gründen derAufbringungen eines maximalen Informationsinhaltes die Rillentiefe
so gering wie möglich wählt, können die erwähnten Umstände durchaus zu Rillenaussetzern
führen, oder andererseits ist man gezwungen, die Rillentiefe von vornherein so tief
zu wählen, daß auch bei Zusammentreffen äußerst ungünstiger Einflüsse die Rillentiefe
nicht unter das als minimal angesehene Maß absinkt.
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Die Schneidvorrichtung ist zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe
derart auszubilden, daß trotz dieser technischen Gegebenheiten der Schneidvorgang
den Forderungen der eingangs erwähnten idealen Rillenform entspricht. Die Schneidvorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Schneidkopf,
welcher mittels einer Vorschubeinrichtung und einer Führung quer über die Plattenebene
verschiebbar ist.
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Die Erfindung besteht dabei darin, daß der Schneidkopf auf einer parallel
zur Plattenebene ausgebildeten Führungsebene zwangsgeführt ist. Hierdurch wird gegenüber
den üblichen Schneidvorrichtungen eine definierte Schneidebene geschaffen, welche
nicht in Abhängigkeit von Plattenmaterialfestigkeit, Unebenheit, Plattenschlag,
Lagerabnutzung, Schneiddruck in einzelnen Bereichen der Platte in ihrer Relativlage
gegenüber einer idealen Plattenfläche verändert wird.
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Demnach läßt sich das eingangs gekennzeichnete erfindungsgemäße Verfahren,
welches die Schaffung einer idealen Schneidebene zur Voraussetzung hat, in vollem
Umfang befriedigend bzw. fehlerfrei durchführen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird ein den i Schneidkopf tragender
Schlitten von mindestens zwei in Abstand angeordneten, raumparallelen Führungswellen,
Führungsrippen od. dgl. in einer vorbestimmten Schneidebene geführt.
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Hierdurch wird eine definierte Ebene geschaffen, welche einmalig,
z. B. annähernd parallel zur Plattentellerebene ausgerichtet wird und welche somit
alle vorbenannten, störenden Einflüsse auf die Schneidkopfbewegungsebene fernhält.
Damit ist Gewähr gegeben, daß der minimale Rillenabstand in Abhängigkeit von der
gewählten bzw. genormten Schneidstichel- bzw. Abtaststiftform mit dem Ergebnis eines
maximalen Informationsinhaltes ohne Rillenübersprung erzielt werden kann.
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Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Schneidvorschubspindel zwischen
den Führungswellen, Führungsrippen od. dgl. am Führungsschlitten angreift. Hierdurch
wird ein störendes und ungewollte elastische Verformungen ergebendes Kippmoment,
welches aus der Reibung der Schlittenführung resultiert, ausgeschaltet.
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Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die mittlere Führungsbahnebene
annähernd in die Schneidebene gelegt wird, so daß der ein Aufbäumen und damit eine
Schnittiefenabweichung ergebende Unterschied der Höhe der Kraftangriffsebenen vermieden
wird, mit dem Ergebnis, daß jeder mögliche Störeinfluß in Richtung auf eine Rillentiefenabweichung
ausgeschaltet wird. In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden
zwei benachbarte, raumparallele Führungswellen zur Geradführung eines Schlittens
vorgesehen, welchen auf der dem Schneidkopf gegenüberliegenden Seite eine weitere
und mit einer zur Schneidebene parallelen Führungsebene versehene Führungswelle
raumparallel zugeordnet wird.
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Hierdurch kann mit einfach herzustellenden Teilen eine Führungsebene
mit breiter Basis geschaffen werden, welche keine Verformungen unter dem Einfluß
äußerer oder innerer Kräfte erleidet, so daß in einfacher Weise die Rillentiefe
innerhalb der geforderten, jedoch minimalen Toleranzen konstant gehalten werden
kann.
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Von Vorteil ist es ferner, wenn der Schneidkopf und/oder der äußere
Tragarm höheneinstellbar gegenüber der Schneidebene angeordnet ist. Durch diese
Anordnung kann in einfacher Weise die erforderliche Schnittiefe und damit der Querschnitt
des auszuschneidenden Spanes festgelegt werden, derart, daß
die
Schneidebene wesentlich unterhalb des untersten Schlag- und/oder Unebenheitspunktes
liegt und gleichzeitig ein stabiler und nicht abreißender Span erzeugt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es stellt dar F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Mutterplatte
unter Darstellung des Schneidvorganges, F i g. 2 eine schematische Darstellung der
Rillenform bei üblicher Seitenschrift im Querschnitt, F i g. 2 a eine Darstellung
gemäß F i g. 2, von oben gesehen, F i g. 3 eine schematische Darstellung der möglichen
Rillenformen unter Anwendung der Erfindung bei Seitenschrift, F i g. 4 eine schematische
Darstellung der möglichen Rillenflankenlage unter Anwendung der Erfindung bei Zwei-Komponenten-
bzw. bei Tiefen-Schrift, F i g. 5 eine schematische Darstellung einer Sägezahnrille
bei Ein-Seitenflanken-Modulation, F i g. 6 eine schematische Darstellung der Ausbildung
einer Einlaufrille, Auslaufrille, Kennrille, F i g. 7 eine schematische Darstellung
einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung, F i g. 8 eine andere Ausführungsform
einer Schneidvorrichtung.
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Gemäß F i g. 1 ist auf einer Trägerplatte 2, die beispielsweise aus
Aluminium bestehen kann, allseitig ein Trägermaterial 1, z. B. in Form einer
Lackschicht, aufgebracht. Die Schichtdicke S des aufgebrachten Tonträgermaterials
1 kann örtlich sowohl im Sinne einer Materialstärkenerhöhung -1 -A S wie auch im
Sinne einer Materialstärkenverringerung - A S schwanken.
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Diese örtliche Schichtdickenschwankung +A S
kann statistisch
auf die gesamte Plattenoberfläche verteilt sein, wobei man jedoch bemüht sein wird,
diese Schichtdickenschwankungen in engen Toleranzen zu halten.
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Bei einer üblichen genormten Rillentiefe RT von 27 #t kann eine Schichtdickenschwankung
von 20 #t schon zu einer Unterschreitung der minimal zulässigen Rillentiefe führen,
so daß eine solche Platte zur Herstellung einer Matrize unbrauchbar ist.
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Hinzu kommt noch, daß sowohl die Schichtdicke S des Tonträgermaterials
1 gegenüber der Oberfläche der gegenüberliegenden Schicht um einen bestimmten Betrag
schwanken kann, so daß sich beim Drehen der Platte ein periodischer Schlag Schl+
und Schlbildet, zu welchem der Schlag des Plattentellers sich addiert, wodurch alle
vorerwähnten Fehler im ungünstigsten Fall eine zu geringe oder zu große Rillentiefe
ergeben.
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Dadurch, daß der Schneidstichel erfindungsgemäß mit seiner Spitze
in einer Schneidebene SchE geführt wird, welche wesentlich unterhalb des tiefsten
Momentanpunktes der Plattenoberfläche 11 liegt, ergibt sich beim Schneiden ein Plandreheffekt
mit einer mittleren Materialabnahme MA, wodurch eine ideale Schneidebene
10 in bezug auf den theoretischen Rillengrund 6 bzw. Rillengrat erzielt wird, während
gleichzeitig die vorauslaufende Schneidflanke 9 des Schneidstichels eine derartige
Spanhöhe Hspan des herausgeschnittenen Trägermaterials 1 ergibt, daß diese zusammen
mit der aus dem Rillenabstand RA resultierenden Spanbreite Bspan einen genügend
steifen Span 3 ergibt, daß dieser während des Schnittes nicht abreißen kann und
mit Sicherheit abgesaugt bzw. in üblicher Weise abgenommen werden kann. Durch den
verhältnismäßig großen Abstand zwischen der Schneidebene 10 und der ursprünglichen
mittleren Plattenebene 11 ergibt sich in jedem Fall ein völliges Ausschneiden der
benachbarten Rillenflanken 4, 5, so daß sich durch die Überschneidungen der Rillenflanken
4, 5 über die gesamte Rillenlänge ein scharfer Rillengrat 7 bildet.
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Je nach Anwendung der Seitenschrift, der Tiefenschrift oder der Zwei-Komponenten-Schrift
wird der Rillengrat 7, wie auch in den beiden letztgenannten Schriftarten der Rillengrund
6, als Raumkurve ausgebildet.
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Dadurch wird eine völlige Ausschaltung der Schichtdickenschwankung
+AS sowie des Plattenschlages Schl ± erzielt, so daß bei einem minimalen
Rillenabstand RA bei Vorgabe einer maximalen Modulationsamplitude in keinem Fall
eine Unterschreitung eines vorgegebenen minimalen Abstandes zwischen Rillengrund
6 und Rillengrat 7 zu befürchten ist.
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Damit kann mit Sicherheit eine beträchtliche Erhöhung des Informationsinhaltes
gegenüber einer herkömmlichen Schallplatte erzielt werden.
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In üblicher Weise kann noch eine Einlaufrille 8 vorgesehen sein.
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Zur Erläuterung ist in F i g. 2 dargestellt, daß bei einer herkömmlichen
Schallplatte bei Amplitude Null ein Rillenabstand RA von 125 w eingehalten wird.
Bei gegensinnig gerichteten Amplituden A+A- der aufeinanderfolgenden Rillen kann
die beidseitige Rillenauslenkung dann bis zur Bildung eines scharfen Grates führen.
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Bei einer Rillentiefe RT von 30 [ und einem Abtaststiftradius von
17 [, liegt der effektive Abtastpunkt AT 12 w über dem theoretischen Rillengrund
6, so daß der bis zur Plattenoberfläche sich ergebende theoretische Abstand von
18 w ausgenutzt wird. Da jedoch die vorerwähnten Schlag- und Dickenschwankungen
berücksichtigt werden müssen, welche sich häufig bis zu einem Betrag von 18'#t addieren
können, sind wesentliche Teile des möglichen Rillenraumes aus Sicherheitsgründen
nicht ausnutzbar. Wie in den F i g. 2 und 2 a dargestellt ist, sind die Abstände
der Rillenoberkante jeweils abhängig vorn Betrag und der Richtung der maximalen
Amplitude A+ A - der benachbarten Rillen, so daß der Rillenoberkantenabstand
um einen mittleren Abstand von 55 #t bei Modulationsamplitude gleich Null bis zu
einem Maximalabstand von 110 w schwanken kann.
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Wie bereits erläutert, sind jedoch diese theoretischen Abstände von
der Plattenstärke und vom Plattenschlag abhängig.
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In F i g. 3 ist dargestellt, daß man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
bei Verwendung reiner Seitenschrift unter der Voraussetzung, daß bei einem Spitzenradius
R des Abtaststiftes von 17 #t eine Höhe von 12 #t des Abtastpunktes AT über dem
theoretischen Rillengrund 6 bzw. der Schneidebene SchE gegeben ist, und unter der
Voraussetzung, daß gegenüber der minimalen Rillentiefe RT.;" noch ein Sicherheitsabstand
SA von 1 #t gewährleistet ist, wird eine minimale Rillentiefe RTm1n von 13
g bei zufällig gegensinnig gerichteten Amplituden benachbarter Rillen erzielt.
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Bei einer maximalen Seitenamplitude von 4 #L ergibt sich somit ein
mittlerer Rillenabstand von 34 #x, was einer Erhöhung des Informationsinhaltes auf
das etwa Dreieinhalbfache ergibt.
In Fi g. 3 sind ferner bei Seitenschrift
die verschiedenen Möglichkeiten des Rillenquerschnittes in Abhängigkeit von der
Richtung der maximalen Amplitude A+A- dargestellt, woraus ersichtlich ist, daß sowohl
die Höhe des Rillengrates 7 wie auch dessen relative Lage im Raum schwanken kann,
wie dies aus der Kurve des geometrischen Ortes für den Rillengrat 7 GORG,at hervorgeht.
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Der geometrische Ort für den Rillengrund ist hierbei eine Gerade GORGr@nd,
welche in der Schneidebene SchE symmetrisch zum Rillengrund 6 liegt.
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Die F i g. 4 zeigt in vergrößerter Darstellung schematisch die möglichen
Lagen der Rillenflanken und Rillengrate bei Anwendung der Zwei-Komponenten-Schrift
und der Tiefenschrift.
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Hierbei ist eine mittlere unmodulierte Rille RU angenommen, zu deren
Form sich jeweils eine negative oder positive Modulationsamplitude A -I- und A -überlagert.
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Für ein vorgegebenes Beispiel läßt sich ein mittlerer Rillenabstand
RAmtttet von 33 w erzielen, der eine positive oder negative Amplitude von 3 #t überlagert
werden kann, so daß sich hierdurch ein minimaler Rillenabstand von 24 I, und ein
maximaler Rillenabstand von 41 #t erzielen läßt.
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Hierbei kann sich je nach der jeweiligen Modulationsamplitude der
geometrische Ort der Abtastspitze innerhalb eines durch die Punkte 01, 02, 03, 04
gebildeten Vierecks bewegen.
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Im Fall der Verwendung der reinen Tiefenschrift beschränkt sich die
Bewegung des geometrischen Ortes auf eine senkrechte Gerade zwischen 02 und 04.
Bei Tiefenschrift kann jedoch unter Einhaltung der vorgegebenen Begrenzung der Rillenbreite
eine Modulationsamplitude von 8 #t erreicht werden, bzw. es kann bei Einhaltung
der vorgenannten Maximalamplitude von 6 ji eine weitere Erhöhung des Informationsinhaltes
von 25% erzielt werden. In F i g. 5 ist eine andere Ausführung einer Rillenform
gezeigt, welche gegenüber den vorbeschriebenen Rillenformen eine nochmalige Erhöhung
des Informationsinhaltes gestattet. Zu diesem Zweck wird die Information nur auf
einer Rillenflanke aufgebracht und die andere Rillenflanke annähernd bis zur Senkrechten
ohne Modulation hochgezogen, so daß sich ein sägezahnartiger Querschnitt ergibt.
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Hierbei bedeuten RU die unmodulierte Rille, welche gegenüber der Plattenebene
einen Winkel von 45° einnehmen kann. Die Modulation wird auf dieser Flanke mit einer
Amplitude von A+ bis A- aufgebracht. Die steile Sägezahnflanke
SF ist unmoduliert und dient lediglich als glatte Führungsfläche, wobei sie
beispielsweise einen Winkel a zwischen 0 und 15° zur Senkrechten auf die Plattenebene
einschließen kann. Damit läßt sich eine Erhöhung des Informationsinhaltes annähernd
um weitere 30% erzielen.
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Die Herstellung einer solchen Rillenform kann mittels eines entsprechenden
geschliffenen Schneidstichels erfolgen, wobei der Schneidstichel bei senkrecht zur
Plattenachse angeordneter Schneidkopfachse den Sägezahnflankenwinkel beinhalten
muß, oder aber es kann die Schneidkopfachse in Richtung der Sägezahnflankenachse
ausgerichtet werden, wobei die eine Schneidflanke des Schneidstichels parallel zur
Schneidkopfachse steht.
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In F i g. 6 ist ein schematischer Querschnitt durch eine erfindungsgemäß
ausgebildete, fertig geschnittene Mutterschneidplatte dargestellt, bei welcher eine
Trägerplatte 2 beidseits mit Trägermaterial 1 beschichtet ist.
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Im äußeren Randbereich ist in einem Einlaufrillenbereich
ERB jeweils eine Einlaufrille 8 mit einer gegenüber der üblichen Modulationsrillensteigung
erhöhten Einlaufrillensteigung eingeschnitten, derart, daß der Rillengrund 6 in
der Höhe der mittleren Schneidebene 10 der aui den Modulationsrillenbereich MB,
verteilten Modulationsrillen liegt.
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Dabei ergibt sich durch die Höhenlage der ursprünglichen Plattenoberfläche
11 über der Schneidebene 10 eine außerordentliche tiefe und an ihrem oberen Rand
breite Einlaufrille, so daß das Einsetzen des Abtaststiftes wesentlich erleichtert
wird.
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Falls die Anordnung einer Kennrille erforderlich ist, wird bei dem
erfindungsgemäßen Schneideerfahren lediglich unter momentaner Erhöhung der Rillensteigung
ohne Verstellung der Schneidkopftiefe modulationsfrei weitergeschnitten und dementsprechend
in. einem Kennrillenbereich KRB eine Kennrille eingeschnitten, deren Rillengrund
6 wiederum in der mittleren Schneidebene 10 des vorhergehenden Modulationsrillenbereiches
MBi liegt, so daß auch hier wiederum eine mit ihren Rillenflanken bis in die ursprüngliche
Plattenoberfläche 10 hinaufreichende Kennrille geschnitten wird und auch hierbei
wiederum beim Einsetzen des Tonarmes bzw. des Abtaststiftes in die Kennrille statt
in die Einlaufrille ein einfach zu beherrschender Einsetzvorgang ohne Fehleinsatz
erzielt wird.
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Anschließend kann in derselben Schneidebene 10 nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren im Modulationsrillenbereich MB, weitergeschnitten werden bis zum anschließenden
AuslaufrillenbereichARB, wobei auch hier wiederum der Rillengrund 6 in der Höhe
der vorherigen Schneidebene 10 des Modulationsrillenbereiches MBl bzw. MB2 liegt.
Jedoch reichen auch hier wiederum die Rillenflanken bis in die Höhe der ursprünglichen
Plattenoberfläche 11 herauf, so daß eine sehr tiefe und am oberen Rand sehr
breite Auslaufrille geschnitten wird, die mit Sicherheit die erforderlichen Abschaltkräfte
vom Abtaststift auf den Tonarm übertragen kann, ohne daß der Abtaststift aus der
Auslaufrille herausspringt bzw. sich eine eigene Rille graben kann.
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In F i g. 7 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung
der vorbeschriebenen Rillenformen dargestellt, wobei das Wesentliche darin zu sehen
ist, daß der Schneidkopf 101 parallel zur Schneidebene unabhängig von den Plattenoberflächenschwankungen
zwangsgeführt ist.
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Hierzu wird ein Schneidkopf 101 mittels einer Führungsbüchse 102 auf
einem Lagerarm 106 mittels einer Feststellschraube 103 einstellbar geführt, wobei
der Schneidkopf 101 seine Modulation über die Anschlüsse 104 erhält.
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Der Schneidstichel 105 wird über die Oberfläche der Mutterschneidplatte
111 hinweggeführt, welche auf einem von der Plattentellerachse 113 getragenen Plattenteller
112 aufliegt.
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Die Plattentellerachse 113 ist in einem Lager 114 möglichst schlag-
und spielfrei gelagert, wobei das Lager 114 an einer Grundplatte 115 angebracht
ist, welche im Abstand zwei Führungsböcke 116 trägt, zwischen welchen zwei Führungswellen
118 und 120 raumparallel und parallel zur Drehebene des Plattentellers 112 befestigt
sind. An den Führungsböcken 116 ist jeweils ein Führungswellentragarm 124 angebracht,
in
welchem eine zu den Führungswellen 118, 120 raumparallel in Abstand angeordnete
äußere Führungswelle 109 gehaltert ist.
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Auf den inneren Führungswellen 118, 120 ist ein Führungsschlitten
117 annähernd spielfrei, kippfrei und verdrehungsfrei gelagert, welcher mittels
einer mit der Plattenachse 113 in geeigneter Antriebsverbindung stehender Vorschubspindel
119 längs der Führungswellen 118,120 bewegt werden kann.
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Der Führungsschlitten 117 trägt an seinem inneren Ende einen gabelförmigen
Lagerbock 121, in welchem mittels eines Lagerstiftes 122 spielfrei, jedoch drehbar
ein Gelenkkopf 123 gelagert ist, der das innere Ende des Lagerarmes 106 trägt.
Das äußere Ende 107
des Lagerarmes 106 trägt eine Schnittiefenjustierschraube
108, welche auf der Oberfläche der äußeren Führungswelle 109 gleiten kann. Die äußere
Führungswelle 109 kann zur besseren Führung hierbei eine Lauffläche 110 tragen,
welche parallel zur Schneidebene und parallel zu den Führungswellen 118, 120 angeordnet
ist. Hierbei ist das Gewicht und die Steifigkeit der gesamten Anordnung so groß,
daß auch bei übermäßig starker Spanabnahme eine elastische Verformung oder ein etwaiges
Abheben des Schneidkopfes von der Plattenfläche ausgeschlossen ist. Demzufolge kann
mit der vorbeschriebenen Vorrichtung eine ideal ebene Plattenoberfläche in bezug
auf die mittlere Rillentiefe unabhängig von der Plattenstärke und vom Plattenschlag
erzielt werden.
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Die Schnittiefe des Schneidkopfes 101 läßt sich mittels der Justierschraube
108 auf einfache Weise einstellen. Eine andere Ausführungsform zeigt die F i g.
8, bei welcher eine Mutterschneidplatte 111 auf einem Plattenteller 112 aufliegt,
welcher von einer in einem Lager 114 gelagerten Plattentellerachse 113 getragen
wird.
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Das Plattentellerlager 114 ist mit einer Grundplatte 115 verbunden,
auf welcher Doppelprismenführungen 128 und 129 od. dgl. in einer zur
Plattentellerebene parallelen Ebene angeordnet sind.
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Auf den Prismenführungen 128, 129 liegt ein Führungsschlitten 117
auf, welcher den Führungsrippen 128,129 entsprechende Führungsnuten besitzt. Mittels
einer mit der Plattentellerachse 113 antriebsmäßig verbundenen Vorschubspindel 119
läßt sich der Führungsschlitten 117 parallel zur Ebene des Plattentellers 112 verschieben.
Der Führungsschlitten 117 trägt einen Lagerarm 106, an dessen Ende ein Tiefeneinstellsupport
125 gegebenenfalls winkeleinstellbar angebracht ist. Auf diesem Tiefeneinstellsupport
125 ist ein entsprechender Schlitten angeordnet, welcher mittels einer Schnittiefenjustierschraube
108 verstellbar ist. Gegebenenfalls kann bei beiden Ausführungen der Support
bzw. der Schneidkopf 101 gegenüber der Plattentellerachse 113 schräg eingestellt
werden zur Erzeugung der vorbeschriebenen Sägezahnrille.