DE1422549C3 - - Google Patents
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- DE1422549C3 DE1422549C3 DE19621422549 DE1422549A DE1422549C3 DE 1422549 C3 DE1422549 C3 DE 1422549C3 DE 19621422549 DE19621422549 DE 19621422549 DE 1422549 A DE1422549 A DE 1422549A DE 1422549 C3 DE1422549 C3 DE 1422549C3
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B3/00—Recording by mechanical cutting, deforming or pressing, e.g. of grooves or pits; Reproducing by mechanical sensing; Record carriers therefor
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- G11B3/00—Recording by mechanical cutting, deforming or pressing, e.g. of grooves or pits; Reproducing by mechanical sensing; Record carriers therefor
- G11B3/64—Re-recording, i.e. transcribing information from one grooved record carrier on to one or more similar or dissimilar record carriers
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- Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Nadeltonaufzeichnungen unter Verwendung
einer mit einem Schneidstichel versehener Schneiddose und einer Überlagerung des aufzuzeichnenden
Signals mit einer.oberhalb des aufzuzeichnen den Frequenzbereiches liegenden Schwingung.
Es sind schon Einrichtungen zum Hersteller vor
Schallaufzeichnungen beschrieben worden, bei dener dem aufzuzeichnenden Tonsignal eine Hochfrequenz
schwingung überlagert wird. So beschreibt die deutsche Patentschrift 483 542 eine Einrichtung zum Herstellen
von Schallaufzeichnungen, bei der die Sprechströme einem hochfrequenten, durch das Aufzeichnungslied
geleiteten Trägerstrom überlagert werden Es wird also bei der Einrichtung gemäß diesem Verfahren
auf dem Aufzeichnungsträger eine modulierte Hochfrequenzschwingung aufgezeichnet und auch be;
der Wiedergabe von der Nadel nachgezeichnet. Um aus dieser modulierten Hochfrequenzschwingung die
ursprüngliche Tonschwingung wieder zu erhalten, werden Gleichrichtereinrichtungen benutzt.
Weiterhin beschreibt auch die deutsche Patentschrift 1 027 897 ein Verfahren zur Nadeltonaufzeichnung
mit Seitenschrift unter Verwendung eines Schneidkopfes mit einem Schneidstichel, dessen Querschnitt
von der Kreisform abweicht und der eine überhörfrequente Zitterbewegung zusätzlich zur Bewegung
entsprechend dem aufzuzeichnenden Schall ausführt. Diese überlagerte Zitterbewegung dient zum
Vermeiden der Engpässe in der Tonrille, die bei einem nicht kreisförmigen Querschnitt des Schneidstichels
immer dann entstehen wurden, wenn die vom aufzuzeichnenden Schallereignis dem Schneidstichel
erteilten Beschleunigungen sehr klein werden. Die Amplitude dieser Zitterbewegung ist also unterschiedlich
groß und hat bei der Stellung Null ebenfalls den Wert Null oder einen kleinen endlichen Wert. Sie
erreicht ihren größten Wert dann, wenn auch die Beschleunigung oder Schnelle am größten ist.
Zur Verbesserung bzw. Wiederherstellung gestörter oder fehlender Teile eines Signals beschreibt 'die
USA.-Patentschrift 2 337 958 ebenfalls ein Verfahren, bei dem der aufzuzeichnenden Tonfrequenz eine
höhere Frequenz überlagert ist. Dieses Verfahren bezieht sich auf die Herstellung und Verbesserung der
Qualität der Tonspur eines Filmes.
Wird eine der oben beschriebenen Einrichtungen zum Aufzeichnen von Tonschwingungen durch Gravieren,
also durch Eindrucken der Rille in den Träger, benutzt, wie es z. B. bei Diktiergeräten bevorzugt
wird, so entsteht ein Problem dadurch, daß beim Eingravieren eine derart hohe Kraft auf den Aufzeichnungsstichel
ausgeübt wird, daß die Wiedergabetreue durch verschiedene Effekte, z. B. durch Rückfedern
des Aufzeichnungsmaterials, verschlechtert wird. Ein Versuch zur Überwindung dieses Problems bestand
darin, den Spitzenradius des Stichels auf ein Maß herabzusetzen, daß er beispielsweise in der Größenordnung
von 0,005 mm liegt, und den Stichel nur mit einer Kraft von wenigen Gramm gegen den Aufzeichnungsträger
zu drücken, so daß das Aufzeichnungsmaterial keinerlei nennenswerte Belastung auf den
Stichel ausübt, die sein Frequenzansprechen im negativen Sinne beeinflussen könnte. Dabei wird aber nur
eine derart leichte und seichte Rille erzeugt, daß diese keine ausreichende Führung für den Stichel oder die
Nadel des Wiedergabegerätes darstellt. Wird jedoch die Anpreßkraft beim Aufzeichnen vergrößert, um
eine tiefere Rille zu bilden, so zerreißt ein derartig kleiner, spitzer Stift leicht die Oberfläche des Auf-Zeichnungsträgers
oder schürft diese ab. Es wurde auch schon versucht, durch Schrägstellung des Stichels
mit sogenanntem Schleppwinkel diesen Effekt zu verhindern, jedoch wird dann die feinere Aufzeichnung,
die mit der geringer abgerundeten Stichelspitze angestrebt wird, wieder aufgehoben.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung löst dieses Problem dadurch, daß ein Schwingungserzeuger
zur Erzeugung-einer relativen Querschwingung zwischen dem Schneidstichel und dem Aufzeichnungsträger
mit einer derartigen Frequenz schwingt, daß bei einer vorgegebenen linearen Rillengeschwindigkeit
der Weg des Stichels in Richtung der Rille während jedes Schwingungszyklus etwa innerhalb des
Querschnitts des am Aufnahmematerial anliegenden Teils des Schneidstichels liegt, so daß dieser bei jeder
seitlichen Bewegung infolge der Schwingung seiner Bewegungsbahn bei der zuletzt vorangegangenen Bewegung
teilweise überlappt.
Durch diese Überlagerung schneidet der Schneidstichel trotz seines geringen Durchmessers und einer
außerordentlich kleinen Anpreßkraft eine breitere und tiefere Rille, die dadurch besonders gut geeignet
ist, die Nadel des Wiedergabegerätes zu führen. Diese ψ * breitere und tiefere Rille zeigt infolge der Überlappung
der überlagerten Hochfrequenzschwingungen eine leicht gewellte Ausbildung ihres seitlichen Randes,
was jedoch bei der Wiedergabe sich in keiner Weise negativ auswirkt.
Es hat sich erwiesen, daß zur Ausbildung der oben beschriebenen Rille eine Frequenz der Überlagerungsschwingung besonders geeignet ist, die mindestens in
der Größenordnung des Doppelten der höchsten Frequenz der aufzuzeichnenden Tonimpulse liegt. Liegen
also die aufzuzeichnenden Impulse im Tonfrequenzbereich, so ist es vorteilhaft, den Schneidstichel während
des Aufzeichnungsvorganges ununterbrochen mit Ultraschallfrequenz in Schwingung zu versetzen.
Bei entsprechender Ausbildung des Schneidstichels bietet es einen besonderen Vorteil, durch die Überlagerungsschwingung
eine solche Schwingungsenergie zuzuführen, daß eine nennenswerte Erwärmung des Aufzeichnungsmaterials erfolgt. Hierzu kann z. B. das
Aufzeichnungselement eine am einen Ende befestigte ferroelektrische Spindel umfassen, mit deren anderem
Ende ein Schneidstichel fest verbunden ist, so daß die Spindel im Betrieb in Querrichtung zu erregen ist und
über den Schneidstichel infolge des überlagerten Erregerstromes die oben beschriebene cingedrückic
Rille im Aufzeichnungsträger erzeugt.
Hierbei ist es vorteilhaft, die Spindel an einem
zwischenliegenden Punkt schwenkbar zu lagern, so daß sie innerhalb eines Frequenzbereiches, der den
Frequenzbereich der Impulse und die Frec[iienz des
Erregerstromes umfaßt, vollständig gleichmüßig anspricht. ,
Für eine solche Lagerung der Spindel ist es zweckmäßig, zur Festlegung der Spindel in ihren mittleren
Bereich zwei an der Spindel in einem Abstand von ungefähr einem Drittel ihrer Länge, gemessen vom
freien Ende der Spindel, anliegende Klemmelemente vorzusehen.
Diese Merkmale und besonders vorteilhafte Ausführuhgsformen
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines Aufzeichnungsgerätes,
in der auf die Zeichnung Bezug genommen wird.
Fig. I ist eine teilweise entlang der in Fig. 2
eingetragenen Linie 1-1 geschnittene Seitenansicht eines Plattenspielers gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Teil-Draufsicht auf diesen Plattenspieler;
■ .
Fig. 3 ist eine Ansicht des Aufzeichnungs- und Wiedergabearmes und des Kopfes von unten, von der
in Fig. 1 eingetragenen Linie 3-3 aus gesehen;
F i g. 4 und 5 sind vertikale Schnitte des Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Kopfes in vergrößertem Maßstab
entlang den Linien 4-4 und 5-5 in F i g. 5 bzw. 4;
Fig. 6 und 7 sind vergrößerte Teil-Draufsichten auf eine Aufzeichnungsfläche, die eine unmoduliert^
Rille und außerdem eine gemäß der Erfindung modulierte Rille aufweisen, um die Vorteile der Erfindung
zu zeigen;
F i g. 8 und 9 sind Querschnitte durch den Aufzeichnungsträger entlang den Linien 8-8 und 9-9 in
Fig.6;
Fig. 10 zeigt einen Schaltplan für die Vorrichtung nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Tragplatte 10, die von einem darunter befindlichen (nicht dargestellten) Gehäuse
getragen wird und einen darüber befindlichen Aufbau
11 trägt, der an der Tragplatte 10 durch Schrauben
12 befestigt ist, die außerhalb des gehäuseartigen Aufbaues 11 liegen. In dem durch den Aufbau 11
und die Tragplatte 10 gebildeten Gehäuse ist ein beispielsweise aus Aluminium gegossener Rahmen 13
vorgesehen. Dieser Rahmen ist auf der Tragplatte 10 flach liegend in der hinteren Hälfte des Gehäuses
(rechts*in Fig. 2) gelagert und an der Tragplatte 10
mittels Schrauben 14 befestigt. Dieser Rahmen hat einen hohlen, rechteckigen, käfigartigen mittleren
Teil oder Käfig IS, der in seiner oberen und unteren Wand mit vertikal übereinanderliegenden Lagern
versehen ist. In diesen Lagern ist eine vertikale Welle 16 gelagert, die frei durch entsprechende Durchbrüche
in der Ober- und Unterseite des Gehäuses hindurch verläuft. Die Festlegung der Welle 16 in
vertikaler Richtung erfolgt durch Anlage einer am mittleren Teil der Welle befestigten Schnecke 17 an
der oberen und an der unteren Wand des Käfigs IS. Auf dem unteren Teil der Welle 16 ist ein großes
Schwungrad 18 drehbar gelagert, dessen vertikale Abstützung durch ein Axiallager 16 a erfolgt. Dieses
Schwungrad wird über einen Riemen ISa von einem
Motor M aus angetrieben. Das Schwungrad selbst
kann mit der Welle wahlweise über eine Kupplung C
verbunden weiden.
Am oberen Ende der Welle 16 ist eine kreisförmige
Antriebspluttc 19 befestigt, an der der mittlcreNebenteil
einer Aufzeiclinungsplalte 20 zur Anlage kommen kann. Diese Antriebsscheibe 19 trägt Zapfen 21. die
von ihrem Raad aus nach oben verlaufen und bogenförmig um die Mittellinie der Welle 16 gekrümmt
sind: sie dienen dazu, in entsprechend bogenförmig ausgebildete Antricbsschlitze der Aufzcichnungsplattc
20 eingeführt zu werden. Vorzugsweise ist einer der in Fig. 2 dargestellten Antriebszapfen 21 α mit einer
größeren Umfangserstreckung ausgeführt als die anderen, und ebenso auch eine der AntricbsöfTnungen
in der Aufzeichnungsplatte 20. so daß letztere nur in einer einzigen Winkellage gegenüber der Welle
"16 aufgelegt werden kann. Die Aufzeichnungsplatte 20 besteht vorzugsweise aus dünnem, flexiblem
, Kunststoffmaterial. Ihr ausnutzbarer, kreisringförmiger Teil wird gleitbar von einer ringförmigen, feststehenden
Bahn 22 aus einem nachgiebigen Werkstoff, wie z. B. Filz, getragen; diese Bahn ist auf der Oberseite
des' Gehäuses angebracht, und zwar in einer Ebene, die etwas höher liegt als die der mittigen
Antriebsplatte 19, so daß die Zeichnungsplatte 20 zu jedem Zeitpunkt flach auf dieser Auflagebahn aufliegt.
Beispielsweise kann die Auflagebahn 22 auf einer etwas nach oben vorstehenden ringförmigen
Plattform 23 befestigt sein, die in die Oberseite des Gehäuses eingeformt ist. Durch Verwendung einer
flexiblen Aufzeichnungsplatte 20. die von ihrem Nabenteil aus angetrieben wird und in ihrem praktisch
ausnutzbaren Teil gleitend von einer weichen, nachgiebigen Bahn getragen wird, ist verhindert, daß
Vibrationen entweder über die Antriebswelle oder aber über das Gehäuse oder den Rahmen auf die
Aufzeichnungsplatte 20 übertragen werden.
Der Rahmen 13 weist an seinem rechten Ende eine nach oben ragende Säule 24 und entlang seiner linken
Seite eine nach oben ragende Säule 25 auf. Diese Säulen tragen eine quer verlaufende Tragstange 26
für einen Schlitten 27. Der Hauptteil dieses Schlittens ist in Form eines Bügels ausgebildet, der über der
Tragstange 26 liegt, und dessen von den Bügelenden nach unten abgebogene Schenkel 28 liegen unter
einem gegenseitigen Abstand voneinander. Diese Schenkel werden von einer rohrförmigen Lagerhülse
29 erfaßt, die auf der Tragstange verschiebbar ist. Dieser Schlitten wird in bekannter Weise progressiv
entlang der Tragstange bewegt durch eine Schnecke 30. die mit ihrem linken Ende in einem von der
Säule 25 getragenen Schwenklager 31 und mit ihrem rechten Ende mittels eines konischen Schwenkzapfens
32 gelagert ist, der von einer von dem Rahmen 13 unmittelbar auf der Hinterseite des Käfigs 15 nach
oben ragenden Säule 33 getragen wird. Am rechten Ende dieser Antriebsschnecke ist ein Schneckenrad
34 befestigt, das mit der auf der Antriebs-Welle 16 befestigten Schnecke 17 im Eingriff steht. Für dieses
Schneckenrad ist in der Bodenwand des Rahmens 13 eine Aussparung 35 vorgesehen.
Zur Verbindung des Schlittens mit der Antriebsschnecke ist ein nach vorn ragender Arm 36 vorgesehen,
der an der Stelle 37 durch eine Konsole mit dem Schlitten verbunden ist. Dieser Arm endet vorn
in Form eines auf der Antriebsschnecke aufliegenden Bogens. Im mittleren Teil des Arms 36 sind von diesem
Arm aus seitliche Nasen 38 nach unten gebogen, durch'die eine Stange 39 hindurchgeführt ist, auf der
ein unterer Arm 40 schwenkbar gelagert ist. Der Arm 40 endet in Form eines unterhalb der Antriebsschnecke liegenden Bogens. Durch eine zwischen den
unteren Arm 40 und eine der Nasen 38 eingeschaltete Torsionsfeder 41 werden die beiden Arme 36 und 40
gegen die Antriebsschneckc gedrückt, und zwar stellen sich diese Arme auf eine ausgeglichene Klemmstellung
ein, weil der Schlitten gegenüber seiner Tragstange 26 frei verschwenkbar ist. Die Arme 36 und 40
liegen jedoch nicht unmittelbar an der Antriebsschnecke an, sondern lediglich unter Zwischenschaltung
von Filzpolstern 42 und 43. Die Antriebsschnecke ist mit einem sehr feinen Gewinde versehen,
und diese Filzpolster sind so breit, daß sie auf einer größeren Anzahl der Schneckengewindegänge aufliegen.
Hierdurch wird ein Ausgleich des Eingriffes mit den einzelnen Gewindegängen zwecks Erzielung
einer sehr gleichmäßigen Antriebsbewegung herbeigeführt. Infolge der Nachgiebigkeit der Klemmverbindung
der Arme mit der Antriebsschnecke wird die Übertragung von Schwingungen vom Antriebsmechanismus
-auf den Schlitten ki wirksamer Weise herabgesetzt.
Diese Art des Schlittenantriebsmechanismus ist sehr zweckmäßig zur Erzeugung von MikrorHlenaufzeichnungen
in der Größenordnung von etwa 200 Rillen pro Cm (500 Rillen pro Zoll) oder mehr.
Vorzugsweise sollte die Antriebsschhecke mit einer
Anzahl von Gewindegängen pro Zoll versehen werden, die gleich oder nicht kleiner ist als etwa die
Hälfte der Anzahl der auf der Aufzeichnungsplatte zu bildenden Rillen. Obgleich durch die an die Άη-triebsschnecke
angeklemmten Polster ein zwangsweiser und verläßlicher Antrieb des Schlittens erzielt
wird, kann nichtsdestoweniger der Schlitten von Hand bewegt werden, ohne daß dabei die Klemmverbindung
der Polster mit der Antriebsschnecke gelöst werden muß; infolge der sehr feinen Gewindegänge
der Antriebsschnecke unterliegen bei einer solchen Handverstellung des Schlittens die Polster keinem
nennenswerten Verschleiß.
Am rechten Endteil des Schlittens ist ein Lagerblock 44 vorgesehen, an dessen Oberseite eine Konsole
45 befestigt ist, und zwar durch Verschweißung oder Vernietung. Die Konsole 45 hat die Form einer
horizontalen, rechteckigen Platte mit nach oben stehenden linksseitigen und rechtsseitigen Nasen 46
und 47 an ihrem rückwärtigen Ende. Die linke seitliche Nase geht in eine linksliegende Seitenwand 48
über, die bis zur Vorderseite der Konsole verläuft und an dieser Stelle mit einem Arm 49 versehen ist,
der über der Bodenplatte liegt. Im vorderen Teil der Bodenplatte und im Arm 49 sind Konusstifte 50 und
51 vorgesehen, die in einen Kardanring 52 eingeschoben sind, um diesen um eine vertikale Achse verschwenkbar
zu lagern. Durch diesen Ring verläuft frei ein Rohr 53, das durch zwei rechts und links in
dem Kardanring sitzende Konusstifte 54 und 55 getragen wird. Infolge dieser Lagerung ist dieses Rohr
gegenüber dem Schlitten 27 in jeder beliebigen Richtung verschwenkbar. Auf das vordere Ende des Rohres
53 ist der mit einer entsprechenden Ausnehmung versehene Schenkel einer L-förmigen Konsole 56 aufgesteckt,
die in Längsrichtung des Rohres nach vorn verläuft. An der Konsole 56 ist, mit dieser fluchtend,
über eine nachgiebige Verbindung ein Aufzeichnungsund Wiedergabearm 57 befestigt, der im folgenden
als Tonarm bezeichnet werden soll und der durch die
erwähnte nachgiebige Verbindung sich gegenüber dem Schlitten in seitlicher Richtung frei bewegen
kann. Zu diesem Zweck ist auf der Unterseite der L-förmigen Konsole beispielsweise mittels Nieten 59
ein Block 58 befestigt, der mit einem vertikalen Querschlitz versehen ist, in den das eine Ende einer
Blattfeder 60 eingesetzt ist, das mit diesem Block beispielsweise durch Verschweißung fest verbunden
ist. Das vordere Ende dieser Blattfeder ist in ähnlicher Weise in einem vertikalen Querschlitz befestigt,
der im rückwärtigen Ende des Tonarms 57 vorgesehen ist. Zur Dämpfung der Quer-Schwingungsbewegung
des Tonarms gegenüber dem Schlitten ist der zwischen dem Block 58 und dem Tonarm 57 liegende
Teil der Blattfeder 60 von einem Block 61 aus viskosem Werkstoff umgeben. Auch kann das hintere Ende
des Tonarms 57 selbst beiderseits von Polstern 62 (F i g. 3) aus diesem Dämpfungsmaterial umschlossen
sein, die zwischen die Seitenflächen des Arms und die seitlichen Schenkel einer U-förmigen Konsole 63 eingeschaltet
sind, die über dem vorderen Ende der L-förmrgen Konsole 56 liegt und mit dieser beispielsweise
durch Niete 59 verbunden ist. Am äußeren Ende des Tonarms 57 ist ein Aufzeichnungs- und
Wiedergabe-Kopf 64 befestigt, der an seinem unteren a5 Ende einen Stichel 65 zur Anlage an der Aufzeichnungsplatte
20 trägt.
An dem von der Schwenklagerung des Rohres 53 nach hinten verlaufenden Rohrteil ist ein Gegengewicht
66 angebracht. Dieses Gegengewicht ist in 3„
bekannter Weise gegenüber einem zweiten Gegengewicht 67 am Tonarm 57 derart abgestimmt, daß
der Stichel oder die Nadel noch eine kleine Anpreßkraft in der Größenordnung von 3 bis 5 g auf die
Aufzeichnungsplatte 20 ausübt. Während des Auf-Zeichnungsvorganges wird der Kardanring gegenüber
dem Schlitten durch eine horizontal verschiebbare Verriegelungsplatte 68 verriegelt, die mittels Langlochverbindungen
69 verschiebbar auf der Konsole 45 gelagert ist. Diese Verriegelungsplatte hat in seitlicher
Richtung einen gegenseitigen Abstand aufweisende, aufrecht stehende Nasen 70 an ihrem vorderen
Ende, die an einander diametral gegenüberliegenden Teilen des Kardanringes 52 zur Anlage kommen,
wenn die Verriegelungsplatte nach vorn gedruckt wird. Die Verschiebung dieser Verriegelungsplatte erfolgt
durch einen Handhebel 71, der mittels seitlicher Winkel bei 72 an den Nasen 46 und 47 der
Konsole 45 angelenkt ist. Dieser Handhebel hat einen nach unten ragenden Arm 73, der in eine öffnung 74
in der Verriegelungsplatte eingreift, um ihn mit dieser Verriegelungsplatte zu verbinden. Am unteren Ende
dieses Arms 73 greift eine Blattfeder 75 an, die bei 76 an die Unterseite der Konsole 45 angenietet ist
und die einen V-förmigen Endteil 75 a aufweist. Dieser V-förmige Endteil erfaßt unter Druck den Arm 73
und bildet somit eine Ubertotpunktsicherung für den Handhebel 71. Infolge dieser Ubertotpunktsicherung
wird die Verriegelungsplatte nach vorn gedrückt, um den Kardanring zu verriegeln, wenn der Handhebel
in seine hintere, in F i g. 1 dargestellte Lage, nämlich in die Einstellung für den Aufzeichnungsvorgang, gebracht
wird. Wenn der Hebel nach vorn in die Wiedergabestellung bewegt wird, so gibt die Verriegelungsplatte
den Kardanring frei und gestattet eine seitliche Bewegung des Tonarms 57 zum besseren
Nachfolgen der Nadel in der Rille des Aufzeichnungsträgers. Wenn der Schlitten nach hinten geschwenkt
wird, um den Tonarm von dem Aufzeichnungsträger 20 abzuheben (dies ist eine einleitende Bewegung vor
der Verschiebung des Schlittens von Hand), so tritt eine drahtartige Schnappfeder 77, die am Arm 49 der
Konsole 45 befestigt ist, in eine V-förmige Auskerbung 78 in der Oberfläche des Gegengewichts 66 ein,
um den Tonarm gegenüber dem Schlitten zu zentrieren. Bei Rückführung des Tonarms auf den Aufzeichnungsträger
wird diese Schnappfeder von der V-förmigen Auskerbung 78 frei, so daß der Tonarm sich
wieder frei seitlich bewegen kann, um der Spur auf dem Aufzeichnungsträger zu folgen.
Da ein wesentliches Merkmal der Erfindung die Überlagerung der aufzuzeichnenden Tonimpulse mit
einem hochfrequenten Wechselstrom, insbesondere mit Ultraschallfrequenz, zusammen mit dem während
des Aufzeichnungsvorganges ist, ist ein Aufzeichnungs-Kopf mit einem Wandler erforderlich, der auch
bis in den Ultraschallbereich hinein noch anspricht. Da die hohe Energie eine beträchtliche Erwärmung
des Aufzeichnungselements zur Folge hat, wird beispielsweise ein Wandler mit einem aus Bariumtitanat
hergestellten ferroelektrischen oder keramischen Körper verwendet. Es hat sich gezeigt, daß bei frei tragender
Befestigung eines Balkens oder einer Spindeldieser Art und bei Einklemmung desselben oder derselben
an einer mittleren Stelle zwecks Erzwingung eines Schwingungsknotens dieses Teil innerhalb des
Tonfrequenzbereiches und bis weit in den Ultraschallbereich hinein ein vollständig flaches Ansprechen
zeigt. Deshalb weist das im einzelnen in F i g. 3, 4 und 5 dargestellte Wandlerelement 64 einen Block 79
aus Isoliermaterial auf, in dessen Oberseite eine Kopf schraube 79 a eingeschraubt ist, die durch einen
Schlitz 80 im Ende des Tonarms 57 hindurch verläuft, um diesen Block mit dem Tonarm zu verbinden.
Der Block hat eine vertikale Bohrung 81, in deren oberen Teil ein Zapfen 82 aus Isoliermaterial eingesetzt
ist. Dieser Zapfen erstreckt sich bis oberhalb der Oberseite des Blocks bis in den Schlitz 80 hinein,
so daß er einen Haltezapfen für das Element 64 bildet. Der Zapfen erstreckt sich in der Bohrung 81
etwa bis zur Mitte des Blockes nach unten und weist in seinem unteren Teil eine Axialbohrung 83 auf. In
diese Axialbohrung ist der obere.Teil einer vertikalen ferroelektrischen Spindel 84 aus Bariumtitanat eingesetzt.
Diese Spindel verläuft durch den verbleibenden Teil der Bohrung 81 nach unten bis über die
Unterseite des Blocks 79 hinaus, und an dieser Spindel ist mittels eines hitzebeständigen Klebestoffes, wie
beispielsweise eines Epoxyharzes, der Stichel 65 befestigt.
Die Spindel 84 ist im Querschnitt rechteckig und so dimensioniert, daß sie in einer Richtung, wie
F i g. 4 zeigt, genau in die Bohrung 83 hineinpaßt. Der Zwischenraum am oberen Ende dieser Bohrung
und entlang den Breitseiten der Spindel ist mit einem hitzebeständigen Klebstoff 87, vorzugsweise ebenfalls
einem Epoxyharz, gefüllt, wie F i g. 5 dies zeigt. Etwa ein Drittel der Gesamtlänge vom unteren Ende
der Spindel 84 entfernt sind zwei horizontale Klemmschrauben 88 einander entgegengesetzt in die gegenüberliegenden
Seitenwände des Blocks 79 eingeschraubt, derart, daß sie an den einander gegenüberliegenden
Seiten der Spindel anliegen. Diese Klemmschrauben sind durch Muttern 89 gesichert. Durch
diese Klemmschrauben wird bei der Verbiegung der Spindel an dieser Stelle ein Schwingungsknoten er-
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zwungen. Durch diese Einklemmung der Spindel nach Art einer Schwenklagcrung wird gewährleistet, daß
das Ansprechen der Spindel im gesamten Tonfrequenzbereich und bis in den Ultraschallbereich hinein
beinahe glcichgchalten wird, wodurch ein sehr hoher elektromechanischer Wirkungsgrad erzielt wird.
Die Spindel 84 ist an ihren Außenflächen mit einem leitenden Film als Elektroden versehen, durch
die der Spindel eine Spannung aufgeprägt werden kann, wodurch eine Ablenkung der Spindel in der
Zeichnungsebene gemäß Fig. 5 hervorgerufen werden kann. Die Leitungsanschlüsse dieser Elektroden
können über die Klemmschrauben 88 erfolgen. Ein abgeschirmtes Kabel 90 kann durch das Rohr 53 hindurchgeführt
sein, und seine Abschirmung und sein Draht können mit an einem Isolierblock 93 befestigten
Klemmen 91 und 92 befestigt sein, der seinerseits mittels einer Schraube 94 an der Unterseite der L-förmigen
Konsole 56 befestigt ist. Diese Anschlußklemmen sind überZugfedern 95 mit den Klemmschrauben
verbunden.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, können in bekannter
Weise ein Mikrophon-Lautsprecher 96, ein Verstärker 97, ein Hochfrequenz-Schwingungserzeuger 98,
ein Aufnahme-Wiedergabe-Umschalter 99, ein Start-Stop-Schalter
100 und ein Solenoid 101 zur Betätigung eines Schalters 101 und der Kupplung C vorgesehen
sein, sowie eine Leitung L mit einem Stecker P. Der Aufnahme-Wiedergabe-Umschalter 99 ist ein
dreipoliger Umschalter mit Schalterpolen 103, 104 und 105 und zugehörigen Kontakten« und b. Während
der Aufzeichnung ist das Mikrophon 96 über den Pol 103 und dessen Kontakt α mit dem Eingang
des Verstärkers 97 verbunden, und der Ausgang des Verstärkers ist über den Pol 104 und dessen Kontakt«
mit dem Wandlerelement 64 verbunden.
Die Drehung des Plattentellers wird eingeleitet, indem der Start-Stop-Schalter 100 gedrückt wird, wodurch
ein Speisekreis für das Solenoid 101 geschlossen wird. Durch die Betätigung dieses Solenoids wird der
Schalter 102 geschlossen und die Kupplung C eingekuppelt. Wenn der Schalter 102 geschlossen wird, so
wird der Schwingungserzeuger 98 über den Schalter 102 und den Pol 105 über dessen zugehörigen Kontakt
α mit dem Eingang der Primärwicklung 106 des Verstärkers 97 verbunden. Der Vorteil der Verwendung
der Ausgangswicklung des Verstärkers sowohl für die Tonfrequenz wie auch für die dieser überlagerte
Ultraschallfrequcnz liegt darin, daß hierdurch die erforderliche Ausgangsleistung des Schwingungserzeugers
98 verringert wird. Durch dessen Steuerung mit dem Start-Stop-Schalter derart, daß die Überschallschwingungen
dem Element 64 nur bei sich drehendem Plattenteller zugeleitet werden, wird ein
Eindringen des Aufzeichnungsstichels in die Aufzeichnungsplatte 20 verhindert, wenn diese stillsteht.
Der Aufnahme-Wiedergabe-Umschalter 99 ist mit dem Handhebel 71, wie in Fig. 10 durch eine gestrichelte
Linie 107 angedeutet ist, derart verbunden, daß er bei Umschaltung dieses Handhebels zwischen
der Aufnahme- und der Wiedergabe-Stellung auch diesen Schalter umschaltet. Wenn der Handhebel 71
nach vorn in die Wiedergabestellung bewegt wird, so wird das dann als Wiedergabewandler arbeitende
Element 64 über den Pol 103 und dessen Kontakt b mit dem Verstärkereingang verbunden und der Verstürkeraiisgung
über den Pol 104 und dessen Kontakt /> mit dem als Lautsprecher arbeitenden Wandler
96 verbunden. Der Pol 105 ist dann in Öffnungsstellung, so daß er die Verbindung des Schwingungserzeugers 98 mit dem Verstärker unterbricht.
Fig. 6 und 8 zeigen diejenigen Rillen 108, die beim Gravieren mittels eines kleinen Stichels mit
einem Spitzenradius von ungefähr 0,00635 mm (0,25/1000") und mit einer geringen Anpreßkraft in
der Größenordnung von etwa 3 bis 5 g auf dem Aufzeichnungsträger, jedoch ohne irgendeine Überlagerung
einer Hochfrequenzerregung, erzeugt werden. Eine derartige Rille ist sehr flach und nicht dazu
geeignet, bei der Wiedergabe als sichere Führung für die Nadel oder den Stichel zu dienen. Falls nun das
Gewicht des .Tonarmes beim Aufzeichnen vergrößert würde, um eine als ausreichende Führung verwendbare
tiefe Rille zu erzeugen, so würde ein Aufreißen des Aufzeichnungsmaterials die Folge sein, und es
würde auch die Quer-Modulierung der Rille nach Maßgabe des aufgeprägten Tonimpulses infolge der
verhältnismäßig schweren Belastung, die das Aufzeichnungsmaterial auf den Aufzeichnungsstichel ausüben
würde, verhältnismäß gering sein.
Wenn gemäß der Erfindung beim Aufzeichnen ein hochfrequenter Strom großer Energie überlagert wird,
so bildet der Stichel eine breitere und tiefere TRiIIe
109 mit steilerer .Seitenwand, wie sie in Fig. 6 und 9
gezeichnet ist. Mit anderen Worten wird also mit demselben Stichel und mit gleichbleibendem niedrigem
Stichel-Anpreßdruck jetzt eine tiefe und breite Rille erzeugt, ohne daß hierbei irgendein Aufkratzen
oder Aufreißen des Aufzeichnungsmaterials erfolgt, wie es in jedem Falle eintreten würde, wenn man eine
derart tiefe und breite Rille lediglich durch Erhöhung des Stichel-Anpreßdruckes erzeugen wollte. Die größere
Tiefe und Breite der auf diese Weise erzeugten Rille hat verschiedene Gründe.
1. Der hochfrequente Strom bewirkt eine Schwingungsbewegung des Stichels, durch die ein großer
Teil der Arbeitsleistung aufgebracht wird, die erforderlich ist, um ein Eindringen in das Aufzeichnungsmaterial
mit einer bestimmten Rillentiefe zu bewirken, und zwar mit einem erheblich herabgesetzten
Stichel-Anpreßdruck.
2. Der in Querrichtung vibrierende Stichel wird durch seine verstärkte Reibungsanlage am Aufzeichnungsmaterial
wie auch durch die Erhitzung der Spindel 84 selbst erwärmt, und hierdurch wird der
Schneidwiderstand des Aufzeichnungsmaterials herabgesetzt und ein dauerhaftes Setzen des Materials,
d. h. also ein wesentlich geringeres Zurückfedern desselben, bewirkt. Infolge dieser Wärmewirkungen
spricht der Stichel wesentlich genauer linear und mit größerer Amplitude auf die aufzuzeichnenden, aufgeprägten
Tonfrequenzimpulse an, mit dem Ergebnis, daß die Aufzeichnung mit einem größeren Signal-Rausch-Verhältnis
und mit geringerer Verzerrung erfolgt. Die breitere und tiefere Rille mit steileren
Seitenwänden gewährleistet auch eine genauere Führung der Nadel während der Wiedergabe, wobei dann
die Nadel einer modulierten Rille 110, wie sie in F i g. 7 gezeigt ist, wesentlich genauer folgt. Dies gilt,
ob nun für die Wiedergabe dieselbe Nadel verwendet wird wie während der Aufzeichnung, oder auch, wenn
für die Wiedergabe eine stärke Nadel Verwendung findet, weil bei Verwendung derselben Nadel
65 der ebene Grund der Rille 109 den Druck der sehr spitzen Nadelspitze aufnimmt, bis die
Seitenwände der Nadel auf den Seitenwänden der
Rille aufliegen, wie Fig. 9 dies zeigt; wenn dagegen eine Wiedergabenadel 111 mit größerem
Spitzenradius verwendet wird, so legt sich diese unmittelbar an die Seitenwandflächen der Rille an,
wie dies in F i g. 9 eingezeichnet ist. Da durch die Erfindung eine verhältnismäßig tiefe, breite Rille mit
infolge der Verwendung eines sehr feinen Aufzeichnungsstichels sehr feiner Modulierung erzeugt wird
und diese Rille mit einer in gleicher Weise sehr feinen Wiedergabenadel abgespielt werden kann, wird durch
die Erfindung bei gleicher Aufzeichnungsgeschwindigkeit eine wesentlich erhöhte Wiedergabequalität oder
eine bestimmte Wiedergabequalität bei geringerer Aufzeichnungsgeschwindigkeit erzielt, als dies bisher
möglich gewesen ist. Da durch die Erfindung auch die Verwendung von Aufzeichnungssticheln mit so
geringen Spitzenradien wie 0,00254 mm (0,1/1000") oder noch darunter möglich wird, können gute
Sprachaufzeichnungen bei überaus geringen Aufzeichnungsgeschwindigkeiten von beispielsweise nur
4 Umdrehungen pro Minute erzielt werden. Hierdurch wird ein neues Anwendungsfeld für sogenannte
»sprechende Bücher«, insbesondere für Blinde, eröffnet, da durch die neue Aufzeichnungstechnik gemäß
der Erfindung viele Stunden Aufzeichnungszeit auf einer Seite einer normalen Platte mit 25,4 cm (10")
Durchmesser untergebracht werden können.
Die besten Betriebsverhältnisse zur Durchführung der Erfindung sind diejenigen, bei denen die Stichelstärke,
die lineare Rillengeschwindigkeit und die Erregerstromfrequenz derart sind, daß das sogenannte
»Cusping« eintritt, wobei unter dem Ausdruck »Cusping« zu verstehen ist, daß der Stichel bei jeder
infolge des Hochfrequenz-Erregerstroms eintretenden seitlichen Bewegung teilweise denjenigen Weg überlappt,
den der Stichel bei der zuletzt vorangegangenen derartigen seitlichen Bewegung zurückgelegt hat. Dies
bedeutet, daß der Stichel dazu veranlaßt wird, weniger von dem Aufzeichnungsmaterial während dessen
Bewegung relativ zu der Aufzeichnung zu verlagern, als dies der Fall wäre, wenn kein »Cusping« eintreten
würde. Voraussetzung für die Erzielung des »Cusping« ist, daß die Frequenz des Überlagerungs-Erregerstromes
zu der linearen Rillengeschwindigkeit ein derartiges Verhältnis hat, daß die lineare Bewegung
des Stichels in Richtung der Rille höchstens gleich ist der Querschnittsabmessung desjenigen Teils
des Stichels, der den Aufnahmeträger bei jedem Zyklus der überlagerten Erregung berührt. Wenn beispielsweise
die lineare Rillengeschwindigkeit 190,5 mm pro Sekunde (7V2" pro Sekunde) beträgt und der
Spitzendurchmesser des am Aufnahmeträger anliegenden Stichelabschnitts in der Größenordnung von
0,0127 mm (0,5/1000") liegt, so liegt die Minimum-Erregungsfrequenz
vorzugsweise in der Größenordnung von 15 000 Hz. Unter diesen Betriebsbedingungen
sind die Seitenwände der Rille schwach gezackt, wie dies F i g. 6 und 7 zeigen.
Die praktische Verwirklichung der Erfindung kann beispielsweise mittels eines Stichels mit einem Spitzenradius
von 0,00635 mm (0,25/1000"), einer Anpreßkraft gegen das Aufzeichnungsmaterial von 3 bis 5 g
und mit einer Erregerspannung am Aufzeichnungs-
. element von etwa 100 Volt und mit ungefähr 30 000 Hz erfolgen. Mit diesen Betriebsbedingungen
haben sich bei Verwendung des weiter oben beschriebenen Elementes Aufzeichnungen ergeben, die im
Bereich von· 40 bis 15 000 Hz völlig linear sind und
die ein Signalrauschverhältnis von etwa 40 db mit einer Verzerrung von weniger als 20O aufweisen. Gemäß
einem weiteren praktischen Ausführungsbeispiel kann die Stichelspitze einen Radius von 0,00254 mm
(0,1/1000") haben, die Rillensteigung kann 0,0406 mm
(1,6/1000") und die Aufzeichnungsgeschwindigkeit 8 Umdrehungen pro Minute betragen. Unter diesen
Bedingungen wird für jede Seite einer 25,4 mm (10")-Schallplatte eine Spielzeit von 6 Stunden mit
einem durchschnittlichen Frequenzbereich für die gesamte Platte von bis zu 7500 Hz erzielt.
Die erfindungsgemäß erzeugten Rillen gewährleisten eine verläßliche Führung derselben Nadel mit
demselben Nadel-Anpreßdruck ohne das Vorsehen irgendeiner Nachgiebigkeit im Tonarm mit Ausnahme
der zwischen dem Tonarm und dem Schlitten vorgesehenen Nachgiebigkeit. Vorzugsweise wird diese
Nachgiebigkeit auf das Trägheitsmoment des Tonarms derart abgestimmt, daß die Eigenfrequenz des
Tonarms im unteren Teil des Tonfrequenzbereichs, beispielsweise bei etwa 100 Hz, liegt. Hierdurch wird
gewährleistet, daß die Aufzeichnung im wesentlichen amplitudengetreu erfolgt. Außerdem wird hierdurch
die Verwendbarkeit desselben Wandlerelemcntes sowohl für die Wiedergabe als auch für die Aufzeichnung
begünstigt, weil die Nachgiebigkeit der Tonarmlagerung dazu führt, daß der Stichel der Aufzeichnungsrille
ohne Hervorrufen irgendeines nennenswerten Verschleißes der Aufzeichnung folgen kann. Bei
höheren Frequenzen ist der Tonarm dagegen praktisch starr gegenüber den von dem Stichel aufgenommenen
Schwingungen, jedoch spricht er infolge der sehr geringen wirksamen Masse der Spindel 84 und
infolge ihrer geringen Steifigkeit bei diesen höheren Frequenzen auch dann ohne Erzeugung eines
nennenswerten Verschleißes der Aufzeichnung auf die Rillenmodulationen an. Deshalb ist dasselbe Tonarmsystem
sowohl während der Wiedergabe wie auch während der Aufzeichnung verwendbar, wenn während
der Aufzeichnung den Tonfrequenzen in der erfindungsgemäßen Weise ein Hochfrequenz-Erregerstrom
überlagert wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Herstellung von Nadeltonaufzeichnungen unter Verwendung einer mit
einem Schneidstichel (65) versehenen Schneiddosc (64) und mit der Überlagerung des aufzuzeichnenden
Signals einer oberhalb des aufzuzeichnenden Frequenzbereiches liegenden Schwingung,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingungserzeuger zur Erzeugung einer relativen Querschwingung zwischen dem Schneidstichel
(65) und dem Aufzeichnungsträger mit einer derartigen Frequenz schwingt, daß bei einer
vorgegebenen linearen Rillengeschwindigkeit der Weg des Stichels (65) in Richtung der Rille während
jedes Schwingungszyklus etwa innerhalb des Querschnitts des am Aufnahmematerial anliegenden
Teils des Schneidstichels liegt, so daß dieser bei jeder seitlichen Bewegung infolge der Schwingung
seine Bewegungsbahn bei der zuletzt vorangegangenen Bewegung teilweise überlappt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenz der Überlagerungsschwingung mindestens in der Größenordnung des Doppelten der höchsten Frequenz der
aufzuzeichnenden Impulse liegt.
3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuzeichnenden Impulse
im Tonfrequenzbereich liegen und der Schneidstichel (65) während des Aufzeichnungsvorganges ununterbrochen mit Ultraschallfrequenz
in Schwingung versetzt wird.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen I bis 3, gekennzeichnet
durch einen Schwingungserzeuger (98) zur Erzeugung einer relativen Querschwingung zwischen
dem Schneidstichel (65) und dem Aufzeichnungsträger.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (98)
dem Schneidstichel (65) eine solche Schwingungsleistung zuführt, daß der am Aufzeichnungsträger
anliegende Teil des Stichels zwecks Erleichterung der Bildung der Rille zu erwärmen ist. *5
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, gekennzeichnet durch ein schwingungsfähiges.
hitzebeständiges Aufzeichnungselement (64), das innerhalb des Frequenzbereichs der aufzuzeichnenden
Impulse wie auch bei der Frequenz des überlagerten Erregerstromes anspricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungselement (64)
eine am einen Ende befestigte ferroelektrische Spindel (84) umfaßt, mit deren anderem Ende
ein Schneidstiche! (65) fest verbunden ist, so daß die Spindel (84) im Betrieb in Querrichtung
schwingbar ist und über den Schneidstichel (65) infolge des überlagerten Erregerstromes eine trogförmige
Rille (109) im Aufzeichnungsträger erzeugt, die beträchtlich breiter ist als der mit dein
Aufzeichnungsträger in Berührung kommende Abschnitt des Schneidstichels.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 7, gekennzeichnet durch einen
Umwandlungskopf mit völlig gleichmäßigem Ansprechen innerhalb des Tonfrequenzbereiches und
des unteren Teiles des Überschallbereiches und durch Anordnung der Spindel (84) derart, daß ih
freies Ende in Querrichtung der erzeugten Nu schwingbar ist. während in einem Zwischenpunk
. der Spindel durch entsprechende Festlegung eh Schwingungsknoten.erzeugt wird.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren de Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da!
zur Festlegung der Spindel (84) in ihrem mittlere! Bereich zwei an der Spindel in einem Abstam
von ungefähr einem Drittel ihrer Länge, gemessei vom freien Ende der Spindel, anliegende Klemm
elemente (88, 89) vorgesehen sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEW0031916 | 1962-03-24 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1422549A1 DE1422549A1 (de) | 1968-11-14 |
DE1422549B2 DE1422549B2 (de) | 1973-07-26 |
DE1422549C3 true DE1422549C3 (de) | 1974-02-21 |
Family
ID=7599885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19621422549 Granted DE1422549B2 (de) | 1962-03-24 | 1962-03-24 | Vorrichtung zur herstellung von nadeltonaufzeichnungen mit ueberlagerter hochfrequenz-erregung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1422549B2 (de) |
-
1962
- 1962-03-24 DE DE19621422549 patent/DE1422549B2/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1422549A1 (de) | 1968-11-14 |
DE1422549B2 (de) | 1973-07-26 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |