DE2119686A1

DE2119686A1 - Regelwiderstand für ein Vierkanal-Tonsystem

Info

Publication number: DE2119686A1
Application number: DE19712119686
Authority: DE
Inventors: Melvin Arthur Prospect Heights IU. Lace (V.StA.). MP
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1970-04-23
Filing date: 1971-04-22
Publication date: 1971-12-02
Also published as: JPS5136853B1; DE2119686B2; FR2090012A5; CA933617A; US3663755A; DE2119686C3; DE7115556U; GB1350371A

Description

2113686

PATENTANWALT DIPL-ING. LEO FLEUCHAUS

8 MÜNCHEN 71,

Melchiorstraße 42

Mein Zeichen: M19 QP/G~ 5 3 7 / 5 3

Motorola, Inc.

9401 West Grand Avenue

Franklin Park, Illinois

V.St.A.·

Regelwiderstand für ein Vierkanal-Tonsystem

Die Erfindung betrifft im allgemeinen einen Regelwiderstand zur Lautstärke- und Tonregelung oder ähnlichem und insbesondere mehrere Regelwiderstände, die über eine gemeinsame Welle gesteuert werden.

Bisher wären Regelwiderstände der normalerweise zur Steuerung von Lautstärke- und Toneigenschaften von Tonwiedergabegeräten verwendeten Art im allgemeinen in getrennten Gehäusen untergebracht und zur Steuerung durch eine gemeinsame Steuerwelle miteinander verbunden. Diese Potentiometer oder Regelwiderstände werden in jedem Falle dann verhältnismäßig groß und unhandlich, wenn zwei oder mehrere Regelwiderstände miteinander gekoppelt werden. Darüber hinaus ist es schwierig, ein bestimmtes Paar von Regelwiderständen, wie z.B. zwei Lautstärkeregler bei Stereobetrieb auf einer gemeinsamen Welle zu verbinden.

Wb/wb Das

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Z : ί Z- C 3 C M190P/G-537/538

' Das Konzept, vier oder mehr Tonkanäle über Lautstärke- und Tonregelknöpfe zu steuern, wird ferner dadurch belastet, daß sich die Größe von vier Regelwiderständen auf einer gemeinsamen Steuerwelle bei den meisten Anwendungsfällen als zu platzraubend erweist und das Problem der Steuerung von vier Regelwiderständen sehr schwer zu lösen ist. Wird demgegenüber für jeden Kanal ein eigener Steuerknopf verwendet, so-kann das Problem der Steuerung zwar beseitigt werden, andererseits jedoch ergibt sich für den Benutzer die Gefahr einer Verwechselung, insbesondere dann, wenn es sich bei diesem um den Fahrer eines Kraftfahrzeuges handelt. Werden beispielsweise Vierkanal-Tonbandgeräte in Kraftfahrzeugen verwen-

™ det, so ergibt sich bei Einsatz von zitfei, drei oder vier Steuerknöpfen für sowohl Lautstärke- als auch Tonregelung eine unhandliche und zufallsbedingte Bedienung. Innerhalb eines. Vierkanal-Tonsystemes bzw. einer Doppelstereo-Anordnung liegt es im Interesse des Fahrers eines Kraftfahrzeuges, eine möglichst geringe Zahl von Bedienelementen vor sich zu haben, um Lautstärke-, Ton- und Balance-Regelung von allen vier über die Lautsprecher wiedergegebenen Tonkanälen vornehmen zu können. Hat hierbei der Fahrer eines Kraftfahrzeuges eine zu große Zahl von Steuerknöpfen zu bedienen, so ist es sehr wahrscheinlich, daß seine Aufmerksamkeit vom Verkehrsgeschehen abgelenkt und somit eine Situation geschaffen wird, aus der heraus sich

ψ ein schwerer Unfall ereignen kann- Darüber hinaus ist es für den Fahrer sehr schwer, die auf vier Lautsprecher verteilte Übertragung so auszupegeln, daß er bzw. eine Gruppe von Personen den Eindruck hat, sich im Mittelpunkt der Schallquelle zu befinden.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Kombination aus mehreren Regelwiderständen zu schaffen, die bei kompakteren Abmessungen gegenüber früheren Schaltanordnungen von

- 2 - einer

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einer gemeinsamen Steuerwelle aus gesteuert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer Frontplatte eine Steueröffnung vorgesehen ist, die schaltungsmäßig den Tonempfangsbereich des Vierkanal-Tonsystems darstellt, daß ein Widerstandselement vier Festpunkte für einen Klemmenanschluß an jeden der vier Kanäle besitzt, daß das Widerstandselement neben der Frontplatte in der Weise montiert ist, daß es sich innerhalb der Steueröffnung befindet, daß ein elektrischer Kontakt in der Weise angeordnet ist, daß er das Widerstandselement während der Bewegung berührt, wobei die Bewegung des Kontaktes über das Widerstandselement den Scheinwiderstand zwischen dem Kontakt und den Festpunkten ändert, daß ein Steuerknopf mit dem Kontakt verbunden ist und innerhalb der Steueröffnung liegt, um die Balance innerhalb des Tonempfangsbereiches herzustellen.

Eine besonders vorteilhafte Verwirklichung der Erfindung besteht darin, daß Abgleichorgane für den Ausgleich des relativen Lautstärkepegels eines Vierkanal-Tonsystemes in der Weise vorgesehen sind, daß die Abgleichorgane den Standort des Benutzers bzw. des Fahrers eines Kraftfahrzeuges innerhalb einer zweidimensionalen Bezugsebene darstellen und eine Bewegung dieser Abgleichorgane innerhalb der Bezugsebene den Standort des Hörers gegenüber dem Zentrum der Schallquelle verändert. Darüber hinaus kann über diese Abgleichorgane der relative Schallpegel eines Vierkanal-Tonsystems durch Sicht- und Höranzeige abgestimmt werden. Erfindungsgemäß ist eine Widerstandsplatte bzw. ein ähnliches Element vorgesehen, über die sich ein Kontakt bewegt, wobei diese Widerstandsplatte drei oder mehr Festpunkte für Klemmenanschlüsse aufweist und sich die Ohmsche Komponente zwischen jedem "dieser Festpunkte und dem beweglichen Kontakt mit der Bewegung dieses Kontaktes über die Oberfläche

- 3 - der

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der Widerstandsplatte ändert.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen hervor. Innerhalb dieser Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern jeweils gleiche Elemente bzw. Bauteile.

Es zeigen:

Fig. 1 - eine schematische Vorderansicht eines Vierkanal_fc Tonbandgerätes unter Verwendung des erfindungsge-

■^ mäßen·RegelwiderStandes;

Fig. 2 - eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung eines Teiles des in Fig. 1 gezeigten Tonbandgerätes und des erfindungsgemäßen Regelwiderstandes;

Fig. 3 - eine seitliche Schnittansicht der Fig. 2 zur Darstellung von Konstruktionseinzelheiten;

Fig. 4 - eine Draufsicht des erfindungsgemäß eingesetzten, flachen Widerstandselementes;

Fig. 5 - einen um die gemeinsame Achse von Fig. 3 drehbaren

Steuerknopf sowie eine Einbaüöffnung für einen zwei-' ten, angrenzend montierten Steuerknopf und

Fig. 6 - ein Vierkanal-Tonverstärkersystem unter Verwendung des erfindungsgemäßen Regelwiderstandes.

In Figur 1 ist in Vorderansicht ein Vierkanal-Tonwidergabesystem dargestellt, wobei es sich in diesem Beispiel um ein Vierkanal-Achtspur-Tonbandgerät zur Aufnahme von Cassetten handelt, das im allgemeinen mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet wird. Das Tonbandgerät 10 umfaßt einen Einführungsschlitz 12 in der Frontplatte IM·, wobei Cassetten mit bespielten Tonbändern auf normale und bekannte Weise in den Einführungsschlitz

- 4 - 12

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12 eingesteckt werden können. In einigen Fällen bewirkt das Einführen der Cassette ein automatisches Einschalten des Tonbandgerätes und eine Wiedergabe von Musik oder anderen Aufzeichnungen vom Band aus. Auf der Frontplatte 1«* kann sich ein Steuerknopf 16 befinden, der eine bestimmte Funktion ausführen kann wie z.B. einen Lagewechsel des Magnetbandkopfes im Tonbandgerät. Werden vier Tonkanäle von einem einzigen Tonsystem aus wiedergegeben, so ist es wünschenswert, einen erfindungsgemäß aufgebauten Regelwiderstand 20 gleichzeitig aber unabhängig einzusetzen, um die verschiedenen Funktionen der getrennten Kanäle zu steuern. Die Frontplatte IH des Tonbandgerätes 10 ist vorteilhafterweise mit einer Öffnung versehen, die al$ Steueröffnung 22 dient»·wobei ein einziger Steuerknopf 24, der sich innerhalb der Steueröffnung 22 befindet, in beliebiger Richtung in der Ebene der Steueröffnung 22 bewegt ,

werden kann

neren und e:.nen äußeren Steuerknopf um die gemeinsame Achse 26 drehbar s der Benutze^ des Gerätes den inneren tärke eines Vierkanal-To

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ten des Sys
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montiert, d:

Vorzugsweise umfaßt der

Steuerknopf 2H einen in-Ha und 2Hb, die jeweils nd. So kann beispielsweise Steuerknopf 2Ha drehen, Systems zu verändern, odfcr aber den auf er en Steuerknopf 2Hb dreien, um die Toneigenschaf I-

ems zu verändern, wobei He vier Kanäle wirken.

iese Einstellungen gleich-

Figuren 2 und 3 zu eraeh in, ragt die Welle 26 aus

einer nicht] eitenden Platte 28 herau Ende einen I eweglichen Schaltkontakt

htung und bei jedem Verl

raensionen ül er die Oberfläche eines st. Die Welle 26 ist mit

gneten Bezugspotential verbunden oder ZtB. durch

eine gedrucl te Schaltung innerhalb d flache Widex stands element 32 ist hin'

β als Auflage dient, wob«

und besitzt am anderen 30, wobei eine Bewegung uf innerhalb der zwei Di* lachen Widerstandselements Erdpotential oder mit eimern

r Platt· 28 geführt. Das^? er der Frontplatte IH ' i das Widerstandselement

32 aich im wesentlichen mit der darin befindlichen Öffnung

OWGJNAL INSPECTED

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deckt

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* deckt und eine veränderliche Widerstandsfläche entstehen läßt, über die sich der Kontakt 30 in allen Riehtungen bewegt, wenn der Steuerknopf 24 und die nichtleitende Platte 28 in irgendeiner Richtung bewegt wird. Somit bewegt sich die nichtleitende Platte 28 in einer Ebene, wonach der Kontakt 30 ständig die Oberfläche des Regelwiderstandes berührt, um den Widerstandswert zwischen jedem der vier Kontaktpunkte A, B, C und D sowie dem Kontakt 30 zu ändern.

Innerhalb der dargestellten Ausführungsform wird die zweidimensionale Bewegung des Stellknopfes 2** durch ein Paar abgesetzter Plattenteile ma und IUb gewährleistet, zwischen denen Teile der nichtleitenden Platte 28 ausreichend weit eingeführt werden. Der durch die öffnung 22 festgelegte,zweidimensionale Steu«rraura kann entweder halbkugelförmig oder ausser einer Recht«ckform andere Formen besetzen, die es dem Steuerknopf 24 <möglichen, eine Links-,!Rechts-, Aufwärtsoder Abwärtsbewegung bzw. eine Kombination dieser Bewegungen auszuführen. ; ' ί

Um die bewegliche, nichtleitende Platte :!8 fest in ihrer vorgewählten Stellung SU halten» so daß dies«ι infolge Vibration des Kraftfahrzeuges ihre Lage nicht zufällig ändert, sind ge

eignete Friktionsorgane vorgesehen. Hier

mehrere Andruckorgane 31 an verschiedene:ι Stellen an der Rückseite der Wandung 14b vorgesehen, üb die 28 gegen die Fruntplatte 14a zu drücken,

sind beispielsweise

halterung entsteht. Die Andruckorgane 31 stücke 31a, z.B über eine Feder

aus Teflon oder einem ä 3Ib nach vorn gedrückt w

kraft über einej Schraube 31c eingestellt zustellen, daß pich der Steuerknopf 24 d

nichtleitende Platte wodurch eine Friktionsumfassen Druckkontaktmlichen Material, die irden, wobei die Druckwerden kann. Um sicherirch den Benutzer unter

■äßigem Druck f£ei verstellen läßt, kann! die Rückseite des Front-!

I f ι

Plattenabschnitts 14a mit Teflon oder einem anderen geschmeidi- i

gen

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gen Material beschichtet werden. Die öffnung 22 besitzt vorzugsweise die Form eines Wageninneren in Draufsicht und die Stellung des Steuerknopfes 2¹+ den Platz, an dem der Ton aus vier Lautsprechern in den vier getrennten Ecken des Kraftfahrzeuges zusammentrifft, um somit den Hörer gleichmäßig zu umgeben. Wird der Steuerknopf innerhalb der Ebene der Platte 28 verschoben, so wird somit praktisch gesehen der Hörer innerhalb des Schallfeldes versetzt. Ist beispielsweise der Fahrer allein in seinem Wagen, so wäre es wünschenswert, das Zentrum des Schallvolumens auf den Platz zu verlagern, den der Fahrer einnimmt. Befinden sich jedoch mehrere Personen im Kraftfahrzeug, so kann das Schallzentrum ohne weiteres durch Bewegen des Steuerknopfes 24 in eine beliebige und durch die Pfeilspitzen in Figur 2 angegebene Richtung verschoben werden. Mit Hilfe der durch den Standort des S teuer knopf es 2M- innerhalb des Feldes 22 gegebenen Sichtanzeige kann der Benutzer somit erfindungsgemäß das Schallzentrum genau einstellen.

Die Widerstandsplatte 32 kann in Deckung mit der öffnung 22 durch geeignete Halterungen 3k montiert werden, die letztere umgeben oder sich an mehreren abgesetzten Stellen am Umfang befinden. Die durch die Bezugsbuchstaben A, B, C und D bezeichneten Vierkanalverbindungen (siehe Figur 4) sind für Klemmenanschlüsse an den vier Quadranten des Widerstandselementes mit Festpunkten verbunden. Die Kreisfläche 30a stellt die Kontaktfläche des Kontaktstücks 30 (Figur 3) dar. Aus der hier gezeigten Darstellung geht hervor, daß sich der Widerstand zwischen der kontaktfläche 30a und irgendeinem der Festpunkte A, B, C oder D mit einem Wechsel des Standortes der Fläche 30a ändert. Auf dem Widerstandselement 32 wurden hier vorzugsweise Vorkehrungen getroffen, um die elektrischen Kennwerte zu verändern, so z.B. exponentiell von einer Stelle zur anderen Stelle des Schaltkontakts 30. In diesem Zusammenhang wurden hier Schlitze 36a, 36b, 36c, 36d dargestellt, die von den vier Seiten des Widerstandselementes ausgehen und kurz vor dem Mittelpunkt dieses

- 7 - Elementes

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Elementes auslaufen, wie aus Figur 4 zu ersehen ist. In diesem Falle gilt als selbstverständlich, daß das Widerstandselement 32 gleichermaßen in irgendeiner anderen Form ausgebildet sein kann, um Widerstandsänderungen zumindest an der Oberfläche zu bewirken. Um die gewünschten elektrischen Kennwerte zu erreichen, können diese Schlitze auch jede andere Form aufweisen, wobei diese ausreichend schmal auszuführen sind, um sicherzustellen, daß der Kontakt 30 in jedem Falle leicht darüber hinweggleiten kann-.

Die Anschlüsse A, B, C und D sind innerhalb der Schaltung mit anderen innerhalb des Vierkanal-Wiedergabesystems in der Weise verbunden, daß ähnlich wie bei einer Balance-Steuerung eines herkömmlichen Stereosystems jeweils ein Verstärkungsausgleich erfolgt, wobei in diesem Falle diese Schaltungsanordnung auf ein Vierkanalsystem übertragen wird.

Die durch den erfindungsgemäß aufgebauten Regelwiderstand gebildete Lautstärken-Regelung umfaßt ein Widerstandselement HO mit bogenförmigem Ausschnitt gegenüber der Welle 26, das an der nichtleitenden Platte 28 befestigt ist. Ein beweglicher Schleifkontakt 42 des Lautstärke-Reglerknopfes 2Ua berührt das bogenförmige Widerstandselement 4-0 und ändert den Widerstand durch Drehen des Knopfes 24a in gewohnter Form. Der Tonreglerknopf 24b besitzt einen bogenförmigen Schlitz 44, in den der Schleifkontakt 42 durch den Lautstärke-Reglerknopf 24a eingreift, Der Tonreglerknopf 24b besitzt einen Schleifkontakt 46, der ein bogenförmiges Widerstandselement 48 außerhalb des Widerstandselementes 40 berührt. Ober geeignete Anschlüsse einer gedruckten Schaltung, die aus den Rändern der bogenförmigen Widerstandselemente 40 und 48 herausragen, werden diese Regelwiderstände mit entsprechenden Anschlüssen verbunden, die im allgemeinen mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet werden und sich an einem äußeren Ende der beweglichen, nichtleitenden Platte 28 befinden. Die Schleifkontakte 42 und 46 sind ebenfalls mit den Anschlüssen 50 über entsprechende bewegliche Anschlüsse

- 8 - .. verbunden

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verbunden, die von hieraus entlang oder durch die Welle 26 verlaufen. Dies kann ohne weiteres erfolgen, da sich die Welle 26 nicht zu drehen braucht, sondern nur eine Achse für die Steuerknöpfe 2Ha und 24b bildet, wobei letztere auf dieser Welle durch geeignete, nicht dargestellte Haltevorrichtungen gehalten werden.

Figur 6 zeigt schematisch ein Vierkanal-Tonwiedergabesystem, mit dessen Schaltung der erfindungsgemäß aufgebaute Regel-Widerstand verbunden ist. In dieser Darstellung werden vier unabhängige Verstärker für die vier Kanäle mit den Bezugsbuchstaben A', BV, C und D¹ bezeichnet, deren Eingänge mit den Anschlüssen 51, 52, 53 und 54 verbunden sind, um getrennte Tonsignale von einem Tonkopf des Tonbandgerätes 10 zu empfangen. Demzufolge sind getrennt· Ausgänge 55, 56, 57 und 58 für den Anschluß an entsprechende Lautsprecher (nicht dargestellt) vorgesehen. Hier stellen die Regelwiderstände 32a, 32b, 32c u^d 32d den Widerstand zwischen der Kontaktfläche

30a und irgendeinem der Festpunkt· wegung des

ments 32 b »wirkt gleichzeitig ein·

Kontaktes 30 über di· Fliehe des Widerstands·!·-

h, B, C, D dar» Bin· Be-

Inderung des Widerstands*·

wertes jed>s der Widerstände 32a, 32b, 32c und 32d, um di· Balance d« ι Tonsystems herzustellen. Der Lautstärkeregler ist hier m Lt der Bezugsaiffer 40a bezeichnet und wird durch •in einfaches Potentiometer gebildet, das mit der Schaltung jedes Vers rärkers A', BS C¹ und D*j verbunden ist, wobei das andere End ι dee Potentiometers HOa jeit ·ίη·Γ Gleichepannungsquelle verbunden ist. In der gleichen Weise ist der Tonregler 48a mi-: der Schaltung jeder Verjitärkerstufe A¹, B¹, C und D* sow: e mit einer Gleichspannufcgsquelle verbunden.

Beschriebe!. wurde eine einfache, kompakte und wirksame Vorrichtung zi r Steuerung mehrerer veränderlicher Funktionen .von einer einzigen Steuerwelle aus,"die sich in zwei Richtungen bewegt, um eine gemeinsame Balance-Steuerung für jeden der Kanäle eines Tonwiedergabesystems zur Bestimmung des .Schallmittelpunktes zu ermöglichen, wobei durch einen inneren und einen äußeren Steuerknopf, die sich um die gemeinsame WeI-

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_ ₉ _ _le

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le drehen, eine Lautstärke- und eine Tonregelung für das Tonsystem ermögliht wird. Durch manuelles Verschieben der Steuerwelle innerhalb eines festgelegten Feldes ändert sich die Ohmsehe Komponente zwischen einem der Steuerwelle zugeordneten Schaltkontakt und mehreren Festpunkten für den Klemmenanschluß auf einem flachen Widerstandselement, über das sich der Schaltkontakt während des Abstimmvorganges bewegt. Die Steuerwelle ist durch eine nichtleitende Platte geführt und umfaßt zwei Steuerknöpfe sowie andere Widerstandselemente, die sowohl zueinander als auch gegenüber dem flachen Widerstandselement unabhängig arbeiten.

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Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Regelwiderstand für ein Vierkanal-Tonsystem, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Frontplatte (14) eine Steueröffnung (22) vorgesehen ist, die schaltungsmäßig den Tonempfangsbereich des Vierkanal-Tonsystems darstellt, daß ein Widerstandselement (32) vier Festpunkte (A, B, C und D) für einen Klemmenanschluß an jeden der vier Kanäle besitzt, daß das Widerstandselement neben der Frontplatte (14) in der Weise montiert ist, daß es sich innerhalb der Steueröffnung (22) befindet, daß ein elektrischer Kontakt (30) in der Weise angeordnet ist, daß er das Widerstandselement (32) während der Bewegung berührt, wobei die Bewegung des Kontaktes (30) über das Widerstandselement (32) den Scheinwiderstand zwischen dem Kontakt (30) und den Festpunkten (A, B, C und D) ändert, und daß ein Steuerknopf (2U) mit dem Kontakt (30) verbunden ist und innerhalb der Steueröffnung (22) liegt, um den Schallmittelpunkt innerhalb des Schallempfangsraumes zu versetzen.
2. Regelwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerknopf (21) einen inneren, unabhängigen Steuerknopf (24a) zur Regelung der Lautstärke des Vierkanal-Tonsystems und einen äußeren, unabhängigen Steuerknopf (24b) zur Tonregelung des Vierkanal-Tonsystems umfaßt.
3. Regelwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine nichtleitende Platte (28) innerhalb der Steuer-

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öffnung (22) in zwei Dimensionen bewegt werden kann, daß der Kontakt (30) mit einer Welle (26) verbunden ist, deren Achse senkrecht in die nichtleitende Platte (28) ragt, daß ein drehbarer Knopf (24-a) auf die Welle zur Drehung um die Achse montiert ist, daß ein bogenförmiges Widerstandselement (4-0) auf der nichtleitenden Platte neben dem drehbaren Knopf ausgebildet ist und daß ein Schleifkontaktstück am Knopf befestigt ist, um bei einer Drehung in eine bogenförmige Bahn einzugreifen und damit das bogenförmige Widerstandselement (40) zu berühren, wodurch der Scheinwiderstand zwischen dem bogenförmigen Widerstandselement und seinem zugehörigen Kontakt (4-2) verändert wird, um entweder eine Lautstärke- oder eine Tonregelung innerhalb des Vierkanal-Tonsystemes vorzunehmen .

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