DE2251193A1 - Abtastsystem zum abtasten von auf einem bewegten traeger befindlichen mechanischen verformungen - Google Patents

Abtastsystem zum abtasten von auf einem bewegten traeger befindlichen mechanischen verformungen

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DE2251193A1
DE2251193A1 DE19722251193 DE2251193A DE2251193A1 DE 2251193 A1 DE2251193 A1 DE 2251193A1 DE 19722251193 DE19722251193 DE 19722251193 DE 2251193 A DE2251193 A DE 2251193A DE 2251193 A1 DE2251193 A1 DE 2251193A1
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B3/00Recording by mechanical cutting, deforming or pressing, e.g. of grooves or pits; Reproducing by mechanical sensing; Record carriers therefor
    • G11B3/44Styli, e.g. sapphire, diamond
    • G11B3/46Constructions or forms ; Dispositions or mountings, e.g. attachment of point to shank

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Description

  • Abtastsystem zum Abtasten von auf einem bewegten Träger befindlichen mechanischen Verformungen Die Erfindung betrifft ein Abtastsystem zum Abtasten von auf einem bewegten Träger befindlichen mechanischen Verformungen und zur Umwandlung der beim Abtasten auftretenden Kräfte in entsprechende hochfrequente elektrische Signale.
  • Es ist bereits bekannt, hochfrequente Informationen auf mechanische Speichermedien zu schreiben. Dazu wird die Oberfläche des Speichermediums verformt, und es entstehen Erhebungen oder Einsenkungen auf der Oberfläche des Speichermediums oder bei Rillenschrift auf den Flanken der Rille. Man kennt hier die Tiefenschrift, die Flan kenschrift und die Breitenschrift. Die in diesen Ver formungen enthaltenen Informationen werden mit Hilfe eines in der Rille gleitenden Schlittenkufenförmigen Diamantkörpers abgetastet9 und die dabei am Diamant körper entstehenden Druckkräfte werden einem Dicken schwinger zugeführt und hier in entsprechende elektri sche Signale umgewandelt. Dieser Dickenschwinger ist als kurzer Kontraktionsschwinger ausgebildet, der ein piezoelektrischer oder ein piezomagnetischer Wandler sein bzw, aus druckempfindlichem Halbleitermaterial bestehen kann.
  • Nachteil dieses Abtastsystems ist es, daß der Dickenschwinger zur Abnahme des elektrischen Signals auf den Flächen mit einem leitfähigen Belag versehen wird, an denen der Dickenschwinger mit seiner Lagerung bzw, mit dem Diamantlcörper verbunden ist Besonders kritisch ist die Fläche, an der der Diamantkörper am Dickenschwinger befestigt ist, Es ergeben sich aus der Technologie der Herstellung Probleme der starren Verbindung des Dickenschwingers mit dem Diamantkörper, Weiterhin kann der Dickenschwinger in drei Koordinaten schwingen, Schwingungen, die nicht in der Polarisationsrichtung liegen, sind aber unerwünscht, denn sie führen zu Störungen. Diese Störungen können bei gleichgroßen Kräften in einer anderen Richtung als der Polarisationsrichtung mehr als 10 % des Nutzsignals betragen. Deshalb sind besondere Maßnahmen zum Unterbinden solcher Schwingungen notwendig, Das kann durch Anbringen von Dämpfungsmitteln oder durch die Wahl von geringen Abmaßen des Dickenschwingers geschehen. Letzteres birgt technologische Schwierigkeiten.
  • Zweck der Erfindung ist es, ein durch direktes Verbinden des Abtastkörpers mit dem Wandler in seinem Frequenzumfang erweitertes Abtastsystem zu schaffen, das einen großen Störabstand bei relativ großem Nutzsignal hat, ohne daß Dämpfungsmittel angewendet werden, unddas technologisch einfach herzustellen ist, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abtastsystem zu finden, dessen Abtastkörper so an dem Wandlerkörper befestigt ist, daß der leitfähige Belag an unkritischen Flächen angebracht ist und dessen Wandlerkörper mit dem Abtastkörper über eine große Fläche gekoppelt ist, Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abtastsystem aus einem harten, abriebfesten Abtastkörper mit nahezu rechteckigem oder fünfeckigem Querschnitt und aus einem mit seinem Masseschwerpunkt seitlich der im Aktionspunkt des Abtastkörpers stehenden Senkrechten zum Speichermedium befindlichen und an einer keine mit dem Speichermedium in Eingriff stehende, d. h.
  • in Richtung der Bewegung des Speichermediums verlaufende Kante bildende Seitenfläche des Abtastkörpets befestiften, als Scherschwinger arbeitenden andlerkö.rper besteht, Der Abtastkörper steht mit einer Kante zum Speichermedium und gleitet mit einem Teil der Kante, von einer Ecke ausgehend, auf dem Speichermedium, wobei die Kante zur Oberfläche des Speichermediums vorzugsweise in einem Winkel von 50 - 100 steht, Die von dieser Kante gebildete Ecke der Querschnittfläche des Abtastkörpers kann bis zu einem optimalen Spitzenwinkel aus dieser Querschnittfläche herausgezogen sein.
  • Der als Scherschwinger arbeitende Wandlerkörper kann über eine in Richtung der Bewegung des Speichermediums verlaufende und diesem abgewandte Seitenfläche des Abtastkörpers starr mit ihm verbunden, vorzugsweise mit ihm versintert sein, Die gegenüberliegende Fläche des Wandlerkörpers ist am Wandlerträger gelagert.
  • Die die erzeugte elektrische Energie abnehmenden Elektroden sind entsprechend der Polarisationsrichtung des Wandlerkörpers an den gegenüberliegenden freien Flächen, vorzugsweise an den in Bewegungsrichtung des Speichermediums liegenden Seitenfläche, angebracht.
  • Der Wandlerkörper kann auch mit einer der quer zur Bewegungsrichtung des Speichermediums liegenden Stirnfläche des Abtastkörpers verbunden sein0 Diese Stirnfläche des Abtastkörpers kann senkrecht oder schräg zur Oberfläche des Speichermediums stehen. Der Wandlerkörper ist nur mit einem Teil der Stirnfläche verbunden und läßt einen mit dem Speichermedium in Eingriff bringbaren Teil der Stirnfläche frei.
  • In einer anderen Ausführung mit einem Abtastkörper mit dreieckigem oder fünfeckigem Querschnitt kann der als Scherschwinger arbeitende Wandlerkörper mit der Oberfläche des Abtastkörpers verbunden sein, die dem Speichermedium abgewandt ist, Der Abtastkörper besteht vorzugsweise aus Diamant0 Der Wandlerkörper besteht aus piezoelektrischem oder piezomagnetischem Material.
  • Der Wandlerkörper ist nicht direkt über der Äbtastetelle angebracht, sondern befindet sich seitlich von der in der Abtaststelle stehenden Senkrechten zum Speichermédiume Beim Gleiten des Äbtastkörpers auf dem Speichermedium üben die mechanischen Verformungen des Speichermediums je nach ihrer Größe einen unterschiedlichen Druck auf das Abtastorgan aus. Diese Druckkräfte werden jedoch nicht wie es naheliegend wäre, direkt in elektrische Signale umgewandelt, sondern sie wirken wegen der seitlichen Anordnung als Scherkräfte auf den Wandlerkörper Der Wandlerkörper wandelt diese Scherkräfte als Scherschwinger in elektrische Signale. Die Stärke des Scherschwingers, d, h, die Abmessung des Scherschwingers zwischen seiner Verbindungsfläche mit dem Abtastkörper und seiner Lagerfläche am Wandlerträger, muß wie beim Dickenschwinger kleiner A der oberen Signalfrequenz sein, 2 Demgegenüber sind die Kanten der Verbindungsflächen groB und somit ist die Verbindung zwischen Wandlerkörper und Abtastkörper gut, Auch das Anbringen der Kontaktflächen an den Seitenflächen des Wandlerkörpers stößt auf keine besonderen technologischen Schwierigkeinen Störungens die beim Dickenschwinger durch Kräfte ausgelöst werden, die in der Bewegungsrichtung des Speichermediums wirken und die durch die mechanischen Verformungen hervorgerufen werden, treten beim Scherschwinger nicht auf, da diese Kräfte ebenfalls als Scherkräfte angreifen, Verformungen des Wandlerkörpers durch angeregte Schwingungen in Richtung einer Kante ergeben nur geringfügige Störungen.
  • Die Erfindung soll nachstehend an Hwnd eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: Die Rückansicht eines Abtastsystems mit in Bewegungsrichtung des Speichermediums angebrachtem Wandlerkörper Fig. 2: Die Seitenansicht eines Abtastsystems mit in Bewegungsrichtung des Speichermediums angebrachtem Wandlerkörper Fig. 3: Die Seitenansicht eines Abtastsystems mit an einer senkrechten Stirnseite des Abtastorgans angebrachtem Wandlerkörper Fig. 4: Die Seitenansicht eines Abtastsystems mit an einer geneigten Stirnseite des Abtastorgans angebrachtem Wandlerkörper Fig. 5: Die Seitenansicht eines Abtastsystems mit einem über dem Abtastorgan angebrachten Wandlerkörper In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Abtastsystem dargestellt, bei dem der Abtastkörper 1 mit dem Wandlerkörper 2 über eine in der Bewegungsrichtung des Speichermediums 3 verlaufende Verbindungsfläche 4 verbunden istw Die Verbindungsfläche 4 ist in Fig. 2 dem-Betrachter abgewandt, Der Abtastkörper 1 greift mit einem Teil der Kante 5 in eine Rille 6 des Speichermediums 3 ein, in der sich mechanische Verformungen 7 befinden. Die Kante 5 steht zur Oberfläche des Speichermediums 3 in einem Winkel α .
  • Der Wandlerkörper 2 ist mit der der Verbindungsfläche 4 gegenüberliegenden Fläche am Wandlerträger 8 befestigt.
  • 1517 den. in Bewegungsrichtung des Speichermediums verlaufenden freien £?j.a'chen des Wandlerkörpers 2 sind Elektroden 9 befestigt, die Anschlüsse 10 tragen. Das Speichermedium 3 bewegt sich in Pfeilrichtung.
  • Bei der Bewegung des Speichermediums 3 gleiten die mechanischen Verformungen 7 gegen die Kante 5 und werden dabei zusammengedrückt. Dabei üben sie einen Druck auf den Abtastkörper 1 aus. Dieser Druck kann als Normaldruck durch Absenken des Abtastsystems eingestellt werden. %Obc9Jd die mechanischen Verformungen 7 die Ecke der Kante 5 passiert haben, können sie sich ruckartig entspannen. Diese Ecke ist der Aktionspunkt des Abtastkörpers 1. Die Kräfte dieser je nach der mechanischen Verformung 7 stärkeren oder schwächeren Rucke greifen :is Scherkräfte an dem Wandlerkörper 2 an und erzeugen in den des ronden 9 eine ihrer Stärke proportionale dpannung, die über die Anschlüsse 10 einem Verstärker zugeführt wird. Vorteilhaft für den Aufbau des Wandler systems ist, daß sich der Wandlerkörper 2 mit seinem Masse schwerpunkt nicht über der Ecke der Kante 5 befindet, an der die Rucke angreifen, so daß diese als Scherkräfte auf ihn einwirken können, Der Wandlerkörper 2 ist so polarisiert, daß das über die Elektroden 9 an gelegte Feld senkrecht auf der Polarisationsrichtung steht. Nunmehr werden hauptsächlich nur Scherkräfte von ihm in elektrische Signale gewandelt. Störungen durch Xontraktionen in Polarisationsrichtungen betragen ungefähr 1 % des Nutzsignals.
  • Der Wandlerkörper 2 kann mit dem Abtastkörper 1 über verschiedene Flächen verbunden sein. In Pig, 3 ist ein Fall dargestellt, bei dem der Wandlerkörper über eine Stirnfläche 11 des Abtastkörpers 1 mit diesem verbunden ist, Der Wandlerträger 8 befindet sich dann ebenfalls vor dem Abtastkörper 1.
  • In Fig. 4 ist der Fall dargestellt, bei dem die Stirn fläche 11 schräg ansteigend verläuft.
  • Die Wirkungsweise dieser Abtastsysteme ist die gleiche, wie sie bereits für Fig, 1 und Fig. 2 beschrieben wurde.
  • Als Besonderheit wäre zu betrachten, daß die Stirnfläche ii nicht in ihrer ganzen Ausdehnung vom Wandlerkörper 2 bedeckt ist, sondern daß der der Kante 5 zugewandte Teil der Stirnflache 11 frei bleibt, In Fig. 5 ist der Fall dargestellt, daß sich der Wandlerkörpcr 2 über dem Abtastkörper 1 befindet, Hier werden ebenfalls nur Scherkräfte gewandelt, da der Wandlerkörper 2 als Scherschwinger arbeitet. Diese Scherkräfte werden ebenfalls von den an der Ecke der Kante 5, die mit dem Speichermedium 3 in Berührung steht, sich entspannenden Verformungen 7 und den dabei entstehenden und auf die Ecke wirkenden Rucke hervorgerufen, Jedoch wird bei diesem Wandler die Komponente der auf die Ecke wirkenden Kräfte bevorzugt, die in Richtung der Bewegung des Speichermediums wirkt,

Claims (11)

  1. Patentansprüche: Abtastsystem zum Abtasten von auf einem bewegten Träger befindlichen mechanischen Verformungen, bestehend aus einem harten, abriebfesten Abtastkörper und einem Wandlerkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der harte, abriebfeste Abtastkörper (1) einen nahezu rechteckigen oder fünfeckigen Querschnitt hat und daß vorzugsweise an einer seiner keine mit dem Speichermedium (3) in Eingriff stehende, d. h. in Richtung der Bewegung des Speichermediums (3) verlaufende Kante (5) bildenden Seitenflächen (4 bzw, 11) der als Scherschwinger arbeitende Wandlerkörper (2) so befestigt ist, daß sich der Masseschwerpunkt des Wandlerkörpers (2) vorzugsweise seitlich der im Aktionspunkt des Abtastkörpers (1) stehenden Senkrechten zum Speichermedium (3) befindet.
  2. 2. Abtastsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkörper (1) mit einer Kante (5) zum Speichermedium (3) steht und daß ein Teil der Kante (5), von einer Ecke ausgehend, in das Speichermedium (3) eingreift, wobei die Kante (5) zur Oberfläche des Speichermediums (3) vorzugsweise in einem Winkel von 5° - 100 steht,
  3. 3. Abtastsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kante (5) gebildete Ecke der Querschnittfläche des Abtastkörpers (1) bis zu einem optimalen Spitzenwinkel aus dieser uerschnittfläche herausgezogen ist.
  4. 4. Abtastsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Scherschwinger arbeitende Wandlerkörper (2) über eine in Richtung der Bewegung des Speichermediums (3) verlaufende und diesem abgewandte Seitenfläche (4) des Abtastkörpers (1) starr mit ihm verbunden, vorzugsweise mit ihm versintert ist,
  5. 5. Abtastsystem nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die erzeugte elektrische Energie abnehmenden Elektroden (9) entsprechend der Polarisationsrichtung des Wandlerkörpers (2) an gegenüberliegenden freien Plächen, vorzugsweise an den in Bewegungsrichtung des Speichermediums (3) liegenden Seitenflächen, angebracht sind.
  6. 6, Abtastsystem nach den Ansprüchen 1 uhd 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandlerkörper (2) mit einer der quer zur Bewegungsrichtung des Speichermediums (3) liegenden Stirnfläche (11) des Abtastkörpers (t) verbunden ist.
  7. 7, Abtastsystem nach den Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (11) des Abtastkörpers senkrecht zur Oberfläche des Speichermediums (3) steht.
  8. 8. Abtastsystem nach den Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (11) des Abtastkörpers (1) schräg zur Oberfläche des Speichermediums (3) steht.
  9. 9, Abtastsystem nach den Ansprüchen 1, 2, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Stirnfläche (11) des Abtastkörpers (1) mit dem Wandlerkörper (2) verbunden ist und daß ein mit dem Speichermedium (3) in Eingriff bringbarer Teil frei ist,
  10. 10. Abtastsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abtastkörper (1) mit dreieckigem oder fünfeckigem Querschnitt mit dem als Scherschwinger arbeitenden Wandlerkörper (2) über die dem Speichermedium (3) abgewandte Oberfläche des Abtastkörpers (1) verbunden ist.
  11. 11. Abtastsystem nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkörper (i) vorzugsweise aus Diamant und der Wandlerkörper (2) aus piezoelektrischem oder piezomagnetischem Material besteht,
DE2251193A 1972-04-24 1972-10-19 Abtastsystem zum abtasten von auf einem bewegten traeger befindlichen mechanischen verformungen Granted DE2251193B2 (de)

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DE2251193A1 true DE2251193A1 (de) 1973-11-08
DE2251193B2 DE2251193B2 (de) 1978-10-19
DE2251193C3 DE2251193C3 (de) 1979-06-21

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DE2251193A Granted DE2251193B2 (de) 1972-04-24 1972-10-19 Abtastsystem zum abtasten von auf einem bewegten traeger befindlichen mechanischen verformungen

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CS (1) CS158599B2 (de)
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DE (1) DE2251193B2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2525369A1 (de) * 1974-06-11 1976-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Signalwiedergabesystem

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DE2525369A1 (de) * 1974-06-11 1976-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Signalwiedergabesystem

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Publication number Publication date
DE2251193C3 (de) 1979-06-21
DD97323A1 (de) 1973-04-23
AT340697B (de) 1977-12-27
CS158599B2 (de) 1974-11-25
DE2251193B2 (de) 1978-10-19
ATA870272A (de) 1977-04-15
CH566612A5 (de) 1975-09-15

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