DE2752022C3

DE2752022C3 - Gerät zur mechanischen Aufzeichnung eines Signals mit mehreren MHz Bandbreite, insbesondere zur mechanischen Aufzeichnung eines Videosignals auf eine Bildplatte

Info

Publication number: DE2752022C3
Application number: DE2752022A
Authority: DE
Inventors: Horst Ing.(Grad.) 1000 Berlin Redlich
Original assignee: TED Bildplatten AG AEG Telefunken Teldec
Current assignee: Deutsche Thomson oHG
Priority date: 1977-11-22
Filing date: 1977-11-22
Publication date: 1980-07-17
Also published as: US4194094A; DE2752022B2; JPS5476201A; DE2752022A1

Description

Für die Aufzeichnung eines breitbandigen Signals mit mehreren MHz Bandbreite, insbesondere eines Videosignals auf einer Bildplatte, ist es bekannt, das Signal in Form eines frequenzmodulierten Trägers mechanisch entlang einer spiralförmigen Spur auf einer Platte aufzuzeichnen und nach dem Prinzip des sogenannten Druckabtastung abzutasten. Bei einer solchen mechanischen Aufzeichnung müßte an sich der Schneidstichel mechanische Schwingungen mit mehreren MHz ausführen. Dieses ist jedoch wegen der Trägheit des Schneidstichels nicht ohne weiteres möglich (DE-PS 15 74 489).

Es ist bekannt, das Videosignal in einen Zwischenspeicher einzulesen, insbesondere auf einem Film aufzuzeichnen, mit verringerter Geschwindigkeit abzuasten

ίο und mit dieser z. B. um den Faktor 25 verringerten Geschwindigkeit auf der Platte mechanisch aufzuzeichnen. Ein solcher Zwischenspeicher stellt aber einen zusätzlichen Aufwand dar. Außerdem wird dadurch die zum Schneiden notwendige Zeit vervielfacht. Man ist daher bemüht, die obere Frequenzgrenze, mit der der Schneidstichel schneiden kann, möglichst weit zu erhöhen.

Bei einem bekannten Aufzeichnungsgerät (DE-PS 22 03 095) von dem der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist der elektromechanische Wandler ein Längsschwinger, der aus einem amorphen Piezooxyd mit einem hohen Kopplungskoffizienten von etwa 0,6 und mehr besteht, das aus einem Gemisch von Metalloxyden, insbesondere von Blei-, Zirkon- und Titanoxyd hergestellt ist. Der Wandler ist an seinen Endflächen mittels nachgiebiger Blattfedern gehaltert, also schwimmend geJigert. Die Eigenresonanz des aus der Masse des Wandlers und der Federn und der Elastizität der Federn bestehenden Schwingungssystems liegt unterhalb des aufzuzeichnenden Frequenzbereichs. Die Abmessungen des Wandlers sind dabei so gewählt, daß seine Eigenresonanz etwas oberhalb der höchsten aufzuzeichnenden Frequenz liegt. Der störende Einfluß der Resonanzüberhöhung durch die Eigenresonanz des Wandlers kann durch mechanische oder elektrische Dämpfungsmittel verringert werden. Als mechanisches Dämpfungsmittel dient ein in der Nähe des Schwingungsnullpunkts des Wandlers angeordneter Dämpfungsring aus einem dämptencien Werkstoff, wie

•»o Gummi oder Kunststoff; als elektrisches Dämpfungsmittel dient ein hoher Widerstand in der Leitung zwischen der Signalstromquelle und dem Wandler.

Einer weiteren Heraufsetzung der Eigenresonanz und damit der oberen Frequenzgrenze ist dadurch eine Grenz gesetzt, daß die mechanischen Abmessungen des Wandlers immer kleiner werden und dann die zugeführte elektrische Energie nicht mehr einwandfrei in die gewünschte mechanische Stichelauslenkung umgesetzt werden kann.

Man kann auch die Eigenresonanz des Wandlers innerhalb des Arbeits-Frequenzbereichs legen. In diesem Fall muß der Wandler in einer bestimmten Weise gelagert werden, damit er die gewünschten Schwingungen zum Schneiden ungehindert ausführen kann. Die Lagerung des Wandlers bestimmt dabei die mechanischen Eigenschaften des Aufzeichnungsgeräts wie z. B. dessen Frequenzgang und die Resonanzeigenschaften. Es wäre optimal den Wandler in seinem Bewegungsnullpunkt zu lagern. Dieser liegt aber im Innern des Wandlers und ist somit für dessen Lagerung nicht zugänglich.

Es ist auch bekannt (DE-AS 23 31538), den Schneidstichel starr mit einem Basisteil zu verbinden, das seinerseits starr mit dem Wandler verbunden ist. Zur Beseitigung von Resonanzen sind dabei zwischen dem Schneidstichel und dem Wandler sowie zwischen dem Wandler und dem Systemträger besonders geformte Verbindungsstücke vorgesehen, die mehrere freie, nicht

parallel zueinander verlaufende Außenflächen aufweisen.

Derartige Lagerungen des Wandlers haben den Nachteil, daß dadurch die relativ starre Befestigung des Schwingungssystems Reflexionen auftreten, die zu Teilresonanzen führen. Dadurch kommt es zu beträchtlichen Absenkungen oder Anhebungen im Frequenzgang des Wandlers, d.h. in der Abhängigkeit der mechanischen .Schneidamplitude des Schneidstichels von der Frequenz des den Wandler ansteuernden Signals konstanter Amplitude.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für den Wandler zu schaffen, bei der Reflexionen und Ungleidimäßigkeitcn im Frequenzgang verringert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Bei der Erfindung wird also für den Wandler eine An schwimmende Lagerung dadurch erreicht, daß der Wandler allseitig von einem Körper aus homogenen >υ dämpfenden Material umgeben ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es ist vorteilhaft, die schwimmende Lagerung hinsichtlich ihrer Nachgiebigkeit in Schwingungsrichlung des Wandlers und in der Richtung der Bewegung des Aufzeichnungsträgers stark unterschiedlich zu bemessen (Anspruch 5). Gemäß Anspruch 6 ist diese Bemessung so, daß die beim Abheben des Spanes beim Schneidvorgang bedingten, parallel zur Plattenebene in Spurrichtung wirkenden Tangentialkräfte aufgenommen werden. Andererseits ist der Wandler in seiner Schwingungsrichtung, also bei einer Tiefenschrift senkrecht zur Oberfläche der Platte, derart nachgiebig gelagert, daß der Wandler die gewünschte Bewegung J5 für den Schneidvorgang ausführen kann. Dabei werden die Schwingungen, die von der der Bildplatte abgewandten Seite des Wandlers ausgehen, durch den Körper gedämpft, so daß in vorteilhafter Weise Reflexionen weitestgehend vermieden werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Figur zeigt in vereinfachter Darstellung die Lagerung des Wandlers über einer zu schneidenden Bildplatte.

Die Figur zeigt den piezoelektrischen Schwingungswandler 1, der an seinen beiden Endiin mit Leitsilberbelegungen 2,3 versehen ist. An diese Belegungen ist von den Klemmen 4 ein mit dem Bildsignal frequenzmodulierter Träger angelegt. Durch die zwischen den Belegungen 2, 3 wirksame Signalspannung ändert sich die Länge /des Wandlers 1 zwischen den Belegungen 2, 3, so daß der mit dem Wandler 1 verbundene Schneidstichel 5 eine Schwingungsbewegung in Richtung 6 ausführt. Auf diese Weise wird in die Bildplatte 7 eine Spur 8 mit abwechselnden Erhebungen und Vertiefungen eingeschnitten. Der Schneidvorgang erfolgt dabei gemäß der DE-PS 15 47 064 so tief, daß auch oberhalb der Erhebungen der Spur 8 noch Material abfällt, also über die gesamte Oberfläche der Bildplatte 7 Material abgetragen wird. Dadurch wird eine glatte Oberfläche erzielt. Beim Schneidvorgang wird die Bildplatte 7 in Richtung 9 an dem Schneidstichel 5 vorbeigeführt. In der Praxis ist die Schneidtiefe relativ zur Dicke der Bildplatte wesentlich kleiner als dargestellt. Die Dicke der Bildplatte beträgt etwa 0,1 mm und die Rülentiefe 1 μην

Der Wandler 1 ist in den aus einem dämpfenden Material bestehenden Körper 10 eingebettet, der seinerseits von dem im wesentlichen starren Gehäuse 11 umgeben ist. Das Gehäuse 11 ist an dem Systemträger 14 befestigt, der beim Schneiden das Gehäuse 11 mit den Teilen 10, 1, 5 in Radialrichtung zur rotierenden Bildplatte 7 bewegt, um eine spiralförmige Spur zu schneiden. Der Körper 10 besteht aus einem unter dem Markennamen »Viton.- bekannten Fluorelastomere mit einem Härtebereich von etwa 60—95 Shore A, einer Zerreißfestigkeit über 141 kg/cm² und einem Temperaturbereich von —40° bis +315°C. Das Gehäuse 11 besteht aus einem Hnrtgewebe oder aus Keramik.

Die Wirkung des die Schneidstichelschwingungen dämpfenden Materials wird nachsäend beschrieben. Beim Schneiden wird durch die Eewegung der Bildplatte 7 in Richtung 9 der Schneidstichel 5 in Richtung 9, also tangential zur Bildplatte 7 beansprucht. Dadurch, daß das Material des Körpers 10 zwischen dem Wundler 1 und dem Gehäuse 11 links und rechts des Wandlers 1 relativ dünnwandig ist, ergibt sich in dieser Richtung eine relativ starre Lagerung. Der Wandler 1 erfährt dadurch in erwünschter Weise praktisch keine Auslenkung in Richtung 9 innerhalb des Gehäuses 11. Eine solche Auslenkung ist unerwünscht, weir sie zu einer Verfälschung der auf der Bildplatte 7 geschnittenen Rillenform führen würde. In Schwingungsrichtung 6 ist jedoch durch die größere Materialdicke des Körpers 10 im Bereich 13 zwischen dem Leitsilberbelag 2 und der Kante 12 des Gehäuses 11 die Nachgiebigkeit des Körpers 10 wesentlich größer. Wenn sich die Länge /des Wandlers 1 durch das Signal an den Klemmen 4 z. B. vergrößert, so bewegt sich der Schneidstichel 5 in Richtung 6 nach unten und taucht weiter in das Material der Bildplatte 7 ein. Diese Bewegung kommt also als Nutzbewegung dem Schneidvorgang zugute. Außerdem bewegt sich die Oberseite des Wandlers 1 durch die Nachgiebigkeit den Materials des Körpers 10 zwischen der Belegung 7 und dci kante 12 nach oben, so daß Schwingungen in den Bereich 13 gelangen. Durch die dämpfende Wirkung des Materials im Bereich 13 werden diese Schwingungen gedämpft. Dadurch werden Reflexionen, die zu störenden Resonanzen führen können, weitestgehend vermieden. Da der Wandler 1 nach beiden Richtungen sich ausweiten kann, wirkt er als λ/2-Schwinger.

In dem Ausführungsbeispiel wurde die Erfindung anhand eines senkrecht zur Ebene des Aufzeichnungsträgers schwingenden Wandlers und eine Tiefenschrift ausführenden Schneidstichels beschrieben. Der Wandler kann aber auch so angeordnet sein, daß er parallel zur Ebene des Aufzeichnungsträgers schwingt, so daß der Schneidstichel eine Seitenschrift schreibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur mechanischen Aufzeichnung eines Signals mit mehreren MHz Bandbreite auf einen Aufzeichnungsträger, insbesondere zur mechanischen Aufzeichnung eines Videosignals auf eine Bildplatte, mit einem in seiner Längsrichtung schwingenden, mit einem Schneidstichel verbundenen, piezoelektrischen Wandler, der in Schwingungsrichtung federnd aufgehängt ist und dessen Eigenresonanz durch ein schwingungsdämpfendes Material gedämpft ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (i) in einem Körper

(10) aus dem dämpfenden Material gelagert ist, der in Schwingungsrichtung (6) des Wandlers (1) eine größere Nachgiebigkeit aufweist als senkrecht zur Schwingungsrichtung (6).

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) von einem starren Gehäuse

(11) umgeben ist.

3. Gerät nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) aus Hartgewebe oder Keramik besteht.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (1) außer an seiner mit dem Schneidstichel (5) verbundenen Fläche allseitig von dem Körper (10) umgeben ist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialstärke des Körpers (10) zwischen dem Gehäuse (11) und dem Wandler (1) in Schwingungsrichtung (6) des Wandlers größer ist, als in der dazu senkrecht liegenden Richtung (9) in welcher der Aufzeichnungsträger bewegt wird.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeit des '.örpers (10) in der Richtung (9) in welcher der Aufzeichnungsträger beweg! wird, sehr viel kleiner ist, als in Schwingungsrichtung (6) des Wandlers (1).

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung des Körpers (10) von dem Ende des Wandlers (1) aus, das dem Schneidstichel (5)gegenüberliegt, in Richtung vom Wandler(l) weg konisch erweitert ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Körpers (10) eine Härte in der Größenordnung von 60 bis 95 Shore A hat.

9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Körpers (10) eine Zerreißfestigkeit über 141 kg/cm² hat.

10. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Körpers (10) einen Temperaturbereich von —40° bis +315⁰C hat.

11. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) aus einem Fluorelastomere besteht.

12. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) aus verschiedenen Teilen unterschiedlichen Materials zusammengesetzt ist.