DE225036C

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Publication number: DE225036C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42g. GRUPPE

Zusatz zum Patente 217700 vom 12. Februar 1909.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Juli 1909 ab. Längste Dauer: 11. Februar 1924.

In dem Hauptpatent 217700 ist ein Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Schallschwingungen durch Eindrücken oder Eingravieren von Schallkurven vorgeschlagen worden, bei welchen der Schreib- bzw. der Wiedergabestift Raumkurven beschreibt. Des weiteren sind in dieser Erfindung. zwei Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Wiedergeben von Tönen mittels derartiger Schallkurven bzw. zur Aufnahme derartiger Kurven angegeben, und zwar bestehen diese entweder aus zwei senkrecht zueinander stehenden Membranen oder aber aus einem Hebelsystem, das im wesentlichen zwei senkrecht stehende Achsen besitzt.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Verbesserung der Schallplatten, insbesondere des Furchenprofils, und der zur Aufnahme und Wiedergabe von Tönen mittels derartiger Schallfurchen dienenden Vorrichtungen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar ist:

Fig. ι ein Querschnitt durch die Furchen der Schallplatte,

Fig. 2 bis 4 eine schematische Darstellung einer Wiedergabevorrichtung,

Fig. 5 eine Ausführungsform einer Schalldose in Vorderansicht,

Fig. 6 bis 8 eine Vorrichtung zur Aufnahme von Schallfurchen,

Fig. 9 bis 10 ein Teil eines Tonarmes.

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In der Fig. 1 ist ein Querschnitt durch die Schallfurchen dargestellt, und zwar weisen diese Schallfurchen ein derartiges Profil auf, daß die eine Seitenwand desselben (in der Figur die rechte) eine fast senkrechte Lage zu der Schreibfläche besitzt. Als Schreibfläche ist dabei eine Platte gedacht, und die Figur stellt einen radialen Schnitt durch die Platte, d. h. einen Schnitt senkrecht zur Bahn der Schallkurven dar. Die Schallkurve selbst erscheint also nur in Punktform, und zwar entsprechen ihr die Scheitel der spitzen Winkel, in denen der Schallstift ruht. Die spitzen Winkel selbst geben das Profil der Schallfurche, deren Grundkante die Schallkurve bildet. Um sie zu erzeugen, muß man einen entsprechend profilierten Aufnahmestift verwenden.

Die voll ausgezogene Linie mit lauter kongruenten Profilwinkeln entspricht der Spur, die der Stift eingraben würde, falls er keinen Tonschwankungen, sondern nur einer mechanischen Mittelbelastung ausgesetzt wäre. Bei der Aufnahme treten nun aber sowohl vertikale Schwankungen im Sinne der Edisonschrift, wie horizontale im Sinne der Berliner Schrift als Komponenten auf, aus denen sich die Raumkurve bildet. Durch die Klammern a, b, c, d sind- die Zwischenräume der größten horizontalen Abweichungen der Furchen, d. h. die größten Schwankungen der Berliner Komponente, durch die Klammer e die größte vertikale Abweichung, d. h. die größte Schwan-

kung der Edison-Komponente angegeben. Die diesen Schwankungen entsprechende wirkliche Furche ist durch das punktierte Profil dargestellt. Innerhalb der von den Klammern b und c angegebenen strichpunktierten Grenzlinien sind z. B. mit punktierten Linien zwei Furchen größter Abweichung nach rechts und unten dargestellt, und es ist aus der Lage der beiden benachbarten Furchen zueinander ersichtlich, daß ein Ausgleiten der Nadel auf keinen Fall zu befürchten ist, wenn deren Druck im Sinne des Pfeiles g nach rechts gerichtet ist. Innerhalb der Klammer d ist im Gegensatz zur Klammer c eine benachbarte Furche von größter diagonal entgegengesetzter ■Abweichung dargestellt, d. h. eine Furche von größtem Ausschlag nach oben und nach links. Dies sind die größten Extreme, die vorkommen können, und man sieht, daß auch in dieser Lage hinreichende Führung für die Nadelspitze verbleibt.

Der vordere Teil des als Querschnitt gezeichneten Pfeiles f gibt die Richtung an, in welcher .die Schallplatte bewegt wird. Derselbe Pfeil kehrt in Fig. 3 wieder, die in Gemeinschaft mit Fig. 2 und 4 die Schallfurche in verschiedenen Ansichten .zeigt, und zwar gibt Fig. 2 die vertikale (Edison-) Komponente, Fig. 3 den Querschnitt (wie Fig. 1), und Fig. 4 die horizontale (Berliner) Komponente. In Fig. 2 erscheint die Schallkurve als ausgezogene Kurve, die die Grundkante der Furche bildet. Der unter ihr befindliche schraffierte Teil entspricht dem nicht entfernten Teil der Schreibfläche, der über ihr befindliche wieder von einer Kurve (der oberen Kantenkurve) begrenzte Teil der vertikalen Furchenwand, gegen die der Wiedergabestift gedrückt wird. In der Ansicht der horizontalen (Berliner) Komponente (Fig. 4) fallen obere und untere Kantenkurve, die ja senkrecht übereinander liegen, zusammen, und zwar ist, wie dies der Fig. 3 entspricht und im oberen Teil der Fig. 4 anzudeuten versucht ist, der steile Abfall links und der allmähliche rechts von der dargestellten Kurve zu denken.

Dieselben Figuren veranschaulichen schematisch eine zur Wiedergabe von Tönen mittels derartiger Schallfurchen dienende Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine horizontale Seitenansicht der Vorrichtung. Auf dem Boden der Schallfurche liegt die Spitze der Nadel 1 auf, welche von dem einen Ende des Nadelarmes 2 getragen wird, während das andere Ende des Nadelarmes 2 eine Spitze 3 besitzt, vermittels deren er in einer konischen Vertiefung an einen Vorsprung des Membrangehäuses mit Hilfe von entsprechend angeordneten Federn derart angedrückt wird, daß er eine nachgiebige Lagerung erhält. Die Verbindungslinie c zwischen der Nadelspitze und dem Mittelpunkt der Lagerung bildet einen Winkel von 45⁰ mit der Mittellinie b der Längsrichtung der Schalliurche. Mit dem Nadelarm 2 steht ein gerader Membranhebel 4 in fester Verbindung, der nach der. Mitte der Membran führt, und besitzt in dieser Projektion eine solche Lage, daß die Verbindungslinie zwischen dem Endpunkt 5 des Membranhebels und dem Mittelpunkt der Lagerung 3 mit der Mittellinie b einen rechten Winkel bildet.

In der Fig. 3 ist dieselbe Vorrichtung in horizontaler Projektion und . Vorderansicht dargestellt. Die Nadel 1 besitzt in dieser Projektion eine schräge Lage zu der Schreibfläche, während der Nadelhalter eine ähnliche schräge Lage, jedoch im entgegengesetzten Sinne zu der Schreibfläche, besitzt, so daß die Verbindungslinie zwischen der Nadelspitze und der Mitte der Lagerung des Nadelhalters 2 in dieser Projektion ebenfalls um 45⁰ gegen die Schreibfläche geneigt ist. Der Membranhebel 4 besitzt in dieser Projektion eine derartige Lage, daß die Verbindungslinie d zwischen dem Endpunkt 5 des Membranhebels 4 und dem Mittelpunkt der Lagerung des Nadelarmes 2 senkrecht zu der ersten Verbindungslinie c steht. Der vordere Teil des Pfeiles f zeigt in dieser Figur die Bewegungsrichtung der Schallplatte an.

. Die Fig. 4 stellt eine Ansicht von oben dar, und zwar ist aus derselben ersichtlich,- daß die Nadel auch in dieser Projektion eine schräge Lage von 45⁰ zu der Mittellinie b der Schallfurche besitzt. Die Verbindungslinie c besitzt auch in dieser Projektion eine schräge Lage von 45⁰ zu der Mittellinie b, während die Verbindung d zwischen dem Ende 5 des Membranhebels und dem Mittelpunkt der Lagerung des Nadelhalters 2 einen rechten Winkel mit der Mittellinie b der Schallfurche bildet.

■ Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Wenn die Schallplatte in Fig. 2 in der Richtung des Pfeiles bewegt wird, so wird die Nadelspitze, da sich an dieser Stelle die Furche vertieft, auf dem Kreisbogen e in der Richtung nach e sich bewegen. Da aber bei dieser Bewegung der Nadelspitze eine gleichzeitige horizontale Bewegung durch die seitliche Abweichung der Schallfurche stattfindet, wie aus Fig. 4 ersichtlich, und in dieser Projektion ebenfalls die Nadelspitze auf einem Kreisbogen e in der Richtung nach e sich bewegt, wenn die Platte dort ebenfalls in der Richtung des angegebenen Pfeiles bewegt wird, so werden diese beiden Bewegungen der Nadelspitze in demselben Sinne auf die Membranen einwirken und in dem Punkte 5 sich summieren. Da nun der von der Nadelspitze beschriebene Teil des Kreisbogens in der seitlichen Projektion Fig. 2 schräg zu der Schreibfläche liegt, so führt die Nadelspitze außer einer

Vertiefung in die Schallplatte gleichzeitig eine Verschiebung in der Längsrichtung der Schallfurche, und zwar in einer der Bewegung der Furche entgegengesetzten Richtung aus.

Da aber durch die gleichzeitig eingetretene horizontale Bewegung bei solcher Anordnung des Nadelarmes, wie in Fig. 4 dargestellt, durch die Bewegung der Nadelspitze in der Richtung nach e auch der beschriebene Teil des Bogens eine schräge Richtung zur Mittellinie b besitzt, und da in diesem Falle die Bewegung der Nadelspitze gleich groß wie bei der durch die vertikale Bewegung hervorgerufenen und die Richtung dieser Bewegung der Nadelspitze in der Längsrichtung der Furche mit der Bewegungsrichtung der Schallfurche übereinstimmt, so wird dadurch eine Schwingung im Räume vollführt, die natürlich größer als eine solche in der Ebene ausfällt.

Ein weiterer Vorteil durch den in einer derartigen Lage angeordneten Nadelarm besteht darin, daß die Schwingungen des Punktes 5, sowohl die horizontalen, als auch vertikalen Schwingungen jede für sich genommen, größere Amplituden besitzen als die einzelnen, in den betreffenden Projektionen dargestellten Abweichungen der angewendeten Raumkurve. Dieses findet aus dem Grunde statt, da der Teil des Kreisbogens e, um welchen sich die Nadelspitze verschiebt, schräg zu der Schreibfläche gelegen ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Ebenso ist in Fig. 4 der betreffende Teil des Kreisbogens um den gleichen Winkel schräg zu der Mittellinie gelegen. Der Radius des Nadelarmes, der zwischen Nadelspitze und Mittelpunkt der Lagerung sich befindet, ist im Vergleich zu der Größe der vorkommenden Schwingungen bei der vorliegenden Ausführung derart groß, daß der betreffende durch die Nadel beschriebene Teil des Bogens so flach ist, daß er praktisch als eine Gerade angesehen werden kann. Weil nun diese Gerade unter einem Winkel von 45⁰ gegen die Mittellinie b bei beiden Ausschlägen liegt, so ist ohne weiteres verständlich, daß der Ausschlag der Spitze auf dieser Linie größer sein muß als die Amplitude der Furche in beiden Fällen, d. h. in der horizontalen und vertikalen Abweichung. Da diese beiden Wirkungen im gleichen Sinne auftreten, so summieren sie sich am Ende des Membranhebels 5.

Wie bereits erwähnt, besteht die Lagerung des Nadelarmes aus einer Spitze, die in eine konische Vertiefung eines Vorsprunges am Membrangehäuse, dessen Oberfläche senkrecht zur Verbindungslinie c steht, hineinreicht und mittels zweier zu beiden Seiten des Nadelarmes symmetrisch und parallel zur Verbin- dungslinie c angeordneter Zugfedern angezogen wird. Die Zugfedern befinden sich auf der Linie g, die durch den Mittelpunkt der Lagerung geht und sowohl in der horizontalen Projektion Fig. 2, als auch in der vertikalen Projektion Fig. 4 einen Winkel von 45⁰ bildet. Diese Zugfedern halten die Spitze des Nadelarmes vermittels eines an dem letzteren angebrachten Flansches, der ebenfalls senkrecht zur Verbindungslinie c steht, in der konischen Vertiefung des Vorsprunges am Membrangehäuse fest. Statt der Zugfedern können auch Druckfedern in bekannter Weise verwendet werden, die mittels Schrauben an die Flansche angedrückt werden. Dieselbe Vorrichtung eignet sich auch ohne weiteres zur Aufnahme von Raumkurven.

Der Nadelarm 2 kann auch eine solche Lage besitzen, daß die Verbindungslinie einen größeren oder kleineren Winkel mit der Mittellinie bildet, jedoch müssen diese beiden Winkel in der horizontalen und in der vertikalen Projektion einander gleich sein, selbstverständlich nur in dem Falle, wenn die beiden Abweichungen, nämlich die horizontale und die vertikale, der angewendeten Raumkurve einander gleich sind.

Eine Ausführungsform einer derartigen Wiedergabevorrichtung, jedoch mit abweichender Lagerung des Nadelarmes,. ist in Fig. 5 dargestellt, und zwar ist der Stichelhalter mittels zweier sich kreuzender Achsen gelagert. Auf dem Vorsprung 6 am Membrangehäuse, dessen Oberfläche in der Ebene der Membran liegt, befindet sich eine viereckige Platte 8, welche auf den Schneiden 9 aufliegt. Die Platte 8 wird durch die beiden Schrauben 10 unter Vermittlung von Federn in bekannter Weise gegen die Schneiden aufgedrückt. Auf der oberen Seite der Platte 8 befinden sich rechtwinklig zu den Schneiden 9 die Schneiden 11, auf welchen der mit einem Z-förmigen Flansch versehene Fuß des Nadelhalters 2 mittels der Schrauben 12 unter Vermittlung von Federn angedrückt wird.

Eine besondere Ausführungsform einer Vorrichtung, die hauptsächlich zur Aufnahme von solchen raumkurvenartigen Schallfurchen dient und eine Verschiebung des Stichels nur in einer senkrecht zur Schallfurche gelegenen Ebene gestattet,. ist in Fig. 6 bis 8 dargestellt, no Die im Gehäuse 14 eingeschlossene Membran 15 ist unmittelbar mit dem Stichelhalter 16 verbunden. Um seitliche Bewegungen des Stichels zu vermeiden, ist der Kopf 17 des Stichelhalters 16 mittels der mit Spitzen versehenen Stangen 18 gegen die Vorsprünge 19 des Membrangehäuses gestützt. Vermittels der

j Feder 20, welche einerseits mit dem Kopf des Stichelhalters, andererseits mit dem Bügel 21 zusammenhängt, werden die Stangen mit dem Stichelhalter und dem Widerlager zusammengehalten, so daß sie eine solche Lagerung

bilden, daß der Stichel nur in achsialer Richtung verschoben werden kann.

Die in Fig. 6 dargestellte Lage der Aufnahmevorrichtung zur Schreibfläche entspricht nicht der Wirklichkeit, da sie nur Edisonschrift erzeugen würde, und ist nur, um eine bessere Sichtbarkeit der einzelnen Teile zu erreichen, ' gewählt worden. In Wirklichkeit muß die Vorrichtung in eine derartige Lage

ίο zur Schreibfläche gebracht werden, daß die Achse des Stichelhalters nur in der in Fig. 6 dargestellten Projektion senkrecht zur Schreibfläche steht, während in der anderen Projektion die Achse des Stichelhalters die in Fig. 8 dargestellte schräge Lage von 45⁰ zur Schreibfläche einnehmen muß. Auf diese Weise wird die Schneide des Stichels sich senkrecht zur Längsrichtung der Furche und schräg zur Schreibfläche verschieben, so daß die Furche durch die von den Membranschwingungen veranlaß te η achsialen Bewegungen des Stichelarmes gleichzeitig Abweichungen in horizontaler und vertikaler Richtung erhält. Die erzeugten Kurven sind allerdings nicht mehr eigentliche Raumkurven, sondern bilden, abgesehen von den minimalen Seitenschwankungen, die das Kippen der Stäbe 18 zuläßt, in der Hauptsache eine schräggelegte Edisonschrift, die aber gegenüber der gewöhnlichen Edisonschrift ebenfalls den Vorteil größerer Amplitude bei gleicher Tiefe hat.

In der Fig. 8 ist α der hintere Teil des Pfeiles, der die Bewegungsrichtung der Schreibfläche angibt.

In Fig. 9 und 10 ist ein Teil eines Tonarmes dargestellt, aus welchem eine Anordnung der Feder ersichtlich ist, die zur Erzeugung des nötigen Seitendruckes auf die Nadel dient, und zwar ist die Vorrichtung derart ausgebildet, daß die Wirkung der Feder auf den Tonarm nach Belieben ausgeschaltet werden kann, so daß ein mit derart ausgebildetem Tonarm versehenes Grammophon sich ebenfalls zur Benutzung für Schallplatten mit anderen Schriften, z. B. Berliner- und Edisonschriften eignet. Der Träger 22 ist bei 23 mit einem trommelartigen Gehäuse versehen, welches innen eine zylindrische Vertiefung besitzt, die zur Aufnahme der Feder dient. Irt dem Mittelpunkt der zylindrischen Vertiefung befindet sich der fest eingesetzte Stützbolzen 24, auf dessen oberem Ende 25 der Tonarm 26 in bekannter Weise drehbar gelagert ist. Auf diesem Bolzen befindet sich der Deckel 27, der sowohl an dem Bolzen als auch mit seinem Rand in der zylindrischen Vertiefung des Gehäuses um die Achse des Bolzens sich bequem drehen kann. Im inneren Teil des trommelartigen Gehäuses ist die spiralförmig ausgebildete Bandfeder 33 auf dem Bolzen mit dem einen Ende befestigt, während das andere Ende der Feder an den zylindrischen Rand des Deckels 27 ebenfalls fest angeschlossen ist. Der Deckel 28 ist, wie aus Fig. 10 ersichtlich, teilweise ausgeschnitten, und in diesen Ausschnitt ragt durch die Wand des Gehäuses das Ende der im Gehäuse eingeschraubten Schraube 29 derart hinein, daß beim Drehen des Deckels die Seitenränder des Ausschnittes gegen die Schraube anschlagen und dadurch ein vollständiges Entspannen der Feder nicht zulassen.

Die Wirkung der Feder wird auf den Tonarm durch den Vorsprung 30 des Deckels 27 übertragen, wobei der Vorsprung 30 einen Schlitz besitzt, in welchen der am Tonarm drehbar befestigte. Schalthebel 31 eingreift. Um ein sicheres Verbleiben des Hebels 31 in der eingestellten Lage nach dem Ein- oder Ausschalten zu sichern, ist der Hebel an entsprechender Stelle mit zwei Flächen versehen, gegen welche eine flache Bandfeder 32 stets sich andrückt. Durch einfaches Verschieben des Hebels in der Richtung des Pfeiles wird der Tonarm von der Wirkung der Feder befreit.

Der Seitendruck auf die Nadel kann auch ohne Zuhilfenahme von Federn dadurch entstehen, ■ daß die Schallplatte derart schräggestellt wird, daß unter der Wirkung der go Schwerkraft der Schalldose die Nadel stets gegen die senkrechte Seitenwand der Furche angedrückt wird.

Claims

Pate nt-An Sprüche:

i. Verfahren zur Aufnahme von Schallschwingungen nach Patent 217700, gekennzeichnet durch die Erzeugung einer Schallfurche von derartig unsymmetrischem Profil, daß die eine Seitenwand steil (nahezu senkrecht zur Schreibfläche) liegt, so daß sie bei der Wiedergabe ein sicheres Widerlager für den Schallstift bildet, während die andere Seitenwand flach geneigt ist, so daß sie dem Schallstift bei der Wiedergäbe ein gutes Gleiten in der Schallkurve gestattet.
2 Vorrichtung zur Wiedergabe von Tönen mittels Schallkurven nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallstift um einen seitlich von ihm gelegenen Punkt drehbar gelagert ist und mit der Steilwand der Schallfurche den Winkel einer kubischen Diagonale bildet.
3. Vorrichtung zur Aufnahme von Schallkurven nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalldose mit nur senkrecht zur Membran (15) beweglichem und. an seiner Spitze das zu erzeugende Profil in symmetrischer Anordnung enthaltendem Aufnahmestift (16) so schräg zur Schreibfläche gestellt ist (Fig. 8), daß die eine

Schneidkante des Schallstiftes (16) senkrecht zur Schreibfläche steht.
4. Vorrichtung zur Aufnahme von Schallkurven und Wiedergabe von Tönen mittels Schallkurven nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine am Tonarm (26) angeordnete Feder (33) oder eine ähnliche Vorrichtung, die einen derartigen Seitendruck auf den Schallstift ausübt, daß dieser ständig an die Steilwandung der Schallfurche angedrückt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30, 31) zum Ein- und Ausschalten der Feder (33).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.