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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Grammophon. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Ein Grammophon ist ein Gerät zur Wiedergabe von Ton von einer Schallplatte.
Zu den bemerkenswerten technischen Errungenschaften des 1857. Jahrhunderts gehört nicht zuletzt die Erfindung der Tonaufzeichnung. Das erste Tonaufnahmegerät wurde XNUMX von Leon Scott entwickelt. Das Funktionsprinzip seines Phonoautographen war sehr einfach: Eine Nadel, die die Schwingungen einer Schallmembran übertrug, zeichnete eine Kurve auf die Oberfläche eines rotierenden Zylinders, der mit einer Rußschicht bedeckt war. Schallwellen in diesem Gerät erhielten sozusagen ein sichtbares Bild, aber nicht mehr - es ist klar, dass es unmöglich war, den auf Ruß aufgenommenen Ton zu reproduzieren. Den nächsten wichtigen Schritt auf diesem Weg machte der berühmte amerikanische Erfinder Edison. 1877 schuf Edison die erste "sprechende Maschine" - den Phonographen, der es ermöglichte, Ton nicht nur aufzunehmen, sondern auch wiederzugeben.
Edison sprach über seine Erfindung wie folgt: „Einmal, als ich noch daran arbeitete, das Telefon zu verbessern, sang ich irgendwie über die Membran des Telefons, an die eine Stahlnadel gelötet war. Durch das Zittern der Schallplatten stach die Nadel Finger, und das brachte mich zum Nachdenken: Wenn es möglich wäre, diese Schwingungen der Nadel aufzuzeichnen und dann die Nadel wieder über eine solche Schallplatte zu führen, warum würde dann die Schallplatte nicht sprechen? Nadel, hörte ich jedoch sehr schwach: "Hallo, hallo". Dann beschloss ich, ein Gerät zu bauen, das klar funktionieren würde, und wies meine Assistenten an und erzählte, was ich mir ausgedacht hatte. Sie lachten mich aus " . Das Prinzip des Phonographen war im Allgemeinen dasselbe wie das des Telefons. Schallwellen wurden mit Hilfe eines Sprechrohrs auf eine Platte aus sehr dünnem Glas oder Glimmer gebracht und ein daran befestigtes Messer auf einer schnell rotierenden Welle aufgezeichnet, die mit Stanniol bedeckt war. Auf der Folie wurden Spuren erhalten, deren Form den Schwingungen der Platte und damit den auf sie einfallenden Schallwellen entsprach. Mit diesem Blechstreifen ließen sich auf demselben Instrument dieselben Klänge erzeugen. Bei gleichmäßiger Drehung des Streifens passierte der an der Platte befestigte Schneider die zuvor von ihm hergestellte Nut. Dadurch wurde die Platte durch den Meißel in die gleichen Schwingungen versetzt, die sie zuvor unter dem Einfluss der Stimme und des Klanginstruments auf sie übertragen hatte, und begann zu klingen wie die Membran eines Telefons. Auf diese Weise gab der Phonograph jedes Gespräch, jeden Gesang und jedes Pfeifen wieder.
Die ersten Edison-Geräte, die 1877 hergestellt wurden, waren noch sehr unvollkommen. Sie keuchten, nasalisierten, übertrieben einige Geräusche, reproduzierten andere überhaupt nicht und ähnelten im Allgemeinen eher Papageien als Lautsprechern menschlicher Sprache. Ihr anderer Nachteil war, dass der Ton nur unterschieden werden konnte, wenn man das Ohr an das Zwerchfell legte. Dies lag hauptsächlich daran, dass sich die Walze auf der Oberfläche, die nicht vollständig glatt gemacht werden konnte, nicht gleichmäßig genug bewegte. Die Nadel, die sich von einer Aussparung zur anderen bewegte, erfuhr ihre eigenen Schwingungen, die in Form von starken Geräuschen übertragen wurden. Edison arbeitete hart daran, den Phonographen zu verbessern. Besonders viele Probleme hatte er mit der Wiedergabe des Tons "s", der nicht aufgenommen werden wollte. Er selbst erinnerte sich später: "Sieben Monate lang habe ich fast 18-20 Stunden am Tag an einem Wort" Gewürz "gearbeitet. Petia, Petia, Petia. Es war möglich, verrückt zu werden! Aber ich verlor nicht den Mut und setzte meine Arbeit bis dahin beharrlich fort Ich habe die Schwierigkeiten überwunden. Wie schwierig meine Aufgabe war, werden Sie verstehen, wenn ich sage, dass die Spuren, die auf dem Zylinder am Anfang des Wortes erhalten wurden, nicht tiefer als ein Millionstel Zoll waren! Es ist leicht, erstaunliche Entdeckungen zu machen, aber die Schwierigkeit liegt darin, sie so zu verbessern, dass sie von praktischem Wert sind.
Nach vielen Experimenten wurde ein mehr oder weniger geeignetes Material für die Walzen gefunden - eine Legierung aus Wachs und einigen Pflanzenharzen (Edison hielt dieses Rezept geheim). 1878 gründete er eine Spezialfirma zur Herstellung von Phonographen. Gleichzeitig wurde in allen Zeitungen großflächig für seine Erfindung geworben. Es wurde versichert, dass der Phonograph zum Diktieren von Briefen, zum Veröffentlichen von Hörbüchern, zum Musizieren, zum Erlernen von Fremdsprachen, zum Aufzeichnen von Telefonnachrichten und für viele andere Zwecke verwendet werden könne. Aber leider wurde keines dieser Versprechen sogar 1889 erfüllt, als ein neuer Phonograph gebaut wurde, der nicht viele der Mängel des ersteren aufwies. Das Funktionsprinzip bleibt gleich. Der Wachszylinder W wurde von einem Elektromotor im Kasten K mit einem sehr ruhigen und gleichmäßigen Lauf angetrieben. Der Regler G steuerte die Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders (125 U/min) durch Ein- und Ausschalten der Widerstände. Hebel A, der das Sprechrohr und die Schallplatte trug, ruhte auf einem Schlitten. Dieser Schieber wurde entlang der Führungsstange F mittels einer Mutter mit einem Schraubengewinde M bewegt, die auf dem Schaft der Hauptschraube ruhte, die Feingewinde hatte und die Achse des Zylinders C bildete. Dieses Gewinde war eine beispielhafte Arbeit von Mechanik und hatte einen Schraubenhub pro Zoll. Zwei Hebel A und B dienten dazu, die Mutter von der Hauptstange zu drücken. Schallplatten wurden aus sehr dünnem Glas hergestellt; von diesen hatte einer einen scharfen Meißel zum Aufzeichnen der Vibrationen einer Platte auf einem Wachszylinder, der andere einen stumpfen Meißel zur Reproduktion. Die dritte, etwas stärkere Schallplatte wurde mit einem kleinen scharfen Meißel ausgestattet, um die verschlissenen Wachswalzen nachzuschleifen und somit für neue Aufnahmen zu verwenden. Eine Trompete mit einer Glocke wurde verwendet, um den Klang zu verstärken.
Der Schreibteil war eine in einen Metallring eingebettete runde Membran, deren Raum darüber durch einen Deckel mit Glocke verschlossen war. Spricht man in diese Glocke hinein, dann erreichen die Schallwellen die Membran und versetzen diese in oszillierende Bewegung. Von unten wurde in der Mitte der Membran eine dünne Schreibspitze angebracht, mit deren Hilfe in den Wachsmantel der Trommel eine mehr oder weniger tiefe Rille geschnitten wurde, je nach Schwankungen der Membran. Die Membran mit ihrem Zubehör war auf einem Hebel gelagert, der an einer Gleitvorrichtung befestigt war, und bewegte sich zusammen mit dieser, wenn sich die Trommel von rechts nach links drehte. Damit diese Bewegung entsprechend der Drehung der Trommel erfolgen kann, wurde an der Gleitvorrichtung ein zweiter Hebel befestigt, der mit seinem Ende auf der Schraubenspindel aufliegt und sich mit einem Teil der Mutter darauf stützt.
Wenn sich also die Spindel bewegte, bewegte sich die Gleitvorrichtung, und da die Spindel durch eine Endlosschnur mit der Trommelwelle verbunden war, bewegten sich die Gleitvorrichtung und der Stift zusammen mit ihr entsprechend ihrer Drehung, und der Stift schnitt eine Schraubenlinie auf der Wachsmasse. Solange die Membran nicht schwingte, ritzte der Stift eine Rille mit gleichmäßiger Tiefe, aber sobald die Membran unter dem Einfluss von Schallwellen zu schwingen begann, nahm die Tiefe der Rille ständig ab und nahm dann zu. Dieser wellenförmige Streifen wurde dann verwendet, um eine andere ähnliche Membran in Bewegung zu setzen, an der ein entlang der Rille gleitender Stift befestigt war. Der neue verbesserte Phonograph fand jedoch keine breite praktische Anwendung. Neben dem hohen Preis verhinderten praktische Mängel seine Verbreitung. Die Rolle konnte nicht viele Informationen enthalten und füllte sich in wenigen Minuten. Mehr oder weniger bedeutende Korrespondenz erforderte eine große Anzahl von Rollen. Nach mehrmaligem Anhören wurde die Kopie vernichtet. Die Übertragung des Apparats selbst war alles andere als perfekt. Außerdem war es unmöglich, Kopien von der Wachswalze zu bekommen. Jede Schallplatte war ein Unikat und bei Beschädigung der Walze für immer verloren. All diese Mängel wurden erfolgreich von Emil Berliner überwunden, der 1887 ein Patent für ein weiteres Tonaufnahmegerät - das Grammophon - anmeldete. Obwohl das Prinzip von Grammophon und Phonograph dasselbe war, wies das Grammophon eine Reihe signifikanter Unterschiede auf, die ihm die weiteste Verbreitung verschafften. Erstens war die Nadel in Berliners Aufzeichnungsgerät parallel zur Membranebene und zeichnete gewundene Linien (statt Furchen wie bei Edison). Außerdem entschied sich Berliner statt für einen sperrigen und unbequemen Roller für einen runden Teller.
Die Aufnahme erfolgte wie folgt. Eine polierte Zinkscheibe, die für die Tonaufnahme bestimmt war, wurde auf eine Scheibe mit großem Durchmesser und Rand montiert. Darauf wurde eine Wachslösung in Benzin gegossen. Das Scheibenbad wurde vom Griff über ein Reibungsgetriebe gedreht, und ein System von Zahnrädern und einer Leitspindel verband die Drehung der Scheibe mit der radialen Bewegung der auf der Zahnstange montierten Aufzeichnungsmembran. Dadurch wird die Bewegung des Aufnahmegeräts entlang einer Spirallinie erreicht. Als das Benzin verdunstet war, blieb eine sehr dünne Wachsschicht auf der Disc zurück, und die Disc war aufnahmebereit. Berliner erzeugte fast wie Edison einen Sound-Groove, indem er eine Aufnahmemembran verwendete, die mit einer Röhre mit einem kleinen Horn ausgestattet war und ihre Schwingungen auf eine Iridiumspitze übertrug.
Der Hauptvorteil der Aufzeichnung nach der Berliner Methode bestand darin, dass Kopien leicht von der Disc erhalten werden konnten. Dazu wurde die bespielte Scheibe zunächst in eine wässrige Chromsäurelösung getaucht. Wo die Oberfläche der Scheibe mit Wachs bedeckt war, hatte die Säure keine Wirkung darauf. Nur in den Klangrillen, weil die Aufnahmespitze das Wachs bis auf die Plattenoberfläche schnitt, löste sich das Zink unter der Säureeinwirkung auf. In diesem Fall wurde die Schallrille bis zu einer Tiefe von etwa 0 mm geätzt. Die Scheibe wurde dann gewaschen und das Wachs entfernt. In dieser Form konnte es schon der Tonwiedergabe dienen, war aber eigentlich nur das Original zur Herstellung von galvanischen Kupferkopien. Das Prinzip der Galvanoformung wurde 1838 von dem russischen Elektroingenieur Jacobi entdeckt. Elektrolyte wurden oben bereits erwähnt – Flüssigkeiten, die elektrischen Strom durch sich selbst leiten. Elektrolyte zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Moleküle in Lösungen (oder Schmelzen) in positive und negative Ionen zerfallen. Dadurch wird die Elektrolyse möglich - eine chemische Reaktion, die unter dem Einfluss von elektrischem Strom abläuft. Für die Elektrolyse werden Metall- oder Kohlestäbe in das Bad gelegt, die an eine Konstantstromquelle angeschlossen werden. (Die mit dem Minuspol der Batterie verbundene Elektrode wird als Kathode bezeichnet, und die mit dem Pluspol verbundene Elektrode wird als Anode bezeichnet.) Der elektrische Strom im Elektrolyten repräsentiert den Prozess der Bewegung von Ionen zu den Elektroden. Positiv geladene Ionen bewegen sich zur Kathode, während sich negativ geladene Ionen zur Anode bewegen. An den Elektroden findet eine Neutralisationsreaktion von Ionen statt, die, indem sie zusätzliche Elektronen abgeben oder die fehlenden erhalten, zu Atomen und Molekülen werden. Beispielsweise erhält jedes Kupferion an der Kathode zwei fehlende Elektronen und lagert sich darauf in Form von metallischem Kupfer ab. In diesem Fall ergibt die Abscheidung ein genaues Reliefbild der Kathode. Gerade diese letzte Eigenschaft wird beim Galvanoformen genutzt. Von den kopierten Objekten wird eine Kopie (Matrix) genommen, die ihr umgekehrtes Negativbild darstellt. Die Kopie wird dann als Kathode (Minuspol) in ein Galvanikbad gehängt. Als Anode (Pluspol) wird das Metall genommen, aus dem die Kopie gemacht wurde. Die Badlösung muss Ionen desselben Metalls enthalten. Berliner ging genauso vor - er tauchte eine Zinkscheibe in ein Bad mit einer Kupfersalzlösung und schloss den Minuspol der Batterie daran an. Während der Elektrolyse wurde eine 3-4 mm dicke Kupferschicht auf der Scheibe abgeschieden, die alle Details der Scheibe genau wiederholte, jedoch mit einem umgekehrten Relief (das heißt, anstelle der Rillen wurden Tuberkel erhalten, aber genau alle ihre Wendungen wiederholen). Dann wurde die entstandene Kupferkopie von der Zinkscheibe getrennt. Es diente als Matrize, mit der es möglich war, Scheibenplatten aus einem Kunststoffmaterial zu pressen. Zu diesem Zweck wurden anfangs Zelluloid, Ebonit, alle Arten von Wachsmassen und dergleichen verwendet. Die allererste Schallplatte der Geschichte wurde 1888 von Berliner aus Zelluloid hergestellt. Schallplatten, die Anfang der 90er Jahre in den Handel kamen, wurden aus Ebonit hergestellt. Beide Materialien waren für den beabsichtigten Zweck nicht geeignet, da sie schlecht gepresst waren und daher das Relief der Matrize nicht genau wiedergaben. Nach vielen Experimenten schuf Berliner 1896 eine spezielle Schellackmasse (sie enthielt Schellack - ein Harz organischen Ursprungs, schweren Spat, Asche und einige andere Substanzen), die dann viele Jahrzehnte lang das Hauptmaterial für die Herstellung von Schallplatten blieb.
Die Platten wurden auf einem speziellen Gerät abgespielt - einem Grammophon. Der Hauptteil der Tonzupfvorrichtung war hier eine Glimmerplatte, die durch einen Hebel mit einer Klemme verbunden war, in die auswechselbare Stahlnadeln eingesetzt waren. Zwischen der Klemme und dem Membrankörper wurden Gummidichtungen angeordnet. Zunächst wurde das Grammophon von Hand angetrieben und dann auf einer Kiste mit einem Uhrwerk installiert. Sowohl die Blockflöte als auch Berliners erste Grammophone waren sehr unvollkommen. Zischen, Knistern und Verzerren waren ihre ständigen Begleiter. Trotzdem war diese Erfindung ein großer kommerzieller Erfolg – in nur zehn Jahren verbreiteten sich Grammophone auf der ganzen Welt und drangen in alle Bereiche der Gesellschaft ein. Bis 1901 wurden bereits etwa vier Millionen Schallplatten veröffentlicht. Phonographen konnten mit der Gründung von Berliner nicht konkurrieren, und Edison musste ihre Produktion einschränken. Autor: Ryzhov K.V.
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