Phonographischer Abtaststift Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen phonographischen Abtaststift, dessen Spitze vorzugs weise aus einem Diamant oder einem anderen Edel stein besteht.
Dass die Spitzen von phonographischen Abtast- stiften in Tonabnehmern für Schallplatten vorzugs weise aus Edelsteinen bestehen, ist seit langem be kannt. Es gibt viele Möglichkeiten, beispielsweise einen Diamanten mit einem Halter bzw. einem Schaft zu verbinden. Bei diesen bekannten Verfahren müssen die Diamanten relativ gross sein, während die mecha nische Befestigung relativ massive Teile erfordert, so dass die gesamte Anordnung teuer war, die Schall platten relativ stark abnützte und auf hochfrequente Schwingungen nur ungenügend ansprach. Entspre chend wurde zur Vermeidung dieser Nachteile ver sucht, kleinere und entsprechend billigere Diamanten mittels Löten an relativ kleinen Schäften zu befesti gen.
Bei einem derartigen Verfahren wird ein mit einer benetzenden Flüssigkeit gemischtes pulverför miges Titanhydrid auf den Diamanten aufgebracht, um das Löten mit einem metallenen Schaft zu er leichtern. Es wurden in erster Linie Metallschäfte aus Eisen, Nickel-Eisen-Legierungen und Beryllium-Kup- fer-Legierungen verwendet. Es hat sich nun heraus gestellt, dass phonographische Stifte mit einem Schaft aus Titan oder Zirkon erhebliche Vorteile mit sich bringen.
Titan besitzt beispielsweise einen wesent lich geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizien- ten als Eisen oder Stahl und stimmt daher besser mit den Edelsteinen überein, so dass beim Löten oder Abkühlen in einem erheblichen Temperaturbereich innere Spannungen nicht auftreten. Titan ist weiter hin nicht magnetisch und sehr leicht. Es ist nur wenig mehr als halb so schwer wie Eisen. Titan besitzt eine Dichte von 4,5 g/cm3, während Eisen eine Dichte von 7,8 g/cm3 und Kupfer eine Dichte von 8;9 g/cm3 besitzt.
Titan ist schliesslich weitgehend elastisch, so dass es die infolge des unterschiedlichen Ausdehnungs koeffizienten zwischen dem Diamanten und dem Schaftmaterial auftretenden Spannungen ausgleichen kann. Weiterhin ist Titan ein aktives Metall und er leichtert die Verbindung mit dem Diamanten, wobei die Verbindung selbst sehr stark ist.
Es ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten phonographischen Abtaststift vor zugsweise mit einem Edelstein als Spitze zu schaffen, welcher leicht ist, gut auf die verschiedenen Frequen zen anspricht, nur eine geringe Plattenabnützung ver ursacht, und welcher gut in grossen Stückzahlen her gestellt werden kann, ohne dass ein zu grosser Aus schuss auftritt.
Der phonographische Abtaststift gemäss der vor liegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Schaft aus Titan oder Zirkon be steht, wobei in dessen einem Ende eine Ausnehmung vorgesehen ist, und ein Spitzenmaterial an den Wän den dieser Ausnehmung befestigt ist, wobei das Spit zenmaterial ein von dem Schaft abragendes, geformtes Ende aufweist.
Der Abtaststift gemäss der vorliegenden Erfin dung soll anhand der beiliegenden Zeichnungen bei spielsweise näher erläutert werden, wobei zeigen: Fig. 1 einen Schaft und einen Diamanten vor der Befestigung in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 einen mit einem Schaft verbundenen Dia manten, teilweise im Schnitt, Fig. 3 eine Vorrichtung, in welcher die Diamanten mit den Schäften verbunden werden können, Fig. 4 einen Abtaststift, teilweise im Schnitt,
nach der Befestigung des Steines in dem Schaft, Fig. 5 einen Abtaststift, teilweise im Schnitt. Bei der Herstellung des Abtaststiftes wird gemäss einem Ausführungsbeispiel ein stabförmiges Titan- stück 1 an einer Seite mit einer zylindrischen Boh rung 2 versehen, in welche ein Diamant 3 eingesetzt werden kann, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Der dargestellte Diamant besitzt eine idealisierte Form, d. h. die Form eines Oktaeders; sehr viele kleine Diamantstücke kommen jedoch dieser Form relativ nahe. Wie aus Fig. 2 ersehen werden kann, ist der Durchmesser und die Tiefe der Bohrung etwas grö sser, als die entsprechenden Abmessungen des zu befestigenden Diamanten, so dass noch Hohlräume für die Lötmasse 4 verbleiben.
Wenngleich viele Löt- materialien zur Befestigung des Diamanten an dem Schaft 1 verwendet werden können, muss eine körnige Nickel-Lötmasse infolge ihrer guten Bindeeigen schaften als bevorzugt angesehen werden. Das kör nige Nickel wird zunächst in die Bohrung eingefüllt und anschliessend der Diamant wie gezeigt eingesetzt. Andere Lötmassen, welche ebenfalls mit Erfolg an gewendet werden können, sind beispielsweise Silber, Silber-Kupfer-Legierungen, Silber-Blei-Legierungen und Eisen.
In Fig. 3 ist im Schnitt eine Vorrichtung gezeigt, in welcher gleichzeitig eine grössere Zahl von Schäf ten, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, mit jeweils einem Diamanten verbunden werden können. Die Vorrichtung enthält einen glockenförmigen Teil 5, welcher auf einer Unterlage 6 ruht, die eine Öff nung 7 aufweist, welche an eine Vakuumpumpe ange schlossen werden kann, so dass das Innere der Glocke 5 evakuiert werden kann. In der Glocke ist eine Halteplatte 8 vorgesehen, in deren Oberfläche eine grosse Zahl von kleinen Bohrungen zur Aufnahme der Schäfte 1 vorgesehen ist.
Ein zylinderförmiger Ofen 9 aus hochschmelzbarem Material, wie beispiels weise Tantal, umgibt die Halteplatte 8, so dass die Schäfte durch Wärmestrahlung erhitzt werden, wenn der Ofen seinerseits durch elektromagnetische In duktion erwärmt wird. Die Erwärmung des Ofens erfolgt mittels einer Hochfrequenzspule 10, welche die Glocke 5 umgibt und von seiten einer Hoch frequenzenergiequelle (nicht dargestellt) gespeist wird.
Bei der Durchführung des Lötprozesses wird zu nächst die Glocke evakuiert, wobei die Teile bereits etwas erhitzt werden, um das Evakuieren zu erleich tern. Wenn ein Druck von etwa einem Mikron Hg erreicht ist, wird die Temperatur bis auf den Schmelz punkt der Nickel-Titan-Kombination erhöht, d. h. auf etwa 960 C, so dass der Diamant von geschmol zenem Metall umgeben ist. Anschliessend lässt man die gesamte Anordnung abkühlen.
Das Titan ist ein aktives Metall und erleichtert das Benetzen des Dia manten und das Entstehen einer haltbaren chemischen Bindung. Wenngleich es nicht erforderlich ist, bei der Verwendung von Schäften aus Titan oder Zirkon be sondere Massnahmen zu treffen, um den Diamanten zu benetzen, können derartige Massnahmen zusätzlich von gewissem Vorteil sein.
Diese Massnahmen kön nen darin bestehen, auf dem Diamanten einen dünnen überzug eines Gemisches mit Titan aufzubringen. Die Mischung kann aus Titanhydrid und einem flüch- tigen Bindestoff, wie beispielsweise Nitrozelluloselack oder Amylacetat bestehen.
Nach dem Löten wird der abragende Teil des Diamanten zu einem Konus geschliffen, wobei die Konusspitze einen Durchmesser von 0,025 mm be sitzt. Anschliessend kann auch der Durchmesser des Schaftes durch Drehen vermindert werden und der Schaft auf die Länge gebracht werden, damit er in den Tonkopf eingesetzt werden kann. Bei einem Ausfüh rungsbeispiel besass der Schaft anfänglich einen Durchmesser von etwa 1 mm, während der Durch messer der Bohrung etwa 0,6 mm betrug. Der Dia mant oder der fertige Schaft kann auf einen Durch messer in der Grössenordnung von 0,6 mm gebracht werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei dieser Verminderung des Durchmessers die maximale Quer ausdehnung des Diamanten durch Schleifen herabge setzt werden kann. Die Gesamtlänge einschliesslich der Diamantspitze kann etwa 1,7 mm betragen.
Die beschriebenen, mit Diamantspitzen versehe- nen Abtaststifte besitzen sowohl in der Herstellungs weise als auch im Betrieb erhebliche Vorteile. Die Verwendung von Titan oder Zirkon für den Schaft erleichtert die Herstellung einer guten chemischen Verbindung, so dass die Befestigungsvorrichtungen relativ klein gehalten werden können.
Wie bereits ausgeführt, ist eine Folge des relativ geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Titans bzw. Zirkons im Vergleich zu anderen Mate rialien wie beispielsweise Eisen, das relativ geringe innere Spannungen nach der Herstellung der Verbin dung auftreten, wodurch die Gefahr, dass sich der Diamant von dem Schaft während des Schleifens löst, erheblich herabgesetzt ist. Das geringe Gewicht ver mindert die Schallplattenabnützung und verbessert die Empfindlichkeit gegenüber hohen Frequenzen.
Die Materialien sind weiterhin nicht magnetisch was bei den Tonköpfen von Vorteil ist, die ein magnetisches Feld verwenden.
Durch die Erfindung werden somit eine Reihe von erheblichen Vorteilen erlangt, wobei nicht zuletzt die geringe Masse des Stiftes, das geringe Gewicht und die geringen Herstellungskosten ins Gewicht fallen.
Wenn andere Lötmaterialien verwendet werden, muss auch die Temperatur, bei der das Löten vorge nommen wird, dem Schmelzpunkt angepasst werden. Bei reinem Silber muss etwa bei 960 C gelötet wer den, bei der Verwendung von Eisen bei etwas mehr als 1000 C,
bei der Verwendung einer Silber-Kupfer- Legierung bei 780 C und bei einer Legierung von 30% Silber und 70% Blei bei einer Temperatur zwi- schen 500 und 600 C. Die letzterwähnte Lötmasse ist relativ weich, so dass die inneren Spannungen wesentlich herabgesetzt sind. Wenn diese Temperatur grenzen bei dem Schleifen nicht überschritten werden, ist diese Masse ein sehr gutes Bindemittel.
Fig. 5 zeigt einen Abtaststift gemäss einem weite ren Ausführungsbeispiel der Erfindung, welcher ins besondere dann anzuwenden ist, wenn die Abmes- sungen nicht allzu klein sein müssen. Bei diesem Aus führungsbeispiel werden mehrere mit Schäften zu ver bindende Diamanten 3 vorübergehend in eine mit Ausnehmungen versehene Trägerplatte 11 einzemen tiert, worauf Schäfte 12, die aus Titanrohren beste hen, über den herausragenden Teil der Diamanten 3 gesteckt werden. Die Lötmasse 4 wird nun von dem oberen Ende des Rohres her eingefüllt.
Der übrige Teil des Herstellungsverfahrens ist identisch mit dem jenigen, welches anhand der vorhergegangenen Fi guren erläutert worden ist, jedoch mit dem Unter schied, dass das Lötverfahren mit nach unten gerich teter Spitze durchgeführt wird.
Zirkon verhält sich in vieler Hinsicht ähnlich wie Titan und kann im vorliegenden Zusammenhang in gleicher Weise wie dieses verwendet werden. Zirkon besitzt verglichen mit Titan einen etwas geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten; da jedoch die Löttemperatur bei der Verwendung von Zirkon etwas höher liegt, gleichen sich die beiden Unterschiede aus. Anderseits ist Zirkon nicht so aktiv als Benetzungs- mittel wie Titan.
Wenngleich die vorliegende Erfindung im Zusam menhang mit Stiften mit Edelsteinspitze wie Diaman ten beschrieben worden ist, können auch andere sich wenig abnützende Materialien verwendet und an den Schäften befestigt werden.