CH640991A5

CH640991A5 - Nadelkopf fuer den tonabnehmer eines plattenspielers.

Info

Publication number: CH640991A5
Application number: CH1262278A
Authority: CH
Inventors: Neil F Albert
Original assignee: Pickering & Co Inc
Priority date: 1978-04-04
Filing date: 1978-12-12
Publication date: 1984-01-31
Also published as: US4140321A; GB2019159A; JPS54131901A; JPS647560B2; CA1102246A; GB2019159B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Nadelkopf für den Tonabnehmer eines Plattenspielers mit einem Gehäuse und einem daran befestigten, nicht magnetischen Rohr, das ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist, mit einem im Rohr angeordneten unmagnetischen Arm mit einem vorderen sich durch das vordere Ende des Rohres erstreckenden Endteil und einem hinteren Endteil, wobei am vorderen Endteil des Armes eine Nadelspitze befestigt ist, mit einem am Arm angeordneten und mit diesem beweglichen, magnetischen Element, mit einem im Rohr angeordneten, elastomeren Dämpfer, welcher das hintere Endteil des Armes umfasst und hält.

Bei Tonabnehmern von Plattenspielern werden in der Regel zwei Typen unterschieden, nämlich der magnetische Typ und der keramische Typ. Magnetische Tonabnehmer haben gegenüber den keramischen nachgewiesene Vorteile mit Bezug auf die Tontreue und die Wiedergabecharakteristiken. Sie werden häufig in anspruchsvollen High-Fidelity- und Stereotonanlagen angewendet. In magnetischen Tonabnehmern wird eine Kristallnadel verwendet, die in der Rille einer Schallplatte gleitet. Mit der Kristallnadel ist ein magnetischer Teil verbunden, der sich mit jener in einem magnetischen Kreis bewegt. Der Kreis weist Teile auf, denen eine span-nungserzeugende Spuhle zugeordnet ist, so dass durch den magnetischen Teil im Kreis erzeugte Kraftflussänderungen am Ausgang der Spuhle als Spannungsänderungen erscheinen.

Die magnetischen Tonabnehmer werden ihrerseits in drei Typen unterteilt, nämlich in den beweglichen Magnettyp, den beweglichen Eisentyp oder den beweglichen Spuhlentyp. Der erste Typ ist beispielsweise in der US-PS 3 297 831 beschrieben. Bei diesem Typ bewegt sich ein Permanentmagnet direkt mit der Kristallnadel. Der zweite Typ ist in der US-PS 3546399 beschrieben. Bei diesem zweiten Typ bewegt sich mit der Kristallnadel ein rohrförmiges Teil aus permeablem Material. Das rohrförmige Teil ist magnetisch mit einem fest angeordneten Permanentmagnet gekoppelt. Dieser wirkt auf diese Weise als Kraftflussquelle für den magnetischen Kreis durch das rohrförmige Teil. Beim dritten Typ bewegt die Nadel eine sehr kleine Drahtspule in einem magnetischen Feld. In allen Fällen ist wichtig, dass der magnetische Teil (z.B. ein Permanentmagnet beim ersten Tonabnehmer oder ein permeabler Teil beim zweiten Tonabnehmer oder die Drahtspuhle beim dritten Tonabnehmer) sich genau mit der Kristallnadel bewegt.

Zu diesem Zweck war es üblich, die Kristallnadel und die mit ihr beweglichen Bestandteile des magnetischen Teils in einem gummi-elastischen Ring zu lagern, der seinerseits in einem nicht magnetischen Rohr gehalten war. Um den Ring in seiner vorgeschriebenen Stellung zu halten, wurde das nichtmagnetische Rohr über den Ring geschoben, so dass dieser über seine ganze Mantelfläche mit Reibungssitz im Rohr gehalten war. Dabei sollte der gummielastische Ring als Universalgelenk für die Kristallnadel und die mit ihr beweglichen Bestandteile des magnetischen Teils wirken. Indessen bewirkt die Art der Lagerung des Ringes innerhalb des nichtmagnetischen Rohres, dass die Verbindung tatsächlich kein Universalgelenk und der mechanische Widerstand des Systems unzulässig hoch ist. In der Folge erzeugen die vorbekannten Vorrichtungen unzulässige nieder- und mittelfrequente Signale.

In der US-PS 3964751 wird ein Nadelkopf offenbart, der die vorstehenden Nachteile zu mildern versucht. Hierzu wird der gummielastische Ring durch das nichtmagnetische Rohr nur längs einer Kante gehalten. Dies wird durch eine sich nach hinten verjüngende Form des Rohres erreicht, wobei der gummielastische Ring so in das Rohr eingesetzt wird, dass nur seine rückseitige Kante von der sich verjüngenden Rohrwand gehalten wird. Obwohl die damit erreichten Ergebnisse besser waren als bei anderen zu jener Zeit erhältlichen Konstruktionen, wurde kein vollständig originalgetreues Abgreifen der Informationen der Schallplattenrille erreicht.

Es wurde festgestellt, dass der in der US-PS 3964751 offenbarte Nadelkopf nicht auf alle Frequenzen gleich empfindlich ansprach. Beim Einspannen des elastomeren Ringes in das verjüngte Rohr presste die Rohrwand unvermeidbar Teile des Ringes zusammen, so dass dieser als Feder wirkte. Durch die Federwirkung des Ringes wurde eine mechanische Hystérésis in das System eingeführt, was die Rückkehrbewegung der Nadel bei verschiedenen Frequenzen und Amplituden verschieden beeinflusste.

Bei einer idealen Nadel sollte die Rückkehrbewegung (z.B. die Kraft, die der Nadel die Neigung zur Rückkehr in die Nullstellung vermittelt, wenn sie durch eine Unebenheit in der Schallplattenrille ausgelenkt wurde) unabhängig von der Dämpfungsfunktion der ringförmigen Trägervorrichtung sein.

Im Hinblick auf das vorangehend Gesagte ist der Hauptzweck der Erfindung die Schaffung eines verbesserten Nadelkopfes für den Tonabnehmer eines Plattenspielers, bei dem die mechanischen Parameter für die Nachgiebigkeit und die Dämpfung getrennt sind. Die Nachgiebigkeit wird durch einen spannungsfreien Haltedraht gesteuert, der nur der Rückkehr der Nadel in ihre Nullstellung nach einer Auslenkung dient. Die Dämpfung wird durch einen elastomeren Ring gesteuert, der unerwünschte, frequenzabhängige Vibrationen unterdrückt.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Dämpfer zwischen seinen Enden durch eine an der

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Rohrinnenwand gebildete Schneide gehalten ist, dass der Dämpfer ausserhalb des Bereichs der Schneide gegenüber dem Rohr frei ist und dass ein mindestens angenähert spannungsfreier Haltedraht sich vom hinteren Endteil des Armes nach hinten gegen das hintere Rohrende erstreckt.

Diese Aufhängung verkleinert den mechanischen Widerstand der Nadel an der Spitze und erzeugt trotzdem eine ausreichende Dämpfung, um Resonanzerscheinungen des Magnetes zu unterdrücken. Sie erreicht diese in folgender Weise: Die Nadelspitze bewegt sich in Abhängigkeit der Unebenheiten der Schallrille. Der Dämpfer ist frei, um in seiner verjüngten Fassung hin und her schwingen zu können, wodurch der mechanische Widerstand klein ist. Die hauptsächlichste Resonanzerscheinung der Nadel entsteht, wenn der Magnet um sein Massenzentrum schwingt. In diesem Zustand trifft das sich hinter dem Magnet befindliche Rohrteil auf einen wesentlichen Widerstand, wenn es sich seitlich gegen den Dämpfer bewegen will anstatt sich um die Schneidkante entsprechend den Eingangssignalen zu bewegen. Diese Schwingung des Magnetes induziert ebenfalls eine Kompression des Dämpfers durch den Magneten, wodurch ebenfalls eine Magnetresonanz unterdrückt wird. Die Aufhängung hat auf diese Weise den gewünschten (niedrigeren) mechanischen Widerstand für gewünschte Signale, wogegen sie einen sehr hohen mechanischen Widerstand gegen unerwünschte Resonanzerscheinungen zeigt.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines magnetischen Tonabnehmers eines Plattenspielers und

Fig. 2 eine vergrösserte Seitenansicht des Nadelkopfes im Schnitt.

In Fig. 1 bezeichnet die Hinweissziffer 10 den Tonabnehmer eines Plattenspielers. Der Tonabnehmer 10 weist ein Gehäuse 12 und einen damit lösbar verbundenen, auswechselbaren Nadelkopf 14 auf. Das Gehäus 12 enthält eine Umwandlervorrichtung, die elektrisch und magnetisch auf die Bewegung des magnetischen Teils des Nadelkopfes 14 reagiert, um eine monophone, stereophone oder quadrophone Ausgabe zu erzeugen. Die Einzelheiten der Umwandlervorrichtung sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung unwesentlich. Ihr Aufbau kann gemäss einer der US-PS 3 297 831 oder 3 546 399 oder in vergleichbarer Weise gestaltet sein.

Die vordere Fläche 16 des Gehäuses 12 weist eine Öffnung 18 auf, die der Lagerung eines Rohres 20 des beweglichen Systems dient. Auf der Seite des Rohres 20 weist das Nadelkopfgehäuse 22 zwei seitliche Flansche auf, die am Gehäuse 12 seitlich vorbeigreifen und eine genaue Ausrichtung des Nadelkopfes 14 mit den im Gehäuse 12 enthaltenen Komponenten gewährleistet.

Wie Fig. 2 zeigt, ist das Rohr 20 am Nadelkopfgehäuse 22 befestigt und ragt von diesem aussenseitig nach hinten weg. Das Rohr 20 besteht aus nichtmagnetischem Material, wie z.B. Aluminium, Messing oder dergleichen und dient der Aufnahme des magnetischen Teils, der innerhalb der magnetischen Kreise des Tonabnehmers entsprechend den Änderungen in der Rille einer Schallplatte schwingt. An diesem Ende weist der Nadelkopf 14 eine Kristallnadel 24 auf, die dazu bestimmt ist, in der Rille einer Schallplatte geführt entlang zu gleiten. Die Kristallnadel 24 ist am vorderen Teil eines nichtmagnetischen Nadelarmes 26 befestig, der sich, wie Fig. 2 zeigt, von der Kristallnadel 24 weg in das Rohr 20 hineinerstreckt. Das hintere Ende 28 des Nadelarmes 26 ist in einem elastomeren Ring 30 gelagert, der dem freien Teil des Nadelarmes 26 eine allseitige Bewegung ermöglicht. Der Ring 30 besteht aus Butylgummi oder gummiähnlichen Verbindungen, was dem Nadelarm 26 eine ausreichende Verschwenk-barkeit gewährt.

Der Ring 30 wirkt für den Nadelarm 26 sowohl als Universalgelenk als auch als mechanischer Dämpfer. Der mechanische Widerstand des Dämpfers 30 ist vorzugsweise so klein als möglich zu wählen, damit der am Arm 26 befestigte und sich mit ihm bewegende, magnetische Teil 32 genau den Bewegungen der Nadel folgt. In einem praktisch bewährten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der magnetische Teil 32 einen Samarium-Kobalt-Dauermagnet auf.

Der niedrige mechanische Widerstand des Ringes 30 wird dadurch erreicht, dass der Dämpfer 30 im Rohr 20 nur längs einer einzigen Linie gehalten ist, welche durch eine Einschnürung 34 in der Rohrwand gebildet wird.

Die Einschnürung 34 bildet eine Schneide 36, die den Ring 30 zwischen seinen Enden hält. Das vor der Schneide 36 liegende Endteil 38 des Ringes 30 sowie das dahinterliegende Endteil 40 sind gegenüber dem Rohr 20 mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig frei. Es ist ein Merkmal dieser Erfindung, dass das vor der Schneide 36 liegende Teil 38 des Ringes 30 die es umgebende Wand 42 des Rohres 20 mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, nicht berührt.

Um die einer Schallrille folgende Nadel nach den dabei auftretenden Auslenkungen jeweils in die Nullstellung zurückzuführen, ist ein Haltedraht 43 vorgesehen. Der Haltedraht 43 erstreckt sich von der Rückseite 44 des hinteren Endes 28 des Nadelarmes 26 nach rückwärts. Der Haltedraht 43 ist am hinteren Ende 46 des Rohres 20 befestigt. Beim Zusammenbau des Nadelkopfes 14 ist darauf zu achten, dass der Draht 43 mindestens angenähert, vorzugsweise ganz spannungsfrei, ist, und der Zusammenbau muss mit grösster Sorgfalt erfolgen, damit dies erreicht wird.

Wie erwähnt dient der Haltedraht der Rückstellung der Nadel in ihre Nullstellung nach einem Ausschlag. Wird der Haltedraht 43 im wesentlichen spannungsfrei gehalten, werden seine Rückstelleigenschaften zu keinem Zeitpunkt von der Frequenz beeinflusst, mit der die Nadel der Schallrille folgt. Wird der Haltedraht 43 im wesentlichen spannungsfrei gehalten, hat er überdies keine Neigung, den als Dämpfungselement wirkenden Ring 30 zusammenzudrücken, weshalb die Dämpfungseigenschaften des Ringes 30 eine Funktion seiner elastomeren Eigenschaften und unabhängig von der Rückstellkraft des Drahtes 43 sind. Daher werden, entsprechend der vorerwähnten Erfindungsaufgabe, die Trennung der mechanischen Parameter für die Nachgiebigkeit compliance und die Dämpfung erreicht. Die Dämpfung ist ausschliesslich eine Funktion des Dämpfungselementes, d.h. des Ringes 30, und ist unabhängig vom Draht. In gleicher Weise ist die Nachgiebigkeit allein eine Funktion des Haltedrahtes und unabhängig vom Ring. Auf diese Weise sind die Wiedergabelaufeigenschaften des Nadelkopfes weitgehend verbessert.

Obwohl sich das beschriebene Ausführungsbeispiel auf einen beweglichen Magnetnadelkopf bezieht (das magnetische Element 32 ist ein Permanentmagnet), ist die Erfindung in gleicher Weise auf einen beweglichen Eisennadelkopf oder einen Nadelkopf mit beweglicher Magnetspule anwendbar. Im zweitgenannten Fall würde das magnetische Element ein permeables Material aufweisen, und ein geeigneter Permanentmagnet müsste entweder im Nadelgehäuse oder im Tonabnehmer vorgesehen sein, um das magnetische Element zu magnetisieren.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Nadelkopf für den Tonabnehmer eines Plattenspielers mit einem Gehäuse (22) und einem daran befestigten, nicht magnetischen Rohr (20), das ein vorderes und ein hinteres (46) Ende aufweist, mit einem im Rohr (20) angeordneten unmagnetischen Arm (26) mit einem vorderen sich durch das vordere Ende des Rohres (20) erstreckenden Endteil und einem hinteren Endteil (28), wobei am vorderen Endteil des Armes (26) eine Nadelspitze (24) befestigt ist, mit einem am Arm (26) angeordneten und mit diesem beweglichen magnetischen Element (32), mit einem im Rohr (20) angeordneten, elastomeren Dämpfer (30), welcher das hintere Endteil (28) des Armes (26) umfasst und hält, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (30) zwischen seinen Enden durch eine an der Rohrinnenwand gebildete Schneide (36) gehalten ist, dass der Dämpfer (30) ausserhalb des Bereichs der Schneide (36) gegenüber dem Rohr (20) frei ist und dass ein mindestens angenähert spannungsfreier Haltedraht (43) sich vom hinteren Endteil (28) des Armes (26) nach hinten gegen das hintere Rohrende (46) erstreckt.

2. Nadelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Element (32) unmittelbar vor dem Dämpfer (30) angeordnet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Nadelkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Element (32) einen Permanentmagnet aufweist.

4. Nadelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (30) und das Rohr (20) eine zylindrische Form aufweisen.

5. Nadelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Arm (26) von der Nadel (24) weg bis über das magnetische Element (32) hinaus erstreckt und im Dämpfer (32) im Bereich der Schneide (36) endet.