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Piezoelektrischer Tonabnehmer Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen
Tonabnehmer mit mindestens einem mechanisch-elektrischen Wandler, einem die Abtastnadel
tragenden Nadelträger und einem die Verbindung zwischen Nadelträger und Wandler
herstellenden Zwischenstück.
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Es ist bereits ein Tonabnehmer mit zwei Systemen zum gleichzeitigen
Abtasten von Schallplatten, deren Rille eine Tiefen- und eine Seitenschrift enthält,
bekannt, bei dem die Abtastnadel mit den beiden Sy-
stemen über Körper gekoppelt
ist, die in der einen Richtung eine geringe Nachgiebigkeit und senkrecht dazu eine
größere Nachgiebigkeit besitzen und aus einem nachgiebigen Kunststoff bestehen,
dessen Ab-
messungen in den beiden, den Schwingungsrichtungen entsprechenden,
senkrecht zueinander liegenden Richtungen verschieden sind. Es ist ferner ein blattfederförmiger
Nadelträger für piezoelektrische Tonabtastsysteme mit einer oder mehreren Abtastnadeln
und vorzugsweise elastischem Kopplungsstück bekannt, der oberseitig mit zwei zueinander
angenähert um 90, geneigten Flächen versehen ist, die an entsprechend geneigten
Flächen der Aussparung eines Kopplungsstückes oder den Armen eines ein- oder zweiteiligen
Kopplungsstückes anliegen.
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Die bekannten piezoelektrischen Wandler werden hauptsächlich deshalb
nicht allen Ansprüchen gerecht, da eine Art von federnder Kupplung zwischen dem
Tonabnehmerstift und dem piezoelektrischen Element vorhanden ist. Hierdurch ergeben
sich aber zwei schwerwiegende Nachteile: Erstens tritt häufig ein Spiel auf, das
die Wirksamkeit herabsetzt und zu Verzerrungen führen kann. Zweitens können in einem
solchen System unter Umständen Schwingungen des beweglichen Elementes auftreten,
die innerhalb der Bandbreite und wiederzugebenden Schwingungen liegen. Um solche
Schwingungen zu unterdrücken, müssen komplizierte Dämpfungseinrichtungen vorgesehen
werden, die schwierig zu justieren sind und deren Eigenschaften sich im Laufe der
Zeit häufig ändern.
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Durch die Erfindung sollen diese Nachteile beseitigt werden. Ein piezoelektrischer
Tonabnehmer mit mindestens einem mechanisch-elektrischen Wandler, einem die Abtastnadel
tragenden Nadelträger und einem die Verbindung zwischen Nadelträger und Wandler
herstellenden Zwischenstück ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß
das Zwischenstück in sich starr ausgebildet ist und in einem Punkt am freien Ende
des bzw. der Wandler anliegt.
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Da sich die Abtastnadel, der Drehpunkt des Zwischenstückes und der
Berührungspunkt zwischen dem Zwischenstück und dem piezoelektrischen Wandlerelement
sämtlich in einer Ebene befinden, kann das Wandlerelement bei der angegebenen Anordnung
nur durch Bewegungen in einer Richtung erregt werden und keine unerwünschten Schwingungen
ausführen.
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Die Erfindung ist auch auf Tonabnehmer für Schallplatten mit stereophonischer
Aufzeichnung anwendbar. Man kann beispielsweise zwei der obenerwähnten Wandler im
Winkel zueinander anordnen und die Zwischenstücke mittels einer gemeinsamen Abtastnadel
erregen, die in einer winkelhalbierenden Ebene zwischen den beiden Tonabnehmern
liegt.
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Bei einer anderen Ausführungsform für stereophonische Tonabnehmer
sind die beiden Wandler parallel zueinander angeordnet. Die Zwischenstücke liegen
dann ihrerseits im Winkel zueinander und sind mit einer gemeinsamen Abtastnadel
verbunden. Diese liegt in einer Ebene, welche die Winkelhalbierende zwischen den
Zwischenstücken darstellt. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht
eines piezoelektrischen Wandlers, der für die Benutzung bei Schallplatten mit Tiefenschrift
bestimmt ist F i g. 2 eine Vorderansicht eines piezoelektrischen Wandlers
nach F i g. 1,
F i g. 3 eine Vorderansicht einer anderen Ausfühiungsfonn
eines piezoelektrischen Wandlers, der sich für die Abtastung stereophonisch
aufgenommener
Schallplatten eignet, F i g. 4 eine Aufsicht auf einen
Wandler nach Fig. 3,
F i g. 5 eine Aufsicht auf eine
andere Ausführungsform eines piezoelektrischen Wandlers zur Abtastung von stereophonisch
aufgenommenen Schallplatten, F i g. 6 eine Seitenansicht eines Wandlers nach
Fig. 5 und F i g. 7 eine Vorderansicht des in F i g. 5 dargestellten
Wandlers.
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Die Erfindung ist in F i g. 1 in der Anwendung auf einen Wandler
für Tiefenschrift dargestellt. Der Tonabnehmer enthält ein im wesentlichen U-förmiges
Gehäuse 10, an dessen Arm 11 mittels einer Klammer 13 und zweier
Schrauben 14 das eine Ende eines piezoelektrischen keramischen Elementes 12 von
bekannter Art befestigt ist. Dieses Element erzeugt bei Auslenkungen seines freien
Endes ein elektrisches Signal. Vorzugsweise soll das Element 12 einen rechteckigen
Querschnitt besitzen. Das Element 12 ist mit den üblichen Elektroden 15 und
16, die sich auf einander gegenüberliegenden Seiten befinden, versehen. Diese
Elektroden sind mit Ausgangsleitungen 17 und 18 verbunden. Das untere
Ende des Elementes 12 liegt ein wenig oberhalb des unteren waagerechten Armes
19 des U-förmigen Gehäuses 10.
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Das keramische Element 12 kann mittels einer üblichen Abtastnadel
20 über ein Zwischenstück 23
angetrieben werden. Die Abtastnadel 20 ist am
freien Ende eines hülsenartigen Nadelträgers 22 befestigt, der mit einem Steg 21
ausgerüstet ist, welcher im Punkt 24 am freien Ende des piezoelektrischen Elementes
12 anliegt. Der Nadelträger 22 ist in einer beliebigen geeigneten Weise am einen
Ende eines Federdrahtes 25 befestigt, dessen anderes Ende in den Arm
19 eingebettet oder anderweitig an diesem Arm 19 befestigt ist. Der
Federdraht 25 dient als ein Gelenk für das Zwischenstück 23. Das freie
Ende des keramischen Elements 12 befindet sich in dauernder Berührung mit diesem
Zwischenstück. Am freien Ende des keramischen Elements 12 befindet sich außerdem
ein federndes Element 26, beispielsweise ein Stück aus weichem Gummi. Der
Tonabnehmer kann mittels der Platte 27 an einem Tonarrn befestigt werden.
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Bei Abtastung einer Schallplatte durch die Abtastnadel 20 wird das
Zwischenstück 23 zu Schwenkbewegungen um einen Punkt zwischen dem rückwärtigen
Ende des Nadelträgers 22 und dem Arm 19
des Gehäuses 10 veranlaßt.
Dadurch wird eine Antriebskraft auf das freie Ende des keramischen Elements 12 im
Punkt 24 übertragen, und zwar gegen die Rückstellkraft des Elements 12 und des federnden
Gummistückes 26. Das freie Ende des keramischen Elements 12 schwingt also
in F i g. 1 nach links und rechts, wenn sich die Abtastnadel 20 nach oben
und unten bewegt.
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Da das Element 12 dauernd an dem Zwischenstück 23 anliegt und
andererseits an seinem oberen Ende festgeklemmt ist, kann es keine unerwünschten
Schwingungen ausführen. Bei einer seitlichen Bewegung der Abtastnadel 20,
d. h. bei einer Bewegung senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1,
dreht sich das Zwischenstück um den Punkt 24, so daß das keramische Element 12 nicht
angetrieben wird. Wenn also der Tonabnehmer auf eine Schallplatte mit doppelter
Modulation aufgesetzt wird, d. h. auf eine Schallplatte, welche sowohl Tiefen-
als auch Seitenschrift aufweist, so spricht er nur auf die Tiefenschrift der Schallplatte
an. Die Seitenschrift wird dagegen vollständig unterdrückt. In F i g. 3 und
4 ist eine andere Ausführungsforin eines Tonabnehmers dargestellt, welche eine Trennung
der beiden Tonschriften einer Schallplatte mit doppelter Modulation, z. B. einer
stereophonischen Schallplatte ermöglicht. Die beiden Wandler des kombinierten Tonabnehmers
in F i g. 3 sind je für sich nach F i g. 1 ausgeführt und um
90' gegeneinander verdreht. Beide Wandler werden von einer gemeinsamen Abtastnadel
20' erregt, die in einer Ebene liegt, welche den Winkel zwischen beiden Wandlerrichtungen
halbiert. Der kombinierte Tonabnehmer nach F i g. 3 und 4 besteht also aus
zwei Einheiten 10a und 10b, die unter einem Winkel von etwa
90'
zusammengebaut sind und die keramische Elemente 12a und 12b enthalten.
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Gemäß F i g. 4 sind die freien Enden der Teile 22 a und 22
b an den zueinander senkrechten Flächen 28 a
und 28 b
eines leichten, dreieckförmigen Prismas 29
befestigt, an dessen Unterseite
die Abtastnadel 20' angebracht ist.
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Wenn der Tonabnehmer nach F i g. 3 und 4 dazu benutzt
wird, eine stereophonische Schallplatte abzutasten, d. h. eine Schallplatte,
deren Tonschriften senkrecht zueinander und in einem Winkel von 45' zur Oberfläche
der Schallplatte geschnitten sind, so entsteht eine Ausgangsspannung an den Leitungen
17 a und 18a, welche die Modulation in dem einen Kanal wiedergibt, und eine
zweite Ausgangsspannung an den Leitungen 17 b und 18 b, welche die
Modulation in dem anderen Kanal darstellt. Das keramische Element 12 a spricht nur
auf die Bewegungen der Abtastnadel 20' an, welche in einer Ebene liegen, die das
Zwischenstück 23 a, die Berührungsstelle 24 a
und den Federdraht
25 enthält, wird jedoch von anderen Bewegungskomponenten der Abtastnadel
20' nicht beeinflußt. Ebenso spricht das keramische Element 12 b nur
auf Bewegungen der Abtastnadel 20' an, die in einer Ebene liegen, welche das Zwischenstück
23 b, die Berührungsstelle 24 b und den Federdraht 25 enthält.
Somit liefert der Tonabnehmer getrennte Ausgangsspannungen entsprechend den beiden
Modulationskanälen in einer stereophonischen Schallplatte unter ausgezeichneter
Trennung der beiden Kanäle. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen der F i
g. 1 und 2, wobei die zu dem einen System gehörigen jeweils mit einem zusätzlichen
»a« und die zu dem anderen System gehörigen mit einem zusätzlichen »b« bezeichnet
sind.
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Die Ausführungsformen nach F i g. 5, 6 und 7
unterscheiden
sich von denen der F i g. 3 und 4 darin, daß die beiden keramischen Elemente
12c und 12d parallel zueinander angeordnet sind und mit einer gemeinsamen
Abtastnadel 20" zusammenarbeiten, die in einer Ebene liegt, welche zwischen den
Körpern 12 c und 12 d hindurchläuft und den Winkel zwischen den beiden
Hälften des Zwischenstückes 21 a halbiert. Die beiden keramischen Elemente 12
c
und 12d sind mittels einer doppelten U-förinigen Klammer 13c und
mittels Schrauben 14c am Gehäuse 10d befestigt.
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An Stelle eines Federdrahtes als Gelenk für das Zwischenstück wird
bei dieser Ausführung ein Schneidengelenk benutzt, das aus einem Schneidenteil
32 und aus einem V-förmigen Zwischenstück 21 a
besteht, an welchem
die Abtastnadel X' befestigt ist. Das Zwischenstück 21a ist mit einer Öffnung 34
versehen. Zwei Ränder der öffnung 34 erstrecken sich nach rückwärts und schneiden
sich in einer Spitze
35, die in der Scheitellinie des Zwischenstückes
21 a
liegt. Ein senkrechtes Stück des Schneidenteiles 32
reicht durch
die Öffnung 34 derart hindurch, daß eine Messerkante 36 an ihrer Berührungsstelle
mit der obenerwähnten Spitze 35 einen Drehpunkt für das Zwischenstück 21
a bildet. Das Schneidenteil 32
ist am Gehäuse 10 d befestigt. Jede
Seite des V-förmigen Zwichenstücks 21a bildet einen Hebelarm zwischen dem Gelenkpunkt
in der Spitze 35 und dem Abtaststift 20". Die freien Enden der keramischen
Körper 12 c und 12 d hegen an dem Zwischenstück 21 a in den Punkten
24 c und 24 d an. Es sind wieder federnde Körper 26c und 26d in ähnlicher
Weise wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 4 vorgesehen. An der
Berührungsstelle zwischen dem Schneidenteil 32 und dem Zwischenstück 21 a
kann, beispielsweise durch einen kleinen Tropfen Gummikleber, ein Kontakt aufrechterhalten
werden. Die Ausführungsform nach F i g. 5, 6 und 7
arbeitet
im wesentlichen in derselben Weise wie die Ausführungsforin nach F i g. 3
und 4.
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Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen der F i g. 1 und
2, wobei die zum einen System gehörigen mit einem zusätzlichen »c« und die zum anderen
System gehörigen mit einem zusätzlichen »d« versehen sind.
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Die Erfindung kann auch auf Tonabnehmer für Schallplatten mit Seitenschrift
angewendet werden. Zu diesem Zweck kann man das Wandlerelement nach F i
g. 1 um 90' drehen und die Abtastnadel 20 in einem rechten Winkel
zu derjenigen Ebene, welche das Zwischenstück 23 enthält, befestigen.
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Die Zwischenstücke der verschiedenen Ausführungsfonnen kann man auch
abnehmbar ausbilden. Auf diese Weise lassen sich die Abtastnadeln auswechseln.