DE1235616B

DE1235616B - Tonearm for high playback quality

Info

Publication number: DE1235616B
Application number: DE1964E0028036
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Eisner
Original assignee: Emt Geraetewerk W Franz K G
Current assignee: Emt Geraetewerk W Franz K G
Priority date: 1964-10-30
Filing date: 1964-10-30
Publication date: 1967-03-02

Description

Tonarm für hohe Wiedergabequalität Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tonarm, bei dem die Verbindung von Abtastsystein und Tonarmlager aus einem dünnwandigen Al-Rohr, geeignetem Holz oder anderen geeigneten Materialien besteht und dessen allseitige vollständige Ausbalaneierung mittels Gegengewicht erfolgt.Tonearm for High Quality Playback The present invention relates to a tonearm, in which the connection of the scanning system and tonearm bearing from one thin-walled aluminum pipe, suitable wood or other suitable materials and its complete balancing on all sides is carried out by means of a counterweight.

An der Bewältigung von extrem hohen Anfürderungen an die Wiedergabegüte von HiFi-Schallplatten ist nicht zuletzt der Tonarm eines Schallplattenabspielgerätes sehr wesentlich beteiligt. Für die Lösung dieser hohen Anforderungen boten sich nach dem Stand der Technik seit längerer Zeit schon Präzisionskugellager in Miniaturausführung an. Mit solchen Kugellagern ausgerüstete Tonarme haben aber den Nachteil, daß ein Kompromiß zwischen absolut spielfreier Lagerung und geringsten Lagerreibungskräften bei einem Kugellager unmöglich ist. Das gleiche gilt für Spitzenlagerungen. Auch sie würden bei Spielfreiheit unzulässig stark klemmen und bei noch so geringem Spiel zu Schüttelbewegungen und dadurch zu Modulationsverzerrungen der Tonfrequenzspannungen in der Nähe der Eigenresonanz führen.In coping with extremely high demands on the reproduction quality of HiFi records is not least the tonearm of a record player very substantially involved. The solution to these high requirements was ideal according to the state of the art, precision ball bearings in miniature design for a long time at. With such ball bearings equipped tonearms but have the disadvantage that a Compromise between absolutely backlash-free bearings and the lowest possible bearing friction forces is impossible with a ball bearing. The same applies to top positions. Even if there was no play they would jam inadmissibly strong and no matter how little play to shaking movements and thereby to modulation distortion of the audio frequency voltages lead close to the natural resonance.

So ist zur Lösung der Spielfreiheit bekannt, die den einstellbaren Spitzenschrauben gegenüberstehenden Lagerbuchsen in elastisches Material einzubetten. In diesem Fall wird zwar durch kompliziertes und differenziertes Einstellen Spielfreiheit erzielt, die jedoch nur auf Kosten erheblich höherer Lagerreibung erkauft werden kann. Da außerdem durch die elastischen Zwischenlagen die Tonarmteile zu Schwingungen neigen können, die sich bei vorhandenen Störungen aufschaukeln würden, muß ein in Dämpfungsflutssigkeit ein#tauchender Dämpfungsflügel vorgesehen werden.So is known to solve the backlash, the adjustable Embed the bearing bushes opposite the pointed screws in elastic material. In this case, it is true that there is no backlash due to complicated and differentiated setting achieved, which, however, are only bought at the expense of significantly higher bearing friction can. In addition, due to the elastic intermediate layers, the tonearm parts vibrate can tend, which would build up in the presence of disturbances, an in Damping fluid a # submerged damper wing can be provided.

Es ist auch bekannt, die vertikale Lagerung so auszubilden, daß eine die Tonarmteile tragende senkrecht angeordnete Welle mit ihrer unteren planen Fläche auf einer Kugel als Spurlager ruht. In diesem Falle kommt alerdings zu der geringeren horizontalen Reibung des Kugelspurlagers eine durch den notwendigerweise großen Durchmesser der tragenden Welle bei ihrer Abstützung an den Gleitlagerwänden verursachte Reibungserhöhung hinzu. Dieses tritt besonders bei nicht sehr genau über der Kugel liegendem Schwerpunkt des gesamten Tonarmes störend in Erscheinung.It is also known to form the vertical storage so that a vertically arranged shaft carrying the tonearm parts with its lower flat surface rests on a ball as a thrust bearing. In this case, however, there is the lesser one horizontal friction of the ball track bearing one by the necessarily large Diameter of the supporting shaft caused when it was supported on the plain bearing walls Increased friction. This occurs especially when not very precisely over the sphere lying center of gravity of the entire tonearm disturbing in appearance.

Schließlich sind Schneidenlager für spielfreie Vertikalbewegungen durchaus bekannt und haben auch schon in der Lagertechnik von Tonarmen Anwendung gefunden. Sofern Schneidenlager mit geringsten Reibungskräften arbeiten sollen und dabei in ihrer geometrischen Lage zwangläufig genauestens fixiert werden müssen, mußte das Schneidenteil spitzwinklig in einer stumpfwinkligen Lagerpfanne aufsitzen. Ein solches Schneidenlager mit seinen für höchste Wiedergabeanforderungen ausgebildeten heute üb- lichen geringen Abmessungen ist bei hochwertigen Tonarmlagerungen nicht robust genug. Nadel- bzw. ,Systemwechsel und damit verbundene, relativ starke Zug- und Druckkräfte am vorderen Tonarmkopf können diese spitzwinkligen Schneiden schnell beschädigen und damit die Lagerreibung erheblich ver-,größern.After all, blade bearings for backlash-free vertical movements are well known and have already been used in the bearing technology of tonearms. If cutting edge bearings are to work with the lowest frictional forces and inevitably have to be precisely fixed in their geometrical position, the cutting edge part had to sit at an acute angle in an obtuse-angled bearing socket. Such a blade bearing, with its small dimensions that are customary today, designed for the highest reproduction requirements, is not robust enough for high-quality tonearm bearings. Needle or system changes and the associated, relatively strong tensile and compressive forces on the front tonearm head can quickly damage these acute-angled cutting edges and thus considerably increase the bearing friction.

Die vorliegende Erfindung hat nun die Aufgabe, einen Tonann zu schaffen, bei dem durch das Zusammenwirken extrem reibungsarm und ohne die Notwendigkeit einer Nachjustierung spielfrei und robust ausgebildeter Lagerungen mit der Anordnung von Tonanurohr und Gegengewicht eine von Modulationsverzerrungen sowie praktisch resonanz- und rumpelstörungsfreie Wiedergabe von Schallplatten hoher Güte erreicht wird.The present invention now has the task of creating a Tonann, in which, thanks to the interaction, extremely low-friction and without the need for a Readjustment free of play and robustly designed bearings with the arrangement of Tonanube and counterweight one of modulation distortions as well as practically resonance and noise-free playback of high-quality records is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur vertikalen Lagerung des Tonarmes eine Zapfenwelle mit ihren Lagerzapfen in an sich bekannter Weise in zwei Zapfenlagern ruht, wobei die untere abgerundete Zapfenkuppe auf einer Spurlagerplatte sitzt und auf die obere Zapfenkuppe eine Blattfeder mit hohem Druck drückt und daß die horizontale Lagerung als ein an sich bekanntes Schneidenlager ausgebildet ist, dessen Schneidenteil starr mit dem Gegengewicht verbunden ist, an dem das mit aufgeschäumtem Kunststoff ausgefüllte Tonarmrohr unter Zwischenschaltung schallisolierenden, Materials befestigt ist.This object is achieved in that the vertical Storage of the tonearm a pin shaft with its bearing pin in a known per se Way rests in two journal bearings, with the lower rounded journal tip on one The thrust bearing plate is seated and a leaf spring with high pressure is placed on the top pin tip presses and that the horizontal storage as a known cutting edge bearing is designed, the cutting part of which is rigidly connected to the counterweight, on which the tonearm tube filled with foamed plastic with the interposition sound-insulating, material is attached.

Die Krafteinwirkung einer vom Abtastvorgang einer Schallplatte ausgehenden mechanischen Schüttelbewegung auf die linien- und punktförmigen kraftschlüssig spielfreien Lagerstellen des Tonarmes ist praktisch so sehr klein, dagegen das Gewicht des; Tonarmes samt Gegengewicht, sowie insbesondere der von der Blattfeder ausgeübte vertikale Druck auf die obere Kuppe des Zapfenlagers im Verhältnis dazu so riesig groß, daß jede seitliche Schüttelbewegung in den eng tolerierten Lagerbuchsen der Zapfenlager ausgeschlossen ist.The force exerted by an emanating from the scanning process of a record mechanical shaking movement to the linear and punctiform, non-positive, backlash-free Bearing points of the tonearm is practically so very small, on the other hand the weight of the; Tonearm including the counterweight, and in particular the vertical one exerted by the leaf spring The pressure on the top of the journal bearing is so huge in relation to it that any lateral shaking movement in the close-tolerance bearing bushings of the journal bearings is excluded.

Die Anordnung des Geggengewichtes in einer starren Verbindung mit dem Schneidenteil des Schneidenlagers und die Befestigung des Rohrteiles des Tonarmes seinerseits auf dem Gegengewicht ergibt eine wesentlich größere Stabilität der Verhältnisse bei der Einstellung kleinster Auflagedrücke, z. B. unter 3 p, da unbekannte Schwerpunktlaggen, die sowohl den Auflagedruck verändern würden, als auch zu störenden Verzerrungen neigen, bei dieser Anordnung nicht vorhanden sind. Gegengewicht, Tonarm und lagebestimmendes Schneidenlager sind bei gleichbleibendem Abtastsystem fest aufeinander abeestimmt und gewährleisten einmal eingestellt, stets gleichbleibenden Auflagedruck der Abtastnadel.The arrangement of the counterweight in a rigid connection with the cutting part of the cutting edge bearing and the attachment of the tubular part of the tonearm in turn on the counterweight results in a much greater stability of the conditions when setting the smallest contact pressures, eg. B. under 3 p, since unknown center of gravity, which would change both the contact pressure and tend to cause disruptive distortions, are not present in this arrangement. The counterweight, tonearm and the position-defining cutting edge bearing are firmly matched to one another with the same scanning system and, once set, ensure that the contact pressure of the scanning needle is always constant.

Die Befestigunü, des Tonarmrohres auf dem Gegengewicht unter Zwischenschaltung von schallisolierenden Stoffen, z. B. Butyl,-ummi usw., lassen darüber hinaus Störunoen im unteren Tonfrequenzbereich um 25 bis 100 Hz aus den Antriebsteilen des Ab- spielgerätes nicht auf den Tonarm und damit in den NF-Verstärker gelangen.The fastening of the tonearm tube on the counterweight with the interposition of sound-insulating materials, e.g. B. butyl, -ummi etc. can moreover Störunoen in the lower audio frequency range 25 to 100 Hz from the driving parts of the ex game device is not placed on the tone arm, and thus in the low-frequency amplifier.

Schließlich ist es zur Erzielung höchstmöglicher Resonanzfreiheit bei Verwendung von dünnwandiggen Metallrohren aus z. B. Aluminium für den Mittelteil des Tonarmes zweckmäßig, das Innere des Rohres bis auf einen dünnen Kanal für die Tonfrequenzleitungen mit einem aufschäumbaren Kunststoff, vorzugsweise aus Silikonkautschuk od. a. auszufüllen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die sehr empfindlichen äußerst dünnen Tonfrequenzlitzen bereits bei der Auskleidung des Tonarmrohres mit aufschäumbarein Silikonkautschuk fest einzubetten.After all, it is to achieve the greatest possible freedom from resonance when using thin-walled metal pipes from z. B. aluminum for the middle part of the tonearm, the inside of the tube except for a thin channel for the Audio frequency cables with a foamable plastic, preferably made of silicone rubber or a. to be filled out. Of course it is also possible for the very sensitive ones extremely thin audio frequency strands already with the lining of the tonearm tube foamable, firmly embedded in silicone rubber.

Nachfol-end wird ein Ausführun-sbeisp'el an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es bedeuten Fi g» 1 eine Seitenansicht des Tonarmes mit seinen Lagerungen und Einzelteilen im Schnitt, F i g. 2 vergrößerte Seitenansicht des Schneidenlagers, F i g. 3 vergrößerte Vorderansicht des Schneidenlagers, F i 4 Diagramm zur Erläuterung der Kräfte-Verhältnisse im Spur- und Zapfenlager.An exemplary embodiment is explained in more detail below with the aid of drawings. FIG. 1 shows a side view of the tonearm with its bearings and individual parts in section, FIG . 2 enlarged side view of the cutting edge bearing, FIG. 3 enlarged front view of the cutting edge bearing, F i 4 diagram to explain the force relationships in the journal and journal bearings.

In F i -. 1 ist eine Gesamtansicht des Tonarmes dargestellt. Das hintere Ende des Tonrohres 1 ist über ein aus schall;solierendem Material bestehendes weiches Isolierstück 2 direkt mit dem Geaengewicht 3 des Tonarmes verbunden. Fest am Gegengewicht 3 ist das obere Schneidenteil 4 des Schneidenlagers angebracht. Die auf einer als ebene Platte ausgebildeten Lagerspanne 5 ruhende Schneide 6 des Schneidenteils 4 ist in ihrer Höhenlage so eingestellt, daß der Drehpunkt des Schneidenlagers mit der Oberfläche der Schallplatte in einer horizontalen Ebene liegt.In F i -. 1 shows an overall view of the tonearm. The rear end of the tone tube 1 is connected directly to the weight 3 of the tone arm via a soft insulating piece 2 made of sound-insulating material. The upper cutting part 4 of the cutting edge bearing is firmly attached to the counterweight 3. The cutting edge 6 of the cutting part 4 resting on a bearing span 5 designed as a flat plate is adjusted in its height position so that the pivot point of the cutting edge bearing lies in a horizontal plane with the surface of the record.

Das mit einem Gewinde versehene Einstellcr gewicht 7 im Gegengewicht 3 dient zur genauen Ausbalancierung des Tonarmes. Eine axial über den Zapfenlagern 10, 11 angeordnete Halterung 9 verbindet den Tonarin mit der Zapfenwelle 8. Diese steckt mit ihren Zapfen 12, 13 in eng tolerierten Lagerbuchsen des am Chassis 14 angebauten Lagerbockes 15. Die Spielfreiheit wird nun dadurch erreicht, daß die untere der beiden ballig ausgebildeten Zapfenkuppen 13' auf einer Lagerplatte16 aus gehärtetem Stahl bzw. synthetischem Endelstein aufsitz und auf die obere Zapfenkuppe 12' eine Blattfede.r 17 mit hohem Druck drückt.The threaded adjustment weight 7 in the counterweight 3 is used for the precise balancing of the tonearm. An axially arranged above the pin bearings 10, 11 bracket 9 connects the Tonarin with the pin shaft 8. This is inserted with their pins 12, 13 in close-tolerance bearing bushes of the bearing block 15 attached to the chassis 14. The freedom from play is now achieved in that the lower of the two spherical pin tips 13 ' sit on a bearing plate 16 made of hardened steel or synthetic Endelstein and press a leaf spring 17 with high pressure on the upper pin tip 12'.

In F i g. 2 und 3 ist das Schneidenlager nochmals in Seiten- und Vorderansicht vergrößert dargestellt. Um eine seitliche Verschiebung des Schneidenteils 4 Lind damit auch der oberen Tonarmteile zu verhiiidern, greifen die an dem Schneidenteil 4 befestigten Becrrenzungsbleche 18, 19 allseitig über die unten abgerundete Lagerpfanne 5 hinweg und fixieren so die genaue Lage des Tonarmes.In Fig. 2 and 3 , the cutter bearing is shown enlarged again in side and front views. In order to prevent lateral displacement of the cutting part 4 and thus also the upper tonearm parts, the limiting plates 18, 19 attached to the cutting part 4 grip on all sides over the bearing socket 5 , which is rounded at the bottom, and thus fix the exact position of the tonearm.

In T i g. 4 dient das Diaggramm lediglich zur Veranschaulichung von Kräfteverhältnissen in den Spur-und Zapfenlagern.In T i g. 4, the diagram serves only to illustrate the balance of forces in the track and journal bearings.

Wie aus dem Verlauf der voll ausgezogenen Kurve ersichtlich ist, steigt das Reibungsmoment R mit wachsendem Druck P der Blattfeder 17 auf die obere Zapfenkuppe zwar etwa linear an, bleibt aber trotzdem äußerst gering, da die Re1ungskraft selbst nur etwa ein Zehntel der DruckkraftP beträgt und der Hebelarm, an dem diese Reibungskraft angreift, durch die ballige Kuppenform fast Null ist.As can be seen from the course of the full curve, the friction torque R increases with increasing pressure P of the leaf spring 17 on the upper pin tip, but remains extremely low, since the friction force itself is only about a tenth of the pressure force P and the Lever arm, on which this frictional force acts, is almost zero due to the spherical dome shape.

An dem sich so ergebenden geringen Reibungsmoment ändern auch zusätzlich auftretende Reibungskräfte im oberen Zapfenlager 10 kaum etwas. Durch sie wird ein Reibungsmoment erzeugt, welches bei den in der vorliegenden Erfindung beschriebenen sehr kleinen Zapfendurchmessern ungefähr der gestrichelt gezeichneten Kurve entspricht.In the resulting low frictional torque, additional frictional forces in the upper journal bearing 10 also hardly change anything. They generate a frictional torque which, in the case of the very small pin diameters described in the present invention, corresponds approximately to the curve shown in dashed lines.

Erst wenn der Druck P der Blattfeder 17 größere Ausmaße annimmt, die die Zapfenkuppen bzw. das Federmaterial verformen würden, steigt auch das Reibungsmoment an den Zapfenkuppen 12'. 13' stark an, so daß der Federdruck P stets nur bis Zum Punkt Pmax. im annähernd l;nearen Teil des Reibungsanstiegs liegen soll. - Only when the pressure P of the leaf spring 17 assumes greater dimensions, which would deform the pin tips or the spring material, does the frictional moment at the pin tips 12 'also increase. 13 ' strongly, so that the spring pressure P always only up to the point Pmax. should lie in the approximately linear part of the increase in friction. -

Claims

Claims-1. Tone arm, wherein the compound of scanning and tonearm bearing comprises a thin-walled AI tube, suitable wood or other suitable material is, and is carried whose allseitigge complete balancing means counterweight, d a d u rch ekennz eichn o t, that the vertical storage of the tone arm a PTO (8) rests with its bearing pin (12, 13) in a manner known per se in two pin bearings (10, 11) , the lower rounded pin tip (13 ) sitting on a thrust bearing plate (16) and one on the upper pin tip (11) Leaf spring (17) presses with high pressure, and that the horizontal bearing is designed as a known cutting edge bearing, the cutting edge part (4) of which is rigidly connected to the counterweight (3) on which the tonearm tube ( 20) filled with broken plastic (20) 1) is attached with the interposition of sound-insulating material (2).

2. Tonarin according to claim 1, characterized in that the cutting part (4) of the cutting edge bearing rests with an obtuse angle of about 150 ' on a flat, rounded bottom bearing pan (5) and the lateral limit. Zing plates (18, 19) fix the exact position of the cutting part and thus the tonearm. 3. Tonearm according to spoke 1, characterized in that the sound-insulating material (2) between the tonearm tube (1) and counterweight (3) .

Butyl rubber.

4. Tonearm according to claim 1, characterized in that the foamable material (20) used to fill the tonearm preferably consists of silicone rubber in which the audio frequency lines are also embedded. Considered publications: C Deutsche Auslegeschriften No. 1171170, 1 046 354; U.S. Patent Nos. 2,643,887, 3,093,379.