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"Mechanisches'Tonwiedergabegerättl Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein mechanisches Tonwiedergabegerät mit einem Regler für die Ablaufgeschwindigkeit
zwischen Tonträger und Tonabnehmer und einer Antriebseinrichtung, wobei der Regler
und/oder die Antriebseinrichtung für einen Ablauf zwischen Tonträger und-Tonabnehmer
zur Tonwiedergabe und für einen Rücktransport zwischen diesen in die*Ausgangsstellung
ausgebildet sind. Mechanische Toriwiedergabegeräte für den Einbau in Spielzeuge,
wie Puppen und dgl., sind in vielfältigen Ausführun--en bek-annt geworden. Geräte
mit höheren Ansprüchen an eine naturgetreue Tonwiedergabe sind mit Reglern ausgerüstet,
die für eine gleichmässige Geschwindigkeit der für die Tonab tastung notwendigen
Relativbewegung zwischen Tonträger und Tonabnehmer eingerichtet sind. Die Ankopplung
derartiger Reglerg insbesondere Fliehkraftregler, an ein im Zuge der
Tonwiedercabe
bewegtes Bauteil des Gerätes, hier Antriebseinrichtung genannt, wird in erster Linie
mittels gummi-_ elastischer Kraftilbertragungselemente vorgenommen. Derartige gum.mielastische
Elemente weisen zwar den Vorteil geringer Betriebsgeräusche auf, benötigen jedoch
für ihren Zusammenbau relativ viel Platz, leiden unter alterungsbedingten Formänderungen
und verursachen bei der Kraftübertragung, einen mehr oder weniger grossen Schlupf.
Mehrstufige Zahntriebanordnungen zeigen die beiden letztgenannten Nachteile zwar
nicht, sind jedoch mit hohen Betriebsgeräuschen behaftet, die sich der wiederzugebenden
Tonfolge störend überlagern. Es sind durchaus Möglichkeiten bekannt, die nachteiligen
Eigenschaften der vorgenannten Kraftübertragungseinrichtungen zu mindern, dies erfordert
jedoch einen steigenden konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand, der aus
wirtschaftlichen Gründen bei derartigen Spielzeugmassenartikeln so gering wie möglich
gehalten werden muss.
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Es stellt sich somit die Aufgabe, ein reglergesteuertes Bewegungssystem
für mechanische Tonwiedergabegeräte zu schaffen, das eine schlupffreie, alterungsbeständige
und möglichst geräuscharme Kraftübertragungseinrichtung zwischen dem Regler und
der Antriebseinrichtung aufweist, wobei das Gerät im Hinblick auf seine Verwendung
in Spielzeuger. zugleich robust, wirtschaftlich und in möglichst raumsparender Weise
herstellbar sein muss.
Die erfindunF-,sgemässe Lösung dieser Aufgnbe
sieht vor, dass die Antriebseinrichtung und ein geschwindigkeitsgeregeltes Bauteil
des Reglers über eine einstufige mechanische Kraftübertragungseinrichtung miteinander
verbunden sind, die als Zahntrieb, insbesondere Schraubentrieb, ausgebildet ist.
Bei diesem allgemeinen Lö8ungsweg für den erfindungsgemässen Aufbau eines Tonwiedergabegerätes
ist die Antriebseinrichtung ganz allgemein das neben dem Regler einzig notwendige
bewegte Bauelement für den Ablaufvorgang zwischen Tonträger und Tonabnehmer. Dabei
kann die Antriebseinrichtung selbst Tonträger oder Tonabnehmer sein oder als Halterung
für diese dienen. Bevorzugt dient die Antriebseinrichtung sowohl zur Aufnahme der
den Ablaufvorgang sowie den Rücktransport zwischen Tonträger und Tonabnehmer auslösenden
Kräfte als auch zur Halterung für Tonträger oder Tonabnehmer, je nachdem,
ob der Tonträger entlang des ortsfesten Tonabnehmerä bewegt wird - diese
Form wird im in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben
- oder umgekehrt. Eine oder mehrere dieser Aufgaben kann jedoch auch das
von aussen zugängliche geschwindigkeitsgeregelte Bauteil-des Reglers übernehmen,
das zur Erzielung eines gleichmässigen Ablaufs mit der Antriebseinrichtung mittels
einer mechanischen Kraftübertragungseiürichtung verbunden ist.
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Erfindungegemäss ist diese Kraftübertragungseinrichtung einstufig
als Zahntrieb ausgeführt, d.h., die-je nach Ausführung
des Gerätes
verschiedenen Bewegungsarten (translatorisch, rotatorisch) oder Bewegungsgrössen
(Geschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit) zwischen Antriebseinrichtung und geschwindigkeitsgeregeltem
Reglerbauteil sind in jedem Fall über lediglich zwei-miteinander im Eingriff stehende
mechanische Kraftübertragungselemente gekoppelt, wobei diese beiden Übertragungselemente
als Zahntrieb, insbesonde'-re Schraubentrieb, ausgebildet sind. Hierfür sei ein
einfaches Ausführungsbeispiel angegeben: Ein für den Ablauf und Rücktransport unter
einem Tonabnehmer hin und her bewegter bandförmiger Tonträger ist als Zahnstange
ausgebildete die in eine Schraube oder Schnecke eingreift, die auf einer unter einem
Winkel zur Bandebene angeordneten Welle eines Fliehkraftreglers befestigt ist. In
diesem Fall ist der Tonträger zugleich Antriebseinrichtung.
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Die hier verwendeten Regler wirken hemmend und damit geschwindigkeitsregulierend
nur gegenüber Kräften, die auf eine höhere Geschwindigkeit hin gerichtet sind. Bei
Ablaufgeschwindigkeiten unterhalb der für die Tonwiedergabe notwendigen Nenngeschwindi
gkeit hat der Regler keine regelnde Wirkung. Dieses Verhalten wird erfindungsgemäss
bei den bevorzugten Ausführungsformen ausgenutzt, um zu erreichent dass Tonträger
und Tonarm nur dann im Eingriff miteinander stehen, wenn die für eine natürliche
Tonwiedergabe erforderliche*Iblaufgeschwindigkeit vorhanden ist. Zu diesem Zweck
werden die Antriebseinrichtung und der'Regler unter
Beibehaltung
der kraftschlüssigen Zahntriebverbindung gegeneinander*verschiebbar angeordnet sowie
die Antriebseinrichtung oder der Regler mit dem Tonträger oder dem Tonabnehmer verbunden,
in der Weise, dass eine Verschiebung zwischen Antriebseinrichtung und Regler zu
einer aufeinander zu oder voneinander fort ger ichtetenBewegung zwischen Tonträger
und Tonabnehmer führt. Sobald zu Beginn des regulären Ablaufvorganges die von der
Antriebseinrichtung ausgehende, auf den Regler einwirkende Antriebskraft versucht,
den Regler über die Nenndrehzahl anzutreibeU, tritt zwischen der #ntriebseinrichtung
und dem geschwindigkeitsgeregelten Reglerbauteil über die kraftschlüssige Zahntriebverbindung
ein Moment auf, aufgr*und dessän eine Verschiebung zwischen Antriebseinrichtung
und Regler auftritt, die zu einer Bewegung aufeinander zu und damit zu einem Eingreifen
zwischen Tonarm und Tonträger führt. Bei Rücktransport d es Systems entgegen
der Ablaufbewegung oder bei verzögertem Ablauf sind Antriebseinrichtung und Regler
entgegengesetzt gegeneinander verschoben, was eine voneinander fort gerichtete Bewegung'und
damit eine Trennung zwischen Tonabnehmer und Tonträger zur Folge hat.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbe.ispiels. Es zeigen
Figur 1 eine Seitenansicht-des Tonwiedergabegerätes bei aufgeschnittenem
Gehäuse;'
Figur 2 ein Schnittbild des Gerätes nach der Linie II-II
der Figur 1;
Figur 3 ein Schnitteilbild des Gerätes nach der Linie
III-III der Figur 1;
Figur 4 Draufsicht auf den Schutzdeckel für die Membrane
des Gerätes.
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Figur 1 zeigt das zylindrische Gehäuse 1 des Gerätes,
dessen eine Stirnseite mit dem ke.-elförrhigen Deckel 2 abgeschlossen ist, der kreieförmige
Schallöcher 3 aufweist (Fig. 4). Die andere Stirnseite des Gehäuses
1 ist mit dem Boden 4 verschlossen, der ebenfalls löcher 5 aufweist,
um die Schalleistung der zwischen Gehäuse 1 und Deckel 2 eingespannten Membrane
6 zu erhöhen bzw. deren Dämpfung zu verringern. Die Membrane 6 wird
mittels einer zwischen ihr und dem Deckel 2 angeordneten Schraubenfeder
7 mit ihrem Anlagestück 8 leicht gegen den Tonabnehmerstift
9 gedrückt, der am äusseren Ende des Tonabnehmerarms 10 befestigt
ist. Der Tonabnehmerarm 10 ist zweifach verschwenkbar: 1. um die Achse
11 in einer in der Längsachse des Tonalnehmerstifts liegenden--Ebene, 2.
um den Zapfen 12 in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Tonabnehmerstifts.
Der Zapfen 12 ist in einer Halterung 13 angeordnet, die auf der Grundplatte
14 befestigt ist. Der Tonabnehmerstift 9
weist in Richtung der Mantelfläche
einer Trom-1,el 15, auf der ein bandförmiger Tonträger 16 auf- und
auwickelbar Geführt ist. Der bandförmike Tonträger 16 .2.st mit einer Reihe
von
parallelen Tonrillen 17 versehen und bei 18 mit der Trommel
15 fest verbunden. Die Trommel 15 ist als Hohlwelle ausgebildet und
um einen festen Achszapfen 19 drehbar gelagärt. In Innenraum der Trommel
befindet sich eine Spiralfeder 209 die bei 21 mit der Trommel und bei 22 mit dem
Achszapfen fest verbunden ist, so dass eie durch Verdrehen der Trommel gespannt
wird bzw. im gespannten Zustand auf die Trommel ein Drehmoment ausübt.
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Aus Figur 2 ist zu ersehen, dass die Trommel 15 mit einem koaxial
zu ihr angeordneten Schneckenrad 23 verbunden ist, das in eine Schnecke 24
eingreift, die wiederum auf einer Welle 25 angebracht ist. Diese Schneckenwelle
25 ist zugleich das von aussen zugängliche geschwindigkeitsgeregelte Bauteil
des Fliehkraftreglers 26; sie ist mittels der Lagerschraube 27 und
dem Wellenlager 28 drehbar gelagert und mit dem Gehäuse bzw. der mit dem
Gehäuse verbundenen Grundplatte 14 fest verbunden.
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Das Schnittbild Figur 3 zeigt die verschiebbare Lagerung des
Achszapfens 18 und damit der Trommel 19 parallel zur Längsachse der
Schneckenwelle 25. Zu diesem Zweck ist der Achszapfen 18 über ein
Verbindungsteil 29 mit der Verschiebeachse 30 verbunden, cUe in den
Achslagern 31 und 32 in ihrer Längsachse verschiebbar gelagert' ist.
Eine mögliche Versch;(enkung der mit einem kreisrunden Querschnitt versehenen Verschiebeachse
um ihre Längoachse ist'durch einen Ausleger 33 verhindert, der mit dem Verbindungsteil
29 fest verbunden ist und zwischen Führungsteilen 34 und 35 gleitend
gehalten wird (Figuf 2).
Figur 1 lässt die Anordnung einer
mit der Grundplatte 14
verbundenen Stützplatte 36 erkennen, an der
ein Führungsteil 37 befestigt ist. Das Tonband 16 ist durch eine Aussparung
im Führungsteil 37 und eine in der Stützplatte 36
und der Bodenplatte
4 angebrachtenÖffnung 38 ins Freie ,-eführt. Eine fest mit dem Tonband
16 verbundene Nase 39
gelangt bei Aufwickeln des Tonbandes auf die
Trommel 15
in eine dort angebrachte Aussparung 40.
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Das Gerät arbeitet wie folgt: Die Zeichnung zeigt die beispielhafte
Ausführung eines erfindungsgemässen Tonwiedergabegerätes bei Ende des Rücktransportvorganges.
Das auf die Trommel 15 auf- und abwickelbare Tonband' 16 dient mit
seinem freien, durch die Öffnung 38 nach aussen geführten Ende als Angriffspunkt
für den durch Zug von Hand auszuführenden Rücktransport des Tonträgers nach vorhergehendem
Ablauf. Durch äusseren Zug auf das Tonband 16 wurde dieses von der Trommel
15 abgewickelt; durch das somit erfolgende Verdrehen der Trommel wurde die
Spiralfeder 20 gespannt. Es ist leicht einzusehen, dass während des gesamten Rücktransportvorganges
aufgrund der Richtung und des Betrages der aussen am Tonband angreifenden Rücktransportkraft,
die immer grösser als die jeweilige Gegenkraft der sich spannenden Feder sein muss,
eine Kraft auf den Achszapfen 19 ausgeübt wird, die eine Verschiebung der
trommelförmigen Antriebseinrichtung zum Boden des Gehäuses hin verursacht. Wie aus
der Zeichnung ersichtlich, liegt dabei das Führungsteil 29 am Achslager
32 an, die Tonrillen 17- in der-.---
Oberfläche des
Tonbandes 16 sind vom Tonabnehmerstift 9 weg verschoben, wodurch Tonträger
und Tonabnehmer voneinander getrennt sind. Die Nase 39 des Tonbandes
16 beendet die Rübktransportbewegung durch Anschlag an die Stützplatte
36 und' verhindert damit ein weiteres Abwickeln des Tonbandes von der Trommel.
Damit wird sichergestellt, dass zu Beginn des nachfolgenden Ablaufvorganges der
Tonabnehmerstift 9 nicht ausserhalb der Tonträgerfläche auf den Trommelmantel
aufsetzen kann. Der um den Zapfen 12 verschwenkbare Tonarm wird in seiner Beweguüg
von nicht dargestellten seitlich angreifenden Anschlägen begrenzt, so daso der Tonabnehmerstift
9 nicht seitlich ausserhalb der Tonträgerfläche bzw. der Tonrillen
17 aufsetzen kann. Die Verschwenkbarkeit des Tonabnehmerarme 10 um
den Zapfen 12 gewährleistet, dass der Tonabnehmerstift 9 in jede der Rillen
17 wahlweise eingreifen kann, indem man seine Lage durch eine entsprechende
Schräglage des Gehäuses unter Ausnutzung der Schwerkraft gegenüber der Tonträgeroberfläche
verändert. Es ist selbstverständlich, dass der Tonabnehmerstift 9 aus diesem
Grunde mit seinem dem Tonträger abgewandten Ende nur lose an dem Anlagestück
8 der Membrane 6 anliegt.
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Der Ablaufvorgang wird ausgelöstg indem man das aus dem Gehäuse herausgezogene
Ende des Tonbandes 16 loslässt. Die nun freiwerdende Kraft der Spiralfeder
versuchtg die Trommel 15
möglichst schnell um den Achszapfen 19 herum
in Ablaufrichtung zu verdrehen. Der über Schnecke und Schneckenrad mit der
Trommel 15 in Verbindung stehende-Fliehkraftregler widersetzt sich jedoch
einer Ablaufgeschwindigkeit der Trommel,
die grösser als die Nenngeschwindigkeit
ist, und übt somit einen Widerstand gegen die Federkraft aus. Zwischen der Schneckenwelle
und dem Achszapfen bildet sich somit, ein Drehmoment aus, das wegen der axialen
Arretierung der Schneckenwelle 25 zu einer Verschiebung des Achszapfens
19 und damit der Trommel 15 in Richtung des Gehäusedeckels führt.
Diese Verschiebung wird begrenzt durch das Anlegen des sich auf die Trommel aufwickelnden
Tonbandes an die Halterung 13; der durch die Verschiebung bewirkte Eingriff
des Tonabnehmerstiftes 9 in eine der Tonrillen 17
wird damit für den
gesamten Ablaufvorgang konstant unter dem gleichmässigen Druck der Schraubenfeder-7
gehalten, so dass die mechanischen Tonschwingungen unter gleichmässiger Dämpfung
über den um die Achse 11 schwenkbaren Tonabnehmerstift 9 auf die Membrane
6 übertragen werden. Die Erfindung ist nicht auf die nachfolgenden Ansprüche
beschränkt. Ihr zugehörig sind sämtliche Merkmale aus der vorstehenden Beschreibung
und der Zeichnung, die aufgrund des Standes der Technik ersichtlich erfinderisch
sind.