-
Bedienungsvorrichtung für den Tonarm von Schaliplattenspielern Gegenstand
der Erfindung ist eine Vorrichtung,die das Aufsetzen des Tonarmes auf die Schallplatte
an beliebiger Stelle lund das Zurückführen auf die Tonarmstütze ohne direkte Berührung
des Tonarmes gestattet.
-
Der Tonarm von Schallplattenspielern sollte möglichet nicht direkt
mit der Hand auf die Schallplatte aufgesetzt werden,da durch zu hartes oder schiebendes
Aufsetzen der Tonabnehmer und die Schallplatte beschädigt werden können.
-
Als Aufsetzhilfen bisher bekannt sind die sogen. Tonarmautomatik und
der sogen. Tonarmlift. Bei der Tonarmautomatik wird der Tonarm durch eine mechanische
Vorrichtung,die vom Plattenspielerufwerk oder einem getrennten Elektromotor angetrieben
wird, gehoben, geschwenkt und abgesenkt, wobei in der Regel drei genormte Aufsetzdurchmesser
vorgewählt werden können.Nach dem Abspielen kehrt der Tonarm selbsttätig in die
Ruhestellung zurûck.BeLm Tonarmlift kann der Tonarm mittels eines auf der Platine
(Chassis) in der Nähe des Tonarmes befindlichen Hebels angehoben werden. Sodann
wird der Tonarm mit der Hand auf den gev.mnschten Plattendurchmesser geschwenkt
und mit dem Reben abgesenkt,wobei meist eine Viskkositätsdämpfung
die
Aufsetzgeschwindigkeit bestimmt Die Tonarmautomatik hat den Nachteil, daß viele
mechanische Teile notwendig sind die Arbeitsgeschwindigkeit 1@ der Regel zu klein
ist und nur einige feste Aufsetzdurchmesser eingestellt werden können, so daß das
Aufsuchen bestimmter Stellen auf der Schallplate manuell erfolgen muß. Benutzt man
hierzu den meist zusätzlich vorhandenen Tonarmlift,so müssen abwechselnd der Hebel
des Tonarmliftes und der Tonarm selbst bewegt werden'was nicht nur recht umständlich
ist, sondern zudem einige Sorgfalt erfordert dad der Abstand des Hebels vom Tonarm
oft gering ist und die Gefahr besteht, daß der noch aufliegende Tonarm versehentlich
berührt oder die gefederte Platine in Schwingungen versetzt wird Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, die vier möglichen Bewegungen des Tonarmes mittels eines einzigen
Dreh oder Schwingungen, der sich auf der feststehenden Zarge befindet, zu steuern,
wobei möglichst wenig Bauteile, insbesondere mechanische, benutzt werden, das horizontale
Stellglied gleichzeitig zur Skatingkopensation dienen soll, jeder Aufsetzdurchmesser
rasch und plattenschonend (langsames Aufsetzen) eingestellt werden kann und zudem
Schäden infolge von Unachtsamkeit nicht entstehen können.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß das Heben des
Tonarmes durch Berühren und das Schwenken durch Drehen des Drehknopfes (oder Verschieben
des Schiebeknopfes) eines Potentiometers ausgelöst wird. Hierbei wird durch Berühren
des elektrisch leitenden Drehknopfes der Rückkopplungsweg eines Oszillators über
die Erdkapazität der Hand geschlossen; die einsetzende Oszillatorschwingung dient
zum Einschalten des Heizstromes einer Bimatallanordnung, die ihrerseits den Tonarm
hebt; durch Drehen des Drehknopfes wird der Strom in einem elektrodynamischen Stellglied
nach Größe und Richtung gesteuert, wodurch
das Schwenken des Tonarmes
bewirkt wird.Eine mitbewegteTachometerspule mit nachgeschaltetem Gleichspannungsverstärker
dient zur Dämpfung der Tonarmdrehung.Der Drehknopf kann auf der Zarge des Plattenspielera
angebracht werden, da nur elektrische Leitungen zur gefederten Platine laufen.
-
Ein Beispiel für die elektrische Schaltung der Bedienungsvorrichtung
zeigt Fig.1 .Im oberen Teil ist die Hebe-Vorrichtung, im unteren die Schwenkvorrichtung
dargestellt.
-
Im Kollektorkreis des Transistors T1 befindet sich ein Schwingkreis
W1,C3 (Resonanzfrequenz ca. 300 kHz) mit der Eückkopplungswicklung W2,die über einen
Kondensator C2 an den metallischen Knopf eines Potentiometers P mit gegen Masse
isolierter Achse gefdhrt ist.Uber den Widerstand R1-flieXt der Basisvorstrom.
-
Wird der Drehknopf mit der Hand berührt, so schlieAt sich der Rückkopplungskreis
über die Erdkapazität Cl der Hand und der Oszillator schwingt an.l'ittels C2 wird
die Ansprechempfindlichkeit eingestellt.Die Erdkapazität der Zuleitung zum Drehknopf
kann mit der gezeichneten Abschirmung unschädlich gemacht werden.Die Wechselspannung
wird über C4 ausgekoppelt,mit den Dioden D1,D2 gleichgerichtet und über R2,R3 dem
Transistor T2 zugefuhrt,so daß der am Kollektor von T3 liegende Hitzdraht HIP einer
Bimetallanordnung an die Spannung U2 geschaltet wird. Die Geschwindigkeit des Anhebens
(groß) bezw. Absenkens (kleiner) des Tonarmes kann mittels R2,C5 bezw. R3,C5 eingestellt
werden.
-
Im unteren Teil der Fig.1 ist ein Schaltungsbeispiel für die Schwenkvorrichtung
dargestellt,das im wesentlichen aus einem Gleiohspannungsverstarker mit komplementären
Transistoren besteht.
-
Um einen zweiten Netzteil zu sparen,ist die Betriebsspannung Ul
mittels
R10 = R11 aufgeteiltAm Ausgang des Verstärkers liegt über einen Kontakt K die Arbeitswicklung
W4 eines elektrodynamischen Stellgliedes. Die Widerstände R4, R5, R6, R7 sind so
gewählt, daß in Mittelstellung des Potentiometers P (das mit dem weiter oben genannten
identisch ist) der Verstärker abgeglichen ist Durch Verstellen von P kann in Strom
gewünschter Richtung und Größe in W4 eingestellt werden, so daß der Tonarm beliebig
geschwenkt und an beliebiger Stelle zum Halten gebracht werden kann.Um das Anhalten
zu erleichtern, wird eine Tachometer wicklung W3 mit bewegt in der eine geschwindigkeitsproportionale
Gegenkopplungsspannung induziert wird, so daß die Drehbewegung eine Dämpfung erfährt.
Zur leichteren Koordination von Handbet wegung und damit bewirkter Drehrichtung
des Tonarmes kann das Potentiometer P auch als Schiebepotentiometer ausgeführt sein.
-
Der Potentiometerknopf kann z.B. durch Federwirkung beim Loslassen
selbsttätig in Mittelstellung springen, womit sichergestellt ist,daß der Tonarm
stets zur Ruhe gekommen ist,bevor der (etwas verzögerte und langsame) Absenkvorgang
beginnt. Um weiter zu vermeiden, daß bei aufgesetztem Tonabnehmer Kräfte am Tonarm
wirken (z.i3. infolge von Drift des Gleichspannungsverstarkers)9 wird der Kontakt
K erst dann geschlossen, wenn der Tonarm bereits abgehoben hat.
-
Be. dieser Schaltung ist die Drehgeschwindigkeit des Tonarmes dem
Drehwinkel des (linearen) Potentiometers P proportional.Der Drehwinkel des Tonarmes
ist also proportional dem Zeitintegral des Drehwinkels am Potentiometer (bezw. dem
Zeitintegral des Weges bei einem Schiebepotentiometer).
-
t Proportionalität zwischen Tonarmwinkel und dem Winkel des Drehirnopfes
erreicht man z.3.
-
durch Ersatz des Potentiometers-P durch einen Glaeichspannungsgenerator
G mit drehzahlproportionaler Spannung (kleiner Gleichstrommotor),wie in Fig. 1 unten
angegeben.
-
Bei abgesenktem Tonarm und damit offenem Kontakt K dien; die Wicklung
W4 zusammen mit dem Trimmwdiderstand R9 zur Kompensation der Skatingkraft (die auf
ca. + 5% über dem Radius konst. bleibt).
-
Fig.2 zeigt die Anordnung der Stellglieder für das Heben und Schwendken
des onarmes.3ei der Hebevorrichtung handelt es sich im Prinzip um eine Bimetallanordnung,die
jedoch zur Verkleinerunx der thermischen Zeitkonstante eines üblichen Bimetalistreifens
speziell ausgebildet ist.Auf der vertikalen Achse A des Tonarmes T befindet sich
ein isolierender Ring R,an dem eine Blattfeder B angebracht ist.Die Blattfeder ist
so vorgebogen'daß sie den Tonarm abheben kann.Durch einen Hitzdraht HD,der am freien
Ende der Blattfeder und am Ring R befestigt ist, wird die Blattfeder jedoch so weit
herabgezogen, daß der Tonarm frei ist. Sobald der Hitzdraht elektrisch geheizt wird,erfährt
er eine Ausdehnung und die Blattfeder hebt den Tonarm. Der Hitzdraht mua durch einen
Windschutz W, der z.B. aus einem leichten,über die Blattfeder geschobenen Rechteckrährchen
bestehen kann'vor zu starker Zugluft geschützt werden.
-
Zur Justierung der Hebevorrichtung dient eine Schraube S,die zusammen
mit einer Gegenelektrode am Tonarm den Kontakt K in Xig.l bildet.
-
Ein Ausführungsbeispiel für die Hebevorrichtung ist in Fig.4 skizziert.Die
Blattfeder B ist in einen Schlitz des nichtleitenden Ringes R eingeklebt.Dort befindet
sich der eine elektrische Anschluß des Hitzdrahtes HD.Am freien Ende der Blattfeder
ist unter
Zwischwenschaltung einer Isolierfolie ein Metallplättchen
mit der Justierschraube S aufgerklebt. Ein am Metallplättchen angellöteter Draht
läuft auf der Oberseite der Blattfeuer entlang und bildet den einen Anschluß des
Kontaktes K. Die Gegenelektrode @@ndet sich am Tonarm und wird durch einem Draht
im Tonarm herausgeführt. An der Unterseite des freien Endes der Blattfeder ist der
Hitzdraht angeschweißt oder glötet. Das andere Ende des Hitzdrahtes läuft durch
eine hohle Justierschraube S1 an einen Stift St, der in einem Schlitz unterhalb
der Gewindebohrung versehiebbar steckt. Der Stift trägt den zweiten Hitzdrahtanschluß
und soll zugleich ein Verdrillen des Hitzdrahtes beim Einstellen der Schraube S1
verhindern. Die Madenschraube S2 dient zur Befestigung des Ringes R an der Tonarmachse
AOIn der Nähe des eine gespannten des trägt die Blattfeder einen inschliff E oder
eine Bohrung, um dort eine besonders weiche Stelle zu schaffen.
-
Damit wird ein eindeutiger "Drehpunkt" der Blattfeder vorgegeben und
verhindert, daß statt eines Schwenkens der Blattfeder nur ein sich veränderndes
Krümmen auftritt. Als Blattfeder eignet sich z.B ein Stahlband mit 0,5 x 5 mm2 Querschnitt
und 90 mm Länge, als HItzdraht ein Stahldraht von 0,1 mm # und gleicher Ländge.
Der Heizstrom beträgt etwa 600 mA bei 3 V Betriebsspannung, die thermische Zeitkonstante
ca. 0,3 secDdie Temperatur m. 250 Oe.
-
Falls der Raum unter den Tonarm (der durch die Geometrie des Tonabnehmers
gegeben ist) für die Hebevorrichtung nicht ausreicht, kann sie an der vertikalen
Achse oberhalb des Tonarmes angebracht werden. Am freien Ende der 3'lattfeder wäre
dann ein Bügel anzubringen,der den Tonarm von oben her umgreift und die Justierschraube
S trägt. (S kann auch weggelassen werdenb S1 vorhanden ist.)
Die
Schwendvorrichtung des Tonarmes ist uer dem Chassis CH (Platine) nach Fig. 2 angebracht.
Im Luftspalt eines Magnetsystems, bestehend aus dem Magneten M und den Jochteilen
J, befinden sich die Arbeitswicklung W4. und die Tachometerwicklung W3.Beide (freitragenden)
Wicklung sinffi an eine Platte P aus Isolierstoff angeklebt, die mit einem Ausgleichsgewicht
AG versehen und an die Tonarmachse A unter dem Lager L angeschraubt ist.
-
Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Schwenkvorrichtung. Die Wicklungen
W3,W4 sind nicht aufeinander, sondern nebeneinander angeordnet,um elektrisches Übersprechen
zu vermeiden (Rückkopplung).
-
Elektromechanisch wirksam sind nur die radialen Spulenabschnitte im
Luftspalt (also über der seh@@@@ierten Magnetfläche). Das ist kein Nachteil, da
nur sehr kleine Kräfte bezw.
-
Tachometerspannungen benötigt werden, z.B. einige p bezw.
-
einige mV.In den beiden Extremstellungen des Tonarmes müssen die inneren
radialen Spulenabschnitte noch im Luftspalt liegen, die äußeren noch außerhalb;
in Fig. 3 ist der mögliche Schwenkwinkel zu klein gezeichnet.Das Drehmoment und
die Tachometerspannung sind bei dieser Anordnung unabhängig von der Stellung des
Tonarmes (homogenes Magnetfeld).
-
Die Vorteile der beschriebenen Bedienungsvorrichtung können wie folgt
zusammengefaßt werden.
-
Die Vorrichtung gestattet eine rasche und bequeme Steuerung des Tonarmes
und schließt Beschädigungen von Schallplatte und Tonabnehmer mit Sicherheit aus.
Es werden keine Teile benötigt, die von mechanischer Art im engeren Sinne sind,also
(weitere) Lagerstellen oder sonstige gleitende Teile.Die Stellglieder sind von klimatischen
Bedingungen unabhängig und wartungsfrei,
eventuell mit Ausnahme
des Hitzdrahtes, der eine gelegentliche Nachstellung mittels der Justierschrauben
S oder S1 erfordern könnte.Die Herstellungskosten sind äußerst gering'umso mehr,
als eine Vorrichtung zur Kompensation der Skatingkraft mit darin enthalten ist.Ebenso
klein ist der Aufwand an elektronischen Mitteln;besondere Anforderungen an die Stabilität
des Gleich spannungsverstärkers bestehen nicht.
-
Eine Versu9hsausführung der Bedienungsvorrichtung wurde angefertigt.