DE1932217C - Tonarm, der mittel eines Leitwagens mit der Abtastnadel radial über die Schallplatte bewegt wird - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tonarm, der mittels eines Leitwagens mit der Abtastnadel radial über die Schallplatte bewegt wird.

Es ist bereits aus dem USA.-Patenl Nr. 2 915 315 ein Plattenspieler bekannt, welcher einen mit einem Servoantrieb versehenen Tonarm aufweist. Der Tonarm wird derart angetrieben, daß der Abtaststift in radialer Richtung zur Plattenmitte bewegt wird und daß dadurch auf den Tonabnehmer einwirkende Krlifte, wie z. B. die Reibung des Tonarmes und die Steifigkeit der verbindenden Kabel nicht mehr stören. Der bekannte Tonarm ist in einem komplizierten Lager gelagert und derart ausgebildet, daß bei einer Abweichung des Armes von einer genau tangentialen Stellung um einen sehr geringen Betrag der Servomechanismus den Leitwagen bewegt, auf welchem der Arm gelagert ist, so daß die tangentiale Stellung von neuem hergestellt wird. Eine ideale Tragkonstruktion des Tonabnehmers soll so leicht wie möglich sein und damit wenig Masse besitzen, sie sollte sich in einer geraden Linie bevegen und sollte eine vernachlässigbare Reibung bezuglich der durch die Nadel bewirkten Bewegung haben. Bei der bekannten Ausführung ist der Tonarm selbst, welcher den Tonabnehmer trägt, in normalen drehbaren Lagern gelagert, welche eine Reibung besitzen. Auch wenn das vom Tonabnehmer zum Verstärker führende Kabel nur um einen sehr kleinen Winkel gebogen wird, welcher für die Steuerung des Servoantriebes erforderlich ist, so trägt es trotzdem zur Steifigkeit und Starrheit der Lagerung bei. Modern'¹ Tonabnehmer arbeiten mit Auslenkkräften, die zum Teil geringer sind als ein Gramm, wobei eine Tcnde.-iz zu .iner weiteren Verminderung dieser Kräite und des Nadeldruckes be-, steht. Das zielt auf eine Verminderung des auf die Platte wirkenden Druckes sowie der Kräfte, die zur Bewegung der Tragkonstruktion erforderlich sind, hin.

Die Erfindung hat die Schaffung eines Tonarmes der erwähnten Art zum Ziel, bei welchem die Tragkontruktion des Tonabnehmers eine vcrnachlässighare Reibung aufweist und die auf den Tonabnehmci bei der bekannten Ausführung einwirkenden Kabelkräfte vermieden werden.

Der erfindungsgemäße Tonarm ist dadurch gekennzeichnet, dflß der Tonabnehmer mittels federnder Llemente derart aufgehängt ist, daß er gegenüber (.lern l.eitwagcn in seitlicher und vertikaler Richtung beweglich ist. und daß ein Fühlorgan zur Betätigung des Servomechanismus vorgesehen ist. durch welche der Tonarm der Bewegung des Abtaslstiftes folgt.

IXt erfindungsgemäße Tonarm zeichnet sich dadurch aus. daß der Tonabnehmer im wesentlichen reibungskräftefrei aufechängt ist.

Hei einer besonderen Ausführung der Erfindung hrii.'chl der Tonabnehmer nicht auf einem drehbaren Arm befestigt zu sein, d. 1.. einem Arm. welcher um eine einzige Achse schwenkbar ist. Es kann eine linear bewegliche Lagerung vorgesehen sein, welche eine sehr geringe Trägheit aufweist und so angeordnet ist, daß sich der Tonabnehmer in translatorischer Weise bewegt, d. h. beim Durchlaufen einer Rille der Platte parallel zu sich selbst bleibt. Bei einer derartigen Ausführung wird die Verwendung eines Tonarmes vermieden, wobei eine Aufhängung mit gekreuzten Federn den Arm, welcher den Tonabnehmer trägt, ersetzt.

Aufhängungen mit gekreuzten Federn sind in tin Mechanik bekannt und können nur dort verwendet werden, wo der Winkel der Bewegung klein ist. Bei größeren Winkeln spielt nämlich die Elastizität du Aufhängung eine Rolle, und die Gegenkräfte <k Federn werden bedeutend. Bei einem Servoantrieb einer Tragkonstruktion des Tonabnehmers, bei \ul eher der Winkel immer im Bereich von Null gelmi ten wird, können die Federkräfte, in einem minimal. _:. Bereich gehalten werden, wie dies im folgenden μ. zeigt wird. Bei gut geschnittenen Schallplatten, k welchen der Tonabnehmer nur um einen sehr klein 1 Winke! geschwenkt wird, d.h., wo die Schallplan genau konzentrisch ist, kann der Servomechanism, schnell genug gemacht werden, um dem Tonabnehmer derart zu folgen, daß der Winkel kleiner ist nl ein Grad. Wenn die Aufhängung mit gekreuzten rudern genug weich gemacht wird, so kann die darm: sich ergebende Aufhängung als praktisch reibung, frei betrachtet werden. Die Federkräfte, die auf ein Tonabnehmer einwirken, können so begrenzt den, daß sie nur '.-inen sehr kleinen Bruchteil ..!. Kräite bilden, die durch die Nadel selbst ausgeh ■ werden.

Die Erfindung ist an Hand der folgenden Beschr. bung einiger Ausführungsbeispiele der Zeichmi:. erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematichen Grundriß einer l·.· vorzugten Ausführung der Erfindung,

F i g. 2 eine räumliche Ansicht des Leitwagei: und eines Teiles .!es Tonarmes aus der F i g. 1,

Fig. 3 eine seitliche Ansicht der Ausführung au der Fig. 1,

Fig.4 ein Schaltschema des Stromkreises dei Servosteuerung zur Einhaltung einer tangential^; Stellung des Armes,

Fi -j^S den Grundriß eines Leitwagens und eines Tonarmes bei einer abgeänderten Ausführung der Erfindung, wobei eine tran.slato:'.i'"he Bewegung des Tonabnehmers gewährleistet wird,

Fig. π eine räumliche Ansicht des Tonarmes und des Tonabnehmers aus der F i g. 5.

F i ij. 7 eine räumliche Ansicht einer weiteren Ausführung der Erfindung,

F i g. 8 eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht einer Ausführung der Erfindung, bei welcher .in der Stelle von Schaltkontakten ein Lichtstrahl verwendet wird.

F 1 g. 9 A ein Detail einet Ausführung, bei welcher die Federdrähte gleich/eilig als elektrische Leitungen verwendet werden können.

Fig. 9 B einen Grundriß des Drahtes aus der Fig. 9A,

Fig. 9Γ eine Ausführung, bei welcher der Feder draht mil einem dämpfenden Ober/υμ versehen ist und

Fig. Ii) einen schematischen Schnitt eines Ion arm⁰* welcher eine kombinierte Aufhängung mit Federn und einer horizontalen kardanischen Aufhängung aufweist.

Die Fig. 1 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung einer Ausführung der Erfindung. Dabei sind nur wesentliche Elemente der Erfindung dargestellt, und bekannte Teile, wie z. B. Organe zum Anhalten der Schallplatte am Ende ihres Ablaufes, können in einer beliebigen bekannten Weise ausgebildet sein. Eine Basis 2 ist am Gehäuse des Gerätes befestigt, welches den Plattenteller trägt, auf welchem die Schallplatte 5

fc'im Abspielen aufgelegt ist. Die Basis 2 kann enttprecheiul der Darstellung in der Fig. 3 eine metalli- »che F¹IaHe sein, welche aufrechte Ränder 2« aufweist, die eine Bahn für die Bewegung eines Wagens 3 bilden, der von einem Motor 4 angetrieben ist, der fin eingebautes Oetriebe aufweist, Das Getriebe treibt fin Kabel 7 mit einer geeigneten niedrigen Geschwindigkeit an. Der Wagen 3 ist nm Kabel 7 durch ein feeignetes Klemmorgan 3« verbunden, welches von land betätigt werden kann, um den Wagen vom ia Kabel zu trennen, so daß er in seine Ausgangsstellung oder eine beliebige Zwischenstellung zurück bewegt werden kann.

Der Motor 4 kann von einer äußeren Stromquelle Oder vorzugsweise aus einer Batterie 8 angetrieben Werden. Gleichzeitig ist an der Basis 2 ein transistorisierter Verstärker 9 befestigt, dessen Schaltung aus iler F i g. 4 hervorgeht. De- Wagen 3 ist vorzugsweise Huf vier Rädern in der dargestellten Weise abgestützt. Am Wagen sind vier Drähte 11, 12, 13 und 14 befestigt, welche den Tonarm 16 tragen. Wie am besten i"is der F i g. 2 hervorgeht, ist jeder der Drähte so angeordnet, daß eines seiner Enden 11 b, 12/: usw. starr mit dem Arm 16 verbunden ist, während das andere Ende an einer Stütze Ha, \1a usw. befestigt ist, die am Wagen 3 angeordnet ist. Es ist dabei ersichtlich, daß die Drähte als Federelemente wirken, eine beschränkte Bewegung quer zu ihrer Längsrichtung gestatten, jedoch den Arm in der Richtung ihrer Länge festhalten. So verhindert der Draht 14 eine Bewegung des Tonarmes in der Längsrichtung seiner Achse, gestattet jedoch eine kurze Bewegung quer zu seiner Achse. Der Tonarm wird dadurch an einer Steile festgehalten, welche dem Schnitt der Ebene der drei Drähte mit dem Draht 14 entspricht, wodurch ein Drehpunkt des Tonarmes erhalten wird, der sich in der Nähe seines hinteren Endes befindet. Es wird dabei angestrebt, mindestens einige der Drähte auch zur Führung von elektrischen Strömen zu verwinden, d.h. als Leitungen für den Tonabnehmer und die Steuerkreise. Der Tonarm ist daher vorzugsweise aus Kunststoff oder einem anderen isolierenden Material hergestellt, wobei die Befestid-iungsslellen der Federdrähte, z. B. des Drahtes 14, gleichzeitig als Klemmen für elektrische Leitungsdrähte wirken können, wie dies in der Fig. 9A dargestellt ist. wo ein vom Tonabnehmer führender Draht 10 an der Befestigungsstelle 14 b angeschlossen ist, so daß der Strom aus diesem Draht durch den Federdraht 14 führt. Durch die Anschlußstelle J4rt gelangt der Strom in einen Leitungsdraht 15, Welcher zum Verstärker 9 führt. Die übrigen Leitungen können in ähnlicher Weise angeordnet sein. Es 1st dabei ersichtlich, daß die einzigen biegsamen Leitungen, welche erforderlich sind, vom Wagen führen, Wie z. fi. die Leitung 15. Die Kraft zum Biegen dieser Leitungen wird dabei vom Motor 4 geliefert, so daß keine Einwirkung auf clic Lagerung zwischen dem Ann 15 und dem Wagen 3 besteht Der Tonarm wird dadurch nur durch die sehr geringen Federkräfte der Federdrähte 11 bis 14 beeinflußt, wobei die Federdrähte derart ausgebildet sind, daß die von ihnen ausgeübte Kraft vernachlässigbar klein ist. Andere Arten der Befestigung der Federdrähie können verwendet werden. So können sie z. B. an Lappen angelötet sein, die im Kunststoff des Armes eingebettet sind sowie in Stücken von Isoliermaterial, die am Wagen befestigt sind. Es >.ann auch der Wagen ganz aus isolierendem Material hergestellt sein, wodurch die Befestigung besonderer Teile aus Isoliermaterial überflüssig wird.

Im hinleren Ende des Tonarmes ist eine Schraube 21 eingebettet, auf welche ein Gegengewicht 22 aulgeschraubt ist. Das Gegengewicht kann so eingestelll werden, daß an der Nadel des Tonabnehmers die gewünschte Auflagekraft entsteht.

Der Arm muß in der federnden Aufhängung derart befestigt sein, daß der Tonabnehmer 17 nach oben oder nach unten, nach rechts und dann nach links bewegt werden kann, jedoch nicht parallel zu seiner Längsrichtung, wenn eine Platte abgespielt wird. Die einzelnen Freiheitsstufen, die durch die vier Drähte 11 bis 14 gebildet werden, sind am besten aus der F i g. 2 ersichtlich. Rechtwinklig zur Längsrichtung des Tonarmes sind zwei vertikale Drähte il und 12 angeordnet, deren unlere Enden an der Seite des Tonarmes an Stellen 116 und 12ft direkt über der unteren Fläche des Armes befestigt sind. Die oberen Enden der Drähte 11 und 12 sind an zwei isolierenden Blöcken 11 λ -.».id 12« befestigt, welche an den Enden von Armen 18 'jzw. 19 befestigt sind, die starr am Wagen 3 angeordnet sind. Die Drähte 11 und 12 berühren nicht die Seiten des Tonarmes, sondern sind von ihnen in einer kleinen Entfernung angeordnet. Die Drähte gestatten daher eine Bewegung des Tonabnehmers mit dem Ende des Tonarmes 16 nach oben und nach unten. Sie gestatten auch eine Schwenkbewegung des Tonarmes nach links und nach rechts sowie nach vorne und nach rückwärts. Um die Besvepung nach vorne und nach rückwärts auszuschließen, el. h. die Bewegung in der Längsrichtung des Armes, ist der Federdraht 14 vorgesehen, welcher eine derartige Bewegung verhindert, jedoch trotzdem eine Schwenkbewegung des Armes von Seite zur Seite gestattet. Zur Verhinderung der seitlichen Schwenkbewegung des Tonarmes ist ein vierter Draht 13 vorgesehen, welcher direkt unterhalb des Ton armes durchgeführt ist und dessen linkes Ende (Fig. 1) starr mit dem Arm an einer Stelle 13b befestigt ist, welche sich direkt in der Ecke der Kon struklion befindet und in der Nähe der Stelle II/' liegt, an welcher der vertikale Drant 11 befestigt ist. Der so befestigte Tonarm kann sich nur in der gewünschten Weise bewegen. Der Tonabnehmer kann dabei nach links und nach rechts sowie nach oben und nach unten bewegt werden, jedoch nicht nach vorne und nach rückwärts und kann auch nicht nach links und nach rechts mit dem Arm als Ganzes geschwenkt werden. Die vier Federdraht, können gleichzeitig als vier Leitungsdrähte wirken, die der Führung von Stereosignalen sowie zur Steuerung des Servomotors in der beschriebenen Weise dienen.

Die Federdrähtc können eine Dicke im Bereich von 0,25 bis 0,63 mm aufweisen, können aus Stahl, Beryllium-Kupfer oder einem anderen geeigneten Materia! hergestellt sein und eine derartige Elastizität haben, daß der Arm 16 als Ganzes, bei einer Länge von 150 mm bis 200 mm mit r.'mem normalen Tonabnehmer, der in seinem vorderen Ende eingebaut ist, eine sehr niedrige Frequenz der Eigenschwingungen haben kann, z. B. im Bereich von 1 bis 2 Hertz. Das bedeutet, daß die Nachgiebigkeit des Armes viel größer sein kann als die der Nadel selbst. Bei modernen Tonarmen beträgt die Resonanzfrequenz des Armes gegenüber der Nadel normalerweise 10 bis 15 Hertz.

Die Anordnung ist mit einem Fühlorgan versehen, welches der Bestimmung der Stellung des Armes dient, so daß der Servomechanismus gesteuert werden kann, welcher den Wagen bewegt, auf welchem der Arm befestigt ist. Zu diesem Zweck ist ein Kontakt 23 am Arm 16 starr befestigt, welcher auf einfache Weise aus einem vertikalen Draht bestehen kann, wie dies am besten aus der F i g. 3 ersichtlich ist. Der Kontakt kann mit einem der vier Federdrähte verbunden sein oder mit einem geerdeten Teil, da zur Betätigung des Servomechanismus ein Erdkontakt ausreicht, wie dies im folgenden erläutert wird. In der nächsten Nähe der vertikalen Kontakte 23 befindet sich ein sehr weicher Federkontakt 24, welcher an einem isolierenden Block 26 befestigt ist, welcher seinerseits starr am Wagen 3 angeordnet ist. Die Kontakte 23 und 24 betätigen den Transistorverstärker 9, welcher den Motor 4 steuert. Wenn sich der Arm in der rechtwinkligen Stellung nach der F i g. 1 befindet, so ist der Kontakt eben geöffnet. Wenn die Nadel die Platte abspielt, so wird sie entsprechend der Darstellung in der F i g. I nach links bewegt, bis der Kontaktdraht 23 den Federkontakt 24 berührt, wodurch der Motor 4 in Betrieb gesetzt wird und sich in der durch den Pfeil dargestellten Richtung dreht. Dadurch wird der g.inze Wagen 3 nach links bewegt, um die ursprüngliche Winkelstellung des Armes von neuem herzustellen. Dadurch wird eine Trennung der Kontakte 23 und 24 bev/irkt. Diese Bewegung wird dauernd während des Abspielens der Platte wiederholt und besteht aus kurzen langsamen Bewegungen des Wagens 3, durch welche er dem Tonabnehmer folgt, welcher entlang der Schallplatte bewegt wird. Es muß dabei darauf hingewiesen werden, daß der Tonabnehmer keine vollkommene kontinuierliche Bewegung beim Abspielen einer normalen Schallplatte ausführt, da sich auch beim Abspielen der besten Schallplatte ein Tonabnehmer immer etwas nach links und nach rechts bewegt, da die Platte eine Exzentrizität der zentralen Öffnung aufweist und deformiert sein kann. Der Kontakt wird daher dauernd geschlossen und unterbrochen, wodurch eine fast kontinuierliche Bewegung des Motors entsteht. In jedem Falle ist die Empfindlichkeit des Verstärkers 9 so groß und die schrittweise Bewegung des Wagens 3 so klein, daß der Winkel zwischen der genauen tangentialen Richtung des Armes und der augenblicklichen Richtung des Armes so klein ist, daß er keinen Einfluß hat.

In der F i g. 1 ist ein zweiter Kontakt 27 dargestellt, weicher sich in der Nähe des vertikalen Kontaktes 23 befindet, jedoch etwas weiter von diesem entfernt ist als der Kontakt 24. Der Kontakt 27 wird betätigt, wenn der Tonabnehmer die Endrille der Schallplatte erreicht, welche derart ausgebildet ist. daß, wenn der Tonbandnehmer diese Rille erreicht, die Bewegung des Tonabnehmers nach links so rasch erfolgt, daß der Servomechanismus nicht folgen kann, da er absichtlich nur für eine sehr langsame Bewegung nach links ausgelegt ist. Wenn daher die Endrille erreicht wird, berührt der Kontakt 23 den zweiten Kontakt 27. weicher einen zweiten Stromkreis betätigt und den Tonarm hebt. Der genaue Mechanismus zur Ausführung dieser Tätigkeit kann nach dem USA.-Patent Nr. 2 915 315 ausgeführt sein und braucht nicht im Detail beschrieben zu werden. So kann z. B. ein Finger 31 vorgesehen sein (Fig. 5), welcher durch einen anderen Motor oder durch einen Elektromagneten 32 betätigt wird, sich über dem Ann und hinter der Aufhängung befindet und derart ausgebildet und geschaltet ist. daß. wenn der zweite Kontakt 27 betätigt wird, der Elektromagnet den Finger 31 nach unten zieht und den Arm von der Schallplatte hebt. Zum gleichen Zeitpunkt kann auch .' r Antriebsmotor des Plattentellers zum Stillsland gebracht werden.

Die F i g. 3 zeigt eine seitliche Ansitht des Annes

ίο 16 mit der Feder 14, welche eine Bewegung des Tonabnehmers in Längsrichtung verhindert, sowie der vertikalen Feder 11, welche zusammen mit der Feder 12 das Gewicht des Tonarmes 16 aufnimmt und seine Bewegung nach oben und nach unten zuläßt.

Der Kontaktdraht 23 ist sehr dünn und sehr leieli! ausgebildet. Ein Draht aus einer Gold- oder Platin legierung mit einer Dicke von ungefähr 0.12 mm Wl einer Länge von ungefähr 25 mm ist für diese Funktion geeignet und liefert bei seiner Berührung eine so kleine Kraft, daß sie am Tonabnehmer nicht feststellbar ist. Am Ende des Abspielen^ einer PIaNc wird der Kontakt 23 stärker verbogen. Iu diesem Zustand wird jedoch keine Musik mehr gezielt, und es kann der seitliche Druck auf den Tonabnehmer zugelassen werden. Dieser seitliche Drink hat sogai eine günstige Wirkung, da der Kontakt jeweils einmal beim Abspielen einer Platte mit einer größcien Kraft abgestreift wird, was erwünscht ist. da dadiucii der sich auf dem Kontakt bildende Film von Staut' und Verunreinigungen entfernt wird. Vorteilhafte!- weise werden auch die Kontakte 24 und 27 linie 1 einem kleinen Winkel zur Längsachse des Armes angeordnet, so daß eine gegenseitige Reibbewegung des Kontaktes 23 mit den Drähten 24 und 27 entsteht.

wenn der Tonabnehmer in die Endrille gelangt. Dadurch werden die Drähte zuerst in einer Richtung und dann in der anderen Richtung abgestreift, so daß der normalerweise im Betrieb wirkende Bereich gereinigt wird.

Zur Ausbildung der federnden Aufhängung können an der Stelle von Drähten auch andere geeignete biegsame Elemente verwendet werden, wie z. B. Bänder oder flache Federn. So können z. B. die Federdrähte 11 und 12 durch eine einzige Blattfeder evsetzt werden, die in der Ebene dieser Federdrähte angeordnet ist. wobei in der Blattfeder eine Öffnung zur Durchführung des Drahtes 14 vorgesehen sein k?".n. Die Drähte 11 und 12 können auch durch schmale Bänder ersetzt werden, wobei eine schraubenförmig

gedrehte, schmale Bandfeder den Draht 14 ersetzen kann. Die wichtigste Überlegung besteht darin. '*■"': Federn verwendet werden, die in der gewiiircl·'. :■ Richtung nachgiebig sind und starr in minder.■;■-einer Richtung, die zur gewünschten Richtung -e·■■■-

recht ist.

Bei der beschriebenen Ausführung der Erfind' ^;c ist der Tonabnehmer derart befestigt, daß er sieh ; sammen mit dem Arm bewegt, welcher sieh seinerseits winkelmäßig gegenüber seiner Basis oder dem Wagen bewegt. Es ist jedoch in vielen Fällen voivühaft, den Tonabnehmer derart zu befestigen, daß er sich anstatt einer Befestigung an einem drehbaren Arm selbst in einer rein translatorischen Wein· bewegt, d. h. nach links und nach rechts, um dabei der

Schallplatte zu folgen, oder nach oben und nach unten zur Berücksichtigung von vertikalen Exzent-izitäien, jedoch nicht in der Umfangsrichtung der Rille. Der Servomechanismus kann in diesem Falle

so ausgelegt sein, daß er den Bewegungen nach links und nach rechts folgt, die Bewegung nach oben und nach unten unberücksichtigt läßt und den Wagen so bewegt, daß er dem Tonabnehmer folgt. Eine Aufhängung mit gekreuzten Drähten, welche diese Bedingungen erfüllt, isl in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Die I⁷ i g. 6 zeigt eine der vielen möglichen Ausführungen mit gekreuzten Drähten, wobei der Tonabnehmer 17' an einem mit einem Servoantrieb versehenen Teil 16' derart befestigt ist, daß die erv/ähnlen Bedingungen erfüllt werden. Bei den Ausführungen nach den F i g. 5 und 6 ist der Tonabnehmer 17' an einer abgewinkelten Platte 51 befestigt, welche z. B. aus isolierendem Material hergestellt sein kann, um damit andere bereits erwähnte Effekte zu erzielen. An der Platte 51 sind 6 Federn befestigt, wobei 4 Federn 52, 53, 54 und 55 parallel zueinander angeordnet sind und die grundlegende Befestigung bilden, die eine Bewegung der Platte 51 zusammen mit dem Tonabnehmer 17' in einer Ebene gestatten, die zur Ebene einer Zwischenplatte 57 parallel ist Um eine Drehung des Tonabnehmers 17' zu verhindern, jedoch gleichzeitig eine Bewegung nach oben und Bach unten zu gestatten, sind zwei diagonale Federdrähte 58 und 59 beigefügt, wie dies im Grundriß •us der F i g. 5 und in räumlicher Ansicht aus der F i g. 6 ersichtlich ist. Wenn bei dieser Anordnung die Zwischenplatte 57 festgehalten wird, so kann der Tonabnehmer 17' nach oben und nach unten bewegt werden, nicht jedoch nach links und nach rechts, da dies die diagonalen Drähte 58 und 59 verhindern. Er kann wegen der gleichen Drähte auch keine Drehbewegung ausführen. Seine Bewegung kann am besten verstanden werden, wenn festgestellt wird, daß sich die Punkte 55' und 59' nur nach oben und nach unten bewegen können, wenn die Zwischenplatte 57 festgehalten wird.

Die Zwischenplatte 57 selbst ist durch sechs ähnliche Drähte mit einem Teil 16' verbunden, welcher •m Wagen 3' befestigt ist. Vier Federdrähte 61, 62, •3 und 64 gestatten eine Bewegung der Platte 57 in einer Ebene, die parallel zur Ebene der Platte ist. Wenn jedoch nicht die beiden diagonalen Federdrähte 68 und 69 vorgesehen wären, so könnte sich die Zwischenplätte 57 auch nach oben und nach nnten bewegen und rotieren. Durch die Anordnung der beiden diagonalen Federdrähte 68 und 69 ist die Bewegung der Zwischenplatte 57 so begrenzt, daß sie sich nur nach links und nach rechts, nicht jedoch nach unten und nach oben bewegen kann und auch keine Drehbewegung ausführen kann. Dadurch kann sich der Tonabnehmer 17' nach links und nach rechts zusammen mit der Zwischenplatte 57 bewegen und nach oben und nach unten, da seine Aufhängung diese Bewegung gegenüber der Zwischenplatte 57 gestattet. Durch Verwendung dieser zweistufigen Aufhängung wird das gewünschte Ziel erreicht, daß nämlich der Tonabnehmer frei nach oben und nach unten sowie nach links und nach rechts beweglich ist, nicht jedoch in der Richtung der Rille oder in einer Linie, die tangential zur Rille verläuft.

Der Teil 16' ist starr mit einem in der F i g. 5 dargestellten Wagen 3' verbunden, welcher dem Wagen aus der F i g. 1 entspricht und einen Servoantrieb aufweist. Der Teil 16' ist jedoch in der Richtung nach oben und nach unten durch eine Schraube 71 einstellbar, durch welche die gewünschte vertikale Kraft, die auf die Nadel des Tonabnehmers einwirkt, eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Teil 16' an Stellen 72. 73 am Wagen 3' schwenkbar gelagert, wobei clic vertikale Schraube 71 den Teil 16' heben odei senken kann, wodurch seine Ausgangsstellung eingestell! wird. Der Teil 16' ist jedoch nicht beim Abspielen einer Platte nach links oder nach rechts und auch nicht in einer findcrcn Richtung schwenkbar, wie dies bei der vorherigen Ausführung der Fall war. Der Teil 16' könnte sogar fesl mit dem Wagen 3' verbunden werden, wenn der ganze Servomechanismus nach oben und nach unten einstellbar wäre. Wie bei den vorherigen Ausführungen kann die Befestigung der Federdrähte mit der Hilfe von metallischen ösen erfolgen, die an isolierenden Platten befestigt sind.

t5 oder sie können in einer anderen Weise isoliert werden, um als Leitungen für die Signalkreise zu wirken Es versteht sich, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführung Abschirmungen vorgesehen sind, wie sie bei tonfrequenten Kreisen durch Vermeidung einer ge-

ao genseitigen Beeinflussung der Leitungen üblich sind. Die Leitungen werden dabei in an sich bekannte! Weise mit einer geerdeten Verschalung versehen.

Kontaktdrähte 23', 24' und 27', die den Drähten 23, 24 und 27 aus der F i g. 1 entsprechen und dei

»5 Betätigung des Servoantriebes dienen, können an geeigneter Stelle zwischen dem Teil 16' und der Zwischenplatte 57 angeordnet werden, um die Folgebewegung des Wagens 3 sowie da« Anheben des Tonabnehmers am Ende einer Schallplatte zu steuern, wie dies in der F i g. 1 der Fall isl.

F i g. 7 zeigt eine andere Ausführung der Aufhängung eines Tonabnehmers 17". derart, daß diesel nach oben und nach unten sowie nach links und nach rechts gegenüber einem festen Teil 16" beweglich ist

sich jedoch weder drehen noch in der Längsrichtung bewegen kann. Die Aufhängung enthält vier horizontale Federdrähte Sl, die zwischen einer abgewinkelten Platte 82, welche den Tonubnehmer 17" trägt und dem Teil 16" angeordnet sind. Vier Drähte allein würden jedoch nicht zur Begrenzung einer Drehbewegung ausreichen, welche unerwünscht ist. Zu diesem Zweck wird daher ein sehr weicher metallische! Balg 86 verwendet. Ein Ende des Balges ist ζ. Β durch eine Klebeverbindung an einer Platte 83 des Teiles 16" befestigt, während das vordere Ende des Balges 86 an der Platte 82 befestigt ist. Der Balg 8< gestattet eine Bewegung der Platte 82 nach links und nach rechts sowie nach oben und nach hinten, verhindert jedoch eine Drehbewegung der Platte 82 gegen-

über der Platte 83. Derartige Bälge können mit allen gewünschten Steifigkeiten und Dicken erhalten werden, wobei im vorliegenden Fall ein sehr leichter und dünner Balg verwendet wird. Es muß dabei berücksichtigt werden, daß bei einem guten Servomechanismus der Arm sehr nahe dem Tonabnehmer folgt und die Verbiegung der Federdrähte 81 und des Balges in normalem Betriebszustand sehr klein ist. Der Servokoniakt befindet sich in diesem Falle nicht wie beim vorangehenden Beispiel an einem Zwischenteil, sondem ist an der linken vertikalen Seite der Platte 82 befestigt. Dieser mit 87 bezeichnete Kontakt wirkt mil einer Kontaktfeder 88 zusammen und betätigt der Servoantrieb in der beschriebenen Weise. Durch eine Bewegung des Tonabnehmers nach links werden die Kontakte 87 und 88 geschlossen und der Antrieb eingeschaltet, so daß der Teil 16" mit dem Wagen dei Bewegung des Tonabnehmers folgt.

Wenn auf Kontakte vollständig verzichtet werden

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soll und clic Betätigung des Servomechanismus vollständig ohne Kontakte erfolgen soll, um dadurch die Kontaktkräfte zu vermeiden, so kann ein optisches System nach F i g. 8 verwendet werden. In dieser Figur ist eine optische Steuerung gezeigt, bei welche die Bewegung de", Wagens durch einen Lichtstrahl eingeschaltet wird. Die Aufhängung ties Armes 16" ist in diesem Falle gleich wie die des Armes 16 ε us der Fig. I, d. h.. daß der Ann 16'" in der beschriebenen Weise auf vier Drähte aufgehängt ist. Die Ausführung des Armes 16'" ist ebenfalls gleich, mit der Ausnahme, daß die Kontakte fehlen. An ihrer Stelle ist das folgende optische System verwendet: Am Wagen 3 ist starr ein Projektor 31 befestigt, welcher einen Lichtstrahl bildet und eine kleine Glühlampe enthält, deren Glühfaden in der vertikalen Ebene eingeordnet ist. Vor der Lampe ist eine Linse 32 angeordnet, welche den Faden über ein System von drei Spiegeln 33, 34 und 36 entweder auf eine feste Blende oder auf eine von zwei Photozellen 39 und 41 abbildet. Der Pfad des Lichtstrahles verläuft wie folgt: Das Licht verläßt die Linse und gelangt zum Spiegel 33, welcher unter einem geeigneten Winkel am Arm 16'" befestigt ist. Es wird dabei angenommen, daß sich der ganze Pfad des Lichtstrahles über dem Arm 16'" befindet und daher nicht durch andere Teile des Systems unterbrochen wird. Nach dem Verlassen des Spiegels 33 am Arm 16'" wird das Licht auf einen Spiegel 34 gerichtet, welcher seinerseits unter einem geeigneten Winkel am Wagen 3' befestigt ist. Dieser Spiegel ist am Wagen starr befestigt. Der Lichtstrahl führt dann nach links und gelangt auf einen festen Spiegel 36 am Basisteil 2'. Der Lichtstrahl wird darauf durch den Spiegel 36 reflektiert und gelangt über den Spiegel 36 entweder auf eine feste Blende 38 oder auf eine der Photozellen 39 oder 4L Durch eine vertikale Neigung des Pfades des Lichtstrahles ist es möglich, diesen über dem Spiegel 34 zu führen. Der Spiegel 34 kann jedoch auch vom halbdurchsichtigeri Typ sein, so daß er gleichzeitig den Lichtstrahl reflektiert und das zurückgestrahlte Licht durchläßt. Wenn sich der Arm 16'" in einer genauen rechtwinkligen Stellung gegenüber dem Wagen befindet, el. li., wenn er genau tangential zur Schallplatte steht, so fällt die Abbildung des Glühfadens der Lampe 31 genau auf die Kante der festen Blende 38, wobei der Servoantrieb stillsteht. Wenn der Tonabnehmer nach links bewegt wird, so verändert der Spiegel 33 seine Stellung gegenüber dem optischen Pfad, wodurch der Lichtstrahl ein wenig im Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Dadurch wird das Bild des Glühfadens von der Kante der Blendenplatte 38 bewegt und fällt auf die Photozelle 39. Der Strom der Photozelle vergrößert sich. Der Anstieg dieses Stromes wird durch einen Transistorverstärker 9' verstärkt und beginnt den Motor anzutreiben, welcher das Kabel in der Richtung der eingezeichneten Pfeile bewegt. Der vordere Teil des Kabels wird dabei nach links bewegt und bewegt mit sich den Wagen, welcher am Kabel festgeklemmt ist. Dadurch wird der Winkel des Spiegels 3i korrigiert. Der Lichtstrahl wird im Gegenuhrzeigersinn von der Photozelle weg bewegt, wodurch der Antrieb zum Stillstand gebracht wird. Im Betrieb führt der Lichtstrahl dauernd die beschriebenen Schwenkbewegungen aus, befindet sich einmal auf der Photozelie und ein anderes Mal von dieser weg oder teilweise auf der Photozelle. Wenn die Schallplatte genau wäre, so würde sich der Lichtstrahl dauernd teilweise auf de Photo/eile bennden. Das würde bedeuten, daß siel der Motor dauernd gleichmäßig langsam beweger würde, da seine Drehzahl der /ugefiihrten Spannung proportional ist, wobei der Tonabnehmer der Rillt der Schallplatte folgen würde. In Wirklichkeit is es unwesentlich, ob sich der Motor in kleinci Schritten oder kontinuierlich mit einer nicdrigci Drehzahl oder beiden zusammen bewegt, wenn eic ίο dadurch entstandene F^;ehler klein ist und die Stel hing des Armes 16' sehr nahe der tangentialei Stellung ist.

Zur Einstellung des beschriebenen Mechanisms können verschiedene Maßnahmen getrolTen werden Die Photozellen 39 und 41 sowie die Blende 38 Von nen einstellbar sein. Die Blende kann mittels eine; Schlitzes in der dargestellten Weise befestigt sein wobei sie nach links und nach rechts beweglich ist so daß der Arbeitspunkt des Servomechanismus ein- »ο gestellt werden kann. Der Spiegel 33 kann auch ar einer schwenkbaren Basis befestigt und durch eine Schraube festgehalten werden, so daß er auf der richtigen Winkel eingestellt werden kann. Die übrigen Spiegel können ebenfalls einstellbar befestigi »5 sein, svie auch die Photozelle. Der Verstärkungsfaktor der Verstärker kann einstellbar sein, um die richtige Servowirkung zu erzielen, wie dies an sich bekannt ist. Wenn die Nadel die Endrillen erreicht verändert sich der Winkel rascher, wie dies bereits erwähnt wurde. Der Servomechanismus ist absichtlich so ausgelegt, daß er dem Arm 16"' bei dieser Geschwindigkeit nicht folgen kann, so daß der Lichtstrahl weiter im Uhrzeigersinn geschwenkt wird unc die zweite Photozelle 41 erreicht. Wenn diese Photozelle betätigt wird, so wird ihr Verstärker engeschaltet, welcher einen kleinen Motor oder einen Elektromagneten 43 erregt, der einen Finger 44 nacli unten bewegt. Dieser Finger 44, welcher normalerweise den Arm 16'" nicht berührt, hebt bei seinei Bewegung nach unten den Tonabnehmer. Es körnen auch andere Hubmechanismen verwendet werden wie der Hubmechanismus nach dem erwähnten Patent, wobei die zweite Photozelle die Bewegung de< Mechanismus steuern ksnn.

Obwohl bei allen Ausführungen der Erfindung ein Servomechanismus verwendet wurde, welcher nur dei seitlichen Bewegung des Tonabnehmers folgt, d. h einer Bewegung parallel zum Radius der Schallplatte so versteht es sich, daß auch ein Servomechanismus ausgebildet werden kann, welcher den Bewegungen des Tonabnehmers nach oben und nach unten folgt. Das ist normalerweise nicht erforderlich, da die Bewegungen eines gut ausgebildeten Plattentellers sowie in gutem Zustand befindlicher Schallplatten nach oben und nach unten sehr klein sind. Die normalerweise verwendete frei bewegliche Lagerung des Tonabnehmers gestattet eine derartige Bewegung ohne einen Servoantrieb. Es ist jedoch möglich, einen derariigen Servoantrieb für die Bewegung nach oben und nach unten ebenfalls vorzusehen. Dtr Servoantrieb kann auch so ausgebildet sein, daß er den Bewegungen des Tonabnehmers nach links wie nach rechts folgt. Auch das ist jedoch normalerweise nicht erforderlich. Ein in einer einzigen Richtung wirkender Servomechanismus ist nicht nur einfacher, sondern hai auch den großen Vorteil, daß er auch bei sehr hohem Verstärkungsfaktor keine Eigenschwingungen aufweist. Wenn nämlich der Motor gering-

filzig seine Stellung überläuft, so wartet der Wagen einfach, bis ihn der Arm einholt.

Es ist in gewissen Fällen erwünscht, die Aufhängung eines Tonarmes zu dämpfen, so daß die Schwingungen vermindert werden, welche zwischen dem Tonabnehmer und der Nadel entstehen können. Bei heutigen Plattenspielern enthält normalerweise die Befestigung der Nadel ein dämpfendes Organ. Wenn es jedoch erwünscht ist, die dämpfende Wirkung zu verstärken, so ist dies durch einfache Mittel möglich. In der F i g. 9 C ist eine Ausführung eines der Federdrähte, z. B. des Federdrahtes 14 dargestellt. Der Federdraht selbst ist, wie in der Fig.9B dargestellt ist, ein einfacher Draht, welcher an seinen Enden gebogen ist, so daß er an den Befestigungsstellen 14 λ und 14 b in der in der Fig.9A dargestellten Weise durch Schrauben festgeklemmt werden kann. Wenn der Draht mit einer dämpfenden Wirkung versehen werden roll, so kann er mit einem Überzug eines geeignelⁿn dämpfenden Materials 14rf entsprechend der Darstellung in der Fig. 9C versehen werden. Zu diesem Zweck eignen sich gummiartige Materialien, welche zum Überzug von Platten verwendet werden, um Vibrationen zu dämpfen und Schall zu absorbieren. Das dämpfende Material kann am »5 Federdraht während seiner Herstellung angebracht werden und wird darauf an den Befestigungsstellen einfach entfernt. Es ka';n jedoch auch an jedem Federdraht später angebracht werden. Die Menge des Materials kann an den Federdrähten verschieden sein, um verschiedene Stufen der Dämpfung in der vertikalen Richtung und in der horizontalen Richtung zu erzielen.

Bei der Ausführung in der Fig. 10 entsprechen die Teile mit Bezugszeichen über 100 den Teilen aus den F i g. 1 und 2, wobei dem Bezugszeichen der Wert 100 beigefügt ist.

In der Fig. 10 ist eine Ausführung dargestellt, welche einen Kardanring 90 enthält, der in horizontalen Lagern 91, 92 an einer Basis 103 befestigt ist, welche einen Teil des Wagens (z. B. des Wagens 3 aus der Fig. 1) bildet. Der Kardanring 90 trägt den Arm 116 über Federdrähte 111 bis 114, welche genau den Federdrähten 11 bis 14 der vorangehenden Ausführungen entsprechen. Der Kardanring 90 gestaüet eine große vertikale Schwenkbewegung des Tonabnehmers, wie sie z. B. zum Abspielen großer Stapel von Schallplatten erforderlich ist, während die kleinen Bewegungen durch die Federn in der bereits beschriebenen Weise übernommen werden. 5"

Claims (1)

1. Patentansprüche:

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   1. Tonarm, der mittels eines Leitwagens mit der Abtastnadel radial über der Schallplatte bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonabnehmer (17, 17', 17") mittels federnder Elemente (11-14; 52-55; 58, 59; 61-64; 68, 69; 81, 86) derart aufgehängt ist, daß er gegenüber dem Leitwagen (3) in seitlicher und vertikaler Richtung beweglich ist, und daß ein Fühlorgan (23, 31, 87) zur Betätigung des Servomechanismus (4) vorgesehen ist, durch welche der Tonarm der Bewegung des Abtaststiftes folgt.

   2. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitwagen (3, 3', 103) entlang einer Führung (2, 2') parallel z\r Bewegungsbahn des Tonabnehmers (17, 17', 17") beim Abspielen einer auf dem Plattenteller (5) befindlichen Schallplatte beweglich ist.

   3. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federn Jen Elemente eine Mehrzahl von Federn (11-14; 52-55; 58, 59; 61-64; 68, 69; 81, 86) enthalten, die eine große Nachgiebigkeit in der ihr zugeordneter Bewegungsrichtung aufweisen, jedoch in der dazu senkrechten Richtung praktisch 'tinacligicbig sind.

   4. Tonarm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (11-14; 52-55; 61-64; 68, 69; 81, 86) eine Bewegung des Tonabnehmers (17, 17'; 17") in einer zum Plattenteller (5) senkrechten Ebene gestatten, jedoch eine Bewegung in tangentialer Richtung der Schallplatte verhindern.

   5. Tonarm nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Federn voneinander elektrisch isoliert sind und als elektrischer Leiter dienen, die zum Leitwagen (3, 3', 103) führen.

   6. Tonarm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn, der Übertragung des tonfrequenten Signals vom Tonabnehmer (17, 17', 17") zum Leitwagen (3, 3', 103) sowie der Übertragung von Steuersignalen für den Servomechanismus (4) dienen.

   7. Tonarm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (11-14) derart angeordnet sind, daß sie zusätzlich eine Schwenkbewegung eines Tonarmes (16, 16'") mit dem Tonabnehmer gestatten.

   8. Tonarm nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß zwei vertikale Federdrähte (11, 12), die sich in einer zum Tonarm (16, 16'") senkrechten Ebene befinden, ein horizontaler Federdraht (13), welcher in der Ebene der beiden vertikalen Drähte (11, 12) liegt und ein horizontaler Draht (14), welcher sich in der I »'-ngsrichtiing des Tonarmes (16, 16'") erstreckt, vorgesehen sind.

   9. Tonarm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federdrähte (111-114) in einem um eine horizontale Achse drehbaren Kardanring (90) befestigt sind (Fig. 10).

   10. Tonarm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (52-55; 6Ϊ-64; 68, 69; 81, 86) derart angeordnet sind, daß sie eine translatorische Bewegung des Tonabnehmers (17', 17") gegenüber der Tragkonstruktion gestatten, wenn die Nadel des Tonabnehmers der Rille einer Schallplatte folgt.

   11. Tonarm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vier parallele im Querschnitt in den Ecken eines Parallelogrammes angeordnete Federdrähte (52-55; 61-64; 81) vorgesehen sind.

   12. Tonarm nach Anspruch 11, dadurch uukennzeichnet, daß zwischen jeweils zweien der Federdrähte ein diagonaler Federdraht (58, 5·); 68, 69) angeordnet ist (F i g. 5 bis 7).

   13. Tonarm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn einen »Balgen·; (86) enthalten, der an einem Ende mit dem Tonabnehmer (17"), am anderen Ende mit dem Wagen (3') fest verbunden ist und der Verhinderung

   '■ A -j C

   einer gegenseitigen Drehung zwischen dem Tonabnehmer (17") und dem Leitwagen (3') dient (Fig. 7).

   N.Tonarm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Federn mit einem dämpfenden Element (14 rf) versehen ist, welches der Dämpfung der Bewegungen des Tonabnehmers dient (F i g. 9 C).

   15. Tonarm nach Anspruch!, dadurch gekennzecihnet, daß das Fühlorgan einen mit dem Tonabnehmer (17, 17', 17") verbundenen Kontakt (23, 87) aufweist, welcher mit mindestens einem mit dem Leitwagen verbundenen Kontakt (24,27, ß8) zusammenwirkt.

   16. Tonarm nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Tonabnehmer (17. 17', 17") verbundene Kontakt (23, 87) ein vertikaler Draht ist und die mit dem Leitwagen verbundenen Kontakte im Bereich des vertikalen Drahtes (23, 87) angeordnete horizontale Drähte (24. 27, 88) sind.

   17. Tonarm nach Anspruch 16, dadurch ge-

   kennzeichnet, daß zwei horizontale Drähte (24, 27) vorgesehen sind, die in verschiedenen Abständen vom vertikalen Draht (23) angeordnet sind, wobei der nähere horizontale Draht (24) der Betätigung des Antriebes (4) des Tonabnehmers (17) und der entferntere Draht (27) zur Betätigung eines Mechanismus (31, 32) zum Abheben des Tonabnehmers (17) dient.

   18. Tonarm nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen optischen Detektor (31, 39), welcher der Überwachung der Bewegung des Tonabnehmers (17) und der Steuerung des Servomechanismus (4) für den Antrieb der Tragkonstruktion (3, 16'") dient, unter Vermeidung einer mechanischen Berührung von Steuerorganen (F i g. 8).

   19. Tonarm nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Detektor (31, 39) Steuerorgane (41, 43) zur Betätigung eines Huborgans (44) enthält, welches dem Abheben de-Tonabnehmers (17) von der Schallplatte bei ..·;.-■.■!· Überschreitung der Geschwindigkeit des ¹lt,omechanismus(4) dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen