DE2303455A1 - Schallplatten-tonabnehmer - Google Patents

Description

In der Antwort bitte angeben Unser Zeichen

B/p 7563

Ing. Karl Braun, Entwicklungsbüro für Phono-Technik, 8399 Rotthalmünster, Kirchplatz 6

Schallplatten-Tonabnehmer

Die Erfindung bezieht sich auf Schallplatten-rTonabnehmer für stereophonische und quadrophonische Aufzeichnung mit zwei Magnetsystemen, die um einen ρ ermanentmagneti sehen Anker herum konzentrisch verdrehbar sind, wobei der Anker das Wandlerelement darstellt, das mit dem Nadelarm fest verbunden ist.

Ein derartiger Schallplatten-Tonabnehmer ist vom Anmelder in der DT-AS 1.797.512 vorgeschlagen worden. Bei diesem bekannten elektromagnetischen Schallplatten-rTonabnehmer weist jeder der beiden Magnetkreise des Tonabnehmers einen Mittelsteg auf, derin der neutralen Zone des Magnetkreises angeordnet ist und der die Wicklung trägt. Bei einem derartigen dreischenkeligen Magnetkreis ist sowohl der Aufbau, insbesondere die Aufbringung der Wicklung sehr schwierig, ferner ist der mechanisch-magnetische Wirkungsgrad dieser Anordnung noch verbesserungsfähig. -

409831/0072

22.1.1972 W/He - 2 - Β/ρ 7563

Berechnungen haben ergeben, daß die Masse und damit das Trägheitsmoment des Abtastorganes, das nachstehend als "Wandler" bezeichnet wird, erheblieh, verringert werden muß, wenn hohe Frequenzen unverzerrt abgetastet werden sollen. Beispielsweise ist bei Quadrophonie-Schallplatten ein Hilfsträger von etwa · 30.000 Hz aufgezeichnet, dem der Wandler des Tonabnehmers zu folgen in der Lage sein muß.

Ein Wandler besteht im allgemeinen aus einer Edelstein-Abtastspitze, dem Wandler element, das vorzugsweise ein kleiner Magnet ist, und einem Verbindungsglied zwischen Abtastspitze und Wandlerel em ent. Dieses Verbindungsglied, auch Nadelträger genannt, besteht üblicherweise aus einem dünnwandigen Leichtmetallröhrchen.

Ziel vorliegender Erfindung ist es, einen Tonabnehmer für stereophonische und quadrophonische Aufzeichnung anzugeben, bei Ί 3m das Magnetsystem einen möglichst .einfachen Aufbau und einen hohen mechanisch-magnetischen Wirkungsgrad besitzt, und bei dem ferner das Trägheitsmoment des gesamten Wandlers möglichst gering ist.

Gemäß der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, daß dem Wandlerelement zwei U-förmige Eisenkerne mit Wicklungen zugeordnet sind, die konzentrisch um das Wandlerelement herum schwenkbar angeordnet sind. Derartige U-förmige Magnetkreise bieten die Möglichkeit einer außerordentlich einfachen Bewickelung und ergeben einen wesentlich besseren mechanisch-magnetischen Wirkungs grad.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Wandler element und der Nadelarm starr miteinander verbunden sind und die den Wandler bildende Einheit aus Wandlerelement und Nadelarm im Massenmittelpunkt des Wandlers

A09 831/Ö072

22.1.1973 W/He _ 3 _ _B/p 7563 -

schwingbar gelagert ist. Vorzugsweise ist dabei der Nadelarm des Tonabnehmers als Nadelträgerröhrchen ausgebildet, dessen Oberfläche perforiert ist odereine Gitterkonstruktion aufweist. Dabei kann nach, einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung das Nadelträgerröirchen eine starre, versteifende Außenhaut, beispielsweise in Form einer Eloxalschicht, besitzen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Nadelträgers gewährleistet, daß das Trägheitsmoment des gesamten Wandlers sehr gering gehalten werden kann, weil der Nadelträger den Hauptanteil des Trägheitsmomentes darstellt. Durch Querbohrungen oder dergl. wird die Masse des Nadelträgerrb'hrchens um etwa 30% Terringert, während die Steifigkeit des Leichtmetallröhrchens durch die harte Eloxalschicht ganz erheblich vergrößert wird.

An einem Ende des perforierten Nadelträgerröhrchens ist die Abtastspitze, am entgegengesetzten Ende das Wandler-element angebracht. Das Wandlerelement ist mit Hilfe eines Dämpfungsringes, z.B. eines nachgiebigen Gummiringes, mit dem feststehenden Teil des Tonabnehmers verbunden. Dai-it dieser Dämpfungsring, der vorzugsweise aus Butyl-Gummi besteht, eine ausreichende Nachgiebigkeit aufweist, besitzt er am Außenumfang eine konzentrische Einkerbung bzw. Rille. Dieser Dämpfungsring stellt die elastische Aufhängung des Abtastsysternes dar.

Pur'eine optimale Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Tonabnehmers ist es wesentlich, daß das elastisch aufgehängte System um den dynamischen Massenschwerpunkt des Abtastsystemes schwingt, der der geometrische Mittelpunkt des Wandlerelementes ist. Dies läßt sich, insbesondere bei hohen Frequenzen, nur dann erreichen, wenn der gewünschte Drehpunkt und der Massenschwerpunkt des gesamten Wandlersystems in Deckung sind, was durch Anordnen eines Massenausgleichgewichtes am Nadelträgerröhrchen, und zwar am entgegengesetzten Ende des Wandlers, erreicht wird. Hierzu wird möglichst nahe dem Drehpunkt ein

0 9 8 3 1 /0072

22.1.1973 W/He - 4- - Β/ρ 7563

kleines zylindrisches Ausgleichsgewicht, vorzugsweise aus einem Schwermetall, angeordnet, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß die Masse des Nadeltragerrohrcliens und die der Abtastspitze kompensiert werden. Ohne ein derartiges Massenausgleichgewicht würde sich das Abtastsystem um einen anderen Massenschwerpunkt bewegen, der gegenüber dem gewünschten Drehpunkt innerhalb des Nadelträgerröhrchens verschoben wäre, wodurch eine exakte Bewegung um den gewünschten Drehpunkt verhindert würde und das Wandlerelement, insbesondere bei hohen Frequenzen, falsche Bewegungen ausführen würde, die Verzerrungen ergäben.

Da jedes Teil des V/andlers eine möglichst kleine Masse aufweisen muß, um das Trägheitsmoment des gesamten Wandlers so niedrig wie möglich zu halten, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß anstelle kreisrunder Polbleche nur die Stellen der Polbleche wirksam sind, die den U-förmigen Schwenkein der Magnetkreise benachbart sind; die nicht aktiven Teile der Polbleche werden dabei weggelassen und damit wird ein wesentlicher Beitrag zur Verringerung des Trägheitsmomentes geleistet. Außerdem konzentriert sich die magnetische Energie des scheibenförmigen Magneten durch die segmentförmige Ausgestaltung der Polbleche in diesen Segmenten, woraus sich ein hoher magnetischer Wirkungsgrad ergibt.

Die vorstehend erörterte Einkerbung des Dämpfungsringes trägt zu einer ausreichend großen Nachgiebigkeit des Wandlersystems gegenüber den Bewegungen der Abtastspitze bei, so daß das Abtastsystem verzerrungsfrei allen Informationen der Plattenrillen folgen kann und damit zur Schonung der Schallplattenrillen und der Abtastspitze mit einem geringen Auflagedruck gearbeitet werden kann.

409831 /0072

22.1.1973 W/He - 5 - Β/ρ 7563

nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung das Tonabnehmersystem gemäß der Erfindung in einer Ansicht von vorne, wobei die Spulensysteme im Schnitt gezeigt sind,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Tonabnehmersystem längs der Linie A-A der Fig. 1,

Fig. 3 die Abwicklung der Oberfläche des Nadelträgerröhrchens,

Fig. 4· in auseinandergezogener Darstellung die Bauelemente des Wandlers,

Fig. 5 eine Vorderansicht der Polbleche,

Fig. 6 eine Vorderansicht der Kernblechpakete, und

Fig. 7 einen Schnitt durch ein Kernblechpaket nach Fig. 6 längs der Linie B-B.

Das Wandlerelement 1 ist mit dem Nadelträgerröhrchen 2, das an seinem vorderen Ende die Abtastspitze 3 trägt, verbunden. Die beiden U-förmigen Eisenkerne sind mit 4 und 4a, ihre Wicklungen mit 5 raid 5a bezeichnet. Beide Spulensysteme sind in Pfeilrichtung E-E-E verdrehbar, la und Ib sind die beiden mit Segmenten versehenen Polbleche des Wandlerelementes 1. Wie Fig. 3 zeigt, ist das Nadelträgerröhrchen 2 mit Querbohrungen 2a versehen. Die Abtastspitze 3 steht in Eingriff mit den Rillen der Schallplstfcenoberflache S-S, und aus Fig. 2 ergibt sich, daß das gesamte Tonabnehmersystem etwa 15 bis 20 zur Schallplattenoberfläche geneigt arbeitet.

Ö 9-8-3 1/0072

22.1.1973 W/He - 6 - Β/ρ 7563

2303^55

Die lameliierten Spulenkerne 4 und 4a tragen die Wicklungen

5 und 5a. Der Ferritmagnet 6 ist zwisehen den beiden Polblechen la und Ib angeordnet. Das aus den Elementen la, Ib und

6 bestellende Wandler element 1 ist an der Butyl- Gummi scheibe

7 befestigt, die eine rillenförmige Einkerbung an ihrem Um- ' fang aufweist. Mit 8 ist das Massenausgleichsgewicht aus Schwermetall angedeutet. 9 ist ein im Tonabnehmer befindlicher, feststehender Teil, der ebenfalls mit dem Butylring verbunden ist. Die im feststehenden Teil 9 des Tonabnehmers ausgebildete zylindrische Kammer 10 gewährleistet eine Bewegungsfreiheit für das Ausgleichgewicht 8. Diese Kammer IO kann ferner auch mit einer viskosen Dämpfungsmasse, z.B. einer Silikonpaste, mindestens teilweise gefüllt werden, damit der Dämpfungsfaktor des Systemes entsprechend beeinflußt werden kann.

Alle Teile des Wandlers sind miteinander beispielsweise durch Verkleben verbunden.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Stereo-Tonabnehmers ist folgende: Schwingt beispielsweise der Wandler aufgrund eines Antriebes durch die Modulation einer Schallplattenrille in der Ebene des Schnittes A-A der Fig. 1, so wird in dem Spulensystem 4, 5 keine Spannung erzeugt, weil in jedem Augenblick der Bewegung des Wandlers an den Polen des Spulensystemes gleichartige magnetische Zustände auftreten, die keinen Wechselfluß im U-förmigen Kern erzeugen können. Hingegen tritt bei. derselben angenommenen Bewegung im Spulensystem 4a, 5a ein magnetischer Wechselfluß auf, der in der Wicklung 5a eine Wechselspannung induziert. Durch das Ausgleichsgewicht 8 ist gewährleistet, daß der Wandler nur um den Punkt D schwingt, weil dieser Drehpunkt mit dem dynamischen Schwerpunkt des gesamten Wandlers identisch ist.

A0983 1/0072

Claims (10)

1. ,ί2.1.1973 W/He - 7 - Β/ρ 7563

   Patentansprüche:

   ' 1.) Schallplatten-Tonabnehmer für stereophonisch^ und quadrophonische Auf zeiclinung mit zwei Hagnet systemen, die um einen permanentmagnetischen Anker herum konzentrisch verdrehbar sind, wobei der Anker das Wandlereleiaent darstellt und den Nadelarm aufnimmt, dadurch gekenzeichnet, daß dem Wandlerelement (1, la, Ib, 6) zwei U-förmige Eisenkerne (4) mit Wicklungen (5) zugeordnet sind, die konzentrisch um das Wandlerelement herum schwenkbar angeordnet sind.
2. 2. Schallplatten-Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandler el em ent (1, la, Ib, 6) und der Nadelarm (2, 3j 8) starr miteinander verbunden sind und die denWandler bildende Einheit aus Wandlerelement und Nadelarm im Massenmittelpunkt (D) des Wandlers schwinbar gelagert ist.
3. 3. Tonabnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelarm des Tonabnehmers als Nadeltxⁱägerröhrchen (2) ausgebildet ist, dessen Wandung perforiert (2a) ist oder eine Gitterkonstruktion aufweist.
4. 4-, Tonabnehmer nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Nadelträgerröhrchen (2) eine starre, versteifende Außenhaut, beispielsweise in Form einer Eloxalschicht, aufweist.
5. 5. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadelträgerröhrchen (2) an dem dem ' Wandlerelement (1, la, Ib, 6) entgegengesetzten Ende ein Massenausgleichgewicht (8) besitzt, das so ausgelegt ist, daß der dynamische Massenschwerpunkt des Abtastsystems mit dem Drehpunkt (D) des gesamten Abtastsystemes zusammenfällt.

   409831/0072

   22.Io1973 W/He - 8 - Β/ρ 7563
6. 6. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Wandlerelement (1; la, Ib, 6) einen scheibenförmigen Magneten (6) mit an den Stirnseiten segmentförmig ausgebildeten Polblechen (la, Ib) aus Weicheisen aufweist.
7. 7. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wandlerelement (1, la, Ib, 6) ein Dämpfungsring (7) zugeordnet ist, der am Außenumfang eine konzentrische Einkerbung besitzt.
8. 8. Tonabenehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenkerne (4) der Spulensysteme lamelliert sind.
9. 9. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch
   gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Dämpfung für den Wandler in Form einer viskosen Masse (innerhalb der Kammer 10) vorgesehen ist.
10. 10. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teile des Wandlers durch Verkleben miteinander verbunden sind.

    409831/0072

    Le e rs e

    ite