DE2303455B2 - Schallplatten-Tonabnehmer - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Schallplatten-Tonabnehmer für stereophonische und quadrophonische Aufzeichnung, mit zwei Magnetsystemen, die um einen das Wandlerelement darstellenden und den Nadelarm aufnehmenden Anker herum konzentrisch verdrehbar angeordnet sind, wobei der Anker über einen Dämpfungsring an einem feststehenden Teil des Tonabnehmers befestigt ist.

Derartige Schallplatten-Tonabnehmer sind bereits bekannt (DT-PS 17 97 512). Hierbei weist jeder der beiden Magnetkreise des Tonabnehmers einen Mittelsteg auf, der in 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. Berechnungen haben ergeben, daß die Masse und damit das Trägheitsmoment des Abtastorgans, das nachstehend als »Wandler« bezeichnet wird, erheblich 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 zu folgen in der Lage sein muß.

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

Zur Abrundung des Standes der Technik wird darauf hingewiesen, daß Tonkapseln bekannt sind (DT-OS 22 08 292), bei denen ein Eisenkern in U-Form mit einen mit Spulen umwickelten Anker zusammenwirkt, ferner, daß mechanisch-elektrische Wandler bekannt sind (DT-AS 18 02 054), bei denen der Nadelträger leicht und trotzdem mit hoher Steifigkeit ausgebildet ist, und daß es schließlich bekannt ist (DT-AS 11 75 007), den Permanentmagneten mit Dämpfungsvorrichtungen zu versehen, die innerhalb eines mit einer Dämpfungspaste gefüllten Hohlraumes angeordnet sind.

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

Gemäß der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, daß die dem Wandlerelement zugeordneten Magnetsysteme zwei U-förmige Spulenkerne mit Wicklungen aufweisen, daß der Nadelarm als Röhrchen in Gitterkonstruktion, z. B. mit perforierter Wandung, ausgebildet ist und daß das Nadelträgerröhrchen ein Massenausgloichsgewicht aufweist, das in einer durch das feststehende Teil gebildeten Kammer schwingen kann und das so ausgelegt ist, daß der dynamische Massenschwerpunkt des Abtastsystems mit dem Drehpunkt des Abtastsystems zusammenfällt.

Auf Grund der Verwendung U-förmiger Eisenkerne wird die Herstellung des Tonabnehmers dadurch vereinfacht, daß die Wicklung auf besonders zweckmäßige Weise herstellbar ist. Durch die Verwendung eines Nadelträgerröhrchens in Gitterkonstruktion, z. B. mit perforierter Wandung od. dgl., läßt sich der Nadelarm mit einem außerordentlich geringen Trägheitsmoment herstellen. Das in Verbindung mit dem Nadelträgerröhrchen verwendete Massenausgleichgewicht gestattet ein verzerrungsfreies Arbeiten, das für den optimalen Betrieb notwendig ist; das verzerrungsfreie Arbeiten wird durch Schwingen um den dynamischen Schwerpunkt erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Wandlerelement und der Nadelarm starr miteinander verbunden sind und die den Wandler bildende Einheit aus Wandlerelement und Nadelarm im Massenmittelpunkt schwingbar gelagert ist. Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist der Nadelarm des Tonabnehmers als Nadelträgerröhrchen ausgebildet, dessen Oberfläche perforiert ist oder eine Gitterkonstruktion aufweist. Dabei kann das Nadelträgerröhrchen auch eine starre, versteifende Außenhaut, beispielsweise in Form einer Eloxalschicht, erhalten. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Nadelträgers ist gewährleistet, daß das Trägheitsmoment des gesamten Wandlers sehr εεπηε Behalten

werden kann, weil der Nadelträger den Hauptanteil des Trägheitsmomentes darstellt Durch Querbohrungen od. dgl. wird die Masse des Nadelirägerröhrchens um etwa 30% verringert, während die Steifigkeit des Leichtmetallröhrchens durch die harte Eloxalschicht erheblich vergrößert wird.

An einem Ende des Nadelträgerröhrchens ist die Abtastspitze, am entgegengesetzter: Ende das Wandlerelement angebracht. Das Wandlerelement ist mit Hilfe eines Dämpfungsringes, z. B. eines nachgiebigen Gum- ίο miringes, mit dem feststehenden Teil des Tonabnehmers verbunden. Damit dieser Dämpfungsring, der vorzugsweise aus Butyl-Gummi besteht, eine ausreichende Nachgiebigke,; aufweist, besitzt er am Außenumfang eine konzentrische Ringnut Dieser Dämpfungsring stellt die elastische Aufhängung des Abtastsystems dar.

Für eine optimale Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Tonabnehmers ist es wesentlich, daß das elastisch aufgehängte System um den dynamischen Massenschwerpunkt des Abtastsystems 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 kleines zylindrisches Ausgleichsgewicht, vorzugsweise aus einem Schwermetall, angeordnet, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß die Masse des Nadelträgerröhrchens 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 Wandlers eine möglichst kleine Masse aufweisen muß, damit das Trägheitsmoment des gesamten Wandlers so niedrig wie möglich gehalten werden kann, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß an Stelle kreisrunder Polbleche nur die Stellen der Polbleche wirksam 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 Ringnut des Dämpfungsringes trägt zu einer ausreichend hohen 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 n:·* einem geringen Auflagedruck gearbeitet werden kam:.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigt

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

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Tonabnehmersystem längs der Linie A-A der F i g. 1,

Fig.3 die Abwicklung der Oberfläche des Nadelträgerröhrchens,

Fig.4 in auseinandergezogener Darstellung die Bauelemente des Wandlers,

F i g. 5 eine Vorderansicht der Polbleche, F i g. 6 eine Vorderansicht der Kernblechpakete und

F i g. 7 einen Schnitt durch ein Kernblechpaket nach Fig.6der 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 Spulenkerne sind mit 4 und 4a, ihre Wicklungen mit 5 und Sa bezeichnet. Beide Spulensysteme sind in Pfeilrichtung E-E-E verdrehbar, la und \b sind die beiden mit Segmenten versehenen Polbleche des Wandlerelementes 1. Wie F i g. 3 zeigt, ist das Nadelträgerröhrchen 2 mit Querbohrungen 2a versehen. Die Abtastspitze 3 steht in Eingiiff mit den Rillen der Schallplattenoberfläche S-S, und aus F i g. 2 ergibt sich, daß das gesamte Tonabnehmersystem etwa 15 bis 20° zur Schallplattenoberfläche geneigt arbeitet.

Die lameliierten Spulenkerne 4 und 4a tragen die Wicklungen 5 und 5a. Der Ferritmagnet 6 ist zwischen den beiden Polblechen la und \b angeordnet. Das aus den tiementen la, Ib und 6 hestehende Wandlerelement 1 ist an der Butyl-Gummischeibe 7 befestigt, die an ihrem Umfang eine Ringnut aufweist. Mit 8 ist das Massenausgleichgewicht 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 10 kann ferner auch mit einer viskosen Dämpfungsmasse, z. B. einer Silikonpaste, mindestens teilweise gefüllt werden, damit der Dämpfungsfaktor des Systems 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 auf Grund eines Antriebes durch die Modulation einer Schallplattenrille in der Ebene des Schnittes A-A der F i g. 1, so wird in dem Spulensystem 4, 5 keine Spannung erzeugt, weil in jedem Augenblick der Bewegung des Wandlers an den Polen des Spulensystems gleichartige magnetische Zustände auftreten, die keinen Wechselfluß im U-förmiger. 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 Ausgleichgewicht 8 ist gewährleistet, daß der Wandler nur um den Punkt D schwingt, weil dieser Drehpunkt mit dem dynamischen Schwerpunkt des gesamten Wandlers identisch ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Schallplatten-Tonabnehmer für stereophonische und quadrophonische Aufzeichnung, mit zwei Magnetsystemen, die um einen das Wandlerelement darstellenden und den Nadelarm aufnehmenden Anker herum konzentrisch verdrehbar angeordnet sind, wobei der Anker über einen Dämpfungsring an einem feststehenden Teil des Tonabnehmers be- ίο festigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wandlerelement zugeordneten Magnetsysteme (1, la, 16, 6) zwei U-förmige Spulenkerne (4) mit Wicklungen (5) aufweisen, daß der Nadelarm (2,

   3) als Röhrchen (2) in Gitterkonstruktion, z. B. mit perforierter Wandung (2a), ausgebildet ist und daß das Nadelträgerröhrchen (2) ein Massenausgleichsgewicht (8) aufweist, das in einer durch das feststehende Teil gebildeten Kammer (10) schwingen kann und das so ausgelegt ist, daß der dynamische Massenschwerpunkt des Abtastsystems mit dem Drehpunkt (D) des Abtastsystems zusammenfällt.

   2. Schallplatten-Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (2) eine starre, versteifende Außenhaut in Form einer EIoxalschicht aufweist.

   3. Schallplatten-Tonabnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandlerelement (1, la, \b, 6) aus einem scheibenförmigen Magneten (6) mit an seinen Stirnseiten angebrachten Polblechen (la, Ib) aus Weicheisen besteht.

   4. Schallplatten-Tonabnehmer nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (7) am Außenumfang eine keilförmige Ringnut besitzt.

   5. Schallplatten-Tonabnehmer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Dämpfung für den Wandler in Form einer viskosen Masse innerhalb der Kammer (10) vorgesehen ist.

   6. Schallplatten-Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teile des Wandlers miteinander verklebt sind.