DE2432639C3 - Ausbalancierter Tonarm - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen ausbalancierten Tonarm gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Plattenspielern der billigeren Preisklasse besteht der Tonarm gewöhnlich aus Kunststoff oder einem anderen leichten Material, und er ist mit Hilfe einer einfachen kardanischen Aufhängung gelagert: bei solchen Aufhängungen wird den Reibungseigenschaften der Lagerzapfen nur wenig Aufmerksamkeit gewidmet. Der Auflagedruck liegt gewöhnlich im Bereich von g; bei solchen Tonarmen werden Kristallpatronen oder Patronen bzw. Tonabnehmereinsät/c aus keramischem Material verwendet, die gegenüber erheblichen Schwankungen des Auflagedrucks relativ unempfindlich sind, und der benötigte Druck wird mit Hilfe einer Feder aufgebracht, die ihrer Natur nach nicht für Anwendungsfälle geeignet ist. bei denen es auf hohe Genauigkeit ankommt.

Bei Plattenspielern für höhere Ansprüche, z. B. solchen für sogenannte Hi-Fi-Anlagen, weisen die Tonarme entweder einen Einsatz mit einem bewegbaren Magneten oder einen magnetischen Einsatz auf. und in diesen Fällen sind die Nadeln und Nadclbaugruppcn so ausgebildet, daß sie nur eine äußerst kleine Masse haben, und sie sind auf einer freitragenden Hebelbaugruppe aus Gummi oder Kunststoff montiert, so daß es möglich ist. mit Auflagcdrücken bis herab zu etwa s 0,25 g zu arbeiten: dies ist auf die hohe Auslenkbarkeit solcher Nadeln und Nadeltragbaugruppen zurückzuführen. Tonarmeinsälze der zuletzt genannten Art ermöglichen es. Schallplatten mit einer hervorragenden Wiedergabetreue abzuspielen.

ίο Die Verwendung solcher Patronen oder Einsätze macht es erforderlich, einen Tonarm von sehr geringer Masse zu benutzen, der in hohem Maße reibungsfrei gelagert ist: die einzige Tonarmbauart, die gegenwärtig in Verbindung mit solchen Patronen benutzt wird, ist der mit Gewichtsausgleich versehene Tonarm der Trägerbauart, bei dem der vordere Teil des Trägers eine Länge von etwa 215 bis 305 mm hat. und bei dem der Gewichtsausgleich durch ein am hinteren Ende des Trägers angebrachtes relativ schweres Gewicht aus Metall bewirk! wird.

In neuerer Zeit wurde der sogenannte radiale Tonarm entwickelt, bei dem ein ausbalancierter Tonarm der Trägerbauart so über die abzuspielende Schallplatte geführt wird, daß sich der Arm stets tangential zu derjenigen Rille erstreckt, mit welcher die Nadel gerade in Eingriff steht. Diese Konstruktion soll dazu dienen, den Nachführungsfehlcr auszuschalten, der sich bei den bis dahin üblichen ausbalancierten Tonarmen der Trägerbauart nicht vermeiden ließ.

Bei beiden vorstehend genannten Bauarten von Tonarmen ist jedoch die Trägheit des ausbalancierten Trägers bei weitem zu hoch, wenn man die hohe Empfindlichkeit der gegenwärtig auf dem Markt befindlichen Nadelbaugruppen oder Einsätze berücksichtigt. Die Resonanz der Baugruppe ist die Grundresonanz, bei welcher der Träger Schwingungen in einer beliebigen Ebene ausführt, wenn er sich gegenüber der federnden Nadelhaugruppe bewegt. Bei den gegenwärtig hergestellen ausbalancierten Tonarmen der Trägerbauarl liegt diese Grundfrequenz im Bereich von 2 bis 50 Hz, und sie richtet sich nach den Trägheitseigenschaften des Tonarms sowie der Empfindlichkeit der Nadelbaugruppe. Bei diesem Resonanzbereich handelt es sich um den ungünstigsten möglichen Resonanzbereich, da er mit den Verwerfungs- und Welligkeitsfrequenzen zusammenfällt, mit denen bei Schallplatten zu rechnen ist. Ferner liegt bei etwa 40 Hz der Resonanzbereich im Bereich der auf der Schallplatte aufgezeichneten Frequenzen, und trotzdem ist häufig zu beobachten, daß das Armsysiem zu Schwingungen angeregt wird. Die Trägheit des Tonarms, die durch die Nadel bzw. den Kristall überwunden werden muß, bewirkt, daß die Nadelbaugruppe veranlaßt wird, erhebliche sichtbare Bewegungen gegenüber der zugehörigen Patrone auszuführen, was natürlich vermieden werden muß, denn anderenfalls werden im Niederfrequenzsystem unerwünschte Störfrequenzen erzeugt. Bei einer Schallplatte, deren Verwerfung nur noch gerade in annehmbarer Grenzen liegt, machen sich die Bewegungen der Nade

beim Überwinden der Trägheit des Tonarms als große Auslenkungen der Membran des Baßlautsprechers be merkbar, und dies führt zu der Erzeugung von unici der Hörbarkeitsgrenze liegenden Schwingungen, die zi Verzerrungen Anlaß geben, welche auf Dopplereffekte

('5 zurückzuführen sind.

Wird ein Tonarm der Trägerbauart mit Gewichtsaus gleich in die normale Abspielhöhe gebracht und au einen bestimmten Auflagedruck eingestellt, tastet ei

selbst Schallplatten mit nur einem müßigen Verzug mit Drücken ab. die in einem erheblichen Ausmaß schwanken. Dies ist auf die Einflüsse der Geschwindigkeit und der Beschleunigungen zurückzuführen, die durch die sich unterhalb der Nadel bewegende Schallplatte hervorgerufen werden, so daß man einen relativ hohen Auflagedruck wühlen muß. Wird bei einer verzogenen Schallplatte der Auflagcdruck des Tonarms auf einen zu niedrigen Wert eingestellt, kann die Nadel au'Jcr Berührung mit der Schallplatte kommen.

Die siörendste Eigenschaft der ausbalancierten Tonarme der Trägerbauart besteht vermutlich im Auftreten einer »akustischen Rückkopplung«, bei der die starke Luftbewegung, die durch Baßlautsprecher mit großem Frequenzbereich bei der Grundfrcquenz des Tonarmsysiems oder in ihrer Nähe hervorgerufen werden, bewirken, daß das Tonarmsysiem in einen Resonanzzustand gerät, der seinerseits zum Auftreten des bekannten Heulens der Lautsprecher führt. Diesem unerwünschten Verhallen wird in einem gewissen Ausmaß dadurch entgegengewirkt, daß federnde Aufhängungseinrichtungen verwendet werden, um die Plattentellerund Tonarmbaugruppe gegenüber äußeren Störungen zu entkoppeln, doch erweist sich die beschriebene Erscheinung immer noch als sehr störend, und in jedem Fall ist es erforderlich, den Plattenspieler in einem möglichst großen Abstand von den Lautsprechern in einem schalltoten Teil des betreffenden Raums anzuordnen. Bei Arbeiten in Aufnahmestudios ist es daher üblich, die Lautsprecher in einem anderen Raum anzuordnen und dessen Tür geschlossen zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Tonarm zu schaffen, der eine sehr geringe Auflagekraft und wirksame Masse aufweist und der dennoch unempfindlich ist gegen einfache oder rückgekoppelte akustische Störungen und gegen Verwerfungen der abgetasteten Platte.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Bei dem Tonarm nach der Erfindung ist es möglich. den Auflagedruck in einem erheblichen Ausmaß zu verringern und mit einem Auflagcdruck bis herab zu 0,1 g zu arbeiten; die Nadel bzw. der Kristall nutzt sich nur in einem vcinachlässigbar geringen Ausmaß ab, und weder die Patrone noch die Nadel wird beschädigt, wenn der Tonarm versehentlich fallen gelassen wird; bei der Benutzung eines erfindungsgemäßen Tonarms mit Gewichtsausgleich wird die Abnutzung der Schallplatten erheblich verringert; Versuche mit stark modulierten Schallplattenrillen zeigten, daß nach 1000 Abspielvorgangen keine Abnutzung zu verzeichnen war; die Grundresonanzfreqiienz des Tonarms liegt über 150Hz, so daß er von keinerlei Baßfrcquen/.en zum Schwingen angeregt wird; der einmal eingestellte Auflagedruck bleibt praktisch konstant, und es sind keine sichtbaren Bewegungen der Nadel zu beobachten, so daß eine größere Klarheit der Wiedergabe erzielt wird; schließlich werden störende, unter der Hörbarkeitsgrenze liegende Frequenzen vom Verstärkersystem praktisch ferngehalten, so daß sich die auf Dopplcreffekte zurückzuführende Verzerrung verringert.

Der Hilfsarm hat vorzugsweise eine Länge von nicht mehr als etwa 32 mm, und außerdem sind alle bei der Konstruktion des Tonarms mit ausbalanciertem Träger verwendeten Lager als Edelstcin-Spit/enlager der bei ^h5 Uhren gebräuchlichen Bauart ausgebildet. Um das einwandfreie Arbeiten des Tonarms zu fördern ist es vorteilhaft, wenn sich der Hauptarm sowohl in der waagerechten Ebene als auch in den senkrechten Ebenen verstellen läßt, und daher ist der Hauptarm vorzugsweise mn Justierschrauben bekannter Art versehen, die ein Verstellen des Hauptarms sowohl in der waagerechten Ebene als auch in der senkrechten Ebene.ermöglichen. Kcrner ist das Hauptschwenklager vorzugsweise mit Stellschrauben bekannter Art versehen, welche die Schwenkbewegung des Tonarms begrenzen.

Zwei Ausführungsbeispielc der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines ausbalancierten Tonarms,

F i g. 2 die Draufsicht des Tonarms nach F i g. 1.

F i g. 3 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines ausbalancierten Tonarms und

F i g. 4 die Draufsicht des Tonarms nach F i g. 3.

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Tonarm weist einen waagerecht schwenkbaren Haupttragarm 1 auf. der auf einem Hauptlagerzapfen 2 bekannter Art gelagert ist. Am freien Ende 3 des Haupttragarms I ist eine Stirnplatte 4 befestigt. Eine Patrone bzw. ein Einsatz 5 bekannter Art. der einen Hilfsarm bildet, ist auf der Stirnplatte 4 in einer senkrechten Ebene schwenkbar mit Hilfe von Edelstein-Spitzenlagern 6 gelagert. Der Einsatz 5 trägt einen nach oben ragenden Arm 7. Gemäß F i g. 2 ist ein Gegengewicht in Form einer Rändelmutter 8 vorhanden, die mit einer Schraube 9 zusammenarbeitet, welche durch einen Zapfen 11 mit einer Trommel 10 verbunden ist. Die Trommel 10 ist ihrerseits durch Achsen 12 unterstützt, welche in zwei gegenüber dem Haupuragarm 1 nach oben ragenden Tragstücken 14 mit Hilfe von Edelstein-Spitzenlagern 13 drehbar gelagert sind. Die Tragstückc 14 sind an dem Haupttragarm 1 nahe dem Hauptlager 2 befestigt.

Die Trommel 10 trägt einen kurzen, nach oben ragenden Arm 15, der mit dem senkrecht angeordneten Arm 7 des Einsatzes 5 durch eine Schnur 16 verbunden ist. Zum Gebrauch des Tonarms wird die Rändelinutter 8 längs der Schraube 9 verstellt, bis die gewünschte Gegengewichtswirkung gegenüber dem Hilfsarm, d. h. dem Einsatz 5 erreicht ist.

Da der Haupttragarm 1 nur in einer waagerechten Ebene, jedoch nicht in senkrechten Ebenen schwenkbar ist, ist die Trägheit gegenüber waagerechten Bewegungen erheblich verringert und in der senkrechten Richtung ist ciie wirksame Trägheit praktisch vernachlässigbar gering.

Ferner ist ersichtlich, daß die sehr geringe Länge des ausbalancierten Hilfsarms oder Trägers 5 in einem erheblichen Ausmaß dazu beiträgt, die Arbeitsweise jeder daran befestigten Nadclbaugruppe zu verbessern. Gemäß der Erfindung wird der in senkrechter Richtung ausbalancierte Träger 5 durch eine in einem erheblichen Abstand von ihm angeordnete Gegengewichtsbaugruppe im Gleichgewicht gehalten, so daß es möglich ist, einen ausbalancierten Träger zu verwenden, der eine sehr geringe Länge hat, welche bei einer Ausführungsform nur etwa 32 mm beträgt; durch diese Maßnahme wird die Trägheit in einem erheblichen Ausmaß verringert, z. B. um 50% in der waagerechten Ebene. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß sich die wirksame Masse des Gegengewichtes in unmittelbarer Nähe des Hauptlagers 2 befindet. Da das Gegengewicht gemäß F i g. 1 und 2 in einem großen Abstand von dem Einsatz 5 angeordnet ist, ist es außerdem möglich, die Masse des Gegengewichtes dadurch weiter zu verringern, daß man ein entsprechendes Hebel-

übersetzungsverhältnis wählt.

Fig. 3 und 4 zeigen eine /weile Ausführungsform eines Tonarms; Teile der zweiten Ausführungsform, die in F i g. 1 und 2 dargestellten Teilen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind jeweils mit den gleichen Bczugszahlcn bezeichnet. Auch der Tonarm nach F i g. 3 und 4 weist einen waagerecht schwenkbaren Hauptlragarm 1 auf, der durch ein Hauptlagcr 2 bekannter Art unterstützt wird, und an dessen freiem Ende 3 eine Stirnplatte 4 befestigt ist. Die Stirnplatie 4 trägt einen Hilfsann 5a mit einer Länge von weniger als etwa 32 mm, der mit Hilfe von Edclsicin-Spitzcnlagcrn 6 so gelagert ist, daß er Schwenkbewegungen in einer senkrechten Ebene ausführen kann. Der Hilfsarm 5<i trägt eine Patronenplattform 5b, mil welcher der Einsatz 5 verbunden ist. Die Palronenplattform 5b trägt an ihrer Oberseite einen nach oben ragenden Stift 7, der durch einen Faden 16 aus Baumwolle mit einer Trommel 10 verbunden ist, welche zwischen zwei Tragstücken 14 in Lagern 12 um eine Achse 13 drehbar gelagert ist. Die Trommel 10 trägt eine Rändelmutter 8, die längs einer Schraube 9 verstellbar ist, welche ihrerseits durch einen Stift 11 mit der Trommel 10 fest verbunden ist.

Es hat sich gezeigt, daß schon die geringste Abweichung eines gemäß F i g. 3 und 4 vorhandenen Tragrohrs auf dem Hauptschwenklager 2 gegenüber der Senkrechten zu einem fehlerhaften Arbeiten des Tonarms führt. Um ein einwandfreies Arbeiten des Tonarms zu gewährleisten, ist es daher erforderlich. Maßnahmen zu treffen, die es ermöglichen, den Haupttragarm 1 in allen betreffenden Ebenen genau einzustellen: zu diesem Zweck sind gemäß F i g. 3 und 4 zwei Horizontierschrauben 18 und 19 vorhanden. Mit Hilfe dieser beiden Horizontierschrauben ist es in jedem Fall möglich, dafür zu sorgen, daß sich der Hauptlragarm I genau parallel zu der Schallplatte 20 (F i g. 4) erstreckt Um eine einwandfreie Steuerung des Haupttragarms 1 zu gewährleisten, sind auf bekannte Weise eine Schraube 21 zum Begrenzen der Schwenkbewegung im neutralen Bereich und eine weitere Schraube 22 zum Verhindern eines zu großen Winkclausschlags des Tonarms vorhanden. Die Schraube i!l zum Einstellen des neutralen Schwenkbereichs ermöglicht es dem Benulzer, den endgültigen neutralen Schwenkbereich cin/.u-

ίο stellen, und außerdem kommt sie als geomctrischci Vorspannungskoinpcnsator zur Wirkung, der das Einstellen einer kleinen Auswärtsschwenkbewegung ermöglicht. Für den Fall, daß die Nadel bzw. der Kristal dazu neigt, sich über die Endriiic der Schallplatte 2C

is hinaus nach innen zu bewegen, isl es erforderlich, angesichts der äußerst geringen Auflagcdrücke die Schraube 22 vorzusehen, die eine solche zu große Einwärtsschwenkbewegung verhindert. Die Schraube 22 wire vorzugsweise so eingestellt, daß sie den Haupttraganr 1 zwingt, zwischen der Endrille der Schallplatte 20 unc dem Etikett der Schallplatte zu verbleiben, wenn er sich zu weit nach innen bewegt.

Bei der Ausführungsform n;ich F i g. 3 und 4 ist eine Wendel 25 aus feinem Verbindungsdraht vorhanden die das Signal der Palrone 5 zu den Hauptleitunger weiterleitet, die gemäß F i g. 3 aus der Unterstützung 2 nach unten herausragen und zu dem nicht dargestellter Verstärker führen. Die Wendel 23 führt zu den günstigsten geometrischen Verhältnissen, denn bei ihrer Verwendung wird die Arbeitsweise des mit einem Gelenk versehenen Haupttragarms nur in einem minimaler Ausmaß gestört. Gemäß Fig.4 ist die Patroncnplattform 5b mit einem Griff 24 versehen, der lediglich dazt dient, das Anheben und Absenken des Tonarms zu er-

35 leichtern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

f

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   !. Ausbalancierter Tonarm der Trügerbauart mit einem waagerecht schwenkbaren Hauptarm, einem Hauptschwenklager für den Hauptarm und einem Hilfsarm, der in einer senkrechten Ebene schwenkbar auf dem waagerecht schwenkbaren Hauptarm in einem Abstand von dem Hauptschwenklager gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegengewicht (8. 9) für den Hilfsarm (5) auf dem waagerecht schwenkbaren Hauptarm (1) nahe dem Hauptschwenklagcr (2) montiert' ist, und daß eine elastische Verbindung (16) das Gegengewicht (8,9) und den Hilfsarm (5) verbindet.
2. 2. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Hilfsanns (S) nicht mehr als etwa 32 mm beträgt.
3. 3. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verbindung (/6) ein Stück eines flexiblen Drahtes, einer Kordel, einer Schnur oder eines ähnlichen flexiblen Materials ist.
4. 4. Tonarm nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Hauptschwenklager (2) Justierschrauben (18, 19) angeordnet sind, die es ermöglichen, den waagerecht schwenkbaren Arm (I) sowohl in der waagerechten Ebene als auch in senkrechten Ebenen einzustellen.
5. 5. Tonarm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Hauptschwenklager (2) eine verstellbare Schraube (21) angeordnet ist. mit welcher der Schwenkbereich des waagerecht schwenkbaren Hauptarms (1) in einer waagerechten Ebene begrenzt wird.
6. 6. Ausbalancierter Tonarm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (8, 9) vor dem Hauptschwenklager (2) angeordnet ist.
7. 7. Tonarm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lagerungen des Tonarms als Edelstein-Spitzenlager der bei Uhren gebräuchlichen Bauart ausgebildet sind.