DE2526903A1 - Elastische lagerung fuer tonabnehmernadeln - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.- Ing. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Rüger

7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348

16. Juni 1975 _Τβ.β,οη

PA 115 Sg Stuttgart (0711) 356539

35 9619 Telex 07256610 smru

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

AKG Akustische u. Kino-Geräte Gesellschaft m.b.H.
Wien 15, Brundhildengasse 1 / Österreich

Elastische Lagerung für Tonabnehmernadeln

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Gegenstand der Erfindung ist ein Tonabnehmer zur Abtastung mechanisch modulierter Rillen in einem Aufzeichnungsträger mittels einer Abtastnadel, wobei der Nadelträger in seinem Drehpunkt in einem Lagerelement aus Gummi od.dgl. Material elastisch gelagert ist. <

'Bei modernen Tonabnehmern dieser Art wird zur Abtastung der Rille ein Diamant verwendet, der entweder sphärisch, elliptisch oder auch dem derzeitigen Stand der Technik entsprechend - doppelelliptisch oder in einer anderen Spiralform zugeschliffen ist. Ein solcher Diamant ist an einem Ende eines Nadelträgers angeordnet. Die Lagerung·eines solchen Nadelträgers im Tonabnehmer erfolgt üblicherweise in Gummi mit ganz spezifischen Eigenschaften entweder in der Nähe des theoretischen Drehpunktes oder im theoretischen Drehpunkt selbst.

Bestimmend für die Lage des theoretischen Drehpunktes ist die Geometrie der Anordnung. Wählt man beispielsweise für den Nadelträger ein homogenes Stäbchen oder Röhrchen von der Länge L, dann findet man die optimale Lage des theoretischen Drehpunktes im Abstand von L/6 vom Schwerpunkt der Nadel entfernt,u.zw. in jenem Abschnitt des Nadelträgers, der sich im Inneren des Tonabnehmergehäuses befindet. Für den solcherart festgelegten theoretischen Drehpunkt ist die auf die Nadelspitze - die durch den Diamant dargestellt ist, bezogene zu bewegende Masse ein Minimum. Es ist daher wichtig, daß das aus Gummi vorzugsweise hergestellte Lagerelement für den Nadelträger möglichst in unmittelbarer Nähe des theoretischen Drehpunktes angeordnet wird, insbesondere wenn das Lagerelement relativ groß ist, weil dann-durch die vorstehend beschriebene Maßnahme die notwendigerweise mitschwingenden Massen keinen zu großen, auf die Nadelspitze rückwirkenden Einfluß ausüben können.

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Bei bekannten Tonabnehmern wird oft zur genaueren Definition des Federelementes im Drehpunkt ein dünner, federnder Draht vorgesehen, der einerseits im Lagerelement angreift, anderseits mit einem festen Punkt des Systems verbunden ist. Diese Maßnahme erweist sich deshalb als Vorteilhaft, weil der Gummi, der das Lagerelement für den Nadelträger bildet, eine sehr hohe innere Reibung bei geringen Shore-Härten aufweisen muß und ohne Federdraht meistens eine sogenannte Kriechneigung zeigt. Als Nachteile dieser Anordnung ist die Tatsache zu werten, daß durch die Verwendung des Drahtes Resonanzerscheinungen im hohen und höchsten Frequenzbereich auftreten und daß durch die Geometrie des Lagerelementes und seiner Verbindung zum Gehäuse Druck- und Zugkräfte auftreten, die relativ weit vom Drehpunkt entfernt angreifen und die bezüglich des Drehpunktes auf Grund des bekannten mechanischen Aufbaues immer irgendwie unsymmetrisch sind. Diese TJnsymmetrien verursachen einen unruhigen Frequenzgang des Tonabnehmers, wobei außerdem die relativ große Gummimasse die Gesamtmasse des Schwingungssystems erhöht und den Frequenzgang nach oben hin beschneidet.

Der erfindungsgemäße Tonabnehmer weist eine besondere Lagerung für den Nadelträger der Abtastnadel auf, wodurch die Nachteile der bekannten, dem Stand der Technik angehörenden Tonabnehmer weitgehend vermieden werden. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Nadelträger die zentrale Öffnung eines zur Achse des Nadelträgers senkrecht stehenden Plättchens durchsetzt, der Durchmesser dieser öffnung etwas größer als der Durchmesser des Nadelträgers in diesem Bereich ist, die Wandstärke des Plättchens im Vergleich zum Durchmesser des Nadelträgers klein ist und der Nadelträger über das Lagerelement mit dem Plättchen verbunden ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das

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vorzugsweise aus Gummi bestehende Lagerelement als Rotationskörper ausgebildet, der sich einseitig oder beiderseits des Plättchens erstreckt, wobei das Plattchen in der Ebene des größten Durchmessers des Lagerelementes liegt.

Die ,(genannten Rotationskörper können die Form eines Doppelkegels bzw. eines Doppe !kegelstumpf es mit einer gemeinsamen B^sisfläche haben, in deren Ebene das Plättchen liegt,sie körnen aber auch die Form eines Zylinders oder einer Kugel haben, wobei das Plättchen in der Halbierungsebene dieser oder auch anders geformter Rotationskörper liegt.

Erfindungsgemäß wird ferner für jene Fälle, bei denen die mitschwingenden Teile des Lagerelementes aus Gummi zusätzlich zur Ausbalancierung des gesamten dynamischen Systems, bestehend aus Abtastnadel, Nadelträger und Gummikörper, dienen sollen, vorgeschlagen, das Lagerelement, das hier ebenfalls als Rotationskörper ausgebildet sein kann, nur auf einer Seite des Plättchens vorzusehen und zwar in Richtung auf die Diamantspitze, wobei das Plättchen in der Basisfläche des Rotationskörpers liegt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Öffnung im Lagenä.ement die zur Aufnahme des ferromagnetischen Teiles des Nadelträgers bestimmt ist, einen etwas kleineren Durchmesser aufweist als der Nadelträger im Bereich des Lagerelementes. Der Nadelträger und das Plättchen sind daher nur über das aus Gummi bestehende Lagerelement miteinander verbunden. Die Verbindung zwischen Gummi und Plättchen bzw. zwischen Gummi und Nadelträger kann durch Vulkanisieren oder durch Kleben hergestellt sein. Es kann gegebenenfalls aber auch vorteilhaft sein, nur den Gummikörper auf das Plättchen aufzuvulkanisieren und. den Nadelträger nachträglich inline öffnung, deren Durchmesser etwas kleiner ist al~s~~der des Nadelträgers,

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einzuführen und dort, falls dies zweckmäßig erscheint, einzukleben.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung bzw. Ausbildung der Lagerung des Nadelträgers ergeben sich verschiedene Vorteile. So sind beispielsweise die elastischen Kräfte, die _t auf den Nadelträger wirken, in der Nähe des Lagerpunktes, der unmittelbar in der öffnung des Plättchens liegt, am größten. Sie nehmen mit der Entfernung vom Drehpunkt ab, weil unmittelbar in der Öffnung des Plättchens - nicht zuletzt wegen der festen Verbindung des Gummis mib dem Plättchen - in diesem Bereich der Gummi die geringste Möglichkeit des Ausweichens hat und somit große Rückstellkräfte liefert. Dies spielt sich - wie erwähnt - in der unmittelbaren Umgebung des Drehpunktes ab, so daß eventuell vorhandene Unsymmetrien bei der erfindungsgemäßen Lagerung des Nadelträgers weit weniger zum Tragen kommen wie bei den konventionellen Tonabnehmern.

Die Kräfte, die zur Ausbalancierung des Auflagedruckes unmittelbar in der Umgebung des Drehpunktes aufgebracht werden, müssen sehr groß sein, d.h., es können Gummisorten höherer Härte Verwendung finden, und es kann bei der Erfindung trotzdem eine genügend hohe Nachgiebigkeit realisiert werden.

Es isb ferner bekannt, daß die Lagerung von Nadelträgern für die Abtastung mechanisch modulierter Rillen möglichst so aufgebaut sein muß, daß die Beweglichkeit in der Bewegungsebene der Modulation möglichst richtungsunabhängig bleibt. In allen anderen Richtungen soll der Nadelträger möglichst starr gelagert sein, d.h., Torsionsund Zugkräfte, die am Nadelträger angreifen, sollen tunlichst zu keiner Bewegung des Nadelträgers führen.

Auch in dieser Hinsicht ist die erfindungsgemäße Lagerung den bekannten Lagerungen überlegen. Greifen am Nadelträger Torsionskräfte an, so ist infolge der Nähe der Unterstützungsfläche am Plättchen einerseits und der starren Verbin-dung des Nadelträgers mit dem Gummikörper

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anderseits irar schwer eine Bewegung möglich» Dasselbe gilt auscli TwE' Zag— oder Druckkräfte, die am Wadelträger

. Das als Bestandteil der erfindungsgemäßen Lagerung für eimern Mad el träger· eines Tonabnehmers mehrmals ge-Bannrfee; Platteneis·'kano auch zur Verbesserung der Empfindlichkeit des AtasataiesysteBis beitragen, wenn es aus ferro-BmagmeKfcisGfaeHi Material hergestellt wird. In diesem Fall wird der magnetische Fluß fiber das Plättchen direkt an die Efsemilralle des Wadlelträgers herangeführt und auf diese Veis© der eagaetisehe Widerstand des Gesamtkreises TzrerxiHtgert; "fosw. der Fluß -verstärkt.

Ib der· JOlgeuäen Beschreibung soll die Erfindung an Haiad der feiclmtmg aäher erläutert werden, in der Fig;» i die erfiiidiongjsgeaaße Lagerung für sich allein darsrfcellt:, Fig- 2 ihre Unterbringung in einem Tonab- netamssjsi:em aeigfc, die Fig. 3 bis 6 verschiedene Formern f^r den als lagereleiaent -vorgesehenen Gummikörper zeigeMj die sgeaetrisch ausgebildet sind, wogegen Fig.7 eim Beiscpißl ©iaes imsrfiHaetrischen Lagerkörpers zeigen soll.

.Jb Fig. 1-1st der in die mechanisch modulierte Rille-_edL:iaes föatragers, beispielsweise einer Schallplatte, eiBg^il'eode "bms_m abtastende Diamant mit 1 bezeichnet. Er isst; an eine» M-e eines lluminiumrohrchens 2 befestigt, das aup diese»Mläade mit einer schrägen Fläche versehen ist, die de® Diamaüatea tragt. Am anderen Ende des Aluminium- 2 ist_$, aof diesem festsitzend, ein aus ferro-Ifeiterial bestehendes Röhrchen 5 aufgeschoben.

Das eigentlich!© Lagerelement bildet der Gummikörper 3» der. ^r¹ZBg¹SWOi-Se einen Rotationskörper darstellt, den das. E|attdien 4 in zwei Hälften teilt. Wie der Fig. 1 weiter &u emtmekm&n ist, besitzt das Plättchen 4- eine zentrale ÖffniTOag, durch die das ferromagnetische Röhrchen 5· des Kadeltragers berührungsfrei hindurchtritt,

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denn der Durchmesser der zentralen Öffnung im Plättchen 4 ist um ein geringes größer als der Durchmesser des ferromagnetischen Röhrchens 5· Es ist ersichtlich, daß Nadelträger mit dem Plättchen 4 nur über den das Lagerelement bildenden Gummikörper 3 verbunden sind. Das Plättchen 4 kann in den Gummikörper 3 einvulkanisiert oder eingeklebt sein. Auch der Nadelträger kann gemeinsam mit dem Plättchen einvulkanisiert werden, oder nachträglich in eine zur Aufnahme des Nadelträgers bestimmte Öffnung des Gummikörpers 3 eingeführt werden. Gegebenenfalls kann der Nadelträger in der Öffnung des Gummikörpers, dessen Durchmesser etwas kleiner sein soll als der Durchmesser des einzuführenden Nadelträgerabschnittes, auch eingeklebt sein.

Das Plättchen 4 kann vollkommen flach sein, es ist jedoch vorteilhaft, im Hinblick auf den Einbau in ein Tonabnehmergehäuse, den Rand 4a des Plattchens 4, so wie in Fig. 1 gezeigt, tiefzuziehen, so daß das Plättchen 4 die Gestalt eines Tellers erhält.

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines mit der erfindungsgemäßen Lagerung für einen Nadelträger ausgerüsteten Tonabnehmers. Dieser besitzt ein Gehäuse 6, das sich in Richtung zur Abtastnadel verjüngt. Es enthält einen Permanentmagnet 8, aus dessen Stirnseite vier Stäbchen 10 in quadratischer Anordnung hervorstehen. Die Stäbchen 10 tragen je eine Wicklung 9» in denen Flußänderungen des magnetischen Kreises in elektrische Spannungen umgesetzt werden. Der magnetische Fluß verläuft über die Hülse 6 und den ferromagnetischen Teil des Nadelträgers 5 zu den Stäbchen 10 zurück zum Dauermagneten 8. Wie bereits erwähnt, tritt eine Flußverstärkung und damit eine Verbesserung der Empfindlichkeit ein, wenn erfindungsgemäß das Plättchen 4 aus

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ferromagnetische» 'Material hergestellt ist. Der Luftspalt zwischen dem Ende© des 'Gehäuses 6 und dem ferromagnetiseilen Teil 5 des Nadelträgers wird nämlich dann auf eis* Himiaue verkleinert, so daß eine Flußverstärkung auftritt und auch die durch die Bewegung des Nadelträgers Mervorgeruifenen Flußänderungen in den Spulen eine höhere iodazierte Spannung abgeben.

In. den Fig. 3 bis 6 sind verschiedene Formen des als Lagerelement für den Nadelträger dienenden Gummikörpers 3 dargestellt. FiR. 3 zeigt einen Doppelkegel, bei dem erfindungsgemaß das Plättchen 4 in der Ebene des größten Durchmesser s liegt. Es ist deutlich zu erkennen, daß die öffnung im Plättchen 4 nicht ganz bis zur Äusnetarang ie Gutnaikörper 3 reicht, die zur Aufnahme des Wadeltraigers vorgesehen ist.

Iu gleicher Weise gilt dies auch für die in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Varianten, die sich alle symmetrisch beiderseits des· Plättchens 4 erstrecken. Selbstverständlich können auch andere Formen für den Gummiköjrper 3 verwendet werden, je nachdem, welche Ausgestaltung der Fachmann im Einzelfall als zweckmäßig erachtet.

Zu der in Fig. 7 dargestellten unsymmetrischen Ausbildung des Guaaikörpers 3 in bezug auf die Plattchenebene wird man dann greifen, wenn der mitschwingende Gummi" zusätzlich zur Ausibalancierung des Systems herangezogen werden soll. Obwohl in Fig. 7 nur ein kegelförmiger Gummikörper 3 dangestellt ist, können, so wie in den Fig. bis 6 dargestellt, auch andere Formen von Rotationskörpern verwendet werden. Auch hier ist es dem Fachmann überlassen, die lh« am geeignetsten scheinende Form für den Gumeikorper 3 bus der Vielzahl aller möglichen Körperformen auszuwählen.

Bei entsprechender Materialauswahl für den als Lagerelement für den Nadelträger vorgesehenen Gummikörper

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und entsprechender Formgebung desselben gemäß den erfindungsgemäßen Vorschlägen kann eine Lagerung für den Nadelträger eines Tonabnehmers geschaffen werden, die sich durch große Nachgiebigkeit, Richtungsunabhängigkeit aller ihrer Eigenschaften in der Bewegungsebene, eine definierte innere Reibung, geringe mitschwingende Massen, Hysteresefreiheit und frequenzunabhängiges Verhalten auszeichnet.

Darüber hinaus läßt sich die erfindungsgemäße La-gerungseinheit leicht herstellen und ebensoleicht in das Tonabnehmergehäuse einbauen, so daß dadurch ein preisgünstiger, jedoch äußerst hochwertiger Tonabnehmer herstellbar ist.

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Claims (8)

1. Patentansprüche:

   Tonabnehmer zur Abtastung mechanisch modulierter Rillen in einem Aufzeichnungsträger mittels einer Äbtastnadel, .wobei der Nadelträger in seinem Drehpunkt in einem Lagerelement aus'Gummi od.dgl. Material elastisch gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelträger (2, 5) die zentrale Öffnung eines zur Achse des Nadelträgers (2, 5) senkrecht stehenden Plättchens (4) durchsetzt, der Durchmesser dieser öffnung etwas größer als der Durchmesser des Nadelträgers (2, 5) in diesem Bereich ist, die Wandstärke des Plättchens (4) im Vergleich zum Durchmesser des Nadelträgers (2, 5) klein ist und der Nadelträger (2, 5) über das Lagerelement (3) mit dem Plättchen (4) verbunden ist.
2. 2. Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnety daß das vorzugsweise aus Gummi bestehende Lagerelement (3) als Rotationskörper ausgebildet ist, der sich einseitig oder beiderseits des Plättchens (4) erstreckt, wobei das Plättchen (4) in der Ebene des größten Durchmessers des Lagerelementes (3) liegt.
3. .3· Tonabnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der einseitigen Anordnung des Lagerelementes (3) am Plättchen (4) sich dieses in Richtung zur Abtastnadel erstreckt.
4. 4. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung im Lagerelement (3)» die zur Aufnahme des ferromagnetischen Teiles des Nadelträgers .(5) bestimmt ist, einen etwas kleineren Durchmesser aufweist als der Nadelträger (5) im Bereich des Lagerelementes (3)·
5. 5- Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

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   dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (3)i der ferromagnetische Teil des TJadelträgers (5) und das Plättchen (4) durch einen Vulkanisierungsvorgang zu einer Einheit verbunden sind.
6. 6. Tpηabnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Teil des Nadelträgers (5) in die öffnung des Lagerelementes (3) eingeklebt ist.
7. 7. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche Λ bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (4) aus ferromagnetischem Material besteht, über das der magnetische Fluß direkt zum ferromagnetischen Teil des Nadelträgers (5) geführt ist.
8. 8. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7? dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (4) nach einem Ziehvorgang die Gestalt eines Tellers aufweist.

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