DE2536732C2

DE2536732C2 - Plattenspieler-Tonabnehmer-System

Info

Publication number: DE2536732C2
Application number: DE2536732A
Authority: DE
Inventors: Donald George Commack N.Y. Litcher; Harry Bryant East Hills N.Y. Shaper
Original assignee: Empire Scientific Corp Garden City Ny Us
Current assignee: Empire Scientific Corp Garden City Ny Us
Priority date: 1974-08-19
Filing date: 1975-08-18
Publication date: 1982-05-13
Also published as: US3954273A; JPS5326121B2; GB1486528A; CA1038300A; DE2536732A1; JPS5139102A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Plattenspieler-Tonabnehmersystem mit einer Nadel, die mit einem Anker verbunden ist, der über ein elastisches Halterungsteil in einem Hauptteil des Tonabnehmers beweglich gehaltert ist und zusammen mit dem elastischen Halterungsteil ein erstes Schwingungssystem bildet.

Bei einem bekannten Plattenspieler-Tonabnehmersystem dieser Art (US-PS 30 77 521) ist der elastische Halterungsteil in Form eines Gummirings ausgebildet, der den Anker umgibt und zusammen mit diesem das erste Schwingungssystem bildet Ein derartiges Tonabnehmersystem weist eine Übertragungsbandbreite von ungefähr 20 000 Hz auf, wobei sich jedoch eine deutlich ausgeprägte Resonanzspitze am oberen Ende dieses Übertragungsfrequenzbereichs ergibt. Die Amplitude dieser Resonanzspitze kann unter Verwendung relativ steifer Eiastomer-Materialien und/oder Federn verringert werden, die eine Rückstellkraft erzeugen, die den magnetischen Anker in eine neutrale Stellung vor spannt Dadurch, daß in das System eine zusätzliche Steifigkeit eingeführt wird, wird jedoch das Ansprechen auf Amplituden mit niedrigen Frequenzen in nachteiliger Weise beeinträchtigt und es sind höhere Spurkräfte erforderlich, wodurch sich eine schnellere Abnutzung der Schallplatten ergibt

Eine Übertragungsbandbreite von 20 000 Hz mit einer Resonanzspitze am oberen Ende des Übertragungsfrequenzbereiches ist zwar für Stereo-Tonabnehmersysteme geeignete, nicht jedoch für Vierkanal-Ton- abnehmersysteme. Bei derartigen Systemen ist eine Übertragungsbandbreite von 40 000 bis 50 000Hz erforderlich, wobei die Resonanzspitzen auf eine wesentlich niedrigere Amplitude begrenzt sein müssen, als dies bei Stereo-Tonabnehmersystemen üblich ist Dies ergibt sich daraus, daß Änderungen des Frequenzganges sich ändernde Systemverzögerungen ergeben, die zu sich ändernden Phasenverschiebungen Ober den Übertragungsfrequeozbereich führen. Diese Phasenverschiebungen müssen jedoch innerhalb annehmbarer Toleranzen gehalten werden, damit die elektronischen Einrichtungen, die die Signale von den Vierkanal-Tonabnehmersystemen empfangen, alle vier Tonkanäle mit hoher Klangtreue wiedergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

J5 Plattenspieler-Tonabnehmersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei geringen Spurkräften einen verbesserten Übertragungsfrequenzgang ohne Resonanzspitzen aufweist Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden

•»ο Teil des Patentanspruch: 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das erfindungsgemäße Tonabnehmersystem weist

eine vergrößerte Bandbreite des Übertragungsfrequenzbereichs und verringerte Resonanzspitzen auf, wobei die Eigenschaften des ersten Schwingungssystems am niederfrequenten Ende des Übertragungsfrequenzbereichs überwiegen, da sich das weitere Schwin- gungssystem in diesem Frequenzbereich so verhält, als ob das stabförmige Massenteil starr mit dem Anker gekoppelt wäre. Am oberen Ende des Übertragungsfrequenzbereiches sind die Schwingungen der beiden Schwingungssystem im wesentlichen gegenphasig, so daß die Resonanzspitze beträchtlich verringert wird, wobei gleichzeitig der Übertragungsfrequenzbereich beträchtlich vergrößert wird.

Am unteren Ende des Übertragungsfrequenzbereiches bewegt sich damii das stabförmige Massenteil zusammen mit dem Anker, so daß die Auswirkung des Stabes auf den Frequenzgang vernachlässigbar ist. Bei höheren Frequenzen wird dieses stabförmige Massenteil jedoch in Schwingungen versetzt, wobei diese Schwingungen im wesentlichen gegenphasig zu der Schwingung des Ankers verlaufen, so daß ein Antireso nanzeffekt hervorgerufen wird, der zu der vergrößerten Übertragungsfrequenz-Bandbreite und zu einer relativ niedrigen Amplitude der Resonanzspitzen führt. Bei

Herstellung des stabförmigen Massenteils aus einem magnetischen Material werden weiterhin Signale mit höherer Amplitude erzeugt, weil sich eine vergrößerte MagnetfluBkonzentration am Anker ergibt.

Eine Ausführungsform des Plattenspieler-Tonabnehmersystems wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines Vierkanal-Plattenspieler-Tonabnehmersystems;

Fig.2 eine Seitenansicht des Tonabnehmersystems to bei Betrachtung in Richtung der Pfeile 2-2 nach Fig. 1;

F i g. 3 eine Unteransicht auf das Tonabnehmersystem bei Betrachtung in Richtung der Pfeile 3-3 nach F i g. 2;

Fig.4 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie IV-IV nach F i g. 3 bei Betrachtung in Richtung der Pfeile 4-4;

Fig.5 eine Rückansicht des Tonabnehmersystems bei Betrachtung in Richtung der Pfeile 5-5 nach F i g. 4;

F i g. 6 sinen vergrößerten Längsschnitt der auswechselbaren Nadelbaugruppe für das Tonabnehmersystem nach den F i g. 1 bis 5;

Fig.7 einen Querschnitt entlang der Linie VII-VII nach Fig.4 bei Betrachtung in Richtung der Pfeile 7-7;

Fig.8 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Hauptelemente des Tonabnehmersystems nach den F i g. 1 bis 5;

Fig.9 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Bauteile, die die austauschbare Nadel-Anker-Baugruppe nach F i g. 6 bilden.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform des Quadrophonie- oder Vierkanal-Tonabnehmersystems 10 besteht aus einer in einer Abschirmung eingeschlossenen magnetischen Kernbaugruppe 21 und einer Nadel-Anker-Baugruppe 22, die austauschbar in der Kernbaugruppe 21 befestigt ist Die Kernbaugruppe 21 schließt eine Nylon-Bundscheibe 23 ein, die unter Reibung mit der Hülse 24 der Nadel-Anker-Baugruppe in Eingriff kommt, um diese lösbar an der Kernbaugruppe 21 zu befestigen. Die Bundscheibe 23 ist in einem MU-Schirmgehäuse 25 am vorderen Ende angeordnet. wobei die öffnung 23a der Bundscheibe 23 und die Gehäuseöffnung 25a so ausgerichtet sind, daß sie die Hülse 24 aufnehmen.

Ein Haltearm 26 ist an der oberen vorderen Oberfläche des Gehäuses 25 angeschweißt oder auf andere Weise befestigt Sich nach außen erstreckende Ansätze 27 des Haltearms sind mit Schlitzen versehen, die Schrauben zur Befestigung des Tonabnehmersystems 10 an dem (nicht gezeigten) Tonarm eines Plattenspielers in gut bekannter Weise aufnehmen.

Eine Kern-Teilbaugrup-pe 30 ist in dem Gehäuse 25 angeordnet und schließt an ihrem vorderen Ende ein aus Kunststoff geformtes Haltcrungsteil 31 mit zwei sich nach vorn erstreckenden Ausrichtvorsprüngen 97 ein, die gegen die Bundscheibe 23 anliegen. Das Halterungsteil 31 ist mit einer zylindrischen Bohrung 32 versehen, die sich durch das Halterungsteil erstreckt und mit den öffnungen 23a und 25a ausgerichtet ist, um die Hülse 24 der Nadelbaugruppe aufzunehmen.

Die vorderen Teile von vier langgestreckten stabförmigen Polstücken 33, 34,35, 36 von zwei magnetischen Kernpfadsystemen sind in dem Polstück-Halterungsteil 3t eingekapselt. Vor der Einkapselung werden die vorderen Enden der Polstücke 33 bis 36 an einem Ausrichtrahmen 37 (Fig.4) befestigt, der aus einem Metall mit niedriger Permeabilität besteht, wie z. B. aus rostfreiem Stahl. Die vVicklungsspulen 43,44,45 und 46 sind auf die Teile der jeweiligen Polstücke 33,34,35, 36 aufgesetzt, die sich von dem Halterungsteil 3t aus nach hinten erstrecken. Die hinteren Endstirnflächen der Polstücke 33,34,35,36 sind beispielsweise durch einen Epoxy-Klober an einer quer verlaufenden, magnetisch permeablen Verbindungsplatte 47 befestigt Diese Verbindungsplatte 47 dient zur Verringerung der Reluktanz der Kernpfade.

Eine Stirnfläche einer permanent-magnetischen Scheibe 48 ist an der hinteren Fläche der Platte 47 angeklebt oder auf andere Weise befestigt. Die Magnetscheibe 48 ist in Axialrichtung quer zu ihrer Ebene oder in der Längsrichtung der Polstücke 33¹OiS 36 magnetisiert, wie dies durch die N- und S-Symbole in den F i g. 4 und 8 angedeutet ist Als hinteres Ende des Abschirmgehäuses 25 dient ein Deckel 50, der aus MU-Material hergestellt ist Eine relativ flache, aus Kunststoff geformte Anschlußhalterung 49 ist an der hinteren Stirnfläche des Abschirmdeckels 50 befestigt Steckanschlüsse 51, 52, 53 und 54 sind an der Anschlußhalterung 49 befestigt und erstrecken sich nach hinten. In dem Deckel 50 sind Nuten 50a für den Durchgang von isolierten Leitungen von den Spulen 43 bis 46 zu den Anschlüssen 51 bis 54 vorgesehen. Die speziellen elektrischen Verbindungen zwischen zusammenwirkenden Wicklungen 43,45 und 44,46 erfolgen in gut bekannter Weise, so daß hierzu keine weitere Beschreibung erforderlich ist Magnetfluß-Symmetrier-Permanentmagnete 98a, 986 sind in Taschen 31a, 316 angeordnet die in den Seiten des Polstück-Halterungsteils 31 ausgebildet sind.

Es sei bemerkt daß die die Haupt-Kernbaugruppe 21 bildenden mechanischen Elemente im wesentlichen die gleiche Konstruktion und Funktion aufweisen wie entsprechende Elemente des Stereo-Tonabnehmersystems gemäß der US-Patentschrift 34 41 688.

Die abnehmbare Nadeibaugruppe 22 schließt die Halterungs- und Montagehülse 24 ein, die sich von einem aus Kunststoff geformten Nasenteil 99 nach hinten erstreckt, das mit der Hand erfaßt werden kann, um die Nadelbaugruppe 22 einzusetzen und herauszuziehen. In der Hülse 24 ist ein magnetisch permeabler rohrförmiger Anker 61 angeordnet, der sich durch die öffnung 62 eines Elastomerteils 63 erstreckt und in diese eingesetzt ist, wobei dieses Elastomerteil den Anker 61 und die anderen beweglichen Elemente der Nadelbaugruppe 22 an der Halterungshülse 24 elastisch befestigt und mit dem Anker 61 ein erstes Schwingungssystem bildet. Das Elastomerteil 63 ist sowohl mit dem Anker 61 als auch mit der Hülse 24 verklebt. Das hintere Ende des rohrförmigen Nadelarms 64 erstreckt sich in den Anker 61 und ist mit diesem verklebt Die Nadel 65 ist mit dem vorderen abgeflachten Ende des Arms 64 verkleb«. In dem Anker 61 ist ein sich mit seinein vorderen Ende in den Arm 64 erstreckendes magnetisches Massenteil in Form eines Stabes 66 angeordnet. Ein Elastomerteil 67 umgibt den Mittelteil des Stabes 66, um diesen Stab 66 elastisch an dem Anker 61 zu befestigen. Das Elastomerteil 63 befindet sich am vorderen Ende des Ankers 61, und das Elastomerteil 67 ist in der Mitte .-wischen den Enden des Stabes 66 angeordnet, wobei die Elas.omerteile 63 und 67 allgemein entlang der Achse des Ankers 61 miteinander ausgerichtet sind. Das Elastomerteil 67 bildet mit dem Stab 66 ein weiteres Schwingungssystem.

Wenn die abnehmbare Nadelbaugruppe 22 an der Kernbaugruppe 21 befestigt ist, ergibt sich ein nicht-magnetischer Spaltraum zwischen dem vorderen Ende des Ankers 61 und der Begrenzungswand, die die

öffnung 25a bildet, wobei das hintere Ende des Ankers 61 sich durch den nicht-magnetischen Spalt erstreckt, der durch die vorderen, Polstückstirnflächen aufweisenden Enden der Polstücke 34 bis 36 (F i g. 7) umgeben ist. Wenn daher die Nadel 65 in der Tonspur einer sich "> bewegenden Schallplatte läuft, wird die auf die Nadel 65 ausgeübte Kraft über den Arm 64 übertragen, um den Anker 61 um einen Schwenkmittelpunkt in Schwingungen zu versetzen, der durch das Elastomerteil 63 definiert ist. Diese Schwingungen des Ankers 61 rufen Änderungen der Position des Ankers 61 gegenüber den Polstückstirnflflchen an den vorderen Enden der Polstücke 33 bis 36 hervor, was zu Magnetflußänderungen in den Polstücken 33 bis 36 führt, wodurch Spannungen in den Wicklungen 43 bis 46 induziert '*> werden, die die Erzeugung von an den Ausgangsanschlüssen 51 bis 54 auftretenden elektrischen Signalen bewirken, die auf die in der Tonspur der abgespielten Platte aufgezeichneten Signale bezogen sind.

Am unteren RnHp Hps I ihprtraaiinacfrpniipn^Koi-oi. ?n ches des Tonabnehmersystems 10 ergibt sich praktisch keine Relativbewegung zwischen dem Stab 66 und dem Anker 61. Am oberen Ende des Übertragungsfrequenzbereiches, bei dem die Resonanzspitzen auftreten, wirkt dagegen der Stab 66 als ein Antiresonanz-Element. " indem er relativ zum Anker 61 schwingt und die Schwingungen des Ankers 61 und des Stabes 66 im wesentlichen gegenphasig verlaufen. Diese Antiresonanz verringert die Amplitude der Resonanzspitzen wesentlich und erweitert das obere Ende des Übertragungsfrequenzbereiches. Die Gesamtamplitude der Signale, die an den Ausgangsanschlüssen 51 bis 54 auftreten, wird dadurch vergrößert, daß der Stab 66 aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität hergestellt wird. Dadurch wird die Konzentration des Magnetflusses in den Spaltbereichen vergrößert, durch die sich der Anker 61 erstreckt.

Bei einer typischen Konstruktion ist der Stab 66 angenähert 4,2 mm lang und zeigt einen Durchmesser von 0.57 mm. Der Anker 61 ist ungefähr 3,2 mm lang und weist einen Außendurchmesser von ungefähr 1.1 mm auf. wobei die Wandstärke ungefähr 0,04 mm beträgt. Bei einem typischen Beispiel entsprach weiterhin die Steifigkeit des Elastomerteils 67 dem 1,5- bis 3fachen der Steifigkeit des Elastomerteils 63 in dem Haupt-Schwingungssystem. An dem obersten Ende des Übertragungsfrequenzbereiches für das Tonabnehmersystem wirken beide Elastomerteile 63 und 67 als Dämpfungselemente.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

K Plattenspieler-Tonabnehmersystem mit einer Nadel, die mit einem Anker verbunden ist, der Ober ein elastisches Halterungsteil in einem Hauptteil des Tonabnehmers beweglich gehaltert ist und zusammen mit dem elastischen Halterungsteil ein erstes Schwingungssystem bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (61) mit einem weiteren Schwingungssystem elastisch verbunden ist, das aus einem stabförmigen Massenteil (66) besteht, das über ein weiteres elastisches Halterungsteil (67) in dem Anker (61) und gegenüber diesem beweglich gehaltert ist, und daß die Schwingungen der beiden Schwingungssysteme (61, 63; 66, 67) am oberen Ende des Übertragungsfrequenzbereiches des Tonabnehmersystems im wesentlichen gegenphasig verlaufen, während das stabförmige Massenteil (66) des zweiten Schwingungssystems am unteren Ende des Übertragungsfrequenzbereiches keine Relztivbewegungen gegenüber dem Anker ausführt.
2. Platteisipieler-Tonabnehmersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere elastische Halterungsteil ein Elastomerteil (67) ist, das das stabförmige Massenteil (66) umgibt
3. Plattenspieler-Tonabnehmersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomerteil (67) in der Mitte zwischen den Enden des stabförmigen Massenteils (66) angeordnet ist und daß das stabförmige Massenteil (66) und der Anker (61) zueinander koaxial sind.
4. Plattensnieler-Tonabnehmersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Anker (51) haltercuie elasuschc Halterungsteil durch ein Elastomerteil <63) gebildet ist, das den Anker (61) umgibt, und daß die b iden Elastomerteile (63,67) miteinander entlang der Achse des Ankers (61) ausgerichtet sind.
5. Plattenspieler-Tonabnehmersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Massenteil (66) aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität hergestellt ist.
6. Plaltenspieler-Tonabnehmersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das das stabförmige Massenteil (66) umgebende Elastomerteil (67) eine größere Steifigkeit aufweist als das den Anker (61) nähernde Elastomerteil (63).
7. Plattenspieler-Tonabnehmersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des das stabförmige Massenteil (66) umgebenden Elastomerteils (67) gleich dem 1,5- bis 3fachen der Steifigkeit des den Anker (61) umgebenden Elastomerteils aufweist.