DE2631626A1

DE2631626A1 - Tonwiedergabegeraet

Info

Publication number: DE2631626A1
Application number: DE19762631626
Authority: DE
Inventors: Katsumi Watanabe
Original assignee: WATANABE KENKUYSHO YK
Current assignee: WATANABE KENKUYSHO YK
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1977-09-22
Also published as: DE2631626C3; FR2344087A1; DE2631626B2; ES449787A1; US4061343A; FR2344087B1; HK3579A; JPS533249B2; IT1073461B; JPS52109904A; GB1501566A

Description

Patentanwälte

Dr.-Ina. Wilhelm Rcichel DipL-Ing: V^-litiang Beichel

6 Frankfuri a. M. 1 8496

ParketraBe 13 =====

YUGEN KAISHA WATAFABE KENKYUSHO, Kawasaki-Shi, Japan

Tonwiedergabegerät

Die Erfindung betrifft ein einfaches Tonwiedergabegerät und zwar insbesondere ein Gerät, bei dem die mechanischen Schwingungen, die von einer Abtastnadel erzeugt werden, welche in einer Aufzeichnungsspur geführt wird,ohne elektrische Verstärkung auf eine Lautsprechermembran übertragen werden, so daß diese Schallschwingungen in der Luft erzeugt. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einer Verbesserung der Schwingungsübertragung in einem derartigen Tonwiedergabegerät.

Es sind Tonwiedergabegeräte dieser Art bekannt, bei denen eine Vibratorplatte oder ein Schwingerarm, der im folgenden als Schwingungsübertrager bezeichnet wird, zwischen dem Tonabnehmer und der Lautsprechermembran angeordnet ist, so daß der Tonabnehmerarm in gleitender Berührung mit dem Schwingungsübertrager während der Wiedergabe wandert, um die Schwingungen der Nadel auf die Membran zu übertragen, wie dies z.B. in den US-PS 3 589 735 und 3 773 331 beschrieben ist. Die Membran kann entweder direkt auf dem Schwingungsübertrager montiert sein, wie in den genannten US-PSen oder sie kann z.B. von dem

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Gehäuse getragen werden und in geeigneter Weise mechanisch mit dem Schwingungsübertrager in Verbindung stehen.

Die Qualität der Tonwiedergabe mit derartigen Geräten ist gewöhnlich so schlecht, daß sie nur als Spielzeuge für Kinder verwendet werden, sei es als Wiedergabegerät für sich oder sei es im Einbau in Puppen und dergleichen. Die schlechte Tonwiedergabequalität ist bei derartigen Geräten mehr oder weniger als notwendig hingenommen worden. Ih der letzten Zeit haben jedoch die Geräte auch Eingang in besser ausgebildete Spielzeuge oder andere Vorrichtungen für den Unterricht gefunden. Besonders bei der zuletztgenannten Anwendung ist es notwendig, die Tonqualität der Wiedergabegeräte so weit wie möglich zu steigern.

Die schlechte Tonqualität der Geräte ist hauptsächlich der Tatsache zuzuschreiben, daß die Membran dazu neigt, die hohen Frequenzen, die auf sie übertragen werden, zu betonen, so daß sich ein scharfer Ton mit angehobenen hohen Frequenzen ergibt. Es sollten daher Maßnahmen getroffen werden, um das Ansprechen der Membran auf Diskantfrequenzen nach Möglichkeit zu begrenzen oder zu vermindern.

Es wurde gefunden, daß bei den Geräten der beschriebenen Art dieses Ziel nur erreicht werden kann, wenn die Membran von dem Gehäuse oder irgend einem anderen stationären Teil des Gerätes getragen wird und wenn sie mit dem Schwingungsübertrager über Mittel verbunden ist, welche die Übertragung von Diskantfrequenzen auf die Membran schwächen.

Eine andere Schwierigkeit besteht, wenn die Membran von einem derartigen ortsfesten Teil unterstützt wird und mechanisch mit dem Schwingungsübertrager verbunden ist. Da die Oberfläche der Schallplatte bzw. des Plattentellers,der bei Wiedergabege-

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raten dieser Art benutzt wird, gewohnlich nicht genau eben ist, leiden die Wiedergabenadel und auch der Schwingungsübertrager unter leichten Verlagerungen in Richtung auf die Membran zu oder von ihr weg, während der Wiedergabevorgänge. Die Membran selbst kann gegenüber dem Schwingungsübertrager infolge von äußeren Kräften verlagert werden, die auf das Gehäuse des Gerätes während der Benutzung einwirken. Die mechanische Verbindung zwischen der Membran und dem Schwingungsübertrager muß daher in der Lage sein, derartige Relativbewegungen der beiden Teile gegeneinander aufzunehmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsübertragermechanismus für ein Tonwiedergabegerät anzugeben, bei dem ein Schwingungsübertrager zwischen dem Tonabnehmerarm und der Membran angeordnet ist, so daß die Schwierigkeiten der bekannten Geräte beseitigt werden. Insbesondere soll dabei das Tonwiedergabegerät eine verbesserte Tonwiedergabe ermöglichen als die z.Zt. verfügbaren Geräte. Der Schwingungsübertragungsmechanismus soll außerdem so ausgebildet sein, daß die Membran, die Abtastnadel, die Schallplatte und andere zugehörige Teile des Gerätes gegen Beschädigung oder Verformungen infolge gegenseitiger Verlagerungen zwischen der Membran und der Schallplatte geschützt sind.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Gerät der genannten Art dadurch erreicht, daß ein Hebel mit seinem mittleren Teil gelenkig auf dem Schwingungsübertrager aufliegt, daß sein eines Ende gegenüber der Membran liegt, die sich auf das Gehäuse oder einen ähnlichen ortsfesten Teil des Gerätes abstützt. Eine konstante Kraft wird z.B. durch eine Feder auf das andere Ende des Hebels ausgeübt, um das erste Ende desselben gegen die Membran zu drücken.

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Wenn daher der'Tonabnehmerarm, der die Äbtastnadel trägt, sich, in gleitendem Kontakt mit dem Schwingungsübertrager während des Abspielens bewegt, werden die mechanischen Schwingungen, die die Nadel beim Gleiten entlang der Tonrille des umlaufenden Tonträgers auf dem Plattenteller abnimmt, auf die Membran über den Tonabnehmerarm und den Schwingungsübertrager sowie den Hebel übertragen. Indem man nun die Größe der Kraft, die auf das andere Ende des Hebels einwirkt, entsprechend wählt und das Verhältnis der Hebelarme bestimmt, kann die Kraft, die das eine Hebelende gegen die Membran drückt, so klein gemacht werden, daß sie in wirksamer Weise das Ansprechen der Membran auf mechanische Frequenzen des oberen Tonfrequenzbereiches begrenzt oder vermindert, um den wiedergegebenen Ton angenehmer für das Gehör zu machen. Der Hebel ist dabei auch wirksam, um irgendwelche zufälligen gegenseitigen Verlagerungen zwischen der Membran und dem Schwingungsübertrager aufzunehmen.

Gemäß der Erfindung wird die auf das zweite Hebelende ausgeübte Kraft mit einer Gegenkraft kombiniert, die auf das erste Hebelende von der Membran ausgeübt wird, um den geeigneten Druck zu schaffen, unter dem die Nadel gegen die Schallplatte auf dem Plattenteller gedrückt wird. Durch entsprechende Wahl des Verhältnisses der Hebelarme kann der Nadeldruck entsprechend größer gewählt werden als die Kraft, welche das erste Hebelende gegen die Membran drückt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung, die das Arbeitsprinzip der Schwingungsübertragung für ein Tonwiedergabegerät gemäß der Erfindung verdeutlichen soll und

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Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch ein Tonwiedergabegerät, das mit einem Schwingungsübertrager gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, wobei die Darstellung die wesentlichen Teile des Gerätes in dem Gehäuse zum Teil in Ansicht und zum Teil im Schnitt darstellt.

Das Prinzip der Einrichtung zur Schwingungsübertragung bei einem Tonwiedergabt gerät gemäß der Erfindung wird zunächst in Verbindung mit Fig. 1 näher erläutert. Ein Tonabnehmerarm 10 trägt an seinem freien Ende eine Nadel 11, die in der spiralförmigen Rille einer Schallplatte 12 läuft, welche auf einem nicht dargestellten Plattenteller aufliegt. Oberhalb des Tonabnehmerarmes 10 befindet sich ein Schwingungsübertrager 13, der an der Stelle 14 gelenkig unterstützt wird und zwar auf einem ortsfesten Teil des Tonwiedergabegerätes und mit dem der Tonabnehmerarm in gleitender Berührung wandert, wenn die Nadel 11 der Tonrille beim Umlauf des Plattentellers folgt.

Ein Hebel 15 liegt gelenkig an dem Punkt c auf dem Schwingungsübertrager 13 auf. Das eine Ende d dieses Hebels befindet sich unterhalb einer Membran 16, die von dem Gehäuse 17 des Gerätes starr gehaltert ist und die den Lautsprecher des Tonwiedergabegerätes darstellt.

Wenn eine Kraft F auf den Hebel 15 an dem Ende e einwirkt, z.B. eine Feder, dann übt das andere Ende d eine Kraft f auf die Membran 16 aus. Da die Membran starr von dem Gehäuse 17 des Gerätes unterstützt wird, wird eine Gegenkraft f gleicher Größe auf das Hebelende d einwirken.

Nach dem bekannten Hebelprinzip müssen die Momente der Kräfte. F und f sich die Waage halten, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, so daß

a χ f = b χ F (1)

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ist, wobei a der Abstand zwischen dem Gelenkpunkt c und dem Hebelende d ist, d.h. der Hebelarm der Last und b der Abstand zwischen dem Gelenkpunkt c und dem Hebelende e ist, d.h· dem Hebelarm der aufgebrachten Kraft.

In der Anordnung nach Fig. 1 übt der Gelenkpunkt c des Hebels 15 auf den Schwingungsübertrager 13 eine Kraft P aus, die die Summe der Kräfte F und f ist.

P = F + f (2)

Durch Kombination der Gleichungen (1) und (2) erhält man die Kraft f, die auf die Membran 16 durch den Hebel 15 ausgeübt wird als

f = ^b ρ (?)

Durch Einsetzen in die Gleichung (1) kann die Kraft f auch definiert werden als

Aus Fig. 1 ergibt sich, daß die Nadel 11 gegen die Schallplatte 12 unter dem Druck P¹ gedrückt wird, die auf den Tonabnehmerarm c von dem Schwingungsübertrager 13 ausgeübt wird. Diese Kraft P', die im folgenden als Nadeldruckkraft bezeichnet wird, kann als etwa gleich der Kraft P angenommen werden, die auf den Schwingungsubertrager 13 durch den Hebel 15 ausgeübt wird, vorausgesetzt, daß der Auflagepunkt 14 des Schwingungsübertragers genügend großen Abstand von dem Gelenkpunkt c und dem Tonabnehmerarm 10 hat.

Aus Gleichung (3) ergibt sich, daß die Hebelkraft f, welche auf die Membran 16 ausgeübt wird, kleiner ist als der Nadeldruck P¹, unabhängig davon, wie das Verhältnis der Hebelarme a zu b ist. Die Gleichung (4) zeigt jedoch klar, daß wenn der Hebelarm a kurzer als der Hebelarm b ist, die Kraft f, welche

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auf die Membran 16 ausgeübt wird, größer als die Kraft F ist, die auf den Hebel 15 einwirkt. Vorzugsweise sollte daher der Hebelarm a größer sein als oder mindestens ebenso groß sein wie der Hebelarm b.

Wenn die Hebelarme a und b gleich sind, ist die Hebelkraft f, die auf die Membran 16 ausgeübt wird, auch gleich der Kraft F, die auf den Hebel 15 einwirkt und etwa halb so groß wie die Nadeldruckkraft P'. Je näher der Gelenkpunkt c dem Hebelende e liegt, umso kleiner wird die Hebelkraft f auf die Membran 16 sein, die bei einer gegebenen Kraft F auf den Hebel 15 ausgeübt wird.

Wenn die Hebelkraft f,die auf die Membran 16 einwirkt, entsprechend klein gewählt wird, dann spricht die Membran auf mechanische Schwingungen im hohen Frequenzbereich nur vermindert an, der von der Platte 12 über die Nadel 11,den Tonabnehmerarm 10, den Schwingungsübertrager 13 und den Hebel 15 übertragen wird. Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung die Hebelkraft f, die auf die Membran 16 einwirkt, nach Möglichkeit auf ein gewünschtes Maß reduziert, ohne die Nadelandruckkraft P¹ unzulässig zu vermindern. Das Tonwiedergabegerät, das gemäß der Erfindung ausgebildet ist, wird daher eine angenehme Tonwiedergabe erzeugen.

Fig. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform der Einrichtung zur Schwingungsübertragung gemäß der Erfindung in einem Tonwiedergabegerät, das mit einem,von einem Motor angetriebenen Plattenteller 20 ausgerüstet ist. Das dargestellte Gerät enthält ein Gehäuse 17 mit einem aufklappbaren Boden 21, auf dem eine Welle 22 aufrecht montiert ist, welche den Plattenteller 20 drehbar trägt. Die Schallplatte 12 ist auf dem Plattenteller 20 aufgelegt und durch die Welle 22 zentriert. Ein endloser Riemen 23 läuft um die Abtriebswelle 24 eines elektrischen

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Antriebsmotors M und den Plattenteller 20, um die Drehung des Motors auf den Plattenteller zu übertragen. Der Antriebsmotor M kann z.B. durch eine Batterie betrieben werden, die nicht dargestellt ist und die in dem Gehäuse 17 untergebracht ist.

In dem Gehäuse 17 befindet sich ein Boden 25 über dem Plattenteller 20 und der Tonabnehmerarm 10 ist schwenkbar an dem einen Ende dieses Bodens gelagert. Die Tonabnehmernadel 11, die am anderen freien Ende des Tonabnehmerarmes 10 angeordnet ist, erstreckt sich durch einen Schlitz 26 in dem Boden 25 nach unten, so daß sie in die spiralförmige Rille der Schallplatte 12 auf dem Plattenteller 20 eingreift. Der Schlitz 26 in dem Boden 25 verläuft im wesentlichen radial zu dem Plattenteller 20, so daß die Nadel am Ende des Tonabnehmerarms 10 sich entsprechend bewegen kann, wenn die Nadel 11 der Rille in der Schallplatte bei einer Drehung des Plattentellers folgt.

Oberhalb des Bodens 25 ist der Schwingungsübertrager 13 vorgesehen, der bei der hier gezeigten Ausführungsform eine gegabelte Gestalt in der Draufsicht ähnlich wie ein y hat, wobei ein verhältnismäßig breiter Schaft sich an dem Schlitz 26 in dem Boden 25 entlang erstreckt und zwei auseinanderlaufende Arme je schwenkbar auf einem Stift 27 in dem Boden 25 gehaltert sind. Der Schaft des Schwingungsübertragers 13 liegt auf einem Knopf 28 auf, der an dem Tonabnehmer 10 angeformt ist. Der Schwingungsübertrager 13 ist so ausgebildet, daß er die mechanischen Schwingungen von dem Tonabnehmer 10 während des Abspielens aufnimmt und in gleitendem Kontakt mit dem Knopf 28 während des gesamten Weges des Tonabnehmers von dem Ausgangspunkt bis zum Endpunkt der Bewegung auf der Platte 12 gehalten wird.

Die Membran 16 ist in der dargestellten Form konisch oder genauer gesagt kegelstumpfförmig ausgebildet und wird starr direkt von dem Gehäuse 17 gehaltert, obwohl es auch möglich ist,

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Ά*

sie auf einem ortsfesten Teil zu haltern, der von dem Gehäuse getrennt ist. Die Membran 16 hat einen verstärkten Boden 29 zur Aufnahme der mechanischen Schwingungen.

Das Tonwiedergabegerät der Fig. 2 ist so weit ähnlich dem üblichen Aufbau und zur weiteren Gestalt des Schwingungsübertragers 13 kann z.B. auf die o.g. US-PS 3 589 735 und 3 773 hingewiesen werden.

Gemäß der Erfindung ist der Hebel 15 schwenkbar auf einem Gelenkpunkt 30 des Schwingungsübertragers 13 gelagert. In dem besonderen Ausführungsbeispiel ist der Hebel 15 etwa V-förmig ausgebildet, wenn man ihn von der Seite her betrachtet und sitzt mit seiner Spitze gelenkig auf. Der Hebel kann daher als zweiarmiger Hebel mit den Armen 31 und 32 auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Gelenkpunktes 30 betrachtet werden. Das äußere Ende des Armes 31 befindet sich unterhalb des verstärkten Bodens 29*der Membran 16.

Um eine konstante Kraft P in Fig. 1 auf das äußere Ende des anderen Hebelarmes 32 auszuüben, ist in diesem speziellen Fall eine Blattfeder 33 vorgesehen, deren eines Ende mit einer Schraube 3^ an einem Pfosten 35 oder einem ähnlichen ortsfesten Teil des Gerätes befestigt ist. Das andere Ende der Blattfeder liegt gegen das äußere Ende des Armes 32 an, um die konstante Kraft F auf dieses Ende auszuüben.

Das äußere Ende des Armes 31 wird daher gegen den verstärkten Boden 29 der Membran 16 mit einer Kraft f gedrückt. (Fig. 1). Die Größe der Kraft ist veränderlich in Abhängigkeit von dem Hebelarmverhältnis a zu b, wie sich aus der Gleichung (1) oder (4) ergibt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Hebelarm 31 eine etwas längere Ausdehnung als der Hebelarm 32,

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AjL

jedoch können die beiden Hebelarme des Hebels 15 auch gleiche Länge aufweisen, wie oben erwähnt wurde.

Wie auch in Verbindung mit Fig. 1 schon beschrieben wurde, übt der Hebel 15 auf den Schwingungsübertrager 13 die Kraft P aus, die gleich der Summe der Kräfte F und f nach Gleichung (2) ist. Diese Kraft P ist etwa gleich der Kraft (P'), welche die Nadel 11 gegen die Platte 12 auf dem Plattenteller 20 drückt. Aus der Gleichung (3) ergibt sich, daß der Nadelanpreßdruck P¹ wesentlich größer ist als die Kraft f, die von dem Hebel auf den verstärkten Boden 29 der Membran 16 ausgeübt wird, besonders wenn der Hebelarm 31 des Hebels größer oder mindestens gleich dem anderen Hebelarm 32 in seiner Länge ist.

Wenn beim Betrieb der Antriebsmotor M eingeschaltet wird, wird die Drehung der Abtriebswelle 24 auf den Plattenteller 20 über den Antriebsriemen 23 übertragen. Wenn der Plattenteller umläuft, wobei die Platte 12 auf dem Teller liegt, folgt die Nadel 11, die in die Spiralrille der Platte am Ausgangspunkt eingreift, bei der Wiedergabe der auf der Platte befindlichen Aufzeichnungen der Rille.

Die mechanischen Schwingungen der Nadel 11, die entsprechend den Schwingungen in der Rille erzeugt werden, werden auf die Membran 16 über den Tonabnehmer 10 mit dem Knopf 28, den Schwingungsübertrager 13 und den Hebel 15 übertragen. Die Membran 16 formt diese mechanischen Schwingungen in hörbare Tonschwingungen um. Der auf diese Weise erzeugte Ton hat angenehme Tonqualitäten, da die Membran 16 durch den Hebel 15 daran gehindert wird, die Diskantfrequenzen im Ton zu stark zu betonen.

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Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß weder die Nadel 11 noch die Membran 16 bei einer Verlagerung der Membran oder der Schallplatte 12 auf dem Plattenteller 20 in Richtung aufeinander zu beschädigt werden können, wenn z.B. Schwankungen bei dem Plattenteller oder in der Platte auftreten oder das Gehäuse infolge von äußeren Kräften verformt wird. Derartige Relativbewegungen zwischen der Membran und der Schallplatte können durch den Hebel 15 absorbiert oder ausgeglichen werden, wenn sich der Hebel um den Gelenkpunkt 30 dreht.

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Claims

Patentansprüche

1. Tonwiedergabegerät mit einem Plattenteller zur Aufnahme einer Schallplatte, einem Tonabnehmer mit einer Nadel, die von einer Rille der Schallplatte bei einer Drehung des Plattentellers geführt und in Schwingung versetzt wird, mit einem Schwingungsübertrager, der in gleitender Berührung mit dem Tonabnehmer während dessen Bewegung von der Ausgangslage bis zur Endlage gehalten wird und die Schwingungen der Nadel aufnimmt, und mit einer Membran, die von einem ortsfesten Teil des Gerätes gehaltert ist,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Hebel (15) mit seinem mittleren Teil gelenkig auf dem Schwingungsübertrager (13) aufliegt, daß sein eines Ende (d) gegenüber der Membran (16) liegt und daß am anderen Ende des Hebels eine konstante Kraft eingreift, die das erste Ende gegen die Membran drückt, derart, daß die mechanischen Schwingungen des Schwingungsübertragers (13) über den Hebel (15) auf die Membran übertragen werden und dort Tonschwingungen hervorrufen.

2. Tonwiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen dem einen Ende (d) des Hebels und dem Gelenkpunkt (c) mindestens gleich dem Abstand (b) zwischen dem anderen Ende (e) und dem Gelenkpunkt ist.

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3. Tonwiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel V-förmig ausgebildet ist und mit seiner Spitze gelenkig aufliegt.

4. Tonwiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zum Aufbringen einer konstanten Kraft eine Feder ist.

Re/Pi.

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