DE2641604A1

DE2641604A1 - Tonarm

Info

Publication number: DE2641604A1
Application number: DE19762641604
Authority: DE
Inventors: Egbert Broeksema; Elzo Smit
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1976-09-16
Publication date: 1977-04-14
Also published as: JPS5248406U; IT1074704B; NL7511413A; ES451898A1; JPS5513780Y2; GB1565230A; FR2326004A1; DE2641604C3; FR2326004B1; US4143248A; CH610133A5; CA1061258A; DE2641604B2

Description

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"Tonarm"

Die Erfindung "bezieht sich auf einen Tonarm zum mechanischen Abtasten von Rillen einer sich drehenden Platte, wie einer Schallplatte, dessen rohrförmiger Körper wenigstens teilweise aus in ein Kunststoffmaterial eingebetteten dünnen Fasern besteht, der an einem Ende den Rillentaster trägt und mit seinem anderen Ende an einem Lagerbock angeordnet ist, wobei vom Lagerbock zum Rillenabtaster elektrische Verbindungsdrähte geführt sind, die vom Rillenabtaster aufgenommene Signale zu einem mit dem Tonarm zu verbindenden elektronischen Verstärker führen.

Aus den DT-OSen 2 432 974 und 2 435 191 sind aus Verbundmaterial hergestellte Tonarme bekannt. Derartige Tonarme weisen gegenüber den herkömmlichen Tonarmen, beispielsweise denen, die aus einem Aluminiumrohr bestehen, den Vorteil auf, daß sie bei einem wesentlich geringeren Gewicht dieselbe oder sogar eine größere Steifigkeit aufweisen. Viele Verbundmaterialien, beispielsweise diejenigen, die aus Graphitfasern bestehen, die in einen Epoxydharzkörper eingebettet sind, weisen ein Verhältnis zwischen dem Elastizitätsmodul und der Dichte auf, das wesentlich größer ist als das der üblichen Materialien. So ist beispielsweise bei einer für Tonarme geeigneten Aluminiumqualität das genannte Verhältnis 2,67 x 10 cm, während es bei einem Verbundmaterial

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aus 60% Graphitfasern in einem Epoxydharzkörper 11,8 χ 10 cm betragen kann. Dabei können Verbundmaterialien eine sehr große Stärke aufweisen, während sie auch andere, für Tonarme interessante Eigenschaften haben können, wie einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, gute innere Dämpfung und die Tatsache, daß sie nicht magnetisch sind. Für weitere Information in bezug auf die Vorteile eines derartigen Tonarms sei auf die beiden bereits genannten Offenlegungsschriften hingewiesen. Auch für die Art der Herstellung wird darauf verwiesen. An dieser Stelle sei nur erwähnt, daß beim Herstellen des rohrförmigen Körpers ausgegangen wird von flachen dünnen Platten und Bögen, die aus nebeneinanderliegenden Kohlenstoffasern bestehen, die mittels eines Epoxydharzes miteinander verbunden sind. Ausgehend von diesen Bögen kann dann der rohrförmige Körper gebildet werden, indem diese Bögen in eine Form gebracht und darin auf etwa 170° erwärmt werden. Durch die Erwärmung schmilzt das Epoxydharz und bildet auf diese Yfeise einen Körper, in den die Kohlenstoffasern eingebettet sind. Nach dem Entfernen aus der Form und einer zweiten Wärmebehandlung entsteht dann ein aus Verbundmaterial hergestelltes dünnes Rohr.

Bei den bisher bekannten Tonarmen sind die sich durch ihn erstreckenden elektrischen Leiter kunststoffummantelte Kupferdrähte mit einem Querschnitt von ca. 0,3 mm. Bei Tonarmen guter Qualität werden die Drähte im Hinblick auf die Anforderung einer möglichst optimalen Übersprechdämpfung zwischen den Jeweiligen Audiokanälen und weiter im Hinblick auf fertigungstechnische Erwägungen zu einem Strang verdrillt. Ein Strang läßt sich nämlich bei der Montage einfacher handhaben als eine Anzahl einzelner Drähte.

Ein Nachteil dieser bekannten Tonarme ist aber, daß die elektrischen Leiter eine verhältnismäßig hohe Eigenkapazität

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aufweisen und daß das Gewicht des Drahtbündels etwa 1 Gramm beträgt. Dies würde bei Verwendung eines Arms aus Verbundmaterial ein Drittel des Tonarmgewichtes ausmachen, da das Tonarmgewicht in der Größenordnung von 3 Gramm liegt. Sin weiterer Nachteil ist die schwierige Montage des Drahtbündels im Rohr des Tonarms.

Es ist Aufgabe der Erfindung, in einem aus einem Verbundmaterial hergestellten Tonarm das Gewicht der Leitungsdrähte zu verringern und das Verlegen zu erleichtern.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Tonarm der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrischen Leiter im Verbundmaterial des Tonarms eingebettet sind.

Das Einbetten elektrischer Leiter in einem Tonarm ist an sich bekannt, beispielsweise aus der GB-PS 1 339 042. Es handelt sich dabei aber um einen Tonarm für ein Spielzeuggrammophon, wobei der Tonarm zum Teil aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt ist, wobei die vertikalen und horizontalen Bewegungen des Tonarms durch ein Filmscharnier ermöglicht werden. Bei einem derartigen Tonarm müssen die elektrischen Leiter der Bewegung an der Stelle der Scharniere folgen können. Deswegen müssen die verwendeten elektrischen Drähte verhältnismäßig dick gewählt werden. Jedoch auch, wenn ein Scharnier im thermoplastischen Material vorgesehen werden würde, müßten die elektrischen Leiter dennoch verhältnismäßig dick gewählt werden, und zwar wegen der großen Elastizität des für den Tonarm verwendeten Kunststoffs und der geringen dimensioneilen Stabilität desselben. Das Einbetten der elektrischen Leiter bietet bei dem eingangs erwähnten Tonarm aus Verbundmaterial den besonderen Vorteil, daß wegen der bereits erwähnten äußerst großen Starrheit des Verbundmaterials sehr dünne elektrische Leiter

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verwendet werden können. Dies bietet wiederum den Vorteil, daß die elektrischen Leiter nur einen geringen Einfluß auf die Masse des Tonarms ausüben und daß die Leiter eine geringe Eigenkapazität aufweisen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder der elektrischen Leiter aus einem massiven Metalldraht besteht. Derartige Leiter sind bei den üblichen Tonarmen nicht verwendbar, da sie zu leicht brechen. Tonarme aus Verbundmaterial sind jedoch derart stark, daß eingebettete Drähte aus einem massiven Metalldraht mit einem Querschnitt von etwa 20 /um verwendet werden können. Derartige dünne Drähte sind bei den herkömmlichen Tonarmen nicht verwendbar.

Tonarme der eingangs erwähnten Art, bei denen das Verbundmaterial aus elektrisch leitenden Fasern, wie Kohlenstofffasern, besteht, sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Leiter aus einem Draht mit einem massiven Metallkern besteht, der von einem Emailisoliermantel umhüllt ist. Kupferdrähte mit einem massiven Kern und mit einem Emailmantel werden in der Elektrotechnik häufig verwendet, beispielsweise bei der Herstellung von Spulen, und bilden bei einem erfindungsgemäßen Tonarm zum ersten Mal ein Material, das zur Verdrahtung von Tonarmen hoher Qualität brauchbar ist.

Vorzugsweise wird eine Ausführungsform verwendet, die das Kennzeichen aufweist, daß die elektrischen Leiter in untereinander gleichen Abständen eingebettet sind. Diese Mai3nahme trägt zu einer geringen Eigenkapazität der Drähte bei. Ein optimales Resultat läßt sich bei einer Ausführungsform erzielen, bei der die Leiter an der Außenoberfläche des Verbundmaterials eingebettet sind. Diese Ausführungsform bietet

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auch insofern noch fertigungstechnische Vorteile, als die elektrischen Leiter erst am Ende des Herstellungsverfahrens angeordnet zu werden brauchen.

In vielen Fällen wird für die elektrische Abschirmung und auch aus ästhetischen Gründen eine Ausführungsform von Vorteil sein, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der rohrförmige Körper an der Außenoberfläche mit einer dünnen metallischen Schutzschicht versehen ist. Beispielsweise kann der rohrförmige Körper von einer auf ihn geklebten dünnen Metallfolie umgeben sein. Eine andere Möglichkeit ist, daß eine Ausführungsform verwendet wird, bei der die Schutzschicht aus einer auf dem Verbundmaterial niedergeschlagenen Metallschicht besteht. Dem Fachmann sind zur Zeit viele Verfahren bekannt, nach denen Metallschichten mit Hilfe eines dazu geeigneten Verfahrens, beispielsweise durch eine Tauchbehandlung auf Kunststoffteilen niedergeschlagen werden können.

Nach der Erfindung lassen sich Tonarme konstruieren mit einem äußerst geringen Gewicht, die sich auch wegen ihrer anderen, bereits genannten günstigen Eigenschaften durchaus zum Gebrauch in Plattenspielern sehr hoher Qualität, wie HiFi-Plattenspielern und Quadrophonie-Plattenspielern eignen. Es können Tonabnehmer verwendet werden, die eine Auflagekraft von weniger als 1 Gramm haben. Es dürfte einleuchten, daß bei derartigen Tonarmen der Tonarm leicht störende Momente erfährt. Derartige Momente könnten auf den Tonarm beispielsweise an der Stelle des Lagerbocks ausgeübt werden. Der Tonarm ist mit dem Lagerbock gelenkig verbunden, damit der Tonarm die Freiheit erhält, vertikale Schwenkbewegungen zu machen. Die elektrischen Leiter werden deshalb in der Nähe des Lagerbocks aus dem Tonarm hinausgeführt und mit außerhalb des Tonarms vorhandenen Verbindungsmitteln verbunden. Diese Verbindungsmittel dürfen die Bewegungen des Tonarms möglichst wenig be-

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einflussen und müssen an dieser Stelle möglichst geringe Gegenmomente ausüben. Mit Vorteil kann deswegen eine Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, die das Kennzeichen aufweist, daß die mit dem rohrförmigen Körper verbundenen Lagermittel einstückig mit den ebenfalls aus Verbundmaterial bestehenden Lagerzapfen gebildet sind und daß die Leiter in wenigstens einem Teil der Lagerzapfen eingebettet sind. Dadurch, daß die auf die Leiter ausgeübten Kräfte auf einen sehr kleinen Radius wirken, entstehen nur kleine, den Scharnierbewegungen des Tonarms entgegenwirkende Momente. Vorzugsweise ist auch der Lagerbock aus Verbundmaterial hergestellt und mit dünnen eingebetteten elektrischen Leitern versehen. Dies bietet gerade zusammen mit den obenstehend beschriebenen Tonarmen den Vorteil, daß durch die elektrischen Leiter sehr geringe entgegenwirkende Momente auf die Schwenkbewegungen des Lagerbocks ausgeübt werden. Dadurch, daß der Lagerbock aus Verbundmaterial ist, können wieder sehr dünne Leiter verwendet werden, die außerdem in dem Material völlig festliegen und folglich, ohne unerwünschte Momente auf den Lagerbock auszuüben, die elektrischen Signale von der Lagerung bis unter die Chassisplatte eines Plattenspielers übertragen können.

Insbesondere bei Verwendung sehr dünner elektrischer Leiter ist eine Ausführungsform der Erfindung von Bedeutung, die das Kennzeichen aufweist, daß der rohrförmige Körper und/oder der Lagerbock mit in das Verbundmaterial eingebetteten und zum Teil aus demselben herausragenden, im Verhältnis zu den elektrischen Leitern starren metallischen Verbindungselementen zur elektrischen Verbindung der Leiter miteinander und weiter mit dem elektronischen Verstärker versehen ist. Die genannten metallischen Verbindungselemente können aus Lötfahnen oder -stiften oder anderen geeigneten Einzelteilen bestehen.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Tonarms mit der Deutlichkeit halber abgehobener metallischer Abschirmhaube,

Fig. 2 einen Schnitt durch den rohrförmigen Körper des Tonarms nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt an der Stelle des Lagerbocks,

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine schaubildliche Explosionsansicht an der Stelle einer der Lagerunterstützungen des Tonarms nach Fig. 1,

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht des Tonarms an der Stelle des Tonabnehmers.

In Fig. 1 sind der Tonarm mit dem allgemeinen Bezugszeichen I₁₁ und der daran angeordnete Tonabnehmer mit dem Bezugszeichen 2 versehen. Der Tonarm weist einen rohrförmigen Körper 3 aus Verbundmaterial und einen damit verbundenen Kopf 4 zum Befestigen und Schützen des Tonabnehmers auf. Der Kopf ist mit zwei Gewindelöchern (ohne Bezugszeichen) versehen, in denen Befestigungsbolzen 5 für den Tonabnehmer 2 eingeschraubt sind. An der vom Kopf abgewandten Seite des rohrförmigen Körpers befindet sich ein Lagerbock, der mit dem allgemeinen Abzugszeichen §_ angegeben ist. Der Lagerbock weist zwei Lagerpunkte 7 auf, von denen in Fig. 1 und in Fig* 4 nur einer sichtbar ist. Die genannten Lagerbuchsen arbeiten mit Lagerzapfen 8 und 8¹ zusammen, die mit dem rohrförmigen Körper verbunden sind. Vom Kopf zum Lagerbock £5 erstrecken

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sich vier Leiter 9 zur Übertragung von vom Tonabnehmer elektrischen aufgenommenen Signale zu einem mit dem Tonarm zu verbindenden und in der Zeichnung nicht dargestellten elektronischen Verstärker. Die elektrischen Leiter sind im Verbundmaterial des Tonarms eingebettet und haben einen massiven Kupferdraht 10, der von einem Emailisolxermantel 11 umgeben wird. Siehe dazu insbesondere Fig. 2, in der auch deutlich erkennbar ist, daß die elektrischen Leiter auf untereinander gleichen Abständen an der Außenoberfläche des Verbundmaterials eingebettet sind. An der Außenoberfläche ist der rohrförmige Körper 1 mit einer dünnen metallischen Schutzschicht in Form einer darauf geklebten Metallfolie versehen.

Die mit dem rohrförmigen Körper 1 verbundenen Lagermittel bestehen aus zwei Lagerzapfen 8, die mit dem rohrförmigen Körper ein Ganzes bilden und folglich ebenfalls aus Verbundmaterial bestehen. In jedem der Lagerzapfen 8 und 8* sind zwei der vier elektrischen Leiter eingebettet. Der Lagerbock 6 ist ebenfalls aus Verbundmaterial hergestellt und ist mit den Leitern 9 entsprechenden elektrischen Leitern 13 verbunden. Der Lagerbock (5 besteht aus einem flanschförmigen Teil 14, auf dem zu beiden Seiten des rohrförmigen Körpers 1 zwei Lagerstützen 15 und 15' stehen. Diese Lagerstützen sind mit Schlitzen 16 und I6^f versehen, die an einer Seite offen sind und eine Breite haben, die etwas größer ist als der Durchmesser der damit zusammenarbeitenden Lagerzapfen 8 und 8*. Gegenüber ihren offenen Enden münden die Schlitze in einer Öffnung 17, siehe Fig. 4, mit einem größeren Durchmesser. Die Lagerbuchse 7 besteht aus einem zylinderförmigen Teil 18 und einem Flansch 19 auf dem Ende desselben. Der Durchmesser des zylinderförmigen Teils 18 entspricht dem der Öffnung 17. Bei der Herstellung werden die Lagerzapfen 8 durch die Schlitze 16 bis in die Öffnungen 17 der Lager-

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stütze 15 gebracht, wonach die Gleitlager 7 auf die Zapfen gesteckt und mit Hilfe einer geringen Menge Klebstoffs im Lagerbock befestigt werden. Der Lagerbock ist mit Hilfe einer Anzahl von Kugeln 20 in einem Befestigungsflansch 21 drehbar gelagert. Ein Klemmring 22 dient zum Einschließen des Lagerbocks. An der Unterseite des Befestigungsflansches 21 ragt ein zylinderförmiger Teil 22 des Lagerbocks weiter nach unten heraus. Dieser Teil befindet sich, wenn der Tonarm auf einem Plattenspieler angeordnet ist, unterhalb der Chassisplatte des Plattenspielers. In völlig montiertem Zustand werden die Lagerstützen 15 mittels einer metallischen Abschirmhaube 23 abgedeckt. Diese Haube ist an zwei Seiten mit Schlitzen 24 und 24' versehen. Der Schlitz 24 dient zum Hindurchlassen des dem Kopf 4 zugewandten Teils des rohrförmigen Körpers 1 und der Schlitz 24' für den der anderen Seite zugewandten Teil des rohrförmigen Körpers 1, auf welchem Teil üblicherweise ein verschiebbares Gegengewicht 25 zum Auswuchten des Tonarms angeordnet ist.

Der rohrförmige Körper sowie der Lagerbock sind mit im Verbundmaterial eingebetteten, teilweise aus demselben herausragenden, im Verhältnis zu den elektrischen Leitern starren metallischen Verbindungselementen zur elektrischen Verbindung der Leiter miteinander und mit dem anzuschließenden elektronischen Verstärker versehen. An der Stelle des Kopfes 4 sind in Fig. 1 nur zwei dieser Verbindungselemente in Form zweier Lötstifte 26 und 26' sichtbar. An jeden dieser Stifte, von denen es insgesamt vier gibt, ist je einer der Leiter 9 angeschlossen, und zwar innerhalb des Materials des Kopfes 4, siehe insbesondere Fig. 5. Der aus dem Kopf 4 herausragende Teil dieser Lötstifte ist mittels Drähten, die in Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 27 und 27' versehen sind, sowie mittels zugehörender Stecker 28 und 28' mit Stiften und 29* des Tonabnehmers 2 verbunden. Obgleich in Fig. 5

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nur zwei Stifte 29 und 29' des Tonabnehmers sichtbar sind, sind in Wirklichkeit selbstverständlich vier Stifte entsprechend der Anzahl Leiter im Tonarm 1 vorhanden. Der Zapfen 8 ist mit zwei Lötstiften 30 und 31 versehen, die Lagerstütze 15 mit zwei Lötzungen 32 und 32' und der zylinderfönnige Teil 22 des Lagerbocks mit vier Lötzungen 33, 33'» 33", 33'^l!. Die Lötstifte 30 und 31 sowie die in der Zeichnung nicht sichtbaren, damit übereinstimmenden Lötstifte im Zapfen 8¹ sind mit den elektrischen Leitern 9 verbunden, während die Lötzungen 32 und 32^f der Lagerstütze 15 sowie die damit übereinstimmenden Lötzungen der entsprechenden Lagerstützte 15* mittels elektrischer Leiter 13 mit den Lötzungen 33 und 33' verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Lötzungen 32 und 32' mit den Lötstiften 30 und wird durch sehr dünne biegsame Drähtchen ~5k und 34' gebildet.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

Tonarm zum mechanischen Abtasten von Rillen einer sich drehenden Platte, wie einer Schallplatte, dessen rohrförmiger Körper wenigstens teilweise aus in ein Kunststoffmaterial eingebetteten dünnen Fasern besteht, der an einem Ende den Rillentaster trägt und mit seinem anderen Ende an einem Lagerbock angeordnet ist, wobei vom Lagerbock zum Rillenabtaster elektrische Verbindungsdrähte geführt sind, die vom Rillenabtaster aufgenommene Signale zu einem mit dem Tonarm zu verbindenden elektronischen Verstärker führen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (9) im Verbundmaterial des Tonarms (1) eingebettet sind.
2. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder elektrische Leiter aus einem massiven Metalldraht besteht.
3. Tonarm nach Anspruch 1, wobei das Verbundmaterial elektrisch leitende Fasern, wie Kohlenstoffasern, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Leiter aus einem Draht mit einem massiven Metallkern und einem Emailisoliermaterial (11) besteht.
4. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter in untereinander gleichen Abständen eingebettet sind.
5. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter in die Außenoberfläche des Verbundmaterials eingebettet sind.
6. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (3) an der Außenoberfläche mit einer dünnen metallischen Schutzschicht versehen ist.

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7. Tonarm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper von einer darauf geklebten Metallfolie (12) umgeben ist.
8. Tonarm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus einer auf dem Verbundmaterial niedergeschlagenen Metallschicht besteht.
9. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem rohrförmigen Körper (3) verbundenen Lagermittel einstückig mit den ebenfalls aus Verbundmaterial bestehenden Lagerzapfen (8, 8') gebildet sind und daß die Leiter (9) wenigstens in einen Teil der Lagerzapfen (8) eingebettet sind.
10. Tonarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Lagerbock (6) aus Verbundmaterial hergestellt und mit eingebetteten elektrischen Leitern (13) versehen ist.
11. Tonarm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (3) und/oder der Lagerbock (6) mit in das Verbundmaterial eingebetteten und teilweise aus demselben herausragenden, im Verhältnis zu den elektrischen Leitern (9, 13) starren metallischen Verbindungselementen (26, 32, 33) zur elektrischen Verbindung der Leiter miteinander und mit einem anzuschließenden elektronischen Verstärker versehen ist.

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