DE2818121B2 - Lager für einen Tonarm, der um eine Achse schwenkbar ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager für einen Tonarm. J5 der um eine Achse schwenkbar ist, die in einer im wesentlichen senkrechten Stellung gehalten ist, mit einer mechanischen, kugelartigen Abstützung des einen Endes der Achse und mit einer magnetischen Abstützung des anderen, gegenüberliegenden Endes der Achse.

In der GB-PS 11 81 361 ist ein Lager für einin Tonarm beschrieben, das eine magnetische Abstützung des einen Endes des Tonarmes enthält. Diese konisch geformte magnetische Lagerung bewirkt ein Anheben des Tonarmes. Während des Betriebes des Tonarmes läßt diese Lagerung eine Taumelbewegung und somit eine Kippbewegung um seine Längsachse zu, was nicht erwünscht ist.

Die CH-PS 5 69 340 beschreibt eine Tonarmlagerung, bei der durch mechanische Mittel eine Kippbewegung des Tonarmes um seine Längsachse verhindert wird. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß die gewünschte Schwenkbewegung des Tonarmes beeinträchtigt wird.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Tonarmlagerungen zu eliminieren. Das beidseitige Kippen des Tonarmes um seine Längsachse wird verhindert, aber die gewünschte Bewegung des Tonarmes in einer zur Oberfläche der Schallplatte vertikalen bzw. horizontalen Ebene wird nicht beeinträchtigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Abstützung am oberen Ende der Achse vorgesehen ist und aus sich gegenseitig anziehenden und achsial gegenüberstehenden, durch einen Luftspalt getrennten Magnetteilen besteht, wovon ein Magnetteil ortsfest angeordnet und derart länglich geformt und ausgerichtet ist, daß eine Vergrößerung der mittleren Kraftlinienlänge des Magnetfeldes im Luftspalt einem Kippen des Tonarms entgegenwirkt.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Am einen Ende des Tragarmes 1 ist der Tonabnehmer 2 angeordnet, dessen Abtastspitze 3 in den Rillen der nicht dargestellten Schallplatte läuft. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich jm einen Tragarm für Tonabnehmer, die die Schallplatte tangential abtasten. Das andere Ende des Tragarmes t ist in einem Punktlager gelagert, das aus der Spitze 4 besteht, die in einem vor allem aus der Uhren- und Messinstrumenten-Inds..strie bekannten, mit einer entsprechend dimensionierten Vertiefung versehenen Edelstein 5 gelagert ist Ein Gegengewicht 6 ist am kürzeren Ende des Tragarmes angeordnet. In der Zeichnung ist das Gegengewicht schematisch als Quader dargestellt, kann jedoch jede beliebige Form bzw. Masse annehmen. Wesentlich ist die Bedingung, daß die Lage des Schwerpunktes auf der Verbindungslinie zwischen dem Auflagepunkt der Abtastnadel 3 und der Lagerspitze 4 erfüllt ist Der Tragarm kann um die Lagerspitze 4 in jede beliebige Richtung bewegt werden. Damit eine definierte Lage der Bewegungsmöglichkeit nur in bestimmten Ebenen erfolgen kann, ist an der Oberseite des Tragarmes 1 ein zylindrischer Permanentmagnet 7 befestigt, dessen nach oben gerichtete Polfläche, beispielsweise ein Nordpol, einem zweiten Magnet 8 gegenübersteht, der fest montiert ist. Die Magnetisier^ngsrichtung des zweiten Permanentmagnets ist so gewählt, daß die nach unten gerichtete Fläche entgegengesetzt zum ersten Magnet polarisiert ist, also in diesem Fall einen Südpol trägt. Die ungleichnamigen Pole der beiden Permanentmagnete ziehen sich an. Der Tragarm 1 wird stabil in der gekennzeichneten Lage gehalten. Die Polfläche des Magnets 7 wird immer gegen den Magnet 8 gerichtet bleiben, beispielsweise wird dadurch ein Umkippen des ganzen Systems verhindert. Die gegenseitige Anziehung zwischen Tragarm und feststehendem Magnet könnte bei Wahl der Kräfte und/oder Abstände auch bis zum Abheben des beweglichen Systems aus dem Punktlager gesteigert werden, dies ist naturgemäß nicht erwünscht. Bei richtiger Diomensionierung ist es jedoch ohne weiteres möglich, eine entsprechende Reduzierung des Druckes der Lagerspitze 4 auf den Lagerstein 5 zu erzielen. Dies ist eine weitere, die Reibung im Piinktlager vermindernde Maßnahme. Der oben angeordnete Magnet 8 kann ohne prinzipielle Änderung der Verhältnisse auch durch ein nicht permanentmagnetisches Material, z. B. Weicheisen ersetzt werden, da die Anziehungskräfte durch entsprechende Dimensionierung und Wahl der Abstände etc. einstellbar sind.

Der Tragarm 1 kann in der beschriebenen Anordnung um die Achse 9, die strichliniert angedeutet ist, und die aus der Verbindungslinie der Mittelachse des Magnets 7 und dem Punktlager 4,5 gebildet wird, gedreht werden. Dieser Freiheitsgrad der Bewegung ist für die Funktion notwendig, da die Führung der Abtastnadel 3 in der Schallrille durch minimale Abweichung aus ihrer Ruhelage die Steuergröße für die Nachsteuerbewegung der Abtastung quer zu den Plattenrillen liefert. Die Achse 9 bleibt bei dieser Drehbewegung in der Zeichenebene stationär. Eine Bewegungsmöglichkeit der Achse 9, die unbedingt verhindert werden muß, weil sie eine Verkantung der Abtastspitze 3 in der Schallrille bewirken würde, ist ein Kippen der Achse 9 aus der Zeichenebene heraus nach vorn oder hinten. Um diese

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Möglichkeit zu unterbinden, ist der Durchmesser der Polfläche des Permanentmagnets 7 gleich der Breite des feststehenden Magnets 8 in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene gewählt. Die mit der Achse 9 übereinstimmende Richtung der anziehenden Kräfte der beiden ungleichnamigen Pole bewirkt eine mittensymmetrische gegenseitige Lage der beiden Pole. Wird der bewegliche Teil dieser Anordnung, d.h. der Magnet 7 durch irgendeine Krafteinwirkung aus der Zeichenebene z. B. nach vorn bewegt, so treten infolge der Unsymmetrie magnetische Richtkräfte auf, die eine Bewegung des Tragarmes in einer zur Zeichenebene senkrecht liegenden Ebene verhindern. Da seitliche Kraftkomponenten, die auf den Tragarm einwirken können, infolge der geringen Abmessungen und Gewichte sehr klein sind, kann durch Anwendung entsprechend dimensionierter Magnete eine sehr große »Steifheit« in dieser verbotenen Richtung erzielt werden. Allen diesen Forderungen kann bei geeigneter Ausführung auch mit nur einem Permanentmagnet und einem weichmagnetisehen Gegenstück entsprochen werden, wie bei der Entlastung des Punktlagers kurz beschrieben.

Es ist noch ein weiterer Freiheitsgrad der Bewegung des Tragarmes erforderlich. Die Spitze des Abtastkopfes 3 muß auf die Plattenoberfläche aufgesetzt bzw. von dieser abgehoben werden. Das bedeutet eine Kippbewegung der Achse 9 um den Lagerpunkt 4 innerhalb der Zeichenebene. Um dieser Bewegung zu ermöglichen, ist der feststehende Magnet 8 einerseits in einer Breite gewählt, die mit dem Durchmesser des beweglichen Magnets 8 übereinstimmt, andererseits jedoch (in Richtung Zeichenebene) langer ausgebildet ist, so daß innerhalb des geforderten Winkels der Kippbewegung zwischen den beiden Polflächen keine magnetischen Richtkräfte auftreten können, da die symmetrische J5 Feldverteilung in diesem Bereich in jeder Lage erhalten bleibt Damit in dieser Bewegungsrichtung die gegenseitigen magnetischen Wechselwirkungen lageunabhängig bleiben, ist zur Aufrechterhaltung eines vom Kippwinkel unabhängigen gegenseitigen Abstandes der beiden ίο Polflächen die Unterseite des feststehenden Magnets 8 gekrümmt ausgeführt mit einem Radius gleich dem Abstand vom Lagerpunkt. In der Praxis sind die vorkommenden Winkelbewegungen so klein, daß ohne merklichen Fehler die Fläche auch eben sein kann.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Anziehungskräfte zwischen feststehendem und bewegtem Magnet zu einer betriebsmäßigen Verringerung des Auflagedrukkes zwischen Spitze 4 und Lagerstein 5 benützt werden. Eine Beeinflussung der Größe der Anziehungskraft bedingt u. a. auch eine Abstandseinstellung zwischen den Magnetpolen bzw. Pol und weichmagnetischem Gegenstück. Während der Justierung des Luftspaltes wäre eine Berührung der beiden Magnete leicht möglich. Um das Klebenbleiben in so einem Fall zu vermeiden ist aus Sicherheitsgründen, zwischen den Polen eine Schicht nichtmagnetischen Materials vorgesehen. Eine beispielsweise mögliche Ausführung ist in der Zeichnung als eine Folie 10 auf der Unterseite des feststehenden Magnets 8 angedeutet.

Es sind zahlreiche Möglichkeiten für die Anpassung der Abmessungen an die praktischen Anforderungen gegeben, da die für Permanentmagnete meist gebrauchten Ferrite, hinsichtlich erzielbarer Feldstärke, Magnetisierungsrichtung, Gleichmäßigkeit usw. in vielen Varianten zur Verfügung stehen. Di. nicht dargestellte Dämpfung mittels einer viskosen F.üssigkeit kann konstruktiv ebenfalls in verschiedener Weise gelöst werden. Als Beispiel sei die Möglichkeit angeführt, den unteren Teil der Achse 9, also den Teil der in die Spitze 4 unter! alb des Tonarmes 1 übergeht, in ein Näpfchen mit Silikon einzuschließen, eventuell zusätzlich auch die ganze Punktlagerung mit Lagerstein 5.

Es sind nicht alle konstruktiven Einzelheiten, die für die praktische Verwirklichung des geschilderten Prinzips notwendig sind, in der Figur darstellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist z. B. die Anordnung der vorteilhafterweise optisch bewirkten Abtastung der Mittelstellung des Tragarmes nicht eingezeichnet. Diese ist meist als eine differentielle Belichtungsänderung zweier lichtempfindlicher Halbleiterelemente ausgebildet. Außerdem müssen die (vier) Anschlüsse für den Tonabnehmerkopf vorgesehen sein. Derartige mit der Funktion nicht zusammenhängende Einzelheiten wurden fortgelassen.

Diese Anordnung einer Lagerung des Abtastsystems, die- praktisch reibungsfreie Bewegung des Tragarms für den Abtastkopf zu verwirklichen gestattet, ist besonders vorteilhaft für Kurztonarme in Tangentialführungen anwendbar, jedoch ist die Verwendung des Prinzips durchaus nicht nur auf derartige Konstruktionen beschränkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Lager für einen Tonarm, der um eine Achse schwenkbar ist, die in einer im wesentlichen senkrechten Stellung gehalten ist, mit einer mechanisehen, kugelartigen Abstützung des einen Endes der Achse und mit einer magnetischen Abstützung des anderen, gegenüberliegenden Endes der Achse, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Abstützung am oberen Ende der Achse >° vorgesehen ist und aus sich gegenseitig anziehenden und achsiaJ gegenüberstehenden, durch einen Luftspalt getrennten Magnetteilen (7, 8) besteht, wovon ein Magnetteil (8) ortsfest angeordnet und derart länglich geformt und ausgerichtet ist, daß eine '5 Vergrößerung der mittleren Kraftlinienlänge des Magnetfeldes im Luftspalt einem Kippen des Tonarms (1) entgegenwirkt.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Magnetteile (7, 8) in Kipprichtung gleich ist

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetteil (7) rund ist.

4. Lager nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Magnetteil (8) sich -25 senkrecht zur Kipprichtung t .-streckt.

5. Lager nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Innenfläche der Magnetteile (8) senkrecht zur Kipprichtung gewölbt ist.