DE2838326A1

DE2838326A1 - Tonabnehmersystem

Info

Publication number: DE2838326A1
Application number: DE19782838326
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Morimoto; Takashi Wakabayashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1977-09-08
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1979-03-29
Also published as: FR2402913B1; NL190043B; US4232869A; GB2006572A; NL190043C; GB2006572B; FR2402913A1; NL7809195A; DE2838326B2; DE2838326C3

Description

- ³ - M 3985

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka, Japan

Tonabnehmersystem

Zusammenfassung der Offenbarung

Tonabnehmer für Schallplatten, bei dem der Dämpfer, der ein Ende das Nadelträgers trägt, aus einem Elastomer aus einer Mischung eines Silikongummipolymerisats mit Polyisobutylen besteht. Dieses Dämpfungsmaterial ist vorteilhaft wegen seiner hohen Dämpfungswirkung und deren geringer Temperaturabhängigkeit.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tonabnehmer und insbesondere das Dämpfungsmaterial, das ein Element in Schwingungssystem des Tonabnehmersystems darstellt.

Man hat herkömmlicherweise als Dämpfungsmaterial in Tonabnehmern' ein Gummipolymerisat auf Butylbasis gewählt, um das Ende eines Nadelträgers in Tonabnehmern abzufangen, und zwar wegen der
starken Dämpfung insbesondere von Resonanzschwingungen. Bei

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solchen Gummipolymerisaten auf Butylbasis sind die viscoelastischen Eigenschaften jedoch stark temperaturabhängig. Es besteht daher der Nachteil, daß die Leistungsfähigkeit des Tonabnehmersystems und insbesondere dessen Frequenzgang und Spurtreue auf der Schallplatte, d.h. diejenigen Eigenschaften,von denen in erster Linie die Qualität des erzeugten Schalls abhängt, von der Umgebungstemperatur erheblich beeinflußt werden und mit dieser stark schwanken.

Vom Standpunkt nur der Temperaturabhängigkeit sind sehr gute Elastomere wie Butadiengummi und Silicongummi bekannt. Diese Werkstoffe weisen jedoch schlechte Dämpfungseigenschaften auf, so daß es schwierig gewesen ist, sie als Dämpfungsgummi in Tonabnehmersystemen praktisch einzusetzen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Tonabnehmer mit ausgezeichneten Dämpfungseigenschaften anzugeben, die auch bei Änderungen der Umgebungstemperatur stabil bleiben.

Dieses Ziel wird nach der vorliegenden Erfindung erreicht mit einem Tonabnehmersystem mit einem auskragenden Stift, der an einem Ende die Abtastnadel trägt, und einem Dämpfer, der das andere Ende des Stiftes trägt, wobei das Material des Dämpfers ein Elastomer ist, bei dem es sich um eine Mischung eines Silicongummi—Polymerisats mit Polyisobutylen handelt.

Die Erfindung soll nun unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

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j Fig. 1 ist eine schematisierte teilgeschnittene Darstellung des

j Schwingsystems eines Tonabnehmers;

Fig. 2 zeigt als Diagramm den Zusammenhang zwischen der Dämpfung

; wirkung (Stoßelastizität) von zwei Arten von Dämpfgummi- ; materialien nach der vorliegenden Erfindung als Funktion der Zusammensetzung dieser Materialien; und

Fig. 3 ist ein Diagramm der Temperaturabhängigkeit der Leistungsjdaten von Tonabnehmersystemen nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einem System nach dem Stand der Technik.

Im allgemeinen besteht das Schwingsystem eines Tonabnehmers aus einer Nadel, die in der Rille einer Schallplatte läuft und die mechanischen Schwingungssignale aufnimmt, einem Stift, der die mechanischen Signale überträgt, einer Einrichtung, die die mechanischen in elektrische Signale umsetzt und einem Dämpfungsgummi, derjäiese schwingenden Elemente trägt und unerwünschte
Schwingungen dämpft. Ein Beispiel für eine solche grundsätzliche Struktur eines Schwingungssystems ist in Fig. 1 gezeigt; es
handelt sich dabei um ein Schwingmagnetsystem, in dem die Bezugszeichen 1 die Nadel, 2 den Nadelträger bzw. Stift, 3 einen

ι Magneten, 4 den Dämpfungsgummi, 5 eine Hülse, 6 das feste Ende j und 7 einen Spanndraht bezeichnen.

Die Leistungsfähigkeit eines solchen Systems und insbesondere
sein Frequenzgang hängen wesentlich von der Dämpfungswirkung
des Dämpfungsgummis ab. Diese Dämpfungswirkung hängt eng zusammen mit den viscoelastischen Eigenschaften des Gummimaterials

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und insbesondere mit dessen Verlustfaktor. Weiterhin hängt die Nachgiebigkeit des Systems, die die Spurtreue des Systems bestimmt, eng zusammen mit der Härte und der Elastizität des Dämpfungsgummis. Um also den Frequenzgang, die Nachgiebigkeit und die Temperaturabhängigkeit dieser Einflußgrößen zu verbessern, muß man den Verlustfaktor und die Elastizität des Dämpfungsgummis geeignet einstellen und die Temperaturabhängigkeit dieser Faktoren verringern.

Der Dämpfer nach der vorliegenden Erfindung besteht hauptsächlich aus einem Elastomer, das als Hauptbestandteil ein Polymerisat enthält, das durch Mischen eines Silicongummipolymerisats mit Polyisobutylen hergestellt wurde. Der Vorteil dieses Elastomers ist, daß sein Verlustfaktor mit dem eines Gummis auf Butylbasis vergleichbar ist, ohne daß die ausgezeichneten Temperaturunabhängigkeit der viscoelastischen Eigenschaften eines Silicongummis geopfert zu werden braucht.

Im folgenden soll ausführlich dieses elastomere Material für den Dämpfer beschrieben werden. Für das Silicongummipolymerisat, das den Hauptanteil des Elastomers darstellt, kann man mindestens eine der Substanzen Dimethylsilicon, Methylphenylsilicon, Methylvinylsilicon, Methylphenylvinylsxlicon und fluoriertes Silicon einsetzen. Unter dieses Gummipolymerisat kann Trifluorpropylmethylvinylsilicon-Gummipolymerisat ein Elastomer mit besonders verbesserter Dämpfungswirkung bilden.

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: Das mit dem Silicongummipolymerisat zu mischende Polyisobutylen ! kann — abhängig von seinem Polymerisationsgrad — in unterschiedlicher Form - flüssig oder als fester elastischer Körper - vor-

j liegen. Um das zur Verwendung in einem Tonabnehmer nach der vor-

! liegenden Erfindung beabsichtigte Dämpferpolymerisat auszubil- : den, hat das Polyisobutylen vorzugsweise ein durchschnittliches j Viskositätsmolekulargewicht zwischen 5.ooo und 5o.ooo (gemessen ^; nach dem bekannten Standinger-Verfahren) und liegt in halbfester Form vor. Ist das durchschnittliche Molekulargewicht kleiner als 5.OOO, verschlechtert sich die Affinität des Polyisobutylens zum Silicongummipolymerisat, so daß das Polyisobutylen aus dem i Elastomer auswandert. Andererseits wird es bei einem Molekular- ; gewicht von mehr als 5o.ooo zu schwierig, das Polyisobutylen [ mit dem Silicongummipolymerisat zu mischen; weiterhin verschiebt;

j sich die Glasubergangstemperatur des Elastomers dann zu höheren j

Werten, so daß die Temperaturabhängigkeit des Verlustfaktors bei Raumtemperatur zunimmt.

Die Dämpfungswirkung des im wesentlichen aus der Polymerisatmischung bestehenden Elastomers, die durch Mischen des Silicongummipolymerisats mit dem Polyisobutylen hergestellt wurde, nimmt mit dem Anteil des eingemischten Polyisobutylens zu. Das bevorzugte Mischungsverhältnis liegt zwischen Io und 60 Gewichts-· teilen Polyisobutylen auf der Basis von loo Gewichtsteilen ungehärtetem Silicongummipolymerisat. Ist die Polyisobutylenmenge geringer als Io Gewichtsteile, ist die Wirkung der Zugabe des Polyisobutylens zu schwach. Bei mehr als 60 Gewichtsteilen er-

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gibt sich der Nachteil, daß das Polyisobutylen aus dem Elastomer beim Erwärmen auf hohe Temperaturen auswandert.

Das erwünschte Elastomer (Dämpfer) läßt sich in beliebiger Gestalt herstellen, indem man dem oben erläuterten versetzten Polymerisat mit dem gewünschten Mischungsverhältnis ein Härtemittel für den Silicongummi zugibt, des weiteren ein Füllmittel, ein Öl und dergl., wenn Eigenschaften wie die Viskosität und die Härte eingestellt werden sollen; dann mischt man das so behandelte Material nach einem Verfahren, wie es bspw. für die Herstellung von Silicongummimassen eingesetzt wird, und härtet das so vermischte Material bei geeigneter Temperatur unter geeignetem Druck aus. Als Füllstoff kann man feinteiliges Kieselerdepulver verwenden, das die Härte des resultierenden Elastomers verbessert und einstellt. Als Öl lassen sich ein Siliconöl, ein fluoriertes Siliconöle ein fluoriertes Öl usw. verwenden, um die Härte des Elastomers einzustellen, mit der die Nachgiebigkeit in Zusammenhang steht.

Die Erfindung soll nun mit den folgenden Beispielen weiter erläutert werden:

Beispiele 1 und 2

5o Gew.-Teile feinteiliges Kieselerdepulver als verstärkender Füllstoff und ein Gewichtsteil eines Härtemittels wurden loo Gewichtsteilen Methylphenylvinylsilicongummipolymerisat zugegeben und in die so hergestellte Mischung ein Polyisobutylen

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mit einem mittleren Viskositätsmolekulargewicht von etwa lo.ooo
in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen eingemischt; die so j hergestellten Mischungen wurden mit A bezeichnet. Weiterhin wur-i den 16 Gew.-Teile feinteiliges Kieselerdepulver als verstärken- ί der Füllstoff und ein Gewichtsteil eines Härters in loo Gew.-Teile Fluorpropylmethylvinyl-Silicongummipolymerisat gegeben
und in diese Mischung ein Polyisobutylen mit einem mittleren
Viskositätsmolekulargewicht von etwa 2o.ooo in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen eingemischt; jede der so hergestellten
Mischungen wurde mit B bezeichnet. Jede der Mischungen A und B
wurde 15 min. rollgemischt und bei 17o C für Io min. druckgeformt. Aus jeder der so druckgeformten Proben wurde eine Probe

. ■ . ί

zur Feststellung der Stoßelastizität genommen und ein-Dämpfer j

für ein Magnettonabnehmersystem hergestellt. :

I Die Dämpfungswirkung der so hergestellten Prüflinge wurde auf j

j Stoßelastizität geprüft, die im Zusammenhang mit dem Verlust- ί

. ί

faktor steht. Wird ein Stoß auf den Prüfling aufgebracht, verformt er sich mit einer bestimmten Verformungsenergie und nimmt
mit einer bestimmten Erholungsenergie den vorgehenden Zustand
wieder ein; die Stoßelastizität ist definiert als das Verhältnis der Erholungs- zur Verformungsenergie. Bei abnehmender Stoßelastizität nimmt der Verlustfaktor und damit die Dämpfungswirküng zu. Weiterhin wurde die Stoßelastizität auch direkt nach der japanischen Norm JIS-K63ol gemessen, die im wesentlichen der britischen Norm BS ,9o3 und der amerikanischen Norm ASTM D-lo54-55 entspricht.

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: - Io -

ι ;

' Die Fig. 2 zeigt die Ergebnisse der Messungen, die bei 2o°C vorgenommen wurden. Die Kurve A zeigt den Zusammenhang zwischen dem Mischungsverhältnis des Polyisobutylens im Elastomer mit Methyl— phenylvinyl—Silicongummipolymerisat und der Stoßelastizität, die Kurve B den Zusammenhang zwischen dem Mischungsverhältnis des Polyisobutylens im Elastomer mit Fluorpropy!methylvinyl-Silicongummipolymerisat. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, läßt die Dämpfungswirkung eines Silicongummis sich erheblich verbessern, indem man Polyisobutylen in ihn einmischt.

Dann wurde ein herkömmlicher Butylgummi hergestellt sowie aus den oben mit den Mischungen A und B hergestellten Gummis auch ein Gummi ausgewählt, dessen Stoßelastizität im wesentlichen gleich der dieses herkömmlichen Gummis bei Raumtemperatur (2o C) war. Diese Stoffe wurden bei zwei weiteren, unterschiedlichen Temperaturen auf Stoßelastizität gemessen (5°C und 35°C); die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse dieser Messungen. Wie sich aus der Tabelle 1 ergibt, ist die Stoßelastizität des Elastomers aus Silicongummipolymerisat mit eingemischtem Polyisobutylen

weit weniger temperaturabhängig als bei herkömmlichem Butylj gummi. !

Tabelle 1 Gummizusammensetzunq Stoßelastizität (%)

Gummi- Füllst. Härter Polyiso- bei bei bei

polyme- butylen 5⁰C 2o°C 35⁰C

risat

Beisp. 1 Methyl- 5o 1 5o 22 24 26 phenylvinylsilicon

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Beisp. 2 Fluor- 16 1 3o 18 22 28 propylmethyl-
vinylsilicon

herkomml-r

Material Butylgummi 8 22 4o

Danach wurden Dämpfer aus den in Tabelle 1 angegebenen Elastomeren hergestellt und in ein Schwingmagnetsystem eingesetzt, wie in Fig. 1 gezeigt und dann bei 5°C und 35°C auf die Ansprechempfindlichkeit bei 2o kHz gemessen, wo, wie bekannt, im NF-Bereich die Temperaturabhängigkeit des Frequenzgangs gewöhnlich sehr hoch ist. Der gemessene Zusammenhang zwischen der Empfindlichkeit und der Temperatur ist in Fig. 3 dargestellt.

Wie sich aus der Fig. 3 ergibt, hat das Tonabnehmersystem nach der vorliegenden Erfindung eine sehr geringe Temperaturabhängig-j keit des Frequenzgangs, die sich gegenüber einem herkömmlichen System entscheidend verbessert hat.

Es bestätigte sich weiterhin, daß die Nachgiebigkeit in einem Tonabnehmer nach der vorliegenden Erfindung (die der Spurgenauigkeit des Systems entspricht), innerhalb des oben gemessenen Temperaturbereichs fast konstant war.

Die Wirkung der vorliegenden Erfindung ist oben an einem Schwing·}· magnetsystem als Beispiel beschrieben worden. Es ist ^r"s uen Fachmann jedoch einzusehen, daß der gleiche Ef ^ , wich auch erreichen läßt, wenn man die Erfindung auf ~~e Tonabnehmersystene anwendet - bspw. Schwingspulensysteme _ _

_C1/Be 909813/0761

BAD ORIGINAL

Leerseite

Claims

BERLIN 33 8 MÜNCHEN 80

Augusta-Viktoria-Straße 65 ρ. ρΜΟΛμί/Εί, PAPTMt=P PienzenauerstraBe 2

Pat.-Anw. Dr. Ing. Ruschke Ur-KUbUnKbAI-¹AKINhK

Pat.-Anw.Dipl.-lng. η λ -τ- ι- μ ι- λ κι \αι Vi -τ- ι- Pat.-Anw.Dipl.rlng.

Olaf Ruschke^H " PATENTANWÄLTE Hans Ε. Ruschke

Tel. (030)8 26 38 95/8 28 44 81 BERLIN -MÖNCHEN ^Τβ'^- (°⁸⁹) ^ ¹^ ²⁴' ^{98 72 s8}

Telegramm-Adresse: Telegramm-Adresse:

Quadratur Berlin ' Quadratur München

TELEX: 183786 ? R "3 R ^ ? R TELEX: 522767

" . M 3985

Patentansprüche .

1> Tonabnehmersystem mit einem auskragenden Nadelträger, der an einem linde die Nadel trägt und mit dem anderen in einem Dämpfer gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmaterial ein Elastomer ist, bei dem es sich um eine Mischung eines Silicongummipolymerisats mit Polyisobutylen handelt.
2. Tonabnehmersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Silicongummipolymerisat um eine aus der aus ; Dirnethylsilicongummipolymerisat, Methylphenylsilicongummipolymerisat , Methylvinylsilicongummipolymerisat, Methylphenylvinylsilicongummipolymerisat und fluoriiertem Silicongummipolymerisat: bestehenden Gruppe gewählte Substanz handelt. j
3. Tonabnehmersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ι

i daß es sich bei dem fluorierten Silicongummipolymerisät um Tri- ί

fluorpropylmethylvinylsilicongummipolymerisat handelt. j
4. Tonabnehmersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis der Polymerisatmischung zwischen Io und 6o Gew.-Teile Polyisobutylen auf der Basis von loo Gew,-Teilen des Silicongummipolymerisats beträgt.

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ORIGINAL INSPECTED
5. Tonabnehmersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Viskositätsmolokulargewicnt des roiyisoJoutylens zwischen 5ooo und 5o.ooo liegt.

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