DE3151948A1 - Tonarm - Google Patents

Description

1. Valery Georgievich KARPOV, Leningrad

2. Pavil Julievich STRUVE, Leningrad

3. Efim Alexandrovich KOPYT, Leningrad

UdSSR

Tonarm

Die Erfindung betrifft das Gebiet der mechanischen Schallaufnahme und -wiedergabe und ist zur Anwendung in elektrischen Plattenspielern vorgesehen.

Es ist ein Tonarm bekannt, der handelsüblich (Ztschr. "Radio Mentor Elektronic", 1977, 43, N. 8, S. 333 bis 334) verwendet wird und eine Verschiebung der Nadel des Tonabnehmers radial zur Schallplatte gewährleistet. Der Tonarm enthält einen Wagen mit einem daran angeordneten Tonabnehmerkopf und ein Antriebswerk in Form eines aus einem Motor, einem Fotogeber, zwei Riemenscheiben, einem mit dem Wagen gekoppelten Gummiriemen und einer Steuerschaltung zusammengesetzten Servosystems. Die Einrichtung schließt auch eine glatte zylindrische Führung ein, die parallel zum Radius der Schallplatte eingestellt und zur Stabilisierung der Lage des Wagens in der Vertikalebene vorgesehen ist; die Verschiebung des Tonarmes radial zur Schallplatte erfolgt

530-(P. 89.938-E-6D-TE

yo' ι.::. ■··::·■ ι 315194a

mit Hilfe des Servosystems unter der Wirkung der sich entlang einer Rille bewegenden Nadel des Tonabnehmerkopfes und eines bei einer Abweichung des Tonarmes um einen bestimmten Winkel von der zum Radius der Abtastung senkrechten Stellung entstehenden Fehlersignals. Der bekannte Tonarm ist aber durch eine komplizierte Konstruktion gekennzeichnet.

Es ist ein Tonarm einfacherer Konstruktion (DE-PS 2 005 331) bekannt, der für eine Verschiebung des Tonabnehmerkopfes radial zur Schallplatte sorgt. Die Einrichtung enthält einen aus einem Dauermagneten ausgebildeten und im Raum zwischen den Polschuhen des anderen Flachmagneten angeordneten Wagen. Am Wagen ist mit Hilfe eines Lagers der Tragarm mit dem Tonabnehmerkopf und mit einem Gegengewicht angeordnet. Bei der Bewegung der Nadel des Tonabnehmers in der Schallrille verschiebt sich der Wagen mit einer vernachlässigbar kleinen Reibung entlang der zum Radius der Schallplatte parallelen magnetischen Führung.

Diesem Tonarm sind ein hoher Pegel elektromagnetischer Induktion, weil sich die Leitungen des Tonarmes in einem starken Magnetfeld der Führung befinden, und die Notwendigkeit eigen, aufwendige Magnetwerkstoffe mit einer hohen spezifischen magnetischen Energie und mit zeitlich stabilen magnetischen Eigenschaften auszunutzen.

Einfacher im Aufbau und billiger als der Tonarm nach der genannten DE-PS ist ein anderer bekannter Tonarm ("Journal of the Audio Eng. Society", 1956, 4, N. 3, Seiten 101 bis 104), der einen Wagen mit einem Tonabnehmerkopf, eine zylindrische Führung, die durch eine öff-

nung im Wagen hindurchgeht und parallel zu dem Radius der Schallplatte verläuft, in dessen Richtung sich die Nadel des Tonabnehmers verschiebt, und einen Antriebsmotor enthält, dessen Welle mit der zylindrischen Führung starr verbunden ist. Der Elektromotor ist zum Antreiben der zylindrischen Führung zwecks Verringerung der Gleitreibung des Wagens vorgesehen. Unter der Wirkung einer sehr geringen durch die Schallrille erzeugten und die Nadel des Kopfes mitreißenden Triebkraft verschiebt sich der Wagen längs der Führung mit einer geringfügigen Reibung. Weiterhin enthält dieser bekannte Tonarm ein Mittel zur Schaffung eines Auflagedrucks des Tonabnehmerkopfes. Die Einrichtung ist aber durch eine komplizierte Konstruktion gekennzeichnet, was im wesentlichen auf die Kompliziertheit des Elektromotors zurückzuführen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tonarm zu entwickeln, in dem das Antriebswerk für die Rotation der zylindrischen Führung um deren Längsachse eine einfachere Konstruktion gegenüber den Antriebswerken der bekannten Tonarme aufweist.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Tonarm,der einen Wagen mit einem daran angeordneten Tonabnehmerkopf, eine zylindrische Führung, die durch eine öffnung im Wagen hindurchgeht und parallel zum Radius einer Schallplatte in der Lage verläuft, wo sie auf den Plattenteller eines elektrischen Plattenspielers aufgelegt ist, ein Antriebswerk für die Rotation der zylindrischen Führung um deren Längsachse und ein Mittel zur Erzeugung eines Auflagedrucks des Tonabnehmerkopfes enthält, mit dem Kennzeichen, daß das Antriebswerk in Form einer sich frei um-

drehenden Rolle ausgebildet ist, deren Drehachse über eine biegsame Welle mit dem Ende der zylindrischen Führung verbunden und die in Reibungskontakt mit der Schallplatte bringbar angeordnet ist.

Hierbei ist es zweckmäßig, das Mittel zur Erzeugung des Auflagedrucks in Form eines Magnetpaares auszuführen, das sich aus einer einen Stab aus einem weichmagnetischen Werkstoff darstellenden und parallel zur zylindrischen Führung verlaufenden Auflagebahn und einem am Wagen angeordneten Dauermagnet zusammensetzt.

Der erfindungsgemäß ausgeführte Tonarm ist durch eine einfache Konstruktion gekennzeichnet: statt des konstruktiv komplizierten Antriebswerkes - eines Elektromotors - enthält er ein passives Element - eine Rolle. Der vorgeschlagene Tonarm ist ferner durch eine hohe Wiedergabegenauigkeit bei der Abtastung der Schallaufzeichnung gekennzeichnet und kann bei elektrischen Plattenspielern sowohl mit horizontaler als auch vertikaler Anordnung der abzuspielenden Schallplatte angewendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 einen Tonarm mit einem Mittel zur Erzeugung eines Auflagedrucks des Tonabnehmerkopfes in Form eines Magnetpaares in Draufsicht; und

Fig. 2 wie in Fig. 1 ein Mittel zur Erzeugung

des Auflagedrucks mit einer zusätzlichen Stützrolle.

Der Tonarm enthält einen Wagen 1 (Fig. 1), an dem ein Tonabnehmerkopf 2 befestigt ist. Der Wagen 1 ist auf einer zur radialen Abtastrichtung parallel verlaufenden zylindrischen Führung 3 verschiebbar angeordnet, die an Stützen für eine Drehbewegung in einem Gehäuse 4 befestigt ist und durch eine öffnung im Wagen 1 hindurchgeht. Eine Rolle 5 ist auf eine Achse 6 aufgesetzt, die gleichfalls an einem am Gehäuse 4 angelenkten Bügel 7 frei rotieren kann. Die Rolle 5 und die Drehachse 0.. des Bügels 7 liegen in einer gleichen Ebene. Das Ende der zylindrischen Führung 3 und die Achse 6 der Rolle 5 sind durch eine biegsame Welle 8 gekoppelt. Das Mittel zur Erzeugung des Auflagedrucks des Tonabnehmerkopfes 2 ist in Form eines Magnetpaares ausgebildet, das sich aus einer einen Stab aus einem weichmagnetischen Werkstoff darstellenden Auflagebahn 9 und einem am Wagen 1 mit der Möglichkeit der Zusammenwirkung mit der Auflagebahn 9 angeordneten Dauermagnet 10 zusammensetzt. Die Auflagebahn 9 ist im Gehäuse 4 parallel zur zylindrischen Führung 3 befestigt, wobei der Dauermagnet 10 und die Auflagebahn 9 in verschiedenen Ebenen mit verschiedenen Abständen von einer Schallplatte 11 angeordnet sind.

Beim Auflegen des Tonarmes auf die rotierende Schallplatte 11 kommt die Rolle 5 in einen Reibungskontakt mit der Schallplatte 11 in der Zone 12 der Etikette. Auf die Rolle 5 wirken eine tangentiale Triebkraft der Schallplatte 11 und eine zur Drehachse des Bügels 7 (zum Punkt O₁ in Fig. 1) gerichtete Triebkraft ein. Die zur Drehachse 6 der Rolle 5 senkrecht gerichtete Komponente der Triebkraft versetzt sie in Umdrehung, während die zur Drehachse 6 der Rolle 5 parallel verlaufende Komponente ein Drehmoment um die Drehachse O₁ des Bügels 7 erzeugt, durch welches der Bügel 7 verschwenkt wird und die Rolle

5 eine Stellung einnimmt, in der die Seitenkraft gleich Null ist, d. h., wenn die tangential© Triebkraft der Schallplatte 11 und die Zugkraft auf einer Geraden liegen und entgegengesetzt gerichtet sind. Das Drehmoment der Rolle 5 wird über die Achse 6 und die biegsame Welle 8 zur zylindrischen Führung 3 übertragen. Die Nadel des Tonabnehmerkopfes 2 wird durch die Rille der Schallplatte 11 mitgenommen und verschiebt sich in deren radialer Richtung, wobei der Wagen 1 auf der zylindrischen Führung 3 gleitet.

Die magnetische Anziehungskraft des Dauermagneten 10 und der Auflagebahn 9 erzeugt ein Drehmoment für den Wagen 1 um die zylindrische Führung 3 und sichert dadurch den erforderlichen Auflagedruck des Tonabnehmerkopfes 2 und eine stabile Lage des Wagens 1 bei einem vertikalen Wiedergabeverfahren zur Abtastung der Schallaufzeichnung (Wandausführung des elektrischen Plattenspielers) .

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Tonarmes ist im Unterschied zum Tonarm nach Fig. 1 das Mittel zur Erzeugung des Auflagedrucks des Tonabnehmerkopfes 2 in Form einer im Gehäuse 4 parallel zur zylindrischen Führung 3 starr befestigten Leiste 13 und einer zusätzlichen frei rotierenden Rolle 14 ausgebildet, die auf eine am Wagen 1 befestigte Achse 15 aufgesetzt und gleitbar auf der Leiste 13 angeordnet ist.

Der Betrieb des Tonarmes nach Fig. 2 erfolgt in Analogie zum Betrieb des Tonarmes nach Fig. 1, wobei während der Verschiebung des Wagens 1 entlang der zylindrischen Führung 3 die Rolle 14 über die Leiste 13 rollt,

wodurch der erforderliche Auflagedruck und die stabile Lage des Tonabnehmerkopfes 2 gewährleistet werden.

Der vorgeschlagene Tonarm ist gerätetechnisch viel einfacher als der bekannte. Der bekannte Tonarm weist einen geräte- und herstellungstechnisch komplizierten Antriebsmotor auf. Der vorgeschlagene Tonarm enthält statt des aktiven Elementes ein passives Element, die Rolle 5, die in Reibungskontakt mit der abzuspielenden Schallplatte 11 steht.

Der vorgeschlagene Tonarm weist zusätzliche Vorteile gegenüber dem bekannten auf. Im bekannten Tonarm stellt der Motor eine zusätzliche Schwingungsquelle dar. Der Motor wird in der Regel hochtourig ausgeführt. Seine Schwingungen werden auf den Tonabnehmerkopf über die Führung, mit der die Motorwelle starr verbunden ist, sowie über die Platte des elektrischen Plattenspielers, an der der Mikromotor befestigt ist, übertragen. Bei einer hohen Drehzahl des Motors gerät das Störspektrum in den Tonfrequenzbereich. Deshalb werden zur Geringhaltung der Störschwingungen spezielle Maßnahmen getroffen, nämlich eine Schwingungsschutzarmatur für den Motor in Bezug auf die Platte vorgesehen. Im vorgeschlagenen Tonarm weist die Rolle 5 eine Reibungskupplung mit der Schallplatte 11 auf, und ihre Drehzahl unterschreitet . 100 U/min, die Störschwingungen liegen außerhalb des Bereiches wiederzugebender Frequenzen (unterhalb von 5 Hz), weshalb die Rolle 5 keine zusätzlichen Schwingungen einführt. Ferner kann der vorgeschlagene Tonarm im Unterschied zum bekannten die Schallplattenwiedergabe bei vertikaler Lage der Schallplatte verwirklichen. Der Andruck der Rolle 5 an die Schallplatte 11 reicht aus, um die Schallplatte 11 hinzuhalten, ohne sie von der Achse

des Plattentellers herabgleiten zu lassen, während der erforderliche Auflagedruck der Nadel des Tonabnehmerkopfes 2 durch die zusätzliche Auflagebahn 9 erzeugt wird. Die Konstruktion des Tonarmes ist recht zuverlässig im Betrieb. Die Rolle 5 kann aus einer plastischen Masse (beispielsweise aus Polyurethan) hergestellt werden, das eine hohe Abriebfestigkeit und eine geringe bleibende Verformung besitzt.

Es wurde ein arbeitendes Modell des vorgeschlagenen Tonarmes gemäß Fig. 1 mit folgenden Kenndaten gefertigt :

Rolle 5: Durchmesser - 20 mm, Material - Polyurethan; biegsame Welle 8: Stahlfeder, Durchmesser - 4 mm, Länge - 60 mm; zylindrische Führung 3: Durchmesser - 4 mm, Länge - 100 mm; zusätzliche Auflagebahn 9: Stab - Konstruktionsstahl, Magnet 10"- Bariumferrit.

Bei der Erprobung des erfindungsgemäßen Tonarmes im elektrischen Plattenspieler vertikaler Konstruktion sind gewährleistet:

- Tonhöhenschwankung unterhalb von 0,15 %,

- Auflagedruck des Tonabnehmers unterhalb von 40 mN,

- relativer akustischer Störpegel (ohne Wichtung) nicht schlechter als 31 dB.

Claims (2)

1. Ansprüche

   einen Wagen (1) mit einem daran angeordneten Tonabnehmerkopf (2),

   eine zylindrische Führung (3), die durch eine öffnung im Wagen (1) hindurchgeht und parallel zum Radius einer Schallplatte (11) in der Lage verläuft, wo sie auf den Plattenteller eines elektrischen Plattenspielers aufgelegt ist,

   ein Antriebswerk für die Rotation der zylindrischen Führung (3) um deren Längsachse und

   ein Mittel zur Erzeugung eines Auflagedrucks des Tonabnehmerkopfes (2) enthält,

   dadurch

   gekennzeichnet

   daß das Antriebswerk in Form einer sich frei umdrehenden Rolle (5) ausgebildet ist, deren Drehachse (6) über eine biegsame Welle (8) mit dem Ende der zylindrischen Führung (3) verbunden und die in Reibungskontakt mit der Schallplatte (11) bringbar angeordnet ist.
2. 2. Tonarm nach Anspruch 1,

   530-(P 89.938-E-6D-TE

   dadurch gekennzeichnet,

   daß das Mittel zur Erzeugung des Auflagedrucks in Form eines Magnetpaares ausgeführt ist, das sich aus einer einen Stab aus einem weichmagnetischen Werkstoff darstellenden und parallel zur zylindrischen Führung (3) verlaufenden Auflagebahn (9) und einem am Wagen (1)
   angeordneten Dauermagnet (10) zusammensetzt.