-
Tonabnehmersysteme an Sprechmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf
Tonabnehmer, bei denen die Umwandlung der mechanischen Schwingungen durch einen
vorzugsweise als langgestreckte, rechteckige Platte ausgebildeten Wandler aus piezoelektrischem
Kristall oder einer Substanz nach Art des Bariumtitanats geschieht. Für piezoelektrische
Tonabnehmer dieser Art werden im allgemeinen Seignettesalz oder andere piezoelektrische
Kristalle in Form dünner Doppelplatten verwendet, die als Torsions- oder Sattelschwinger
ausgebildet sein können. Solche Tonabnehmer können beispielsweise auch aus Stoffen,
wie Bariumtitanat, bestehen, die eventuell bei geeigneter elektrischer Polarisation
bei mechanischer Anregung eine elektrische Spannung abgeben. Die Erfindung hat besondere
Bedeutung für Tonabnehmer, die mit Kristallen oder Substanzen geringer Festigkeit
arbeiten, bei denen also die Gefahr einer mechanischen Beschädigung oder eines Zerbrechens
sowohl bei der Montage des Systems als auch bei der Benutzung der mit ihnen ausgestatteten
Sprechmaschinen groß ist.
-
Bei den bekannten Tonabnehmern dieser Art ist bei der Lagerung des
Kristalls wenig Rücksicht genommen auf die mechanischen Materialeigenschaften, so
daß der Tonabnehmer sehr empfindlich ist gegen Stöße oder zu große mechanische Amplituden
des Abtaststifts. Bei vielen bekannten Geräten wird der Kristall bei der Montage
des Tonabnehmers auf Biegung oder Verdrehung beansprucht und damit die Bruchgefahr
erhöht. Außerdem wirken sich solche Verspannungen ungünstig aus auf die Eigenschaften
des Kristalls als elektromechanische Wandler, indem die Empfindlichkeit
in
dieser Hinsicht herabgesetzt wird oder dadurch, daß unerwünschte Resonanzen -entstehen.
-
Es ist wünschenswert, bei Tonabnehmern die Nadel beziehungsweise den
Abtaststift auswechselbar anzubringen. Bei einem bekannten piezoelektrischen Tonabnehmer
mit auswechselbarer Nadel ist der Nadelhalter einerseits am Kristall befestigt und
andererseits außerhalb des Kristalls elastisch in einem Punkt gelagert, der in der
Kristallebene liegt. Bei dieserAusführungsform wird.derKristall beim Auswechseln
der Nadel sehr stark auf Verdrehung oder Biegung beansprucht und kann dabei sehr
.leicht zerbrechen. Zudem erfordert die bisher übliche Art der Kristallagerung und
Anbringung des Nadelhalters sehr kleine Toleranzen für die Abmessungen der Kristalle,
der zur Lagerung benutzten elastischen Materialien. und des Gehäuses, insbesondere
hinsichtlich der Lagerstellen des Kristalls. Diese Toleranzen ergeben sich aus den
hohen Anforderungen bezüglich der Konstanz des elektrischen Übertragungsmaßes und
des Frequenzganges dieser Wandler. Außerdem haben die genannten Konstruktionen der
Kristall- und Nadelhalterung den Nachteil, daß verhältnismäßig große schwingende
Massen mit der Nadel gekoppelt sind, die insbesondere durch die Vereinigung des
Nadelhalters mit einer Lagerstelle des Kristalls eingeführt werden. Diese großen
Schwingmassen verringern nicht nur die Größe des Übertragungsmaßes und erhöhen die
dynamische Rückstellkraft, sondern geben auch zu Resonanzen im tonfrequenten Bereich
Anlaß und begrenzen den übertragungsbereich nach oben. Unter dynamischer Rückstellkraft
ist dabei diejenige mechanische Wechselkraft zu verstehen, die an der Nadelspitze
zu deren Auslenkung um eine bestimmte Amplitude wirken muß.
-
Es sind auch Tonabnehmer bekanntgeworden, bei denen die Kristallplatte
mittels Federkraft an den Lagerstellen festgehalten wird, wodurch bei Stößen oder
großen Amplituden ein Abheben von den Lagerstellen den Tonabnehmer vor Zerstörung
schützt. Diese Tonabnehmer haben ebenfalls den Nachteil, daß die Schwingmassen am
Angriffspunkt der Nadel sehr groß sind, besonders bei solchen Konstruktionen, die
das Auswechseln der Abtastnadeln zulassen. Auch diese Tonabnehmer verlangen sehr
geringe Fertigungstoleranzen, wenn die Qualität der Tonübertragung nicht verschlechtert
werden soll.
-
Schließlich ist auch ein Tonabnehmer der eingangs genannten Art bekanntgeworden,
bei dem ein piezoelektrischer Kristall unter zweiseitiger Einspannung im Gehäuse
gelagert ist, und der Abtaststift an einem Halter befestigt ist, der unter zweiseitiger
Einspannung am Kristall angeordnet ist. Ein solcher Tonabnehmer ist naturgemäß sehr
unempfindlich, da die Schwingbewegungen der Abtastnadel und des Wandlers durch die
Einspannungen behindert werden.
-
Erfindungsgemäß werden diese Nachteile bei Tonabnehmer der eingangs
genannten Art dadurch vermieden, daß der Wandler nur an einer Längsfläche unter
Zwischenschaltung eines elastischen Auflagemittels auf einer starren Grundplatte
oder am Gehäuse anliegt oder befestigt ist und daß der Abtaststift beziehungsweise
sein Halter an einem vorzugsweise elastischen Zwischenstück angreift oder befestigt
ist, das nur .auf der dem Auflagemittel gegenüberliegenden Fläche des Wandlers,
vorzugsweise längs dessen Längskanten, aufliegt.
-
Das Auflagemittel aus elastischem Material kann dabei zweckmäßig so
ausgebildet werden, daß diejenigen Teile des Kristalls od. dgl., an denen der Abtaststift
oder dessen Halter befestigt ist, eine größere Beweglichkeit haben als seine entfernten
Teile. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die elastische Unterlage des Wandlers
mit nicht gleichbleibender Dicke und Breite derart ausgebildet sein, daß.-durch
ihre größere Nachgiebigkeit am nadelseitigen Teil des Kristalls eine größere Beweglichkeit
dieses Teils gewährleistet wird. Auch der Wandler selbst kann als trapezförmige
Platte oder Doppelplatte ausgebildet sein mit Befestigung des Nadelhalters am schmalen
Ende, um eine entsprechende Wirkung zu erreichen. Auch kann man die Unterlage aus
Stücken verschiedener Elastizität herstellen, so daß der schwingende Teil des Kristalls
auf den Teilen größerer Elastizität aufliegt. Die Befestigung des Wandlers auf seiner
Unterlage kann auf verschiedene -Art erfolgen; so z. B. durch elastische Bänder
und/oder Federn oder Haltestücke, die den Kristall mit leichtem Druck auf seiner
Unterlage festhalten. Dabei kann der Kristall lose auf die Unterlage aufgelegt werden.
Ebenso kann die Befestigung durch Kleben vorgenommen werden. In diesem Fall wird
sowohl der Kristall an seiner elastischen Unterlage und/oder diese an der Grundplatte
oder dem Gehäuse festgeklebt.
-
Diese Art der Lagerung des Wandlers gestattet es nun, den Abtaststift
oder dessen Halterung weitgehend frei zu machen von der Funktion der Kristallagerung
und ihn im höchsten Maße zweckentsprechend auszubilden im Hinblick auf seine Funktion
als übertragungsglied für die mechanischen Schwingungen auf den Kristall. Dabei
ergeben sich vorteilhafte Anbringungsmöglichkeiten und Ausführungsformen für die
Ausgestaltung der Lagerstelle oder Lagerstellen des Abtaststiftes.
-
Insbesondere läßt sich ohne Schwierigkeiten auch die Auswechselbarkeit
der Nadel erreichen, ohne daß im Hinblick auf die akustischen Eigenschaften des
Tonabnehmers irgendwelche Zugeständnisse gemacht zu werden brauchen.
-
Da die Auswechselbarkeit in allen Fällen erwünscht ist, sollen im
folgenden vor allem entsprechende Ausführungsformen der Erfindung behandelt werden.
Die Abtastnadel greift in diesem Falle an einem mehr oder weniger. elastischen Zwischenstück
an, das auf dem Wandler aufliegt. Verzichtet man auf die Auswechselbarkeit, so kann
die Konstruktion in vielen Fällen dadurch verein- ' facht werden, daß die Abtastnadel
mit dem Zwischenstück zu einem Teil vereinigt bzw. entsprechend
ausgebildet
wird, um eine Übertragung der Nadelbewegung auf den Kristall zu bewirken.
-
Das als Halter für den Abtaststift ausgebildete Zwischenstück liegt
vorzugsweise nur an den Stellen des Wandlers auf, die zur Erreichung großer elektrischer
Amplituden in Schwingung versetzt werden müssen. Vorzugsweise wird das Zwischenstück
durch elastische Bänder oder Federn mit leichtem Druck auf dem Kristall festgehalten.
Das Zwischenstück kann auf dem Kristall festgeklebt werden, doch ist die elastische
Befestigung im Hinblick auf die Sicherung des Kristalls gegen Bruch im allgemeinen
günstiger.
-
Die Befestigung der Nadel kann unmittelbar an dem Zwischenstück erfolgen,
wobei am Zwischenstück ein oder zwei Befestigungsstellen vorgesehen sein können.
Die eine dieser Befestigungsstellen kann sich aber auch an anderen Teilen der Auflage
oder der Grundplatte oder in an sich bei einem piezoelektrischen Schwingungswandler
zum Aufzeichnen und Abtasten von Schallschwingungen in Berg= und Talschrift bekannter
Weise an einem festen Teil des Gehäuses des Tonabnehmers befinden, wie dies an Hand
der Zeichnung noch erläutert wird. Die zweite Lagerstelle ist dabei, wie bei dem
genannten bekannten Schwingungswandler, keine Abstützung für den Wandler, sondern
dient als Angriffspunkt für den hebelartig wirkenden Abtaststift. Die Lagerstellen
für den Abtaststift sind vorzugsweise elastisch ausgebildet.
-
Bei einem weiteren bekannten Tonabnehmer für Seitenschrift wird zwar
der federnde Abtastspitzenträger, welcher mit dem Kristall fest verbunden ist, noch
durch eine Haltefeder abgestützt, welche über ein Dämpfungspolster oberhalb der
Abtastspitze angreift, jedoch dient diese so gebildete zweite Lagerstelle nicht
der Nadelbefestigung.
-
Falls das Zwischenstück, das mindestens eine Lagerstelle für die Abtastnadel
enthält, selbst aus einem starren Material besteht, kann die Halterung des Abtaststiftes
durch eine elastische Zwischenlage an der Befestigungsstelle genügend elastisch
gemacht werden. Ebenso kann die zweite Lagerstelle ausgestaltet sein.
-
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Figuren erläutert.
-
Fig. i zeigt eine Ansicht eines Tonabnehmers von vorn. Dabei ist i
der piezoelektrische Kristall oder entsprechende Wandler, a die elastische Unterlage
und 3 die Grundplatte, die auch durch einen Teil des Gehäuses gebildet werden kann.
Das Zwischenstück 4., an dem der Abtaststift 5 befestigt ist, wird durch ein Gummiband
6 auf dem Kristall festgehalten. Der Abtaststift5 kann mittels Schraubengewindes
oder einer bajonettartigen Verriegelung oder über eine Steckverbindung auswechselbar
im Zwischenstück ¢ befestigt sein. Abtaststift und Zwischenstück können auch als
zusammenhängende Einheit ausgeführt sein, wobei jedoch die Auswechselbarkeit nur
noch für dieses ganze Stück gegenüber dem Kristall gegeben ist. Die Schwingungsrichtung
der Nadelspitze ist durch den Doppelpfeil 7 angedeutet. Da die Bewegung der Nadel
gemäß diesem Beispiel auf die Kanten des Kristalls übertragen werden soll, ist das
Zwischenstück q. stegartig ausgebildet, derart, daß es nur am Ende der Kristallplatte
i aufliegt.
-
In Fig. a ist derselbe Tonabnehmer von der Seite dargestellt, wobei
die Ziffern dieselbe Bedeutung haben wie in Fig. i. Das elastische Band 6' dient
zum Halten des Kristalls; das Halteband -6 für das Zwischenstück q. ist hier der
Übersichtlichkeit halber gestrichelt dargestellt.
-
Fig.3 stellt eine Vorderansicht eines Tonabnehmers dar, wobei zwei
gegenüberstehende Abtaststifte 5 am Zwischenstück q. angebracht sind. Die Schwingungsrichtung
entspricht dem eingezeichneten Doppelpfeil 7. Es kann auch ein Stift in der in Fig.
i gezeichneten Stellung eingesetzt sein. Durch Schwenken des Tonabnehmers um seine
Längsachse lassen sich die Stifte wahlweise in Spielstellung bringen.
-
Aus diesen Beispielen ist ersichtlich, daß man bei dem neuen Tonabnehmer
weitgehende Freiheit hat in der Anbringung des Abtaststiftes oder der Abtaststifte
bezüglich ihrer Richtung. und damit auch bezüglich der Anbringung des Tonabnehmers
im Tonarm. In jedem Falle wird die Bewegung der Abtastnadel auf die Außenkanten
der Platte i übertragen, zwischen denen sich gemäß dem angegebenen Beispiel eine
Knotenlinie der Kristallschwingung befindet. So führt gemäß Fig. i die Nadel in
der Zeichnungsebene eine hin und her gehende Bewegung aus, wobei die Auflagekanten
des Zwischenstücks d. und damit die anliegenden Flächen der Platte i im Gegentakt
sich in senkrechter Richtung hin und her bewegen.
-
In den Fig. ,4 bis 7 sind Ausführungsformen mit doppelter Lagerung
der Abtastnadel dargestellt, die zu diesem Zweck besonders gestaltet ist, wie in
einem älterenVorschlag derAnmelderin angegeben. Gemäß Fig.,. ist die Abtastnadel
8 mittels zweier Lagerzapfen 9 und io auswechselbar befestigt. Die eine Lagerstelleg
befindet sich amZwischenstückq., die andere io an einem Steg i i, der zu beiden
Seiten des Tonabnehmers auf der Grundplatte 3 oder dem Gehäuse starr befestigt ist.
Die Haltebänder sind hier wie in den folgenden Zeichnungen 5 und 6 nicht dargestellt.
An die Stelle des Steges i i kann auch ein Teil des Gehäuses zur Aufnahme des Lagerzapfens
io treten.
-
Gemäß Fig. 5 ist das Zwischenstück q. über die ganze Länge des Kristalls
oder Wandlers i weggezogen, wodurch eine Erhöhung der Dämpfung erreicht wird. Das
Zwischenstück 4. kann zu diesem Zweck auch mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt
gefertigt sein, so daß es auf der ganzen Fläche des Kristalls i aufliegt. Die Abtastnadel
ist hierbei einmal an der Vorderfläche des ZwischenstÜcks 4 mit dem Lagerzapfen
9 befestigt, während der zweite Lagerzapfen io in eine Öffnung der elastischen Unterlage
:2 eingreift. Die Nadelspitze bewegt sich bei dieser Ausführungsform beim Abtasten
senkrecht zur Zeichnungsebene,
In Fig.6 ist die Nadel 8 mit beiden
Lagerzapfen 9 und io auf dem Zwischenstück 4 befestigt, das sich über die ganze
Länge des Kristalls i erstreckt. Das Zwischenstück enthält noch einen Einschnitt
12 zwischen den Lagerstellen, um eine höhere Beweglichkeit des vorderen Teils mit
der Lagerstelle 9 zu gewährleisten.
-
In Fig. 7 ist die Vorderansicht eines Tonabnehmers dargestellt, wobei
die Abtastnadel 8 an der Vorderseite des Zwischenstücks 4 mittels der Haltezapfen
9 und io befestigt ist. Die-Abtastnadel trägt hier zwei Abtastspitzen 13, die durch
eine Kippbewegung des Tonabnehmers wechselweise in Spielstellung gebracht werden
können. Beim Abspielen schwingen die Abtastspitzen in der Richtung des Pfeiles 7.
Mit 6 ist ein elastisches Halteband bezeichnet.
-
Ebenfalls kann bei den Abtastnadeln gemäß Fig.4 bis 6 eine doppelte
Abtastspitze vorgesehen sein, um ein wahlweises Abspielen von Plattensorten mit
verschiedenen Rillen zu ermöglichen.
-
Fig. 8 zeigt die besondere Ausbildung des Zwischenstücks 4 mit einem
Einsatz aus elastischem Material 13, das mit einem Mantel aus starrem Material 14
in das Zwischenstück eingelassen ist. Entsprechend kann die zweite Lagerstelle in
dem Steg I I gemäß Fig. 4 ausgebildet sein. Die Ansätze 15 sollen eine seitliche
Verschiebung des Zwischenstücks gegen den Kristall verhindern.
-
In Fig. 9 sind einige Ausführungsformen für die elastische Unterlage
2 dargestellt. Dabei ist die erhöhte Beweglichkeit der Kristallplatte gemäß Fig.
8 a durch die dickere Ausbildung der Unterlage am nadelseitigen Ende gegeben, wie
dies auch in Fig. 2, 5 und 6 dargestellt ist. Gemäß Fig. 8 b wird eine größere Starrheit
am nadelfernen Ende durch Verbreiterung der Unterlage erreicht. Nach Fig. 8 c endlich
wird eine größere Beweglichkeit der beiden Hälften der Unterlage gegeneinander durch
Einschnürung in der Mitte erzeugt.
-
Für die Tonabnehmer gemäß der Erfindung können Tonabnahmestifte oder
Nadeln verwendet werden, wie sie in den Fig. io bis 14 dargestellt sind.
-
Fig. io zeigt eine Abtastnadel mit zwei Lagerzapfen 16 und 17 und
zwei Abtaststiften 18 und i9, die in der Längsrichtung der Nadel angeordnet sind.
-
In Fig. i i sind die Lagerzapfen 16 und 17 zwischen den Abtaststiften
18 und i9 angebracht. Fig. 12 zeigt eine Nadel, bei der die Abtaststifte 18 und
i9 quer zur Längsrichtung der Nadel angeordnet sind.
-
Alle diese Ausführungsformen können dahin abgeändert werden, daß an-
Stelle der Lagerzapfen 16 und 17 Löcher vorgesehen sind, in die zwecks Halterung
der Nadel am Tonabnehmer befestigte Lagerzapfen eingreifen.
-
Fig. 13 zeigt eine Abtastnadel mit drei Lagerzapfen 16, 17 und 2o,
die an einem geeigneten Teil des Tonabnehmers befestigt werden.
-
Fig. 14 zeigt eine Abtastnadel, deren Handteile 21 derart abgewinkelt
sind, daß die Nadel von Hand oder mittels einer Pinzette leicht ergriffen und aus
der Befestigung herausgehoben werden kann.
-
Wie aus den Figuren und der Beschreibung hervorgeht, lassen sich die
Abtastnadeln in jeder gewünschten Lage zum Kristall anbringen. Dadurch wird es auch
möglich, das Kristallsystem in jeder gewünschten Richtung in den Tonarm einzubauen,
beispielsweise die Kristallplatte parallel oder senkrecht zur Ebene des Schallschriftträgers
bzw. der Schallplatte.