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20 T E C H N I K Der Plattenteller Physik und Konstruktion ANALOG 1/2008 Bei der Auslegung von Plattentellern spielen zahlreiche Parameter eine Rolle. In diesem Artikel soll es aber nur um das dynamische Verhalten gehen. Das bedeutet unter mechanischen Gesichtspunkten: Masseverteilung, dynamische Auswuchtung und Tellerlagerkonzept. Eine vollständige Darstellung der Zusammenhänge würde sicher ein ganzes Buch füllen. Aber dies ist eigentlich nur eine Art Ausrede. In Wirklichkeit ist dieser Teilaspekt der Plattentellerkonstruktion nämlich geradezu perfekt geeignet, um viel wichtigere Fragen ins Zentrum der Aufmerksamkeit zu rücken. Dies ist auch der eigentliche Zweck des vorliegenden Artikels. Zunächst wollen wir in einer Übersicht der verschiedenen verfügbaren Techniken deren jeweilige Vorteile und Nachteile herausstellen, dann folgt ein kurzer Exkurs zu ein paar guten alten physikalischen und philosophischen Grundlagen. Auf dieser Basis bietet sich eine Antwort an, die uns zu einer wichtigen und überraschenden Schlussfolgerung führt. Dabei ist der Artikel bewusst so abgefasst, dass er auch von Laien problemlos verstanden werden kann.
ANALOG 1/2008 Abbildung 1: Das „übliche“ Lager Der Teller eines Analoglaufwerks soll in erster Linie die Schallplatte aufnehmen, ihre Zentrizität und Horizontalität gewährleisten, sie mit der richtigen Geschwindigkeit präzise und ruhig drehen und alle Arten von äußeren und durch den Abtastvorgang und durch das Lager selbst erzeugten Vibrationen wirksam fernhalten beziehungsweise ableiten. Dies ist weitaus schwieriger, als es vielleicht den Anschein hat. Der Plattenteller ist also das Herzstück des Laufwerks. Alle anderen Teile dienen im Endeffekt nur der Unterstützung und sind im direkten Vergleich weniger wichtig. Das übliche Lager – Bei den meisten Laufwerken ruht der Plattenteller auf einem Lagerpunkt am Ende einer langen, unten am Teller befestigten Achse. Die Lagerbuchse befi ndet sich dabei im Chassis. Mit dieser weit verbreiteten konventionellen Lagerkonstruktion, die von Thorens, Linn und vielen anderen Herstellern verwendet wird, lassen sich erstaunlich gute Ergebnisse erzielen. Sie stößt aber auch recht schnell an ihre offensichtlichen Grenzen. Ein solches System ist nämlich alles andere als stabil. Da sich der allgemeine Schwerpunkt oberhalb des Abstützpunkts beziehungsweise Drehpunkts befi ndet, besteht eine ständige Kippneigung. Ohne die Unterstützung der Lagerhülse würde die Tellerachse unweigerlich kippen (siehe Abbildung 1). Es ist die Hülse, die sie in Position hält und ein Wanken und Umfallen verhindert. Der kleinste Horizontalfehler, eine geringe Unwucht im Plattenteller, die einseitige Zugwirkung des Antriebriemens, die Aufl agekraft des Tonarms und vor allem die Tellermasse – all dies übt einen hohen Druck auf die Lagerkontaktfl ächen aus, der sich im Betrieb durch die auf den Teller wirkende Zentrifugalkraft noch weiter erhöht. Das Ergebnis ist ein komplexes Drehsystem mit hoher Reibung, Lagergeräuschen und vorzeitigem Verschleiß. Also genau das, was wir bei einem Laufwerk eigentlich nicht wollen. Tatsächlich weist die Tellerachse - und damit auch der Teller - ein recht chaotisches Verhalten auf. Er schaukelt und vibriert innerhalb der Grenzen seines mechanischen Spiels und ist wie jeder beliebige auf einer Achse rotierende, dynamisch nicht ausbalancierte physikalische Körper allen Arten von mikroskopischen Sekundärbewegungen ausgesetzt. Im Endergebnis ändern sich die Druckverhältnisse fortwährend und im Lager T E C H N I K treten verschiedenste permanent wechselnde Resonanzen auf, die sich auf die Drehung des Tellers auswirken, der somit alles andere als ruhig läuft. Mit einem sorgfältig ausbalancierten Plattenteller lässt sich die Situation verbessern, die grundlegende Instabilität bleibt jedoch bestehen. Diese dynamische Auswuchtung kann nur auf eine Art und Weise erfolgen, die der Arbeit Ihres örtlichen Reifenhändlers nicht ganz unähnlich ist. Eine sehr rudimentäre Methode. Bei so vielen Beeinträchtigungen kann es nicht verwundern, dass die Qualität der Drehbewegung an sich nicht sehr hoch ist. Wenn wir den Plattenteller von Hand drehen und dann freigeben, ist die Nachlaufzeit immer sehr kurz, was ein klarer Hinweis darauf ist, dass der Antriebsmotor ein hohes Maß an Lagerreibung zu überwinden hat, mit der Folge einer größeren Leistungsaufnahme und stärkeren Geräuschentwicklung. Bei ansonsten gleichen Parametern zeigt ein einfacher Vergleich der Nachlaufzeit zweier Laufwerke, welche Teller/Lagerkombination besser konstruiert oder gefertigt ist – unter der Voraussetzung, dass beide eingespielt sind und sorgfältig gereinigt und geölt wurden. Die Nadel des Tonabnehmers nimmt zwangsläufi g all diese Geräusche, Reibungen, mechanischen Beanspruchungen, Mikrobewegungen und Resonanzen auf. Die Musikwiedergabe wirkt dadurch verwaschen und eingeengt, dynamische Attacken verlieren ihren Druck und tiefe Frequenzen klingen undefi niert und gleichförmig. Unter physikalischen Gesichtspunkten kann ein solcher Plattenteller nicht als „perfekt“ bezeichnet werden, er stellt keine „reine Masse“ dar. Zu erwähnen ist noch, dass direktgetriebene Laufwerke in diese Kategorie fallen. Ein besseres Lager – Laufwerkskonstrukteuren bietet sich eine weitere Option: das weniger verbreitete „invertierte Lager“. Dabei ist die Lagerbuchse oder Hülse fest in den Teller eingebaut und die nach oben zeigende Tellerachse am Chassis befestigt. Der allgemeine Schwerpunkt befi ndet sich nun unterhalb des Drehpunkts (siehe Abbildung 2) und wir erhalten ein wirklich stabiles System. Die permanente Kippneigung ist eliminiert, Reibung und Geräuschentwicklung sind reduziert. Die Ausgangslage ist nun schon eine weit bessere. Leider entsteht jedoch auf diese Weise ein das Verbesserungspotential 21 21
Seite 4 und 5: 22 T E C H N I K Abbildung 2: Ein
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