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Elektrodynamischer Tonabnehmer oder Schneiddose Die Erfindung bezieht
sich auf einen elektrodynamischen Tonabnehmer oder eine Schneiddose zum Abtasten
bzw. Schneiden einer Brillenförmigen Tonspur, die zwei unterschiedliche Signale
mit im Winkel zueinander stehenden Bewegungsrichtungen enthält, beispielsweise zur
Erzielung einer ,stereophonischen Wiedergabe, mit einem in einer zum Aufzeichnungsträger
senkrechten Ebene allseitig schwingfähigen Abtaststift bzw. Schneidstichel, der
zusammen mit zwei elektrischen Leiterschleifen starr an einem Träger angeordnet
ist.
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Es ist an sich bekannt, solche Doppelschriften in einer Rille, entweder
in der Kombination Tiefenschrif-Seitenschrift oder in der sogenannten 45°/45°-Technik
in einer Rille aufzuzeichnen. Dabei ist das, sogenannte Übersprechen der beiden
Schriftkomponenten im wesentlichen durch die 90°-Stellung der Schriften zueinander
ausgeschaltet, wenn dafür Sorge getragen wird, daß beim Schneiden oderAbtasten derSchriften
die Kraftübertragungsorgane der Schneiddose oder des Tonabnehmers in ihren Bewegungsmöglichkeiten
weitestgehend untereinander unabhängig sind.
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Es ist auch bekannt, für solche Tonabnehmer oder Schneiddosen einen
einzigen Abtaststift bzw. einen einzigen Schneidstichel zu verwenden, wobei der
Träger mit zwei getrennten Übertragungssystemen in Verbindung steht. Bei solchenKonstruktionen
müssen die mit dem Träger in Verbindung stehenden elektrischen, für jeden Aufzeichnungskanal
getrennt vorhandenen Aufzeichnungssysteme trotz der Bewegungsankopplung an den Träger
so gegeneinander mechanisch entkoppelt sein, daß die Bewegung des einen Systems
oder seine Bewegungsempfindlichkeit nicht auf die Bewegung bzw. Empfindlichkeit
des anderen Systems übertragen wird. Zu diesem Zweck hat man die Beweglichkeit des
Trägers auf eine Schwingfähigkeit in einer einzigen Schwingebene und eine Drehbeweglichkeit
um die Nullachse der Schwingebene beschränkt, jede andere Beweglichkeit des Trägers
aber ausgeschaltet. Diese bekannte mechanische Entkopplung der Aufzeichnungs- bzw.
Abtastsysteme bedingt aber eine sehr genaue Festlegung der Torsionsschwingfähigkeit
des Trägers und eine sehr genaue Justierung des ganzen schwingfähigen Systems in
der vorbestimmten Ebene.
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Weiterhin ist es bekannt, zwei elektrodynamische Drehspulsysteme mit
ihren Drehachsen um 90° gegeneinander zu versetzen und über eine rechtwinklig abgebogene
Blattfeder, die an der Biegestelle die gemeinsame Nadel trägt, so elastisch miteinander
zu verbinden, daß auf Grund der unterschiedlichen Steifigkeit der abgewinkelten
Blattfederteile in unterschiedlichen Ebenen nur in diesen Ebenen jeweilig zwischen
Nadel und Drehspulsystern eine Kraftübertragungsmöglichkeit vorliegt.
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Schließlich ist auch eine Anordnung bekanntgeworden, bei der durch
zwei ringförmige Luftspalte zwei radial verlaufende Magnetfelder gebildet werden,
in denen je eine zylindrische Schwingspule angeordnet ist. Die beiden Spulen sitzen
auf dem gemeinsamen Spulenkörper, der seinerseits mit dem Träger verbunden ist.
Der Spulenkörper mit den Spulen und dem Träger ist mit Hilfe zweier Federn an dem
Gehäuse schwingfähig befestigt. Bei einer ähnlichen Anordnung sind zwei Spulen parallel
zueinander am Träger angeordnet und arbeiten in zwei getrennten Luftspalten eines
Magneten. Diese beiden Anordnungen haben den Nachteil, daß verhältnismäßig große
Massen zu bewegen sind, da zwei Magnetkreise vorhanden sind. Für das gute Funktionieren
eines derartigen Tonabnehmers bzw. Schreibers ist aber die Kleinheit der zu bewegenden
Massen eine der wichtigsten Voraussetzungen.
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Jedes der vorerwähnten, teilweise mechanisch entkoppelten Doppelsysteme
behält zwangläufig eine Teilresonanzfähigkeit über die mechanische Verbindung bei,
die zu unerwünschter Phasendrehung führt. Auch kann in der Serienfertigung die für
die mechanische Entkopplung einzuhaltende Winkelstellung der Bewegungsmöglichkeiten
der Systeme zueinander nicht so zuverlässig justiert werden, daß das Übersprechen
von einem Kanal zum anderen genügend gering bleibt.
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Um die Mängel dieser bekannten, unvollkommen mechanisch entkoppelten
Tonabnehmer oder Schneiddosen zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden,
die
beiden übertragungssysteme magnetisch zu entkoppeln. Bei einer nach diesem Prinzip
arbeitenden Anordnung sind auf einem in seiner Tangentialebene allseitig elastisch
schwingfähigen Träger beidseitig und parallel zu den Bewegungsrichtungen zwei elektrische
Leiterschleifen starr angeordnet, die je in einem der beidseitig und parallel zu
den Bewegungsrichtungen mit 45° Neigung zur Ebene des Aufzeichnungsträgers sowie
in 90° Neigung zueinander vorgesehenen Spalte eines permanenten Magnetsystems frei
bewegbar gelagert sind.
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Durch das Eingreifen der beiden mit dem Träger schwingungsstarr verbundenen
Leiterschleifen in je einen auf 45° gestellten Spalt eines permanenten Magnetsystems
wird erreicht, däß nur die Lage des magnetischen Feldes und die Bewegung der jeweiligen
Leiterschleife für die Induktion einer Spannung maßgebend ist.
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Da die Kraftlinien in dem einen Spalt senkrecht zu den Kraftlinien
in dem anderen Spalt verlaufen, kann beispielsweise bei einem Tonabnehmer für eine
45°/ 45°-Schrift bei den beiden starr mit dem Träger verbundenen Leiterschleifen
nur in der Leiterschleife eine Spannung induziert werden, die sich senkrecht zur
Richtung der Kraftlinien bewegt. Da die beiden Magnetspalte eine Neigung von 45°
zur Ebene des Aufzeichnungsträgers übereinstimmend mit der 45°/ 45°-Schrift aufweisen,
wird daher in jeder Leiterschleife nur jene Schrift in Spannungen umgesetzt, deren
Aufzeichnungsebene parallel zur Richtung des Magnetspaltes verläuft, in den die
Leiterschleife eingreift.
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Durch die Bewegungen der mit dem Träger ebenfalls schwingungsstarr
verbundenen anderen Leiterschleife in dem anderen, um 90° versetzten Magnetspalt
werden hierbei in dieser Leiterschleife keine Spannungen erzeugt, da keine Kraftlinien
geschnitten werden. Erst Bewegungen der Nadel und des Trägers, die von der zweiten,
um 90° versetzten 45°-Schrift in dieser zweiten Leiterschleife erzwungen werden,
bewirken die Induzierung von der zweiten Schrift entsprechenden Spannungen.
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Die vorgeschlagene Anordnung mit magnetischer Entkopplung der beiden
übertragungssysterne bringt bezüglich der Trennung der beiden 45°/45°-Schriften
eine erhebliche Verbesserung gegenüber den bekannten Anordnungen. Die starre Befestigung
der beiden etwa rechteckigen Leiterschleifen nur mit einer Seite an dem Träger mit
einem Winkel zueinander bereitet aber in der Fabrikation erhebliche Schwierigkeiten.
Außerdem führen die nicht direkt an dem Träger anliegenden Teile der Leiterschleifen
Eigenschwingungen aus, die zu unerwünschten zusätzlichen Resonanzen führen.
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Bei den etwa rechteckigen Leiterschleifen wird der in den Magnetspalt
eintauchende Teil als aktiver Teil bezeichnet. Der direkt an dem Träger befestigte,
außerhalb des Magnetspaltes befindliche, etwa parallel zu dem aktiven Teil verlaufende
Teil der Leiterschleife dient als Rückleitung und steht auch unter dem Einfuß des
magnetischen Feldes. Wird durch eine entsprechende Bewegung der Leiterschleife in
dem aktiven Teil derselben eine Spannung induziert, so entsteht gleichzeitig in
der außerhalb des Magnetspaltes befindlichen Rückleitung eine Gegeninduktion, die
die Größe der Nutzspannung herabsetzt.
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Die vorliegende Erfindung soll die Nachteile der bekannten Anordnungen
vermeiden. Die Erfindung besteht darin, daß die beiden dreieckförmig ausgebildeten
Leiterschleifen parallel zueinander so beiderseits des Trägers angeordnet sind,
daß die eine Dreieckseite jeder Leiterschleife, die den aktiven Teil bei der Umwandlung
von mechanischer Energie in elektrische bzw. von elektrischer Energie in mechanische
darstellt, parallel zum Träger liegt und däß die Leiter dieser Dreieckseite sich
im Streufeld des Luftspaltes eines mit einem Magneten versehenen magnetischen Kreises
an der Stelle befinden, an der die Streukraftlinien unter -f-45° bzw. -45° zur Ebene
des Tonaufzeichnungsträgers verlaufen.
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Die so ausgebildeten Tonabnehmer bzw. Schneiddosen haben den Vorteil,
daß durch die Ausnutzung des magnetischen Streufeldes eine sehr gute Entkopplung
der beiden Hauptbewegungsrichtungen des Trägers von -I-45° und -45° zur Oberfläche
des Aufzeichnungsträgers vorliegt und damit eine einwandfreie Trennung der beiden
aufgezeichneten 45°/ 45°-Schriften gegeben ist. Durch die Anordnung des schwingfähigen
Systems im Streufeld des Luftspaltes befindet sich das System nahe an der Oberfläche
des Aufzeichnungsträgers. Bedingt durch den kurzen Weg zwischen Abtaststift und
den wirksamen Teilen des schwingfähigen Systems können die bewegten Teile desselben
sehr klein gehalten werden, so daß sich eine sehr leichte Ausführung des ganzen
Systems ergibt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die beiden Leiterschleifen
aus dreieckigen Spulen, deren eine Seite parallel zu dem Träger und damit parallel
zur Ebene des Aufzeichnungsträgers verläuft, starr mit dem Träger verbunden ist
und als aktiver Teil der Leiterschleife dient.
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Auf dem Träger ist in der Mitte der beiden dreieckigen Leiterschleifen
eine starre senkrechte Strebe angeordnet; deren dem Träger abgewandtes Ende in einer
Dämpfungseinrichtung gelagert ist. Die beiden Leiterschleifen sind mit dieser Strebe
zusätzlich starr verbunden.
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Die dreieckige Form der Leiterschleifen hat den Vorteil, daß für den
aktiven Teil eindeutige Verhältpisse- gegeben sind, insbesondere kann in den beiden
anderen Seiten der dreieckigen Leiterschleifen, die als Rückleitung für den aktiven
Teil dienen, keine Gegeninduktion entstehen, obgleich sich diese Teile der Leiterschleifen
auch in dem magnetischen Feld befinden, denn diese beiden Seiten der Leiterschleifen
liegen nicht parallel zu den aktiven Teilen derselben.
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Außerdem ist die Verbindung der Leiterschleifen mit dem Träger durch
die Befestigung an mehreren Stellen und insbesondere durch die direkte Befestigung
der aktiven Teile jetzt sa starr,- daß weder die aktiven noch die anderen Teile
der Leiterschleifen auch nur die geringsten Eigenschwingungen ausführen können..
Da die aktiven Teile .der Leiterschleifen der Bewegung des Abtaststiftes unmittelbar
folgen, ist der Frequenzgang des Tonabnehmers frei von zusätzlichen Resonanzen.
Weiterhin ist durch die allseitig symmetrische Wirkung der aus einer Gummimembran
bestehenden, in unmittelbarer Nähe der Leitungsschleifen angeordneten Dämpfungseinrichtung
eine Entkopplung der beiden Aufzeichnungskanäle bis zu den oberen Frequenzen des
Hörbereiches gegeben. Durch eine über den magnetischen Kreis und den Träger gespannte
hochelastische, sehr dünne Folie wird die Dämpfung des schwingfähigen Systems weitestgehend
stabilisiert, so daß sich auch
ein gerader Dämpfungsverlauf bis
zu den höchsten Frequenzen ergibt.
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Schließlich ist noch als Vorteil zu erwähnen, daß die Entkopplung
der beiden 45°-Schriften nur von dem magnetischen Streufeld abhängt. Daher ist der
Winkel zwischen den beiden Leiterschleifen ohne jeden Einfluß auf die Funktion des
Tonabnehmers.
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Da die beiden Leiterschleifen parallel zu beiden Seiten des Trägers
befestigt sind, ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung für die Fabrikation.
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In den Figuren ist schematisch in vergrößertem Maßstab ein Ausführungsbeispiel
in Form eines Tonabnehmers dargestellt. Die Erfindung ist allerdings nicht auf Tonabnehmer
beschränkt, sondern kann auch bei Schneiddosen Verwendung finden.
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Fig. 1 zeigt die Vorderansicht des Tonabnehmers quer zur Bewegungsrichtung
des Aufzeichnungsträgers; Fig. 2 gibt einen Querschnitt nach der Linie 1-I der Fig.
1 wieder; Fig.3 zeigt in perspektivischer Darstellung den Träger mit dem Abtaststift,
den beiden Leiterschleifen und die elastische Einspannung ,sowie die Dämpfungseinrichtung.
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Der erfindungsgemäße Tonabnehmer besteht, wie aus Fig. 1 hervorgeht,
aus einem Magnetsystem, das von zwei permanenten Magnetstäben 1, dem Joch 2 und
den beiden Polschuhen 3 gebildet wird. Die Polschuhe 3 sind nach oben abgeschrägt,
so daß an den unteren Kanten derselben ein starkes Streufeld entsteht.
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Das ,schwingfähige System besteht aus dem Träger 4, der an einem Ende
den Abtaststift 5 trägt und dessen anderes Ende in der elastischen Halterung 6 befestigt
ist, ,so daß der Träger in seiner Tangentialebene allseitig elastisch schwingen
kann. In der Nähe des Abtaststiftes ist auf dem Träger 4 senkrecht zu diesem ein
Röhrchen 7 angeordnet, das in der Mitte der als Dämpfungseinrichtung wirkenden Gummimembran
8 befestigt ist. Die beiden Leiterschleifen 9, 0 sind dreieckig ausgebildet und
zu beiden Seiten des Trägers 4 und des Röhrchens 7 so befestigt, daß jeweils die
eine Seite des Dreiecks parallel zu dem Träger verläuft und starr mit diesem verbunden
ist. In diesem aktiven Teil der Leiterschleife entsteht durch Induktion die der
Bewegung proportionale Spannung. Die hochelastische, sehr dünne Folie 11, beispielsweise
ein Gummihäutchen, ist von dem einen Polschuh 3 über den Träger 4 zu dem anderen
Polschuh 3 gespannt und an den beiden Polschuhen befestigt. Der Abtaststift 5 ragt
durch die Folie 11 hindurch (in Fig. 2 ist die Folie 11 nicht dargestellt).
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Der Tonabnehmer arbeitet folgendermaßen: Zwischen den beiden Polschuhen
3 ist ein Luftspalt vorhanden, und außerhalb desselben verläuft ein magnetisches
Streufeld. Das schwingfähige System ist so in dem Streufeld angeordnet, daß der
aktive Teil der Leiterschleife 9 von einer oder mehreren Kraftlinien unter einem
Winkel von -f-45° und der aktive Teil der Leiterschleife 10 von der oder den gleichen
Kraftlinien unter einem Winkel von -45° geschnitten wird. Dies hat zur Folge, daß
bei einer Auslenkung des Abtaststiftes in der Richtung -f-45° zur Oberfläche des
Aufzeichnungsträgers ,sich der aktive Teil der Leiterschleife 9 längs der Kraftlinien
des magnetischen Streufeldes bewegt und damit keine Spannung in der Leiterschleife
9 induziert wird, während der aktive Teil der Leiterschleife 10 die gleichen Kraftliniere,
die ihre Richtung an dieser Stelle jedoch um 90° geändert haben, senkrecht schneidet
und damit eine - dem magnetischenStreufeld entsprechende -maximale Spannung in der
Leiterschleife 10 induziert wird. Bei einer Bewegung des Abtaststiftes 5 unter einem
Winkel von -45° zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers verläuft der Vorgang entsprechend
umgekehrt.
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Die in dem elektrodynamischen übertragungssystem gemäß der Erfindung
vorgesehenen dreieckigen Leiterschleifen können als Flachspulen ausgebildet sein.
Die Leiterschleifen können weiterhin mit Anzapfungen versehen sein, um in bekannter
Weise Umschaltungen durchzuführen. Werden beispielsweise die Leiterschleifen mit
Mittelanzapfungen versehen, so kann durch Zusammenschaltung jeweils der einen Spulenhälfte
der einenLeiterschleife mit einerSpulenhälfte der anderen Leiterschleife der vorbeschriebene
Tonabnehmer auf eine Empfindlichkeit für Tiefen-und Seitenschrift umgeschaltet werden.
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Die Freibeweglichkeit des Trägers kann in bekannter Weise dergestalt
herbeigeführt werden, daß als Träger ein einseitig eingespannter Stab geringen Querschnitts
und hoher Elastizität oder bei größerem Querschnitt ein einseitig eingespanntes
Rohr gewählt wird. Der Träger kann aber auch aus einem starren Stab bestehen, dessen
dem Abtaststift entgegengesetztes Ende elastisch gelagert ist.