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Elektrodynamischer Tonabnehmer oder Schneiddose zum Abtasten bzw.
Schneiden einer rillenförmigen Tonspur Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrodynamischen
Tonabnehmer oder eine Schneiddose zum Abtasten bzw. Schneiden einer rillenförmigen
Tonspur, die zwei unterschiedliche Signale mit im Winkel zueinander stehenden Aufzeichnungsrichtungen
enthält, mit einem senkrecht zu seiner Achse allseitig schwingfähigen Träger für
den Abtaststift bzw. Schneidstichel, an dem elektrische Teile starr befestigt sind.
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Es ist bekannt, solche Doppelschriften in einer Rille, entweder in
der Kombination Tiefenschrift/ Seitenschrift oder in der sogenannten 45°/45°-Schrift,
aufzuzeichnen, wobei das sogenannte Übersprechen der Schriftkomponenten im wesentlichen
durch die 90°-Stellung der Schriften zueinander ausgeschaltet ist, sofern dafür
Sorge getragen wird, daß beim Schneiden oder Abtasten der Schriften die Kraftübertragungsorgane
der Schneiddose oder des Tonabnehmers in ihren Bewegungsmöglichkeiten weitgehend
voneinander unabhängig sind, Es ist bekannt, für solche Tonabnehmer oder Schneiddosen
einen einzigen Abtaststift bzw. Schneidstichel zu verwenden, deren Träger mit zwei
getrennten Übertragungssystemen in Verbindung steht. Haupterfordernis für solche
Konstruktionen ist aber, daß die mit dem Träger in Verbindung stehenden elektrischen,
für jeden Aufzeichnungskanal getrennten Aufzeichnungssysteme trotz der Bewegungsankopplung
an den Träger so gegeneinander mechanisch entkoppelt sein müssen, daß die Bewegung
des einen Systems nicht auf das andere System übertragen wird.
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Als hierfür erforderliche mechanische Entkopplungen beider Systeme
ist bereits bekannt, die Beweglichkeit des Trägers auf eine Schwingfähigkeit in
einer einzigen Schwingebene und eine Drehbeweglichkeit um die Nullachse der Schwingebene
zu beschränken, jede andere Beweglichkeit des Nadelträgers aber auszuschalten. Diese
bekannte mechanische Entkopplung der Aufzeichnungssysteme bedingt aber eine sehr
genaue Einhaltung und Vorjustierung der elastischen Schwingfähigkeit in der vorbestimmten
Ebene und der Torsionssehwingfähigkeit des Nadelträgers.
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Es ist auch bereits 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 dank der unterschiedlichen Steifigkeit der abgewinkelten
Blattfederteile in unterschiedlichen Ebenen nur in diesen Ebenen jeweilig zwischen
Nadel und Drehspulsystem Kraftübertragungsmöglichkeit vorliegt.
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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 gehalten ist.
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Bei solchen Doppelsystemen mit mechanischer Signaltrennung und zwei
elektrisch voneinander unabhängigen Systemen können die schwingenden Massen nicht
so klein gehalten werden wie bei Doppel-Systemen mit nur einem beweglichen Teil
und elektrischer Trennung der Signale voneinander.
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Es ist auch ein System zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Doppelschriften
mit zwei getrennten magnetischen Kreisen bekanntgeworden. In jedem magnetischen
Kreis ist durch entsprechende Polstücke ein ringförmiger Luftspalt vorhanden, der
ein radial verlaufendes Magnetfeld bildet. In jedem Luftspalt ist eine zylindrische
Schwingspule angeordnet. Die beiden Spulen sitzen auf einem gemeinsamen Spulenkörper,
der seinerseits mit dem Nadelträger verbunden ist. Der Spulenkörper mit den beiden
Spulen und dem Nadelträger ist mit Hilfe zweier Federn an dem Gehäuse des Systems
schwingfähig befestigt. Diese bekannte Einrichtung hat erhebliche Nachteile, insbesondere
sind verhältnismäßig große Massen zu bewegen.
Weiterhin ist ein
mechanisch-elektrischer Wandler vorgeschlagen worden, bei dem das bewegliche System
aus einem Schneidstichel bzw. Abtaststift, einem Nadelträger und je einer- in einem
gemeinsamen Magnetfeld schwingenden und auf einem gemeinsamen Spulenkörper befestigten
Spule besteht. Dieses System führt als Ganzes die gleichen Bewegungen aus wie der
Abtaststift; es handelt sich dabei im wesentlichen um reine Translationsbewegungen
in einer durch die beiden den Signalen entsprechenden Bewegungskomponenten bestimmten
Ebene. Die Bewegungen des Abtaststiftes sind auf diese Ebene beschränkt, weil das
bewegliche System an einem Ende einer drehsteifen, in Form eines Rohres ausgebildeten-
Feder befestigt ist, deren anderes Ende fest eingespannt ist. Die Achse des die
Feder bildenden Rohres steht auf der durch die beiden Bewegungskomponenten bestimmten
Ebene senkrecht.
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Die Erfindung besteht darin; daß der Träger starr ausgebildet und
mit seinem der Abtastnadel bzw. dem Schneidstichel gegenüberliegenden Ende in seiner
Tangentialebene, beispielsweise an einer Membran, allseitig elastisch schwingfähig
gelagert ist und daß die an dem Träger beidseitig und parallel zum Aufzeichnungsablauf
befestigten elektrischen Leiter je in einen der beidseitig und parallel zum Aufzeichnungsablauf
mit 45° Neigung zur Schallträgerebene sowie in 90° Neigung zueinander vorgesehenen
Spalte eines permanenten Magnetsystems frei bewegbar eingreifen.
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Durch ein solches Eingreifenlassen der mit dem Träger schwingungsstarr
verbundenen Leiter beidseitig des allseitig schwingfähigen Trägers in auf 45° gestellte
Spalte eines permanenten Magnetsystems wird erreicht, daß nur die Lage des magnetischen
Feldes die Empfindlichkeit bzw. Kraftübertragung für den in den Spalt eingreifenden
Leiter bestimmt.
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Da die Kraftlinien in dem einen Spalt senkrecht zu den Kraftlinien
des anderen Spaltes gerichtet sind, werden beispielsweise bei einem Tonabnehmer
für eine 45°-Schrift nur diejenigen Bewegungen des schwingungsstarr mit dem Abtaststift
verbundenen Leiters elektrische Spannungen induzieren, die quer zur Richtung der
Kraftlinien liegen. Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Magnetspalt eine
Neigung von 45° zur Schallträgerebene übereinstimmend mit der 45°-Schrift aufweist,
wird daher in jedem Leiter nur jene Schrift in elektrische Spannungen umgesetzt,
deren Aufzeichnungsebene parallel zur Richtung des Magnetspaltes verläuft, in den
der Leiter eingreift.
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Durch die Bewegungen des mit dem Nadelträger ebenfalls schwingungsstarr
verbundenen anderen Leiters im anderen, um 90° versetzten Magnetspalt werden hierbei
in diesem Leiter keine Spannungen erzeugt, da keine Kraftlinien geschnitten werden.
Erst Bewegungen des Abtaststiftes und des Nadelträgers, die von der zweiten, um
90° versetzten 45°-Schrift in diesem zweiten Leiter erzwungen werden, bewirken die
Induzierung von mit der zweiten Schrift übereinstimmenden elektrischen Spannungen.
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Bei dieser alleinigen Ausrichtung der maximalen Empfindlichkeit der
Kraftumsetzung auf die Lage des magnetischen Feldes kommt es auch nicht darauf an,
ob die beiden in die Magnetspalte eingreifenden Leiter sich in ihrer Schwingungsruhelage
im Bereich des Anfangs, der Mitte oder des Endes des Magnetspaltes befinden. Die
Empfindlichkeit und die Entkopplung der Systeme des Tonabnehmers ist demzufolge
unabhängig von der Eintauchtiefe des den Abtaststift tragenden beweglichen Trägers
in das feststehende System.
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Auch Montageungenauigkeiten, die gerade bei solchen auf gedrängtem
Raum zu bauenden Tonabnehmern unvermeidbar sind, spielen bei der erfindungsgemäßen
Anordnung keine Rolle.
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Es ist unerheblich, ob der eine Leiter in seiner Ruhestellung tiefer
in den Spalt eintaucht, als der andere Leiter, wenn für die gesamte Bewegbarkeit
der Leiter eine ausreichende Kraftfeldbreite vorgesehen ist.
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Auch spielt es keine Rolle, ob der eine Leiter in der Ruhelage nicht
genau in der Mitte des Magnetspaltes liegt, wenn nur für die gesamte Schwingfähigkeit
des Leiters im Magnetspalt auch in Richtung der Kraftlinien ausreichend Spiel vorgesehen
ist.
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Der erfindungsgemäße Wandler weist trotz mechanischen Zusammenhangs
eine scharfe Trennung ihrer elektrischen Empfindlichkeit nach unterschiedlichen
Bewegungskomponenten auf; deren Richtung nur von der Richtung des magnetischen Feldes
bestimmt wird, in das die übertragungssysteme eintauchen.
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Die im dynamischen übertragungssystem vorgesehenen elektrischen Leiter
können dabei als Flachspulen ausgebildet sein, deren einer Teil in den Magnetspalt
eingreift, während der andere Teil außerhalb des Spaltes mit dem Träger starr verbunden
ist.
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Für die Montage der Leiterschleifen kommt es nach dem Vorhergesagten
nicht darauf an, daß sie sich in genauer 90°-Lage zueinander befinden.
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Die Flachspulen können weiterhin mit Anzapfungen versehen sein, um
in bekannter Weise Umschaltungen durchzuführen. Werden beispielsweise die Flachspulen
mit Mittelanzapfungen versehen, so kann durch Zusammenschaltung jeweils der einen
Spulenhälfte der einen Leiterschleife mit einer Spulenhälfte der anderen Leiterschleife
der Tonabnehmer Tiefen-und Seitenschrift abtasten.
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Die Freibeweglichkeit des Nadelträgers kann in bekannter Weise dergestalt
herbeigeführt werden, daß als Nadelträger ein einseitig eingespannter Stab geringen
Querschnitts und hoher Elastizität oder bei größerem Querschnitt ein einseitig eingespanntes
Rohr gewählt wird.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Träger
aus einem starren Stab besteht, dessen dem Abtaststift bzw. Schneidstichel entgegengesetztes
Ende in der Mitte der schwingfähigen Fläche einer quer zur Trägerachse gespannten
Membran befestigt ist.
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In Ausgestaltung der Erfindung besteht das Magnetsystem aus zwei parallel
zueinander angeordneten permanenten Magnetstäben, deren gleichnamige Polenden einerseits
über eine Brücke mit einem gemeinsam zwischen den Magnetstäben angeordneten, mit
Anschrägungen unter einem Winkel von 45° für die Magnetspalte versehenen Mittelpol
verbunden sind und andererseits Polschuhe aufweisen, deren ebenfalls unter 45° verlaufende
Anschrägungen den Anschrägungen des Mittelpols im gewünschten Spaltabstand gegenüberstehen.
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Selbstverständlich kann auch der Mittelpol als permanenter Magnet
ausgebildet sein, während die übrigen Konstruktionsteile des vorstehend beschriebenen
Magnetsystems aus Weicheisen gebildet sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Wandlers
als Tonabnehmer dargestellt, ohne
daß allerdings die Erfindung auf diese besondere Gestaltung beschränkt ist. In Fig.
1 ist in schematischer Schnittdarstellung entlang der Linie 1-I der Fig. 2 der erfindungsgemäße
Wandler dargestellt; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie II-11 der Fig.
1; Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung den Nadelträger mit Abtaststift,
elektrischen Leitern und mit seiner elastischen Einspannung.
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Der Tonabnehmer besteht, wie aus Fig. 1 hervorgeht, aus einem Magnetsystem,
das von zwei permanenten Magnetstäben 1, 1, einer Brücke 2, einem Mittelpol 3 und
den unteren Polschuhen 4, 5 gebildet wird.
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Der Mittelpol 3 weist an seinem freien Ende in 45°-Neigung zur Schnittebene
11-II von beiden Seiten her Anschrägungen 6, 7 auf, denen die unteren Polschuhe
4, 5 parallele Anschrägungen 8, 9 in ausreichendem Spaltabstand entgegenstellen.
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Wie aus den Fig. 1 bis 3, insbesondere aus der perspektivischen Darstellung
der Fig. 3, hervorgeht, ist der Abtaststift 10 des dargestellten Tonabnehmers an
einem Ende eines als starren Stab ausgebildeten Trägers 11 befestigt, dessen anderes
Ende auf bzw. in der Mitte der schwingfähigen Fläche 1.2 einer zwischen Spannbacken
13 eingespannten Membran 14 befestigt und damit in seiner Tangentialebene allseitig
elastisch schwingfähig ist.
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Auf den Träger 11 sind beidseitig der Schnittebene II-II der Fig.
1 in 45°-Neigung zu dieser Ebene je ein elektrischer Leiter 15 bzw. 16 aufgesetzt,
die, wie aus Fig. 1 hervorgeht, in die Magnetspalte zwischen den Polschuhanschrägungen
6, 8 bzw. 7, 9 eingreifen.