DE1547084B2 - Elektromagnetischer stereo-tonabnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Stereo-Tonabnehmer mit zwei Polschuhen, je einer Spule auf jedem Polschuh, einem gemeinsamen Anker, der durch eine Abtastnadel relativ zum einen Ende jedes Polschuhs bewegbar ist, einem Mittelsteg aus magnetischem Material, der mit den anderen Enden der Polschuhe verbunden ist und sich bis nahe an den Anker erstreckt, und mit einem Dauermagneten zur Erzeugung eines Kraftflusses durch die Polschuhe.

Bei einem bekannten Stereo-Tonabnehmer dieser Art (US-PS 28 64 897) dient der Mittelsteg lediglich dazu, die Ausgangsleistung in etwa zu verdoppeln (Push/Pull Operation). Wird dieser Mittelsteg weggelassen, so ist nach wie vor eine stereophone Wiedergabe möglich, da der Magnetkreis jedes Kanals auch ohne diesen Mittelsteg in sich geschlossen ist. Um jedoch bei einer derartigen Ausführung eine ausreichende Übersprechdämpfung zu erreichen, müßte auf jedem Polschuh eine Kompensationsspule nach dem Vorbild der DT-AS 10 89 569 angeordnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetischen Stereo-Tonabnehmer zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln eine hohe Übersprechdämpfung und damit eine originalgetreue Wiedergabe der beiden Kanäle einer Stereo-Schallplatte erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mittelsteg einen Teil des Weges des magnetischen Flusses beider Magnetkreise bildet, wobei die Flußrichtung durch den Mittelsteg entgegengesetzt zur Flußrichtung in den Polschuhen verläuft, und das ankerseitige Ende des Mittelsteges mit den ankerseitigen Enden der Polschuhe einen den Magnetkreisen beider Kanäle gemeinsamen, den Anker aufnehmenden Luftspalt bildet, und daß der Mittelsteg von einem beiden Magnetkreisen gemeinsamen Phasenkompensator in Form einer einzigen kurzgeschlossenen Spule aus elektrisch leitendem, nichtmagnetischem Material umgeben ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Stereo-Tonabnehmer induziert der Permanentmagnet einen Magnetfluß durch die Magnetkreise, der in Phase mit der Bewegung

des Ankers und damit der Abtastnadel ist. Wenn jedoch die Spulen mit Belastungswiderständen, nämlich den zwangläufig nötigen Verstärkern, verbunden werden, wird aufgrund des Stromdurchganges durch die Spulen ein Magnetfeld erzeugt, dessen Magnetfluß nicht in zeitlicher Phase mit dem ursprünglichen Magnetfluß ist. Dadurch entsteht eine Blindkomponente, die weder durch die Form der Polschuhe noch durch Veränderung des Winkels der Polschuhe kompensiert werden kann. Durch die Anordnung einer kurzgeschlossenen Spule auf dem Mittelsteg kann jedoch eine Blindkomponente erzeugt werden, welche die Blindkomponente des Magnetflusses in den Magnetkreisen kompensiert, wodurch erreicht wird, daß die Übertragung von Signalen von dem einen Kanal auf den anderen auf ein Minimum reduziert wird. Da die Blindkomponente nur etwa 10% des Wertes des Signals beträgt, verringert der Phasenkompensator den Wirkungsgrad nur um etwa 10% des Signals des aktiven Kanals, was in der Praxis vernachlässigbar ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines elektromagnetischen Stereo-Tonabnehmers,

F i g. 2 Darstellung der einzelnen Teile des in F i g. 1 gezeigten Stereo-Tonabnehmers in auseinandergezogener Anordnung,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht der aus dem Kern, den Polschuhen und den Spulen bestehenden Einbaueinheiten,

F i g. 4 einen Längsschnitt entlang Linie 4-4 in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 5,6, 7,8 und 9 Schnitte entsprechend den Linien 5-5,6-6,7-7,8-8 und 9-9 in F i g. 4,

Fig. 10 einen Teilquerschnitt, der einen Teil des die Polschuhe, den Kern und die Spulen enthaltenden Gehäuses des Tonabnehmers zeigt,

Fig. 11 eine Endansicht des in Fig. 1 dargestellten Tonabnehmers,

Fig. 12 eine Seitenansicht einer Spule,

Fig. 12a eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Stereo-Tonabnehmers ähnlich Fig. 1, wobei ein etwas abgewandelter Griff für das Abtastsystem vorgesehen ist,

Fig. 13 eine schematische, vereinfachte Darstellung des Ärbeitsprinzips des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stereo-Tonabnehmers,

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines Stereo-Tonabnehmers mit zwei separaten Abtastsystemen auf gegenüberliegenden Seiten des Tonabnehmers,

F i g. 15 eine Darstellung der Einzelteile des in F i g. 14 gezeigten Tonabnehmers in auseinandergezogener Anordnung,

Fig. 16 eine perspektivische Darstellung der aus den Polschuhen, dem Kern und den Spulen bestehenden Einbaueinheit, die in dem in Fig. 14 gezeigten Tonabnehmer verwendet ist,

Fig. 17 einen Längsschnitt durch den in Fig. 14 gezeigten Tonabnehmer, und

F i g. 18 und 19 Querschnitte entsprechend den Linien 18-I8und 19-19in Fig. 17.

Das Prinzip, nach welchem der erfindungsgemäße elektromagnetische Stereo-Tonabnehmer arbeitet, ist schematisch in Fig. 13 dargestellt und zum besseren Verständnis der Erfindung sei zunächst auf die Figur bezuggenommen. In dieser Figur ist mit 10 eine Schallplattenrille im Querschnitt in vergrößertem Maßstab gezeigt. Diese Rille ist eine stereophonische Rille der 45°-45°-Art, wobei jede Seite einen der Tonkanäle darstellt. Eine Seite der Rille 10 ist als Kanal A und die andere Seite ist als Kanal B bezeichnet. Jede Seite ist für sich mit dem Ton von dem entsprechenden Tonkanal moduliert. Eine Abtastnadel 5, die ein Edelstein, beispielsweise ein Diamant, sein kann, ist an einem Nadelträger befestigt, welcher einen Anker 4 in Form eines Permanentmagneten aufweist. Der Anker 4 ist schwingend gelagert, so daß einer der Magnetpole entsprechend den Modulationen der Kanäle der Schallplattenrille sich zu den betreffenden Polschuhen hin und von diesen weg bewegen kann.

Der magnetische Kreis enthält weiterhin Polschuhe la und \b, die den beiden Kanälen des Systems zugeordnet sind und an den gegenüberliegenden Enden eines Kerns 2 befestigt sind. Die Polschuhe und der Kern sind aus magnetischem Material, vorzugsweise von hoher magnetischer Permeabilität, wie Eisen, Nickel oder Legierungen derselben. Der Kern hat vorzugsweise zylindrische Form.

Nahe den Enden des Kerns 2 sind die Induktionsspulen 3a für den Kanal A und 3b für den Kanal B angeordnet. Wenn ein Pol des Ankers 4 aufgrund von Modulationen des Kanals A der Rille 10 in der Richtung der Pfeile bewegt wird, wird der magnetische Kraftfluß durch die Spule 3a abgeschwächt, wodurch in dieser Spule eine Spannung induziert wird, die zur Erzeugung des Tones von Kanal A verwendet werden kann. Um zu vermeiden, daß bei solchen Bewegungen des Ankers 4 eine gleiche oder überhaupt eine wesentliche Schwächung des Kraftflusses durch die Spule 3b erfolgt, ist ein magnetischer Kompensator in Form eines Mittelsteges 6 vorgesehen, der auf dem Kern 2 zwischen den Spulen 3a und 3b angeordnet ist. Der Mittelsteg 6 ist aus magnetischem Material vorzugsweise hoher Permeabilität, und erstreckt sich von dem Kern 2 in Richtung auf den Anker 4, wodurch ein Kraftfluß zwischen dem Kern 2 und dem Anker 4 erzeugt wird.

Der Anker 4 hat zwei Pole an gegenüberliegenden • Enden und ist zwischen den Enden gelagert, so daß der eine Pol sich zu dem Mittelsteg 6 hin bewegt, wenn der andere Pol zu einem Polschuh bewegt wird. Wenn also ein Pol des Ankers 4 in Richtung des Doppelpfeiles in Fig. 13 aufgrund von Modulationen des Kanals A der Rille 10 bewegt wird, wird im wesentlichen keine Schwächung des Kraftflusses durch die Spule 3b des Kanals B entstehen. In gleicher Weise wird, wenn ein Pol des Ankers 4 aufgrund von Modulationen des Kanals B der Rille 10 zum Polschuh \b hin und von diesem weg bewegt wird, eine Schwächung des Kraftflusses durch die Spule 36 entstehen, ohne daß der Kraftfluß durch die Spule 3a wesentlich beeinflußt wird. Eine magnetische Abschirmung 9, die die Abtastvorrichtung umgibt, trägt in üblicher Weise dazu bei, Störströme oder magnetische Störfelder fernzuhalten. Zusätzlich kann die Abschirmung induktiv mit den Polschuhen la und 16 gekoppelt werden, um eine weitere magnetische Kompensation zu erzielen und dazu beizutragen, das Übersprechen der Kanäle zu verringern oder zu verhindern.

In F i g. 13 sind mit 7a und 76 Widerstände bezeichnet, die in dem Stromkreis der Induktionsspulen 3a und 36 liegen. Diese Widerstände veranschaulichen symbolisch die Belastung der Stromkreise, wenn die Tonabnehmer mit einem Verstärker- oder Verstärkersystem verbun-

den ist. Wenn der aktive Kanal auf diese Weise belastet wird, ergibt sich eine Phasenverschiebung, die auf den magnetischen Kraftfluß im magnetischen Kreis zurückwirkt und die Kompensation des Kreises stört, so daß ein Übersprechen eintreten kann. Um diese Phasenver-Schiebung zu kompensieren und ein Übersprechen zu verhindern oder zu verringern, ist ein Phasenkompensator in Form einer kurzgeschlossenen Spule oder eines Ringes 8 um den Mittelsteg 6 herum angeordnet. Der Phasenkompensator besteht aus elektrisch leitendem, jedoch nichtmagnetischem Material, wie Kupfer, Bronze, Messing oder ähnlichen Werkstoffen. In Bezug auf das Verhindern oder das Verringern von Übersprechen aufgrund der Phasenverschiebung werden beste Ergebnisse erzielt, wenn der Phasenkompensator 8 so ausgebildet ist, daß sein Impedanzdreieck geometrisch gleich dem Impedanzdreieck des Stromkreises ist, in dem die Induktionsspulen liegen. In einem Kreis, der Widerstände und Induktivitäten aufweist, ist das Impedanzdreieck ein rechtwinkliges Dreieck, dessen Grundseite durch den Widerstand in Ohm und dessen Höhe durch die Formel 2f-L bestimmt ist, wobei /die Frequenz in Hz und L die Induktivität in Henry ist. Der Winkel zwischen der Hypothenuse und der Grundseite des Dreiecks stellt die Phasenverschiebung dar.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Beherrschung der wichtigen Variablen durch eine Anzahl verschiedener Maßnahmen ermöglicht ist, nämlich mit Hilfe des magnetischen Kompensators (Mittelsteg 6), des Phasenkompensators 8 und durch Veränderung der Anordnung der magnetischen Abschirmung 9. Außerdem kann die Form der dem Anker 4 zugewandten Endfläche des Mittelsteges 6 verändert werden. Diese Endfläche kann, wie dargestellt, eben oder auch V-förmig sein, wobei der Winkel zwischen den beiden Seiten der V-Nut verändert werden kann. Zusätzlich kann die Endfläche konkav oder konvex gewölbt sein. Schließlich kann auch der Winkel zwischen beiden Polschuhen la und 16 verändert werden.

Bei den handelsüblichen 45° —45° ten sind die Seiten der Rille normalerweise in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, d. h, jede Seite steht in einem Winkel von 45° zu der Senkrechten auf die Schallplattenebene. Es wurde nun festgestellt, daß bei der gezeigten ebenen Ausbildung der Endfläche des Mittelsteges 6 eine bessere Kompensation erreicht wird, wenn die Polschuhe la und Xb in einem größeren Winkel als 90° zueinander angeordnet sind, nämlich in einem Winkel von 100 bis 110°.

Schließlich ist es auch möglich, die Abschirmung 9 in einem kleineren oder größeren Abstand von den Polschuhen la und \b anzuordnen.

Der Anker 4 ist um einen mittleren Punkt schwenkbar, so daß ein Pol sich zum Kompensator hinbewegt, wenn der andere Pol zu einem Polschuh hinbewegt wird. Weitere Veränderungen in der Einstellung können dadurch erreicht werden, daß der Schwenkpunkt des Ankers in Bezug auf die Polschuhe verschoben wird. Jeder dieser Faktoren kann dazu verwendet werden, um eine größtmögliche Ausgangsleistung des aktiven Kanals zu erreichen, während ein Ansprechen des sogenannten stillen Kanals verringert oder verhindert wird

Während in F i g. 13 das Prinzip der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung dargestellt ist, zeigen F i g. 1 bis 12 ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer einseitigen Abtastvorrichtung, während in F i g. 14 bis 19 ein Ausführungsbeispiel mit einer doppelseitigen Abtastvorrichtung dargestellt ist

Es sei nun auf F i g. 1 bis 12 bezuggenommen, in denen ein Kunststoffgehäuse 15 dargestellt ist, das von einem Abschirm-Mantel 16 umgeben ist Das Gehäuse 15 besteht aus einem plastischen Material mit guten isolierenden oder dielektrischen Eigenschaften wie Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol oder ein Phenol-Polymerisat oder -copolymerisat Wie besonders aus Fig.5 und 6 ersichtlich, ist das Kunststoffgehäuse 15 nach oben zu offen und hat zwei einander gegenüberliegende Seitenwände, einen Boden und eine Stirnwand, die -zusammen aus einem Stück bestehen. Das rückwärtige Ende des Kunststoffgehäuses 15 ist durch einen Abschlußdeckel 17 verschlossen, der mit dem Gehäuse durch ein biegsames Scharnier 18 verbunden ist. In den Deckel 18 sind Anschlußstecker 20,21,22 und 23 eingegossen. Die gelenkige Verbindung des Deckels 17 mit dem Kunststoffgehäuse 15 vereinfacht die Herstellung und den Zusammenbau des Tonabnehmers. Das Gehäuse 15 und der Deckel 17 können in einem Stück gegossen werden. Dadurch, daß das Gehäuse 15 und der Deckel 17 durch das Scharnier 18 fest miteinander verbunden sind, können sie als ein Stück gehandhabt und gelagert werden. Der Deckel 17 bleibt, wie in F i g. 2 gezeigt, herausgeklappt, während die aus dem Kern, den Spulen und den Polschuhen bestehende Einbaueinheit in das Gehäuse eingesetzt wird und die Drähte von den Spulen an die Anschlußstecker angelötet werden. Wenn die Teile eingebaut und die Drähte befestigt sind, wird der Deckel 17 einfach in das offene Ende des Gehäuses hineingedrückt. Zu diesem Zweck ist die innere Kante des Deckels 17 nach innen zu zurückgesetzt und die inneren Flächen der Seitenwände des Gehäuses und die zurückgesetzte Kante des Deckels 17 sind genutet, um den Deckel 17 im Schließzustand zu halten. Zusätzlich kann der Deckel 17 im Schließzustand durch Hitze-Versiegelung oder ein Lösungsmittel oder einen Klebstoff gehalten werden.

Das Kunststoffgehäuse 15 ist durch eine Querwand 25 in eine vordere Kammer 26 und eine hintere Kammer 27 unterteilt Die vordere Kammer 26 nimmt die aus dem Kern, den Polschuhen, dem Mittelsteg und den Induktionsspulen bestehende Einbaueinheit auf. Die Anschlußstecker 20 bis 23 erstrecken sich in die hintere Kammer 27, in der die Anfänge und Enden der Spulen mit den Steckern verbunden werden.

Das auswechselbare Abtastsystem wird in eine schlitzartige öffnung 28 des Gehäuses 15 eingesetzt, die sich durch die Stirnwand und den Boden des Gehäuses erstreckt In der vorderen Kammer 26 des Gehäuses 15 mündet die öffnung 28 in das Innere des Gehäuses In der hinteren Kammer 27 ist der Boden des Gehäuses bei 29 (Fig. 10) verdickt und er überdeckt das Abtastsystem.

Der Abschirmmantel 16 besteht aus einem Werkstoff mit hoher magnetischer Permeabilität wie Weicheisen, Nickel oder Legierungen derselben. Der Mantel 16 hat zwei Seitenwände, eine obere Wand, eine untere Wand und eine Stirnwand und paßt eng über das Gehäuse 15. Der Mantel 16 hat in seiner Stirnwand eine kleine öffnung 30, die mit der schlitzartigen öffnung 28 im Gehäuse 15 fluchtet, wenn die Teile zusammengebaut sind. Das auswechselbare Abtastsystem kann also durch die öffnung 30 in die schlitzartige öffnung 28 eingeschoben werden. Auf der Oberseite des Mantels 16 ist ein Haltebügel 31 befestigt, der Längsschlitze 32 für die Aufnahme von Schrauben aufweist zwecks Befestigung des Tonabnehmers an dem Tonarm eines

Plattenspielers.

Die in die vordere Kammer 26 des Gehäuses 15 eingesetzte Einbaueinheit ist in F i g. 3 dargestellt und ihre Teile sind in Fig.2 in auseinangezogener Anordnung gezeigt. Die Einheit besteht aus dem Kern 34 und den Polschuhen 35a und 35Z>, die an ihren oberen Abschnitten öffnungen aufweisen, durch die der Kern 34 eingeschoben wird. Der Kern 34 und die Polschuhe 35a und 35b bestehen aus magnetischem Material mit hoher Permeabilität und geringem magnetischem _ro Widerstand wie Weicheisen, Nickel oder Legierungen derselben. Die Polschuhe 35a und 356 erstrecken sich nach unten und sind mit nach innen umgebogenen Abschnitten versehen, welche in schräg nach unten verlaufenden Endabschnitten enden. Der Anker des Abtastsystems liegt zwischen den schräg verlaufenden Endabschnitten der Polschuhe und in einem Abstand von diesen. Der Kern und die Polschuhe bilden zusammen mit dem Anker den primären magnetischen Kreis und entsprechen den Polschuhen la und \b und dem Kern 2 in F i g. 13.

Auf dem Kern 34 sind nahe den gegenüberliegenden Enden desselben zwei Induktionsspulen 36a und 36b angeordnet, die den Spulen 3a und 3b in Fig. 13 entsprechen. Die Anfänge und Enden 37,38 bzw. 39,40 der Spulen 36a und 366 liegen jeweils auf gegenüberliegenden Seiten. Wie aus F i g. 9 ersichtlich, ist der Draht 37 mit dem Anschlußstecker 20, der Draht 38 mit dem Stecker 21, der Draht 39 mit dem Stecker 22 und der Draht 40 mit dem Stecker 23 verbunden.

Auf dem Kern 34 ist zwischen den Spulen 36a und 366 der magnetische Kompensator in Form des Mittelsteges 42 angeordnet, der aus magnetischem Material hoher magnetischer Permeabilität und geringem magnetischem Widerstand, wie Weicheisen oder Nickel oder Legierungen derselben, besteht. Der Mittelsteg 42 hat eine Durchgangsbohrung, durch welche sich der Kern 34 erstreckt. Zwischen dem Kern 34 und dem Mittelsteg 42 besteht ein fester Preßsitz, um einen widerstandsarmen magnetischen Pfad zu erzielen. Der Mittelsteg 42 erstreckt sich bis nahe an den Anker des Abtastsystems, um ebenfalls einen möglichst widerstandsarmen magnetischen Pfad zwischen dem Kern und dem Anker herzustellen. ' ■ ■ · .·

Der untere Abschnitt des Mittelsteges 42 ist mit Nuten 43 versehen, die sich zumindest teilweise um den Mittelsteg herum erstrecken und zur Aufnahme des Phasenkompensators 44 dienen. Der Phasenkompensator 44 hat die Form einer kurzgeschlossenen Windung oder Spule und besteht aus einem elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Material wie Kupfer, Messing oder Bronze. Eine einzige Windung ist im allgemeinen ausreichend. Der Phasenkompensator 44 erstreckt sich um den Mittelsteg 42 herum und kompensiert die Phasenverschiebung, die entsteht, wenn der Stromkreis der Induktionsspule des aktiven Kanals belastet wird.

Die in Fig.3 gezeigte Einbaueinheit wird in die vordere Kammer 26 des Kunststoffgehäuses 15 so eingesetzt, daß die schrägverlaufenden unteren Enden der Polschuhe an den beiden Seiten der schlitzartigen öffnung 28 anliegen. Eine Erdungsleitung in Form einer federnden Zunge 45 erstreckt sich zwischen dem magnetischen Kreis der Einbaueinheit und dem Abschirm-Mantel 16. Die Zunge 45 ist an der Frontfläche des Mittelsteges 42 befestigt und erstreckt sich nach oben und schräg nach hinten zu. Wenn der Mantel 16 über das Gehäuse 15 geschoben wird, kommt das obere Ende der Zunge 45 mit der oberen Wand der Abschirmung 16 in Berührung. Die Zunge 45 besteht aus elektrisch leitendem, nichtmagnetischem Material, wie Kupfer, Messing oder Bronze.

Wenn die Einbaueinheit gemäß F i g. 3 in das Gehäuse 15 eingesetzt ist, die Anschlußdrähte der Spulen an den Steckern befestigt sind, der Deckel 17 in die geschlossene Stellung verschwenkt wurde und der Mantel 16 über das Gehäuse 15 geschoben ist, kann das Abtastsystem durch die öffnung 30 im Mantel 16 in die schlitzartige öffnung 28 des Gehäuses 15 eingeschoben werden. Das Abtastsystem besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 46, das an seinem äußeren Ende einen Kunststoffgriff 47 aufweist. Eine Abtastnadel 48, die aus Diamant oder anderem harten Werkstoff besteht, ist an einem Nadelträger 50 befestigt, der aus leichtem, nichtmagnetischem Werkstoff wie Aluminium besteht und die Form eines sich verjüngenden Rohres aufweist. In das von der Abtastnadel 48 abgewandte Ende des Nadelträgers 50 ist ein Anker 49 in Form eines Permanentmagneten eingesetzt. Ein als Abstandshalter und Dämpfungsmittel dienender Ring 51 aus Gummi oder anderem elastischem Material, das verhältnismäßig geringe Elastizität hat, ist um den Anker 49 herum zwischen diesem und dem rohrförmigen Gehäuse 46 angeordnet, so daß die aus dem Anker 49, dem Nadelträger 50 und der Abtastnadel 48 bestehende Einheit entsprechend den Modulationen der Kanäle der Schallplattenrille schwingen kann.

Der Anker 49 wird durch eine Drahtfeder 52, die aus nichtmagnetischem Material wie Kupfer, Bronze, Messing, Berylliumkupfer od. dgl. besteht, zentriert zwischen den Polschuhen gehalten bzw. in die zentrierte Lage zurückgeführt. Die Feder 52 erstreckt sich zwischen dem Gehäuse 46 und dem Anker 49, wobei das eine Ende der Feder 52 in einen Einschnitt 53 des Gehäuses 46 hineinragt und das andere Ende zwischen den Anker 49 und den Nadelträger 50 eingeschoben ist. Dieses Ende der Feder 52 kann in eine Kunststoffüllung innerhalb des Nadelträgers 50 eingebettet oder direkt am Anker 49 befestigt sein. Die Feder 52 kann entweder oberhalb oder unterhalb des Ankers 49 liegen. Es ist jedoch vorzuziehen, die Feder 52 unterhalb des Ankers anzuordnen, da dies eine verbesserte Führung und geringe Verzerrungen ergibt. Die Feder 52 dient nicht nur dazu, den Anker 49 mit dem Nadelträger 50 und der Abtastnadel 48 in ihre zentrierte Stellung zurückzubringen, sondern sie hält auch die Abtastnadel in ihrer richtigen aufrechten Stellung.

Der den Anker 49 bildende Permanentmagnet soll stark sein und große Kraftliniendichte haben und besteht daher vorzugsweise aus einer Eisen-Nickellegierung, insbesondere einer Legierung mit Eisen, Kobalt, Nickel, Aluminium und Kupfer, die eine große Koerzitivkraft hat. ~

Der Spalt zwischen dem rohrförmigen Gehäuse 46 und der aus dem Anker 49, dem Nadelträger 50 und der Abtastnadel 48 bestehenden Einheit ist derart, daß das Abtastsystem entsprechend den Modulationen der Kanäle der Schallplattenrille frei schwingen kann, ohne mit dem Gehäuse 46 in Berührung zu kommen. Die Oberfläche des Gehäuses 46 kann mit einer Eindrükkung 54 versehen werden, um das Abtastsystem in der richtigen Stellung zu halten. Das rohrförmige Gehäuse 46 hat einen solchen Durchmesser, daß es mit engem Reibschluß in der schlitzartigen öffnung 28 zwischen den Polschuhen 35a und 356 und dem Mittelsteg 42 gehalten wird, wie insbesondere aus Fig.4 und 5 ersichtlich. Dadurch wird das Abtastsystem in bezug auf

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die Polschuhe und den Mittelsteg festgelegt. Der Griff 47 ist so geformt, daß er Oberflächen des Gehäuses umgreift, um das Abtastsystem ebenfalls hinsichtlich der Polschuhe festzulegen. Wie aus Fig. 1, 2 und 4 ersichtlich, erstreckt sich der Griff 47 von dem rohrförmigen Gehäuse 46 nach oben in dem gleichen Winkel wie die Stirnseite des Abschirm-Mantels 16. Die rückwärtige Fläche des Griffes 47 liegt an der Stirnfläche des Mantels 16 an, wenn das Abtastsystem vollkommen eingeschoben ist. Zusätzlich ist das obere Ende des Griffes 47 mit einem nach rückwärts sich erstreckenden, hakenförmigen Abschnitt versehen, der die vordere und obere Fläche des Mantels 16 übergreift, um das Abtastsystem zusätzlich richtig zu orientieren und die Abtastnadel in der aufrechten Stellung zu halten. In Fig. 12a ist ein Griff 47a dargestellt, der die Stirnseite des Mantels 16 berührt, sich jedoch nicht über die Oberseite des Mantels, sondern seitlich über die ganze Breite des Mantels 16 erstreckt und die Seitenwände des Mantels umgreift.

In beiden Ausführungen bewirken das Zusammenwirken zwischen der rückwärtigen Wand des Griffes 47 bzw. 47a und der Stirnseite des Mantels 16 und die hakenförmige Überlappung von zumindest einer der Wände des Mantels 16, daß das Schwingsystem ordnungsgemäß in seiner Lage gehalten wird.

Bei beiden Ausführungen 47 und 47a des Griffes ist die untere Fläche mit einer Aussparung 55 versehen, die mit dem Inneren des rohrförmigen Gehäuses 46 fluchtet. Der Nadelträger 50 mit der Abtastnadel 48 erstreckt sich durch diese Aussparung 55, wobei die Abtastnadel 48 über die untere Fläche des Griffes vorsteht. Aufgrund der nachgiebigen Lagerung des Schwingsystems kann der Nadelträger 50 mit der Abtastnadel 48 in die Aussparung 55 zurückweichen, beispielsweise wenn der Tonarm zu hart auf die Platte aufgesetzt wird. Dadurch wird sowohl die Abtastnadel 48 als auch die Schallplatte vor Beschädigung geschützt, da der Hauptstoß von der unteren Fläche des Plastikgriffes 47 aufgefangen wird. Die Stirnwand des Griffes 47 bzw. 47a ist mit einer Nut 56 versehen, die sich von oben bis zu der Aussparung 55 erstreckt. Das vordere Ende des Abtastsystems liegt unter der Nut 56, so daß es von oben her sichtbar ist, womit das Aufsetzen der Abtastnadel erleichtert wird.

Wenn das gesamte auswechselbare Abtastsystem in den Tonabnehmer eingesetzt ist, liegt der Anker 49 zwischen den Polschuhen 35a und 35b, so daß ein Pol oder Ende des Ankers gegen den Kompensator 42 hin bewegt wird, wenn das andere Ende sich gegen einen der Polschuhe bewegt.

Die Abtastvorrichtung gemäß F i g. 1 bis 12 arbeitet in der gleichen Weise wie schematisch in Fig. 13 gezeigt. Wenn also der Anker und die Nadel entsprechend den Modulationen des Kanals A der Rille schwingen, bewegen sich die Pole des Ankers zu dem Polschuh 35a hin oder von diesem weg. Dadurch entsteht ein bestimmter magnetischer Kraftfluß durch die Spule 36a, wodurch in dieser Spule und in dem zugehörigen Stromkreis ein Strom induziert wird. Aufgrund des als magnetischer Kompensator wirkenden Mittelsteges 42 entsteht keine Änderung in dem Kraftfluß durch die Spule 366, mit dem Ergebnis, daß in dieser kein Strom induziert wird.

Wenn eine Last in Form eines Vorverstärkers oder Verstärkers an die Spule 36a des aktiven Kanals angeschlossen wird, entsteht eine Phasenverschiebung, die auf dem Kraftfluß im magnetischen Kreis zurückwirkt, wodurch die Kompensation des Kreises gestört wird. Der Phasenkompensator 44 kompensiert diese Phasenverschiebung und verhindert oder verringert ein Übersprechen.

Wenn die Abtastnadel 48 und der Anker 49 entsprechend den Modulationen des Kanals B der Schallplattenrille schwingen, bewegen sich die Pole des Magneten zu dem Polschuh 35b hin oder von diesem weg, was einen bestimmten Kraftfiuß durch die Induktionsspule 36b zur Folge hat, wodurch in der Spule

ίο und in dessen Stromkreis ein Strom induziert wird. Der Mittelsteg 42 und der Phasenkompensator 44 wirken in

der vorher beschriebenen Weise, um ein Übersprechsignal in der Spule 36a zu verringern oder zu verhindern.

Der in Fig. 1 bis 12 dargestellte Tonabnehmer wird

>5 durch Schrauben an einem Tonarm befestigt. Wie aus F i g. 11 ersichtlich, ist eine Erdungsleitung 58 zwischen dem Anschlußstecker 22 und dem Abschirm-Mantel 16 vorgesehen. Der »heiße« Draht des dem Kanal A zugeordneten Verstärkersystems wird mit dem Anschlußstecker 21 verbunden und die abgeschirmte oder geerdete Leitung des Kanals A ist mit dem Stecker 20 verbunden. Der heiße Draht des dem Kanal B zugeordneten Verstärkersystems wird mit dem Stecker 23 und die abgeschirmte oder geerdete Leitung des Kanals B wird mit dem Stecker 22 verbunden.

Der in Zusammenhang mit F i g. 1 bis 12 beschriebene Tonabnehmer ist einseitig, d. h. er dient zum Abspielen von Schallplatten, die nur auf einer Seite des Tonabnehmers angeordnet sind. Die Erfindung ist jedoch auch für elektromagnetische Stereo-Tonabnehmer geeignet, die Schallplatten abspielen können, welche auf beiden Seiten der Abtasteinrichtung angeordnet sind. In den Fig. 14 bis 19 ist ein doppelseitiger Tonabnehmer dargestellt, der nur ein einziges Paar von Induktionsspulen aufweist, welche durch Abtastsysteme erregt werden, die auf beiden Seiten des Tonabnehmers vorgesehen sind.

Dieser Tonabnehmer besteht aus einem Kunststoffgehäuse 60, das aus zwei spiegelbildlich gleichen Hälften 60a und 60i» zusammengesetzt ist. Die Trennlinie zwischen den beiden Hälften erstreckt sich längs der Mittelebene des Gehäuses. Jede Gehäusehälfte hat eine vordere Kammer 61, in welche die den magnetischen Kreis und die Induktionsspulen umfassende Einbaueinheit eingesetzt ist. Jede Hälfte weist auch eine hintere Kammer 62 auf, in welche sich die Anschlußstecker 64, 65, 66 und 67 hinein erstrecken und in welcher die Spulen mit diesen Steckern verbunden sind. Von der vorderen Kammer 61 erstreckt sich ein Schlitz 63 zu der rückwärtigen Kammer 62, durch den die Drähte von den Spulen geführt sind. Jede Gehäusehälfte ist auf einer Seite mit einer nach vorwärts gerichteten öffnung 68 und einer daran anschließenden Aussparung 69 zur Aufnahme eines der Abtastsysteme versehen. Auf der gegenüberliegenden Seite ist jede Gehäusehälfte mit einer nach rückwärts gerichteten öffnung 70 und einer damit in Verbindung stehenden Aussparung 7 zur Aufnahme des anderen Abtastsystems versehen. Wenn die Einbaueinheit zusammengebaut und in die vordere Kammer der Gehäusehälften eingesetzt ist und die Drähte der Induktionsspulen mit den Steckern 64 bis 67 verbunden sind, werden die beiden Gehäusehälften entlang ihrer Trennungsebene zusammengefügt. Sie können durch Kleben oder durch Anwendung von Hitze miteinander verbunden oder durch den Abschirm-Mantel 72, der aus zwei gleichen Hälften 72a und 726 besteht, zusammengehalten werden.
Der Abschirm-Mantel 72 ist ebenfalls wieder aus

magnetischem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, wie Weicheisen oder Nickel oder Legierungen daraus. Die beiden Mantelhälften 72a und 726 sind identisch, jedoch entgegengesetzt angeordnet. Die eine ist auf einer Oberfläche der Gehäusehälften angeordnet und zeigt nach vorwärts und die andere ist auf der gegenüberliegenden Fläche der Gehäusehälften angeordnet und zeigt nach rückwärts. Jede Mantelhälfte hat etwa U-förmigen Querschnitt mit Seitenwänden, die die Außenflächen der beiden Gehäusehälften unter Reibschluß nachgiebig umgeben und damit zusammenhalten. Die Mantelhälften haben auch eine abgestufte Außenwand mit einem schräg verlaufenden Zwischenabschnitt 73, der an einer entsprechend ausgebildeten Fläche der Gehäusehälften anliegt. Jeder der Zwischenabschnitte 73 hat eine Öffnung, die mit der öffnung 68 bzw. 70 im Gehäuse 60 übereinstimmt und durch die die Schwingsysteme eingeschoben werden können.

Die das Magnetsystem und die Induktionsspulen umfassende Einbaueinheit ist ähnlich derjenigen, die in Fig. 13 und im ersten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, mit der Ausnahme, daß die Polschuhe und der Mittelsteg sich von dem Kern nach außen in beiden Richtungen zu entgegengesetzten Seiten des Tonabnehmers erstrekken. Die Polschuhe bilden zwei Paare von Polen, die sich in einem Abstand voneinander befinden und Spalte auf gegenüberliegenden Seiten des Tonabnehmers bilden, von denen jeder einem eigenen auswechselbaren Abtastsystem zugeordnet ist. Für beide Abtastsysteme sind die gleichen Induktionsspulen verwendet.

Es sei nun auf Fig. 15, 16 und 17 Bezug genommen, aus denen ein einziger Kern 75 ersichtlich ist, auf dem nahe seinen Enden zwei Induktionsspulen 76a und 766 angeordnet sind. Die beiden Polschuhe 74a und 746 sind mit öffnungen versehen, welche die Enden des Kerns 75 aufnehmen. Die Polschuhe sind am Kern in ihrem mittleren Bereich befestigt und erstrecken sich nach außen gegenüberliegende Seiten des Tonabnehmers, wo sie in winkelige abgebogene Pole 74ai, 74a2, 746i und 74Ö2 enden. Die Pole 74ai und 746i bilden einen Spalt auf der einen Seite und die Pole 74a2 und 74O₂ bilden einen Spalt auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses.

Auf dem Kern 75 ist zwischen den Spulen 76a und 766 der Mittelsteg 82 (magnetischer Kompensator) angeordnet, der sich in entgegengesetzten Richtungen von dem Kern 75 weg zu den Spalten zwischen den Polen und den darin angeordneten Abtastsystemen erstreckt. Der Kern, die Polschuhe und der Mittelsteg sind aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität und geringem magnetischem Widerstand, wie Weicheisen, Nickel oder Legierungen derselben. Um den Mittelsteg 82 herum ist nahe jedem seiner Enden ein Phasenkompensator 83 bzw. 84 angeordnet, der wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aus einem geschlossenen Ring aus elektrisch leitendem, jedoch nichtmagnetischem Material wie Kupfer, Bronze oder Messing besteht.

Die Induktionsspule 76a hat zwei Anschlußdrähte 77 und 78, die sich durch den Kanal 63 hindurch in die hintere Kammer 62 erstrecken, wo sie mit den Anschlußsteckern 64 und 65 verbunden sind. In gleicher Weise erstrecken sich die Anschlußdrähte 79 und 80 der Spule 766 durch den Kanal 63 zur hinteren Kammer 62, wo sie mit den Anschlußsteckern 66 und 67 verbunden sind.

Die doppelseitige Ausführung hat zwei Abtastsysteme 85 und 85' von identischer Ausbildung, die durch die öffnungen 68 und 70 auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses in die Spalte eingeschoben werden können, so daß die Anker der Abtastsysteme induktiv mit den Enden der Polschuhe gekoppelt sind. Das Abtastsystem

85 wird von vorne in die öffnung 68 und das Abtastsystem 85' wird von hinten in die öffnung 70

eingeschoben.
Jedes Abtastsystem weist ein rohrförmiges Gehäuse

86 aus nichtmagnetischem Material wie Kupfer, Messing, Bronze oder Aluminium auf, das an seinem

ίο äußeren Ende einen Plastikgriff 87 besitzt. Der Griff 87 liegt an der Oberfläche des Gehäuses 60 an, wenn das Abtastsystem voll eingeschoben ist, und hat eine der abgestuften Oberfläche der Mantelhälften 72a und 726 entsprechende Fläche. Dadurch wird die Abtastnadel 88 und das Abtastsystem in der richtigen Lage bezüglich der Polschuhe und der Oberfläche der Schallplatte gehalten.

Die Abtastnadel 88 ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel an einem Nadelträger 90 angebracht, der an seinem von der Nadel 88 abgewandten Ende den als Permanentmagneten ausgebildeten Anker 89 trägt und sich von dem rohrförmigen Gehäuse 86 durch eine Aussparung in der Außenfläche des Griffes

87 nach außen erstreckt. Die Nadel 88 besteht aus Diamant oder anderem harten edelsteinartigen Material. Der Nadelträger 90 besteht aus leichtem, nichtmagnetischem Material wie Aluminium. Der Anker 89 ist zusammen mit dem Nadelträger 90 mittels eines Ringes 91 aus Gummi oder anderem elastomeren Werkstoff in dem rohrförmigen Gehäuse 86 gelagert. Der Ring 91 dient dabei als Abstandshalter und Dämpfungsmittel.

Eine Feder 92, die sich von einem Ausschnitt 93 am inneren Ende des Gehäuses 86 zum vorderen Ende des Ankers 89 erstreckt, dient dazu, den Anker 89 in Bezug auf die Polschuhe zu zentrieren und in die zentrische Lage zurückzubringen. Die Feder 92 trägt außerdem dazu bei, die Nadel 88 in der aufrechten Stellung zu halten. Die Feder 92 kann sich, wie gezeigt, zwischen dem Nadelträger 90 und dem Anker 86 erstrecken und so an ihrer Stelle gehalten werden. Die Feder 92 ist vorzugsweise aus nichtmagnetischem Material wie Beryllium, Kupfer oder Bronze.

Wie vorher erwähnt, wird das Abtastsystem 85 von vorne in die öffnung 68 und das Abtastsystem 85' von hinten in die öffnung 70 eingeschoben. Wenn sie voll eingeschoben sind, liegen die Flächen der Griffe 87 an den entsprechenden Außenflächen der Mantelhälften 72a und 726 an, wie aus Fig. 17 ersichtlich. In dieser Lage sind die Anker richtig zwischen den gegenüberliegenden Enden der Polschuhe festgelegt und die Nadeln

88 erstrecken sich durch die Aussparungen in den Griffen 78 nach außen in der richtigen Stellung, um in die Rillen einer Schallplatte einzugreifen. Die Spitzen der Nadeln können unterschiedlichen Radius haben, um Schallplatten verschiedener Art, die mit verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben werden, abspielen zu können, oder auch gleichen Radius aufweisen.

Die Nadeln auf den gegenüberliegenden Seiten können selbstverständlich nicht gleichzeitig zum Abspielen von zwei Schallplatten verwendet werden, sondern werden alternativ verwendet.

Der doppelseitige Tonabnehmer kann geerdet werden, um ein Brummen zu vermeiden oder zu verringern. Er kann an einen Stereo-Verstärker angeschlossen werden, indem die Anschlußstecker 64 und 65 mit den Drähten des einen Kanals und die Anschlußstecker 66 und 67 mit den Drähten des anderen

Kanals verbunden werden. Jede Seite des Tonabnehmers wird in der gleichen Weise verwendet wie das erste Ausführungsbeispiel. Jede Seite funktioniert auch in der gleichen Weise wie vorstehend im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Stereo-Tonabnehmer mit zwei Polschuhen, je einer Spule auf jedem Polschuh, einem gemeinsamen Anker, der durch eine Abtastnadel relativ zum einen Ende jedes Polschuhes bewegbar ist, einem Mittelsteg aus magnetischem Material, der mit den anderen Enden der Polschuhe verbunden ist und sich bis nahe an den Anker erstreckt, und mit einem Dauermagneten zur Erzeugung eines Kraftflusses durch die Polschuhe, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelsteg (6, F i g. 13; 42, F i g. 5) einen Teil des Weges des magnetischen Flusses beider Magnetkreise bildet, wobei die Flußrichtung durch den Mittelsteg entgegengesetzt zur Flußrichtung in den Polschuhen (la, Xb, Fig. 13; 35a, 356, Fig.5) verläuft und das ankerseitige Ende des Mittelsteges mit den ankerseitigen Enden der Polschuhe einen den Magnetkreisen der beiden Kanäle gemeinsamen, den Anker (4, Fig. 13; 49, Fig.5) aufnehmenden Luftspalt bildet, und daß der Mittelsteg von einem beiden Magnetkreisen gemeinsamen Phasenkompensator in Form einer einzigen kurzgeschlossenen Spule (8, Fig. 13; 44, Fig.5) aus elektrisch leitendem, nichtmagnetischem Material umgeben ist.

2. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenkompensator (44) ein geschlossener Ring aus elektrisch leitendem, nichtmagnetischem Material ist.

3. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenkompensator (8,44) Widerstands- und Induktivitätscharakteristika aufweist, die ein Impedanz-Dreieck ergeben, das dem Impedanz-Dreieck der Stromkreise, in welchem die Spulen (36a, 366) liegen, geometrisch ähnlich ist.

4. Stereo-Tonabnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (35a, 356) durch einen Kern (34) miteinander verbunden sind, auf dem die Spulen (36a, 366) angeordnet sind und daß sich der Mittelsteg (42) von dem Kern (34) zwischen den Spulen (36a, 366) bis nahe zu dem Anker (49, 50) erstreckt.

5. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (35a, 356), der Kern (34), die Spulen (42) und der Phasenkompensator (44) zu einer Einbaueinheit zusammengefaßt sind, die in das Gehäuse (15) des Tonabnehmers einsetzbar ist, welches Flächen zum genauen Festlegen der Einheit relativ zu dem Gehäuse (15) aufweist.

6. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) auch Flächen zum genauen Festlegen des Ankers (49,50) relativ zu den Polschuhen (35a, 356) und zu dem Mittelsteg (42) aufweist.

7. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) von einem Mantel (16) umgeben ist, der aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität besteht und mit den Polschuhen (35a, 356) induktiv gekoppelt ist.

8. Stereo-Tonabnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anker (49, 50 bzw. 89, 90) gegenüberliegende Fläche des Mittelsteges (42 bzw. 82) eine ebene

Fläche ist, die sich im wesentlichen parallel zu der Längsmittelachse des Ankers und senkrecht zu der Winkelhalbierenden des Winkels zwischen den Polflächen erstreckt.

9. Stereo-Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anker (49,50 bzw. 89,90) gegenüberliegende Fläche des Mittelsteges (42 bzw. 82) sich im wesentlichen parallel zu der Längsmittelachse des Ankers erstreckt und quer zu dieser Längsmittelachse konkav gewölbt ist.

10. Stereo-Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anker (49,50 bzw. 89,90) gegenüberliegende Fläche des Mittelsteges (42 bzw. 82) sich im wesentlichen parallel zu der Längsmittelachse des Ankers erstreckt und ebene Flächen enthält, die miteinander einen Winkel einschließen, der dem eingeschlossenen Winkel zwischen den Polflächen ähnlich ist.