DE2625463A1

DE2625463A1 - Elektrodynamischer wandler

Info

Publication number: DE2625463A1
Application number: DE19762625463
Authority: DE
Inventors: Tsugikuma Minamizono
Original assignee: MITACHI ONKYO SEISAKUSHO NUMAZ
Current assignee: MITACHI ONKYO SEISAKUSHO NUMAZ
Priority date: 1975-06-06
Filing date: 1976-06-05
Publication date: 1976-12-09
Also published as: CH598732A5; CA1077858A; FR2313834A1; FR2313834B1; AU498287B2; AU1462676A; US4072823A; GB1541103A; DK250576A; NL7606070A; DE2625463C2

Description

Dr.-Ing. WILHELM REICHEL Dipl.-Ing. WOLFGANG REICHEL

PATENTANWÄLTE

Telefon= Frankfurt Oo 11 /5591 65 6 FRANKFURT AM MAIN 1 Telegramm: Frankfurt Patenlron PARKSTRASSE 13 Postsch«ck: Ffm. 468 30-000

2625463 _den 3. j«ni 1976

ReZk-r 8487

KABUSHIKI KAISHA. MITACHI ONKYO SEISAKUSHO Numazu-shl, Shizuoka-ken, Japan

Elektrodynamischer Wandler

Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Wandler zum Umwandeln von mechanischen Schwingungssignalen in elektrische Signale.

Insbesondere sind Wandlersysteme bekannt, bei denen der magnetische Fluß direkt Spulen in einer Weise schneidet, daß das verwendete Schwingungssystem einfach aufgebaut sein kann, beispielsweise als eine Bauform mit einem bewegten Magneten oder mit einem induzierten Magneten, wobei in derartigen Systemen Bauteile wie Polstücke nicht benötigt werden."

Diese Umwandlersysterne können in zwei Hauptklassen unterteilt werden, von denen die eine die Bauform mit bewegtem Magneten, weiterhin als 'MM-Bauform¹ oder als Bauform mit induziertem Magneten, weiterhin als 'IM-Bauform¹ und die andere als Bauform mit bewegter Spule, weiterhin als 'MC-Bauform' bezeichnet wird.

Die zuerst genannte Bauform, nämlich der MM- oder IM-Typ weist ein System auf, bei dem der Magnetfluß von dem Magneten oder von dem magnetisch durchlässigen Material schwingt, entsprechend zu der jeweiligen Anordnung der Polstücke und bei dem ein Magnetkreis unter

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Einschluß der 'Polstücke gebildet wird, so daß eine Spule die Änderung im Anstieg oder im Abfall des Magnetflusses abtastet, wodurch eine dementsprechende Spannung in der Spule induziert wird. Mit anderen Worten, es wird ein Magnet oder ein Anker Schwingungen ausgesetzt, durch die die Änderung im Magnetfluß zuerst auf die Polstücke übertragen wird, wodurch eine Spannung in der Spule erregt wird.

Bei der letzteren Bauform wird ein System verwendet, bei dem eine Spule selbst in einem Magnetfluß konstanter Dichte bewegt wird und direkt den Magnetfluß ohne zwischengeschaltete Mittel schneidet.

Ein Vergleich der beiden Systeme hinsichtlich ihrer Vorteile und Nachteile zeigt, daß die zuerst genannte Bauform ein mechanisches Schwingungssystem aufweist, das aus einem Magnet oder einem Anker, einer Konsole bzw. einem freitragenden Ausleger und einer Tonabnehmerspitze besteht, wodurch die Konstruktion einfach und es ermöglicht wird, die wirksame Masse der Tonabnehmerspitze zu verringern. Diese Bauform hat des weiteren den Vorteil, daß eine hohe Ausgangsspannung dadurch erzielt werden kann, daß die Anzahl der Wicklungen der Spule erhöht wird. Dieser Typ von Tonabnehmer wird hauptsächlich in elektromagnetischen Tonabnehmern eingesetzt und sowohl bei Geräten der hohen als auch der mittleren Preisklasse verwendet, obwohl die Umwandlung der mechanischen in elektrische Signale ein Zwischenmedium wie Polstücke unumgänglich notwendig macht, durch die, wie schon vorausstehend ausgeführt wurde, die Ausgangsspannung in einer Spule induziert wird, wobei diese Spannung durch die Magnetostriktion oder die Frequenzcharakteristik des magnetischen Materials der Polstücke beeinflußt wird und wodurch es unmöglich wird, mechanische Schwingungssignale in elektrische Signale mit hoher Wiedergabegualität umzuwandeln und obwohl diese Bauform von Tonabnehmern den Nachteil besitzt, daß ein Tonklang mit hoher Wiedergabegüte nicht erhalten werden kann.

Im Vergleich hierzu wird bei der MC-Bauform eine Spule verwendet, die mit einer Tonabnehmerkons ο Ie integriert ist und in einem Mag—

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netfeld mit konstanter magnetischer Flußdichte so angeordnet ist, daß sie in einem rechten Winkel den Magnetfluß des Gleichstrom-Magnetfeldes schneidet, wodurch der Vorteil erreicht wird, daß die Ausgangsspannung in der Spule mit hoher Wiedergabegüte induziert wird, in Übereinstimmung mit der Spulenbewegung infolge der Abwesenheit von einem Zwischenmedium, wie beispielsweise den Polstükken, die normalerweise eine Störung oder eine unerwünschte Beeinflussung zwischen der Spule und dem Gleichstrom-Magnetfeld bewirken. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß durch die direkte Umwandlung der mechanischen Schwingungssignale in elektrische Signale die MC-Bauform den Vorteil hat, daß ein Wiedergabeklang mit hoher Wiedergabegüte erhaltbar ist, wobei jedoch der folgende Nachteil besteht, daß die mechanische Impedanz der Tonabnehmerspitze notwendigerweise die Kompliziertheit des mechanischen Schwingungssystems steigert, da die Spule selbst noch mitschwingen muß. Zusätzlich kommt noch nachteilig hinzu, daß die Anzahl der Windungen im wesentlichen nicht erhöht werden kann, so daß eine hohe Ausgangsspannung nicht erhalten wird, wodurch im allgemeinen ein Zusatztransformator in der Praxis erforderlich wird. Diese Bauform besitzt noch den weiteren Nachteil, daß der Tonabnehmer nicht ersetzt werden kann, da die Spule mit dem mechanischen Schwingungssystem integriert ist und daß die Anzahl der Herstellungsschritte unumgänglich ansteigt, wodurch dementsprechend auch die Kosten des Endproduktes erhöht werden. Aus diesen Gründen wird die MC-Bauform in Geräten der höchsten Qualität eingesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrodynamischen Umwandler zu schaffen, der die Vorteile unter Ausschließung der Nachteile der beiden herkömmlichen Systeme vereinigt und. bei dem das Schwingungssystem so einfach wie bei dem MM- oder IM-Typ aufgebaut ist, während das System zum Umwandeln der mechanischen in elektrische Signale ohne Zwischenmittel wie Polstücke arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf zwei Spulenkörpern, bestehend aus zwei säulenförmigen Rahmen oder Kernen aus magnetisch durchlässigem Material Spulen senkrecht zu der Längsrichtung aufgewickelt sind, deren Achsen zueinander parallel

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verlaufen, daß ein Magnet mit einer Tonabnehmerkonsole integriert ist, deren Mittellinie parallel zu den Achsen in der Ebene, die den Abstand zwischen den Achsen halbiert und senkrecht zu der Ebene der Achsen verläuft und mit dem entsprechenden Rahmen und dem Magnet einen Magnetkreis bildet, daß die Spule jedes Spulenkörpers durch den Zwischenraum von Rahmen und Magnet hindurchgewickelt ist und daß der Magnet für den Magnetfluß beweglich angeordnet ist, der die um den zugehörigen Rahmen gewickelte Spule im wesentlichen senkrecht schneidet.

Auf diese Weise wird ein elektrodynamischer Wandler bzw. Tonabnehmer mit hohem Wirkungsgrad erhalten, bei dem der Magnetfluß direkt die Spulen ohne Zwischenmittel während der umwandlung der mechanischen in elektrische Signale schneidet.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Spule des einen entsprechenden Spulenkörpers in zwei Spulen aufgeteilt, deren Wicklungszahl gleich ist und die derart gewickelt und miteinander elektrisch verbunden sind, daß die darin induzierten Spannungen die gleiche Phase besitzen und ist des weiteren der Magnet innerhalb der beiden Spulenkörper und an der Grenzlinie der beiden geteilten Spulen angeordnet, deren N-S-Polrichtungen parallel zu den Spulenkörpern verlaufen. Bei dieser Ausgestaltung wird ein guter Rauschabstand erhalten und nur diejenige Komponente, wo der Magnetfluß die Spulen schneidet, wird als Ausgangsspannung erfaßt«

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die geteilten Spulen von einem der Spulenkörper zueinander gegensinnig gewickelt sind, daß das Wicklungsende der einen geteilten Spule mit dem Wicklungsanfang der anderen geteilten Spule bzw. umgekehrt, verbunden ist und daß die Ausgangsspannung von den freien Enden jeder der geteilten Spulen abgenommen wird. Es ist auch möglich, daß die geteilten Spulen von einem der Spulenkörper gleichsinnig zueinander gewickelt sind, daß der Wicklungsanfang der einen geteilten Spule und der Wicklungsanfang der anderen geteilten Spule miteinander verbunden sind und daß die Abnahme der Ausgangsspannung von den freien Enden jeder der geteilten Spu-

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len erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß die Anzahl der Windungen bzw. Wicklungen der Spule des Systems erhöht werden kann, um eine möglichst hohe Ausgangsspannung ohne den Einsatz von Transformatoren zu erhalten.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Joch aus magnetisch durchlässigem Material derart angeordnet,- daß ein Ende ein Rahmenende berührt und das andere Ende magnetisch mit dem Magnet über einen Gummistoßdämpfer verbunden ist und daß der Magnet, der Rahmen und das Joch einen Magnetkreis bilden.

Die Erfindung zeichnet sich noch dadurch aus, daß auf zwei Spulenkörpern, bestehend aus zwei säulenförmigen Rahmen oder Kernen aus magnetisch durchlässigem Material Spulen senkrecht zu der Längsrichtung aufgewickelt sind, deren Achsen zueinander parallel verlaufen, daß ein Anker aus magnetisch durchlässigem Material mit einer Tonabnehmerkonsole integriert und parallel zu den Achsen in der Ebene, dieden Abstand zwischen den Achsen halbiert und senkrecht zu der Ebene der Achsen angeordnet ist, daß ein Joch aus magnetisch durchlässigem Material und ein Magnet vorgesehen sind, der einen magnetischen Fluß zu dem Anker induziert und mit dem Rahmen, dem Anker und dem weiteren Joch einen Magnetkreis bildet, daß die Spule des entsprechenden Spulenkörpers durch den Zwischenraum von Rahmen und Anker hindurchgewickelt ist und daß der Anker für den Fluß der Spule beweglich angeordnet ist und der Fluß die Wicklungen der entsprechenden Spule im wesentlichen unter einem rechten Winkel schneidet. Auf diese Weise wird eine elektrodynamische Tonabnehmer-Bauform mit einer einfachen Tonabnehmer-Konsolenanordnung erhalten, die nur eine Tonabnehmerspitze, eine Konsole und einen Magneten oder einen Anker aus magnetisch durchlässigem Material umfaßt, um die wirksame Masse der Tonabnehmerspitze zu verringern und die gesamte Anordnung leicht auswechselbar zu gestalten. Bei dieser Ausführungsform sind die Hauptteile der Konstruktion die beiden säulenförmigen Rahmen, um die die Spulen parallel zueinander gewickelt sind, um die Anordnung einfach zu gestalten und die Anzahl der Herstellungsschiitte so weit wie möglich zu vermindern. Mit der Erfindung soll ein elektrodynamischer

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Tonabnehmer geschaffen werden, der für stereophonischen Betrieb geeignet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - eine perspektivische Ansicht einer Ausfuhrungsform der Erfindung, teilweise aufgebrochen,

Figuren 2a, 2b und 2c - entsprechende Schnittansichten der Ausführungsform, nach Figur 1,

Figur 3 - die räumliche Anordnung einer Spule und eines Magneten, der mit einer Tonabnehmerkonsole integriert ist, gemäß der Ausführungsform nach Figur 1,

Figur 4 - eine Schnittansicht zur Erklärung des übersprechens, längs der Linie A-A¹ von Figur 3,

Figur 5 - ein Diagramm zur Erklärung des Prinzips der Energieerzeugung mit dem Magnetkreis der Ausführungsform nach Figur 1,

Figur 6 - eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, in der die Spule in zwei gleich große Spulen geteilt ist, teilweise aufgebrochen ,

Figur 7 - die räumliche Beziehung der zwei geteilten Spulen und einen Magneten in der Ausführungsform nach Figur 6,

Figur 8 — ein Diagramm zur Erklärung des Prinzips der Energieerzeugung, mit dem Magnetkreis nach Figur 7,

Figuren 9 und 1o - die Richtungen der Wicklungen und die Verbindungen der geteilten Spulen,

Figur 11- eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform, bei der ein Joch im Magnetkreis verwendet wird,

Figur 12 - den Magnetkreis der Aus führung sforni nach Figur 11,

Figur 13 - eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform, bei der ein Joch in einem Magnetkreis und ein Anker aus magnetisch durchlässigem Material in dem Tonabnehmerschwingungssystem verwendet werden, und

Figur 14 - den Magnetkreis der Ausführungsform nach Figur 13.

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In Figur 1 sind mit den Positionsnummern 1 und 2 die entsprechenden Spulenrahmen für den rechten und für den linken Kanal bezeichnet, um die Spulen 3 und 4 in einem rechten Winkel zu den Längsrichtungen der Spulenrahmen gewickelt sind. Befestigungsplatten 5 und 6 stützen die entsprechenden Spulenrahmen 1 und 2 ab. Die Spulenrahmen 1 und 2 sind zueinander parallel ausgerichtet, wie Figur 1 zeigt und so angeordnet, daß sie einander unter einem bestimmten Winkel gegenüberstehen, wobei innerhalb dieses Winkels eine Tonabnehmerkonsolenanordnung, bestehend aus einem Magneten 9, einem freitragenden Ausleger bzw. einer Konsole 1o und einer Tonabnehmerspitze 11 sich befindet. Die Anordnung wird durch einen Tonabnehmerhalter 7 abgestützt und ist durch einen Gummistoßdämpfer 8 stoßgedämpt und so angeordnet und beweglich ausgebildet, daß sie innerhalb der Tonspuren schwingen kann und daß der Magnetfluß von dem Magneten 9 dieser Anordnung die beiden Spulen unter einem rechten Winkel schneidet, wodurch es ermöglicht wird, die Signale entsprechend der Bewegung der Tonabnehmerspitze abzugreifen. Eine Anschlußplatte 13 weist Anschlußstifte 14 auf, die sich für eine Verbindung mit einem Verstärker zum Verstärken der erzeugten Signale von der Anschlußplatte 13 weg erstrecken. Ein Befestigungsblock 15 trägt die Spulenbefestigungsplatten 5 und 6 und die Anschlußplatte 13. Der linke und der rechte Kanal sind in der gleichen Weise aufgebaut.

Anhand der Figuren 3, 4 und 5 wird die Betriebsweise nachstehend noch konkret erklärt werden. Zur besseren Übersicht und zum besseren Verständnis der Arbeitsweise sind die für die Erläuterung nicht unbedingt erforderlichen Teile in diesen Figuren weggelassen. In Figur 5 wird der L-Kanal (linke Kanal) der Erklärung zugrundegelegt, genausogut könnte auch der rechte Kanal zur Erläuterung dienen, da dieser in gleicher Weise arbeitet. Der Magnetfluß vom Nordpol des Magneten 9 bildet den Magnetkreis durch den Spulenrahmen 2, der aus magnetisch durchlässigem Material besteht und einen Magnetweg zu dem Südpol des Magneten 9 darstellt. Der Teil zwischen dem Magneten 9 und dem Spulenrahmen 2 nimmt daher einen Magnetfluß konstanter Dichte auf. Wo die Tonabnehmerspitze 11, die die Signale von den Tonspuren aufnimmt, sich um den

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Schwingungsschwerpunkt O um die Strecke ¹X¹ hinaus bewegt, wird die Bewegung des Magneten 9 nächst der Oberfläche der Spule 4 eine Drehbewegung um den Schwingungsschwerpunkt O, die durch das Bezugszeichen ¹Y¹ gekenn^zeichnet ist. Somit gelangt der Fluß von dem Magneten zu einem rechtwinkligen Schnitt mit den Spulen, wodurch die größte Wirksamkeit erzielt wird. Dies bedeutet, daß die folgende elektromotorische Kraft in der Spule induziert wird, nämlich

e = B 1 ν [vj

in der B die magnetische Flußdichte in dem geschnittenen Teil der Spulen ist, 1 die aktive Länge der Spule und ν die Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetflusses.

Die räumliche Lage des Magneten 9 zu der Spule 4 ist derart, wie Figur 5 zeigt, daß der Magnet nahe dem einen Ende der Spule 4 angeordnet ist, wobei der Magnetfluß, wie aus dem. folgenden ersichtlich wird, die Spule stets in der gleichen Richtung schneidet. Die Richtungen des Magnetflusses des Magneten 9 sind zwischen dem Nord- und dem Südpol entgegengesetzt, während die Bewegungsrichtungen des Magnetflusses gleich sind. Dies bewirkt, falls der Magnet in dem Zwischenteil der Spule sich befindet, daß Spannungen mit gegensinniger Phasenlage induziert werden, wodurch es zu Auslöschungen kommt und nur die überschüssige Spannung, das heißt die Differenz der phasenmäßig gegensinnigen Spannungen auftritt, um diese Erscheinung zu verhindern, ist der Magnet 9 nahe an der einen Seite der Spule 4 angeordnet, um nur diejenige Spannung zu induzieren, die dem einen Pol, entweder dem Nord- oder dem Südpol entspricht, nicht jedoch derjenigen des anderen Pols. Zur Erhöhung der Magnetflußdichte des Teils der Spule erstreckt- sich der Spulenrahmen 2 über den Teil hinaus, der von der Spule umwunden ist, wodurch der magnetische Widerstand bzw. die Reluktanz niedrig wird.

Für den rechten Kanal ist die Anordnung ähnlich, und Figur 4 zeigt in einer Schnittansicht die räumliche Lage des rechten und des linken Kanals.

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In Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die entsprechenden Spulen in zwei Spulen geteilt sind, die die gleiche Windungszahl besitzen. Zwischen den geteilten Spulen 18 und 19 für den rechten und den linken Kanal befindet sich eine Trennungsplatte 2o. Die Bauteile, die mit denjenigen der Ausführungsform nach Figur 1 übereinstimmen, sind mit gleichen Positionszahlen belegt. In der Position, in der der Magnet 9, wie in den Figuren 7 und 8 gezeigt, angeordnet ist, nämlich in dem Mittelteil der Spule, ist es nicht möglich, die Ausgangsspannung in der Spule abzugreifen, wie nachstehend noch erläutert wird. Um zu einer praktikablen Lösung zu kommen, ist die Spule geteilt und die entsprechenden geteilten Spulen 18, 19 sind derart gewickelt und miteinander verbunden, daß die positive Phasenspannungsfolge in beiden Teilen induziert wird, nämlich in demjenigen Teil der Spule, der von dem Magnetfluß des Nordpols und demjenigen Teil der Spule, der von dem Magnetfluß des Südpols des Magneten 9 geschnitten wird. Dies bedeutet, wie Figur 9 zeigt, daß an den sich gegenüberliegenden Seiten die Grenzebene zu gleichen Teilen in eine Oberfläche mit Nordpolarität und in eine Oberfläche mit Südpolarität des Magneten 9 unterteilt ist. Die entsprechenden unterteilten Spulen sind in gegensinnigen Richtungen um den Spulenrahmen gewickelt, wobei das Ende (b) der Wicklung der einen getrennten Spule und der Beginn (c) der anderen getrennten Spule zusammengeschlossen sind und die Ausgangsspannung von den verbleibenden Enden der entsprechenden getrennten Spulen abgenommen wird, das heißt von dem Beginn (a) der einen getrennten Spule und von _ dem Ende (d) der anderen getrennten Spule. Es ist auch möglich, wie in Figur 1o gezeigt, daß die Richtungen der zwei getrennten Spulen gleichsinnig sind, wobei die Enden (b⁽, d') der Wicklungen der entsprechenden getrennten Spulen zusammengeschlossen sind und die Ausgangsspannung von den verbleibenden Anfängen (a¹, c¹) der Wicklungen abgenommen wird oder umgekehrt die Anfänge (a¹, c¹) miteinander verbunden sind, während die Ausgangsspannung an den Enden (b¹, d¹) abgegriffen wird. Bei diesen Bedingungen ist die durch den Magnetfluß des Nordpolteils des Magneten 9, der die Spule schneidet, induzierte Spannung und die durch den Magnetfluß des Südpolteils induzierte Spannung jeweils positiv in bezug auf

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ihre Phasenlage, wodurch die Summe der Spannungen der entsprechenden Spulen als Ausgangsspannung erhalten wird.

Figuren 11 und 13 zeigen weitere Ausführungsformen, bei denen der Magnetkreis gegenüber den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen unterschiedlich gebildet wird, während die übrigen Bauteile ähnlich zu denjenigen der Ausführungsform nach Figur 1 angeordnet sind. Figur 12 stellt den Magnetkreis nach Figur 11 dar, in welchem der von dem Nordpol des Magneten 9, der mit dem Tonabnehmerausleger integriert ist, kommende Magnetfluß über den Spulenrahmen 2, das Joch 21 aus einem magnetisch durchlässigen Material durch den Tonabnehmerhalter 7 verläuft und zu dem Südpol des Magneten zurückkehrt, wodurch ein geschlossener Magnetkreis gebildet wird. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Figur"1 nur in bezug auf den Magnetkreis, jedoch wird bei beiden Ausführungsformen das gleiche Prinzip zur Energieerzeugung angewandt, so daß die Ausgangsspannung ebenso wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen in den sich gegenüberliegenden Enden der Spule 4 erregt wird.

In Figur 13 ist ein Magnet 24 nicht in dem Tonabnehmerschwingungssystem befestigt, sondern in einem anderen Magnetkreis eingeschaltet, während das Schwingungssystem stattdessen mit einem Anker 22 aus einem magnetisch durchlässigen Material ausgerüstet ist, der mit dem Tonabnehmer aus leger integriert ist. Der magnetische Sättigungswert dieses Ankers ist so hoch wie derjenige von Eisen oder Permendur. Die Energieerzeugung dieser Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf Figur 14 näher erläutert. Der von dem Nordpol des Magneten 24 kommende Magnetfluß fließt, wie die Pfeile anzeigen, durch das Joch 25, den Tonabnehmerhalter 7 aus einem magnetisch durchlässigen Material und über den Anker 22, der mit dem Tonabnehmerausleger integriert ist, und durch den Spulenrahmen 2 und das Joch 23 zurück zu dem Südpol des Magneten 24, um . einen geschlossenen Magnetkreis zu bilden. Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß in dem Anker 22 der Magnetfluß von dem Magnet 24 ebenso eintritt als im Falle der magnetischen Bahn durch das Joch 25 und über den Tonabnehmerhalter 7. An den Stellen, an

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denen Signale von den aufgezeichneten Tonspuren zu der Tonabnehmernadel übertragen werden, beginnt der integriert ausgebildete Anker 22 notwendigerweise entsprechend den aufgezeichneten Tonspuren zu schwingen. Die Schwingungsformen sind die gleichen wie sie schon voranstehend erwähnt wurden, und das Prinzip der Energieerzeugung ist identisch mit demjenigen der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen, da diese Konstruktion weitgehend mit der Ausführungsform nach Figur 13 übereinstimmt und nur in dem Punkt sich von dieser unterscheidet, daß der Anker 22 aus magnetisch durchlässigem Material den Magnet ersetzt, wobei der magnetische Sättigungswert des Ankers so hoch wie derjenige von Eisen oder Permendur ist.

Dementsprechend, wie schon voranstehend erwähnt, schneidet der Magnetfluß die Spule 4 unter einem rechten Winkel, wodurch es ermöglicht wird, daß die Ausgangsspannung in den sich gegenüberliegenden Enden der Spule 4 erregt wird.

Die Erklärung, wie sie bisher für die Energieerzeugung abgegeben wurde, bezieht sich auf einen einzigen Spulenkörper, das heißt auf einen Kanal. Nachstehend wird das Prinzip des Stereophonischen Betriebes unter Bezugnahme auf Figur 4 erläutert, wobei darauf hingewiesen wird, daß bei den anderen Ausführungsformen die Energieerzeugung in gleicher Weise erfolgt. Im Falle der Erfassung der linksgängigen Signale, wenn sich der Magnet 9 um die Achse C-C dreht, führt der Teil des Magneten 9, der der Spule 4 für den linken Kanal gegenüberliegt, eine Bewegung senkrecht zu der Zeichenebene aus und dementsprechend bewegt sich auch der Magnetfluß. Die Spule 4 für die linken Kanalsignale ist in einer Art gewickelt, daß die Spule von dem Fluß unter einem rechten Winkel in bezug auf die voranstehend angeführte Bewegung des Magneten geschnitten wird, so daß eine maximal wirksame Ausgangsspannung in der Spule 4 für das Erfassen des linken Kanals induziert wird.. Wird andererseits die Oberfläche des Magneten 9 betrachtet, die der anderen Spule 3 für das Erfassen des rechten Kanals gegenüberliegt, so sind die Bewegungsrichtungen an den gegenüberliegenden Seiten in bezug auf die Achse C-C gegensinnig, da der Magnet sich' um die Achse C-C

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dreht. Als Konsequenz hieraus folgt/ daß die induzierten Spannungen an der rechten und linken Seite der Achse G-C³ in ihrer Phase gegensinnig sind, ~/7as in einer gegenseitigen Auslöschung der Spannungen resultiert, so ä~£ keine Ausgangssparmung in den Enden der Spulen 3 erregt wircL Zn ähnlicher Weise? um die aus gangs spannung in der Spule 3 für die rechten Kanalsignale zu erfassen, ist es aus Figur 4 ersichtlich, daß der Magnet ura die Achse B-B^s sich dreht, wobei in dlissss i?sll die Betriebsweise die gleiche wie im linken i^anal ist? "v;;cLurcii eis stereophon" -seller Betrieb ermöglicht wird.

Wie seilen sirxfaags erklärt. ';?urde, besteht keine Begrenzung für die Windungszahl dsr Spule, so daß äis - Spule ebenso "viele Windungen wie bei einen- ί-ΊΜ-Τγο besitzen kann, mit dsm zusätzlichen Vorteil einer höheren Ausgangsspannung als bei der MM-Baufom infolge des höheren Wirkungsgrades. Der Austausch des Tonabnehmers ist in ähnlicher Weise möglich und die Betriebsweise ist insoweit die gleiche wie bei dem MC-Typ, als der Magnetfluß direkt die Spulen schneidet. Dementsprechend ermöglicht es die Erfindung die Vorteile der MM-Bauform und der MC-Bauform zu vereinigen unter Ausschluß der iiäuhteile dieser Tonabnehmer typen.

Die Vorteile dieser Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

(1) Da ein mechanisches Schwingungssystem ähnlich zu demjenigen der MM- oder IM-Bauform verwendet wird, ist das Schwxngungssystem einfach aufgebaut, und es ist möglich, die effektive Masse der Tonabnehmerspitze gering zu halten, so daß das mechanische Schwingungssystem eine Wslergabe mit der Wiedergabegüte der aufgezeichneten Tonspuren ermöglicht.

(2) Bei der Umwandlung der mechanischen in elektrische Signale schneidet der Magnetfluß direkt die Spulen, so daß die mechanischen Signale mit einer entsprechend hohen Wiedergabegüte ohne Umwandlungsverlust in elektrische Signale umgewandelt werden.

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(3) Da der Magnetkreis von der Sicht der Spulenseite kein geschlossener Kreis ist, ist die Induktanzkomponente niedrig und die Ausgangsimpedanz der Spule im wesentliche eine GleichstroiawiderStandskomponente, wobei die Frequenzcharakteristik bis zu hohen Frequenzen abgeflacht ist.

(4) Im Magnetkreis bewirken die Bewegungen des Magneter 3 und des Ankers 22 keine Änderung im Abstand zu den Spulenrahmen*., sondern im wesentlichen nur eine parallele Bewegung, während im Gegensatz dazu bei dem MM-Typ der Magnetfluß innerhalb der Polstücke ansteigt oder absinkt, in Abhängigkeit von der Änderung des Abstandes des Magneten von den Polstücken, so daß im wesentlichen keine Frequenzcharakteristik auftritt, da die größten Anteile des Flusses in dem Magnetkreis aus einem Gleichstrom-Magnetfluß bestehen und die Komponente des Wechselstrom-Magnetflusses extrem klein ist.

(5) Bei der Ausführungsform, bei der die Spule in zwei gleiche Teile unterteilt ist und der Magnet 9 an der Grenzlinie zwischen diesen beiden unterteilten Spulen angeordnet ist, werden auch für den Fall, daß eine geringfügige Änderung des Abstandes zwischen dem Spulenrahmen und dem Magneten auftritt, die induzierten Spannungen infolge dieser Abstandsänderung sich gegenseitig auslöschen, da die Wicklungsrichtungen und die Verbindungen zwischen den Spulen so vorgesehen sind, daß die auftretenden Spannungen gegensinnige Phasenlage habe," so daß sie sich gegenseitig auslöschen und keine Ausgangsspannung in der Spule auftritt. Dies bedeutet, daß nur in bezug auf die Komponente, wo der magnetische Fluß in seiner Gesamtheit die Spule schneidet, eine Ausgangsspannung an den Enden der Spule abgegriffen werden kann. Zusätzlich, selbst für den Fall,daß eine Änderung im Magnetfluß, der einen Welligkeitsanteil besitzt infolge eines innerhalb der Spule auftretenden äußeren Rauschens, werden Spannungen induziert, die sich gegenseitig auslöschen, so daß keine Ausgangsspannung, die der Rauschkomponente entsprechen könnte, an den Enden der Spulen erscheint. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß nur in bezug auf die Kom-

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ponente, ^r.:o der l-l£C":i3tfluß insgesamt die Spule schneidet, eine Ausgangsspannung an den Enden der Spulen abgegriffen werden kann und daS keine Spannung entsprechend dem äußeren Rauschen an den Enden der Spulen auftritt, wodurch der Rauschabstand verbessert wird.

(6) In der Zuordnung und der räumlichen Anordnung der Tonabnehmeher-Bauteile stellen die beiden Spulenkörper die Hauptteile dar, die zueinander parallel angeordnet sind, um die Konstruktion insgesamt einfach zu gestalten und dadurch die Anzahl der Herstellungsschritte stark zu vermindern.

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Claims

Anm.: Mitachi Onkyo Seisakusho K.K. ReZk-r 8487

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Patentansprüche

Elektrodynamischer Wandler zum Umwandeln von mechanischen Schwingungssignalen in elektrische Signale, dadurch gekennzeichnet, daß auf zwei Spulenkörpern, bestehend aus zwei säulenförmiger Rahmen (1, 2) oder Kernen aus magnetisch durchlässigem Material Spulen (3, 4) senkrecht zu der Längsrichtung aufgewickelt sind, deren Achsen zueinander parallel verlaufen, daß ein Magnet (9; 24) mit einer Tonabnehmerkonsole (1o) integriert ist, deren Mittellinie parallel zu den Achsen in der Ebene, die den Abstand zwischen den Achsen halbiert, und senkrecht zu der Ebene der Achsen verläuft und mit dem entsprechenden Rahmen und dem Magnet einen Magnetkreis bildet, daß die Spule jedes Spulenkörpers durch den Zwischenraum von Rahmen und Magnet hindurchgewickelt ist und daß der Magnet für den Magnetfluß beweglich angeordnet ist, der die um den zugehörigen Rahmen gewickelte Spule im wesentlichen senkrecht schneidet.
2. Elektrodynamischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (9; 24) an dem einen Ende der Spule (3, 4 bzw. 18, 19) zum Verhindern der Induktion von Spannungen mit umgekehrter Phase in der Spule angeordnet ist.
3. Elektrodynamischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (3, 4) des entsprechenden Spulenkörpers in zwei Spulen (18, 19) aufgeteilt ist, deren Wicklungszahl gleich ist und die derart gewickelt und miteinander elektrisch verbunden sind, daß die darin induzierten Spannungen die gleiche Phase besitzen und daß der Magnet (9) innerhalb der beiden Spulenkörper und an der Grenzlinie der beiden geteilten Spulen (18, 19) angeordnet ist, deren N-S-Polrichtungen parallel zu den Spulenkörpern verlaufen.

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4. Elektrodynamischer Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geteilten Spulen (18, 19) von einem der Spulenkörper - zueinander gegensinnig gewickelt sind, daß das Wicklungsende der einen geteilten Spule (18) mit dem Wicklungsanfang der anderen geteilten Spule (19) bzw. umgekehrt, verbunden ist und daß die Ausgangsspannung von den freien Enden jeder der geteilten Spulen abgenorrsnen wird»
5. Elektrodynamischer Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geteilten Spulen (18, 19) von einem der Spulenkörper gleichsinnig zueinander gewickelt sind, daß der Wicklungsanfang der einengeteilten Spule (18) und der Wicklungsanfang der anderen geteilten Spule (IS) miteinander verbunden sind und daß die Abnahme der Aus gangs spannung von den freien Enden jeder der geteilten Spulen erfolgt.
6. Elektrodynamischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Joch (21) aus magnetisch durchlässigem Material derart angeordnet ist, daß ein Ende ein Rahmenende berührt und das andere Ende magnetisch mit dem Magnet (9) über einen Gummistoßdämpfer (8) verbunden ist und daß der Magnet (9), der Rahmen (1, 2) und das Joch (21) einen Magnetkreis bilden.
7. Elektrodynamischer Wandler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß auf zwei Spulenkörpern, bestehend aus zwei säulenförmigen Rahmen (1, 2) oder Kernen aus magnetisch durchlässigem Material Spulen (3, 4) senkrecht zu der Längsrichtung aufgewickelt sind, deren Achsen zueinander parallel verlaufen, daß ein Anker (22) aus magnetisch durchlässigem Material mit einer Tonabnehmerkonsole (1o) integriert und parallel zu den Achsen in der Ebene, die den Abstand zwischen den Achsen halbiert und senk-

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ReZk-r 8487

recht zu der Ebene der Achsen angeordnet ist, äaß ein Joch (23) aus magnetisch durchlässigem Material und ein Magnet (24) vorgesehen sind, der einen magnetischen Fluß zu dem Anker (22) induziert und mit dem Rahmen (1, 2), dem Anker (22) und üe i. weiteren Joch (25) einen Magnetkreis bildet, daß die Spule (3/ 4) des entsprechenden Spulenkörpers durch den Zwischen*·" -¹^ von Rahmen (1, 2) und Anker (22) hindurchgewickelt ist .. daß der Anker (22) für den Fluß der Spule (3, 4) beweglich ^geordnet ist und der Fluß die Wicklungen der entsprechender. Spule im wesentlichen unter einem rechten Winkel schneidet«

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