Auswechselbarer Nadelträger für einen Tonwiedergabekopf
Die Erfindung betrifft einen auswechselbaren Nadelträger für einen Tonwiedergabekopf, der ein in einem Abschirmgehäuse angeordnetes elektromagnetisches System mit zwei senkrecht zueinander angeordneten Polpaaren und mindestens je einer je einem Polpaar zugeordneten Spule aufweist, wobei der Nadelträger mit einem eine Abtastnadel tragenden Anker versehen ist, der in einem beschränkten Kegelbereich allseitig schwenkbar gelagert ist und ein ferromagnetisches Teil umfasst, wlelches durch im Nadelträger fest angeordnete permanentmagnetische Mittel erregt wird,
um mittels des vom Anker ausgehenden magnetischen Flusses bei dem durch die Abtastnadel erfolgenden Abtasten einer zwei stereophonische Komponenten aufweisenden Schallaufzeich- nung in zwei zueinander senkrechten Ebenen die genannten Polpaare zu erregen und in den Spulen zwei den stereophonischen Komponenten entsprechende Spannungen zu erzeugen.
Ein solcher Nadelträger ist aus der USA-Patentschrift Nr. 3 294405 bekannt.
Die Erfindung bezweckt, einen verbesserten Nadel träger dieser Art zu schaffen, so dass der gleiche Tonwiedergabekopf bei Anwendung des erfindungsgemässen Nadelträgers eine grössere elektrische Ausgangsleistung als bisher liefert, falls der schwingende Anker die gleiche Trägheit hat wie beim bekannten Nadelträger. Bei gleicher Ausgangsleistung soll dagegen der Nadelträger eine wesentlich geringere Trägheit haben als beim bekannten Nadelträger, zwecks Verbesserung der Tonwiedergabe und Verringerung des Verschleisses der Tonaufzeichnung und der Abtastnadel. Die Erfindung geht dabei aus von der Erkenntnis, dass zur Erzielung dieser Ergebnisse die Art und Weise, wie die magnetischen Mittel auf dem Nadelträger angebracht sind, von wesentlicher Bedeutung sind.
Beim bekannten Nadelträger bestehen die magnetischen Mittel aus einem einzigen Permanentmagnet, der in einer einzigen magnetischen Richtung magnetisilert und angenähert mit der Achse des Ankers ausgerichtet ist.
Der Nadelträger nach der Erfindung zeichnet sich dagegen dadurch aus, dass die permanentmagnetischen Mittel mindestens zwei Permanente enthalten, die einander mit gleichnamigen Polen gegenüber sbehend an das ferromagnetische Teil Ides Ankers angrenzen und in Richtungen magnetisiert sind, die auf der Achse des ferromagnetischen Teils konvergieren.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Er findungsgegenstandesldargestellt. Es ist
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Nadelträgers;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines in einem Tonwiedergabekopf enthaltenen elektromagnetischen Systems;
Fig. 3 ein Schema des elektromagnetischen Systems nach Fig. 2;
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Nadelträger nach Fig.
1 mit einem Teilschnitt;
Fig. 5 eine Ansicht des Nadelträgers nach Fig. 1 und 4 in Richtung des Pfeiles V von Fig. 4;
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Nadelträgers, wobei die Schnittebene der Ebene VI-VI von Fig. 4 entspricht;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des Nadelträgers, mit einem Teilschnitt, und
Fig. 8 eine Ansicht des Nadelträgers nach Fig. 7 in Richtung des Pfeiles VIII von Fig. 7.
Der in Fig. 1, 4 und 5 dargestellte Nadlelträger 1 weist einen aus Kunststoff bestehenden Block 2 auf, in den zwei Permanentmagnete 3 eingebettet sind. Der Na delträger 1 ist zu einer Symmetrieebene s-s symmetrisch ausgebildet, zu welcher die Achsen der Magnete 3 senkrecht stehen. Die Nordpole N der beiden Magnete 3 stehen einander auf den Flanken eines im Block 2 ausgesparten Spaltes 4 gegenüber, während die Südpole S entsprechend voneinander abgekehrt sind. Der untere Teil 5 des Spaltes 4 hat V-förmiges Profil.
Eine kleine Vierkanthülse 6 aus nichtmagnetisierbarem Material, z.B. Messing, deren Achse in der Symmetrieebene s-s liegt, hat ein im Block 2 eingebeuetes, in der Zeichnung nicht sichtbares Ende, in dessen Nähe ein Gummilager 7 für ein zylindrisches Röhrchen 8 aus ferromagnetischem Material vorgesehen ist. An einem Ende des Röhrchens 8 ist ein bogenförmiger Arm 9 aus dünnem Aluminiumrohr befestigt, das - wie aus Fig. 1 ersichtlich - am freien Ende 10 des Armes 9 zusammengequetscht ist, um das Anbringen einer Abtastnadel 11 an diesem Ende 10 zu erleichtern. Die Nadel 11 besteht z. B. aus einer Diamant- oder Saphirspitze. Das andere Ende des ein ferromagnetisches Ankerteil darstellenden Röhrchens 8 ist durch einen dünnen Draht 12 mit einem Punkt der Vierkanthülse 6 verbunden.
Dieser Draht 12 liefert eine Rückstellkraft, welche die Elastizität des Lagers 7 unterstützt, um das Röhrchen 8 und damit den ganzen Anker 8, 9 in seiner Ruhelage axial auszurichten.
Das elastische Lager 7 gestattet innerhalb eines gewissen Kegelbereiches eine allseitige Schwenkung des teilweise aus ferromagnetischem Material bestehenden, mit der Nadel 11 versehenen Ankers 8, 9.
Der Nadelträger 1 ist zum Anstecken oder Anschrauben an einen Tonwiedergabekopf bestimmt, der das in Fig. 2 gezeigte elektromagnetische System 13 enthält.
Das System 13 weist zwei etwa U-förmig abgekröpfte ferromagnetische Bänder 14 und 15 auf, die zwei zueinander senkrechte magnetische Joche darstellen und deren Enden zwei Paare von Polen 16 und 17 bilden.
Auf den magnetischen Jochen 14 und 15 sind zwei elektrische Spulen 18 und 19 vorgesehen. Das Magnetsystem 13, das der Anschaulichkeit halber in Fig. 3 noch einmal in ganz schematischer Weise gezeigt ist, befindet sich innerhalb einer in Fig. 2 nur strichpunktiert angedeuteten magnetischen Abschirmung 20, die auf der Seite der Pole 16, 17 offen ist, um ein Einstecken der Hülse 6 zwischen diese Pole 16, 17 zu gestatten, die eine entsprechende Führung 21 von quadratischem Querschnitt bilden. Es sei hierzu bemerkt, dass in den Fig. 1 und 2 die Achsen der Hülse 6 und der Führung 21 zusammenfallen. Ausser dem System 13 und der Abschirmung 20 enthält der Tonwiedergabekopf natürlich noch zahlreiche andere Teile, die aber nicht dargestellt sind. So weisen z.
B. der Nadelträger 1 und der Tonwiedergabekopf ausser den komplementären Teilen 6 und 21 noch weitere, gegebenenfalls leicht federnde, komplementäre Teile auf, die nach Anstecken des Nadelträgers an den Tonwiedergabekopf die Steckverbindung sichern.
Wenn mit der Nadel 11 eine Rille einer stereophonischen Schallplatte abgetastet wird, wobei in den zuein ander senkrechten Flanken der Rille die beiden stereophonischen Tonspuren aufgezeichnet sind, so führt der Anker 8, 9 entsprechende Schwingungen in zwei zu einander senkrechten Ebenen aus, nämlich in den Symmetrieebenen der Polpaare 16 bzw. 17. Aus den Nordpolen N der Magnete 3 tritt ein Magnetfluss in den Anker 8 ein, der von letzterem auf die Pole 16 und 17 übergeht und über die magnetischen Joche 14 und 15 und das fremde Einflüsse abschirmende Abschirmgfehäuse 20 als Streufluss zu den Südpolen S zurückkehrt. Das ferromagnetische Teil 8 erzeugt hierbei durch seine Schwingungen in den Spulen 18, 19 Spannungen.
In ein und demselben Tonwiedergabekopf wird mittels des beschriebenen Nadelträgers eine wesentlich höhere Spannung erzeugt als mittels des bekannten Nadelträgers, wenn die Nadel 11 in gleicher Weise mechanisch erregt wird und die Massen der schwingenden Teile 8, 9, 11 in beiden Fällen einander gleich sind. Zudem erlaubt auch der beschriebene Nadelträger das Abspielen monauraler Tonaufzeichnungen.
Die Mindestleistung von Tonwiedergabeköpfen ist in verschiedenen Ländern bereits genormt, mit Rücksicht auf die anzuschliessenden Übertragungsgiieder, insbesondere Verstärker. Normalerweise soll bei einer Geschwindigkeitsamplitude der Nadel von 1 cm/sec eine Spannung von etwa 0,5-1,0 mV abgegeben werden, wenn die Spule mit einem Widerstand von 47 kQ belastet ist. Wenn man den beschriebenen Nadelhalter so dimensioniert, dass er dieser Norm entspricht, aber nicht wesentlich mehr Leistung abgibt, so kann sein schwingendes System 8, 9, 11 wesentlich leichter ausgeführt werden als dasjenige des bekannten Nadelträgers, was eine Erhöhung der Wiedergabetrene, also eine Verringerung der Verzerrungen, zur Folge hat und ferner auch in sehr erwünschter Weise die Abnützung der Schallplatten herabsetzt.
Nachdem der die Spannung induzierende magnetische Fluss nur wenige Prozent des gesamten Flusses der Magnete 3 darstellt, ist es sehr wichtig, den Nutzfluss im ferromagnetischen Teil des Ankers möglichst gross zu machen. Dies wird beim beschriebenen Nadelträger durch die beiden mit gleichnamigen Polen an das ferromagnetische Teil 8 des Ankers angrenzenden Permanentmagnete 3 erzielt.
Die beiden Magnetjoche werden als magnetische Kreise bezeichnet, was insofern irreführend ist, als sie in Wirklichkeit je zwei Parallelwege des magnetischen Nutzkreises darstellen. Dies schliesst natürlich nicht aus, dass pro Magnetjoch auch zwei Spulen vorgesehen sein können, auf jedem Schenkel eine, unter entsprechend gepolter Serieschaltung der beiden Spulen.
In Fig. 6 ist ein Querschnitt durch einen Nadelträger la dargestellt, der sich vom Nadelträger 1 nach Fig. 1, 4 und 5 lediglich dadurch unterscheidet, dass ausser den beiden Magneten 3 noch ein dritter, in der transversalen Schnittebene liegender Magnet 3a vorgesehen ist, dessen Nordpol N ebenfalls auf die Achse des Ankerteils 8 hin gerichtet ist. Der durch das magnetische Ankerteil 8 fliessende Fluss kann durch den dritten Magneten 3a ebenfalls erhöht werden, aber in nennenswertem Masse nur dann, wenn durch die beiden Magnete 3 nicht bereits magnetische Sättigung im Ankerteil 8 erreicht worden ist. Für das Ankerteil wird ein hochpermeables Material vorgesehen, damit der Sättigungsfluss möglichst gross ist, und die Magnete 3 oder 3 und 3a wird man so stark wählen, dass dieser Sättigungsfluss erreicht wird.
In den Fig. 7 und 8 ist ein Nadelhalter 1b dargestellt, bei dem ein Block 2b und zwei Magnete 3b vorgesehen sind, die symmetrisch in einer Schräglage zur Achse eines Ankers 8b, 9b angeordnet sind, wobei wiederum gleichnamige Pole, z. B. hier die Südpole S, auf das Ankerteil 8b hin gerichtet sind. Das Aluminiumröhrchen 9b weist ein Endteil 24 auf, das auf quadratischen Querschnitt deformiert worden ist. Das Ankerteil 8b besteht aus zwei rechteckigen, hochpermeablen Lamellen 25, die auf zwei Seitenflächen des Endteils 24 befestigt sind.
Exchangeable needle carrier for a sound reproduction head
The invention relates to an exchangeable needle carrier for a sound reproduction head, which has an electromagnetic system arranged in a shielding housing with two pairs of poles arranged perpendicular to one another and at least one coil each associated with a pair of poles, the needle carrier being provided with an armature carrying a scanning needle, which is in a limited cone area is pivotable on all sides and comprises a ferromagnetic part, which is excited by permanent magnetic means fixed in the needle carrier,
in order to excite the mentioned pole pairs by means of the magnetic flux emanating from the armature during the scanning of a sound recording having two stereophonic components in two mutually perpendicular planes and to generate two voltages corresponding to the stereophonic components in the coils.
Such a needle carrier is known from US Pat. No. 3,294,405.
The aim of the invention is to create an improved needle carrier of this type so that the same sound reproduction head when using the needle carrier according to the invention delivers a greater electrical output power than before if the oscillating armature has the same inertia as the known needle carrier. With the same output power, however, the needle carrier should have a significantly lower inertia than the known needle carrier, in order to improve the sound reproduction and reduce the wear and tear of the sound recording and the scanning needle. The invention is based on the knowledge that the manner in which the magnetic means are attached to the needle carrier are of essential importance in order to achieve these results.
In the known needle carrier, the magnetic means consist of a single permanent magnet which is magnetized in a single magnetic direction and is aligned approximately with the axis of the armature.
The needle carrier according to the invention, on the other hand, is characterized in that the permanent magnetic means contain at least two permanents which adjoin each other with poles of the same name opposite to the ferromagnetic part of the armature and are magnetized in directions that converge on the axis of the ferromagnetic part.
In the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown. It is
1 shows a perspective illustration of a first embodiment of the needle carrier;
Fig. 2 is a perspective view of an electromagnetic system included in a sound reproducing head;
Fig. 3 is a schematic of the electromagnetic system of Fig. 2;
FIG. 4 is a plan view of the needle carrier according to FIG.
1 with a partial section;
5 shows a view of the needle carrier according to FIGS. 1 and 4 in the direction of arrow V of FIG. 4;
FIG. 6 shows a cross section through a second embodiment of the needle carrier, the cutting plane corresponding to plane VI-VI of FIG. 4;
7 shows a plan view of a third embodiment of the needle carrier, with a partial section, and
8 shows a view of the needle carrier according to FIG. 7 in the direction of the arrow VIII in FIG. 7.
The needle carrier 1 shown in FIGS. 1, 4 and 5 has a block 2 made of plastic, in which two permanent magnets 3 are embedded. The Na delträger 1 is symmetrical about a plane of symmetry s-s, to which the axes of the magnets 3 are perpendicular. The north poles N of the two magnets 3 face each other on the flanks of a gap 4 cut out in the block 2, while the south poles S are accordingly turned away from each other. The lower part 5 of the gap 4 has a V-shaped profile.
A small square sleeve 6 made of non-magnetizable material, e.g. Brass, the axis of which lies in the plane of symmetry s-s, has an end embedded in block 2, not visible in the drawing, in the vicinity of which a rubber bearing 7 is provided for a cylindrical tube 8 made of ferromagnetic material. At one end of the tube 8 an arched arm 9 made of thin aluminum tube is attached, which - as can be seen from FIG. 1 - is squeezed together at the free end 10 of the arm 9 in order to facilitate the attachment of a scanning needle 11 to this end 10. The needle 11 consists, for. B. from a diamond or sapphire point. The other end of the tube 8, which represents a ferromagnetic armature part, is connected to a point on the square sleeve 6 by a thin wire 12.
This wire 12 provides a restoring force which supports the elasticity of the bearing 7 in order to axially align the tube 8 and thus the entire armature 8, 9 in its rest position.
The elastic bearing 7 allows the armature 8, 9, which is partially made of ferromagnetic material and is provided with the needle 11, to pivot in all directions within a certain conical area.
The needle carrier 1 is intended to be plugged or screwed onto a sound reproduction head which contains the electromagnetic system 13 shown in FIG.
The system 13 has two approximately U-shaped bent ferromagnetic strips 14 and 15, which represent two magnetic yokes perpendicular to one another and the ends of which form two pairs of poles 16 and 17.
Two electrical coils 18 and 19 are provided on the magnetic yokes 14 and 15. The magnet system 13, which is shown again in a very schematic manner in FIG. 3 for the sake of clarity, is located within a magnetic shield 20, indicated only by dash-dotted lines in FIG. 2, which is open on the side of the poles 16, 17 To allow insertion of the sleeve 6 between these poles 16, 17 which form a corresponding guide 21 of square cross-section. It should be noted here that in FIGS. 1 and 2 the axes of the sleeve 6 and the guide 21 coincide. In addition to the system 13 and the shield 20, the sound reproduction head naturally also contains numerous other parts, which are, however, not shown. So show z.
B. the needle carrier 1 and the sound playback head in addition to the complementary parts 6 and 21 on other, possibly slightly resilient, complementary parts that secure the plug connection after plugging the needle carrier on the sound playback head.
If a groove of a stereophonic record is scanned with the needle 11, the two stereophonic soundtracks being recorded in the mutually perpendicular flanks of the groove, the armature 8, 9 performs corresponding oscillations in two mutually perpendicular planes, namely in the planes of symmetry of the pole pairs 16 and 17. From the north poles N of the magnets 3, a magnetic flux enters the armature 8, which passes from the latter to the poles 16 and 17 and via the magnetic yokes 14 and 15 and the shielding housing 20, which shields external influences, as a leakage flux returns to the southern poles of S. The ferromagnetic part 8 generates voltages in the coils 18, 19 through its vibrations.
In one and the same sound reproduction head, a much higher voltage is generated by means of the needle carrier described than by means of the known needle carrier when the needle 11 is mechanically excited in the same way and the masses of the vibrating parts 8, 9, 11 are equal in both cases. In addition, the described needle carrier also allows the playback of monaural sound recordings.
The minimum output of sound reproduction heads is already standardized in various countries, with regard to the transmission elements to be connected, in particular amplifiers. Normally, at a speed amplitude of the needle of 1 cm / sec, a voltage of around 0.5-1.0 mV should be delivered when the coil is loaded with a resistance of 47 kΩ. If the needle holder described is dimensioned in such a way that it complies with this standard, but does not deliver significantly more power, its oscillating system 8, 9, 11 can be made much lighter than that of the known needle carrier, which increases the playback separation, i.e. a decrease the distortion, and also very desirable reduces the wear and tear of the records.
Since the magnetic flux which induces the voltage represents only a few percent of the total flux of the magnets 3, it is very important to make the useful flux in the ferromagnetic part of the armature as large as possible. In the case of the needle carrier described, this is achieved by the two permanent magnets 3 adjoining the ferromagnetic part 8 of the armature with poles of the same name.
The two magnetic yokes are referred to as magnetic circles, which is misleading insofar as they actually represent two parallel paths of the useful magnetic circle. Of course, this does not rule out that two coils can also be provided per magnet yoke, one on each leg, with the two coils connected in series accordingly.
6 shows a cross section through a needle carrier la which differs from the needle carrier 1 according to FIGS. 1, 4 and 5 only in that, in addition to the two magnets 3, a third magnet 3a lying in the transverse sectional plane is provided, whose north pole N is also directed towards the axis of the armature part 8. The flux flowing through the magnetic armature part 8 can also be increased by the third magnet 3a, but only to a significant extent if the two magnets 3 have not already achieved magnetic saturation in the armature part 8. A highly permeable material is provided for the armature part so that the saturation flux is as large as possible, and the magnets 3 or 3 and 3a will be chosen so strong that this saturation flux is achieved.
7 and 8, a needle holder 1b is shown in which a block 2b and two magnets 3b are provided, which are arranged symmetrically in an inclined position to the axis of an armature 8b, 9b, again with poles of the same name, e.g. B. here the south poles S, are directed towards the anchor part 8b. The aluminum tube 9b has an end part 24 which has been deformed to a square cross section. The anchor part 8b consists of two rectangular, highly permeable lamellae 25 which are attached to two side surfaces of the end part 24.