DE1572473A1

DE1572473A1 - Stereophonischer Tonabnehmer fuer Plattenspieler

Info

Publication number: DE1572473A1
Application number: DE19671572473
Authority: DE
Inventors: Atsushi Iga
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1966-10-20
Filing date: 1967-09-12
Publication date: 1970-02-19
Also published as: GB1163468A; US3526728A; NL6713155A

Description

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Matsushita Electric Industrial Go·, Ltd., Kadoraa, Osaka (Japan)

Stereophon!scher Tonabnehmer für Plattenspieler

Gegenstand der Erfindung ist ein stereophonischer Tonabnehmer für Plattenspieler mit einem veränderbaren magnetischen Widerstand und im besonderen ein stereophonischer Tonabnehmer mit zwei, mit einem Magneten vereinigten magnetischen Schaltungselementen, von denen jedes Element zwei Polstücke, ein Joch und zwei Kerne aufweist, die mit zwei Spulen ausgestattet sind«

Zurzeit stehen magnetische stereophonisoher Tonabnehmer für Plättenspieler mit einem veränderbaren magnetischen Widerstand zur Verfügung* Derartige Tönabnehmer sind z»B, in der amerikanischen Patentschrift Hr₉ Z .8.6* 897 (Kaar) sowie in der amerikanischen Patentschrift-'Kr,. 3 0*7 677 (Pritchard) offenbart* Ein älterer mägne* j tischer Tonabnehmerkopf weist auf eine Tönabnehmernadel, zwei

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Luftspalte zwischen dem Anker und den Polstücken sowie zwei mit zwei Spulen versehene Magnetkerne, Durch einen aus einem ferpomag-, netischen Material bestehenden Anker fließt ein magnetischer Kraftfluss von dem einen Pol eines Permanentmagneten zum entgegengesetzten Pol· Die Bewegung des Ankers als Folge der Schwingbewegungen der Nadel oder des Stiftes in* den Rillen einer phonographischen Aufzeichnung moduliert den magnetischen Widerstand in den Luftspalten, so dass in den Spulen Signale induziert werden. Bei diesen herkömmlichen Tonabnehmerköpfen muss der mit dem Anker ver-, bundene Schaft aus einem ferromagnetisehen Material, z.B. aus Mü-Metall oder aus Permalloy bestehen, da er einen Teil"des magnetischen Stromkreises bildet. Für«die stereophinisehe Wiedergabe einer Aufnahme auf Schallplatten ist ,es erwünscht, das Gewicht des mit der Nadel verbundenen schwingenden Schaftes zu vermindern. Bei den herkömmlichen Tonabnehmern, bei denen der magnetische Widerstand verändert wird, kann das Gewicht des Schaftes nicht herabgesetzt werden, da dieser aus einem ferromagnetisehen Material bestehen muss« Außerdem weisen solche herkömmlichen Tonabnehmer eine Spule für jeden Kanal der stereophon!sehen Wiedergabe auf·

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Es ist möglich, dass von außen her durch einen ferromagnetische» Anker magnetische Kraftfelder einwirken und unerwünschte Geräusche erzeugen« Damit solche Geräusche unterdrückt werden können muss ein Kanal mit zwei Spulen vorgesehen werden, die in entgegengesetztem Sinne einander nachgeschaltet sind und den aäußeren Magnetfluss kompensieren· :

Die Erfindung sieht einen magnetischen Tonabnehmer für Schallplatten vor, dessen magnetischer Widerstand veränderbar ist, und der eine befriedigende Wiedergabe von Aufmhmen auf stereophoniBohea Schallplatten bewirkt.

Die Erfindung sieht ferner einen Tonabnehmer der genannten

Art mit einem veränderbaren magnetischen Widerstand vor, bei dem als Schaft ein leichtes, nicht magnetisierbares Material verwendet wird·

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben· In den beiliegenden Zeichnungen ist die
Pig»l eine seheraatisehe Darstellung der Grundkonstruktion und des Arbeltsprinzips des Tonabnehmers nach der Erfindung,

Fig·2 eine schaubildliche Darstellung eines stereophonischen Tonabnehmers, der eine Ausführungsform der Erfindung darstellt,

Fig«3 eine schaubildliche Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Tonabnehmers nach der Erfindung,

Fig»4 eine schaubildliche Darstellung eines stereophonischen Tonabnehmers, der eine weitere Ausführungsform der Er~ findung darstellt,

Fig«5 ein senkrechter Schnitt durch den in ein Gehäuse eingesetzten Tonabnehmer nach der Fig.2,

Fig.6 ein senkrechter Schnitt durch den in ein Gehäuse eingesetzten Tonabnehmer nach der Fig.4.

Bevor die einzelnen Ausführungsformen des Tonabnehmers nach der Erfindung beschrieben werden, soll.zuerst unter Hinweis auf die Fig.l das Prinzip der Erfindung erläutert werden· Die Fig.l zeigt einen Magneten 15 mit den an den entgegengesetzten Enden angebrachten Jochen 13 und 14# Das Joch 13 weist zwei Kerne 3 und 6 sowie zwei Polstüoke 20 und 21 auf, während das Joch 14 zwei Kerne 7 und 8 sowie zwei Polstücke 22 und 23 aufweist« Jedes Joch mit den beiden Kernen und Polstücken wird hiernach als magne» tischee Element bezeichnet* Die Polstücke 20, 21, 22 und 23

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umschließen einen Baum für einen Anker 3· Die Kerne 5 und 6 tragen die Spulen 9 und 10, die einander nachgeschaltet sind und daher als eine einzige Spule wirken» Ebenso tragen die Kerne 7 und 8 die beiden Spulen 11 und 12, die gleichfalls einander nachgeschaltet sind und als eine einzige Spule wirken· Ein Schaft 2 verbindet den Anker 3 mit einer Nadel oder einen Stift 1. Der Anker ist im genannten Baum frei bewegbar, wenn die Nadel die Rillen einer Schallplatte abtastet· Bewegt sich der Anker 3 entsprechenden den Schwingungen der Nadel 1 in einer Rille in Richtung zum Polstück 20, so verstärkt sich der Magnetfluss im Kern 5 und vermindert sich im Kern 6. Der Gesamtmagnetfluss in beiden Kernen 5 und 6 weist immer denselben Wert auf und ist gleich dem Magnetfluss, der erhalten wird, wenn der Anker 3 eine neutrale Stellung einnimmt, bei der die Kerne 5 und 6 im wesentlichen den gleichen Magnetfluss aufweisen· Bei einer Verstärkung des Magnetflusses im Kern 5 werden in der Spule 9 Ströme induziert, während zugleich als Folge einer Schwächung des Magnetflusses im Kern 6 Ströme in der Spule 10 induziert werden· Die Spulen 9 und 10 sind so zusam-

ch mengeschaltet, dass die in diesen induzierten Ströme si addieren· Andererseits erfolgt in den Kernen 7 und 8 keine Veränderung des Magnetflusses, da der Anker 3 keine Bewegung in Sichtung der Polstück® 22 und 23 ausführte Die Bewegung der Nadel in einer weiteren Bi lie bewirkt eine Veränderung des Magnetflusses in den Kernen 7 und 8 in der obeg, beschriebenen Weise» Nach diesem Prinzip werden durch die Bewegung der Nadel in beiden Kanälen Signale er-&©ugtj mit- denen der Ton stereophonisch in befriedigender Weise wiedergegeben werden kann* ■

Sue Erzielen des neusn Effektes ist es wichtig, dass zwei Polstücke einander- gegenüberstehen, die mit demselben Joch

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verbunden sind, und dass zwischen den einander gegenüberstehenden Polstücken ein Anker angeordnet ist. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist darin zu sehen, dass der Magnetfluss aus den Polstueken im Anker konzentriert wird. Diese Konzentration kann in der Weise erzielt werden, dass ein Anker verwendet wird, der die Entfernung zu einem Polstück verkürzt in bezug auf die Entfernung zwischen zwei Polstücken mit verschiedener Polarität· Der Magnet 15 kann aus ,jedem geeigneten Magnet ζ·Β· aus

einem Permanentnagneten oder aus einem Elektromagneten bestehen·

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Die Joche, Kerne und Polstüoke werden aus einem herkömmlichen magnetisierbaren Material hergestellt, das eine hohe Permeabilität aufweist, wie Permalloy und Mü-Metall. Das magnetische Element besteht aus einem Joch mit Kernen und Polstüoken mit derselben magnetischen Polarität und können jede geeignete Form aufweisen, bei der zwei Polstücke einander gegenüberstehen·

Die beiden Polstücke 20 und 21 des einen magnetischen Elementes müssen in einer Linie liegen, die senkrecht auf der Linie der beiden Polstücke 22 und 23 des anderen magnetischen Elementes steht· Das heißt, eine die Mittelpunkte der Stirnflächen der Polstücke 20 und 21 verbindenden Linie verläuft rechtwinklig zu einer die Mittelpunkte der Stirnflächen der anderen Polstüoke 22 und 23 verbindenden Linie, Diese Anordnung der beiden Paare von Polstücken 1st wichtig bei Verwendung für Zweikanal-Stereοsehallplatt en, bei denen die Aufzeichnung in Richtung ^5°~^5° vorgenommen wurde· Wird ein Anker 3 in einem Raum angeordnet, der von vier Stirnflächen der beiden Paare von Polstücken 20, 21, 22 und 23 umgeben ist, so muss eine die Mittelpunkte der Polstücke 20 und 21 mit einander verbindende Linie senkrecht zu den anderen beiden Polstücken 22 und 23 verlaufen« Das Joch zusammen Bit den Kernen

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und Polstücken wird an dem einen Ende des Magneten so angebracht, das der Luftspalt zwischen Joch und Magnet so klein wie möglich wird, wobei für die Befestigung ein herkömmliches Klebemittel verwendet werden kann.

Der Anker 3 wird aus einem geeigneten magnetIsierbaren Material mit einer hohen Permeabilität hergestellt z.B. aus Mii-Metall.

Der Nadelschaft muss aus einem leichten, nicht magnetisierbar en Material bestehen, damit das Magnetfeld des Ankers 3 φ . nicht gestört wird·

Die Fig»2 zeigt die räumliche Anordnung der in der Fig.l dargestellten Elemente, wobei die einander gleichen.oder entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wurden· Nach der Fig.2 steht ein aus einem Joch 13, den beiden Kernen 5 und 6 und aus den beiden Polstücken 20 und 21 bestehendes hufeisenförmiges magnetisches Element über einen Magneten 15 mit einem anderen magnetischen Element 31 in Verbindung, das aus einem Joch Ik₉ den beiden Kernen 7 und 8 sowie aus den beiden Polstücken 22 und 23 besteht. Die Magnetkernpaare $, 6 und 7, 8 sind mit Wicklungen versehen, wie oben beschrieben· Die Polstücke 20, 21,

22 und 23 sind so ausgestaltet, dass sie in bezug auf einen gegebenen Punkt fast das gleiche Magnetfeld erzeugen, und derart zusammengesetzt, dass die Polstücke mit derselben Polarität einander gegenüberstehen! und dass die die Mittelpunkte der Polstueke 20 und 21 verbindende Linie rechtwinklig zu der die Polstücke 22 und

23 verbindenden Linie verläuft. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist darin zu sehen, dass die vier Polstücke 20, 21, 22 und 23 unreinen Punkt herum symmetrisch angeordnet sind«

Xn dem von den vier Polstücken 20, 21, 22 und 23

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umgebenen Baum ist ein Anker 3 so angeordnet, dass der Mittelpunkt des Ankers 3 mit dem Symmetriepunkt der vier Polstueke 20, 21, und 23 zusammenfällt. Die Nadel 1 steht mit der Mitte des Ankers über einen Schaft 2 in Verbindung· Der Anker 3 ist in einer Halterung h- gelagert, die an dem einen Ende an einem nicht dargestellten Ständer befestigt ist, so dass der Anker sich in dem von den vier Pulstücken umgebenen Raum entsprechend der Bewegung der Nadel 1 frei bewegen kann·

Bei dieser Ausführungsform wird der Raum für den Anker von den Seitenflächen der vier Polstücke gebildet· Der Anker 3ist quadratisch ausgestaltet und so bemessen, dass die Entfernung zwischen dem Anker 3 und jedem der vier Polstücke 20, 21, 22 und 23 kurzer ist als zwischen jewei benachbarten Polstücken, um . einen Streufluss vom Anker aus zu verhindern« . Die Pig.3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der für die gleichen oder entsprechenden Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden, wie in der Fig.l und 2. In der gleichen Weise, wie in der Pig»2 dargestellt, sind zwei hufeisenförmige magnetische Elemente (gleich den Elementen 30 und 31 in der Pig·2) durch einen Magneten 15 mit einander verbunden«. Wie in der Fig.l dargestellt, besteht das magnetische Element 30 aus einem Joch 13, den beiden Kernen 5 und 6 und aus den beiden Polstücken 20 und 21, während das magnetische Element 31 aus einem J_och 1*1·, den beiden Kernen 7 und 8 und aus den beiden Polstücken 22 und 23 besteht. Die Kerne 5, 6, 7 und 8 sind mit den Spulen 9₉ 10, 11 und 12 vershen, wie in der Fig«! dargestellt. Ein kreuz* förmigger Anker 3 1st so angeordnet, dass dessen vier Arme Zk₉ 25, 26 und 27 den Stirnflächen der vier Polstueke 2O₁ 21, 22 und 23 gegenüberstehen, welcher Anker mit der Nadel 1 durch einen Schaft 2·

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verbunden ist, der in der Mitte des Ankers "befestigt ist· Der Anker 3 wird von einer Halterung 4 getragen, die nahe an der Mitte des Ankers angeordnet ist. .',-.'

Die Schwingbewegung der Nadel 1 in der Rille einer Schallplatte setzt sich zusammen aus einer Bewegung parallel zu einer die Polstücke 20 und 21 verbindenden Linie und aus einer Bewegung parallel zu einer die Polstücke 22 und 23 verbindenden geraden Linie. Da die Halterung 4 nahe an der Mitte des Ankers angeordnet ist, so bewirkt eine Bewegung der Nadel parallel zu der die Polstücke 20 und 21 verbindenden geraden Linie eine Drehbewegung des Ankers um die die Arme 26 und 27 verbindenden geraden Linie herum« Infolgedessen befindet sich der eine Arm, z.B. 24 nahe am Polstück -20, während der andere Arm 25 vom Polstück 21 verhältnismäßig weit entfernt ist» Bei diesen Bewegungen der Arme 24 und 25 wird der Magnetfluss durch den Kern 5 aus dem Magneten 15 verstärkt, während der Magnetfluss durch den Kern 6 geschwächt wird. Bei diesen Veränderungen des Magnetflusses wird in den Wicklungen 9 und 10 eine Spannung indu-ziert, welche Wicklungen einander nachgeschaltet sind. Bei diesen Bewegungen erfolgt keine Änderung der Entfernung zwischen dem Arm 26 und dem Polstücke 22 sowie zwischen dem Arm 27 und dem Polstück 23· Infolgedessen verändert sich auch nicht der Magnetfluss in den Kernen 7 und 8*

Die oben beschriebenen Vorgänge erfolgen bei einer Drehung des Ankers 3 um die die Arme 24 und 25 verbindende Linie herum· Liegt der Arm 26 verhältnismäßig nahe am Polstück 22 und der Arm 27 vom Polstück 23 verhältnismäßig entfernt, so wird der Magnetfluss durch die Kerne 7 und 8 verändert, wobei in den Wick-.lungen 11 und 12 eine Spannung induziert wird.

Hit diesen beiden Vorgängen zusammen kann eine stereopho-

__ nische

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Schallplattenaufnahme stereophonlech befriedigend wiedergegeben werden»

Ein magnetischer Wandler nach der Erfindung kann In ein Gehäuse in der herkömmlichen Weise eingebaut werden· Die Fig_o5 zeigt einen als Ganzes mit 50 bezeichneten Tonabnehmerkopf, wobei im übrigen die gleichen Bezugszeichen, wie bisher, verwendet wurden· Zum Befestigen der Halterung 4· für den Anker 3 an einem Gehäuse 17a ist ein Klebematerial 19, wie ein Epoxidharz oder ein Phenolharz vorgesehen· Das Gehäuse 17a ist mit einer Auskleidung in Form einer ferromagnetischen Platte 16 versehen/ die eine magnetische Abschirmung darstellt und am Gehäuse 17a z.B. mittels einer Schraube befestigt wird» Die in den Spulen 9, 10, 11 und 12 (die Spulen 10 und 12 sind in der Fig.5 nicht dargestellt) induzierten Span- * nungen werden über die Anschlussklemmen 18 den Drahtleitern des (nicht dargestellten) Tonarmes zugeführt· Das Gehäuse 17a ist mit einer Abdeckung 17bversehen, Diese kann z.B. dadurch befestigt werden, dass eine Sehraube der Kiemen 18 verwendet wird«

Die Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfin« dung unter Verwender der gleichen Bezugszeichen, wie bisher· Ee sind zwei L-förmige magnetische Elemente gleich den Elementen 30 und 31 in der Fig.l vorgesehen, durch durch einen Magneten 15 mit einander verbunden sind, wie in der Fig·2 dargestellt. Bei diesen magnetischen Elementen ist die Anordnung so getroffen, dass die magnetischen Elemente 30 und 31 (Fig.l) einander so gegenüberstehen, dass die jeweils zwei Polstücke verbindenden Linien auf einander senkrecht stehen· Das magnetische Element 31 (Fig·!) ist oberhalb des vorderen Teiles des Ankers 3 angeordnet, wobei die Polstücke 20 und 21 die beiden gegenüberstehenden Seiten eines Quadrates bilden, während das Magnetische Element 30 (Fig.l)

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oberhalb des rückwärtigen Teiles des Ankers angeordnet ist, wobei die Polstücke 22 und 23 die beiden übrigen gegenüberstehenden Seiten des Quadrates bilden. Der Anker 3 wird von einem elastischen Köfper ^ z.B, aus Gummi getragen und führt eine der Schwingung der Nadel 1 entsprechende Drehbewegung aus.

Das magnetische Element 30 besteht nach der Pig.1 aus dem Joch 13» den beiden Kernen 5 und 6 und aus den beiden Polstücken 20 und 21, während das magnetische Element 31 nach der Fig.l aus dem Joch 14-, den beiden Kernen 7 und 8 und aus den bei-

den Polstücken 22 und 23 besteht. Wie nach der Darstellung in der Pig.l sind die Kerne 5,6,7,8 mit den Spulen 9, 10, 11 und 12 versehen. Die Enden der Polstücke 20 und 21 sind hinter der Mitte des Ankers 3 angeordnet, während die Enden der Polstueke 22 und 23 vor der Mitte des Ankers 3 angeordnet sind.

Die Schwingbewegung der Nadel 1 in der Rille einer Schallplatte kann als aus einer zu einer die Polstücke 20 und 21 verbindenden Linie parallelen Bewegung und aus einer zu einer die Polstücke 22 und 23 verbindenden Linie parallelen Bewegung bestehend

^- angesehen werden, wobei der Anker 3 um seine Mitte Drehschwingungen ausführt, wie bei der Ausführungsforn nach der Pig,3· Z#B_# bewirkt eine Bewegung der Nadel !längs einer die Polstücke 20 und 21 verbindenden Linie eine Veränderung des Magnetflusses in den Polstücken 20 und 21 jedoch keine Veränderung des Magnetflusses in den Polstücken 22 und 23· Diese Veränderung des Magnetflusses bewirkt, dass in den Spulen 9 und 10, die einander nachgeschaltet sind und als eine einzige Spule wirken· In den Spulen 11 und 12 wird eine Spannung induziert, wenn die Nadel 1 sich parallel zu einer die Polstück· 22 und 23 verbindenden geraden Linie bewegt· . Diese beiden Vorgänge zusammen führen zu einer stereo-

phonischen

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Wiedergabe der Tonaufzeichnung·

Die Fig.6 zeigt den Tonabnehmer nach d,er Fig.¹«· in einen Tonabnehmerkopf eingebaut. Auch in diesem Falle wurden die gleichen Bezugszeichen, wie bisher, verwendet«

Die Magnetkerne 5, 7, 6 und 8 (die Magnetkerne 6 und 8 sind nicht dargestellt) sind an einer Halterung 19 befestigt, die ihrerseits an einem Gehäuse 17 befestigt ist· Die Halterung "kann aus jedem geeigneten und verfügbaren Material bestehen ζ·Β· aus eonem organischen Harz und ist mit einer Ausnehmung für einen Rahmen 28 versehen, in den ein Anker 3 mit einem Schaft 2, einer Nadel 1 und ein elastischer Körper ^ eingesetzt wird. Nach Abnutzung der Nadel kann ein neuer Rahmen 28 mit einer neuen Nadel nach entfernen des alten Rahmens eingesetzt werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1) Stereophon!scher Tonabnehmer für Plattenspieler, gekennzeichnet durch zwei magnetische Elemente, von denen jedes Element aus zwei einander gegenüberstehenden Polstücken, aus zwei Kernen mit je einem der genannten Polstücke, aus je einer Spule auf einem jeden Kern, welche Spulen einander naohgeschaltet sind und als

φ eine einzige Spule wirken, und aus einem Joch besteht, das an einem Ende mit den Kernen verbunden ist, durch einen zwischen den Jochen angeordneten Magneten, wobei die beiden Polstücke des einen magnetischen Elementes in bezug auf die Polstücke des anderen magnetischen Elementes so angeordnet sind, dass die Kraftlinien zwischen betreffenden Polstücken zu einander senkrecht verlaufen, durch einen Anker, der aus einem magnetisierbaren Material besteht und in dem von den auf einander senkrecht stehen Kraftlinien durchsetzten Baum frei bewegbar angeordnet, durch einen Schaft aus einem nicht magnetisierbaren Material am Anker, und durch einen

™ am Schaft vorgesehenen Abtaststift oder -Nadel,

2) Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen des Ankers so gewählt sind, dass die Entfernung zwischen dem Anker und einem Polstück der beiden magnetischen Elemente kleiner ist als die Entfernung zwischen benachbarten Pol— stücken der beiden magnetischen Elemente,

3) Tonabnehmer nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Anker kreuzförmig ausgestaltet ist·

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k) Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von den zu einander senkrechten Kraftlinien durchsetzte Baum von den einander gegenüberstehenden Flächen der genannten beiden Paare von PoIstueken abgegrenzt wird, dass die zwischen gegenüberstehenden Flächen der betreffenden Paare von Polstücken verlaufenden Kraftlinien auf einander senkrecht stehen, und dass dem Anker eine Bewegung erteilt wird von der eine Rille einer Aufzeichnung verfolgenden Nadel, welche Bewegung sich zusammensetzt aus zwei linearen Bewegungen, die den zwischen den Polstücken verlaufenden Kraftlinien entsprechen»

5) Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker kreuzförmig ausgestaltet und den Stirnflächen der beiden Paare von Polstueken zugewandt ist und sich drehend um Achsen . bewegt, die im wesentlichen längs der Arme des Ankers verlaufen, wobei der Unterschied der Entfernung zwischen dem Anker und jedem Paar der genannten beiden Paare von Polstücken eine Änderung des Flusses in den genannten Kernen bewirkt.

6) Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schaft aus einem leichten, nicht magnetisierbaren Material besteht, das aus der Aluminium, Magnesium, Beryllium und deren Legierungen umfassenden Gruppe ausgewählt ist·

7) Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-dass der Anker aus einem weichen magnetisierbaren Material besteht, das aus der Mermalloy oder Mü-Metall umfassenden Gruppe ausgewählt ist.

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