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Elektromagnetischer Tonabnehmer Zusatz zum Patent 821 423 Die Erfindung
bezieht sich auf Einrichtungen zum Umwandeln von mechanischen Schwingungen in elektrische,
insbesondere auf Tonabnehmer für Sprechmaschinen, und bezweckt in erster Linie gewisse
Verbesserungen der Konstruktion der Tonabnehmer und der hierbei verwendeten Nadelhalter.
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Im -Patent 821 427 ist u. a. ein elektromagnetischer Tonabnehmer vorgeschlagen,
bei dem am freien Ende einer nachgiebigen Zunge eine Nadel befestigt und an gegenüberliegenden
Seiten dieser nachgiebigen Zunge ein in einen magnetischen Kreis eingeschaltetes
Polpaar derart angeordnet ist, daß bei der von der wiederzugebenden Schallplatte
gesteuerten seitlichen Bewegung der Nadel der Fluß im magnetischen Kreis nach Maßgabe
der Nadelschwingungen geändert wird. Dem :Magnetsystem ist ein Spulenpaar zur Erzeugung
elektrischer Ströme zugeordnet, deren Frequenzkomponenten sich in Übereinstimmung
mit den von der Schallplatte hervorgerufenen Nadelschwingungen ändern. Die Erfindung
zielt auf gewisse Verbesserungen der Konstruktion von Tonabnehmern dieser Art ab.
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Meist werden bei diesen Tonabnehmern Dauer- bzw. Langspielnadeln verwendet,
vorzugsweise solche, die aus einem Edelstein mit einer abgerundeten Spitze bestehen,
welche an den Seitenwänden der Tonrille der Schallplatte gleitet. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß die Nadelspitze durch die schabende Einwirkung des Plattenmaterials
nach Abspielen einer beschränkten Anzahl von Schallplatten seitlich abgeflacht wird
und daß hernach eine weniger originalgetreue Wiedergabe der Schallplatten erhalten
wird. Da man bestrebt
ist, die Masse des Tonabnehmers so klein wie
möglich zu machen, um die Nadel und die Schallplatten möglichst wenig abzunutzen,
war es bisher schwierig, einen Tonabnehmer so zu konstruieren, daß er ein leichtes
Auswechseln von Langspielnadeln gestattet. Dementsprechend ist ein weiteres Ziel
der Erfindung, einen Tonabnehmer mit geringem Gewicht und einer Langspielnadel zu
schaffen, bei dem die Nadel vom Benutzer leicht ausgewechselt werden kann.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Tonabnehmer für Sprechmaschinen,
bei dem eine Dauer- oder Langspielnadel bleibend am Ende einer nachgiebigen Zunge
befestigt ist und der gesamte Nadelhalter leicht und rasch ausgewechselt werden
kann.
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Ferner zielt die Erfindung auf eine neue und verbesserte Konstruktion
von Tonabnehmern ab, bei der zwei einander ergänzende Preßteile, welche die den
elektrischen Strom erzeugenden Teile des Tonabnehmers einschließen, mit Hilfe eines
auswechselbaren Nadelhalters zusammengehalten werden.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein neuer und verbesserter, mit
gesteuertem magnetischem Widerstand arbeitender Tonabnehmer, bei dem ein auswechselbarer
Nadelhalter verwendet wird, der so konstruiert ist, daß er die richtige Justierung
der Nadel bezüglich der anderen wirksamen Teile des Tonabnehmers gewährleistet.
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Eines der Merkmale der verbesserten Tonabnehmerkonstruktion ist somit
die Anwendung von zwei Preßteilen, welche die den elektrischen Strom erzeugenden
Teile des Tonabnehmers einschließen. Diese Preßteile werden mit Hilfe eines auswechselbaren
Nadelhalters zusammengehalten. Der Tonabnehmer arbeitet mit gesteuertem magnetischem
Widerstand, und der Nadelhalter umfaßt ein Führungsglied, welches so angeordnet
ist, daß es die richtige Justierung der Nadel und eines magnetischen, die Nadel
tragenden Organs bezüglich der Polschuhe im magnetischen Kreis des Tonabnehmers
sichert.
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Die Wirkungsweise und Ausführung der Erfindung sowie weitere Ziele
und Vorteile derselben sollen an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
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Fig. i zeigt im Schnitt eine Seitenansicht eines Tonabnehmers gemäß
der Erfindung; Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht des Tonabnehmers nach
Fig. i von oben; Fig.3 ist eine ebenfalls teilweise geschnittene Ansicht des Tonabnehmers
nach Fig. i von unten; Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht des Tonabnehmers längs der
Linie 4-4 in Fig. i von vorn.
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Der in Fig. i dargestellte verbesserte Tonabnehmer ist mit zwei zusammenpassenden
Preßteilen i und 2 ausgestattet, die aus irgendeinem geeigneten Kunststoff hergestellt
sind. Einander gegenüberliegende Abschnitte dieser Preßteile sind mit Ausnehmungen
versehen, welche die wirksamen Teile des Tonabnehmers einschließen. So ist das Spulenpaar
3 in einer Ausnehmung 4 des Bodenteiles 2 befestigt und erstreckt sich m eine entsprechende
Ausnehmung des Deckelteiles i. Die beiden Spulen 3 umschließen die zwei Schenkel
eines Paares ferromagnetischer Jochglieder 5 und 6 und eine Mehrzahl magnetischer
Lamellen 7, welche zwischen diesen Jochgliedern g und 6 angeordnet sind. Der magnetische
Fluß, welcher die Spulen 3 durchsetzt, wird von einem permanenten Magnet 8 erzeugt,
der vorzugsweise aus einer Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung hergestellt und in
einem Loch g des gepreßten Bodenteiles 2 gehaltert ist. Die Joche 5 und 6 sowie
die Lamellen 7 sind ebenfalls in der Weise gehaltert, daß die unteren Enden dieser
Teile in entsprechende Ausnehmungen des Bodenteiles 2 eingreifen. Zwei Polschuhe
io, welche t mit den Schenkeln der Jochglieder 5 und 6 und mit deren Spulen 3 zusammenwirken,
sind in passende Öffnungen des Bodenteiles 2 eingekittet.
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Gemäß der Erfindung werden die Preßteile i und 2 durch den Nadelhalter
in der richtigen gegenseitigen Lage zusammengehalten. Der Nadelhalter greift in
einen Hohlniet ii ein, welcher durch eine Öffnung 12 des Deckelteiles i durchgeschoben
und am oberen Ende 13 vernietet ist. Eine in gewissem Abstand vom oberen Ende des
Hohlniets i i angeordnete Schulter 14 ermöglicht es, die Hülse starr an dem gepreßten
Deckelteil i zu befestigen. Der untere Teil des Niets i1 verläuft in einer vertikalen
Öffnung 15 des Bodenteiles 2. In der Nähe ihres unteren Endes ist der Niet ii mit
einer ringförmigen Einschnürung 16 versehen, welche den Zapfen 17 des Nadelhalters
aufnimmt und festklemmt. Der untere Teil des Zapfens 17 geht in einen erweiterten
Kopf 18 über, welcher an der Unterseite des Bodenteiles 2 an der Öffnung 15 anliegt.
Wenn daher der Zapfen 17 ganz in den Niet ii eingeschoben ist, wird er durch die
Einschnürung 16 festgehalten und klemmt dadurch die Preßteile i und 2 in der richtigen
gegenseitigen Lage zusammen. Der Niet ii, der Zapfen 17 und der Kopf 18 gehören
nicht zum magnetischen Kreis des Tonabnehmers, vielmehr sind sie aus urimagnetischem
Material, beispielsweise Messing, hergestellt.
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Der Zapfen 17 dient auch zur Halterung des auslegerartigen Organs
ig, welches die Form einer einmal verwundenen, nachgiebigen Zunge hat und aus federndem
magnetischem Material, beispielsweise aus Werkzeugstahl, besteht. Diese Zunge ist
an dem einen Ende durch Einlöten in einen Schlitz des Kopfes 18 starr mit dem Zapfen
17 verbunden. Am anderen Ende trägt die Zunge ig eine Nadel 20. Vorzugsweise ist
diese Nadel eine Dauer- oder Langspielnadel und besteht beispielsweise aus einem
Edelstein, etwa aus einem Saphir. Die Nadel 2o ist in einer Fassung 21 befestigt.
Das Ende der die Nadel 2o tragenden Zunge ig ist derart zwischen den Polschuhen
io angeordnet, daß die Nadel, sobald sie durch Eingreifen in die Tonrille einer
wiederzugebenden Schallplatte in Schwingungen versetzt wird, entsprechende Änderungen
der die Polschuhe io und die Jochglieder 5 und 6 sowie die Lamellen 7 und damit
die Spulen 3 durchsetzenden magnetischen Flüsse bewirkt.
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Ferner ist auch eine Vorrichtung vorgesehen, welche die Nadel 20 und
die magnetische Zunge ig derart einjustiert, daß nach Auswechseln des aus dem Zapfen
17, der Zunge ig und der Nadel 2o bestehenden Nadelhalters das die Nadel 20 tragende
Zungenende im wesentlichen in der Mitte zwischen den Polschuhen io liegt. Diese
Vorrichtung besteht aus einer Führung 22,
welche aus einem rechteckigen
Streifen urimagnetischen Materials, wie etwa aus Phosphorbronze, hergestellt ist
und in einem gewissen Abstand parallel zur Zange ig verläuft. Auf der einen Seite
geht diese Führung 22 in einen erweiterten ringförmigen Teil 23 über, der über den
Zapfen 17 geschoben und, z. B. durch Verlötung, an der Oberseite des Kopfes 18 befestigt
ist. Am anderen Ende weist die Führung 22 einen in vertikaler Richtung abgewinkelten
Teil 24 auf, der in den Raum zwischen den Polschuhen io hineinragt und dessen Breite
im wesentlichen mit dem gegenseitigen Abstand dieser Polschuhe übereinstimmt. Die
Führung 22 gehört nicht zu dem magnetischen Kreis des Tonabnehmers, sondern ist
aus unmagnetischein Material hergestellt, so daß sie den magnetischen Fluß, welcher
über die magnetische Zunge ig und die Luftspalte zwischen dem Magnet 8 und den Polschuhen
io verläuft, nicht beeinflußt. Es ist zu beachten, daß zwischen dem Ende des =Magnets
8 und der Zunge ig ein verhältnismäßig großer Luftspalt besteht. Ein kleines Preßstück
25 aus Cellulosenitrat oder einem ähnlichen Material, welches zwischen der Führung
22 und einer knapp vor der Verwindung liegenden Stelle der Zunge ig angebracht ist,
bewirkt eine hinreichende Dämpfung, um in dieser Zunge ig Resonanzschwingungen zu
unterdrücken.
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Der gesamte Tonabnehmer mit den Preßteilen i und 2 ist von einem ferromagnetischen,
metallischen Schirm oder Gehäuse 26 umgeben. Die untere Wand des Gehäuses 26 und
die Unterseite des Bodenteiles 2 verlaufen nicht parallel zur Oberseite des Deckelteiles
i, sondern sind gegen diese unter einem kleinen Winkel geneigt. Es ist daher die
Höhe des Tonabnehmers auf der linken Seite, also in der Nähe der Nadel 20, größer
als auf der rechten Seite. Diese Höhenabmessungen sind derart verschieden gewählt,
daß bei Verwendung des Tonabnehmers in Verbindung mit einem selbsttätigen Plattenwechsler
jener Bauart, bei der die einzelnen, nacheinander abgespielten Schallplatten aufgestapelt
werden, der Tonabnehmer beim Abspielen der letzten. Schallplatte nicht auf der Oberseite
derselben schleift. Es kann also nur die Nadel, welche sich am tiefsten Punkt des
Tonabnehmers befindet, auf der Schallplatte gleiten und in die Tonrille derselben
eingreifen. Aus dem gleichen Grund ist die Zunge ig unter einem kleinen Winkel gegen
die Horizontale geneigt. Diese Neigung ist besonders deutlich an den gestrichelten
Linien zu erkennen, welche die Lage des rechten Teiles der Zunge ig bezüglich des
Kopfes 18 angeben. In der Nähe des linken, die Nadel 20 tragenden Endes hat die
Zunge ig einen Abschnitt 27, der sich in horizontaler Richtung erstreckt. Der Abschnitt
27 liegt also in einer Horizontalebene und ist gegen den übrigen Teil der Zunge
ig geringfügig abgewinkelt. Wenn daher ein Tonarm mit dem erfindungsgemäß verbesserten
Tonabnehmer die letzte Schallplatte eines Stapels abspielt, dann liegt der Abschnitt
27 der Zunge im wesentlichen parallel zur Oberfläche dieser Schallplatte. Der restliche
Teil dieser Zunge und die Unterseite des Tonabnehmers sind bezüglich der Oberseite
dieser letzten Schallplatte unter einem kleinen Winkel nach oben geneigt und gewährleisten
dadurch, daß kein Teil des Tonabnehmers außer der Nadel selbst die Oberfläche dieser
letzten Schallplatte berührt.
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Fig. 2 ist eine Ansicht des Tonabnehmers von oben, welche die gegenseitige
Lage der Spulen 3, der Joche 5 und 6, der Lamellen 7 und des permanenten Magnets
8 erkennen läßt. Die Spulen 3 sind in Reihe geschaltet und mittels eines Leiterpaares
28 an die Ausgangsklemmen 29 angeschlossen. Die Klemmen 29 sind mit Hilfe von Nieten
3o am Bodenteil 2 befestigt. Das metallische Gehäuse 26 ist am Tonabnehmer mittels
einer Mehrzahl von Lappen 31 befestigt, die umgebogen sind und in Ausnehmungen 32
des Deckelteiles i passen. Zur Befestigung des Tonabnehmers am Tonarm des Plattenspielers
dienen zwei Schrauben 33, welche durch gleichachsige Öffnungen der Preßteile i und
2 geführt sind.
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Fig. 3 stellt eine Ansicht des Tonabnehmers von unten dar und zeigt
die gegenseitige Lage der Pol-Schuhe io, der Führung 22, der Zunge ig und der Nadel
2o. Diese Figur läßt überdies die Konstruktion der Zunge ig deutlich erkennen. Am
linken Ende ist diese Zunge mit einem verbreiterten Abschnitt 34 versehen, in dem
die Nadel 2o befestigt ist. Der verbreiterte Abschnitt 34 ist jedoch schmaler als
die Führung 22, um zu gewährleisten, daß bei Ersatz eines Nadelhalters durch einen
neuen die Nadel des neueingesetzten Halters im wesentlichen in der Mitte zwischen
den Polschuhen io liegt. Die Nadel kann somit leicht und rasch durch ungeschulte
Personen ausgewechselt werden, wobei nur ein passender Dorn, wie etwa das Ende einer
Papierklammer, in den Hohlniet ii von oben eingeschoben zu werden braucht, so daß
der Dorn gegen das obere Ende des Zapfens 17 drückt, worauf der gesamte Nadelhalter
aus dem Niet ii herausgeschoben werden kann. Beim Einbau eines neuen Nadelhalters
genügt der Druck eines Fingers, um den Zapfen 17 des neuen Nadelhalters sicher in
die Einschnüru,pg 16 zu klemmen. Hierbei justiert die Führung 22 selbsttätig die
Zunge ig derart, daß die Nadel 2o im wesentlichen in der Mitte zwischen den Polschuhen
io liegt.
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Fig. 4 ist eine geschnittene Vorderansicht des Tonabnehmers und zeigt
die Lage des vertikal abgewinkelten Teiles 24 der Führung 22 bezüglich der Polschuhe
io. Diese Figur läßt ferner die gegenseitige Lage der einander ergänzenden Ausnehmungen
in den Preßteilen i und 2 erkennen, in welchen alle Strom erzeugenden Teile des
Tonabnehmers, einschließlich der Spulen und der zugehörigen magnetischen Kreise,
angeordnet sind.
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Bei Benutzung des beschriebenen, mit veränderlichem magnetischem Widerstand
arbeitenden Tonabnehmers wird der Abschnitt 34 der Zunge ig im Luftspalt zwischen
den Polschuhen io zentriert, und wenn die Nadel 2o durch das Eingreifen in die Tonrille
einer Schallplatte in Schwingungen versetzt wird, bewirken die Schwingungen der
Nadel entsprechende Änderungen der magnetischen Flüsse durch die als Kerne der Spulen
3 wirksamen Teile der Joche 5 und 6 und der Lamellen 7. Wenn sich die Nadel in der
Mittelstellung befindet, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, gehen über beide
Kerne im wesentlichen gleich starke Flüsse. Sobald jedoch die Nadel gegen
einen
der Kerne hinbewegt wird, verläuft über diesen Kern ein stärkerer Fluß als über
den anderen, d. h. in einem Kern tritt ein Zuwachs, in dem anderen hingegen eine
Abnahme des magnetischen Flusses auf. Die Flußänderungen in den beiden Kernen erfolgen
also gegensinnig.
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Wirkt auf die Nadel eine innerhalb eines bestimmten Bereiches liegende,
nicht ausgeglichene Last, z. B. in der Größenordnung von etwa 15 g, dann ist die
Charakteristik des Tonabnehmers linear, und die Nadel folgt genau der Tonspur. Wenn
der Nadeldruck aus irgendeinem Grunde übermäßig groß wird, beispielsweise wenn der
Tonabnehmer angestoßen oder fallen gelassen wird, dann weicht die Nadel 20 in die
zentral angeordnete Ausnehmung des gepreßten Bodenteiles 2 zwischen den Polschuhen
io zurück (Fig. 4). Die unteren Ränder der Polschuhe io berühren sodann die Oberfläche
der Schallplatte und verhindern eine weitere mechanische Beanspruchung von Nadel
und Zunge. Auf diese Weise wird die Nadel gegen Beschädigung durch Überlastung geschützt.
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Der beschriebene Tonabnehmer läßt im Rahmen der Erfindung noch verschiedene
Abänderungen und Ausgestaltungen zu und soll daher nur den Grundgedanken der Erfindung
illustrieren, ohne diesen auf eine spezielle Ausbildungsform zu beschränken.