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Magnetischer Tonabnehmer Konstruktive Gründe zwingen insbesondere
bei Verwendung auswechselbarer Abtastnadeln dazu, den Anker magnetischer Tonabnehmer.oder
Schneiddosen so auszubilden bzw. zu lagern, daß die aus Nadel, Anker und Klemmschraube
gebildete schwingende Einheit nicht um ihre eigene Schwerachse schwingt. In der
Regel beträgt auch bei sorgfältiger Bemessung aller Einzelteile der Abstand. zwischen
Drehachse und Schwerachse des schwingenden Gebildes mehr als 2 mm.
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Untersuchungen der Schwingungsvorgänge, insbesondere der Ein- und
Ausschwingvorgänge, haben nun gezeigt, daß'es gerade die Ortsdifferenz zwischen
Schwerachse und Drehachse ist, die zu beträchtlichen Verzerrungen in@der Wiedergabe
Anlaß gibt. Abgesehen von in der Hauptsache linearen Verzerrungen, die durch die
Ankermasse an sich entstehen, ist die Größe der hier besprochenen, in der Regel
nichtlinearen Verzerrung abhängig von der Art der Dämpfung und in der Hauptsache
von der Art der Ankerlagerung.
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Die nichtlinearen Verzerrungen sind am größten bei weicher Ankerlagerung,
also bei der heute so viel angewendeten Lagerung in Gummi, und werden kleiner bei
Schneidenlagerung. Selbst durch eine gut ausgeführte Schneidenlagerung lassen sich
diese Verzerrungen jedoch nur bei den tiefen Frequenzen vermeiden, treten aber dafür
um so prägnanter bei hohen Frequenzen und vor allem bei Ein- und Ausschwingvorgängen
auf.
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Verursacht werden die besprochenen Verzerrungen letzten Endes dadurch,
daß die konstruktive Dreihachse der schwingenden Einheit Nadel -Anker- Nadel - Schraube
nicht auch dauernd die wirkliche Drehachse darstellt. Die »konstruktive Drehachse«
ist diejenige, um die die Nadel nach der Konstruktion schwingen sollte und bei genügend
tiefen Frequenzen auch wohl schwingt. Die
wirkliche Drehachse liegt
dagegen bei den besprochenen Bauarten nicht fest, sondern wandert in rascher Folge
je nach den auf den Anker wirkenden Bewegungsimpulsen; zwischen der konstruktiven
Drehachse und der Schwerpunktachse der Ankereinheit hin und her. Sie liegt bei den
tiefen Frequenzen in:
| oder nahe an der konstruktiven Drehach |
| bei den höhen Frequenzen in oder n |
| bei der Schwerpunktachse bzw. der Tr |
heitsmotnentenachse. Mehr noch als von .FIer Frequenz ist aber die augenblickliche
Lage des Ankerdrehpunktes abhängig von der Schwingungsweite und der Beschleunigung.
Gerade diese Tatsache bedingt es, daß sich die Verzerrungen besonders bei den Ein-
und Ausschwingvorgängen zeigen und dabei manchmal so stark sind, d.aß bei Wiedergabe
von Zupf- und Schlaginstrumenten bei lauten Stakkatostellen schon von rhythmischen
Verzerrungen gesprochen werden kann. Daß sogar die relativ gute Schneidenlagerung
diesen Nachteil zeigt, ist darauf zurückzuführen, daß das Bestreben des schwingenden
Ankersystems, sich um der. eigentlichen Drehpunkt, nämlich den Schwerpunkt, zu drehen,
die Schneidenlagerung zum Scheuern bringt.
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Die Tatsache, daß die Verzerrungen ihren Grund zum großen Teil in
diesem Wandern der Drehachse haben sowie die Aufgabe, das Wandern so weit wie möglich
zu vermeiden, sind bekannt. Um zu einer Lösung der Aufgabe zu gelangen, versuchte
man, bei einer bekannten Anordnung die Differenz zwischen konstruktiver Drehachse
und Schwerachse bzw. Trägheitsmoinentenachse zu beseitigen, indem man den Oberteil
der Nadel selbst als Anker benutzte und als Lagerung eine gegen Verdrehung geringeren
Widerstand als gegen Durchbiegung leistende V-förmig gebogene Profilfeder benutzte,
die mit der Nadel fest verbunden war und mit ihr ausgewechselt wurde. Diese Konstruktion
hat einerseits den Nachteil, claß bei den für die Nadel verwendbaren Materialien
(remanenzfreies Eisen) und entsprechend kleinen Abmessungen des von der Nadel selbst
gebildeten Ankers die abgegebenen Spannungen so klein werden können, claß die übliche
Niederfrequenzverstärkung, die in den üblichen Rundfunkempfängern vorhanden ist,
nicht ausreicht, und andererseits den Nachteil, daß die aus der notwendigen Auswechselbarkeit
der Nadel sich ergebenden Anforderungen. an die Genauigkeit der Herstellung der
mit den Lagerfedern versehenen Nadeln diese erheblich verteuern. Ähnliche, wenn
nicht noch schwerwiegendere Nachteile hat die gleichfalls bekannte Befestigung der
-Nadel auf einer als Lagerung dienenden Membran, und zwar auch dann, wenn. wie es
für eine Tastdose zum Abtasten weicher Wachsplatten bekannt ist, die Membran senkrecht
zur Schwingungsrichtung der Nadel durch eine aufgesetzte Rippe versteift ist. Mit
einer solchen Konstruktion kann nämlich ein Wandern des Drehpunktes für den Anker
nicht verhindert werden.
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Bei Schneiddosen ist es ferner bekannt, @lie geschilderten Nachteile
dadurch zu umen, daß man zum Antrieb starke mehrhö@tge --\lagnetsvstetne verwendet
und die ScliiieiAnadel in einem auf Torsion beanspruchten Balken oder in einer Platte
die gleicliz, itig den Anker darstellt, vollkoninie!i starr gelagert.
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Zwischen den Befestigungsteilen und dem Ankertal der Platte sind Aussparungen
vorgesehen, die die Spulen aufnehmen und die auf Torsion beanspruchten Lagerteile
darstellen. In diesem Falle bleiben nämlich die an der Nadel unsymmetrisch angreifenden
Kräfte, die das Wandern des Drehpunktes v, rursachen, klein gegenüber den von den
Magnetpolen auf den Anker symmetrisch ausgeübten starken Kräften und haben daher
nur eine vernachlässigbar kleine Klirrverzerrung zur Folge. Diese Umgehung der Schwierigkeiten
läßt sich praktisch aber nur bei Schneiddosen anwenden, da dafür leicht genügend
große Bewegungskräfte durch entsprechende Vorverstärkung der elektrischen Schwingungen
aufgebracht werden können. -Nach ähnlichen Gesichtspunkten aufgebaute "I'ast@loseit,
die gleichfalls in der Beschreibung dieser Schneiddosen in Vorschlag gebracht sind,
würden dagegen die abgespielte Platte sofort zerstören. Versuchte inan, die Ankerlagerung
;t#eielier zu ,gestalten, so würde die Anordnung unbrauchbar, da dann der die Drehachse
darstellende Stab so schwach gemacht werden müßte, daß er unter dein. Einflu1'3
der an der Nadelspitze angreifenden Kräfte Durchbiegung erleidet, die den wirklichen
Ankerdrehpunkt ganz unbestimmt machen.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, den der letztgenannten
bekannten Konstruktion entnehmbaren Gedanken einer auf Torsion beanspruchten mehrteiligen
Ankerlagerung so durchzubilden, daß er für Tonabnehmer brauchbar wird, und damit
eine ganz neuartige Ankerlagerung zu schaffen, die die oben. geschilderten Nachteile
nicht besitzt und bei einfacher Konstruktion eine erhebliche Verbesserung der Tonwiedergabe
ermöglicht. Die erfindungsgemäße Ankerlagerung ist aber auch für Schneiddosen verwendbar
ttna hat gegenüber den erwähnten Konstruktionen vor allein den Vorteil, finit geringerem
Kraftaufwand und entsprechend kleinem Verstärker auszukommen.
Die
Erfindung geht also aus von einem magnetischen Tonabnehmer oder einer Schneiddose
mit einer auf Torsion beanspruchten Ankerlagerung, die aus einer Platte gebildet
wird, welche ihrerseits aus zwei annähernd starren Teilen besteht, von denen, ein.
Teil mit dem Anker fest verbunden ist; zur Vermeidung der geschilderten Nachteile
ist diese Ankerlagerung erfindungsgemäß so ausgeführt, daß die beiden Plattenteile
durch kurze schmale Stege derart verbunden sind, daß sie sich unter ausschließlicher
Verwindung der Stege um einen geringen Winkel gegeneinander verdrehen können, wobei
der den Anker tragende Plattenteil im Verhältnis zu den Stegen so kräftig ausgeführt
ist, daß er die Dämpfungs- und Rückstellkräfte ohne Deformation aufnehmen kann.
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Die Stege bestimmen also die Drehachse sehr genau und legen sie unveränderlich
fest. Mit einem der starren Teile der Lagerplatte, zweckmäßig mit dem inneren Teil,
ist der Anker fest, z. B. durch Löten, Schweißen o. dgl. zu einer Einheit verbunden.
Der andere Teil, vorzugsweise der äußere, wird zweckmäßig beim Zusammenbau mit der
Grundplatte und« dem Polschuhsystem zu einer starren Einheit verbunden. Als Werkstoff
für die Lagerplatte kann z. B. dünnes Bronzeblech dienen, unter Umständen könnte
aber auch ein geeigneter Kunstharzpreßstoff mit Gewebeeinlage o. dgl. dafür verwendet
werden. Zur Beeinflussung der Frequenzkurve und zur Verhinderung störender Eigenresonanzen
können bei zweckmäßigen Ausführungen der Erfindung an sich bekannte, dämpfende Gummi-
oder Filzzwischen.lagen, gegebenenfalls in Verbindung mit geeigneten Schablonen
aus unnachgiebigem Werkstoff, verwendet werden. Der gleiche Erfolg kann auch zweckmäßig
durch die Formgebung der durch das Polschuhsystem und die Grundplatte gebildeten
Auflageflächen für die Zwischenlagen, erreicht werden. Auch die durch die Form und.
den Verlauf der Schlitze gegebenen Abmessungen der Stege spielen für die Frequenzkurve
eine wesentliche Rolle. Es kann zur Beeinflussung des Frequenzganges auch zweckmäßig
sein, die Stege noch durch weitere Schlitze zu unterteilen, so daß an Stelle zweier
Stege z. B. deren sechs vorhanden sind, die naturgemäß die gleiche Mittelachse haben
müssen.
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An Hand der Abbildungen soll nun die Erfindung noch näher beschrieben
werden.. Abb. i zeigt zunächst die Lagerung mit dem daran befestigten Anker. i ist
eine Platte aus dünnem Bronzeblech, geeignetem Preßstoff o. dgl. Durch zwei bogenförmige
Schlitze 4 und 5 wird sie in einen äußeren und einen inneren Teil aufgeteilt, die
jeder für sich annähernd starr und über die Stege 6 und ; miteinander verbunden
sind. Die Stege können sich, wenn: z. B. durch die Auslenkung der Tastnadel oder
das wechselnde Magnetfeld Kräfte auf den mit dem Innenteil fest verbundenen Anker
2 ausgeübt werden, verwinden und ermöglichen so eine Verdrehung des Ankers um eine
ganz genau festgelegte Achse, deren Lage bei allen Beanspruchungen gleicbbleibt
und sich nicht änderrikann. Der mit dem Innenteil z. B. durch Löten, Schweißen,
Nieten o. dgl. fest verbundene Anker 2 trägt die Bohrung für die Nadel und die Nadelklemmschraube
3. Im äußeren Teil der Lagerplatte sind zwei Löcher 8 und g vorgesehen, :die zur
Zentrierung beim Zusammenbau mit den übrigen Teilen der Tastdose dienen. Abb.2,
3 und 4 zeigen Querschnitte durch zweckmäßige Ausführungen erfindungsgemäßer Tastdosen.
Der Anker wird mit der Lagerplatte i unter Zwischenlage dämpfender elastischer Platten
18 und 1g aus Gummi oder Filz o. dgl. auf die Zapfen 2 i der Grundplatte
2o aufgesetzt. Durch Schrauben 26 wird diese Baueinheit sodann mit dem Polschuhsy
stein, das aus der Platte 22, den darauf befestigten Polschuhen 22 und 23 und der
Spule 25 besteht, zu einer starren Einheit verbunden. In das Polschuhsystem wird
endlich in üblicher Weise der Dauermagnet 27 eingesetzt und das Ganze in einem Gehäuse
28 angeordnet.
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Abb.3 zeigt eine Abänderung, bei der in den Polschuhen 23 und 2q.
und in der Grundplatte 2o Vertiefungen 30 vorgesehen sind. die eine Veränderung
der Dämpfungs- und Rückstellkräfte, die durch die Zwischenlagen i8 und ig .auf :den
beweglichen Mittelteil der Lagerplatte i ausgeübt werden, und damit eine Veränderung
der Frequenzcharakteristik bewirken. Durch die Aussparung 30 wird die Flächenpressung
im Bereich des beweglichen Teiles der Ankerlagerplatte herabgesetzt, so daß durch
festeres Zusammenpressen der Zwischenlagen im Bereich des festen Außenteiles die
Starrheit des aus Polschuhsystem, Grundplatte und Ankerlagerung bestehenden Bauteiles
noch erhöht wird. Einen gleichen Erfolg kann man nach Abb.4 mit Zwischenlagen
31 aus unnachgiebigem Werkstoff erzielen, die mit geeigneten Ausschnitten
32 versehen sind. Besonders zweckmäßig kann es auch sein, die Zwischenlagen i8 und
ig so herzustellen, daß sie in der Umgebung der Befestigungsstellen. mit der Grundplatte
und dem Polschuhsystem aus nahezu unelastischem, unnachgiebigem Werkstoff, an den
dem beweglichen Mittelteil gegenüberliegenden Stellen dagegen aus elastischem Werkstoff
bestehen. Z. B. kann ein Rahmen aus Preßstoff mit einem rechteckigen oder ovalen
Ausschnitt,
in den eine entsprechende Filz-oder Gummiplatte eingesetzt ist, verwendet sein.
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Abb. 5 und 6 zeigen' Abänderungen der Schlitzformen, die die Aufteilung
der Lagerplatte in die beiden gegeneinander vierdrehbaren in sich starren Teile
bewirken. Da die Steglänge sehr kurz sein kann, weil nur kleine Verdrehungswinkel,
die wesentlich unter i° liegen, in Frage kommen, ist es zweckmäßig, die Ausschnitte
nicht in scharfen Ecken enden zu lassen, sondern sie in stetigen kleinen Krümmungen
io und i i (Abt. 5) auslaufen zu lassen. Die richtige Bemessung dieser Krümmungshalbmesser
trägt zur Erzielung einer gewünschten, z. B. linearen Frequenzabhängigkeit von den
tiefsten bis zu den höchsten Frequenzen erheblich bei. Gegebenenfalls kann es zweckmäßig
sein, die Steglänge zLi unterteilen, wie das in Ab:b.6 gezeigt ist. Hier sind drei
Stege 12, 13 und 14 bzw. 15, 16 und 17 liintereinandergeschaltet, so daß auf jeden
Steg nur etwa % des Verwindungswinkels entfällt. Die einzelnen Stege können dann
noch kürzer sein. Auch diese Unterteilung der Stege kann zur Erreichung der erstrebten
Wiedergabetreue wesentlich beitragen, wenn auch im allgemeinen schon völlig ausreichende
Ergebnisse mit der Ankerlagerung nach Abb. 5 zu erzielen sind, so daß die höheren
@Verl~zeugkosten für die Herstellung der Lagerung nach Abb. 6 gespart werden können.