Antriebsvorrichtung zur Bewegung des Tonkopfes von Diktiermaschinen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung zur Bewegung des Tonkopfes von Diktiermaschinen kontinuierlich in der einen und schrittweise in der anderen Richtung, wobei die kon tinuierliche Bewegung durch eine Spindel erfolgt, die mit einem den Tonkopf tragenden Schlitten lösbar gekuppelt ist. Die bekannten Diktiermaschinen dieser Art sind so ausgebildet, dass die Führung des Schlittens mit Hilfe eines Messers durchgeführt wird, das in die Antriebsspindel eingreift.
Dabei besteht der Nachteil, dass das Messer für die Rückwärtsbewegung des Schlit tens gegen die Kraft der Andruckfeder des Tonkopfes aus der Spindel herausgehoben werden muss. Der vor liegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für Diktiermaschinen zu schaffen, die mit möglichst geringem Kraftaufwand zuverlässig arbeitet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst worden, dass am Schlitten für den Tonkopf antrieb ein mit der Spindel in Eingriff stehendes Ab- wälzzahnrad und eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die zur kontinuierlichen Bewegung des Schlittens das Abwälzzahnrad blockiert und zur schrittweisen Bewe gung so dreht, dass es sich in einer der Transport richtung der Spindel entgegengesetzten Richtung an der Spindel abwälzt. Dadurch wird erreicht, dass bei der Repetition nur noch die Kraft für die eigentliche Rückwärtsbewegung des Schlittens, nicht aber zusätz liche Kräfte für das Auskuppeln eines Führungs messers oder dergleichen aufgebracht werden müssen.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung zur Bewegung des Tonkopfes von Diktier maschinen, und zwar zeigt: Fig. 1 die Antriebsvorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 eine Stirnansicht derselben mit Schnitt durch die Spindel und Schlittenführung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 und 5 eine gleiche Darstellung des Schalt werkes, Fig. 6 bis 10 die schematischen Darstellungen von Schaltelementen zur Veranschaulichung der Wir kungsweise der Vorrichtung.
Im dargestellten Beispiel ist eine Antriebswalze 1 eines Diktiergerätes für vorzugsweise endlose Breit bandtonträger 2, die von einem Ende her auf die fliegend angeordnete Walze aufgeschoben und durch Andrückrollen oder dergleichen an der angetriebenen Walze zum Anliegen gebracht werden, so dass die Walze den Tonträger 2 mit ihrer eigenen Umfangs geschwindigkeit in Pfeilrichtung mitnimmt. Dabei wird das Band in an sich bekannter Weise am Spalt eines Tonkopfes 3 vorbeigeführt.,Dieser Tonkopf führt seinerseits eine langsame Fortbewegung in axialer Richtung aus, so dass er sich nach jedesmaligem Um lauf des Tonträgers 2 um eine Spurweite weiterbewegt hat.
Auf dem manschettenförmigen Tonträger 2 wird infolge dieser beiden Bewegungen einerseits des Ton trägers und anderseits des Tonkopfes 3 eine spiral förmige magnetische Aufzeichnung der Sprachschwin gungen erzeugt, die der Spule des Tonkopfes 3 über eine flexible elektrische Leitung 4 zugeführt werden. Die Zahl der Spiralwindungen oder Spuren richtet sich dabei nach dem vorgesehenen Zeilenabstand und der Gesamtbreite des Tonträgers 2.
Der Tonkopf 3 ist an einem parallel zur Walze 1 verschiebbar geführten Schlitten 5 um eine Achse 6 schwenkbar aufgehängt. Hierzu ist er an einem Halter 7 befestigt, der um die Achse 6 am Schlitten 5 schwenk bar gelagert ist. Durch eine Blattfeder 8 wird der Ton kopf ständig gegen die Walze 1 bzw. den Tonträger 2 gedrückt. Die Blattfeder 8 ist auf der Achse 6 gelagert und stützt sich mit ihrem einen Schenkel an einer Nase 9 des Schlittens 5 ab, während der andere Schen kel an einer Justierschraube 10 des Tonkopfhalters 7 angreift.
Zur genauen Einstellung des Tonkopfspaltes auf die Mantellinie der Tonträgerwalze ist der Ton kopf 3 im Halter 7 um eine Achse 11 schwenkbar gelagert und kann mit Hilfe einer Stellschraube 12 justiert werden. Diese Stellschraube greift an einem Zapfen 13 an, der durch eine Durchbrechung 14 des Halters 7 hindurchgreift und fest mit dem Tonkopf 3 verbunden ist.
Der Schlitten 5 ist, wie bereits oben gesagt, parallel zur Antriebswalze 1 des Tonträgers 2 geführt. Hierzu ist ein rundes Führungsrohr 13a vorgesehen und eine Verdrehsicherung in Form einer parallel zur Walze 1 angeordneten Führungsschiene 14a an der sich der Schlitten mit einer Rolle 15 abstützt. Der Antrieb des Schlittens erfolgt durch eine in dem Führungsrohr 13 angeordnete Spindel 16, die mit einem in der Fig. 2 nicht dargestellten Getriebe mit der Walze 1 verbunden ist und am Schlitten 5 über ein Abwälzzahnrad 17 an greift.
Dieses Abwälzzahnrad steht mit einer Schalt vorrichtung in Verbindung, die unten noch näher beschrieben wird und die zur kontinuierlichen Bewe gung des Schlittens das Abwälzzahnrad 17 blockiert, dagegen, zur schrittweisen Bewegung so dreht, dass es sich in einer der Transportrichtung der Spindel ent gegengesetzten Richtungen bewegt.
Um den Tonkopf 3 bzw. den Schlitten 5 auch ohne Abwälzung des Zahnrades 17, insbesondere nach Durchlaufen der letzten Tonträgerspur, wieder auf den Anfang zurückführen zu können, ist das Abwälzzahn- rad 17 mit seiner Achse 18 in einem Halter 19 gelagert, der am Schlitten 5 um eine Achse 20 schwenkbar auf gehängt ist.
Durch Druck auf eine Taste 21 wird das Abwälzzahnxad 17 mit dem Halter 19 entgegen der Wirkung einer Rückführfeder 21a verschwenkt und damit aus der Spindel 16 ausgehoben, und es kann durch Seitendruck auf die Taste 21 der Schlitten 5 zu sammen mit dem Tonkopf 3 innerhalb des gesamten Einstellbereiches beliebig verschoben werden.
Die Schalteinrichtung zur Blockierung bzw. Ab wälzung des Zahnrades 17 wird durch einen am Hal ter 19 angebrachten Elektromagneten mit um eine Achse 24 drehbarem Anker 23 über eine flexible Lei tung 25 von einer vorzugsweise am Mikrophon des Gerätes angeordneten Steuertaste betätigt. Diese Schaltvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Schaltrad 26, das auf der Achse 18 des Abwälzzahn- rades 17 befestigt ist, sowie einer Blockierungsnase 27 und einer Schaltklinke 28, die mit diesem Schaltrad zusammenwirken und beide vom Elektromagneten 22 aus betätigt werden.
Die Blockierungsnase 27 ist auf einem Arm 29 des Ankers 23 angeordnet und somit starr mit dem Anker verbunden. Das Schaltzahnrad 26 weist Zähne mit 60 Flankensteilheit auf, während Nase 27 und Klinke 28 entsprechend ausgebildet sind. Die Klinke 28 befindet sich am freien Ende eines ein armigen Hebels 30, der am Ende des Ankerarmes 29 um eine Nase 31 drehbar gelagert ist und unter dem Einfluss einer Feder 32 steht, die an einem Zapfen 33 des Ankerarmes 29 gehalten ist und sich mit einem Schenkel in einer Bohrung 34 des Ankerarmes abstützt, während der freie Schenkel an dem Klinkenarm 30 in einer Bohrung 35 desselben angreift und die Klinke 28 in Eingriff mit dem Schaltrad 26 zu halten sucht.
Zur Aufnahme der dynamischen Kräfte ist am Halter 19 noch ein Anschlag 36 vorgesehen, der beim Ausheben der Klinke 28 mit der Flanke des Klinkenhebels 30 zusammenwirkt. Durch eine Rückstellfeder 37, die auf der Ankerachse 24 gehalten ist, wird der Anker 23 nach jedesmaliger Betätigung des Elektromagneten wieder in seine aus Fig.3 ersichtliche Ausgangsstellung zurückgeführt.
Bei Betätigung des Magneten 22 über die elektrische Leitung 25 wird der Anker 23 angezogen und geht aus seiner in Fig. 3 dargestellten Lage über die in Fig. 4 dargestellte Mittelstellung in die aus Fig. 5 ersichtliche angezogene Stellung über, aus der er nach Abschalten des Elektromagneten wieder in die Ausgangslage zurückkehrt.
Bei stromlosem Magneten drückt die Ankerrück- stellfeder 37 die Blockierungsnase 27 in das Schaltrad26 und blockiert damit sowohl die Drehung des Schalt rades als auch des Abwälzrades 17, so dass die Spindel 16 das Zahnrad 17a, ohne es zu verdrehen, in Axialrich- tung mitnimmt und damit auch den Schlitten 5 in Richtung des Pfeiles a (Fig. 1) bewegt. Dabei sitzt die Spitze der Klinke 28 am oberen Ende eines Zahnes des Schaltrades 26.
Wird der Magnet 22 unter Strom gesetzt, dann zieht der Anker 23 die Klinke 28 nach unten bis in den Grund der Zahnlücke hinein. Gleichzeitig wird die Blockierungsnase 27, die an einer etwa diametral gegenüberliegenden Seite des Schaltrades 26 liegt, ebenfalls nach unten gezogen und damit ausser Ein griff gebracht.
Der Leerhub der Klinke 28 bei diesem Bewegungsorgan reicht gerade aus, um die Blockie- rungsnase 27 aus den Zähnen des Schaltrades 26 aus treten zu lassen, so dass sich das Schaltrad während des sich nun anschliessenden Arbeitshubes der Schalt klinke 28 im Uhrzeigersinne drehen kann und das Abwälzzahnrad 17 auf der Spindel 16 zurückgedreht wird. Die Achse 18 des Abwälzzahnrades 17 und des Schaltrades 26 und mit ihr auch der Schlitten 5 be wegen sich bei diesem Vorgang entgegen der Pfeil richtung a nach links.
Durch den justierbaren Anschlag 36 wird der Hub der Klinke 28 so begrenzt, dass sich das Schaltrad 26 gegen den Uhrzeigersinn um genau einen Zahn zurück dreht. Durch diesen Anschlag werden auch die dyna mischen Kräfte des in Bewegung gesetzten Schlittens mit dem Magneten, Magnetkopf usw. aufgenommen.
Solange der Magnet 22 unter Strom steht, bleiben die Zahnräder 26 und 17 verriegelt, so dass der Schlit ten 5 von der Spindel 16 nach rechts bewegt wird. Die Zeit, wie lange der Magnet unter Strom gehalten wird, spielt also für die Wirkungsweise der durch die Schlit tenrückstellung bewegten Repetition gar keine Rolle.
Wird der Magnet 22 stromlos, dann drückt die Ankerrückstellfeder 37 den Anker 23 in die Ausgangs lage zurück, die Blockierungsnase 27 fällt wieder in das Schaltrad 26 ein, und die Klinke 28, die durch die Feder 32 gegen das Zahnrad 26 gedrückt wird, rutscht über den nächsten Zahn nach oben und kommt ebenfalls wieder in ihre Ausgangsstellung zu liegen.
Die Vorwärtsbewegung des Schlittens 5 und damit die Wiedergabe des auf den Tonträger 2 aufgesprochenen Textes wird also praktisch nicht unterbrochen. Die Zeit für den Sprung des Tonkopfes 3 von einer Spur auf die vorhergehende entspricht der sehr kurzen Zeit, die der Anker 23 benötigt, um von seiner Ruhelage (Fig.3) in die Lage des angezogenen Zustandes (Fig. 5) zu gelangen. Diese Zeit dürfte etwa 25 m/sec betragen.
Die Gesichtspunkte, die zu der dargestellten Bau weise des Schaltwerkes geführt haben, seien an. Hand der Fig. 6 bis 10 näher dargelegt. Die beschriebene Einrichtung zur Repetition stellt ein Schrittschaltwerk dar, auf das ein von aussen einwirkendes Drehmoment aufgenommen werden muss, das in derselben Richtung wirkt, in der das Schrittschaltwerk beim Arbeitsgang gedreht werden muss.
Trotz dieser erschwerenden Bedingung sind wäh rend des Arbeitshubes ausser der zu überwindenden Kraft der Ankerrückstellfeder 37 keinerlei Reibungs kräfte oder sonstige Totkräfte vorhanden. Die Repe tition um eine Spur wird vielmehr mit einer sehr kleinen Arbeit bewältigt. Der Leerhub am Beginn des Vor ganges, bei dem lediglich die Kraft der Ankerrückstell- feder zu überwinden ist, erlaubt die Wegkraftkennlinie eines Drehankermagneten voll auszunutzen. Die Kraftreserven der Repetition sind daher so gross, dass sie bei einer Unterspannung des Netzes bis zu etwa 40#/. noch arbeitet.
Die konstruktive Lösung, die zu diesem Ergebnis geführt hat, stellt einen Kompromiss zwischen einer idealen Bewegungslösung und einer idealen Kraftlösung dar, wie im folgenden näher be schrieben werden soll.
Die ideale Bewegungslösung stellt die günstigste Lösung für das Einrasten der Blockierungsnase 27 nach dem Arbeitshub dar. Diese Lösung ist dann gefunden, wenn die Tangente t an den Kreis R, auf dem sich die Spitze der Blockierungsnase 27 um die Drehachse 24 des Ankers 23 bewegt, im Punkte C, dem Fusspunkt eines Zahnes des Schaltrades 26, durch den Mittelpunkt M des Schaltrades 26 geht. Dann und nur dann kann die Blockierungsnase 27 bis in ihre Endlage in das Schaltrad 26 eindringen, ohne dass sie reibend am Zahn entlanggleitet (Fig. 6). Der Öffnungs- winkel des Zahnes beträgt 60 .
Die ideale Kraftlösung ist dann gegeben, wenn das im Uhrzeigersinn wirkende Drehmoment des Schalt rades 26 von der rechten Fläche der Blockierungsnase 27 im eingerasteten Zustand so aufgenommen wird, dass die Normale dieser Fläche die Schwenkachse 24 des Ankers 23 schneidet (Fig. 7). Ginge diese Normale wie bei der idealen Bewegungslösung mit 30 unterhalb der Ankerdrehachse 24 vorbei, so bestünde die Gefahr, dass die Blockierungsnase herausgedrückt wird.
Die beiden Forderungen der idealen Bewegungslösung und der idealen Kraftlösung sind nur dann zu erfüllen, wenn das Schaltrad 26 rechteckige Zähne besitzt, bei denen die Richtung der Zahnflächen oben mit der Richtung des Zahnradius übereinstimmt (Fig.8). Hierbei besteht aber die Gefahr, dass die ebenfalls rechteckig auszubildende Blockierungsnase 27 auf der Kante aufsitzt und nicht in das Schaltrad eingreift. Von einem Zahn der Form nach Fig. 9 wurde wegen der zu grossen Herstellungskosten abgesehen. Ausser dem wären diese Zahnformen für den Rücklauf der Klinke 28 ungeeignet, so dass für die Nase 27 und die Klinke 28 getrennte Schalträder gebraucht würden.
Zur beschriebenen Kompromisslösung wurde eine symmetrische Zahnform mit einem Öffnungswinkel von 60 gewählt und die Anordnung der Blockierungs- nase so getroffen, dass die Normale n auf die das Dreh moment aufnehmenden Flächen mit der Verbindung m dieser Flächen zur Ankerdrehachse 24 einen Winkel von 15 bildet und dass ferner die Tangente t an den Kreis<I>k</I> im Punkte C mit dem Radius<I>M</I> ebenfalls einen Winkel von 15 bildet (Fig. 10).
Die Blockie- rungsnase 27 wird dann beim normalen Vorlauf durch die Ankerrückstellfeder 37 und durch Reibung in ihrer eingerasteten Stellung gehalten.
Um das genaue Zusammenspiel von Blockierungs- nase und Klinke mit dem Schaltrad zu sichern, ist die Spitze der Klinke 28 mit Hilfe eines Exzenters 38 nach oben bzw. unten justierbar. Sie liegt an einen Zahn an, dessen Fläche etwa senkrecht zum Ankerarm 29 steht. Dadurch wird der grösstmögliche, für das Ausklinken der Verriegelungsnase 27 benötigte Leerhub erreicht.
Die Normale auf der unteren Klinkenfläche, die wäh rend des Arbeitshubes auf der Zahnfläche aufliegt, geht oberhalb der Klinkenarmdrehachse vorbei, damit sich die Klinke 28 nicht aus dem Schaltrad heraus zieht. Um diese Bedingung zu erfüllen, greift die Klinke 28 um einen Zahn höher ein, als es für das maximale Drehmoment des Arbeitshubes zweckmässig wäre. Der dadurch verursachte Verlust an Drehmoment ist je doch geringfügig.
Im angezogenen Zustand liegt die Normale auf der oberen Berührungsfläche von Klinke 28 und benach barter Zahnfläche unterhalb des höchsten Auflage punktes der Klinke und des Anschlages 36, damit das ebenfalls im Uhrzeigersinn wirkende Drehmoment der dynamischen Kräfte mit Sicherheit aufgenommen wird. Es sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich. So kann die Betätigung der Schaltvorrichtung zur Blockierung und Drehung des Abwälzzahnrades statt auf magnetischem auch auf anderem z. B. mechanischem oder hydraulischem Wege erfolgen. Ferner wäre es gegebenenfalls auch möglich, das Abwälzzahnrad selbst als Schaltrad zu benutzen.
Ferner könnten zur Fortschaltung des Abwälzzahn- rades auch andere Mittel vorgesehen sein.