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Antriebseinrichtung für Tonbandgeräte Die Erfindung betrifft eine
Antriebseinrichtung für Tonbandgeräte mit einem Tonmotor sowie jeweils einem Rückwickel-
und Aufwickelmotor.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Antriebseinrichtung
zu schaffen, die ein schnelles Anhalten des Tonbandes aus allen Betriebssituationen
heraus ermöglicht, ohne daß eine übermäßige Belastung des Tonbandes oder eine Schlaufenbildung
desselben auftritt.
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Zur Lösung dieses Problems hat man bereits versucht, während des Anhaltens
die Wickelmotoren an die volle Netzspannung zu schalten und den Tonmotor und dessen
Bremslüftmagnet abzuschalten. Die Anwendung derartiger Maßnahmen bringt erhebliche
Nachteile mit sich. Durch die Erhöhung der Betriebsspannung der Wickelmotoren wird
die auf das Tonband ausgeübte Zugspannung relativ stark erhöht. Durch die erhöhte
Zugspannung wird zwar die Neigung des Tonbandes zur Schlaufenbildung verringert,
jedoch auf Grund einer hohen Beanspruchung des Bandes, die zu bleibenden Dehnungen
führen kann. Da die beiden Wickelmotoren in allen Betriebszuständen mit einem in
bezug auf die Bandlaufrichtung gegenläufigen Drehmoment angetrieben werden, ergeben
sich wenig günstige Kräfteverhältnisse, insbesondere beim Abbremsen des Tonbandes
aus dem schnellen Vorlauf oder dem schnellen Rücklauf. Befindet sich das Tonbandgerät
z. B. in der Stellung »schneller Vorlauf«, so wirkt das Drehmoment des Aufwickelmotors
in der Aufwickelrichtung, während das Drehmoment des Rückwickelmotors entgegengesetzt
zur Bewegungsrichtung des Tonbandes gerichtet ist. Werden nun zum Anhalten die Drehmomente
der beiden Wickelmotoren erhöht, so ist der Aufwickelmotor bestrebt, das Tonband
noch mehr zu beschleunigen, während lediglich der Rückwickelmotor eine Verzögerung
der Tonbandgeschwindigkeit bewirken kann. Im umgekehrten Fall, daß das Tonband einen
schnellen Rücklauf ausführt, liegen die Verhältnisse entsprechend ungünstig. Es
ist daher erforderlich, die Wickelmotoren bei der bekannten Vorrichtung zusätzlich
mit Bremsmagneten zu versehen.
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Die Erfindung geht aus von einer Antriebseinrichtung für Tonbandgeräte
mit einem Tonmotor sowie jeweils einem Rückwickel- und Aufwickehnotor, mit einer
Führung für das Tonband zwischen den auf den Wickelmotoren angeordneten Bandspulen,
mit elektrischen Steuerkreisen zum Einstellen der Drehmomente beider Wickelmotoren
entsprechend der jeweiligen Betriebsart zwecks Vermeidung von Bandschlaufen, und
mit Betätigungseinrichtungen für die Steuerkreise, wobei diese so eingerichtet sind,
daß die Wickelmotoren bei stillstehendem Band und beim normalen Vorlauf gegensinnige
Drehmomente erzeugen, die das Tonband unter Spannung halten, und löst die gestellte
Aufgabe dadurch, daß der Drehsinn jeweils eines der Wickelmotoren in den Arbeitsstellungen
»schneller Vorlauf« und »schneller Rücklauf« so umschaltbar ist, daß beide Wickelmotoren
in Richtung des jeweiligen Bandlaufs wirken, daß ferner die Betätigungsvorrichtung
zum Anhalten des Bandlaufs aus diesen Arbeitsstellungen mit einer Vorrichtung zur
Drehsinnumkehr der Wickelmotoren gekuppelt ist und daß schließlich eine Fühlvorrichtung
zum Feststellen der Richtung des Bandlaufs vorgesehen ist, die so mit der Vorrichtung
zur Drehsinnumkehr gekuppelt ist, daß letztere im Augenblick der Richtungsumkehr
des Bandes abgeschaltet wird.
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Eine derartige Antriebseinrichtung hat verschiedene Vorteile. Durch
die gleichsinnig wirkenden Drehmomente der Wickelmotoren wird das Tonband beim schnellen
Vorlauf oder Rücklauf in kurzer Zeit auf eine hohe Geschwindigkeit gebracht. Beim
Anhalten des Tonbandes aus diesem Zustand wirken die Drehmomente beider Wickelmotoren
verzögernd, und es wird kein wesentlicher Zug auf das Tonband ausgeübt. Von besonderer
Bedeutung ist der Umstand, daß die Wickelmotoren nicht mit Bremsen
ausgerüstet
sein müssen, da die erfindungsgemäße Ausbildung einer Antriebseinrichtung bereits
ein fehlerfreies Anhalten des Tonbandes ermöglicht.
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Die Fühlvorrichtung ist vorzugsweise als Schalter ausgebildet, dessen
Betätigungsvorrichtung in Reibungsberührung mit dem Tonband steht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fühlvorrichtung als
Umschalter mit einer neutralen Mittelstellung ausgebildet, wobei der eine Kontakt
des Umschalters bei der Vorwärtsbewegung und der andere Kontakt bei der Rücklaufbewegung
des Tonbandes geschlossen ist und dadurch den Stromkreis für die Arbeitsstellung
»schneller Rücklauf« bzw. »schneller Vorlauf« vorbereitet und daß sämtliche Steuerkreise
in der neutralen Stellung unterbrochen sind. Hierdurch wird eine optimale und schnelle
Bremsung des Tonbandlaufs ermöglicht.
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Zusätzlich kann ein Fühler vorgesehen sein, der bei Abwesenheit des
Tonbandes auf einem Teil seines Weges die Betätigungsvorrichtung zum Anhalten auslöst.
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Ebenso kann eine Schaltungseinrichtung vorgesehen sein, die beim Stromausfall
den dem Stillstand des Bandes entsprechenden Schaltzustand herstellt, wobei die
für diesen Schaltvorgang benötigte Leistung einem im Beruhigungsstromkreis liegenden
Energiespeicher entnommen wird.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.
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F i g. 1 zeigt den mechanischen Teil der Antriebseinrichtung nach
der Erfindung; F i g. 2 ist ein Schaltbild des elektrischen Teiles der Antriebseinrichtung
nach der Erfindung.
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Bei der in F i g. 1 dargestellten Antriebseinrichtung sind eine Abwickelspule
(Rücklaufspule) 1 und eine Aufwickelspule 3 auf den Wellen 5 bzw. 7 von Wickelmotoren
9 bzw. 11 angeordnet. Beide Spulen mit ihren Wickeln 13 sind gegeneinander auswechselbar
und derart auf den Wellen angebracht, daß jede Exzentrizität und jedes Spiel auf
ein Mindestmaß beschränkt ist. Das Tonband läuft in der Aufnahme-oder Wiedergabestellung
zuerst über eine Führungsrolle 15, und sodann über eine ähnliche Führung
17, die am Ende eines schwenkbar angeordneten Spannarmes 19 befestigt ist,
der durch eine Feder 21 unter Vorspannung gehalten ist. Das Tonband umläuft
die Führung 17 annähernd rechtwinklig, gelangt sodann wieder rechtwinklig über eine
festsitzende Führung 23 und umläuft dann einen übertragerkopf 25 und gelangt parallel
zu seiner Bahn von der festsitzenden Führung 23 nach einer ähnlichen festsitzenden
Führung 27. Von hier aus läuft das Tonband über die ebene Fläche einer flachen Rollenscheibe
30, welche am oberen Ende einer Schaltarmwelle 30' fest gelagert ist. Das
Band läuft sodann über eine weitere Führung 17', welche mit einem Spannmechanismus
19', 21'verbunden ist, der ähnlich ausgebildet ist wie der den Spannarm 19
und die Feder 21 umfassende Spannmechanismus. Nach überqueren einer der Rolle 15
ähnlichen Führungsrolle 15' wird das Tonband auf eine Aufwickelspule gewickelt.
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Das Tonband wird auf seinem Lauf zwischen den festsitzenden Führungen
23 und 27 durch eine Tonrolle 29 angetrieben, die mit einem Motor
31 in Verbindung steht. Die Berührung des Bandes mit der Tonrolle wird durch
Andrückrollen 37 hergestellt, welche das Tonband an die Tonrolle 29 anpressen. F
i g. 2 zeigt das Schaltbild der elektrischen Schaltung einer Antriebseinrichtung
nach der Erfindung. Der elektrische Teil umfaßt einen Tonmotor 31, einen Aufwickelmotor
9 sowie einen Rückwickelmotor 11. Die Motoren 9 und 11 sind Gleichstrom-Nebenschlußmotoren
und können handelsübliche Standardmotoren sein. Bei dem Ausführungsbeispiel ist
eine Bauart für 120 Volt Arbeitsspannung mit zwei in Reihe geschalteten Feldwicklungen
vorgesehen, wobei die Feldwicklungen 41 bzw. 43 jedoch parallel geschaltet sind,
so daß eine normale Felderregung mit einer Spannungsquelle von 60 Volt ausführbar
ist.
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Die zum Betreiben der Antriebseinrichtung erforderliche Energie wird
durch einen herkömmlichen Umformer geliefert, und die Betriebsspannungen werden
durch Vollweggleichrichterschaltungen mit nachgeschalteten Siebschaltungen erzeugt.
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Parallel zu den Feldwicklungen 41 und 43 der Wickelmotoren sowie zu
den Ankerwicklungen 45 und 47 derselben sind Kondensatoren vorgesehen, deren Ladung
ausreicht, um Gleichstrom für einige Sekunden zu liefern, falls die Wechselstromversorgung
abgeschaltet wird.
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Die Betätigung der Motoren 9, 11, 31 geschieht durch Drucktasten
51, 53, 55, 57 und 59, die den Schaltstellungen »Halt«, »schneller Rücklauf«, »schneller
Vorlauf«, »Normallauf« und »Aufnahme« entsprechen. Das Betätigungsrelais 51' wird
lediglich betätigt, solange die Haltetaste 51 gedrückt ist. Wenn die Haltetaste
51 freigegeben wird, gelangt auch das Relais in seine Ausgangsstellung zurück. Die
Betätigungsrelais 53', 55', 57' und 59' hingegen sind Halterelais, die durch die
zugeordnete Taste erregt werden und auch nach Loslassen der entsprechenden Taste
in diesem Zustand bleiben. Die verschiedenen Relaiskontakte sind dabei so miteinander
verbunden, daß durch die Betätigung eines jeden dieser Relais jedes andere, welches
zuvor betätigt worden war, abgeworfen wird.
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Die dargestellte Ausführungsform weist im wesentlichen die folgenden
Schaltmöglichkeiten des Bandtransportmechanismus auf: 1. Stillstand. Hierbei werden
entgegengesetzte, kleine Drehmomente an den beiden Wickelspulen 1 und 3 erzeugt,
und die Tonrolle 29 ist ausgeschaltet.
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2. Normallauf. Auch in diesem Schaltzustand werden entgegengesetzte,
kleine Drehmomente von den beiden Wickelspulen 1 und 3 erzeugt, jedoch ist die Tonrolle
angeschaltet.
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3. Schneller Vorlauf. Die Richtung des Drehmomentes beider Wickelmotoren
stimmt überein mit der Bandlaufrichtung im Vorlauf; und die Tonrolle ist ausgeschaltet.
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4. Schneller Rücklauf. Die Richtung der Drehmomente der beiden Wickelmotoren
stimmt überein mit der Bandlaufrichtung bei Rücklauf, und die Tonrolle ist ausgeschaltet.
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5. Anhalten aus dem schnellen Vorlauf oder dem schnellen Rücklauf.
Die Drehmomentrichtung der beiden Wickelmotoren wird umgekehrt, bis der Normalzustand
1 erzielt ist.
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6. Unbeabsichtigtes Anhalten. Diese Betriebsart tritt z. B. auf beim
unbeabsichtigten öffnen des Hauptschalters, während der Bandtransportmechanismus
läuft. Das Relais 49 bleibt für eine gewisse Zeit lang eingeschaltet und setzt die
Anhalteeinrichtung
gemäß 5. in Tätigkeit, wobei die noch erforderliche Energie aus den mit den Wickelmotoren
zusammengeschalteten Speicherkondensatoren entnommen wird.
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Bei dem Stillstand gemäß 1. liegt eine Spannung von -60 Volt über
die Widerstände D und E an den Ankerwicklungen 45 bzw. 47 der Wickelmotoren
9 bzw. 11. Die Werte der Widerstände D und E sind so gewählt, daß sie ein
normales schwaches Bereitschaftsdrehmoment von entgegengesetzen Richtungen an beiden
Motoren ergeben, so daß das Tonband unter einer leichten Spannung gehalten wird.
Das schwache Bereitschaftsdrehmoment ist jedoch so klein gehalten, daß es kein Kriechen
des Bandes bei freigegebener Tonrolle hervorruft, selbst wenn eine Bandspule voll
und die andere leer ist. Daher sind keine mechanischen Bremsen erforderlich, um
das Tonband in diesem Zustand stillzuhalten. Es sei noch erwähnt, daß die Andrückrollen
37 auf Grund der Wirkung der beiden- Andrückrollenmagnete 61 von der Tonrolle
abgehoben sind.
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Der normale Lauf des Tonbandes, wie er bei der Aufnahme oder Wiedergabe
angewendet wird, wird durch Drücken der Taste 57 in Gang gesetzt, wodurch
das Betätigungsrelais 57' erregt wird und seinen Kontakt 56 umschaltet. Hierdurch
wird der Tonrollenmotor 31 in Gang gesetzt, dessen Geschwindigkeit durch eine Steuereinheit
63 geregelt wird. Da diese Einheit nicht unmittelbar zur Erfindung gehört, sei nur
erwähnt, daß sie die Tonrollenelektromagnete 61, ein Laufrelais 66 und ein Geschwindigkeitsrelais
65 umfaßt. Beim Drücken der Taste 57 werden die beiden Relais 65 und 66 unmittelbar
erregt, und nachdem das Tonband seine Sollgeschwindigkeit erreicht hat, fällt das
Relais 65 ab. Wenn der Bandtransportmechanismus auf Geschwindigkeit kommt, bewegen
die Andrückrollenelektromagnete 61 die Andrückrollen 37 gegen die Tonrolle 29, wodurch
diese eine Antriebskraft auf das Band überträgt. Auf diese Weise wird das Tonband
gleichmäßig von der Abwickelspule auf die Aufwickelspule laufen.
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Aus F i g. 2 ist zu entnehmen, daß bei angezogenem Laufrelais 66 ein
Satz Kontakte 67 umgeschaltet wird, wobei die Verbindungen von den Widerständen
C und D zu den Wickelmotoren geöffnet werden und die Spannung für die Ankerwicklungen
45 und 47 der Wickelmotoren 9 bzw. 11 jetzt durch die Widerstände A oder
B und C geliefert wird, je nach der Stellung der Kontakte 65' des Geschwindigkeitsrelais
65. Auf diese Weise werden kleine, entgegengesetzt wirkende Drehmomente an beiden
Spulen im Normalzustand des Bandtransportmechanismus erzeugt und das zwischen den
Wickelspulen laufende Band unter einer mittleren Zugspannung gehalten. Die federnvorgespannten
Hebelarme 19 und 19' arbeiten in der Weise, daß jede Bandgeschwindigkeitsänderung,
welche etwa von unvermeidbarer Exzentrizität der Wicklungen auf den Spulen herrührt,
aufgefangen wird.
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Zum Einschalten des schnellen Vorlaufs wird eine Taste 55 gedrückt,
so daß das Betätigungsrelais 55' den zugeordneten Kontaktsatz 54 umschaltet, der
gleichzeitig jedes etwa noch angeschaltete andere Betätigungsrelais abwirft. Die
Andrückrollenmagnete 63 sind unter diesen Umständen außer Eingriff mit i derTonrolle.
Mit der Umschaltung des Kontaktsatzes 54 wird auch das Relais 55" betätigt, welches
nunmehr den Kontaktsatz 71 umschaltet. In der umgeschalteten Stellung wird der Stromfluß
durch die Widerstände D und E (oder durch die Widerstände A
oder B
und C), der ein schwaches Drehmoment der Wickelmotoren erzeugt, unterbrochen. Zur
gleichen Zeit wird die Ankerwicklung 47 des Aufwickelmotors 11 an den Widerstand
G angeschlossen, und die Feldwicklung 43 des Aufwickelmotors 11 liegt an einer Spannung
von 60 Volt. Dies ergibt einen Zustand, in welchem der Aufwickelmotor 11 mit hohem
Drehmoment zieht und der Rückwickelmotor 9 diese Bewegung unterstützt, wobei das
Drehmoment desselben jedoch kleiner ist als dasjenige des Aufwickelmotors.
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Zum Einschalten des schnellen Rücklaufs wird eine Taste 53 betätigt,
die das Relais 53' ansprechen läßt und dessen Kontaktsatz 52 umschaltet. Durch die
Umschaltung werden die Haltekontakte der anderen Betätigungsrelais freigegeben;
so daß diese, falls sie angezogen sein sollten, abfallen. Auch die Tonrolle sowie
die Andrückrollenmagnete sind ausgeschaltet. Die Umschaltung des Kontaktsatzes
52 erregt das Relais 53", dessen Umschaltkontakte 77 nunmehr umgeschaltet
werden. Dies bewirkt eine Umkehr des Stromes durch das Feld des Aufnahmemotors 11,
weil das Feld 43 dieses Motors, welches vorher an Masse und eine Spannung
von -60 Volt angeschlossen war, jetzt an -120 Volt bzw. -60 Volt angeschlossen ist.
Gleichzeitig wird der Strom für die Ankerwicklung nunmehr durch den Widerstand G
fließen und die Größe des Ankerstromes verändern, während der Anker vorher seinen
Strom über den Widerstand D (oder durch den Widerstand A oder
B)
erhielt, die einen größeren Wert aufweisen als der Widerstand G. Dieser
ist so gewählt, daß der Auf--wickelmotor 11 mit einem passenden Drehmoment in Richtung
des Bandrücklaufs angetrieben wird, welches jedoch kleiner ist als das Drehmoment
des Rückwickelmotors 9. Durch die Umschaltung des Kontaktsatzes 77 wird ferner
der Anker des Rückwickelmotors 9 unmittelbar an eine Spannung von - 60 Volt geschaltet.
Es ist ein Transistor 70 vorgesehen, dessen Kollektor über einen Umschaltkontakt
des Kontaktsatzes 71 in dessen Ruhelage an die Feldwicklung 41 des Rückwickelmotors
9 angeschlossen ist und dessen Basis über einen weiteren Umschaltkontakt
des Kontaktsatzes 71 in dessen Ruhestellung mit der Ankerwicklung des Rückwickelmotors
9 in Verbindung steht. Auf Grund des Spannungsabfalls an der Basis bleibt der Transistor
leitend, und das Feld der Wicklung 41 erfährt infolgedessen keinen Richtungswechsel.
Daraus ergibt sich ein Betriebszustand, bei welchem der Rückwickelmotor
9 mit hohem Drehmoment zieht, während der Aufwickelmotor 11 ebenfalls
in Richtung des Bandrücklaufs wirkt, jedoch mit einem kleineren Drehmoment, so daß
keine Bandschlaufen gebildet werden können.
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Wenn das Tonband abgelaufen oder gerissen ist, wird ein Fühler 73
erregt, beispielsweise ein Phototransistor od. dgl., und betätigt ein Relais 73',
dessen Kontakt 75' nunmehr geöffnet wird. Dadurch wird der Strom für den Betrieb
aller Betätigungsrelais abgeschaltet. Diese können daher nicht mehr betätigt werden.
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Um das Tonband anzuhalten, wird die Haltetaste 51 gedrückt, die das
Betätigungsrelais 51' erregt. Das hat ein Unterbrechen der Stromzufuhr zu sämtlichen
Betätigungsrelais zur Folge, so daß das jeweils erregte Betätigungsrelais abfällt.
Zugleich werden die
Kontakte 34 und 35 der Fühlvorrichtung 33 für
die Bandlaufrichtung mit dein Relais 53" für den schnellen Rücklauf bzw. 55" für
den schnellen Vorlauf verbunden. Bei einer Vorlaufbewegung des Tonbandes wird also
der schnelle Rücklauf eingeschaltet, während bei einer Rücklaufbewegung des Bandes
der schnelle Vorlauf eingeschaltet wird. Dieser Zustand bleibt bestehen, bis das
Tonband zum Stillstand gekommen ist und beginnt, sich in die entgegengesetzte Richtung
zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Kontaktschaltarm 32 in eine entgegengesetzte
Richtung und gelangt dabei in die neutrale Stellung, in der beide Kontakte 34, 35
der Fühlvorrichtung 33 geöffnet sind und dadurch den schnellen Vorlauf bzw. den
schnellen Rücklauf abschalten. Danach befindet sich der Bandtransportmechanismus
wieder in der unter 1. genannten Ruhestellung.
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Falls der Hauptschalter 79 versehentlich geöffnet wird, während der
Bandtransportmechanismus läuft, wird das Gleichstromrelais 49 von einem Speicherkondensator
im Eingangsstromkreis für einige Sekunden nach Abschaltung der Wechselstromversorgung
in Betrieb gehalten. und eine Spannung auf das Halt-Relais 51' übertragen. Dadurch
wird in der vorher geschilderten Weise die Bandbewegung stillgesetzt. Sobald die
Bandbewegung aufgehört hat, fällt das Relais 49 ab, wodurch die Energie zu
den einzelnen Stromkreisen abgeschaltet wird. Diese Maßnahme verhindert ein unkontrolliertes
Laufen der Bandspulen, wenn der Hauptschalter versehentlich abgeschaltet wird.
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Das Relais 49 ist über Gleichrichter 81, 83 und 85 mit dem Betätigungsrelais
57', 55' bzw. 53' für Normallauf, schnellen Vorlauf bzw. schnellen Rücklauf verbunden,
so daß es immer erregt ist, wenn eines dieser Betätigungsrelais eingeschaltet ist.
Die Gleichrichter verhindern eine Rückwirkung der Betätigungsrelais über das Relais
49. Dieses ist so eingerichtet, daß es eingeschaltet bleibt; wenn der Hauptleistungssehalter
in einem der drei obengenannten Zustände abgeschaltet ist.
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Die beschriebene Antriebseinrichtung hat den Vorteil, daß sie ohne
Bremsmagnete auskommt und daß das Tonband verhältnismäßig schnell abgebremst oder
beschleunigt wird, ohne übermäßig stark beansprucht zu werden.