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Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Bandendabschaltung
für Tonbandgeräte mit einem Relais, welches das Gerät entweder im angezogenen oder
im abgefallenen Zustand eingeschaltet hält, und mit einem von der umlaufenden Welle
des Abwickel-oder des Aufwickeltellers gesteuerten Generator für Spannungs- oder
Stromimpulse, welche einer die Impulse dehnenden Speichervorrichtung zugeführt werden
und gegebenenfalls nach einer Verstärkung das Relais entweder im angezogenen oder
im abgefallenen Zustand halten.
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Es sind Tonbandgeräte bekannt, die am Ende des Bandes eine leitende
Schaltfolie tragen, die mittels Schleifkontakte über Relais bzw. Zugmagneten das
Gerät abschalten. Des weiteren gibt es Geräte, welche mit einem Fühlhebel, der mit
sehr geringem Druck gegen das Tonband drückt, arbeiten. In diesen Fällen wird ebenfalls
über Relais oder Zugmagneten nach Ablauf des Bandes die Abschaltung vorgenommen.
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Tonbandgeräte, die mit in Kassetten befindlichen Tonbändern arbeiten,
bei denen das Ende des Tonbandes fest an den Spulenkörpern angeklebt oder auf andere
Weise befestigt ist, nutzen den sich am Bandende ergebenden höheren Bandzug aus,
um eine Ausschaltung zu verwirklichen.
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Die geschilderten Verfahren und Anordnungen haben verschiedene Nachteile,
die das Gerät zum Teil in erheblichem Maße störanfällig machen. So müssen z. B.
die kontaktgebenden Einrichtungen mit sehr geringen Auflagedrücken arbeiten, um
das Tonband nicht zu beschädigen, oder es werden Hebelmechanismen für den Kontaktschalter
verwendet, die schon bei kleinen Erschütterungen des Gerätes durch von außen einwirkende
Stöße ein unbeabsichtigtes Abschalten des Gerätes herbeiführen können.
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Bei anderen Geräten sind deshalb auch optische Einrichtungen, wie
z. B. Lämpchen mit Fotozellen bzw. Fotowiderständen, vorgeschlagen worden, die durch
Klarsichtstellen oder das Licht reflektierende , Folien im Tonband gesteuert werden.
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Diese Anordnungen haben neben dem notwendig erheblichen Aufwand an
optischen Mitteln, wie Linsen, Blenden, Glühlämpchen u. a., den Nachteil, daß das
Glühlämpchen dauernd brennen muß, so- , lange das Gerät auf »Wiedergabe« oder auf
»Aufnahme« arbeitet. Bei leichten, transportablen Geräten ist dadurch die Strombelastung
der aus Raum- und Gewichtsgründen durchweg kapazitätsarmen Batterien untragbar hoch.
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Weiter ist es durch das deutsche Gebrauchsmuster 1950 398 bekannt,
als Steuerkriterium nicht das Tonband, sondern die beim Normallauf sich drehende
Welle des Aufwickel- oder des Abwickeltellers zu verwenden. Hier wird von einer
oder von beiden Tellerwellen eine zwischen einem Glühlämpchen und einem Fotowiderstand
angeordnete Lochblende angetrieben. Dem Fotowiderstand werden bei den Drehbewegungen
der Lochblende unterschiedliche Lichtstärken zugeführt, die entsprechend der Lichtwerte
den Widerstandswert verändern. An einem dem Fotowiderstand nachgeschalteten Kondensator
entstehen dadurch Spannungsimpulse, die der Basis eines Transistors zugeführt werden,
derart, daß der Impulsstrom das im Kollektorkreis des Transistors befindliche Relais
zum Anzug bringt, wodurch das Gerät eingeschaltet wird. Durch einen dem Relais parallelgeschalteten
Kondensator ist das Relais so abfallverzögert, daß es während einer Impulsperiode
angezogen bleibt.
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Kommt nun die Lochblende am Ende des Bandes zum Stehen, so bleiben
die Steuerimpulse aus, und der Transistor wird gesperrt, das Relais fällt ab, und
das Gerät wird abgeschaltet.
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Bei dieser soeben beschriebenen Anordnung sind zwar labile Kontaktschalter
vermieden, aber es bleiben die schon erwähnten Nachteile bestehen, die mit der Verwendung
optischer Einrichtungen verbunden sind.
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Erfindungsgemäß werden alle beschriebenen Nachteile dadurch vermieden,
daß zunächst ebenfalls die bei Normallauf sich drehende Welle des Auf- oder Abwickeltellers
zum Steuern des Relais verwendet wird; an Stelle der optischen Einrichtung wird
jedoch ein durch eine Exzenterscheibe oder einen Nocken getasteter Kontaktschalter
verwendet, der weitgehend erschütterungsunempfindlich arbeitet. Da ein solcher Schalter
aus Gründen der Justierung möglichst nur einmal pro Umdrehung des Spulentellers
Kontakt geben soll, ist eine große Zeitkonstante, beispielsweise von 1 bis 5 Sekunden,
zur Glättung des Impulsstromes notwendig, damit das Relais gegen Abfall so verzögert
wird, daß es während einer Impulsperiode angezogen bleibt.
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Solche erforderlichen großen Zeitkonstanten für die Abfallverzögerung
des Relais sind aber mittels eines einfachen, zum Relais parallelgeschalteten Kondensators
nicht mehr zu erreichen, zumal das Relais vorteilhaft als niederohmiger Zugmagnet
ausgebildet ist, dessen Zugkraft beispielsweise 100 bis 200 p beträgt, wodurch eine
äußerst stabile, d. h. erschütterungsunempfindliche Kontaktgabe des Relais erreicht
wird.
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Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß ein von der umlaufenden Welle des Abwickel- oder Aufwickeltellers, beispielsweise
durch auf der Welle feste Nocken oder Exzenter, abwechselnd in seine eine und in
seine andere Stellung gebrachter Schalter in seiner einen Stellung einen ersten
Kondensator aus einer Batterie auflädt und in seiner anderen Stellung einen Teil
der Ladung des ersten Kondensators auf einen zweiten Kondensator überträgt, wobei
der zweite Kondensator einen Entladekreis mit großer Zeitkonstante hat und seine
Spannung oder sein Entladestrom, gegebenenfalls nach vorheriger Verstärkung, dazu
dient, das Relais im angezogenen oder im abgefallenen Zustand zu halten.
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Der Schalter kann ein Umschalter sein, der den ersten Kondensator
in seiner einen Stellung mit der Batterie und in seiner anderen Stellung mit dem
zweiten Kondensator verbindet, oder er kann ein Ein-Aus-Schalter sein, der in seiner
geöffneten Stellung die Aufladung des ersten Kondensators aus der Batterie freigibt
und in seiner geschlossenen Stellung die Ladung des ersten Kondensators teilweise
auf den zweiten Kondensator überträgt.
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In einem bevorzugt verwendeten Ausführungsbeispiel ist der Ladekreis
des ersten Kondensators eine Reihenschaltung aus der Batterie, einem Ladewiderstand,
dem ersten Kondensator und einer in Durchlaßrichtung für den Ladestrom liegenden
ersten Diode, und zwar in dieser Reihenfolge, wobei der Ein-Aus-Schalter parallel
zu der Reihenschaltung aus erstem Kondensator und erster Diode liegt, während der
zur übertraung der Ladung auf den zwei-t>
ten Kondensator
dienende Entladekreis des ersten Kondensators eine Reihenschaltung aus dem ersten
Kondensator, dem Ein-Aus-Schalter, dem zweiten Kondensator und einer in Durchlaßrichtung
für den Entladestrom liegenden zweiten Diode ist, und zwar in dieser Reihenfolge.
Der zweite Kondensator liegt mit einer solchen Polung parallel zu der Basis-Emitter-Strecke
eines Transistors, daß seine Spannung in dem durch den ersten Kondensator aufgeladenen
Zustand den Kollektorstrom des Transistors sperrt und dadurch das von dem Kollektorstrom
gesteuerte Relais im abgefallenen Zustand hält.
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Wichtig ist bei allen Schaltungen nach der Erfindung, daß die Zeitkonstante
für den Entladekreis des zweiten Kondensators so groß ist, daß dieser innerhalb
der Impulsperiode stets eine Spannung an der Basis des Transistors aufrechterhält,
die zum Sperren des Kollektorstromes ausreicht, so daß das Relais im abgefallenen
Zustand bleibt. Das als Zugmagnet ausgebildete Relais hält über eine Sperre einen
Schalthebel entgegen der Wirkung einer Zugfeder in derjenigen Schaltstellung fest,
bei der das Gerät eingeschaltet ist. Sobald das Relais nach Ablauf des Bandes zum
Anzug kommt, wird die Sperre des Schalthebels freigegeben, und dieser schaltet das
Gerät ab.
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Wichtig ist ferner, daß während des Aufladens des ersten Kondensators
der zweite Kondensator von dem ersten Kondensator elektrisch abgetrennt ist, damit
beim zufälligen Stehenbleiben des Schalters auf »Ladung« des ersten Kondensators
nach Ablauf des Tonbandes an der Basis des Transistors in keinem Fall eine Spannung
bestehenbleibt, durch die auch nach Erreichen des Bandendes das Gerät eingeschaltet
wird. Das Gerät wird vielmehr beim Erreichen des Bandendes infolge Ausbleibens der
Ladeimpulse in jedem Fall abgeschaltet, ganz gleich, auf welcher Stellung nach Erreichen
des Bandendes der Schalter zufällig stehenbleibt. Mit der Schaltung nach der Erfindung
können mit einfachen Mitteln bei Verwendung eines relativ niederohmigen Relais relativ
große Zeitkonstanten von mehreren Sekunden mit handelsüblichen Elektrolytkondensatoren
und hochohmigen Widerständen erreicht werden, wobei gleichzeitig eine weitgehende
Unempfindlichkeit aller eingebauten Schaltelemente gegen Stoß und Schlag sichergestellt
ist.
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Weitere Einzelheiten der Endabschaltung nach der Erfindung und deren
Wirkungsweise seien an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
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F i g. 1 stellt ein erstes und F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel
eines Schaltschemas für die Bandendabschaltung nach der Erfindung dar; F i g. 3
zeigt das Ausführungsbeispiel eines Schalters mit Exzenterscheibe in Aufsicht und
F i g. 4 im Längsschnitt.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird der erste Kondensator
Cl von einer Batterie B über einen Ladewiderstand R1 mittels eines Nocken-oder Exzenterumschalters
S1 im Rhythmus der Umdrehungszahl des Spulentellers aufgeladen und über den Entladewiderstand
R2 auf den Kondensator C., entladen. Mit anderen Worten, der Kondensator C, wird
rhythmisch von dem Kondensator Cl aufgeladen. Sobald der Kondensator C, eine bestimmte
Ladespannung erhält, im Beispielsfall eine negative Spannung, wird der Kollektorkreis
des npn-Transistors T1 infolge seiner negativen Basisspannung gesperrt, der seinerseits
den pnp-Transistors T2 kollektorseitig ebenfalls sperrt, so daß das Relais Rel stromlos
wird.
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Der Anker des beispielsweise als in der Zeichnung nicht dargestellter
Zugmagnet ausgebildeten Relais Rel hält im stromlosen Zustand entgegen einer Feder
einen Schalthebel mittels einer Sperre fest, durch den das Gerät eingeschaltet ist.
Sobald bei Stillstand des Spulentellers die Ladeimpulse des ersten Kondensators
Cl ausbleiben, entlädt sich der Kondensator C.. allmählich über den Entladewiderstand
R3; die negative Basisspannung des Transistors Ti verschwindet und nimmt infolge
der Betriebsspannung -I- U einen positiven Wert an. Dadurch werden die Kollektorkreise
der Transistoren T1 und T2 stromdurchlässig, so daß der Anker des Relais Rel angezogen
wird und dadurch die Sperre des Schalthebels löst, der seinerseits das Gerät abschaltet.
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Das aus dem Entladewiderstand R3 und dem Kondensator C2 bestehende
Verzögerungsglied hat eine so große Zeitkonstante, von beispielsweise 1 bis 5 Sekunden,
daß beim Drehen des Spulentellers die am Kondensator C2 herrschende negative Spannung
während der zwischen je zwei Schalt- bzw. Ladeimpulsen des Schalters S1 bzw. des
Kondensators Cl bestehenden Entladepause erhalten bleibt. Damit bleibt aber auch
an der Basis des Transistors Ti stets eine negative Spannung bestehen, so daß das
Gerät über das Relais Rel ohne kurzzeitige Unterbrechungen eingeschaltet ist.
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Eine Vereinfachung des ersten Ausführungsbeispiels ergibt die Ausführungsform
nach F i g. 2. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Schalter S2 nur ein
einfacher Ein-Aus-Schalter, dafür sind zwei Sperrdioden G1 und G2 vorgesehen.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung nach F i g. 2 ist im Prinzip die
gleiche wie in der Anordnung nach F i g. 1; sie hat jedoch den Vorteil, daß nur
noch eine einzige Betriebsspannung XY und somit nur eine Batterie Verwendung findet.
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In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird der erste Kondensator Cl
von einer Batterie XY über einen Ladewiderstand R1 mittels eines Nocken- oder Exzenter-Ein-Aus-Schalters
S2 im Rhythmus der Umdrehungszahl des Spulentellers aufgeladen. In den Ladekreis
des ersten Kondensators Cl ist noch eine in Durchlaßrichtung für den Ladestrom liegende
erste Diode G1 eingefügt. Der Ein-Aus-Schalter liegt dabei parallel zu der Reihenschaltung
aus Cl und G1.
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Bei geöffnetem Schalter S2 wird Cl von der Batterie XY aufgeladen;
bei geschlossenem Schalter S., wird Cl über R2 und der in Durchlaßrichtung liegenden
Diode G2 auf den Kondensator C2 entladen. Da die Diode G1 für den Entladestrom von
C2 gesperrt ist, kann sich der Kondensator C2 nur über den sehr hochohmigen Widerstand
R.; entladen, der zusammen mit dem Kondensator C2 ein Verzögerungsglied mit großer
Zeitkonstante, genau wie in der Anordnung nach F i g. 1, darstellt. Durch die Diode
G2 ist außerdem der Kondensator C2 gegen den Ladestrom für Cl abgesperrt.
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In dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 und 4 bedeutet 1 eine an der
Unterseite eines Spulentellers 2 angebrachte Exzenterscheibe. Der Spulenteller
2 ist in einem auf der Montageplatte 13 festen Stift 12 drehbar gelagert.
Ein an einem in einer Versenkung
18 der Montageplatte
13 festen Stift 3 drehbar gelagerter Doppelhebel 4 umfaßt mit dem
einen als Gabel ausgebildeten Arm 5 die Exzenterscheibe 1,
während
der andere Arm zwei Haltenasen 10 und 11 trägt: In einem Halter 8 aus Isoliermaterial
sind zwei wenigstens annähernd parallele Drähte 6; 7 mit ihren dem Hebel
4 abgewandten Enden festgespannt, während das andere Ende des ersten Drahtes
7 frei und um etwa 90° nach unten abgewinkelt ist. Das andere Ende des zweiten Drahtes
6 ist zwischen den Haltenasen 10 und 11 des Hebels
4 längsbewegbar gelagert. Sobald sich der Spulenteller 2 mit der Exzenterscheibe
1 dreht, bewegt sich der Hebel 4
um seine Achse 3, wobei das Drahtende
7 von den Nasen 10 und 11 mitgenommen wird, -derart, daß im Rhythmus
der Drehungen des Spulentellers 2 je Umdrehung eine Berührung des Drahtendes
7 mit dem abgewinkelten Drahtende 6 stattfindet.
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Da die Drahtenden über die Stromzuführungsleitungen 17 einen Aus-Ein-Schalter
darstellen, wird dementsprechend der Strom im Rhythmus der Umdrehungen des Spulentellers
2 ein- und ausgeschaltet. Der Halter 8 ist um eine in einer Versenkung
19 der Montageplatte 13 festen Achse 14 drehbar gelagert, so
daß durch Verdrehen des Halters 8 die in dem Halter 8 festgespannten
Enden der beiden Drähte 6,7 in bezug auf den Hebel 4 leicht justierbar sind.
Mittels der Schraube 15 kann der Halter 8 innerhalb einer Aussparung
16 in der gewünschten Justagestellung festgezogen werden.
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Die in den F i g. 1 und 2 der Zeichnung angegebenen Typenbezeichnungen
der Transistoren und Gleichrichter sowie die Zahlenwerte für die Widerstände und
Kondensatoren sind für die Erfindung völlig unverbindlich und können je nach Bedarf
durch andere ersetzt werden; sie sollen lediglich Hinweise für Ausführungsbeispiele
auf Grund praktisch erprobter Schaltungen geben.