DE1412301B2 - Vorrichtung zur geschwindigkeitssteuerung von magnetband aufzeichnungs und wiedergabegeraeten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung von Magnetaufzeichnungs- und -Wiedergabegeräten, in denen eine Breitband-Drehkopfanordnung Querspuren auf ein Magnetband aufzeichnet, eine einzige Bandantriebswelle das Magnetband antreibt und linear ohne Änderung der Länge des Magnetbandes zwischen der Kopfanordnung und der Bandantriebswelle bewegt und nächst des Magnetbandes magnetische Mittel angeordnet sind, die auf das Magnetband nach Maßgabe einer Signalquelle mit einer von der Drehzahl der Drehkopfanordnung abhängigen Frequenz während eines Aufzeichnungsvorgangs eine Magnetspur aufzeichnen.

Beispielsweise in der deutschen Patentschrift 674 353 ist eine Art einer lichtelektrischen Steuervorrichtung für ein im wesentlichen zwischen zwei Walzenpaaren verlaufendes Band beschrieben. Die beiden Walzenpaare werden dabei von einem Motor gemeinsam angetrieben, derart, daß zwischen dem Antriebsmotor und eines der Walzenpaare ein Differential gekoppelt ist. Die Steuervorrichtung dient nun dazu, um Schrumpf- oder Streckerscheinungen des zwischen den Walzenpaaren verlaufenden Bandes auszugleichen. Dazu werden auf dem Band vorhandene Markierungen lichtelektrisch abgetastet. Mit einem daraus gewonnenen Signal wird ein weiterer an das Differential angekuppelter Motor angesteuert, der die Lage des an das Differential angekuppelten Walzenpaares durch Beschleunigung oder Verzögerung ihres Laufs relativ zum Band derart verschiebt, daß die sich aus einem Schrumpfen oder Strecken des Bandes ergebende Fehlorientierung dieses WaI-zenpaares gegenüber einem vom anderen Walzenpaar auf das Band aufgebrachten Material — im konkreten Fall Aufbringen eines Farbmusters — ausgeglichen wird.

Würde man daran denken, bei einer derartigen Vorrichtung die von den Walzenpaaren auf das Band ausgeübte Kraft zu dessen Antrieb auszunützen und dabei über die beschriebene Antriebsart der Walzenpaare eine Steuerung der Bandgeschwindigkeit vorzunehmen, so müßte der zwischen den beiden Walzenpaaren laufende Bandabschnitt bei gleichbleibender Band-Gesamtgeschwindigkeit unterschiedlichen Bandspannungen (mehr oder weniger Streckung) unterworfen werden. Die Realisierung eines derartigen Prinzips ist zwar möglich. Es wird als iso-elastisches Bandtransport-Antriebssystem bezeichnet. Bei einem Bandantrieb mittels einer Bandantriebswelle für Magnetbänder können derartige sich ändernde Bandspannungen jedoch zu nachteiligen Schlupferscheinungen an der Bandantriebswelle führen; darüber hinaus sind die sich während des Bandbetriebs dauernd ändernden Bandspannungen auch deshalb nachteilig, weil damit ein schonender Bandbetrieb nicht gewährleistet ist.

Es ist bisher üblich gewesen, beim Aufzeichnungsbetrieb eines Magnetbandaufzeichnungsgerätes die Bandantriebswelle mittels eines Synchronmotors anzutreiben, der von einer Quelle konstanter Frequenz gespeist wurde, und zugleich eine Bezugssteuerspur auf dem Band aufzuzeichnen. Im Wiedergabebetrieb wurde ein Signal aus der Steuerspur abgeleitet, das mit einem Standardsignal verglichen wurde, so daß sich ein Fehlersignal ergab, das Unterschieden zwischen den beiden erstgenannten Signalen entsprach. Der Antrieb des Bandantriebmotors wurde nach Maßgabe des Fehlersignals derart gesteuert, daß er das Band in richtiger Weise laufen ließ.

Bei dieser vorbekannten Steuerung ist es erforderlich, daß die volle Leistung des Bandantriebmotors während des Wiedergabebetriebs gesteuert wird. Dies ist nicht einfach zu erreichen, da hierzu eine hochentwickelte und kostspielige elektrische Schaltung erforderlich ist. Ferner führt die verhältnismäßig große Motorträgheit bei einer solchen Steuerung zu einer Begrenzung des Ansprechens des Motors auf das Fehlersignal.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der in Rede stehenden Art anzugeben, bei der die zur Steuerung der Bandantriebswelle erforderliche Kraft und die in der Steuerschleife wirksame Trägheit möglichst gering sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:

Durch einen Primärmotor, der über ein Planetendifferentialgetriebe die Bandantriebswelle mit konstanter Winkelgeschwindigkeit antreibt, durch einen Sekundärmotor, der an das Planetendifferentialgetriebe gekuppelt ist, durch magnetische Mittel, die bei Wiedergabebetrieb die genannte Magnetspur abtasten, durch eine an die magnetischen Mittel und die Signalquelle gekoppelte Phasenvergleichsschaltung, die ein Fehlersignal proportional zur Phasendifferenz zwischen der momentanen Stellung der Bandantriebswelle und der Signalfrequenz der Signalquelle abgibt, und durch von dem Fehlersignal gesteuerte Schaltungen zur Erzeugung des Antriebssignales für den Sekundärmotor.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Figuren.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein typisches Magnetbandaufzeichnungsgerät, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt werden kann;

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung nach der Erfindung in ihrem Zusammenwirken mit dem Magnetband;

F i g. 3 zeigt eine Unteransicht eines Planetengetriebes nach der Erfindung;

F i g. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig.3;

F i g. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 4;

F i g. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 4;

Fig.7 zeigt die Schaltung der Motore der Fig. 4;

F i g. 8 zeigt die Anordnung nach F i g. 4 in vereinfachter Darstellung und in auseinandergenommenem Zustand.

F i g. 1 zeigt im einzelnen eine Bandtransportvorrichtung eines typischen Magnetbandaufzeichnungsund -Wiedergabegerätes 11 auf einer Grundplatte 12. Das Magnetband 13 läuft von einer Zuführhaspel 14 ab, die in geeigneter Weise auf einem nicht dargestellten Drehtisch montiert ist. Das Band 13 läuft von der Zufuhrhaspel 14 ab und durch eine Fotozellenanordnung 16 hindurch, dann über eine erwärmte Bandführung 17, anschließend um eine Führungsrolle 18 und eine Spannrolle 19 um eine feste Führung 21 herum und dann zu einer Breitbandkopfanordnung 22, mittels der auf dem Band Informationen aufzeichnet werden oder von ihm abgenommen werden.

Von der Kopfanordnung 22 läuft das Band 13 durch eine Hilfskopfanordnung 23, in der sich ein Steuerspurkopf 25 (siehe F i g. 2) befindet, dann zwischen einer Bandantriebswelle 24 und einer Andruckrolle 26 hindurch und um eine Führungsrolle 27 herum. Von der Führungsrolle 27 läuft das Band 13 zu einer zweiten Spannrolle 28 um eine Führungsrolle 29 herum und dann durch eine weitere Fotozellenanordnung 31 hindurch zur Aufnahmehaspel 32, die ebenfalls auf einem geeigneten, nicht dargestellten Drehtisch montiert ist.

Beim Bandtransport wird das Band 13 zwischen der Zufuhrhaspel 14 und der Aufnahmehaspel 32 durch die Bandantriebswelle 24 und die Gegendruckrolle 26 bewegt. Die Bandantriebswelle 24 ist ein angetriebenes Element, das sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit während des Aufzeichnungsbetriebs dreht. Das Band 13 wird an gewissen Stellen zwischen die Bandantriebswelle und die Gegendruckrolle 26 eingeklemmt. Die Gegendruckrolle 26 kann auf die Bandantriebswelle zu oder von ihr fort bewegt werden. Wird die Andruckrolle 26 auf die Bandan- ^ triebswelle 24 zu bewegt, bewirkt die Drehung der Bandantriebswelle eine lineare Bewegung des Bandes 13.

Wie schematisch in F i g. 2 dargestellt, liegt ein Tandemschalter 36 mit drei Abschnitten 36-1, 36-2 und 36-3 in der Steuerschaltung für die Bandantriebswelle 24. Jeder Abschnitt dieses Schalters 36 hat zwei Stellungen, die mit »Aufzeichnung« für Aufzeichnungsbetrieb und »Wiedergabe« für Wiedergabebetrieb gekennzeichnet sind. Liegt der Schalter 36 in der Aufzeichnungs-Stellung, so verbindet der Schalterteil 36-1 den Steuerspurkopf 25 über einen Aufzeichnungsverstärker 38 mit einer Wechselstromquelle 39, die zur genauen Synchronisation des Wiedergabebetriebs mit dem Aufzeichnungsbetrieb ein 200 Hertz-Signal abgibt, das sie von einem Abnehmer einer Kopftrommelanordnung 40 (siehe F i g. 2) in der Breitbandkopfanordnung 22 erhält. Einzelheiten über die Erzeugung eines 200 Hertz-Signals sind in den USA.-Patentschriften 2921990 oder 2 942 061 beschrieben. Es wird also eine 200 Hertz-Steuerspur 37 in Längsrichtung auf das Band 13 durch den Kopf 25 aufgezeichnet. Dieses Signal steht in Beziehung mit der Geschwindigkeit der Köpfe in der Breitbandkopfanordnung 22. Der Abschnitt 36-2 des Schalters 36 ist in der Aufzeichnungs-Stellung offen. Der dritte Abschnitt 36-3 verbindet eine Gleichstromquelle 41 direkt mit einer elektrischen Bremse 42, die später näher beschrieben wird. Die Gleichstromquelle 41 ist ferner unmittelbar mit einer synchronisierten Umkehrstufe 43 verbunden, die einen Synchron-Antriebsmotor 44 antreibt. Dieser letztgenannte Motor 44 ist über ein Drehzahluntersetzungsgetriebe 46 und ein Differentialgetriebe 47 mit der Bandantriebswelle 24 gekuppelt. Mit der Umkehrstufe 43 ist ein Standard-Präzisionsfrequenzgeber 48 verbunden, der eine genaue Synchronisierung der Umkehrstufe 43 bewirkt und dafür sorgt, daß eine genaue und konstante Antriebsleistung dem Motor 44 zugeführt wird.

Ist der Schalter 36 in der Wiedergabe-Stellung, so verbindet der Abschnitt 36-1 dieses Schalters den Steuerspurkopf 25 mit dem Eingang eines Wiedergabeverstärkers 51, dessen Ausgang mit einem der beiden Eingänge eines Phasenkomparators und Filters 52 verbunden ist. Der zweite der beiden Eingänge des Phasenkomparators und Filters 52 ist mit der 200 Hertz-Wechselstromquelle 39 verbunden. Die Phase des Signals, das von dem Kopf 25 aus der Steuerspur 37 abgenommen wird, wird also mit der Phase des Signals der Quelle 39 verglichen. Eine Phasenabweichung dieser beiden Signale ergibt ein Fehlersignal, das gefiltert wird und dem Eingang einer Kompensationsstufe 53 zugeführt wird. Die Ausgangserregung des Servo-Kompensators 53 wird zur Steuerung eines Leistungsverstärkers 54 verwendet.

Der Ausgang des Verstärkers 54 ist über den Schalterabschnitt 36-2 mit einem servo-gesteuerten Motor, der auf ein Drehzahluntersetzungsgetriebe 57 arbeitet, verbunden. Die mechanische Kopplung zwisehen der Antriebswelle des Motors 56 und dem Differential 47 erfolgt über ein Drehzahluntersetzungsgetriebe 57. Die Winkelgeschwindigkeit der Bandantriebswelle 24, soweit sie durch den Synchronmotor 44 bestimmt ist, wird auf diese Weise nach Maßgabe des Fehlersignals durch den Servo-Steuermotor 56 verändert. Die elektrische Bremse 42 wirkt auf den servo-gesteuerten Antrieb während des Aufzeichnungsbetriebes, währenddem der Servo-Motor 56 abgetrennt ist, so daß dann also der die Fehlersteuerung bewirkende Teil des Systems keine Wirkung auf die Winkelgeschwindigkeit der Bandantriebswelle 24 hat.

Die mechanische Kopplung zwischen dem Synchron-Antriebsmotor 44, dem Servo-Steuerungsmotor 56 und der Bandantriebswelle 24 (einschließlich der beiden Drehzahluntersetzungsgetriebe 46, 57 und des Differentials) sind in der Praxis in einem Planetensystem 59, wie in F i g. 3 dargestellt, zusammengefaßt. Eine Motor-Montageplatte 61 ist in geeigneter Weise parallel und in festem Abstand zu der bereits angeführten Grundplatte 12 gehaltert. Auf der Platte 61 liegen der Synchron-Antriebsmotor 44 und der Servo-Steuerungsmotor 56. Ferner liegt auf der Platte 61 ein der Betätigung der elektrischen Bremse 42 dienendes Solenoid 62 und eine Anschlußleiste 63. Wie am besten aus dem Querschnittsbild der F i g. 4 ersichtlich, liegt der Synchron-Antriebsmotor 44 etwa in der Mitte. Es wird durch mehrere Schrauben 64 auf der Motor-Montageplatte 61 gehalten.

Seine Antriebswelle 66 erstreckt sich durch eine Öffnung 67 in der Platte. Ein erstes Treibriemenrad 68 ist in geeigneter Weise, etwa mittels Festsetzschrauben 69, an dem hervorstehenden Teil der Antriebswelle 66 befestigt. Zur Verminderung der Winkelgeschwindigkeit der Motorantriebswelle 66 treibt diese eine Parallelwelle 71 an. Hierzu ist ein zweites Treibriemenrad 72 mit einem größeren Durchmesser als der des ersten Treibriemenrads 68 in geeigneter Weise an der Parallelwelle 71 an derem unteren Ende in der gleichen Ebene v/ie das erstgenannte Treibriemenrad befestigt und ein Treibriemenband 73 ist um beide Triebriemenräder gelegt. Ein drittes Treibriemenrad 74, das im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie das erste Treibriemenrad hat, ist am oberen Ende der angetriebenen Welle 71 befestigt und läuft demnach mit gegenüber der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle verminderter Winkelgeschwindigkeit um. Um das Zusammensetzen der Anordnung zu erleichtern, besteht eines der Bandantriebsräder 72 mit der angetriebenen Welle 71 aus einem Stück, während das andere Bandtreibriemenrad 74 an der Welle 71 mittels einer Axialschraube 75 befestigt ist.

Zum Antrieb der Bandantriebswelle 24 mit einer weiterhin verringerten Winkelgeschwindigkeit in Bezug zur Antriebswelle 66 ist ein viertes Treibriemenrad 76 vorgesehen, das einen größeren Durchmesser hat wie das dritte Treibriemenrad 74. Dieses vierte Treibriemenrad liegt auf der Bandantriebswelle in der gleichen Ebene wie das dritte Treibriemenrad. Ein zweiter Riemen 77 liegt um die beiden letztgenannten Treibriemenräder. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, liegt die Bandantriebswelle 24 in Flucht mit der Antriebswelle 66, die einzige Kupplung zwischen beiden erfolgt durch die Treibriemen und die Treibriemenräder. Damit die Bandantriebswelle 24 in geeigneter Weise in einer öffnung 79 in der Grundplatte 12 gelagert werden kann, ist eine flexible Platte 81 vorgesehen, in der sich eine ein Spiel zulassende öffnung 82 befindet, durch die sich die Bandantriebswelle erstreckt. Die Platte 81 ist in geeigneter Weise, etwa mittels Schrauben 83, an der Motorplatte 61 befestigt und dient dazu, die verschiedenen Teile des Planetensystems 59 in ihrer Lage zu halten und in geeigneter Weise an der Grundplatte 12, wie im folgenden beschrieben wird, befestigt ist. Der hervorstehende Teil der Bandantriebswelle 24 ist in einem Kugellager 84 drehbar gelagert. Das Kugellager 84 befindet sich innerhalb eines Gehäuses 85, das etwa mittels Schrauben 86 an der Oberfläche der Platte 81 befestigt ist. Eine Stütze 87 erstreckt sich von dem Gehäuse 85 parallel zur Bandantriebswelle 24 über deren Länge und endet in einem Deckel 88, der das Ende der Bandantriebswelle abdeckt. Das obere Ende der Bandantriebswelle 24 ist in einem Kugellager 89 gelagert, das sich innerhalb des Deckels 88 befindet und die Bandantriebswelle in einem verjüngten Abschnitt 91 abstützt. Ein Haltering 92 umfaßt das obere Ende der Antriebswelle 24, das Lager 89 und hält die Bandantriebswelle 24 in der beschriebenen Axiallage zu der Antriebswelle innerhalb der Kugellager 84 und 89. Das Gehäuse 85 ist ferner, etwa mittels Schrauben 93, an der Platte 12 befestigt. Die Platte weist seitlich abstehende Stützelemente 94 auf, die etwa mittels Schrauben 95 an der Motorplatte 61 an ihren Enden befestigt sind.

Der Synchronmotor 44 treibt bei der beschriebenen Anordnung das erste Treibriemenrad 68 an, welches die Welle 71 mit einer verringerten Winkelgeschwindigkeit durch den Riemen 73 und das zweite Riemenrad 72 antreibt. Die Winkelgeschwindigkeit der Welle 71 wird weiterhin durch die Kombination des dritten Treibriemenrades 74, den Riemen 77 und das Treibriemenrad 76 für die Bandantriebswelle untersetzt. Das letztgenannte Treibriemenrad 76 treibt demnach die Bandantriebswelle 24 mit einer verringerten konstanten Winkelgeschwindigkeit an.

Zur Synchronisierung des Wiedergabebetriebs mit dem Aufzcichnungsbetrieb dient die beschriebene Servo-Schleife, welche die dem Servo-Stcuermotor zugeführte Leistung steuert und damit die Drehzahl des Untersetzungsgetriebes 56. Der Anker — nicht dargestellt — des Servo-Steucrmotors 56 dreht ein erstes Servo-Trcibriemenrad 96, das auf der Treibwellc 97 etwa mittels Festsetzschrauben 98, befestigt ist. Ein zweites Servo-Treibriemenrad 99, das einen wesentlich größeren Durchmesser als das erste Servo-Freibriemenrad 96 hat, liegt in der gleichen Ebene »vie das erste Servo-Treibriemenrad. Ein Riemen läuft um die beiden Servo-Treibriemcnräder 96 und 99. Das zweite Servo-Trcibriemenrad 99 ist mit einem geeigneten zentral liegenden Drehlager versehen, etwa mit zwei in Abstand voneinander liegenden Kugellagern 102, innerhalb denen sich das untere Ende der Bandantriebswelle 24 dreht. Das zweite Servo-Treibriemenrad 99 ist ferner von einem weiteren Paar von in Abstand voneinander liegenden Kugellagern 103 durchstzt. Diese Kugellager liegen innerhalb des Servo-Treibriemenrads 99 und radial außerhalb des zentralen Drehlagers 102. In ihnen ίο läuft die angetriebene Welle 71.

Zur Halterung des zweiten Servo-Treibriemenrades 99 auf der Bandantriebswelle 24 sind Halteringe vorgesehen. Ein erster Haltering 106 liegt in einer Ringausnehmung 107 am unteren Ende der Bandantriebswelle 24 und übergreift das untere Kugellager 102 des zweiten Servo-Treibriemenrades 99. Ein zweiter Haltering 108 ist in eine ihm angepaßte Ausnehmung 109 in einen Nabenabschnitt 111 des zweiten Servo-Treibriemenrads 99 eingesetzt und umgreift den oberen Teil des unteren Lagers 102. Zur Halterung des oberen Lagers 102 in seiner Lage ist eine zweite Ausnehmung 112 in der Nabe 111 vorgesehen, in der ein dritter Haltering 113 sitzt, welcher als Schulter das ( obere Lager übergreift. Das vierte Treibriemenrad 76 kann mit der Bandantriebswelle 24 vereinigt oder sogar aus einem Stück hergestellt sein. Es weist eine Schulter 116 auf, an der das obere Lager 102 sitzt und eine obere Schulter 117, an der das Hauplager 84 der Bandantriebswelle liegt.

Um die relative Lage des zweiten und dritten Treibriemenrades 72 und 74 exzentrisch innerhalb des zweiten Servo-Treibriemenrads 99 zu sichern, stößt das untere Kugellager 103 gegen eine Schulter 121 des zweiten Treibriemenrads 72 an. Ein Haltering 122 ist in einer Ausnehmung 123 des zweiten Servo-Treibriemenrads 99 eingesetzt und umfaßt den oberen Teil des unteren Lagers 103. Eine Abstandsbuchse 126 umgibt die angetriebene Welle 71 zwischen den beiden Lagern 103 und fixiert deren Abstand. Ferner ist ein Haltering 127 in eine Ausnehmung 128 des zweiten Servo-Treibriemenrades 99 eingesetzt und umfaßt den unteren Teil des oberen Lagers 103 und stützt ihn ab. Schließlich weist das dritte Treibriemenrad 74 eine Schulter 129 auf, die gegen den oberen ₍ι

Teil des oberen Lagers 103 anstößt.

Die gesamte Planetenanordnung bildet auf diese Weise eine Einheit, so daß, wenn die Bandantriebswelle 24 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit durch den Antriebsmotor 44 angetrieben wird, dieser Winkelgeschwindigkeit eine Korrektur durch Erregung des Servo-Steuermotors 56 erteilt wird. Tritt ein Fehlersignal auf, so wird das erste Servo-Treibriemenrad 96 gedreht und damit über den Riemen 101 auch das zweite Servo-Treibriemenrad 99. Da das Servo-Treibriemenrad 99 einen größeren Durchmesser hat als das erste Treibriemenrad 96, erfolgt eine Drehzahluntersetzung, deren Effekt im folgenden erläutert wird. Eine Drehung des zweiten Servo-Treibriemenrades 99 führt zu einer Verstellung der exzentrisch gelagerten Kombination des zweiten und dritten Treibriemenrades 72 und 74 zusammen mit der Kupplungstreibwelle 71 entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn. Hieraus resultiert eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit, mit der die Bandantriebswelle 24 angetrieben wird und damit eine Korrektur von Fehlern zwischen dem Aufzeichnungs- und Wiedergabebetrieb.

Um die Genauigkeit, mit der der Synchronmotor

die Bandantriebswelle 24 antreibt, zu verbessern, insbesondere während des Wiedergabebetriebs, sind die beiden Riemen 73 und 77 in dem Antriebssystem mit Spannvorrichtungen versehen. Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß sich am zweiten Servo-Treibriemenrad 99 ein Spannarm 136 befindet, der sich im wesentlichen radial unter einem Winkel von. 45° im Uhrzeigersinn gegenüber dem Radius erstreckt, der durch die Mittelpunkte des ersten und zweiten Treibriemenrads 68 und 72 definiert ist. Das innerste Ende des Arms 136 ist an einer Zapfenwelle 137 angelenkt. Eine Schraubenfeder 138 ist in geeigneter Weise an einem Ende an dem Treibriemenrad 99 befestigt, etwa mittels einer Schraube 139, und mit ihrem anderen Ende am äußersten Ende des Arms, etwa mittels einer Hakenlochanordnung 141. Etwa in der Mitte der Länge des Spannarms 136 ist eine Treibriemenrolle 142 vorgesehen, die etwa mittels einer Schraube 143 an dem Arm drehbar befestigt ist und den Riemen 73 erfaßt. Ein zweiter ähnlicher Spannarm 144 ist an dem zweiten Servo-Treibriemenrad 99 angebracht und erstreckt sich längs eines Radius, der um etwa 45° gegen den Uhrzeigersinn in Bezug zu dem Radius liegt, der durch die Mittelpunkte des ersten und zweiten Treib-. riemenrades 68 und 72 definiert ist. Die Elemente der beiden Spannarme 136 und 144 sind identisch und aus diesem Grunde mit den gleichen Bezugszeichen versehen. .

: Die Spannanordnung weist also zwei Spannarme 136 und 144 auf, auf die in entgegengesetzter Rich-■ tung zwei Sehrau benfedern 138 Kräfte ausüben. Dadurch werden die Arme 136 und 144 im wesentlichen symmetrisch auf beiden: Seiten des ersten und zweiten Treibriemenrads 68 und 72 gehalten. Diese Anordinung bewirkt eine im wesentlichen konstante Spannung des Riemens 73, wenn dieser über beide Spannarme und Riemenrollen 142 läuft und über die erste und zweite Riemenrolle 68 und 72.

Um dem Riemen 77 eine ähnliche Spannung zu erteilen, ist ein weiterer Spannarm 146, wie aus F i g. 6 ersichtlich, drehbar an einer Zapfenwelle 147 an dem zweiten Servo-Treibriemenrad 99 auf der Seite gelagert, die den beiden Spannarmen 136 und 144 gegenüberliegt. Die Welle 147 liegt auf der Geraden der beiden Wellen 137. Der Spannarm 146 wird mittels einer Schraubenfeder 148 in einer bestimmten Winkellage zu dieser Geraden gehalten. Die Schraubenfeder 148 erfaßt das freie Ende des Arms und ist etwa mittels einer Schraube 149 an der Riemenscheibe 99 befestigt. Eine dazwischen gelagerte Riemenrolle 151, die etwa mittels einer Schraube 152 an dem Arm 146 drehbar befestigt ist, erfaßt den Ric-. men 77, der über das dritte und vierte Treibriemenrad 74 und 76 geführt ist. Auf diese Weise bleibt der Riemen 77 unter allen Umständen, auch wenn er sich streckt, unter einer konstanten Spannung.

Aus F i g. 6 ist ersichtlich, daß ein Bremskissen 156 oder eine Bremsplatte 156, etwa aus Gummi, mit etwa dreieckigem Querschnitt an der Ankerwdle 157 angebracht ist, die sich durch die Motorplatte 61 erstreckt. Die Ankerwelle 157 gehört zu dem Bremssolenoid 62. Wird das Solenoid 62 erregt, so dreht sich die Ankerwelle 157 derart, daß eine Seite der Basis des dreieckigen Kissens 156 das zweite Servo-Trcibriemcnrad 99 erfaßt und es an der Drehung hindert. Das Bremssolenoid 62 kann allein während des Aufzeichnungsbetriebes betätigt werden (s. Fig. 2).

Die Verdrahtung zwischen der Anschlußleiste 63,

dem Synchronmotor 44, dem Servo-Steuermotor 56 und dem Bremssolenoid 62 ist in F i g. 7 dargestellt.

Die äußeren Anschlüsse zu der Anschlußleiste sind schematisch in Fig. 2 dargestellt. Da die Verdrahtung als solche üblich ist und aus der vorangegangenen Beschreibung unmittelbar verständlich ist, wird von der Erläuterung weiterer Details hier abgesehen.

Die Arbeitsweise des Planetensystems ist am einfachsten aus der vereinfachten Darstellung der F i g. 8 erkennbar. Wie vordem beschrieben, wird der Synchronmotor 44 mittels eines Stromes konstanter Frequenz betrieben, der aus dem synchronisierten inverter 43 sowohl während des Aufzeichnungs- wie des Wiedergabebetriebs austritt. Die Motorwelle 66 dreht das erste Treibriemenrad 68 und diese Drehung wird mittels des Riemens 73 auf das zweite Treibriemenrad 72 übertragen. Da das zweite Treibriemenrad 72 einen größeren Durchmesser als das erste Treibriemenrad 68 hat, ist die Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Welle 71 geringer als die der Motorwclle 66. Wenn sich die angetriebene Welle 71 dreht, wird die Bewegung des dritten Treibriemen-Fades 74 auf das vierte oder Bandantriebswellentreibrad 76 übertragen. Hierdurch erfolgt eine weitere Untersetzung der Winkelgeschwindigkeit, da der Durchmesser der beiden letztgenannten Bandantriebsräder verschieden ist; Die Bandantriebswelle 24 wird also mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit angetrieben, die ein Bruchteil derjenigen Winkelgeschwindigkeit ist, mit der sich die Welle 66 des Synchronmctors 44 dreht.

Während des Aufzeichnungsbetriebes wird die elektrische Bremse 42 durch Erregung des Bremssolenoids 62 betätigt, so daß das Gummibremskissen 156 in Kontakt mit dem zweiten Servo-Treibriemenrad 99 kommt. Dies ist notwendig, um das zweite Servo-Treibriemenrad 99 an der Drehung zu hindern und damit zu vermeiden, daß die Winkelgeschwindigkeit, mit der die Bandantriebswelle 24 angetrieben wird, geändert wird. Die Bandantriebswelle 24 ist nämlich zentral in einem Lager 102 innerhalb des Treibriemenrades 99 gelagert und die angetriebene Welle 71 erstreckt sich durch ein exzentrisch liegendes Lager 103 dieses Treibriemenrades.

Während des Wiedergabebetriebs wird das Bremskissen 156 von dem zweiten Servo-Treibriemenrad 99 durch Enterregung des Bremssolenoids 62 entfernt. Solange das Signal von der Steuerspur 37 in Phase mit dem Signal von der 200 Hertz-Quelle ist, ist das Fehlersignal, das der Phasenkomparator abgibt, Null. Die Welle des Scrvo-Motors 56 bleibt stehen und die Winkelgeschwindigkeit der Bandantricbswclle 24 bleibt konstant. Sind diese Signdu jedoch nicht in Phase, so entsteht ein Fehlersignal, das dem Servo-Steucrmotor 56 zugeführt wird. Wenn sich die Motorwelle 97 dreht, wird die Drehung des ersten Servo-Treibriemeurades 96 mittels des Riemens 101 auf das zweite Servo-Treibriemenrad 99 übertragen. Das zentrale Lager 102, in dem sich die Bandantriebswelle 24 dreht, ist der Punkt, um den sich das Treibriemenrad 99 dreht, um das exzentrische Lager 103 entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zu verstellen. Da die Antriebswelle 7 t und die beiden Treibricmcnräder 72 und 74 auf dem Ticibriemcnrad 99 sitzen und sich an diesem frei bewegen können, addiert oder subtrahiert sich die Drehung des Treibriemenrads 99 in der Winkelgeschwindigkeit der

Bandantriebswclle 24, die von dem Bandantrieb 77 hervorgerufen wird.'

Ks wurde nun angenommen, daß die Bandantriebswclle 24 gegen den Uhrzeigersinn, also in Richtung des Pfeils 176 in F i g. 8, gedreht wird und ferner, daß ein Fehlersignal dafür sorgt, daß der Servo-Steuermolor 56 das zweite Servo-Triebricmenrad 99 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Wenn sich das zweite Servo-Treibriemenrad gegen den Uhrzeigersinn dreht, so bewegen sich die angetriebene Welle 71 und die beiden Treibriemenräder 72 und 74 gegen den Uhrzeigersinn um das zentrale Lager 102. Der Bandantriebswelle 24 werden also über den Riemen 77 zwei Winkelgcschwindigkeitskomponenten übertragen. Eine Komponente entstammt deni Hauptantrieb durch den Synchronmotor 44 und den Riemen 77 über die angetriebene Welle 71 und die andere entstammt dem Servo-Antrieb, der durch den Servo-Steuermotor 56 hervorgerufen wird, welcher die angetriebene Welle 71 um die Bandantriebswelle 24 dreht. Da beide Komponenten gegen den Uhrzeigersinn gerichtet sind, ist dieWinkelgeschwindigkeit der Bandantriebswelle 24 gleich der Summe der beiden Komponenten. Das geschieht immer dann, wenn das Signal von der Steuerspur auf dem Magnetband 13 verzögert gegenüber dem Signal von der 200-Hertz-Quelle 39 ist.

Wird andererseits die Bandantriebswelle gegen den Uhrzeigersinn gedreht und läuft das Signal von der Steuerspur 37 dem Signal der 200 Hertz-Quelle 39 voran, so wird der Servo-Steuermotor 56 derart erregt, daß er das zweite Servo-Treibriemenrad 99 im Uhrzeigersinn dreht. Das Resultat ist, daß die Servo-Komponente der Winkelgeschwindigkeit der Bandantriebswelle 24 entgegengesetzt zur Richtung der Hauptaritriebskomponente der Bandantriebswelle 24 ist. Die resultierende Winkelgeschwindigkeit der Bandantriebswelle 24 ist dann die Differenz zwischen den beiden Komponenten.

In dem erstgenannten Fall wird das Signal auf dem Band 13 linear während des Wiedergabebetriebs mit einer etwas geringeren Geschwindigkeit transportiert, als dies während des Aufzeichnungsbetriebes war. Die Wirkung des Servo-Steuersystems erhöht jedoch die Geschwindigkeit des Bandes, bis die Geschwindigkeit beim Wiedergabebetrieb gleich der beim Auf-Zeichnungsbetrieb ist. Im zweiten Fall ist die Geschwindigkeit des Signals auf dem Band 13 während des Wiedergabebetriebs größer als während des Aufzeichnungsbetriebs, und die Wirkung des Servo-.. Steuersystems verringert die Geschwindigkeit des Bandes, bis beide Geschwindigkeiten wieder gleich sind. Ist die Geschwindigkeit des Signals auf dem Band die gleiche sowohl im Aufzeichnungs- wie auch im Wiedergabebetrieb, so ist das Signal von der Steuerspur 37 in Phase mit dem Signal von der 200-Hertz-Quelle 39 und das zweite Servo-Treibriemenrad 99 bleibt in einer festen Stellung.

Der Servo-Steuermotor 56 übt also Korrekturen an der sonst konstanten Winkelgeschwindigkeit der Bandantriebswelle 24, die dieser von dem Synchronmotor 44 erhält, aus, ändert also die Winkelgeschwindigkeit der Bandantriebswelle und damit die lineare Geschwindigkeit des Magnetbandes 13. Da diese Korrekturen während des Wiedergabebetriebs sehr gering sind, kann der Servo-Steuermotor 56 mit einem Drchzahluntcrsclzungsgetriebe kombiniert sein, so daß der maximale Drehzahlschwankungsbcrcich, der der Welle 24 durch einen solchen Motor erteilt wird, nur zwei bis drei Prozent der normalen Bandaritriebswellendrehzahl beträgt. Der Aufwand, der für den Servo-Steuermotor getrieben werden muß, ist dementsprechend sehr gering, und überdies ist der Leistungsverbrauch und die körperliche Größe dieses Motors wie auch die des Leistungsverstärkers 54 gering. Die dynamische Ansprechcharakteristik des Servo-Steuermotors 56 ist verbessert wegen des eingebauten Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebes und des zusätzlichen Untersetzungsgetriebes 57, das sich aus den unterschiedlichen Durchmessern des ersten und zweiten Servo-Treibriemenrades 96 und 99 ergibt und zu Trägheits- und Reibkräften an der Bandantriebswelle 24 führt, die an der Motorwelle umgekehrt proportional zum Quadrat des gesamten Reduktionsverhältnisses wirksam werden. Der Servomotor ist also nicht mit der relativ großen Trägheit des Synchronmotors 44 belastet. Ferner trennen die Spannrollen 19,28 die Trägheitswirkungen der Zuführungsund Aufnahmehaspeln 14 und 32 von der Bandantriebswelle 24. Wesentlich ist noch, daß der Ständer des Synchronmotors 44 und des Servo-Steuermotors 56 beide in fester Lage auf der Motorplatte 61 liegen. Dies ist vorteilhaft gegenüber denjenigen Systemen, in denen der Servo-Steuermotor den Ständer des Synchronmotors dreht, da hierdurch keine Schleifringe für den Ständer notwendig sind.

Die zweite Servo-Treibriemenrolle 99, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist, hat einen unregelmäßigen Querschnitt. Etwa die Hälfte des Treibriemenrades ist verstärkt, um eine geeignete Gegengewichtsmasse zu haben, die dem Gewicht der Elemente, die auf der anderen Hälfte des Servo-Treibriemenrades 99 montiert sind, entgegenwirkt. Zwischen der flexiblen Platte 81 und dem zweiten Servo-Treibriemenrad 99 ist ein Spiel, so daß ein nicht dargestelltes Schwungrad auf die Bandantriebswelle 76 montiert werden kann, die der Winkelgeschwindigkeit der Bandantriebswelle 24 eine größere Trägheit gibt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung von Magnetbandaufzeichnungs- und -wiedergabegeräten, in denen eine Breitband-Drehkopfanordnung Querspuren auf ein Magnetband aufzeichnet, eine einzige Bandantriebswelle das Magnetband antreibt und linear ohne Änderung der Länge des Magnetbandes zwischen der Kopfanordnung und der Bandantriebswelle bewegt und nächst des Magnetbandes magnetische Mittel angeordnet sind, die auf das Magnetband nach Maßgabe einer Signalquelle mit einer von der Drehzahl der Drehkopfanordnung abhängigen Frequenz während eines Aufzeichnungsvorgangs eine Magnetspur aufzeichnen, gekennzeichnet durch einen Primärmotor(44), der über ein Planetendifferentialgetriebe (47) die Bandantriebswelle (24) mit konstanter Winkelgeschwindigkeit antreibt, durch einen Sekundärmotor (56), der an das Planetendifferentialgetriebe (47) gekuppelt ist, durch magnetische Mittel (25), die bei Wiedergabebetrieb die genannte Magnetspur (37) abtasten, durch eine an die magnetischen Mittel (25) und die Signalquelle (39) gekoppelte Phasenvergleichsschaltung (52), die ein Fehlersignal proportional zur Phasendifferenz zwischen der momentanen Stellung der Bandantricbswelle (24) und der Signalfrequenz der Signalquelle (39)

abgibt, und durch von dem Fehlersignal gesteuerte Schaltungen (S3,54) zur Erzeugung des Antriebssignals (56).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetendifferentialgetriebe (47) ein Drehelement (99) mit einem zentral liegenden Lager (102) aufweist, in dem ein Ende der Bandantriebswelle (24) läuft, und mit einem exzentrisch liegenden Lager (103), in dem ein mittlerer Abschnitt einer Kraftübertragungswelle (71) läuft, die mit einem Ende an den Primär-

motor (44) gekuppelt ist und mit ihrem anderen Ende an die Bandantriebswelle (24), und daß der Sekundärmotor (56) antriebsmäßig an das Drehelement (99) gekuppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (74,76,77; 96, 99, 101; 68, 72, 73) Treibriemen-Riemenscheiben-Anordnungen mit zur Herabsetzung der Leistung und der körperlichen Abmessungen des Sekundärmotors (56) geeigneten Untersetzungsverhältnissen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen