DE1537245C3 - Drehzahlregler für Magnetaufzeichnungs- und -Wiedergabegeräte - Google Patents

Description

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um in der Weise auf das Differentialgetriebe einzu- gefangen, und die Wirkung dieser Bremsung wird

wirken, daß die Bandgeschwindigkeit korrigiert und nicht auf die Antriebsquelle übertragen.

der Phasenfehler beseitigt wird. Gemäß der Erfindung wird also die Drehung der

Eine derartige Anordnung ist jedoch insofern Drehwelle nicht durch Änderung der Lage des Rie-

nachteilig, als keine ausgeglichene Kraftübertragung 5 mens geregelt, sondern die Lage des Riemens wird

erzielbar ist, wenn in den Zahnradpaarungen des Ge- automatisch (ohne äußere Kraft) entsprechend der

triebes ein Flankenspiel auftritt. Außerdem ist ein Last an der Drehwelle geändert.

Servomotor sowie ein Differentialgetriebe erforder- Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungs-

lich, welche beide relativ kostspielig sind. beispiel der erfindungsgemäßen Drehzahlregelungs-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, io einrichtung ist dabei vorgesehen, daß die Einrichtung

diesen Nachteil durch eine einfache Konstruktion zum Aufbringen einer entsprechenden Bremskraft

des Drehzahlreglers auszuschalten, welche einen auf die getriebene Welle von einer Bremse gebildet

Servomotor und ein Differentialgetriebe nicht er- wird, die einen an der getriebenen Welle befestigten

forderlich macht und mit einem einzigen Motor aus- Induktions-Kurzschlußläufer und einen Erregungs-

kommt. 15 eisenkern aufweist, zum Aufbringen eines magne-

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer tischen Gleichstromfeldes auf den Kurzschlußläufer,

Einrichtung der eingangs genannten Bauart gelöst, dessen Stärke dem Steuersignal entspricht,

welche gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung, Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in

die eine Scheibe auf der treibenden Welle, eine den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele

Scheibe auf der getriebenen Welle, wobei wenigstens 20 näher erläutert. Es zeigt

eine der Scheiben eine konische Scheibe ist, und einen F i g. 1 eine Oberansicht eines Magnetbandauf drehkraftübertragenden elastischen Riemen ein- zeichnungs- und -Wiedergabegerätes mit einem Drehschließt, der um die Scheiben geschlungen ist, und zahlregler gemäß der Erfindung,
eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von der Zu- F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Reihe führung des Steuersignals wirksam ist, um eine ent- 25 von Spuren eines Hochfrequenzsignals, die auf einem sprechende Bremskraft auf die getriebene Welle aus- Magnetband durch das Magnetbandgerät gemäß zuüben, um dadurch die Berührungsstelle zwischen F i g. 1 aufgezeichnet wurden,
dem Riemen und der konischen Scheibe zu verändern. Fig. 3 eine Explosionszeichnung eines Teiles des

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wegen ihrer Antriebssystems für die rotierende Kopfbaugruppe

einfachen Konstruktion von Vorteil, da sie weder 30 und das Magnetband,

einen Servomotor noch ein Differentialgetriebe be- " Fig. 4a bis 4d schematische Darstellungen der

nötigt, wodurch mögliche Fehlerquellen ausgeschaltet Beziehung zwischen Scheiben und einem Riemen in

und die Herstellungskosten gesenkt werden. Die er- einem stufenlosen Geschwindigkeitswechselmecha-

findungsgemäße Drehzahlregelungseinrichtung arbei- nismus, der das Grundelement der Vorrichtung ge-

tet trotz des vergleichsweise einfachen Aufbaus 35 maß der Erfindung darstellt,

äußerst zufriedenstellend und vermag selbst Dreh- Fig. 5, 6 und 7 schematische Darstellungen an-

zahländerungen bis zu 2 bis 3 Hz zu folgen. derer Formen des stufenlosen Geschwindigkeits-

Stufenlose Getriebe mit Kegelscheiben, bei welcfiieh Wechselmechanismus und

die Lage des die Kegelscheiben umschlingenden F i g. 8 ein schematisches Schaltbild einer Form

Riemens mechanisch verändert werden kann, um die 4° des Steuersystems für den Antrieb des rotierenden

Drehzahl der angetriebenen Welle zu verändern, sind Kopfes in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden

an sich bekannt. Erfindung.

Bei der Notwendigkeit, zwei getrennte Drehwellen, In Fig. 1 ist eine Form des Bandantriebssystems wie z. B. die eines Drehkopfes und die einer An- in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung triebsspindel, von denen sich jede mit einer besonde- 45 gezeigt, die geeignet ist, um eine rotierende Kopfbauren vorherbestimmten Drehphase drehen soll, von gruppe in synchroner Beziehung zu der Phase eines einer gemeinsamen Antriebsquelle, z. B. von einem Bezugssignals anzutreiben. Das Antriebssystem ist Elektromotor, her anzutreiben, wenn die Antriebs- auf einer Grundplatte angeordnet, die allgemein als quelle und die beiden Drehwellen über ein Getriebe Bandtransportplatte 51 bezeichnet wird. Eine Bandmiteinander verbunden werden sollen, ist es unmög- 50 führung 52 mit zylindrischer Form ist mit einem lieh, beide Drehwellen unabhängig zu regeln. Der Gehäuse 66 versehen, das fest an der Platte 51 ange-Grund dafür liegt darin, daß, wenn eine der Dreh- bracht ist. Die Bandführung 52 ist mit einem Schlitz wellen durch eine Bremse od. dgl. so geregelt wird, (nicht gezeigt) ausgerüstet, durch den das vordere daß sie sich mit einer bestimmten Drehphase dreht, Ende von zwei Magnetköpfen 54 und 55, die an dieser Regelvorgang direkt auf die andere Drehwelle 55 diametral gegenüberliegeden Stellen am Umfang übertragen wird, wodurch eine getrennte Regelung einer rotierenden Kopftrommel 53 angeordnet sind, beider Drehwellen unmöglich wird. Aus diesem aus der Bandführung 52 hervorragen.
Grunde ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ein Magnetband 57, das von einer Vorratsspule konische Scheibe wenigstens auf die Antriebsquelle 58 zugeführt wird, läuft an einer Leerlaufrolle 59 oder auf die Drehwelle aufgesetzt, und ein Riemen 60 und an einem Führungszapfen 60 entlang, um die ist um die Scheibe herumgelegt, um den Antrieb zu Bandführung 52 entlang einer gebogenen Bahn derübertragen, und außerdem wird die Drehung der art zu berühren, daß es die Bandführung 52 teilweise Drehwelle so geregelt, daß eine vorherbestimmte umschlingt, um durch die Wirkung der auf der rotie-Drehzahl vorhanden ist, und zwar durch Anlegen renden Kopftrommel 53 angebrachten Magnetköpfe einer Bremskraft. In diesem Fall wird der durch die 65 54 und 55 eine Aufzeichnung aufzunehmen oder Bremsung hervorgerufene Unterschied zwischen den wiederzugeben. Das Magnetband 57, das mit einer Drehzahlen der Drehwelle und der Antriebsquelle Aufzeichnung versehen oder abgespielt worden ist, durch automatische Verschiebung des Riemens auf- verläßt die Bandführung 52, um an einem weiteren

Führungszapfen 61, einem Wiedergabekopf 62 für die Steuersignalaufzeichnung, einer Antriebseinrichtung 63 und einer Leerlauf rolle 64 vorbeigeführt und schließlich auf einer Aufwickelspule 65 aufgenommen zu werden. Die Vorratsspule 58, die Leerlaufrolle 59 und der Führungszapfen 60 sind auf der Bandtransportplatte 51 so angeordnet, daß sie relativ zur Höhe der Aufwickelspule 65 und dem Führungszapfen 61 eine andere Höhe haben, so daß das sich an dem Führungszapfen 60 zu dem anderen Führungszapfen 61 sich entlang bewegende Magnetband 57 auf der Bandführung 52 schraubenförmig entlanglauft, wobei es einen bestimmten Winkel in bezug auf die Oberfläche der Bandtransportplatte 51 einnimmt. Somit kann an dem Magnetband 57 die Aufzeichnung und die Wiedergabe in schraubenförmiger Zerlegung durchgeführt werden, und es ist offensichtlich, daß magnetisierte Spuren 67 und 68 der in F i g. 2 gezeigten Art auf dem Magnetband 57 durch die Magnetköpfe 54 und 55 ausgebildet werden. Es wird auch deutlich sein, daß, wenn die Befestigungsstellen der Führungszapfen 60 und 61 entsprechend ausgewählt werden, der Berührungsbereich zwischen jedem Magnetkopf und dem Magnetband auf einen etwa halben Umfangsbereich begrenzt werden kann, über den sich jeder Magnetkopf in gleitender Berührung mit dem Band dreht. Bei dieser Anordnung beginnt einer der Magnetköpfe das Magnetband 57 zu berühren, wenn der andere gerade das Magnetband 57 verläßt. In F i g. 2 ist eine von dem feststehenden Kopf 62 ausgebildete magnetisierte Spur 69 gezeigt.

F i g. 3 stellt eine Explosionszeichnung eines Systems zum Antreiben des Magnetbandes und der rotierenden Kopfbaugruppe in dem Magnetbandgerät dar, das den Drehzahlregler gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Ein Wechselstrom-Synchronmotor 70, der durch eine gängige Kraftquelle angetrieben werden kann, wird auf der Platte 51 getragen. Eine Scheibe 100 ist an einem Ende der Welle 71 des Motors 70 angebracht, und ein elastischer Drehkraftübertragungsriemen 73 ist um die Scheibe 100 und um eine Scheibe 72 geleitet, die sowohl als Geschwindigkeitsverringerungseinrichtung als auch als Schwungrad dient, um eine Bandantriebswelle 74 zu treiben, die mit der Scheibe 72 in einer allgemein bekannten Art verbunden ist. Somit wird der Antriebswelle 74 die Antriebskraft von dem Synchronmotor 70 zugeführt, so daß sie sich mit konstanter Drehzahl dreht.

Andererseits ist ein zweiter elastischer Riemen 75 um eine konische Scheibe 76 geführt, die fest am unteren Ende der Welle 71 des Synchronmotor 70 angebracht ist, und um eine konische Scheibe 78, die fest auf einer Welle 77 der rotierenden Kopftrommel 53 angebracht ist, so daß die Welle 77 durch den Synchronmotor 70 über den zweiten Riemen 75 angetrieben werden kann. Eine Wirbelstrombremse 79 ist wirksam mit der Welle 77 der rotierenden Kopftrommel 53 verbunden und dient dazu, die Drehgeschwindigkeit der Welle 77 der rotierenden Kopftrommel 53 unabhängig von der Drehzahl des Synchronmotors 70 genau zu regeln. Die aus den beiden konischen Scheiben 76 und 78, dem elastischen Riemen 75 und der Wirbelstrombremse 79 bestehende Kombination ist in der vorliegenden Erfindung als stufenloser Geschwindigkeitswechselmechanismus bezeichnet. Die Wirbelstrombremse 79 kann beispielsweise eine solche Konstruktion haben, daß ein Erregungs-Eisenkern 82, auf dem eine Gleichstromerregungswicklung 81 angeordnet ist, einen Induktions-Kurzschlußläufer 80 aus Aluminiumguß umgibt, wie er allgemein in einem Induktionsmotor verwendet wird.,

Der stufenlose Geschwindigkeitswechselmechanismus, der das grundlegende und wesentliche Element des Drehzahlreglers gemäß der Erfindung ist, wird jetzt mit Bezug auf ein schematisches Modell in den Fig. 4a bis 4d beschrieben.

Es ist allgemein bekannt, daß, wenn ein elastischer Riemen um zwei konische Scheiben geführt und dadurch getrieben wird, der Riemen auf den Umfangen der beiden Scheiben an Stellen verschiedener Höhen läuft, da der Riemen gegen das Ende jeder Scheibe, das den größeren Durchmesser aufweist, verlagert wird und dadurch einen bestimmten Winkel in bezug auf die horizontale Ebene einnimmt. Es ist auch bekannt, daß sich der Riemen zum Scheitel derjenigen Scheibe hin bewegt, die einen größeren vertikalen Winkel hat, wenn diese beiden Scheiben voneinander verschiedene vertikale Winkel aufweisen.

Es soll nun angenommen werden, daß konische Scheiben 85 und 86 derselben Form mit einem geeigneten vertikalen Winkel in entgegengesetzten Richtungen zueinander auf zwei parallelen Wellen

83 bzw. 84 angeordnet und ein flacher Gummiriemen 87 mit entsprechender Spannung um die beiden Scheiben 85 und 86 geführt wird. Wenn die Welle 83 von einer geeigneten Antriebsquelle mit einer konstanten Drehzahl n_t gedreht wird, kann der Riemen 87 in ausbalanciertem Zustand getrieben werden, um einer festen Bahn um die konischen Scheiben zu folgen, die von dem vertikalen Winkel der konischen Scheiben 85 und 86 abhängt, wobei die Spannung in dem Riemen 87 infolge einer auf die Welle 84 ausgeübten Drehkraft und die Reibungskraft zwischen dem Riemen 87 und den Oberflächen der konischen Scheiben 85 und 86 entsteht mit dem Ergebnis, daß eine Antriebskraft auf die Welle 84 übertragen wird, um die Welle 84 mit einer bestimmten Drehzahl n₂ anzutreiben.

In diesem Zusammenhang wird deutlich sein, daß die Drehzahl der getriebenen Welle 84 verringert oder erhöht wird, wenn sich die Lage des Riemens 87 in Richtung des in F i g. 4 a gezeigten Pfeiles verändert. In dem Zustand, in dem die Lage des umlaufenden Riemens 87 festliegt, wie es oben beschrieben wurde, kann die Drehzahl der getriebenen Welle

84 verändert werden durch Aufbringen einer Belastung auf die Welle 84, beispielsweise mittels einer Wirbelstrombremse. Die Ausübung der Belastung auf die getriebene Welle 84 verursacht eine Veränderung der Spannung des Riemens 87, um auf diese Weise die ausbalancierte Lage des Riemens 87 in der Richtung des Pfeiles zu verlagern, so daß die Drehzahl der angetriebenen Welle 84 verändert werden kann, ohne die Drehzahl der treibenden Welle 83 zu verändern.

Der obige Zustand wird jetzt im einzelnen mit Bezug auf Fig. 4b, 4c und 4d beschrieben. Fig. 4b ist ein Schnitt, der die Berührung zwischen dem Riemen 87 und den Scheiben 85 und 86 von den oberen Enden der Wellen 83 und 84 zeigt. Es wird jetzt angenommen, daß die Scheiben 85 und 86 sich in der durch die Pfeile gezeigten Richtung drehen, und T₁ und T_s stellen die Bandspannung an der Zugseite bzw. an der Schlupfseite relativ zu jeder

der Scheiben 85 und 86 während des Laufes des Riemens 87 dar. Dann besteht zwischen diesen Spannungen das Verhältnis T₁ > T_s. Andererseits wird die Stelle, an der der Riemen 87 die Oberfläche jeder konischen Scheibe berührt, hauptsächlich durch den Punkt bestimmt, an dem der Riemen 87 beginnt, die Scheibe zu berühren. Daher wird der Riemen 87 beim Auflaufen auf die auf der getriebenen Welle 84 angebrachte konische Scheibe 86 an einer Stelle stabilisiert, an der eine axiale Komponente /_s der Bandspannung T_s mit einer axialen Komponente F_s der Reibungskraft auf der konischen Scheibe 86 ausbalanciert ist, wie es in F i g. 4 c gezeigt ist. Wenn somit die auf die getriebene Welle 84 ausgeübte Belastung erhöht wird, wird die Bandspannung T_s auf Tg verringert mit dem Ergebnis, daß ihre axiale Komponente jetzt // ist, die kleiner ist als /_s, und daß der Riemen 87 gegen den größeren Durchmesserabschnitt verschoben wird, um dort ausbalanciert zu werden.

Beim Auflaufen auf die konische Scheibe 85, die auf der treibenden Welle 83 angeordnet ist, ist der Riemen 87 auch an einer Stelle stabilisiert, an der eine axiale KomponenteF, der Reibungskraft der konischen Scheibe 85 mit einer axialen Komponente f_t der Bandspannung T_t ausbalanciert ist, wie es in Fig. 4d gezeigt ist. Auch in diesem Fall wird beim Anstieg der Bremskraft die Bandspannung T₁ auf einen Wert T/ erhöht, dessen axiale Komponente// ebenfalls größer wird als /, mit dem Ergebnis, daß der Riemen 87 gegen den kleineren Durchmesserabschnitt der treibenden konischen Scheibe 85 verschoben wird, um dort stabilisiert zu werden.

Somit wird bei einem Anstieg der auf die angetriebene Scheibe ausgeübten Bremskraft die ausbalancierte Stellung des Riemens gegen den größeren Durchmesserabschnitt der angetriebenen Scheibe und gegen den kleineren Durchmesserabschnitt der treibenden Scheibe verschoben. Ähnlich wird bei einer Verringerung der Bremskraft aus einem bestimmten Zustand die ausbalancierte Stellung des Riemens in eine zur obigen Richtung entgegengesetzte Richtung verschoben, und es ist somit möglich, die Drehzahl der angetriebenen Scheibe zu regeln durch Veränderung des Wertes der Bremskraft. Obwohl die Geschwindigkeitsveränderung der angetriebenen Scheibe infolge des Aufbringens der Bremskraft einen elastischen Schlupf des elastischen Riemens durch die Aufbringung der Steuerbelastung mit sich bringt, und zwar zusätzlich zu den Elementen, die in Abhängigkeit von der Berührungsstelle des Riemens mit der Oberfläche der Scheibe in der oben beschriebenen Art veränderlich sind, arbeitet diese Komponente des elastischen Schlupfes sehr wirksam, da sie sich in Zusammenarbeit mit den oben beschriebenen Kornponenten verändert, die durch Verschieben der Lage des Riemens veränderlich sind.

Die obige Beschreibung bezog sich auf einen Fall, bei dem ein Satz konische Scheiben dieselbe Form hat, aber in der praktischen Anwendung ist es schwierig, zwei konische Scheiben herzustellen, die genau dieselben physikalischen und mechanischen Abmessungen haben, und diese konischen Scheiben in genauer axialer paralleler Beziehung zueinander anzuordnen. Beispielsweise würde ein geringer Unterschied zwischen den. vertikalen Winkeln dieser Sehetben eine Verschiebungsbewegung des Riemens zum größeren Durchmesserabschnitt der konischen Scheibe verursachen, die den größeren vertikalen Winkel hat, und ein stabiler Punkt, der der gewünschten Drehzahl entspricht, würde schwierig zu erreichen sein. Aus dem obigen Grund ist es erwünscht, eine Anordnung derart zu treffen, wie sie in F i g. 5 oder 6 gezeigt ist, in denen zwei konische Scheiben absichtlich verschiedene vertikale Winkel haben, um dadurch den Riemen an eine vorherbestimmte Stelle der Scheiben zu bringen, oder derart, wie es in F i g. 7 gezeigt ist, in der eine von zwei Scheiben mit in der Mitte bauchiger, trommelartiger Form hergestellt ist, um dadurch eine stabile Lage des Riemens zu erzielen. Der Riemen arbeitet in jeder der Scheibenkombinationen gemäß F i g. 5, 6 und 7 in derselben Weise, wie sie in bezug auf Fig. 4a bis 4d beschrieben wurde. Beispielsweise nimmt der Riemen im Fall der Kombination, von Scheiben mit unterschiedlichen vertikalen Winkeln seine stabile Lage innerhalb seiner elastischen Grenze ein, indem er sich in der in F i g. 5 gezeigten Art aufwickelt, wobei er teilweise über den großen Durchmesser derjenigen Scheibe hervorsteht, die den größeren vertikalen Winkel hat.

In Fig. 5 ist eine konische Scheibe 111 auf einer treibenden Welle 83 fest angeordnet, während eine konische Scheibe 112 auf einer getriebenen Welle 84 fest angebracht ist, und der vertikale Winkel der Scheibe 111 ist größer als derjenige der Scheibe 112. In der obigen Scheibenkombination ragt ein um die konischen Scheiben 111 und 112 geschlungener Rie-. men 87 in größerem Ausmaß über das Ende mit größerem Durchmesser der konischen Scheibe 111 hinaus, wenn der Unterschied zwischen den vertikalen Winkeln der konischen Scheiben größer gewählt wird. Es soll beispielsweise angenommen werden, daß die Scheiben 111 und 112 aus Aluminium hergestellt sind, das einer harten Behandlung unterzogen wurde, und vertikale Winkel von 20 bzw. 18° aufweisen, wobei diese Scheiben einen Durchmesser von etwa 45 mm an einer Stelle haben, an der der Riemen 87 entlanggeführt wird, daß der Riemen 87 die Form eines Polyurethanbandes mit einer Härte von 65°, einer Dicke von 0,5 mm, einer Breite von 8 mm und einer Länge von 450 mm hat und daß der axiale Abstand zwischen den Scheiben 180 mm ist. Dann ragt bei einer normalen Belastung im Bereich von 40 g-cm der Riemen 87 um einen Betrag im Bereich von 15% der 8-mm-Breite hervor. Die Größe des Überstandes des Riemens 87 wird, wie es vorher beschrieben wurde, geringer, wenn die auf die Welle 84 ausgeübte Belastung größer wird.

In F i g. 6 ist eine zwischen ihren Enden bauchige

konische Scheibe 113 von einer solchen Form, wie sie durch Verbinden von zwei treibenden Scheiben 111 gemäß Fig. 5 an ihren großen Durehmesserenden hergestellt sein kann, fest auf einer treibenden Welle 83 angebracht, und ein Riemen 87 ist um die treibende Scheibe 113 und um eine angetriebene konische Scheibe 112 geschlungen, die fest auf einer getriebenen Welle 84 angebracht ist. In diesem Fall wird der Riemen 87 in einem Zustand stabilisiert, wie er in F i g. 6 gezeigt ist, wobei der Riemen den bauchigen mittleren Abschnitt der treibenden Scheibe 113 umfaßt. Es ist überflüssig zu sagen, daß in der obigen Scheibenkombination die Scheibe 113 einen größeren vertikalen Winkel hat als die Scheibe 112. F.s soll jetzt angenommen werden, daß die Seheiben und der Riemen in Fig. 6 aus demselben Material

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hergestellt sind und dieselben Abmessungen haben wird angenommen, daß die Wirbelstrombremse zum wie die Scheiben und der Riemen in Fig. 5. Dann Ausüben der oben beschriebenen Bremskraft aus wird der Riemen 87 in einem Zustand stabilisiert, in einem Induktions-Kurzschlußläufer, der einen Durchdem er die Scheibe 113 derart umfaßt, daß etwa 15% messer von 20 mm und eine Länge von 16 mm hat seiner gesamten Breite an der unteren Seite des bau- 5 und aus einem beschichteten Silikonstahlkern mit chigen mittleren Abschnitts der Scheibe 113 und etwa zwanzig eingegossenen Aluminiumdrähten hergestellt 85% seiner gesamten Breite an der oberen Seite des ist, und aus einem Erregereisenkem mit einer Erbauchigen mittleren Abschnitts der Scheibe 113 regungswicklung mit 4800 Amperewindungen beliegen. Wenn eine Belastung auf die getriebene Welle steht. Dann kann ein Gleichstrom mit 24 Volt und 84 aufgebracht wird, wird der Riemen 87 gemäß io 50 mA, der der Wicklung zugeführt wird, wenn die F i g. 6 nach oben verschoben, um die Scheibe 113 Anzahl der Umdrehungen 1800 U/min ist, eine an einer anderen Stelle zu berühren. Bremskraft von 250 g-cm hervorrufen. Es wird so-

In F i g. 7 ist eine Scheibe 114 gezeigt, die im mit ersichtlich sein, daß eine sehr schwache elek-

vertikalen Schnitt eine gebogene Form mit einer trische Kraft leicht die Drehzahl der getriebenen

bestimmten Wölbung hat und von der Form der 15 Welle in dem System gemäß der Erfindung regeln

Scheibe 113 unterschiedlich ist, die einen scharf be- kann.

grenzten bauchigen mittleren Abschnitt aufweist. Die Um somit die getriebene Scheibe mit einer geScheibe 114 ist fest auf einer treibenden Welle 83 wünschten vorherbestimmten Geschwindigkeit zu angebracht, und ein Riemen 87 ist um die treibende drehen, kann die Form der Scheiben, die einen Satz Scheibe 114 und eine getriebene konische Scheibe 20 bilden, auf entsprechende Weise derart ausgewählt 112 geschlungen, die fest auf einer getriebenen Welle werden, daß sich die getriebene Scheibe mit einer 84 angebracht ist. Der Riemen 87 arbeitet in der- Drehzahl dreht, die geringfügig größer ist als der selben Weise wie in F i g. 6. ' gewünschte Wert unter einem Zustand, in dem die

Eine der Scheiben in den obigen Scheibenkombi- Wirbelstrombremse auf die getriebene Welle eine

nationen gemäß Fig. 5, 6 und 7 kann auf der züge- 25 Kraft mit dem Wert Null oder eine entsprechende

hörigen Welle axial einstellbar angebracht werden. Belastungskraft ausübt, und die Wirbelstrombremse

Es wird nochmals darauf hingewiesen, daß die kann dann entsprechend gesteuert werden, um die vorausgehende Beschreibung sich auf die Tatsache Drehung der getriebenen Scheibe mit der gewünschten bezog, daß in einem Antriebssystem, das einen Rie- Geschwindigkeit zu bewirken. Es wird außerdem vermen und zwei konische Scheiben mit verschiedenen 30 ständlich sein, daß der gewünschte Zweck des Drevertikalen Winkeln aufweist, der Riemen fortschrei- hens der getriebenen Scheibe mit einer Drehzahl in tend gegen das größere Durchmesserende derjenigen Übereinstimmung mit der Phase eines Bezugssignals Scheibe verschoben wird, die den größeren verti- leicht erreicht werden kann durch photoelektrisches kalen Winkel hat. In der in bezug auf die Fig. 5, 6 oder magnetisches Feststellen der Drehung der ge- und 7 erfolgten Beschreibung wurde auf die Tatsache 35 triebenen Scheibe, um dadurch ein Signal abzuleiten, Bezug genommen, daß ein Riemen in einem der- das die Phase der Drehung der getriebenen Scheibe artigen Antriebssystem an einer bestimmten Stelle darstellt, durch Vergleichen der Phase des obigen stabilisiert wird, und es erscheint, daß die voraus- Signals mit der Phase des Bezugssignals, um dadurch gehende Beschreibung im Gegensatz zu der Beschrei- ein Abweichungssignal abzuleiten, durch Berichtigen bung steht, die in bezug auf die F i g. 5, 6 und 7 40 des Abweichungssignals und durch Steuern der erfolgte. Es wird jedoch verständlich sein, daß tat- Wirbelstrombremse, indem ihr der berichtigte Aussächlich kein Widerspruch dazwischen besteilt aus gang in negativer Rückkoppelungsart in einem ge~ dem Grund, daß, wenn die Kraft zum Verschieben schlossenen Schleifensystem zugeführt wird,
des Riemens proportional zur Breite des Riemens Die Arbeitsweise des Drehzahlreglers gemäß der ist, ein teilweises Hervorstehen des Riemens über den 45 Erfindung, wenn er mit dem magnetischen Bandangroßen Durchmesser der Scheibe oder ein Überlaufen triebssystem und dem Steuersystem für den rotierendes Riemens auf den Rand der Scheibe die wirksame den Kopf in dem Magnetaufzeichnungs- und -wieder-Breite des Riemens beträchtlich verringert, wodurch gabegerät zusammenarbeiten kann, wird im einzelnen bewirkt wird, daß der die Scheibe berührende mit Bezug auf F i g. 8 beschrieben.
Riemenabschnitt und die Kraft zum Verschieben des 50 Ein zusammengesetztes Bildsignal, das von einem Riemenabschnitts, der die Scheibe berührt, mit der Fernsehaufnahmegerät oder einer Fernsehkamera Kraft zum Verschieben des Riementeiles, der die während der Aufzeichnung abgeleitet wird, wird über andere Scheibe berührt, ausbalanciert wird. einen Eingangsanschluß 90 in einen Separator 91 für

Jetzt wird mit Bezug auf Fig. 6 die Größe der ein vertikales Synchronisierungssignal geleitet, in dem Last, die tatsächlich auf die getriebene Welle ausge- 55 nur das vertikale Synchronisierungssignal in der übt wird, und die Zahl der Umdrehungen, die infolge Form eines Impulssignals mit sechzig Perioden pro der Ausübung der Last verringert wird, betrachtet, Sekunde abgeschieden wird. Das Impulssignal wird wobei angenommen wird, daß die Scheiben und der dann in einen Halbfrequenzteiler 92 geleitet, um in Riemen jeweils Abmessungen haben, wie sie vorher ein Impulssignal mit dreißig Perioden pro Sekunde beschrieben wurden. Es wird angenommen, daß die 60 umgewandelt zu werden, das dann entsprechend verauf die getriebene Welle 84 ausgeübte Belastung zögert und durch einen Phasenverschieber 93 in seiner 250 g-cm ist und daß die Zahl der Umdrehungen Phase verschoben wird. Das Signal wird dann durch der treibenden Welle 83 1800 U/min ist. Dann kann einen Schalter S₁ geleitet, um als eines der Eingangseine Geschwindigkeitsverringerung im Bereich von signale einem Phasengleichheitsprüfer 94 zugeführt 110 U/min auf der getriebenen Welle 84 bewirkt 65 zu werden. Andererseits ist ein Permanentmagnet 101 werden, und die Zahl der Umdrehungen der getrie- an einer geeigneten Stelle am Umfangsabschnitt der benen Welle wird im wesentlichen im Verhältnis zur rotierenden Kopftrommel 53 in solcher Beziehung Größe der aufgebrachten Belastung verringert. Es fest angebracht, daß er dicht gegenüber einem fest-

stehenden Abhahmekopf 102 liegt, so daß bei jeder Umdrehung der rotierenden Kopftrommel 53 ein Signal von dem Abnahmekopf 102 abgeleitet wird. Das obige Signal bildet ein weiteres Eingangssignal für den Phasengleichheitsprüfer 94. Der Phasengleichheitsprüfer 94 vergleicht die Phasen dieser beiden Eingangssignale miteinander, um ein Abweichungssignal zu liefern, das durch ein Niederfrequenzfilter 95 geglättet und auf geeignete Weise durch einen Gleichstromverstärker 96 verstärkt wird, woraufhin dann der verstärkte Gleichstromausgang der Erregerwicklung 81 der Wirbelstrombremse 79 zugeführt wird.

Die konischen Scheiben 78 und 76, deren große Durchmesserenden in entgegengesetzten Richtungen zueinander liegen, sind auf der rotierenden Welle 77 der rotierenden Kopftrommel 53 bzw. auf der Antriebswelle 71 des Wechselstrom-Synchronmotors 70 angeordnet, der von einer gängigen Kraftquelle angetrieben wird, und der die Drehkraft übertragende elastische Riemen 75 ist um die konischen Scheiben 78 und 76 geschlungen. Die konischen Scheiben 78 und 76 sind so konstruiert, daß die rotierende Kopftrommel 53 mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die um einen entsprechenden Betrag, etwa 20 bis 30 U/min, größer ist als die geschätzte Drehzahl von 1800 U/min in einem Zustand, in dem ein Bremsstrom Null der Wirbelstrombremse 79 zugeführt wird. Während der Aufzeichnung des Bildsignals wird die Phase des Bezugssignals mit dreißig Perioden pro Sekunde, das von der Frequenzteilung des vertikalen Synchronisierungssignals mit sechzig Perioden pro Sekunde herrührt, in dem Phasengleichheitsprüfer 94 mit der Phase des Signals bei einer Frequenz in der Nähe von dreißig Perioden pro Sekunde verglichen, das von dem Abnahmekopf 102 in Abhängigkeit von jeder Umdrehung der Kopftrommel 53 abgeleitet wird, die mit einer Geschwindigkeit in der Nähe von 1800 U/min rotiert. Ein von dem Phasenvergleich abgeleitetes Abweichungssignal zwischen diesen beiden Signalen wird durch das Niederfrequenzfilter 95 geglättet und dann auf geeignete Weise durch den Gleichstromverstärker 96 verstärkt, um der Wirbelstrombremse 79 als Kraft zum Korrigieren eines Irrtums in der Phase zugeführt zu werden, um dadurch die Kopftrommel 53 im Gleichlauf mit der Phase des Bezugssignals zu drehen.

In der Zwischenzeit wird das zusammengesetzte Bildsignal durch einen geeigneten Modulator, wie z. B. FM-Modulator, moduliert und dann durch einen Aufzeichnungsverstärker (nicht gezeigt) hindurchgeleitet, um den Magnetköpfen 54 und 55 zugeführt zu werden. Gleichzeitig wird das Bezugssignal mit dreißig Perioden pro Sekunde von dem Halbfrequenzteiler 92 durch einen Schalter S₂ in einen Steuersignalaufzeichnungs-Wiedergabeverstärker 97 geführt, der mit einem Steuersignalkopf 98 verbunden ist, wodurch das Signal an einem Rand des Magnetbandes 57 als Steuersignalspur 69 aufgezeichnet wird. Das Magnetband 57 wird von der Kraftquelle, die von dem Wechselstrom-Synchronmotor 70 gebildet wird, durch den Riemen 73 angetrieben, der um die Scheiben 100 und 72 geschlungen ist, die eine Drehzahlverringerungseinrichtung bilden, so daß das Magnetband 57 mit einer vorherbestimmten verringerten Geschwindigkeit läuft. Wie es vorher beschrieben wurde, zeigt Fig. 2 die während des obigen Aufzeichnungsvorganges auf dem Magnetband 57 aufgezeichneten magnetisierten Spuren, von denen die schräg verlaufenden Spuren 67 und 68 durch die Magnetköpfe 54 und 55 erzeugt werden, während die Spur 69, die in der Nähe des unteren Randes des Bandes 57 läuft, durch den Steuersignalkopf 98 erzeugt wird.

Während des Rückspielens wird das auf dem Magnetband 57 aufgezeichnete Steuersignal durch

ίο den Steuersignalkopf 98 wiedergegeben und durch den Aufzeichnungs-Wiedergabeverstärker 97 und den Schalter S.₂ in einen Phasenverschieber 99 geleitet, wo das Signal einer entsprechenden Phasenverschiebung unterzogen wird. Das Signal wird dann durch den Schalter S₁ in den Phasengleichheitsprüfer 94 geleitet, um eines der Eingangssignale zu bilden, das dem Bezugssignal entspricht, das während der Aufzeichnung zugeführt wird. Somit ist die Arbeitsweise danach der mit Bezug auf die Aufzeichnung beschrie-

ao benen ähnlich.

Während des Aufzeichnungsvorganges ist es erwünscht, daß die Zeit, in der jeder der Magnetköpfe

54 und 55 beginnt, das Magnetband zu berühren, und die Zeit, in der ein solcher Magnetkopf beginnt,

s5 das Magnetband zu verlassen, in der vertikalen Austastperiode des Fernsehsignals liegen. In dieser Beziehung wird verständlich sein, daß die Periode des vertikalen Synchronisierungssignals, die ein Sechzigstel einer Sekunde ist, gleich der Zeit ist, die jedem einzelnen Aufzeichnungsabschnitt der Spuren 67 und • 68 entspricht, die durch die Magnetköpfe 54 und 55 auf dem Magnetband gezogen werden, und daß außerdem die Drehung der Kopftrommel 53, die die Magnetköpfe trägt, so gesteuert wird, daß sie im Gleichlauf mit der Phase des vertikalen Synchronisierungssignals verläuft. Durch vorhergehendes Auswählen eines entsprechenden Wertes für die Verzögerungszeit des Phasenverschiebers 93 wird es daher möglich, die Phase der Drehung der Kopftrommel 53, die die Magnetköpfe trägt, derart einzustellen, daß die Umschaltstelle der beiden Magnetköpfe in der vertikalen Austastperiode liegt, und somit die obige Erfordernis zu erfüllen. Durch diese Anordnung kann eine mögliche Störung in dem Signal an der Umschaltstelle zwischen den Magnetköpfen nicht auf dem Schirm des Fernsehempfängers während der Wiedergabe erscheinen.

Außerdem wird während des Rückspielens die Drehung der Kopftrommel 53, die die Magnetköpfe 54 und 55 trägt, derart gesteuert, daß ihre Phase im Gleichlauf mit dem wiedergegebenen Steuersignal liegt, wie es vorher beschrieben wurde. Wenn die Verzögerungszeit des Phasenverschiebers 99 auf einen geeigneten Wert eingestellt ist, können daher die Magnetköpfe 54 und 55 die Spuren 67 und 68, die während des Aufnahmevorganges gezogen wurden, genau nachziehen, da die Magnetköpfe 54 und

55 sich direkt über den Spuren 67 und 68 bewegen können.

Aus der obigen Beschreibung wird hervorgehen, daß das mit dem Drehzahlregler gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstete Magnetaufzeichnungs- und -wiedergabegerät ein Bandantriebssystem und ein Antriebssystem für die rotierende Kopftrommel hat, die bemerkenswert vereinfacht, billig und im Vergleich zu ähnlichen Systemen bei bekannten Magnetaufzeichnungs- und -Wiedergabegeräten leicht zu warten ist. Im Gegensatz zu den bekannten Formen,

bei denen die Antriebseinrichtung und die rotierende Kopftrommel von getrennten Motoren mit zugehörigen Verstärkern angetrieben werden, verwendet das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, bei dem ein Wechselstrom-Synchronmotor, der von einer gängigen Kraftquelle angetrieben wird, verwendet wird, um sowohl die Antriebseinrichtung als auch die rotierende Kopftrommel anzutreiben.

Die vorliegende Erfindung ist daher gegenüber dem bekannten Stand der Technik insofern vorteilhaft, als die Zahl der in dem Gerät enthaltenen Motoren verringert und der komplizierte elektrische Kreis zum Antreiben der gesonderten Motoren im wesentlichen ausgeschaltet wird, wodurch die Gesamtabmessung des Gerätes verringert und die Konstruktion vereinfacht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 bringen einer entsprechenden Bremskraft auf die Patentansprüche: getriebene Welle (77 bzw. 84) von einer Bremse (79) gebildet wird, die einen an der getriebenen

1. Drehzahlregler für Magnetaufzeichnungs- Welle (77 bzw. 84) befestigten Induktions-Kurzund-Wiedergabegeräte mit rotierendem Kopf für 5 Schlußläufer (80) und einen Erregungseisenkern Videosignale, mit einer treibenden Welle, die in (82) aufweist, zum Aufbringen eines magnetischen vorbestimmter Richtung mit konstanter Ge- Gleichstromfeldes auf den Kurzschlußläufer (80), schwindigkeit gedreht wird, mit einer getriebenen dessen Stärke dem Steuersignal entspricht.
.Welle, die in einem festen Verhältnis zur Phase

eines Bezugssignals angetrieben werden soll, wo- io
bei die Drehung der treibenden Welle auf die getriebene Welle übertragen werden soll, mit einer

Einrichtung zum Ableiten eines Signals, das mit
der Phase der Drehung der getriebenen Welle

übereinstimmt, und mit einer Einrichtung zum 15

Vergleichen der Phase des Signals, das mit der Die Erfindung betrifft einen Drehzahlregler für Phase der Drehung der getriebenen Welle über- Magnetaufzeichnungs- und -Wiedergabegeräte mit einstimmt, mit der Phase des Bezugssignals, um rotierendem Kopf für Videosignale, mit einer treibendadurch ein Steuersignal abzuleiten, das die Pha- den Welle, die in vorbestimmter Richtung mit konsendifferenz zwischen den Signalen darstellt, g e - 20 stanter Geschwindigkeit gedreht wird, mit einer gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die triebenen Welle, die in einem festen Verhältnis zur eine Scheibe (76 bzw. 85 bzw. 111 bzw. 113 Phase eines Bezugssignals angetrieben werden soll, bzw. 114) auf der treibenden Welle (71 bzw. 83), wobei die Drehung der treibenden Welle auf die geeine Scheibe (78 bzw. 86 bzw. 112) auf der ge- triebene Welle übertragen werden soll, mit einer Eintriebenen Welle (77 bzw. 84), wobei wenigstens 25 richtung zum Ableiten eines Signals, das mit der eine der Scheiben eine konische Scheibe ist, und Phase der Drehung der getriebenen Welle übereineinen drehkraftübertragenden elastischen Riemen stimmt, und mit einer Einrichtung zum Vergleichen (75 bzw. 87) einschließt, der um die Scheiben der Phase des Signals, das mit der Phase der Drehung geschlungen ist, und eine Einrichtung (79), die in der getriebenen Welle übereinstimmt, mit der Phase Abhängigkeit von der Zuführung des Steuer- 30 des Bezugssignals, um dadurch ein Steuersignal absignals wirksam ist,. um eine entsprechende zuleiten, das die Phasendifferenz zwischen den Si-Bremskraft auf die getriebene Welle (77 bzw. 84) gnalen darstellt.

auszuüben, um dadurch die Berührungsstelle zwi- Bei Magnetbandgeräten zur Aufzeichnung und/

sehen dem Riemen (75 bzw. 87) und der koni- oder Wiedergabe von Videosignalen, welche mit

sehen Scheibe zu verändern. 35 einem rotierenden Kopf versehen sind, ist es erforder-

2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch lieh, die Winkelgeschwindigkeit der Drehkopfanordgekennzeichnet, daß beide Scheiben (76 und 78 nung mit der Geschwindigkeit des Magnetbandes zu bzw. 85 und 86 bzw. 111 und 112 bzw. 113 und synchronisieren. Es ist allgemein bekannt, die Ist- 112) konisch ausgebildet sind und in entgegen- Lage der Drehkopfanordnung mit einem Soll-Wert gesetzter Richtung konvergieren. 40 zu vergleichen, wobei im Falle eines Phasenfehlers

3. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch ein Fehlersignal erzeugt wird, welches dazu benutzt gekennzeichnet, daß eine der Scheiben (112) wird, die Winkelgeschwindigkeit der Drehkopfanordkonisch und die andere Scheibe (114) bauchig ' nung derart zu korrigieren, daß der Phasenfehler ausgebildet ist. beseitigt und der erforderliche Synchronlauf erzielt ■

4. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch 45 wird. Eine derartige Regelungseinrichtung ist beigekennzeichnet, daß eine der Scheiben (111, 112, spielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 220 469 113,114) in Axialrichtung der Welle (83 bzw. 84), bekannt. Bei der Regeleinrichtung nach der deutschen auf der sie angeordnet ist, einstellbar bewegbar ist. Auslegeschrift 1186 540 erfolgt die Regelung der

5. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch Phasenlage der Welle des Kopfradmotors in der gekennzeichnet, daß der die Drehkraft über- 50 Weise, daß aus dem Fehlersignal eine Hilfsspannung tragende elastische Riemen (87) an einer Lage gewonnen wird, welche entweder direkt durch Einstabilisiert wird, in welcher er geringfügig über wirkung auf eine mit der Motorwelle gekuppelte ein Ende der konischen Scheibe (111) hinausragt, Induktionsbremse oder indirekt über einen elekwenn die auf die angetriebene Welle (84) ausge- irischen Generator, welcher den Motor speist, auf die übte Bremskraft Null ist oder einen geeigneten 55 Drehzahl und die Phasenlage der Motorwelle ein-Belastungswert hat. wirkt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist der Dreh-

6. Drehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch " kopfanordnung ein eigener Motor zugeordnet, welcher gekennzeichnet, daß die in entgegengesetzter von dem Bandantriebsmotor unabhängig ist.
Richtung konvergierenden konischen Scheiben Aus der USA.-Patentschrift 3 005 056 ist ein Dreh- (111,112) unterschiedliche Neigungswinkel haben 60 zahlregler der eingangs genannten Bauart bekannt, und daß der die Drehkraft übertragene Riemen Bei diesem bekannten Gerät dient der Antriebsmotor (87) in einer Lage stabilisiert wird, in welcher er dazu, um einerseits den Drehkopf anzutreiben und geringfügig über ein Ende der konischen Scheibe um außerdem den Bandvorschub zu bewirken. Der (111) hinausragt, wenn die auf die getriebene Bandantriebsmechanismus ist dabei als Differential-Welle (84) ausgeübte Bremskraft Null ist oder 65 getriebe ausgebildet, welches von dem Antriebsmotor einen geeigneten Belastungswert hat. angetrieben wird und welches mit einem Servomotor

7. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekuppelt ist, welcher im Falle eines Phasenfehlers gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Auf- durch ein entsprechendes Fehlersignal betätigt wird,