DE2125399A1

DE2125399A1 - Arrangement for the reversible drive of a belt

Info

Publication number: DE2125399A1
Application number: DE19712125399
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 8033 Krailling Schloßbauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-05-21
Filing date: 1971-05-21
Publication date: 1972-11-30

Description

Anordnung zum umkehrbaren Antrieb eines Bandes Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum umkehrbaren Antrieb eines von einer Spule abwickelbaren und auf eine zweite Spule aufwickelbaren Bandes, beispielsweise eines als Datenträger dienenden Magnetbandes, vorzugsweise einer Magnetbandkassette, über die Welle der jeweiligen Aufwickelspule.Arrangement for reversibly driving a belt The invention relates to an arrangement for the reversible drive of an unwindable from a reel and on a second reel of windable tape, for example one serving as a data carrier Magnetic tape, preferably a magnetic tape cassette, over the shaft of the respective Take-up reel.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Zuordnung je eines eigenen Motors zu den beiden Spulen eine Anordnung zu schaffen, mit der es bei geringem mechanischen Aufwand möglich ist, die Drehzahl des jeweils ziehenden Motors so zu regeln, daß die Bandgeschwindigkeit unabhängig vom jeweiligen Wickelradius während des Betriebs angenähert gleich bleibt. Dies ist gemäß der Erfindung in der Weise möglich, daß jede Spule mit einem elektronisch drehzahlgeregelten Kommutatormotor ständig in Antriebsverbindung steht und daß jeweils der Regelschaltungsanordnung des erregten Antriebsmotors eine von der EMK des als Generator laufenden Motors der Abwickelspule beeinflußte Spannung zugeführt wird, die die Drehzahl des Antriebsmotors so regelt, daß die Bandgeschwindigkeit unabhängig vom'Wickelradius im wesentlichen konstant gehalten wird. Insbesondere entfällt bei einer derartigen Anordnung ein sonst hauffg übliches Kupplungs- und Bremsenaggregat.The object of the invention is, when assigning a separate motor to create an arrangement for the two coils with which there is little mechanical Effort is possible to regulate the speed of each pulling motor so that the belt speed independent of the respective winding radius during operation remains approximately the same. This is possible according to the invention in such a way that each coil with an electronically speed-controlled commutator motor constantly in Drive connection is and that each of the control circuitry of the energized Drive motor one of the EMF of the motor of the unwinding reel running as a generator influenced voltage is supplied, which regulates the speed of the drive motor so, that the belt speed is essentially constant regardless of the winding radius is held. In particular, in such an arrangement, an otherwise often omitted Usual clutch and brake unit.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausfishrungsbeispiel.Further details of the invention emerge from the subclaims and the exemplary embodiment described below and shown in the drawing.

Dabei zeigt Fig. 1 ein Prinzipbild der Anordnung, Fig. 2 Prinzipbilder der beiden Vergleichsspannungserzeuger Fig. 3 den Schaltplan eines Motors mit Motorregelschaltung, Fig. 4 den Anschlußplan zum Motor nach Fig. 3.1 shows a basic diagram of the arrangement, and FIG. 2 shows basic diagrams of the two comparison voltage generators Fig. 3 shows the circuit diagram of a motor with a motor control circuit, FIG. 4 shows the connection diagram for the motor according to FIG. 3.

Wie aus ~Fig0 1 hervorgeht, sind bei einer Anordnung zum umkehrbaren Antrieb eines für die Datenspeicherung geeigneten Magnetbandes die Welle eines Elektromotors M1 über ein Untersetzungsgetriebe G1 mit der Welle Al einer Bandwickelspule W1 und die Welle eines Elektromotors M2 über ein Untersetzungsgetriebe G2 mit der Welle A2 einer Bandwickelspule W2 fest verbunden. Das Magnetband M läuft zwischen den Wickelspulen in wählbarer Richtung über Bandführungerollen Bf an einem Magnetkopf MK vorbei. Die Wellen Al und A2 sind durch je eine Filzbremse F1 bzw. F2 bremsbar. Diese Bremsen sorgen lediglich dafür, daß beim Start-Stop-Betrieb keine Schlaufe am Bandwickel entsteht, was beim Start zu ruckartigen Bewegungen führen würde.As can be seen from ~ Fig0 1, are in an arrangement for reversible Drive a magnetic tape suitable for data storage, the shaft of an electric motor M1 via a reduction gear G1 with the shaft A1 and a tape winding reel W1 the shaft of an electric motor M2 via a reduction gear G2 with the shaft A2 firmly connected to a tape reel spool W2. The magnetic tape M runs between the Winding spools in a selectable direction via tape guide rollers Bf on a magnetic head MK over. The shafts A1 and A2 can each be braked by a felt brake F1 or F2. These brakes only ensure that there is no loop during start-stop operation on the tape roll occurs, which would lead to jerky movements at the start.

Bei Vorlauf wird der eine, bei Rücklauf des Bandes der andere der beiden hallgeneratorgesteuerten, kollektorlosen Kommutatormotoren erregt. Die Motordrehzahl ist linear abhängig von einer Vergleichsspannung Uvi bzw. Uv2.When moving forward, one becomes the other when moving backward two hall generator controlled, brushless commutator motors excited. The engine speed is linearly dependent on a comparison voltage Uvi or Uv2.

Die gegenseitige Beeinflussung der Motorregelschaltungen.The mutual influence of the motor control circuits.

MS1 und MR2 über Vergleichsspannungserzeuger VE1 und VE2 geht im Prinzip aus Fig. 2 hervor. Dabei werden bei Vorlauf bzw. Rücklauf an die Klemmen V bzw. R Signale log 1 und log O bzw. log 0 und log 1 gelegt.MS1 and MR2 via comparison voltage generator VE1 and VE2 works in principle from FIG. 2. In the case of forward or reverse flow to the terminals V resp. R signals log 1 and log O or log 0 and log 1 applied.

Der durch je einen als Differentialverstärker arbeitenden Operationsverstärker A und C, ein Verzögerungsglied Vz, eine Reihe von Widerständen, Kondensatoren und Potentiometern gebildete Vergleichsspannungserzeuger VEi und der entsprechende gleichartige Spannungserzeuger VE2 mit den Operationsverstärkern B und D sind in Fig. 2 dargestellt.Each by an operational amplifier working as a differential amplifier A and C, a delay element Vz, a series of resistors, capacitors and Comparison voltage generator VEi formed by potentiometers and the corresponding similar Voltage generator VE2 with operational amplifiers B and D are shown in FIG.

Der Anschlußplan Fig. 4 und der Schaltplan mit Regelschaltung Fig. 3 für den verwendeten Motor lassen erkennen, daß es sich dabei um einen drehzahlgeregelten kollektorlosen, durch Hallgeneratoren #1, 112 gesteuerten Gleichstrommotor jener Art handelt, wie er im Archiv für technisches Messen, Blatt Z 562-1 (April 1968) Seite 79 bis 82 erläutert ist. Dabei sind ein diametral magnetisierter Permanentmagnet als Rotor und zwei räumlich um 90° auseinanderliegende, aus je zwei Teilwicklungen St1, St2, St3, St4 bestehende Statorwicklungen vorgesehen.The connection diagram Fig. 4 and the circuit diagram with control circuit Fig. 3 for the motor used show that it is a speed-controlled one Brushless DC motor controlled by Hall generators # 1, 112 Art acts as he does in the archive for technical measurement, sheet Z 562-1 (April 1968) Pages 79 to 82 is explained. Here are a diametrically magnetized permanent magnet as a rotor and two spatially 90 ° apart, each consisting of two partial windings St1, St2, St3, St4 existing stator windings are provided.

Dabei ist gemäß den Ausführungen in der deutschen Offenlegungsschrift 1 638 538 jede der Statorwicklungen mit den Polen einer Gleichspannungsquelle über die Kollektor-Emitterstrecke von Leistungstransistoren T1 bis T4 gleichen Typs in Reihe geschaltet, derart, daß die Mittelpunkte 20 der Statorwicklungen an dem einen (-24 V) und die Emitter der Leistungstransistoren an dem anderen Pol ( O V) der Gleichspannungsquelle liegen. Dieser Motor ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß jeder Statorwicklung zwei von je einem Hallgenerator H1, H2 gesteuerter Vortransistoren T5 bis T8 vom entgegengesetzten Typ wie die Leistungstransistoren so zugeordnet sind, daß die Basisanschlüsse jeweils der zu einer Statorwicklung gehörenden Vortransistoren an die Hallspannungsanschlüsse 2,5 bzw.This is in accordance with the statements in the German Offenlegungsschrift 1 638 538 across each of the stator windings to the poles of a DC voltage source the collector-emitter path of power transistors T1 to T4 of the same type in Connected in series, so that the centers 20 of the stator windings on the one (-24 V) and the emitters of the power transistors at the other pole (O V) of the DC voltage source lie. This engine is further characterized in that each stator winding has two pre-transistors each controlled by a Hall generator H1, H2 T5 to T8 of the opposite type as the power transistors are assigned so that the base connections each of the pre-transistors belonging to a stator winding to the Hall voltage connections 2.5 resp.

7,9 des entsprechenden Hallgenerators gelegt sind, wobei jeweils ein Steuerstromanschluß 15, 17 der Hallgeneratoren über je einen Widerstand Ra, R2 gleicher Größe mit dem Pol O V der Gleichspannungsquelle verbunden ist und die anderen Steuerstromanschlüsse 11, 13 der Hallgeneratoren über einen gemeinsamen Widerstand R3 mit dem anderen Pol - 24 V der Gleichspannungsquelle verbunden sind. Weiterhin sind die Emitteranschliisse der Vortransistoren miteinander verbunden und über einen gemeinsamen Emitterwiderstand R4 und Transistor T9 an - 24 V gelegt und die Basis-Emitter-Anschlüsse der Leistungstransistoren T1 bis T4 sind durch Widerstände R5 bis R8 überbrückt und die Basisanschlüsse der Leistungstransistoren mit den Kollektoranschlüssen der Vortransistoren verbunden. Es sei noch erwähnt, daß der gemeinsame Emitterwiderstand aus einem Bestwiderstand R4 und einem in Reihe liegenden Transistor T9 besteht.7.9 of the corresponding Hall generator are placed, each with a Control current connection 15, 17 of the Hall generators each via a resistor Ra, R2 the same Size is connected to the pole O V of the DC voltage source and the other control current connections 11, 13 of the Hall generators via a common resistor R3 with the other Pole - 24 V of the DC voltage source are connected. Furthermore, the emitter connections are of the pre-transistors connected to each other and via a common emitter resistor R4 and transistor T9 connected to - 24 V and the base-emitter connections of the power transistors T1 to T4 are bridged by resistors R5 to R8 and the base connections of the Power transistors connected to the collector connections of the pre-transistors. It should also be mentioned that the common emitter resistor consists of a best resistor R4 and a series transistor T9.

Aus der Vergleichsspannung Uv (Baas Teil, Punkt 3), die abhängig von der EMK und damit der Drehzahl des gezogenen Wickels ist und mit der EMK E des ziehenden Wickelmotors (Punkt 1) wird mit Hilfe von Transistoren T11, T10 eine-Regelgröße erzeugt. Diese steuert T9 an, wodurch die Vortransistoren T5, T6, T7, T8 und damit die Leistungstransistoren; dadurch wird die Drehzahl entsprechend der Yergleichsspannung Uv nachgeregelt. Ein Potentiometer P4 dient zur Grobeinstellung des Drehzahlbereiches.From the comparison voltage Uv (Baas part, point 3), which depends on is the EMF and thus the speed of the pulled winding and with the EMF E of the pulling The winding motor (point 1) becomes a controlled variable with the help of transistors T11, T10 generated. This controls T9, whereby the pre-transistors T5, T6, T7, and T8 the power transistors; this makes the speed corresponding to the DC voltage Uv readjusted. A potentiometer P4 is used to roughly set the speed range.

Die mit den Kollektoren der I,eistungstransistoren verbundenen Enden der Teilwicklungen sind in Fig. 3 und 4 mit 10, 14, 18, 8 bezeichnet, der Anschluß "-Uvf' mit 3 und der Anschluß "-E" mit 1. Dieser'Anschlußpunkt der Motorregelschaltung des Motors M2 ist mit dem Anschlußpunkt 22 des Gerätes VEZ verbunden. Im Operationsverstärker A dieses Geräts wird die EMX E2 des über die Abwickelspule W2 gezogenen Motors M2 als Spannungsdifferenz zwischen dem Steckerpunkt 1 (verbunden mit Anschluß 22) "-24 V- E2 und Anschluß "-24 V" gemessen.The ends connected to the collectors of the power transistors the partial windings are designated in Fig. 3 and 4 with 10, 14, 18, 8, the connection "-Uvf 'with 3 and the connection" -E "with 1. This' connection point of the motor control circuit of the motor M2 is connected to the connection point 22 of the device VEZ. In the operational amplifier A of this device becomes the EMX E2 of the motor M2 pulled over the supply reel W2 as the voltage difference between connector point 1 (connected to connection 22) "-24 V- E2 and connection "-24 V" measured.

Am Ausgang 6 des Differentialverstärkers A liegt dann die Spannung EMK £E2 als positives Signal vor.The voltage is then present at the output 6 of the differential amplifier A EMK £ E2 as a positive signal.

Die Widerstände R11, R12 und,'R13 + P3, R14 stellen einen Spannungsteiler dar, damit die Eingangsspannung am Operationsverstärker A nicht den maximal zulässigen Wert übersteigt.The resistors R11, R12 and 'R13 + P3, R14 represent a voltage divider so that the input voltage at operational amplifier A does not reach the maximum permissible Value exceeds.

Mit Hilfe eines Potentiometers P3 wird die Symmetrie eingestellt (Ausgangsspannung an Punkt 6 = OV, wenn Drehzahl' n = O). Mit Hilfe der Widerstände R15, R16 und R17, R18 kann die Verstärkung des Operationsverstärkers eingestellt werden.The symmetry is set using a potentiometer P3 (output voltage at point 6 = OV, if speed 'n = O). With the help of resistors R15, R16 and R17, R18 can be used to set the gain of the operational amplifier.

R19, C1, C2 sind Glieder zur Frequenzkompensation.R19, C1, C2 are elements for frequency compensation.

Im Operationsverstärker C wird die Vergleichs spannung für die Regelung erzeugt.In the operational amplifier C is the comparison voltage for the control generated.

Es wird die Differenz zwischen einem konstanten positiven Potential Uo und der Spannung K0E2 gebildet. Die Verstärkung des Operationsverstärkers G wird durch die Potentiometer P1 und P2 eingestellt.It becomes the difference between a constant positive potential Uo and the voltage K0E2. The gain of the operational amplifier G becomes set by potentiometers P1 and P2.

Dabei wird. mit Pl der Faktor eingestellt, mit dem die Spannung Uo, und mit P2 der Faktor eingestellt, mit dem die Spannung K.E2 in die Differenzbildung eingeht.It will. with Pl the factor is set with which the voltage Uo, and with P2 the factor is set with which the voltage K.E2 in the difference formation comes in.

Am Ausgang 27 des Operationsverstärkers C erhält man dann die Vergleichsspannung als negatives Signal (Uvl - E-2 - Uo), welches die Drehzahl in geeigneter Weise nachregelt.The comparison voltage is then obtained at the output 27 of the operational amplifier C as a negative signal (Uvl - E-2 - Uo), which the speed in more suitable Wise readjusts.

Die Einstellung des Regelkreises erfolgt folgendermaßen: Die Grundeinstellung der Motoransteuerschaltung geschieht wie folgte Das Potentiometer P4 der Motoransteuerschaltung (Fig.3) ist so einzustellen, daß bei einer am Punkt 3 angelegten Vergleichsspannung von Uv = 2,9 V eine Drehzahl von n = 610 UpMin entsteht Einsteliung der Potentiometer der Vergleichsspannungserzeuger VEl und VE2: Die Ausgangsspannung der Operationsverstärker A, B wird mit P3 auf 0 V eingestellt, wenn n -Die Einstellung von P1 wird ohne Spulen und Band bzw. bei Kassettenbetrieb ohne Kassette vorgenommen. Es wird Vorlauf (an Steckerpunkt 25 = log "0") bzw. Rücklauf (Steckerpunkt 26 = log "0") gegeben. P1 wird so eingestellt, daß sich eine Vergleichsspannung am Steckerpunkt 27 bzw. 28 von etwa 7 V ergibt und sich eine Leerlaufdrehzahl von ca. 1600 UpMin einstellt.The control loop is set as follows: The basic setting the motor control circuit happens as follows: The potentiometer P4 of the motor control circuit (Fig. 3) is to be set in such a way that with a comparison voltage applied at point 3 From Uv = 2.9 V a speed of n = 610 rpm results in setting of the potentiometer the comparison voltage generator VE1 and VE2: The output voltage of the operational amplifier A, B is set to 0 V with P3, if n -The setting of P1 is without coils and tape or, in the case of cassette operation, without a cassette. It will run forward (to Connector point 25 = log "0") or return (connector point 26 = log "0"). P1 is set so that there is a comparison voltage at connector point 27 or 28 of about 7 V and an idling speed of about 1600 rpm is set.

Die einstellung von P2 erfolgt mit eingelegter Spule bzw. mit Band tragender Kassette. Dabei soll der linke Wickel W1 leer, der rechte Wickel W2 ganz voll sein. Der linke Wickel wird beschleunigt und dessen Drehzahl mit P2 auf ca. 1240 UpMin eingestellt.P2 is set with an inserted bobbin or tape carrying cassette. The left lap W1 should be empty, the right lap W2 whole being full. The left lap is accelerated and its speed is increased to approx. 1240 rpm set.

Für eine bekannte Magnetbandkassette ergibt sich bei diesen Einstellungen eine Bandgeschwindigkeit von ca. 40 cm/s + 12 %.For a known magnetic tape cassette, these settings result a belt speed of approx. 40 cm / s + 12%.

4 Figuren 2 Patentansprüche4 figures 2 claims

Claims

Claims oil arrangement for reversibly driving one of a A reel of unwindable tape that can be wound onto a second reel over the shaft the respective take-up reel from its own motor, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that each coil has a braking device effective during braking constantly in drive connection with an electronically speed-controlled commutator motor stands and that each of the control circuitry of the energized drive motor one Voltage influenced by the EMF of the motor of the supply reel running as a generator is supplied, which regulates the speed of the drive motor so that the belt speed is kept essentially constant regardless of the winding radius.

2. Arrangement according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the motor is brushless and hall generator controlled and two spatial 900 spaced apart stator windings each consisting of two partial windings having, each of the Stato Wleklungen with the poles of a DC voltage source Via the collector-emitter path of power transistors of the same type in series is connected in such a way that the centers of the stator windings on the one and the emitters of the power transistors at the other pole of the DC voltage source lie. Blank page