DE2337028A1

DE2337028A1 - Bandantriebssystem

Info

Publication number: DE2337028A1
Application number: DE19732337028
Authority: DE
Inventors: Itaru Kawasaki; Kazutsugu Kobayashi; Yasuo Yamataka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1972-07-20
Filing date: 1973-07-19
Publication date: 1974-03-07
Also published as: FR2194016B1; FR2194016A1; CA995196A; DE2337028C3; US3861573A; GB1425086A; NL7310079A; DE2337028B2; IT989924B; NL177452B; NL177452C

Description

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zwischen Band und Antriebswellen laufen zu lassen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bandantriebssystem und insbesondere ein Bandantriebssystem für Geräte, die Signale auf Magnetband aufzeichnen und von diesem abspielen.

Das Magnetband oder ein gleichwertiges Aufzeichnungsmedium wird dabei in der Bandantriebsmechanik an Wandlerköpfen vorbeigeführt. Abweichungen der Bandgeschwindigkeit vom vorbestimmten Weit sind unerwünscht, da sie Frequenz- und/oder Amplitudenverzerrungen des aufgenommenen bzw. wiedergegebenen Signals verursachen. Das Band soll gleichmässig und ohne GleichlaufSchwankungen laufen. Die G-leichmässigkeit des Bandantriebs wird bzw. von der Berührung des Bandes mit den Wandlerköpfen und Schwankungen der mittleren Bandspannung und -geschwindigkeit beeinträchtigt. Zur Verringerung der GIeichlaufschwankungen sind verschiedene Versuche unternommen worden. Unter diesen ist das sogenannte Doppelwellensystem bekanntworden, das das aufgezeigte Problem im Prinzip löst. Ein herkömmliches Doppelwellensystem ist jedoch aus den unten auszuführenden Gründen nicht völlig zufriedenstellend, und die vorliegende Erfindung bietet Verbesserungen eines derartigen Doppelwellensystems.

Ein solches System ist bspw. in der US-PS 3 409 239 beschrieben. Dabei sind zwei Antriebswellen an einem Bandlaufweg angebracht und werden von einem Motor über einen elastischen Riemen ange trieben, der sowohl um beide Wellen als auch um die Motorwelle läuft. Weiterhin sind zwei Andruckrollen vorgesehen, die das Band an die zugeordnete Antriebswelle drflcken. Die beiden An triebswellen werden als "kopfaufwärts" bzw. "kopfabwärts" gelegen ; bezeichnet. Weiterhin sind eine Abwickelepule, die das Band J liefert, und eine Aufwickelspule vorgesehen, um das Band rück- ..). wickeln zu können, so dass das Band zwischen der kopfaufwärts j gelegenen Tonwelle und der zugeordneten Andrückrolle einerseits und der kopfabwärts gelegenen Antriebswelle und der zugeordneten u-

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sich nicht ausreichend lange aufrechterhalten. Es ist somit ersichtlich, dass ein herkömmliches Doppelwellen-Antriebssystem noch Nachteile hat.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bandtransportsystem zu schaffen, das Gleichlaufschwankungen reduziert und stabil arbeitet.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Bandtransportsystem zu schaffen, dessen anfängliche Eigenschaften lange Zeit erhalten bleiben.

Weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen.

Hierbei ist

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform der Bandtransportanordnung nach der vorliegenden Erfindung ohne eingelegtes Band,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht des Bandtransportsystems nach Fig. 1 mit eingelegtem Band,

Fig. J ein Diagramm, das ein Beispiel für die Abhängigkeit der Umfangsgeschwindigkeit vom Drehmoment für zwei im Bandtransportsystem nach der vorliegenden Erfindung eingesetzte Tonwellen zeigt,

Fig. 4 . und

Fig. 5 Blockschaltbilder von Geschwindigkeitsregelkreisen zur Regelung der Umfangsgeschwindigkeit der Antriebswellen, und die

Fig. 6 und

Fig. 7 Diagrammdarstellungen mit Beispielen von Signalverarbeitungsverläufen unter Anwendung von Abtastschaltungen in

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der Geschwindigkeitsregelung.

In den Zeichnungen stellen gleiche'Bezugszeichen jeweils gleiche Elemente dar.

Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Bandantriebssystems nach der vorliegenden Erfindung ohne eingelegtes Band, Die Fig. zeigt das System der Fig. 2 mit eingelegtem Band. Das Bezugs zeichen 1 bezeichnet eine kopfabwartig gelegene Antriebswelle, die koaxial mit, d.h. auf einem Untermotor A mit einem Schwungrad 2 angebracht ist. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine kopfaufwärtige Antriebswelle, die koaxial mit, d.h. auf einem Obermofcor B mit dem Schwungrad 5 angebracht ist. Die Bezugszeichen 3 und 6 bezeichnen Andruckrollen, die jeweils der kopfabwartigen und der kopfaufwärtigen Antriebswelle 1 bzw. 4 zugeordnet sind, die Bezugszahlen 7 und.8 bezeichnen jeweils die Aufwickelspule zum Aufwickeln des Bandes 9 und eine Abwickelspule, die den Bandvorrat liefert. Das Band 9 läuft von der Abwickelspule 8 zur Aufwickelspule 7 über die kopfaufwärtige Antriebswelle 4 und die kopfabwärtige Antriebswelle 1 und wird an den Antriebswellen mittels der Andruckrollen 6 bzw. 3 an die Wellen gedruckt; vergl. Fig. 2. Die gepunkteten Pfeile in den Fig. 1 und 2 zeigen die Drehrichtung der beiden Antriebswellen 4, 1 und die Laufrichtung des Bandes 9· Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die Drehrichtung der beiden Antriebswellen 4, 1 die gleiche wie die Laufrichtung des von der Abwlckelp^ßjale 8 zur Aufwickelspule 7 laufenden Bandes 9. Die durchgezeogenen Pfeile zeigen die Spannrichtung des Bandes 9 sowie die Richtung der Momente, die von den beiden Antriebsteilen erzeugt werden.

Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Abhängigkeit der Umfangs-(Dreh-)-Geschwindigkeit als Funktion des Lastmoments für die beiden Antriebswellen 4, 1. Die Gerade a.,-a^ unä die Gerade k-i^bp stellen dabei die Funktion für die Antriebswelle 1 bzw. die Antriebswelle 4 dar. Jie aus dem Diagramm ersichtlich, ist für einen bestimmten Momentenpunkt die Umfangsgeschwindigkeit aer kopfabwart igen An-

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triebsv/elle 1 schneller angesetzt als die Umfangsgeschwindigkeit der kopfauswärtigen Antriebswelle 4 und uie Umfangsgeschwindigkeiten der kopfabwärtigen und der kopfaufwärtigen Antriebswelle nehmen bei einer Zunahme des Lastmoments im gleichen Make ab; vergl. Fig. 3. Der Obermotor B kann ein umkehrbares Moment liefern, wie in zweiten Quadranten der Fig. 3 gezeigt.

Ohne Band (vergl. Fig. 1) hat aie kopfabwärts gelegene Antriebswelle 1 eine Umfangsgeschwindigkeit N-, (Arbeitspunkt A. in Fig.3) und die kopfaufwärts gelegene Antriebswelle 4 eine davon unabhängige Umfangsgeschwindigkeit N₂ (Arbeitspunkt B-, in Fig. 3). Aus diesem Grund und weil das Band 9 von den Andruckrollen 3 und 6 an die Antriebswellen gedrückt wird, r.immt die Spannung des Bandes 9 zu, wenn dasBand 9 nicht zwischen den Antriebswellen gelockert wird. Diese Zunahme an Bandspannung führt zu einer Zunahme der Geschwindigkeit des Obermotors B und einer Abnahme der des Unterraotors A, infolge deren die Umfangsgeschwindigkeiten der Antriebswellen 4 und 1 im wesentlichen gleich der Bar.dla-:- geschwlndigkelt N werden und dem Band einen optimalen Buna:;ag für die Wandlerkopfe (nicht gezeigt) erteilen, die üblicherweise zwischen den beiden Antriebswellen 4, 1 angeordnet sind und vom Band berührt werden. Der Arbeitspunkt A₁ der kopfabwärts gelegenen Antriebswelle in Fig. 3 verschiebt sich also nach A₂, der Arbeitspunkt-B, der kopfaufwärts gelegenen Antriebswelle 4 nach B₂ im zweiten Quadranten, in dem die Antriebswellen 1 und 4 die Momente T, bzw. T₂ erzeugen. Schreibt man t_Q für die Bandspannung zwischen den Antriebswellen 4 und 1, t, für die Bandspannung zwischen der Aufwickelspule 7 und der kopfabwärts gelegenen Antriebswelle 1 sowie t₂ für die Bandspannung zwischen der Abwickelspule und der kopfaufwärts geigenen Antriebswelle 4, erhalten wir

*o- - ^+tl

^ri

und t_Q = — + t₂

^r2

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X.

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wobei r, und r_o die Radien der kopfabwärts bzw. kopfaufwärts

Antriebswellen sind. Für die Abhängigkeit der Umfangsgeschwindigkeit von dem Lastmoment für die kopfabwärtige und -¹L: '--opfaufwärtiGe antriebswelle 1 und 4 gilt:

^No - ^Ni - ^ki^Ti

N₀ - N₂ - k₂T₂ , (4)

wobei k, und k_o Koeffizienten sind, die den Geschwindigkeits Sraciienten zum Drehmoment in den Antriebswellen 1 bzw. 4 aus jx'üoken. Aus den-Gln. (1) ....(4) erhält man

It₁ r, k_pr_p N₁ -N_p

t, ^ 1 + H 1₂ + L-i— (5)

^kl¹'l^+i:2^r2 ^kl^rl^+k2^r2 k-,r,+k₂r₂

^kl^rl ^fc0 ^k2^r2

^kl^rl^+K2^r2

. k, ^r₁T₀ k_or_oN,+k r,N

N LfLAJ(t t ) +

₀ - —L-fLAJ_(t -t ) +

^kl^ri^+k2^r2 ^kl^ri^+k2^r2

¹O 12 12 O ~ 1 2 1^*2

t\r -ρ J-Ir τ» f" Xr T* 4-L·" Y*

τ *ν.τ χ -| TlV.^X ^ U^-, η.-, i. -ι TlV~L _/-^

1 XIi-C ei L X d d.

Wenn k₁ k₂ - k und r·^ = r₂ - v, werden die GIn.(6) und (8) zu: ^tO 1 3^fcO 1

2 ?t_p 2

* "T — ~ (t)

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ihr , -^ ikr (8)·

^₂ 2

Die Differenz zwischen N₁ und N^ liefert den Bandzug, der erforderlich ist, um das Band in enge Berührung mit den Wandlerköpfen zu bringen, wenn t, und tp, wie aus Gl. (5) ersichtlich, sehr gering sind. Weiterhin weist die Gl. (6) aus, dass der Einfluß von t_n oder t_n auf t sich auf etwa die Hälfte reduziert. Die

1 d. O

Gl. (8) zeigt, dass der Gradient der Geschwindigkeit N zum Moment t,r oder t„r₂ aus der Geschwindigkeit der Aufwickelspule 7 oder der Aufwickelspule 8 ebenfalls auf etwa die Hälfte reduziert wird. Es lässt sich also sagen, dass der Einfluss der Aufwickel- und der Abwickelspule 8 bzw. 7 auf das Band 9 sich reduziert, wodurch sich eine Verbesserung des Bandtransportsystems ergibt. Die Schwungräder 2 und 5 reduzieren die Gleichlauf-Schwankungen des Ober- und Untermotors A bzw. B. Ein Betrieb in der entgegengesetzten Richtung lässt sich leicht erzielen, indem man die Drehrichtungen der Antriebswellen 4 und 1 umkehrt und sie mit den oben angegebenen Umfangsgeschwindigkeiten laufen lässt. Wenn gleiche Motoren für den Ober- und den Untermofcor B bzw. A eingesetzt werden, lässt sich ein Betrieb in zwei Richtungen leicht durch Vertauschen der elektrischen Antriebskereise für die Motoren B und A erreichen, indem man einfach die Anschlüsse umschaltet. Da das Bandtrans portsys tern nach der vorliegenden Erfindung keinerlei instabile Elemente wie z.B. einen elastischen Riemen aufweist, lassen sich die Eigenschaften des Systems nach der vorliegenden Erfindung (bspw. Gleichlaufschwankungen) über lange Zeit konstant halten. Weiterhin tritt zwischen dem Band 9 und den Antriebswellen 4 bzw. 1 unter der Wirkung der Bandspannung im wesentlichen kein Schlupf auf, wodurcheine Auf- und Niederbev/egung des Bandes verhindert ist und es nicht beschädigt werden kann. Hierin liegen Vorteile des Bandtransportsystems nach der vorliegenden Erfindung.

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Das Bandtransportsystem nach der vorliegenden Erfindung lässt sich weiter verbessern, wie im einzelnen weiter unten ausgeführt.

In dem oben beschriebenen System gilt (vergl. Gl. (8) ), dass ₍jN / Ot, oder '¹N / tg um so kleiner werden, je kleiner die Koeffizienten k-, und kp sind. Werden k-, und k_? jedoch zu klein, wird der Faktor (N-, -N^J/ik^r-j+k^rp) in der Gl. (5) zu gross. Es ist daher sehr erwünscht, dass die Geschwindigkeitsdifferenz (N-, - N₂) zwischen den Antriebswellen präzise konstant, aber klein bleibt. Abweichungen der Geschwindigkeiten des Ober- und des Untermotors B bzw. A von den vorbestimmten Werten sollten so gering wie möglich bleiben. Zu diesem Zweck sind die Geschwindigkeitsregelkreise zurRegelung der Antriebswellengeschwindigkeiten geeignet, die nun beschrieben werden sollen.

In der Fig. 4 bezeichnen die Bezugszahlen 11 und 14 zwei Geschwindigkeitssignalaufnehmer, die mit den Antriebswellen 1 bzw. 4 (oder den Motoren A bzw. B) gekoppelt sind; sie erfassen die Umfangsgeschwindigkeiten der Antriebswellen 1 und 4 (d.h. die Drehgeschwindigkeiten des Ober- bzw. Untermotors B bzw. A) und erzeugen für diese Geschwindigkeitsignale. In der Fig. 4 geben die Geschwindigkeitsaufnehmer 11 und 14 die Geschwindigkeit der Antriebswellen 1 und 4 als Gleiohspannungssignal wieder. Für die Anordnungen 11 und 14 lassen sich alle verfügbaren und geeigneten Schaltungen bzw. Vorrichtungen verwenden - bspw. Tachogeneratoren mit Gleichrichtern oder alle Frequenz-Gleichspannungsumsetzer. Die Geschwindigkeitssignale aus den Geschwlndigkeitsaufnehmern 11 und 14 werden auf die beiden Abtastschalter 101 bzw. 102 gegeben, die an die Aufnehmer 11 und 14 angeschlossen sind und für die kopfabwärts gelegene Antriebswelle 1 und die kopfaufwärts gelegene Antriebswelle 4 jeweils ein Geschwindigkeit sabtastsignal erzeugen. Als Abtastschalter 101, 102. lassen sich die bekannten verfügbaren und geeigneten Schaltanordnungen verwenden. Die Abtastsignale der Abtastschalter 101, 102 werden vom Vorverstärker 103 verstärkt, der an die Abtastsehalter 101, 102 angeschlossen ist, die Abtastsignale verstärkt und vorverstärkte Signale für jeweils die Antriebswellen 1 und 4 liefert.

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Für den Vorverstärker 10j5 lassen sich alle verfügbaren und geeigneten Gleichspannungsverstärker einsetzen. Die vorverstärkten Aus gangs signale des Vorverstärkers 10;> laui'en zur Dii'ferenzsignalschaltung 105, die an den Vorverstärker 1O^ angeschlossen sind. Ausserdem sind zwei Bezugosignalquellen 11^, 114 zur erzeugung von Gleichspannungsbezugssignalen vorgesehen, die uen vorbestimmten Geschwindigkeiten der kopf abwärts unu cer kopfuufwärts gelegenen Antriebswellen 1 bzw. 4 entsprechen. Als Bezugssignalquellen llj>j H^ lassen sich alle verfügbaren und geeigneten Schaltungen verwenden. Die Bezugssignale auf den Bezugs - signalquellen 1Γ5, 114 gehen jeweils an die Bezugssignalabtastschalter 104 bzw. 106, die die Bezugssignale abtasten und Bezugsabtastsignale für die kopfabwärtige und die kopfaufv/ärtige Antriebswelle 1 bzw. 4 liefern. Für die Bezugssignal-Abtastschalter 104, 106 lassen sich alle verfügbaren und geeigneten Schaltungen verwenden. Die Bezugsslgnalabtastsignale aus den Bezugssignalabtastschaltern 104, 106 werden ebenfalls auf die Differenz signalschaltung 105 gegeben, um (1) das vorverstärkte Signal für die kopfabwärts gelegene Antriebswelle 1 mit dem Bezugsabtastsignal für die kopfabwärtige Antriebswelle 1 zu vergleichen und ein ;Differenzsignal abzuleiten, das der Differenz zwischen dem vorverstärkten Signal für die kopfabwärtige Antriebswelle 1 und dem Bezugsabtastsignal für die kopfabwärtige Antriebswelle 1 entspricht, und um (2) das vorverstärkte Signal für die kopfaufwärtige Antriebswelle 4 mit dem Bezugsabtastsignal für die kopf- aufwartige Antriebswelle 4 zu vergleichen und ein Differenzsignal abzuleiten, das der Differenz zwischen dem vorverstärkten Signal für die kopfaufwärtige Antriebswelle 4 und dem Bezugsabtastsignal für die kopfaufwärtige Antriebswelle 4 entspricht. Als Differenzsignalschaltung 105 lässt sich jede verfügbare und geeignete Gleichspannungsverstärkerschaltung einsetzen. Die Differenzsignale für die kopfabwärtige (4) und die kopfaufwärtige (1) Antriebswelle werden auf den Verstärker 107 gegeben, der an den Ausgang der DofTerenzsignalschaltung 105 angeschloseen ist und verstärkte Signale für die beiden Antriebswellen liefert. Auch hier kann jede verfügbare und geeignete Gleichspannungsverstärkerschaltung eingesetzt werden. Die verstärkten Signale für die beiden An-

409810/0813 bad qrigjnal

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ti'iebsv.'ellon aus dem Verstärker 107 liegen an den beiden Treiberabtastschaltern 108, 109, die die verstärkten Signale für die beiden Antriebswellen abtasten und verstärkte Abtastsignale für die beiden Antriebswellen 1, 4 liefern. Als Treiberabtastschalter 10c, lOy lassen sich die verfügbaren und geeigneten Schalteranordnungen verwenden. Die verstärkten Abtastsignale von den Treiberabtastschaltern 103,109 steuern die Treiberstufen 110, 111 an, die an die Treiberabtastschalter 108,109 einerseits und an die Motore A und B für die Antriebswellen 1 und 4 andererseits angeschlossen bina. Die Treiberstufen 110,111 speisen elektrische Ströme in die Ankerwicklungen der Motore A und B, um die Umfangsgeschwindigkeiten der Antriebswellen 1 bzw. 4 zu steuern. GGff. können den Treiberstufen 110,111 Tiefpaßfilter, Abtastspeicherschaltungen (^!sample-hold circuits¹) oder Gleichspannungsverstärker zugeordnet werden, um einen stabilen Betrieb der Motore A und B zu süiern. Für cie Treiberstufen 110 und 111 können die verfügbaren und geeigneten Schaltungen verwendet werden.

Bei der oben beschriebenen Betriebsart lassen sich der.Untermotor A (d.h. die kopfabwärtige Antriebswelle 1) und der Obermotor B (a.h.die kipfaufwärtige Antriebswelle 4) nicht getrennt steuern, wenn die Signale für die Antriebswelle 1 bspw. im Vorverstärker 103» der Di.fferenzsignalschaltung 105 oder dem Verstärker 107 miteinander vermischt werden, so dass sich die gewünschte Regelung der Umfangsgeschwindigkeit der beiden Antriebswellen nicht erreichen lässt. Durch Anwendung des im folgenden zu beschreibenden Verfahrens, das als Simultanverarbeitung im Zeitmultiplex ('time sharing¹) bezeichnet wird, kann jedoch nach der Erfindung auch eine getrennte Regelung erreicht werden.

Hierfür.ist eine Abtastschaltung 112 vorgesehen, die mit den beiden Abtastschaltern 101, 102 für die Geschwindigkeitssignale, den beiden Bezugssignalabtastschaltern 1O4,1O6 und den beiden Treiberabtastschaltern 108,109 verbunden ist. Die Abtastschaltung 112 erzeugt abwechselnd ein Abtastsignal für die kopfabwärtige Antriebswelle 1 und ein Abtastsignal für die kopfaufwärtige Antriebswelle 4, und zv.ar ohne Überschneidung. Die beiden Abtastschalter· 101., 102 für die Geschwinciigkeitssignale, die beiden Bezugssigralabtastschalter

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104,106 und die beiden Treiberabtastschalter 108,109 werden also von den Abtastsignalen jeweils abwechselnd durchgeschaltet. Die Abtastfunktion des Abtastschalters 101,. des Bezugssignalabtastschalters 104 und des Treiberabtastschalters 108 findet statt während des Intervalls," in dem ein Abtastsignal für die kopfabwärtige Antriebswelle 1 anliegt; dieses Intervall überschneidet sich nicht mit demjenigen, in dem das Abtastsignal für die kopfaufwärtige Antriebswelle 4 anliegt und die Abtastfunktion für den Abtastschalter 102, den Bezugssignalabtastschalter 106 und den,Treiberabtastschalter 109 durchgeführt wird. Es handelt sich also um eine getrennte Geschwindigkeitsregelung für die Antriebswellen 1 und 4 im Zeitmultiplex. Für die Abtastsignalschaltung 112 lassen sich alle verfügbaren und geeigneten Anordnungen verwenden - bspw. Kippschaltungen.

Liegt insbesondere ein Abtastsignale für die kopfabwärtige Antriebswelle 1 an, schalten der Abtastschalter 101 für das Geschwindigkeitssignal, der Bezugssignalabtastschalter 104 und der Treiberabtastschalter 108 durch, während die anderen drei Abtastschalter 102,106,109 sperren. Das Ausgangssignal des Geschwindigkeitsaufnehmers 11 wird vom Vorverstärker 102 verstärkt. Das Differenzsignal aus dem vorverstärkten Ausgangssignal des Vorverstärkers 103 und dem Bezugssignal aus der Bezugssignalquelle II3 gelangen nach Verstärkung im Verstärker I07 auf die Treiberstufe 110, die die Geschwindigkeit der kopfabwartigen Antriebswelle 1 (Motor A) steuert. Da das Bezugssignal aus der Bezugssignalquelle II3 konstant bleibt, nimmt das Ausgangssignal der Treiberstufe 110 zu und ab, weil die Geschwindigkeit der kopfabwärtigen Antriebswelle 1 (Motor A) ab bzw. zunimmt. Es liegt also für die Geschwindigkeitsregelung der kopfabwärtigen Antriebswelle 1 (Motor A) eine Gegenkopplungsschleife vor.

Entsprechend schalten während des Anliegens eines Abtastsignals für die kopfaufwärtige Antriebswelle 4 der Abtastschalter 102 für das Geschwindigkeitssignal, der Bezugssignalabtastschalter 106 und der Treiberabtastschalter 109 durch, während die drei anderen Abtastschalter 101, 104 und I08 sperren. Die Funktion

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der Regelung entspricht aann dem, was oben Tür die Antriebswelle ausgeführt wurae.

Ets liegen also nach der vorliegenden Erfindung in der Geschwindigkeitsregelanordnung zwei Gegenkopplungsschleifen vor, die sich teilweise überlappen. Ihre Funktion lässt sich am besten für ein Beispiel anhand der Diagrammdarstellung der E¹Ig. 6 erläutern. Die Gleichepannungssignale (3.) und (S_n) sind ein Beispiel für die von den Geschwindigkeitsaufnehmern 11, 14 gelieferten Ausgangssignale, die den Geschwindigkeiten der Antriebswellen 1 bzw. 4 entsprechen. Von den Impulszügen (S_n) entsprechen der Impulszug (S_QA) und der Impulszug (3_QB) den oben erwähnten Abtastsignalen für die kopfabwartige Antriebswelle 1 bzw. die kopfaufwärtige Antriebswelle 4; diese Impulszüge steuern abwechselnd die Abtastschalter 101 und 102 für die Geschwindigkeitssignale, die Bezugssignalabtastschalter 104 und IOC sowie die Treiberabtastschalter 108 und 109· An den Vorverstärker 103 gelangen dann die Geschwindigkeitsabtastsignale (2.J und (Sg₁)· »enn der Vorverstärker eine Verotärke^ung von 0 dB hat, hat das vorverstärkte Signal dann die Form (S^,-.^). Andererseits stellen die durchgezogenen Signalzüge (S_Ao) ^und(S_Ro) ^^e abgetasteten Bezugssignale dar (die gestrichelten Linien S^ ^{unci 5} _B2 ^{aie Bezu}S^s~ signale selbst). (S,^) ist ein Differenzsignal, (s_ÄB-) da.3 verstärkte Signal, und die beiden in durchgezogenen Linien aargestellten verstärkten Abtastsignale (3,,) und (S-) liegen an den Treiberstufen 110,111 an.

Die gestrichelten Linien in (S_A6) und (S_ß6) gelten für den Fall, dass jeae der Treiberstufen 110,111 eine Speicherschaltung enthält, diedas verstärkte Abtastsignal für jeweils die eine oder die andere Antriebswelle bis zur nächsten Abtastung festhält, damit es bis zu diesem Zeitpunkt im wesentlichen '-constant bleibt. Diese Abtastspeicherschaltungen sind ausserordentlich wirkungsvoll, v;enn die Welligkeit des elektrischen Stromes für die Ankerwicklungen der Motore A und B reduziert werden soll. Für die Abtastspeicherfunktion lassen sich die verfügbaren und geeigneten Schaltungen verwenden.

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Fig. 5 zeigt eine weitere..AusfUhrungsform einer Geschwin'iigkelt..-regelung für ein Bandantriebssyt tern nach aer vorliegenden liri'Ln-

In Fig. 5 werden aie Gesahwinäigkeitsaufnehrcer 211 una -l-_r anstelle der Geschwindigkeitsaufnentr.er 11 und 14 aer Fig. 4 verwendet. 1'Ie-Je Geschwinäigkeitoaufnehrner erfassen aie Geschwindigkeiten aer k^i'-abwärtigen Antriebsv/elle 1 und aer kopfaafwärtlgen Antriebswelle -r (Motor A bzw. B) und geben entsprechende Zeitintervallsignale v:ie z.B. als Perioden von periodischen Signalen cot-r breiten- ouer intervallmodulierte Impulszüge ab. Diese Z.Ltintervallsignaie werden auf die Abtastschalter 101 una 102 gegeben, :?ie a;·, L-nen unter oteuerung aurch die von aer Abtastoi^nalquelle Ii^. ^oliei'^rten Abtastsignale Gesohv/indigkeitc-:abtastsignale (Zeitlntervallsignale) ableiten. Die Gesenwindigkeitsabtastsignaie weruen mittels einer zwischen dem Vorverstärker 103 und Abtastschaltern 101,102 - vergl. Fig. 5 - liegenden Intervallbestimmungssohaltung Ijl;, in Gleichspannungogeschv.'inaigkeitsEignale umgewandelt, die uL.r_^r. so ausgewertet v/erden, wie e·" oben für aie Fig. 4 beschrieben wurde.

Die Fig. 7 zeigt eine Diagramme, are te llung ähnlich ae:;. 3ei-:oitl der Fig. t. Die periodischen -'."ignale (T_n) una (T.,) cina eir. Beispiel für die Geochv/inaigkeitssignale für aie Antriebswellen i und 4, die die Geschwinaigkeitsaurnenrner 211,214 liefern. Vc^, >fr_: Impulszügen (T_n) entsprechen aie Impuls züge (T- ) und (T_n.) *m**

~~~" \J Wet \J*\

(T,., ) und (T„_R) den Abtastsignalen für aie kopf abv/ artige Antriebswelle 1 bzw. die kopfaufwartige Antriebswelle 4. (T_Qa) und (™y_o) tasten abv/echselnd die Abtastsehalter 101 und 102 für die Gesohwindigkeitssignale, (T_nfl) und (Τ_ηΏ) abwechselnd die Bezugssignalabtastschalter 104,106 und die Treiberabtastschalter 106,109. Die Geschv/indigkeitsabtastsignale (T^₁) und (T_ßl) gelangen als Signal (T-_R^) zur IntervallbestirjTiUngschaltung 115* die ein den Zeitintervallen entsprechendes Gleichspannungssignal erzeugt. (T..Q₂) wird in ein Impulssignal entsprechend aer durchgezogenen Linie des Kurvenzugs (T_AB5) und dann in ein dem Zeitintervall von einem Impuls zum nächsten entsprechendes Gleichspannungssignal

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(durchgezogene Linie von (T_AR^) ) umgewandelt, indem man das konstante Signal während des Intervalls von einem Impuls zum nächsten (gepunktete Linie in (T_Aßh) ) integriert und speichert. Die durchgezogenen Linien der Kurvenzüge (T_Ät-) und (T_nJ-) stellen die Bezugsabtastsignale dar, die gepunkteten Linien der gleichen Kurvenzüge die Bezugssignale selbst. (T ^) ist das Differenzsignal, (^t*b7) ^das verstärkte Differenzsignal. Die beiden verstärkten Abtastsignale entsprechen dann den durchgezogenen Linien der Kurvenzüge (T_Ag) und (T„o)* die auf die Treiberstufen 110, 111 gegeben werden. Die gestrichelten Linien in den Kurvenzügen (T.q) und (Tgg) gelten für den Fall, dass die Treiberstufen 110, 111 Abtastspeicher enthalten. Für die Geschwindigkeitsaufnehmer 211 und 214 lassen sich alle verfügbaren und geeigneten Schaltungen verwenden - bapw. Tachogeneratoren. Auch für die Intervallbestimmungsschaltung 115 können verfügbare und geeignete Schaltungen verwendet werden - bspw. ein impulsgetriggerter Integrator. Ein Vorteil der Anordnung nach Fig. 5 gegenüber der der Fig. 4 liegt darin, dass die Bandspannung t und die Geschwindigkeit N sich im Fall der Fig· 5 unter dem Einfluss bspw. der Temperatur der öeschwindigkeitsaufnehmer weniger stark ändern, da die Intervalle der Zeitintervallsignale, die die Geschwindigkeitsaufnehmer 211,214 in Fig. 5 erzeugen, von Temperaturänderungen weit weniger beeinflusst werden als die Amplitude der von den Aufnehmern 11 und 14 in Fig. 4 erzeugten Gleichspannungen.

Es ist nunmehr klar ersichtlich, dass die Geschwindigkeitsregelung mit zwei sich teilweise überlappenden Gegenkopplungsschleifen zwei Signalzüge (einer für die kopfabwärts gelegene Antriebswelle 1 und ein anderer für die kopfaufwärts gelegene Antriebswelle 4) in den gemeinsamen Schaltungsstufen im Zeitmultiplex als ein Jignalzug verarbeitet werden und dann getrennt auf die kopfabwärtige und die kopfaufwärtige Antriebswelle wirken. Eine Drift oder die Temperatureigenschaften der den beiden Gegenkopplungs schleifen gemeinsamen Schaltungsteile beeinflussen K-, genau im gleichen Maß wie kp und auch N-, genau im gleichen Maß wie Np." (N-.-N₀) schwankt also in den gemeinsamen Schaltungsteilen nicht, und damit können infolge dieser gemeinsamen Schaltungsteile die

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Bandspannung t und die Bandgeschwindigkeit N stabiler gehalten werden, d.h. die Geschwindigkeitsregelung mit den beiden Regelschleifen gemeinsamen Schaltungs%ilen regelt die Geschwindigkeiten der oberen und der unteren Antriebswelle im Bandtransportsystem nach der Erfindung stabiler als eine Geschwindigkeitsregelung ohne solche gemeinsamen 3chaltungsstufen es erreichen könnte.

In den Fig. 6 und J sind die Perioden und Impulsbreiten der Abtastsignale konstant dargestellt. Sie lassen sich jedoch nach Maßgabe der Geschwindigkeitssignale aus den Geschwindigkeitsaufnehmern beeinflussen, um die Motore noch genauer zu regeln. Da dieser Schritt für die vorliegende Erfindung jedoch nicht wesentlich ist, wird er hier nicht weiter ausgeführt.

Während in der vorliegenden Beschreibung vorzugsweise eingesetzte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert wurden, lassen sich an diesen Abänderungen durchführen, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzugehen. Die folgenden Ansprüche sollen sämtliche solche Abänderungen mitumfassen, die vom Prinzip und Umfang der vorliegenden Erfindung erfasst werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentans prüche

(ly Bandantriebssysteni mit einer Abwickelspule; einer Aufwickelspule, einer kopf aufw- art igen Antriebswelle; einer kopfabwärtigen Antriebswelle, einem mit der kopfaufw artigen Antriebswelle koaxialen oberen Motor; einem mit der kopfabwärtigen Antriebswelle koaxialen unteren Motor, wobei das Band über die kopfaufwärtige und die kopfabwärtige Antriebswelle von der Abwickelspule zur Aufwickelspule laufen kann und die Drehrichtungen der kopfaufwärtigen und der kopfabwärtigen Antriebswelle mit der Laufrichtung des von der Abwickelspule zur Aufwickelspule laufenden Bandes übereinstimmen; mit zwei Andruckrollen, die jeweils der kopfaufv*artigen und der kopfabwärtigen Antriebswelle zugeordnet si&cl und das Band an die Umfangsflache der kopfaufwärtigen bzw. kopfabwärtigen Antriebswelle andrücken) wobei die Ur^fangsgeschwindigkeit der kopfabwärtigen Antriebswelle höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit der kopfaufwärtigen Antriebswelle, wenn sich die beiden Antriebswellen unabhängig voneinander

drehen, und wobei die Umfangsgeschwindigkeiten der kopfabwärtigen und der kopfaufwärtigen Antriebswellen bei einer Zunahme des Lastmoments in fast dem gleichen Maß sinken, damit das Band ohne Schlupf zwischen Band und Antriebswellen gegen den Bcndzug laufen kann.

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2. Bandantriebssystem nach Anspruch 1, bei dem die Umfangsgeschwindigkeiten der kopfaufwärtigen und der kopfabwärtigen Antriebswelle von zwei Gegenkopplungsschleifen geregelt werden, die jeweils für die kopfaufwärtige und aie kopfabwärtige Antriebswelle vorgesehen sind, wobei die beiden Gegenkopplungsschleifen einander teilweise überlappen und die Umfangsgeschwindigkeiten der kopfaufwärtigen und der kopfabwärtigen Antriebswelle getrennt im Zeitmultiplex regeln.

3· Bandantriebssystem nach Anspruch 2, bei dem die beiden Gegenkopplungsschleifen aufweisen: zwei Geschwindigkeitsaufnehmer, die die Umfangsgeschwindigkeiten der kopfaufwärtigen und der kopfabwärtigen Antriebswellen erfassen und Geschwindigkeitssignale für die kopfaufwärtige und die kopfabwärtige Antriebswelle erzeugen; zwei Abtastschalter für die Geschwindigkeitssignale, die jeweils an die Geschwindigkeitsaufnehmer angeschlossen sind, die Geschwindigkeitssignale abtasten und Geschwindigkeitsabtastsignale für axe kopfaufwärtige und die kopfabwärtige Antriebswelle erzeugen] einen Vorverstärker, der an die beiden Abtastschalter ange-• schlossen ist, die C^Foiiwindigkeitsabtastsignale verstärkt und vorverstäricte Signale für die kopfaufwärtige und die kopfabwärtige Antriebswelle liefert; zwei Bezugssignalquellen, die Bezugssignale liefern, die den vorbestimmten Geschwindigkeiten der kopfaufwärtigen und der kopfabwärtigen Antriebswelle entsprechen; zwei Bezugssignalabtastschalter, die jeweils an die beiden Bezugssignalquellen angeschlossen sind, die Bezugssignale abtasten und Bezugsabtastsignale für die kopfaufwärtige und aie kopfabwärtige Antriebswelle liefern; eine Differenzsignalschaltung, die an den Vorverstärker und die beiden Bezugssignalabtastschalter angeschlossen ist,.um (1) das vorverstärkte Signal für die kopfaufwärtige Antriebswelle mit dem Bezugsabtastsignal für die kopfaufwärtige Antriebswelle zu vergleichen und ein Differenzsignal für die . kopfaufwärtige Antriebswelle zu erzeugen, und um (2) das vorverstärkte Signal für die kopfabwärtige Antriebswelle mit dem

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Bezugsabtastsignal für die kopfabwärtige Antriebswelle zu vergleichen und ein Differenzsignal für die kopfabwärtige Antriebswelle zu erzeugen; einen an die Differenzsignalschaltung angeschlossenen Nachverstärker, der die Differenzsignale für die kopfaufwärtige und die kopfabwärtige Antriebswelle verstärkt und verstärkte Signale für die kopfabwärtige und die kopfaufwartige Antriebswelle liefert; zwei Treiberabtastachalter, die auf den Nachverstärker folgen, die verstärkten Signale für die kopfabwärtige und die kopfaufwärtige Antriebswelle abtasten und Abtastsignale für die kopfaufwärtige bzw. kopfabwärtige Antriebswelle erzeugen; zwei Treiberstufen für die kopfabwärtige bzw. die kopfaufwärtige Antriebswelle, die auf die Treiberabtastschalter folgen und auf die kopfabwärtige und die kopfaufwärtige Antriebswelle wirken, um deren Umfangsgeschwindigkeit entsprechend den abgetasteten verstärkten Signalen für die kopfabwärtige bzw. kopfaufwärtige Antriebswelle zu steuern; und eine Abtastsignalquelle, die an die beiden Abtastschalter für die Geschwindigkeitssignale, die beiden Bezugssignalabtastschalter und die beiden Treiberabtastschalter angeschlossen s ist und Abtastsignale für die kopfaufwärtige bzw. kopfabwärtige Antriebswelle erzeugt, die die beiden Abtastschalter für die Geschwindigkeitssignale, die beiden Bezugssignalabtastschalter und die beiden Treiberabtastschalter jeweils abwechselnd ansteuern und so den Zeitmultiplexbetrieb erreichen.

Bandantriebssystem nach Anspruch 3» bei dem jede der beiden Treiberstufen eine Abtastspeicherschaltung aufweist, die das verstärkte Abtastsignal für jeweils die Kopfaufwärtige bzw. kopfabwärtige Antriebswelle von einer Abtastung bis zur nächsten Abtastung speichert, um das verstärkte Abtastsignal für die kopfaufwärtige bzw. die kopfabwärtige Antriebswelle bis zum nächsten Abtastzeitpunkt im wesentlichen konstant zu halten.

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5· Bandantriebs sys tem nach Anspruch j5, bei dem die beiden Geschwindigkeitsaufnehmer die Umfangsgeschwindigkeiten der kopfaufwartigen bzw. kopfabwärtigen Antriebswelle in Form von GleichspannungsSignalen erfassen.

6. Bandantriebssystem nach Anspruch 3, bei dem die beiden Geachwindigkeitsaufnehmer die Umfangsgeschwindigkeiten der kopf abv/ art igen bzw. der kopf aufwärtigen Antriebswelle alo Zeitintervallsignale erfassen und bei dem weiterhin eine Zeitintervalle messende Schaltung zwischen dem Vorverstärker und jedem der Abtastschalter für die Geschwindigkeitssignale liegt, die die Zeitintervallsignale in Gleichspannungssignale umsetzt.

Cl./Br.

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