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Laufwerk für ein Bildbandgerät Die Erfindung betrifft ein Laufwerk
für ein Bildbandgerät, an das hohe Anforderungen in bezug auf Laufeigenschaften
und Betriebssicherheit gestellt sind. Um hohe Geschwindigkeiten des die Videoaufzeichnung
tragenden Bandes zu vermeiden, ist es bekannt, die wegen des aufzuzeichnenden Frequenzbereiches
verhältnismäßig hohen Relativ-Geschwindigkeiten zwischen Band und Kopf dadurch zu
erreichen, daß der Kopf mit hoher Geschwindigkeit rotiert , während das Band verhältnismäßig
langsam transportiert wird.
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So ist es bekannt (DBP 927 999), die Spuren schräg auf das Band zu
zeichnen. Die Geräte hierfür sind mit einer Bildtrommel versehen, in der der Videokopf
rotiert und durch einen Schlitz etwas aus der Trommeloberfläche herausragt. Das
Band wird schräg schraubenförmig um die Bildtrommel geschlungen, so daß der Kopf
bei seiner Rotation eine schräge Spur von einer Bandkante zur anderen beschreibt.
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Die Bildqualität wird wesentlich durch die Relativgeschwindigkeit
zwischen Band und Kopf bestimmt. Im 50-Hz-System läuft der Videokopf im allgemeinen
mit 3000 U/min um, wodurch sich bei einer Bandgeschwindig
keit von
19 cm/sec eine ausreichende Bildqualität ergibt.
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Es ist bekannt, das Kopfrad über einen Riemen durch einen Asynchronmotor
anzutreiben. Die durch den Riementrieb gegebene Ubersetzung dient dabei dazu, die
Drehgeschwindigkeit des Asynchronmotors von weniger als 3000 U/min auf die erforderliche
Drehzahl von 3000 U/min zu übersetzen.
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Weiter ist bekannt, das Kopfrad unmittelbar auf die Achse eines üblichen,
mit Bürsten versehenen Kommutator-Gleichstrommotors zu setzen, dessen Geschwindigkeit
durch Beeinflussung des Motorgleichstroms geregelt wird. Nachteilig sind dabei die
an den Bürsten auftretenden Funken, die zu elektrischen Störungen bei der Aufzeichnung
und Wiedergabe führen. Außerdem ist die verhältnismäßig große Geräuschentwicklung
des Bürstenmotors störend, da diese Geräusche bei der Aufnahme über das Mikrophon
auf die Tonspur des Bildbandes gelangen.
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Bei einem anderen bekannten Gerät ist das Kopfrad auf die Welle eines
Synchronmotors gesetzt, welcher durch Beeinflussung der Frequenz des den Synchronmotor
speisenden Stromes geregelt wird. Bei diesem Gerät muß der verwendete Synchronmotor
relativ groß sein, die Kopftrommel besteht nämlich aus einem unteren, feststehenden
Teil und einem oberen, rotierenden Teil mit dem Videokopf; dieses obere Teil muß
mitsamt dem Videokopf vom Synchronmotor gedreht werden, wobei erhebliche Reibungskräfte
zwischen dem oberen Teil mit Videokopf einerseits und dem herumgeschlungenen Band
andererseits überwunden werden müssen. Ein solcher
Motor, der die
große Bandreibung überwinden muß, erzeugt viel Wärme, die zur unmittelbaren Erwärmung
mindestens des rotierenden Teiles der Kopftrommel #eiträgt. Diese Erwärmung ist
jedoch unerwünscht, weil durch sie eine Ausdehnung der erwärmten Teile erfolgt.
Dadurch ändern sich die Abmessungen dieser Teile, was sich nachteilig auf die Bildwiedergabe
und Bildaufzeichnungsqualität des Bildbandgerätes auswirkt. Außerdem kann es geschehen,
daß das Magnetband an der erwärmten Kopftrommel kleben bleibt.
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Da die Erwärmung beim Einschalten des Gerätes nicht schlagartig, sondern
langsam erfolgt, ist der Benutzer eines solchen Gerätes gezwungen, die vollständige
Erwärmung des Gerätes abzuwarten, weil erst danach die Abmessungen der Kopftrommel
aufhören sich zu ändern und die Aufzeichnungs-und Wiedergabeeigenschaften des Gerätes
zu verändern. Insbesondere für ein Heimgerät sind solche Geräteeigenschaften unerwünscht.
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Ferner ist ein Bildbandgerät bekannt, bei dem sich die Kopftrommel
auf der Welle eines etwas kleineren, Synchron-Hysterese-Motors befindet.
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Der Motor kann hier deshalb kleiner sein, weil die Kopftrommel aus
einem oberen und unteren feststehenden Teil besteht, zwischen welchen eine Scheibe
mit zwei Videoköpfen rotiert. Bei dieser Trommel ist die Bandreibung geringer, so
daß ein kleinerer Synchronmotor genügt, Die Geschwindigkeitsregelung dieses Motors
erfolgt durch eine Wirbelstrombremse. Der Motor und die rotierende Scheibe mit den
Videoköpfen haben gemeinsame Lager. Bekanntlich ist der Wirkungsgrad von Hysterecmotoren
schlecht, so daß auch bei diesem Gerät eine zu starke Erwärmung der rotierenden
Kopfscheibe eintritt, zumal diese
schwer Wärme/abgeben kann, weil sie in der Kopftrommel zwischen wärmeisolierenden,
luftgefüllten Räumen rotiert.
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Gemäß der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Laufwerke vermieden
und weitere später noch näher erläuterte Vorteile bei einem Bildbandgerät mit einem
von einem Magnetband wenigstens teilweise umschlingbaren, feststehenden und einem
auf der Motorachse befestigten, drehbaren, mindestens einen Videokopf tragenden
Kopftrommelteil, dadurch erzielt, daß als Antriebsmotor ein bürstenloser, elektronisch
kommutierter Gleichstrommotor dient und daß die Motorlager gleichzeitig Lager des
drehbaren Kopftrommelteils sind.
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Das neue Laufwerk zeichnet sich besonders dadurch aus, daß alle sonst
durch die Bürsten hervorgerufenen elektrischen und akustischen Störungen vermieden
werden. Gegenüber den Synchron- und Hysteresemotoren ist der Wirkungsgrad erheblich
verbessert, so daß die durch die Verluste bedingte Erwärmung des rotierenden Kopftrommelteiles
sich nicht mehr störend bemerkbar macht. Wegen des durch das Konstruktionsprinzip
ermöglichten verhältnismäßig großen Abstandes zwischen den beiden Lagern eines bürstenlosen
Gleichstrommotors ist die den einen Kopftrommelteil tragende Achse so sicher geführt,
daß auf zusätzliche Lager verzichtet werden kann, ohne daß die Genauigkeit der kreisenden
Bewegung des Videokopfes oder der Videoköpfe gegenüber den Kopftrommelantrieben
mit den üblichen Antriebsmotoren und dadurch bedingten gesondertem Lager für den
rotierenden Kopftrommelteil beeinträchtigt wird.
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Bei den bürstenlosen Gleichstrommotoren findet (bei kleiner Leistung)
eine elektronische Kommutierung unter Benutzung von Transistoren statt.
Bei
diesen Motoren dreht sich ein Dauermagnetläufer innerhalb von feststehenden Wicklungen.
Die in den Wicklungen fließenden Ströme werden abhängig von der Lage des Läufers
unter Zuhilfenahme der Transistoren so gesteuert, daß eine Durchflutung entsteht,
die in Verbindung mit dem vom Läufer erzeugten Magnetfluß das Drehmoment erzeugt.
Diese elektronische Schalteinrichtung für die zyklische Umschaltung der Wicklungen
kann nun gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung vorteilhaft zu der bei den Kopftrommelantrieben
erforderlichen Regelung der Kopfradgeschwindigkeit mit ausgenutzt werden. Die Kopfradgeschwindigkeit
wird bei den Bildbandgeräten in Abhängigkeit von einem Steuersignal geregelt, das
durch eine Phasenvergleichseinrichtung erzeugt wird, welche die Phasenlage des Kopfrades
und gegebenenfalls dessen Geschwindigkeit mit der Lage von auf dem Magnetband gespeicherten
Steuerimpulsen oder mittels eines Bezugssignals mit einer Referenzfrequenz vergleicht.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann eine sonst übliche Bremse, z.B.
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eine Wirbelstrombremse, zur Steuerung der Kopfradgeschwindigkeit entfallen.
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Ein weiterer Vorteil der vorbeschriebenen Anordnung ergibt sich dann,
wenn einer der für den bürstenlosen Motor erforderlichen Signalgeber (Hallgeneratoren
oder dgl.) zlr Steuerung der zyklischen Umschaltung der Wicklungen mit dem bei den
bekannten Geräten erforderlichen, mit dem Kopfrad umlaufenden und die Phasenvergleichseinrichtung
beeinflussenden Signalgeber zu einem einzigen Signalgeber vereinigt wird.
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Die konstruktive Ausgestaltung der Erfindung erfolgt zweckmäßigerweise
so, daß das Kopfrad auf die Motorwelle aufgesetzt, beispielsweise aufgeschrumpft
ist, während ein feststehendes Teil der Kopftrommel am Lagerschild des Motors befestigt
ist.
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Ein besonderes Problem stellt bei Magnetbandgeräten mit Kopftrommel
deren Maßhaltigkeit und die erforderliche geringe Exzentrizität des rotierenden
Kopfrades dar. Bei dem Laufwerk gemäß der Erfindung lassen sich diese Forderungen
einer besonders vorteilhaften Ausführungs form entsprechend dadurch einhalten, daß
bei einer zweiteiligen Kopftrommel mit einem feststehenden, am Lagerschild befestigten
Teil und einem drehbaren, auf der Welle sitzenden Teil, das zum Tragen wenigstens
eines Videokopfes dient, beide Teile gemeinsam und bereits am Motor befestigt rund
geschliffen werden. Zur Erleichterung des Schleifvorgangs sind Einrichtungen vorzusehen,
welche das starre Verbinden beider Teile während des Schleifens gestatten. Beispielsweise
können miteinander fluchtende Löcher in beiden Kopftrommelteilenvorgesehen sein,
durch welche Splinte gesteckt werden.#wä&# Es sei noch bemerkt, daß es bereits
bekannt ist, Antriebe bei Tonbandgeräten mit Elektronikmotoren auszurüsten. Bei
der Anwendung solcher Motoren bei Bildbandgeräten ergeben sich aber - wie oben erwähnt
- besondere Vorteile, die bei Tonbandgeräten nicht in Erscheinung treten.
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An Hand der Figur soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke
beispielsweise näher erläutert werden. In diesem Ausführungsbeispiel
ist
mit 1 der bürstenlose Gleichstrom-Elektronik-Motor bezeichnet, dessen Achse 2 in
den Lagern 3 und 4 gelagert ist. Auf der Achse 2 ist t£%XK der den Videokopf 5 tragende
rotierende Kopftrommelteil 6 befestigt, während der feststehende Kopftrommelteil
7 am Lagerschild 8 des Motors 1 angeflanscht ist. Es ist ersichtlich, daß bei dieser
Ausbildung des Kopfradantriebs ein besonderes Lager für das Kopfrad 6 entfällt.
Das auf beiden Kopftrommelteilen geführte Bildband ist mit 9 bezeichnet. Zur Erleichterung
des gemeinsamen Rundschleifens der am Motor befestigten Kopftrommelteile 6 und 7
sind durch die Mittellinien 10 und 11 angedeutete Löcher in den Kopftrommelteilen
6 und 7 vorgesehen, durch die Splinte gesteckt werden können.
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Die Erfindung läßt sich auch bei Bildbandgeräten anwenden, bei denen
nur eine den Videokopf tragende Scheibe innerhalb feststehender Trommelteile rotiert.