-
Band-Transporteinrichtung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Band-Transporteinrichtung,
bei der das Band von einer Spule zur anderen transportierbar ist, die Spulen auf
einer ersten und zweiten Spulenachse befestigt sind und wenigstens eine der Spulen
durch einen Elektromotor drehbar ist.
-
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung, bei der die
Bandgeschwindigkeit zu jeder Zeit konstant gehalten wird.
-
Bei herkömmlichen Kassetten-Tonbandgeräten besteht beispielsweise
die Neigung, daß die Bandgeschwindigkeit beim raschen Vor- oder Zurückspulen ansteigt,
wenn das Band von der Vorratsspule in die Aufwickelspule aufgespult wird, und am
Ende des Aufspulvorganges den höchsten Wert erreicht. Bei einem solchen Anwachsen
der Bandgeschwindigkeit entsteht jedoch infolge des Gleitkontaktes zwischen den
Kanten des Bandes und der Innenwand der Kassette Reibungswärme, so daß die Oberfläche
der Innenwand der Kassette aufgerauht wird. Dadurch wächst der Reibungswiderstand
zwischen Band und Kassette an, wodurch das Band ausgedehnt oder nicht mehr sanft
transportiert wird.
-
Zwischen der Anzahl der Umdrehungen n1 der Aufwickel-Spulenachse und
der Anzahl der Umdrehungen n2 der Vorrats-Spulenachse sowie der Bandgeschwindigkeit
v bestehen folgende Beziehungen:
wobei r : Radius der Bandnabe 0 L :Bandlänge t : Banddicke, : : die Zeit, die vom
Beginn des Aufspulvorganges verstrichen ist.
-
Unter der Annahme, daß die Bandgeschwindigkeit konstant ist, kann
man die vorstehenden Gleichungen (t) und (2) wie folgt umschreiben:
Durch Herausziehen von v aus den Gleichungen (1') und (2') erhält man den folgenden
Ausdruck:
Dadurch ist es möglich, die Bandgeschwindigkeit v konstant zu halten, indem man
den Wert gemäß dem nachstehenden Ausdruck konstant hält:
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zum Aufrechterhalten
einer konstanten Band-Transportgeschwindigkeit zu jeder Zeit zu erhalten.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird eine derartige Rückkopplungs
Regelung
mit Hilfe von analogen und digitalen Funktionsschaltungen vorgesehen, daß n12n22/(
n1 2+n22) konstant bleibt.
-
Offensichtlich kann der vorstehende Ausdruck (4) wie folgt umgeschrieben
werden:
In der folgenden Beschreibung zusammen mit der Zeichnung wird die vorstehende Erfindung
näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 das Schema eines Beispieles einer erfindungsgemäßen
Schaltung; Figur 2 das Schema eines anderen Beispieles einer erfindungsgemäßen Schaltung.
-
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung
dargestellt, das so ausgelegt ist, daß die Bandgeschwindigkeit mit Hilfe von analogen
Funktionsschaltu ngen konstant gehalten ist, wobei man den Nenner
des Ausdruckes (4') konstant hält. An einer Aufwickel- bzw. Vorrats-Spulenachse
la bzw. 1b sind entsprechende (nicht gezeigt) Spulen befestigt, so daß das Band
von einer zur anderen Spule aufgespult werden kann. Mit 2a bzw. 2b sind Elektromotoren
zum Drehen der Spulenachsen la bzw. Ib bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind Anzeigeeinrichtungen 3a und 3b, beispielsweise in Form von Frequenzgeneratoren
oder
ähnlichem, vorgesehen, die in Verbindung mit den Spulenachsen la bzw. 1b stehen,
um die Anzahl der Umdrehungen dieser Spulenachsen anzuzeigen und Signale zu erzeugen,
dessen Frequenzen der Anzahl der Umdrehungen der entsprechenden Spuachsen proportional
sind. Die Anzeigeeinrichtungen 3a und 3b sind, bei Bedarf über geeignete Wellenform
Schaltkreise 4a und 4b,mit den Eingangsbuchsen von Frequenz-Spannungs-Wandlern 5a
5b gekoppelt, deren Ausgänge mit den Eingangsbuchsen von analogen Funktionsschaltungen
6a bzw. 6b verbunden sind. Diese analogen Funktionsschaltungen 6a und 6b enthalten
einen Teilerschaltkreis 7a und einen Vervielfacher 8a (Multiplier) bzw. einen Teilerschaltkreis
7b und einen Vervielfacher 8b; bei jeder der analogen Funktionsschaltungen kann
jedoch die Reihenfolge von Teilerschaltkreis und Vervielfacher umgekehrt sein wie
in der Zeichnung gezeigt. Die Ausgänge der analogen Funktionsschaltungen 6a und
6b sind an einer Verbindungsstelle 9 über geeignete Widerstände R1 1 R2 verbunden,
und die Verbindungsstelle 9 ist mit der negativen Eingangsbuchse eines Vergleichsschaltkrwises
in Form eines Operationsverstärkers lo gekoppelt. Mit 11 wird eine Bezugsspannungsquelle
bezeichnet, deren negative Buchse geerdet ist und deren positive Buchse mit der
positiven Eingangsbuchse des Operationsverstärkers 1o verbunden ist. Der Ausgang
des Vergleichsschaltkreises lo ist mit einer Verstärkerschaltung 12 verbunden, dessen
Ausgang über einen geeigneten Schalterkreis bzw. Schalter 13 den Motoren 2a und
2b zugeführt wird.
-
Im folgenden soll die Wirkungsweise der anhand der Figur 1 beschriebenen
Schaltung dargestellt werden. Bei dieser Schaltung soll der Ausgang der Verstärkerschaltung
12 über den Schalterkreis bzw. Schalter 13 dem Motor 2a zugeführt werden, wenn das
Band rasch vorgespult wird, so daß die Aufwickelspulenachse 1a gedreht wird; wenn
dagegen das Band zurückgespult wird, so wird der Schalter 13 umgeschaltet, so daß
der Ausgang der Verstärkerschaltung 12 durch den Schalter 13 dem Motor 2b zugeführt
und die
Vorratsspulenachse 1b gedreht wird. Angenommen, das Band
wird rasch vorgespult, so daß die Aufwickelspulenachse 1a mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit
(Anzahl der Umdrehungen) n1 gedreht wird und daß die Vorratsspulenachse 1b mit einer
Umdrehungsgeschwindigkeit (Anzahl von Umdrehungen) n2 gedreht wird, dann werden
in den Anzeigeeinrichtungen 3a bzw. 3b Signale mit Frequenzen proportional diesen
Umdrehungszahlen n1 und n2 erzeugt.
-
Diese aus den Anzeigeeinrichtungen 3a und 3b stammenden Signale werden
in den Wellenform-Schaltkreisen 4a und 4b in die gewünschte Wellenform gebracht,
und dann den Frequenz-Spannungs-Wandlern 5a und 5b zugeführt, wo sie in Gleichspannungen
mit Amplituden umgewandelt werden, welche den vorher erwähnten Umdrehungszahlen
n1 bzw. n2 entsprechen. Anschließend werden diese Gleichspannungen den analogen
Funktionsschaltungen 6a und 6b zugeführt und in den Teilerschaltkreisen 7a und 7b
geteilt, d.h. der reziproke Wert gebildet, so daß sie in Signale umgewandelt werden,
welche den Werten 1/h1 bzw. 1/n2 entsprechen. Danach werden diese letztgenannten
Signale in den Vervielfachern oder Multipliern Ba und Bb so vervielfacht oder multipliziert,
daß sie in Signale umgewandelt werden, welche den Werten 1/n12 bzw. 1/n22 entsprechen.
Die so erhaltenen zwei Gleichstromsignale werden dann an der Verbindungsstelle 9
summiert, und das sich ergebende Summensignal, das dem Wert (1/n1 + 2+ entspricht,
wird anschließend mit der Bezugsspannung der Bezugsspannungsquelle 11 verglichen.
Ein Signal, das sich aus diesen Vergleichen ergibt, wird dann in der Verstärkerschaltung
12 verstärkt und über den Schalterkreis oder Schalter 13 dem Motor 2a zugeführt.
Für den Fall, daß das vorher erwähnte Summensignal höher oder niedriger als die
vorher erwähnte Referenzspannung ist, wird der Motor 2a angetrieben, um die Umdrehungszahl
der Aufwickel-Spulenachse la so zu steuern, daß das Summensignal so abnimmt oder
zunimmt, daß es der Referenzspannung gleich wird. Auf diese Weise kann die Bandgeschwindigkeit
jederzeit konstant gehalten werden. Es ist ohne weiteres verständlich, daß der Motor
2b in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, angetrieben
wird,
wenn das Band zurückgespult wird, so daß die Bandgeschwindigkeit zu jeder Zeit konstant
gehalten werden kann.
-
Mit dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist es möglich, die Schwierigkeiten des Standes der Technik, die in der Einleitung
dieser Beschreibung erläutert wurden, zu vermeiden, und die Bandgeschwindigkeit
durch eine einfache und billige Schaltung konstant zu halten, wobei diese Schaltung
so ausgelegt ist, daß man eine Summe der reziproken Quadrate der Umdrehungsgeschwindigkeit
n1 der Aufwickel-Spulenachse 1a und der Umdrehungsgeschwindigkeit n2 der Uorratsspulenachse
Ib erhält, und eine Regelung derart durchgeführt wird, daß man diese Summe konstant
macht.
-
In Figur 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schaltung gezeigt, das so ausgelegt ist, daß man den Wert aus dem vorhergehenden
Ausdruck (4') erhält und die Regelung wird so durchgeführt, daß man diesen Wert
konstant macht, wobei die Bandgeschwindigkeit konstant gehalten ist. Teile, welche
den Teilen in Fig. 1 entsprechen, sind mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. In
Fig. 2 sind mit 21a und 21b Schaltkreise bezeichnet, von denen jeder entweder aus
einem Frequenz-Spannungs-Wandler und einem Analog-Digital-Wandler oder (b) aus einem
Zähler besteht. Im Falle (a) erhält man an den Ausgängen der Schaltkreise 21a und
21b digitale Signale, indem man die Gleichspannungen welche eine Amplitude proportional
den vorher erwähnten Umdrehungszahlen n1 bzw. n2 aufweisen, kodiert. In jedem Falle
werden die an den Ausgängen der Schaltkreise 21a und 21b gewonnenen digitalen Signale
einem Digitalrechner 22 zugeführt, so daß der Wert
berechnet wird, und man erhält aus dem Digitalrechner 22 ein Signal mit einem Wert,
welcher der Differenz (deduction) des Rechenergebnisses zu einem vorbestimmten Wert
entspricht. Anschließend wird dieses zuletzt erwähnte Signal in einem Digital-Analog-Wandler
23
einer Digital-Analog-Umwandlung unterzogen, so daß es in ein Gleichstromsignal umgewandelt
ist, das seinerseits in einer Verstärkerschaltung 12' verstärkt und anschließend
durch einen Schalterkreis bzw. Schalter 13' einem Motor 2a' oder 2b' zugeführt wird.
-
Auf diese Weise wird eine Regelung ähnlich derjenigen in Fig. 1 beschriebenen
erzielt, so daß die Bandgeschwindigkeit zu jeder Zeit konstant gehalten wird.
-
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung der Erfindung der Fall betrachtet
wurde, daß die Bandgeschwindigkeit während eines raschen Vor- oder Zurückspulens
konstant bleiben sollte, so ist es für Fachleute offenkundig, daß diese Erfindung
in gleicher Weise zur Konstanthaltung der Bandgeschwindigkeit während der Aufzeichnung
oder der Wiedergabe geeignet ist, und daß diese Erfindung in gleicher Weise zum
Bandtransport über den Antrieb einer Spulenachse ohne Bandantriebsachse geeignet
ist.
-
Obwohl bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen entweder 1/n1 2
+ 1/n22 oder offenbar ohn
berechnet wurde, so kann die Schaltung so ausgelegt werden, daß der Wert n12n22/(n12
+ n22) direkt berechnet wird.
-
Weiterhin ist es ohne weiteres möglich, einen der beiden Motore wegzulassen,
wobei auch der Schalter entfällt, obwohl bei den vorher beschriebenen Ausführungebeispielen
zwei Motoren vorgesehen waren, die durch Umschalten mittels eines Schalterkreises
bzw. Schalters wechselseitig betrieben wurden.
-
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Es sind viele Abweichungen und Änderungen im Rahmen der beanspruchten
Erfindung möglich.