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Vorrichtung zum Umschlingen einer Kopftrommel
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in einem Gerät zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Signalen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung, in einem Gerät zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Signalen
mit einem oder mehreren rotierenden Magnetköpfen, zum selbsttätigen Umschlingen
eines in seiner Kassette oder auf Spulen untergebrachten Bandaufzeichnungsträgers,
um die mindestens einen rotierenden Magnetkopf enthaltende Kopftrommel und zum Justieren
der Kopftrommel des Gerätes.
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Für die Aufzeichnung von Bildsignalen und Wiedergabe derselben sind
die verschiedensten Verfahren und Geräte bekannt. Zur Erzielung einer befriedigenden
Bildqualität für Videorekorder ist eine relativ hohe Abtastgeschwindigkeit erforderlich,
die sich durch eine Erhöhung der Bandtransportgeschwindigkeit erreichen läßt, wobei
der Videokopf feststeht. Ein solches Verfahren führt jedoch zu einem sehr hohen
Bandverbrauch, so daß die Bandspulen im allgemeinen nur eine Kapazität von wenigen
Minuten Spieldauer hätten. Zum anderen lassen sich hohe Abtastgeschwindigkeiten
durch die Anwendung von rotierenden Köpfen bei relativ langsamem Ban#vorschub erzielen.
Danach lassen sich die magnetischen Bildspeicherungsverfahren in Längs schrift-,
Querschrift- und Schrägschriftaufzeichnung einteilen.
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Bei der Längsschriftaufzeichnung ist der Bandvorschub bzw. die Bandgeschwindigkeit
gleich der Abtastgeschwindigkeit und zur Erzielung akzeptabler Speicherzeiten muss
die Abtastgeschwindigkeit bei gegebener Größe der Bandspulen gering gehalten werden.
Dadurch wird aber die erreichbare obere Frequenzgrenze und damit die Auflösung des
gespeicherten Fernsehbildes stark eingeschränkt.
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Ein solches Aufzeichnungsverfahren eignet sich daher nicht zur Herstellung
preiswerter Videorekorder.
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Bei dem Bildspeicherungsverfahren nach der Querschriftaufzeichnung
rotiert ein Kopfrad mit vier Köpfen, das zur Bandlaufrichtung um 900 versetzt ist.
Das Videosignal wird daher in nebeneinander liegenden Querspuren geschrieben, wobei
die Bandgeschwindigkeit erheblich niedriger ist, als beim Längsschriftverfahren.
Mit einem solchen Verfahren ist es jedoch nicht möglich, auf einer Querspur ein
Fernsehhalbbild unterzubringen, da die erforderliche Kopfgeschwindigkeit zu hoch
werden würde.
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Preiswerte Videorekorder lassen sich mit diesem technisch sehr aufwendigen
Querschriftverfahren nicht herstellen.
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Hierfür kommt praktisch nur das Schrägschriftsystem in Frage.
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Das Schrägschrift- oder Helical-Scan-Verfahren hat eine Reihe von
Vorteilen, die sich insbesondere bei der Konstruktion preiswerter Videorekorder
auswirken. Zu den großen Vorteilen gehören die geringe Bandvorschubgeschwindigkeit,
die zwischen 4,75 bis 19,05 cm/Sek. liegt, die gute Ausnutzung des Bandes durch
Schrägspuren, der verhältnisiäßig geringe elektronische Aufwand für die Kopf- und
Bandservosteuerungen und die erzielbare gute Bildqualität.
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Zur Erzielung der erforderlichen hohen Relativgeschwindigkeit zwischen
Videokopf und Aufzeichnungsträger rotieren die Videoköpfe auf einer Kopfacheibe
innerhalb einer geschlitzten Trommel, um die das Magnetband spiralförmig geschlungen
ist. Die Videoköpfe haben einen überstand von ca. 50 Mikrometern über die Bandführungstrommel
und durch den Bandzug wird ein fester Kontakt zwischen Band und Köpfen erreicht.
Die Bandgeschwindigkeit und die Kopfdrehzahl werden dabei so gesteuert, daß auf
dem Band schräge Spuren geschrieben werden, die jeweils eine Halbbildinformation
enthalten. Die Drehzahl der Kopfacheibe richtet sich dabei nach der Anzahl der Videoköpfe.
Bei Zweikopfsystemen muss die Kopfscheibe mit 25 Umdrehungen pro Sekunde und bei
Einkopfsystemen mit 50 Umdrehungen pro Sekunde rotieren. Bei gegebener Drehzahl
ist die Relativgeschwindigkeit direkt abhängig vom Trommeldurchmesser und legt somit
auch die übertragbare obere Grenzfrequenz fest. Die tatsächliche Aufzeichnungsgeschwindigkeit
ergibt sich jedoch aus der geometrischen Addition von Bandgeschwindigkeit und Umfangsgeschwindigkeit
der Videoköpfe. Je nach System addieren oder subtrahieren sich beide Geschwindigkeiten,
da beispielsweise die Videoköpfe in Richtung des Bandvorschubes oder auch in Gegenrichtung
rotieren können. Da das Verhältnis von Band- zu Kopfgeschwindigkeit bis 1 : 100
betragen kann, geht diese Komponente jedoch kaum in die Aufzeichnungsgeschwindigkeit
ein.
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Neben der Anzahl der Videoköpfe und der Breite des Magnetbandes werden
die Parameter eines Aufzeichnungssystems noch durch dem Umschlingungswinkel des
Bandes um die Kopftrommel bestimmt. Die bisher bekannten Systeme lassen sich in
folgende Gruppen einteilen 1. Einkopf alpha-Umschlingung, 3600 Band-Kopf-Kontakt
2. Einkopf omega-Umschlingung, 3. Zweikopf alpha-Umschlingung, 1900 Band-Kopf-Kontakt
4. Zweikopf-1800 Umschlingung.
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Bei dem Verfahren der 36O0-Umschlingung der Kopftrommel wird nur ein
rotierender Magnetkopf benötigt. Die von ihm geschriebene Spur enthält ein vollständiges
Fernsehbild, so daß auch ein stehendes Bild mit guter Bildqualität abgetastet werden
kann.
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Das Einkopf-Schrägschriftverfahren wird bisher nur bei höher wertigen
Videorekordern angewendet, da sich ein solches Verfahren wegen der 36O0-Umschlingung
nur für Spulengeräte eignet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung vorzuschlagen, mit der bei einem Einkopf-Schrägschriftverfahren eine
36O0-Umschlingung unter Verwendung von Kassetten erreicht werden kann.
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Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Videoaufzei chnungs-
und Wiedergabegerät vorzuschlagen, bei dem auf einem Bandaufzeichnungsträger mit
Hilfe eines einzigen rotierenden Magnetkopfes vollständige Schrägspuren mit Hilfe
einer 3600-Umschlingung aufgezeichnet werden, derart, daß der Magnetkopf bei seiner
Rotation stets von einer Schleife des Magnetbandes berührt wird, so daß sämtliche,
von ihm ausgesendeten Signale aufgezeichnet werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei der eingangs aufgeführten
Vorrichtung zwei in unterschiedlichen Ebenen angeordnete Greifer, die als Bandführungskörper
ausgebildet sind, mit Hilfe mechanischer Antriebs- und Führungseletnente jeweils
eine Schleife des Bandes gegensinnig zur anderen um die Kopftrommel legen, derart,
daß das Band durch die Gesamtwirkung der Greifer, die schräg zur Geräteebene einjustiepte
Kopftrommel um mindestens 3600 spiralförmig umschlingt.
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Gemäß der Erfindung sind die Greifer als Bandführungskörper ausgebildet,
mit einer Höhe, die geringfügig größer als die Bandbreite ist und einer solchen
Länge, daß die zu- und abgeführte Bandschleife von der Kopftrommel abhaltbar ist.
Auf diese Weise wird erreicht, daß jedes Trum einer Bandschleife in Bezug zueinander
frei geführt ist und nicht gegen das gegenläufige Trum schleift. Hierbei ist es
vorteilhaft, wenn der Bandführungskörper in seiner Längsausdehnung eine Wölbung
aufweist, die der Wölbung der Kopftrommel mindestens hinsichtlich ihrer Richtung
entspricht.
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In Weiterbildung der Erfindung weist der obere Greifer entlang seiner
oberen äußeren Kante ein Bandführungselement in Form eines längs ausgedehnten Vorsprunges
auf. Dadurch wird eine sichere Bandführung gewährleistet, die unabhängig von der
Lage des Gerätes im Raume ist.
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Hierzu ist ferner der obere Greifer entlang seiner unteren äußeren
Kante von seiner Bandeinlaufseite etwa bis zu seiner halben Längsausdehnung und
der untere Greifer entlang seiner oberen äußeren Kante von seiner Bandeinlaufseite
etwa bis zu se#iner halben Längsausdehnung mit einem Bandführungselement in Form
eines längs ausgedehnten Vorsprunges versehen. Durch diese Ausbildungsform der Greifer
und ihrer Bandführungselemente wird erreicht, daß die Greifer in ihrer Endposition,
in der die Umschlingung der Kopftrommel um geringfügig mehr als 3600 erreicht ist,
sich teilweise überlappend derart übereinander angeordnet sind, daß sich die untere
Oberfläche des oberen Greifers und die obere Oberfläche des unteren Greifers teilweise
berühren. Auf diese Weise wirkt die obere Oberfläche des unteren Greifers zum Teil
als Bandführungselement, so daß die Bandschleifen insgesamt zueinander lückenlos
die Kopftrommel umschlingen. Dadurch wird aber eine lückenlose Schrägaufzeichnung
und Wiedergabe sichergestellt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die
Greifer
mindestens zwei achsparallel angeordnete Zylinder und/oder Rollen auf, die über
ein Bandführungselement miteinander verbunden sind, welches mit den Endflächen der
Zylinder und/oder Rollen befestigt ist, wobei der obere Greifer das Bandführungselement
an den oberen Endflächen seiner Zylinder und/oder Rollen und der untere Greifer
das Bandführungselement an den unteren Endflächen seiner Zylinder und/oder Rollen
aufweist. Soweit Rollen verwendet werden, sind diese freilaufend und in dem oberen
bzw. unteren Bandführungselement drehbar gelagert. Der jeweils bandeinlaufseitig
angeordnete Zylinder des Greifers weist an seiner anderen Endfläche ein weiteres
Bandführungselement auf.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Führungsbahn eines jeden
Greifers aus einer Kassettenaussparung heraus zur Kopftrommel ein tangentiales Bahnelement
auf, dem ein bogenförmiges Bahnelement folgt und danach zur Bewirkung eines engen
Kontaktes des Bandes sich ein Bahnelement anschließt, welches zur Kopftrommel radial
gerichtet ist.
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Durch eine derartige Führungsbahn wird die Umschlingung der Kopftrommel
um mehr als 3600 gewährleistet, wobei der Bahnverlauf derartig ausgebildet ist,
daß die auf die Greifer erforderlichen Kräfte von einem einzigen zentralen Antrieb
aus mit Hilfe mechanischer Gestänge ausgehen.
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Das zur Kopftrommel gerichtete Bahnelement dient dazu, in der Endposition
der Greifer einen engen Kontakt der Bandschleifen mit dem Magnetkopf zu erzielen.
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Die Führungsbahn eines der Greifer weist in Weiterbildung der Erfindung
zur Erreichung seiner Endposition ein Abschlussbahneletnent auf, derart, daß die
resultierende Bewegung dieses Greifers senkrecht zur Transportrichtung des Bandes
und auf den anderen Greifer zu, erfolgt, wobei ein Berührungskontakt der Greifer
entsteht. Nach der Erfindung ist es ausreichend, wenn diese senkrecht zur Transportrichtung
des
Bandes erfolgende Bewegung nur von einem Greifer ausgeführt wird, und zwar entweder
von dem oberen oder dem unteren Greifer. Entscheidend ist lediglich, daß in der
Endposition ein Berührungskontakt der Greifer entsteht, so daß die obere Oberfläche
des unteren Greifers als Bahnführungselement herangezogen wird. In ihrer ausgefahrenen
Endposition, in der das Band die Kopftrommel um mehr als 3600 umschlingt, sind daher
die Greifer derart übereinander angeordnet, daß die Ränder der Bandschleifen und
die Greifer sich in ihrer Längserstreckung überdecken, so daß die Führung der unteren
Bandschleife vom unteren Greifer und der unteren Oberfläche des oberen Greifers
und die Bandführung der oberen Schleife vom oberen Greifer und der oberen Oberfläche
des unteren Greifers erfolgt.
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Der Bewegungsablauf der Greifer wird gemäß der vorliegenden Erfindung
mit Hilfe eines zentralen Antriebes durchgeführt, mit dem über eine Kupplung ein
mechanisches Gestänge kraftschlüssig ein- und ausschaltbar ist.
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Das mechanische Gestänge ist dabei über Umlenkhebel mit einer Zahnstange
verbunden, welche zwei parallel liegende Zahnreihen aufweist und ist über ein betätigbares
Druckknopffedersystem zum Ein- und Ausfahren der Greifer mit einem Zahnrad kraftschlüssig
kuppelbar, das über Untersetzungsgetriebe mit einem Motor verbunden ist.
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Zur Anpassung der Kopftrommel und Justierung derselben,ist die Kopftrommel
auf einer vierpunktgelagerten Fläche befestigt. Hierdurch wird eine besonders einfache
Justierung möglich. Dabei ist eine Lagerung der Vierpunktlagerung als Gegendrucklagerung
ausgebildet, welche einen Federkörper aufweist, der die Fläche der Kopftrommel an
eine Gerätefläche presst, während zwei weitere Lager die Fläche von der Gerätefläche
in einstellbarer Weise abdrücken, so daß die Kopftrommel zur Höhe der Bandebene
einstellbar ist.
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Zur Vervollständigung der Justiervorrichtung ist eine weitere Lagerung
der Vierpunktlagerung als Einstellschraube
zur Justierung der Neigung
der Kopftrommelachse ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist jeder Greifer
mit einem Hebel verbunden, welcher an einem Bahnführungspunkt entlang einer Führungskurvenbahn
geführt ist,und welcher von dem Bahnführungspunkt entfernt einen, entlang einer
Geraden bewegbaren Kraftangriffspunkt aufweist, so daß die resultierende Bewegung
des Greifers die gewünschte Umschlingungskurve ergibt. Die Führungskurvenbahn ist
dabei vorteilhaft in Form einer Einfräsung oder Schiene ausgebildet.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Hierbei zeigen: Figur 1 Eine Ansicht der Kassette, welche zwei
übereinander angeordnete Spulen enthält, von vorn; Figur 2a einen unteren Greifer
in Seitenansicht und in schematischer Darstellung; b zwei übereinander angeordnete
Greifer in ihrer Endposition in grafischer Darstellung; c einen oberen Greifer in
Seitenansicht gemäß Figur 2a; d eine weitere Ausführungsform eines Greifers, bestehend
aus zwei Zylindern oder Rollen in Seitenansicht; e eine Draufsicht zur Figur 2d;
f eine Draufsicht auf eine Kassette und einer Kopftrommel mit verschiedenen Greiferpositionen;
Figur 3a die Greifer in schematischer Darstellung in ihrer Endposition und b vor
Erreichen ihrer Endposition; Figur 4 ein Ausführungsbeispiel des mechanischen Gestänges
zur Führung der Greifer;
Figur 5a eine schematische Darstellung
der Kopftrommel mit Justiervorrichtung in Seitenansicht, b in Draufsicht c in Form
eines Schnittes senkrecht zur Figur 5a; Figur 6 die Darstellung von Schrägschriften
auf Bandabschnitten; Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Greiferführung
gemäß Figur 4 Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Greiferführung.
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Figur 1 zeigt eine Kassette(35)in Frontansicht mit übereinander angeordneten
Spulen(36 und 37) und einem Band (38) in gestrichelter Darstellung, wobei das Band
(38) die obere mit der unteren Spule verbindet, so daß zur Horizontalen eine Schrägführung
des Bandes (38) erfolgt.
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Die Figur 2 zeigt in den Einzeldarstellungen a bis f die wesentlichen
Elemente der Erfindung. In Figur 2f ist eine Draufsicht auf eine Kassette (35) nach
Figur 1 wiedergegeben, und zwar in schematischer Darstellung. Das Band (5) ist in
den verschiedenen Phasen der Greiferdarstellungen gezeigt, wie im Folgenden näher
erläutert wird. Die Kassette (35) ist mit Aussparungen (1'? und 18) versehen,in
die die Greifer (3 und 4) beim Einsetzen der Kassette (35) in das Gerät einfahren.
Damit befinden sich nach dem Einlegen der Kassette (35) die Greifer (3 und 4) hinter
dem Band (5), so daß bei Betätigung der Greifer der Umschlingungsvorgang wie in
den dargestellten Phasen ablaufen kann. Jeder Greifer führt dabei eine Bewegung
von geringfügig mehr als 1800 um die Kopftrommel (6) aus und in der Endposition
der Greifer befinden sich diese übereinander im Berührungskontakt, so daß die Führung
der Bandschleifen in der Endposition durch beide Greifer erfolgt. Die Bandablaufseite
der Greifer drückt in ihrer Endposition gegen die Kopftrommel (6), so daß dadurch
ein enger Kontakt der Band
schleifen mit der Kopftrommel hergestellt
ist. Durch die Längserstreckung der Greifer wird erreicht, daß der jeweils einlaufende
Teil der Bandschleife von dem Teil,der die Kopftrommel (6) umschlingt, entfernt
gehalten wird, so daß zwischen diesen Bandteilen kein Schleifkontakt besteht.
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Die Greifer selbst können als Vollkörper aus Metall bestehen, sie
können aber auch aus zwei Zylindern oder zwei Rollen, sowie aus einem Zylinder und
einer Rolle bestehen, wie schematisch in Figur 2d und e dargestellt ist. Die Zylinder
(13 und 14) sind dabei durch das Bandführungselement (15) miteinander verbunden,
wobei der Zylinder (14) an seiner unteren Fläche mit einem weiteren Bandführungselement
(16) versehen ist, so daß dadurch der Bandeinlauf definiert ist.
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Zur Herstellung des Berührungskontaktes der Greifer (3 und 4) untereinander
in ihrer Endposition kann beispielsweise eine Feder (41) vorgesehen sein, wie dies
aus Figur 3a ersichtlich ist. Die Feder (41) kann dabei mit einem feststehenden
Geräteteil verbunden sein, so daß beispielsweise der obere Greifer kurz vor Erreichen
seiner Endposition in den Wirkungsbereich der Feder (41) gelangt und dadurch eine
geringfügige Bewegung senkrecht zur Transportrichtung des Bandes (2) durchführt
und den gegenseitigen Berührungskontakt der Greifer herstellt.
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In Figur 4 ist zur Durchführung des Bewegungsablaufes der Greifer
(3 und 4) ein mechanisches Gestänge (20 und 22) dargestellt, das über Umlenkhebel
(21 und 23) mit einer Zahnstange (24) verbunden ist, welche zwei parallel liegende
Zahnreihen (25 und 26) aufweist. Die Zahnstange (24) ist dabei durch ein nicht näher
dargestelltes Druckknqpffedersystem um einen Winkel bewegbar, so daß das Zahnrad
(27) entweder in den Eingriff der Zahnreihe 25 oder 26 gerät.
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Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung ist es möglich, einen einzigen
zentralen Antrieb zu verwenden, welcher nur eine Bewegungsrichtung aufweist. Das
Ein-oder Ausfahren der Greifer (3 und 4) wird daher durch Kupplung rnit der Zahnreihe
(25 bzw. 26) bewirkt.
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Für den Kupplungsvorgang ist es entscheidend, daß eine relative Bewegung
zwischen dem Zahnrad (27) und den Zahnreihen (25 bzw. 26) erfolgt, d.h. es ist auch
eine Lösung möglich, bei der die Zahnstange (24) nicht schwenkbar ausgebildet ist,
sondern stattdessen das Zahnrad (27), so daß durch diese Relativbewegung gleichfalls
der Eingriff zwischen Zahnrad und Zahnreihe erfolgen kann. Ein derartiges Ausführungsbeispiel
geht aus Figur 7 in schematischer Darstellung hervor.
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Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hebelsystems
zur Führung der Greifer(3 und 4). Diese sind dabei mit einem Hebel (36) verbunden,
welcher an einem Bahnführungspunkt (37) entlang einer Führungskurvenbahn (38) geführt
ist, und welcher von dem Bahnführungspunkt (37) entfernt, einen entlang einer Geraden
(39) bewegbaren Kraftangriffspunkt (40) aufweist, so daß die resultierende Bewegung
des Greifers (3 bzw. 4) die gewünschte Umschlingungskurve ergibt. Die Führungskurvenbahn
(38) kann dabei in Form einer Einfräsung oder Schiene ausgebildet sein, die auf
einer Metallplatte angebracht ist, auf der der Hebel (36) durch eine linear bewegbare
und in dem Kraftangriffspunkt (40) angreifende Stange betätigbar ist. Wird durch
den Angriff einer Stange am Kraftangriffspunkt (40) der Hebel (36) entlang der Geraden
(39) bewegt, so verschiebt sich auch der Bahnführungspunkt (37) entlang der Kurve
(38), so daß der Greifer (3 bzw. 4), der sich beispielsweise am oberen Ende des
Hebels (36) befindet,
eine daraus resultierende Kurvenbahn beschreibt.
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Durch diese Ausführungsform der mechanischen Führung der Greifer läßt
sich eine äußerst flache Ausgestaltung des mechanischen Gestänges erreichen, welche
eine definierte Bandführung in jeder tage des Gerätes gewährleistet.
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Die Figur 5a bis c zeigt eine einfache Justiervorrichtung für die
Kopftrommel (6). Diese ist auf einer Fläche (30) befestigt, welche ihrerseits eine
Vierpunktlagerung aufweist. Das Lager (28) ist dabei als Gegendrucklager ausgebildet
und mit einem Federkörper (29) versehen, welcher bewirkt, daß die Fläche (30) gegen
die Gerätefläche (31) gedrückt wird. Durch zwei weitere Lager (32), welche höhenverstellbar
ausgebildet sind, erfolgt ein Gegendruck auf den Federkörper (29), wodurch gleichzeitig
die Kopftrommel (6) zur Bandebene verändert bzw. justiert werden kann. Die Einstellung
der Neigung der Achse (34) der Kopftrommel (6) erfolgt mit Hilfe der Einstellschraube
(33).
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Die Justierung der gesamten Kopftrommel erfolgt daher lediglich durch
Veränderung von drei Schrauben, wobei die Kopftrommel sowohl in der Höhe als auch
hinsichtlich ihrer Neigung justiert werden kann. Zur Erzielung reproduzierbarer
Werte, bezogen beispielsweise auf das Abspielen von Kassetten, welche mit Hilfe
eines anderen Gerätes bespielt wurden, ist eine äußerst genaue Justierbarkeit erforderlich.
Dies wird gemäß der Erfindung mit einfachsten Mitteln erreicht, so daß sich diese
Vorrichtung insbesondere für Geräte eignet, die sich preiswert herstellen lassen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich jedoch nicht nur für
Geräte, bei denen die Aufzeichnung und Wiedergabe der Signale durch rotierende Magnetköpfe
erfolgt, sondern auch durch Lasereinrichtungen, welche auf einem Bandträger in Schrägschrift
eine elektrisch optische Aufzeichnung und Wiedergabe von Signalen bewirken.
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L e e r s e i t e