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Abtastvorrichtung für die Aufzeichnung und/oder
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Wiedergabe breitbandiger Signale sowie Verfahren zur Herstellung einer
solchen Abtastvorrichtung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Abtastvorrichtung
für die Aufzeichnung und/oder Wiedergabe breitbandiger Signale auf ein bzw. von
einem Magnetband nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Im Gegensatz zu Geräten für die magnetische Tonspeicherung, bei denen
ein verhältnismäßig schmales Magnetband an einem oder mehreren stillstehenden Magnetköpfen
vorbeigeführt wird, haben sich
für die Aufzeichnung höherfrequenter
Signale allgemein Systeme durchgesetzt, bei denen ein verhältnismäßig breites langsamlaufendes
Magnetband von einem oder mehreren Magnetköpfen in einem Winkel zur Bewegungsrichtung
des Bandes überstrichen wird.
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Die Information ist daher auf dem Band in einer Reihe von parallelen,
endlichen Spurabschnitten festgehalten, die unter einem Winkel von einer Bandkante
zur gegenüberliegenden führen. Neben den seit langem bekannten Geräten, bei denen
das Magnetband zylindermantelförmig verformt und von einem mit mehreren Magnetköpfen
versehenen Kopfrad quer zur Bewegungsrichtung bestrichen wird, haben sich Systeme
durchgesetzt, bei denen das Magnetband wendelförmig um eine zylinderförmige Führungstrommel
geführt und von einem in einer Teilungsfuge der Trommel umlaufenden Kopfrad mit
einem oder mehreren Magnetköpfen in schrägen Spuren abgetastet wird. Dabei kann
der Zentriwinkel der Umschlingung zwischen 90 und 3600 variiereniund demgemäß die
Winkellage der einzelnen dicht nebeneinanderliegenden Spurabschnitte zur Mittelachse
des Bandes verschieden sein. Neben anderen Voraussetzungen muß die Lage und Winkellage
der Spurabschnitte für alle Geräte eines Systems innerhalb sehr geringer Toleranzen
gleich sein, wenn die Forderung nach bedingungslosem Austausch der Magnetbänder
ohne merkbare Qualitätaminderung gestellt wird. Dies ist beispielsweise bei der
Aufzeichnung und Wiedergabe von Fernsehsignalen in Fernsehstudios der Fall. Zur
Erfüllung dieser Forderung muß die Genauigkeit der Herstellung und des Zusammenbaus
der Abtasteinrichtung sehr groß sein. Besondere Schwierigkeiten bereitet der Zusammenbau
der beiden Teile der zylindri-
schen Führungstrommel und der Bandführungselemente,
die die Lage des Magnetbandes auf der Führungstrommel bestimmen. Die beiden Teile
der Führungstrommel müssen nämlich nicht nur hinsichtlich ihrer geometrischen Abmessungen
sehr genau (mit Toleranzen von wenigen#um) ausgeführt sein, es dürfen auch der Versatz
und die Winkelabweichung der (gedachten) Achsen im montierten Zustand nur sehr geringe
Fehler aufweisen, damit das Magnetband beim Übergang von einem Trommelteil auf den
anderen keine Veränderungen seiner geometrischen Gestalt erfährt, die eine.Abweichung
der Abtastspur von der vorgeschriebenen Form zur Folge haben.
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Infolge der hohen Abtastgeschwindigkeit und der direkten Band-Kopf-Berührung
bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Fernsehsignalen unterliegen die Magnetköpfe
der für diesen Zweck verwendeten Geräte einem gewissen Verschleiß, der ihren Austausch
beim heutigen Stand der Technik nach einigen hundert Betriebsstunden erforderlich
macht. Es ist deshalb erwünscht, daß sich das in der Teilungsfuge der Führungstrommel
umlaufende Kopfrad leicht nach dem Teilen der Führungstrommel auswechseln läßt und
daß beim Zusammenfügen der Abtastvorrichtung mit einfachen Mitteln reproduzierbar
die gleiche Genauigkeit erreicht wird, wie bei der Erstmontage.
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Aus der DE-PS 19 30 779 ist bereits eine Abtastvorrichtung für die
Aufzeichnung bzw. Wiedergabe von Signalen auf ~ein bzw. von einem Magnetband gemäß
dem Oberbegriff des Hauptanspruchs bekannt.
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Die bekannte Abtasteinrichtung weist im wesentlichen eine langgestreckte
Trommelführung für eine aus zwei Teilen bestehende Trommelanordnung
mit
darin drehbar gelagertem Kopfrad auf. Die Trommelführung enthält zwei ebene, V-förmig
zusammenlaufende hochpräzise, durch spangebende Formung entstandene, Flächen auf,
die mit den zylindrischen Außenflächen der beiden Teile der Trommelanordnung zusammenwirken
und mit diesen lösbar verbunden sind.
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Zur Erfüllung vorbeschriebener Forderung nach unbeschränkter Austauschbarkeit
der Magnetbänder ohne merkbare Qualitätsminderung sind wenigstens die miteinander
korrespondierenden Oberflächenabschnitte der Trommelführung und der Teile der Trommelanordnung
mit höchster Präzision ausgebildet. Damit soll die exakte Zuordnung der beiden Teile
der Trommelanordnung zueinander und;zu der Trommelführung auch nach der Demontage
und Remontage gewährleistet sein.
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Aus der DE-PS 25 10 166 ist es weiter bekannt, zur Vermeidung des
Zwangs zur Herstellung hochpräziser V-förmig zusammenlaufender Flächen an der Trommelführung
diese mit einem längsverlauf enden rechteckigen Ausbruch zu versehen, in dessen
Ecken zylindrische Körper eingelegt sind, die zwei Flächen des rechteckigen Ausbruchs
und die Mantelfläche der Trommelteile längs je einer Berührungslinie berühren. Durch
die Verwendung von Standard-Lagernadeln mit fein abgestuften Herstelltoleranzen
können Herstelltoleranzen und Verschleiß der Gesamtanordnung zum Teil ausgeglichen
werden.
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Es ist weiter bekannt (DE-PS 27 13 582), die geforderte Anfangsgenauigkeit
der Auflageflächen der Trommelführung für die Trommelanordnung durch einen Gießvorgang
anstelle von mechanischer Oberflächenbehandlung zu erzielen. Dabei ragen die Auflager
nach
dem Gießvorgang über die übrige, mechanisch nur verhältnismäßig grob bearbeitete
Oberfläche hervor. Durch hohe Standfestigkeit der Kunststofflager soll die große
Anfungsgennuigkeit auch beim erneuten Zusammenbau nach erfolgter Demontage ohne
langwierige und schwierige Justierarbeiten erhalten bleiben.
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Allen Lösungen nach dem Stand der Technik ist gemeinsam, daß die lösbare
Befestigung der zweigeteilten Führungstrommel durch Schrauben erfolgt, deren Mittellinien
in der Winkelhalbierenden des Zentriwinkels zwischen den Auflagen und der Längsachse
der Trommelanordnung liegen. Dadurch ähnelt die Beanspruchung der Trommelführung
im Querschnitt der eines Trägers auf zwei Stützen, der sich durch die Anzugskraft
der Befestigungsschrauben durchbiegt. Gleichzeitig werden die Trommelteile elliptisch
verformt. Diese elastischen Deformationen müssen dabei durch entsprechende Wahl
von Werkstoff und Abmessungen der gesamten Abtastvorrichtung möglichst gering gehalten
werden, wodurch die generell anzustrebende Leichtbauweise und Kostensenkung nicht
realisierbar ist. Zudem steht die kostenträchtige Oberflächen-Präzisionsbearbeitung
der Auflage in den beiden ersten Vorrichtungen einer preisgünstigeren Herstellung
entgegen.
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Schließlich können bei der letztgenannten Vorrichtung nach dem Stand
der Technik Dauerstandfestigkeitsprobleme der Kunststoffauflager auftreten.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Abtastvorrichtung mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
die miteinander korrespondierenden Flächen der Trommelanordnung und der Trommelführung
mit einem solchen Rauhigkeitsprofil hergestellt sind, daß kleinste Verunreinigungen,
die die Zuordnungsgenauigkeit stören könnten, in Vertiefungen der Oberfläche abgelegt
werden. Als weiterer Vorteil ist -anzusehen, daß die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren bearbeiteten Oberfläche infolge ihrer härte gegen Kratzer weitgehend unempfindlich
sind.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Abtastvorrichtung
möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß weder die Trommelanordnung noch die Trommelführung
durch die Spannkräfte der Verbindungsschrauben auf Biegung beansprucht werden, so
daß Gewicht und Kosten gegenüber Abtastvorrichtungen nach dem Stand der Technik
erheblich niedriger sind.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 in perspektivischer Darstellung eine Abtastvorrichtung für ein Schrägspur-Magnetbandgerät,
Fig.
2 ebenfalls in perspektivischer Ansicht die Trommelführung aus Fig 1, Fig. 3 einen
Querschnitt durch die Trommelführung der Fig. 2.
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Beschreibung des Ausfiihrungsbeispiels In Fig. 1 ist mit Figur 1 die
Trommelführung bezeichnet, die im wesentlichen quaderförmige Gestalt aufweist, wobei
eine Längsseite des Quaders hohlzylinderförmig zur Aufnahme der zylindrischen Führungstrommelteile
2, 3 ausgebildet ist. Die Führungstrommel 3 weist an ihrer Unterseite eine zylindrische
Verlängerung 4 zur Aufnahme des Antriebsmotors 5 auf, welcher während des Betriebs
der Abtastvorrichtung das in einer Querfuge zwischen den Trommelteilen 2 und 3 rotierende
(nicht dargestellte) Kopfrad antreibt. Auf der Einlaufseite des Magnetbandes in
die Führungstrommel ist ein Bandführungselement 6 an einem Ausleger 7 der Trommelführung
1 befestigt, während auslaufseitig das Bandführungselement 8 an einem zweiten Ausleger
9 der Trommelführung 1 befestigt ist. Die Achsen der Bandführungselemente 6, 8 kreuzen
sich im Raum. Ihre Lage im Raum ist durch die eingegossenen Führungsschalen, von
denen im Ausleger 7 eine mit 10 bezeichnet ist, festgelegt. Dabei ist die Höhenlage
so gewählt, daß das Magnetband sich schraubenförmig ohne llberbeanspruchung der
Bandlängskanten um die Führungatrommelteile 2, 3 legen kann. Mit Hilfe von Klemmstücken,
von denen eines mit 11 bezeichnet ist, werden die Achsen der Bandführungselemente
in den Führungsschalen festgelegt, wobei Feinkorrekturen der Höheneinstellungen
noch vorgenommen werden können.
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Der Aufbau der Trommelführung 1 soll im folgenden unter Zuhilfenahme
der Figuren 2und 5 niher erläutert werden. In Fig. 2 sind an den beiden Längsseiten
der eigentlichen Trommelführung 1 die beiden Ausleger 7, 9 in verschiedenen Abständen
von der Stirn-Grundfläche 13 vorgesehen. Die beiden Führungsschalen 10 dienen jeweils
zur Aufnahme der Achsen der Bandführungselemente 6 bzw. 8 (Fig. 1).
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Die hohlzylinderförmige Aussparung der Trommelführung 1 weist zwei
sich über die vorgegebene Führungslänge erstreckende Rippenpaare 14, 15 zur Aufnahme
der Obertrommel bzw. 16, 17 zur Aufnahme der Untertrommel auf. Wie aus Fig. 3 ersichtlich,
sind die Radien der Rippenoberelächen 14, 15, 16, 17 geringfügig kleiner gewählt
als die umgebenden und zwischen den Rippen liegenden Flächenteile 18, 19, so daß
die Auf lage der Führungstrommeln 2, 3 lediglich im Bereich der Auflageflächen 14,,
15, 16, 17 erfolgt.
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Bei den geforderten Genauigkeiten der Bearbeitung der Oberfläche der
Auflagerippen 14, 15, 16, 17 von wenigen Mikrometern Gestaltgenauigkeit haben sich
spanabhebende Bearbeitungsverfahren, bei denen das Werkstück, nämlich die Trommelführung
1, zum Zweck der Bearbeitung festgespannt werden muß, als unzweckmäßig erwiesen,
da durch die Spannkräfte das Werkstück verformt und durch die spanabhebende Bearbeitung
solche Kräfte in das Werkstück eingeleitet werden, dnß die geforderten Genauigkeiten
nur schwer oder überhaupt nicht erreichbar sind.
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Brfindungsgem.iß ist daher die Tromrnelführung, insbesondere die Auf
lagerippen 14, 15, 16, 17 mit Hilfe des Funkenerosionsverfahrens bearbeitet.
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Dabei wird zwischen dem genau gelagerten Werk-
stück
1 und einer hochgenauen Elektrode, deren Durchmesser im wesentlichen dem der späteren
Führungstrommeln 2, 3 entspricht, nach entsprechender Vorbearbeitung eine genau
dosierte elektrische Entladung erzeugt, welche den Werkstoff in genau vorgegebenen
Bereichen und Grenzen von der Trommelführung 1 abträgt. Dabei findet gleichzeitig
im Falle einer Trommelführung aus einem aluminiumhaltigen Werkstoff eine Härtung
der Oberflächen der Auflagerippen 14, 15, 16, 17 statt, wodurch die Verschleißfestigkeit
und die Wiederholgenauigkeit bei späteren Demontagen und Wiedermontagen erheblich
verbessert ist.
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Die Befestigung der iMhrungstrommeln 2, 3 an der Trommelführung erfolgt
mit Hilfe von Schrauben 20 in radial gerichteten Bohrungen 21 von der Rückseite
der Trommelführung 1 aus. Dabei sind die gedachten Achsen der Schraubenbohrungen
21 alle zu der gedachten Mittelachse 22 der Führungstrommeln 2, 3 gerichtet. Durch
die Anordnung der Schraubenbohrungen 21 in den Auflageflächen 14, 15, 16, 17 und
durch die radiale Ausrichtung der Schrauben 20 und der Schraubenbohrungen 21 er-.
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gibt sich eine Befestigungsart der Führungstrommeln 2, 3 an der Trommelführung
1, welche weitgehend von Biegespannungen auf die Trommelführung 1 und den Verformungskräften
auf die Führungstrommeln 2, 3 frei ist.
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