DE3602532A1 - Elektromechanische steuervorrichtung in einem tonbandgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Steuer­ vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Es ist schon bekannt, zur Erhöhung des Bedienungskom­ forts bestimmte mechanische Schaltvorgänge in einem Tonbandgerät unter Zuhilfenahme von Magneten durchzu­ führen, deren Anker die benötigten Schaltkräfte auf­ bringen. Der Benutzer braucht dann lediglich einen zu­ geordneten Schalter bzw. eine Taste für den Magnet­ stromkreis mit nur geringer Kraft zu betätigen, weshalb hierfür auch der Begriff "soft-touch" üblich ist.

In Tonbandgeräten mit Reversebetrieb, bei denen sowohl die Umschaltung der Laufrichtung (Reverseschalten) als auch der Schnellauf des Tonbandes bzw. der Cassette mittels "soft­ touch"-Tasten erfolgt, werden bekanntlich häufig zwei Mag­ nete für die erforderlichen Schaltvorgänge eingesetzt.

Generell sind hierbei die Kriterien einer schnellen Schaltzeit sowie eines reibungsarmen Schaltens (wegen des Kraftaufwandes) zu beachten. Gleichermaßen ist auch die elektrische Belastung bzw. die Wärmebelastung der Magneten von entscheidender Bedeutung.

Vor allem im Hinblick auf die Wärmebelastung sind nun die bekannten Steuervorrichtungen als nachteilig anzu­ sehen. Der Magnet, dessen Anker den Tonkopf betätigt und in die Betriebsposition (Spielposition) bringt, ist während der gesamten Spieldauer eingeschaltet, um nach dem Abschalten zu gewährleisten, daß nicht nur der Tonkopf abgehoben wird, sondern daß ferner die Gummiandruckrollen eine entlastete "Pinch-Roller- Release"-Stellung einnehmen.

Bei längeren Betriebszeiten stellt sich in Folge der Dauerbelastung des Magneten eine erhebliche Wärmebe­ lastung ein. Außerdem führt die Dauerbelastung zu einem beachtlichen Aufwand an elektrischer Energie für den Magneten, die insbesondere im stehenden Auto zu Problemen für die Batterie führen kann.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Steuervorrichtungen besteht noch darin, daß insbesondere beim Reverseschalten (Laufrichtungsschalten) relativ große Reibungskräfte auftreten, die von dem zugeordneten Magneten aufgebracht werden müssen.

Die angesprochenen Reibungskräfte sind im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die beiden Gummiandruck­ rollen verschwenkt werden müssen, und daß eine der beiden Gummiandruckrollen in Anschlag mit der zugeordneten Capstanwelle gebracht werden muß, um die gewünschte Umkehr der Laufrichtung herbeizuführen. Es ist daher erforderlich, den zugeordneten Magneten entsprechend groß und aufwendig zu dimensionieren.

Schließlich sind die bekannten Steuervorrichtungen auch hinsichtlich der Schaltzeiten nicht zufrieden­ stellend. Die relativ großen Reibungskräfte stehen nämlich dem Wunsch nach schnellen Schaltzeiten ent­ gegen. Insgesamt sind also die drei weiter oben ge­ nannten Kriterien der schnellen Schaltzeit, des reibungs­ armen Schaltens und der geringen Wärmebelastung für die Magneten nur unzureichend erfüllt.

Durch die Erfindung soll eine elektromechanische Steuer­ vorrichtung geschaffen werden, welche bei geringster Wärmebelastung für die Magneten ein energiesparendes reibungsarmes Schalten sowie kurze Schaltzeiten er­ möglicht.

Dieses Ziel erreicht die Erfindung durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Bei der neuen Steuervorrichtung sind zwei Gesichts­ punkte von entscheidender Bedeutung. Der erste Aspekt betrifft die mechanische Auslegung der Schaltvorgänge in einer solchen Weise, daß der für die Laufrichtungs­ umkehr verantwortliche Reverseschieber nur betätigt wird, nachdem die Gummiandruckrollen in eine Ruhepo­ sition gebracht worden sind und keine Gummiandruck­ rolle mehr in Berührung mit der zugeordneten Capstan­ welle steht. Die Gummiandruckrollen lassen sich in dieser Position nämlich mit relativ geringem Kraftauf­ wand verschwenken, d.h. für die Betätigung des Reverse­ schiebers sind ebenfalls nur geringe Kräfte erforderlich.

Dem dadurch ermöglichten reibungsarmen Schalten liegt der Gedanke einer strikten Trennung bzw. Aufteilung der durch die Magneten vorzunehmenden Schaltvorgänge zugrunde. Es wird unterschieden zwischen dem Schalt­ vorgang "Tonkopf und Gummiandruckrollen in Betriebs­ position bringen" und "Reverseschieber betätigen". Wenn der letztere Schaltvorgang durchgeführt wird, befinden sich der Tonkopf und die Gummiandruckrollen grundsätzlich nicht in ihrer Betriebsposition.

Der zweite wesentliche Aspekt der Erfindung liegt da­ rin, daß die benötigten Magnete jeweils nur während sehr kurzer Zeiten mit Impulsen angesteuert werden, um einen Schaltvorgang durchzuführen. Dies bedeutet, daß die Magnete nur impulsmäßig belastet sind, wo­ durch in vorteilhafter Weise elektrische Energie ge­ spart werden kann. Außerdem wird durch den Impulsbe­ trieb ein unnötiges Aufheizen vermieden, wie es sich zwangsläufig bei einer Dauerbelastung der Magneten einstellt.

Der Impulsbetrieb wird in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung dadurch ermöglicht, daß jedem Magneten - Kopfmagnet für die Betätigung des Tonkopfes und der Gummiandruckrollen und Reversemagnet für die Betätigung des Reverseschiebers - eine Rastung zugeordnet ist.

Wenn beispielsweise durch einen ersten Impuls der Anker des Kopfmagneten den Tonkopf und die Gummiandruck­ rollen in die Betriebsposition gebracht hat, wird diese Position durch eine Raststellung beibehalten, d.h. während der jetzt folgenden Spieldauer ist der Kopfmagnet nicht mehr angesteuert und belastet.

Wenn der Tonkopf und die Gummiandruckrollen nun ab­ gehoben werden sollen, wird die Raststellung durch einen weiteren kurzen Impuls für den Kopfmagneten ge­ löst, und unter der Einwirkung einer Zugfeder gelangen die Gummiandruckrollen und der Tonkopf in ihre Ruhe­ position. Die kurze impulsförmige Belastung des Kopf­ magneten ist also lediglich für die Durchführung eines kurzen Überhubes erforderlich, um die Raststellung zu lösen.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Bewegungshub des Steuerschiebers größer als der Bewegungshub des Kopfträgers, mit der Folge, daß nach dem Lösen der erwähnten Raststellung der Tonkopf nur geringfügig abgehoben wird und in einem geringem Kontakt mit dem Tonband bleibt, um beim Schnellauf eine Suchlauffunktion (CPS) durchführen zu können.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und der Zeichnung zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Laufwerk-Chassis eines Cassetten-Gerätes mit einer elektromechanischen Steuer­ vorrichtung, und

Fig. 2 eine - teilweise - Querschnitts­ ansicht der Steuervorrichtung gemäß Fig. 1.

Das zeichnerisch dargestellte Laufwerk-Chassis 10 trägt einen jeweils schematisch durch den Anker angedeuteten Kopfmagneten 12 und einen Reversemagneten 14, die beide als Elektromagneten mit einer Spule und einem Anker aus­ gebildet sind.

Der Anker des Kopfmagneten 12 wirkt auf einen Steuerschie­ ber 24 ein, welcher bei Betätigung des Kopfmagneten 12 in Fig. 1 nach unten bewegt wird.

Dem Kopfmagneten 12 ist eine an sich bekannte Rastung zugeordnet, welche aus einer ortsfest angeordneten Rast­ platte 16, einer darauf befindlichen Rastnase 18, einem sowohl horizontal als auch vertikal verschwenkbaren Rastarm 20 sowie einem Rastschieber 22 besteht, welcher mit dem Steuerschieber 24 verbunden ist.

In entsprechender Weise ist auch dem Reversemagneten 14 eine Rastung zugeordnet, die einen durch Betätigung des Reversemagneten 14 bewegbaren Rastschieber 26, einen damit verbundenen Rastarm 28 sowie ebenfalls eine ortsfest angeordnete Rastnase 30 umfaßt.

An den Steuerschieber 24 greift eine am Laufwerk-Chassis 10 gehaltene Zugfeder 32 an, und in ähnlicher Weise ist der Rastschieber 26 über eine Zugfeder 34 mit dem Lauf­ werk-Chassis 10 verbunden.

Weiterhin umfaßt die Steuervorrichtung einen zusammen mit dem Steuerschieber 24 bewegbaren Kopfträger 36, auf welchem der Tonkopf 38 angeordnet ist. Auf der oberen Seite des Steuerschiebers 24 und unterhalb des Kopfträgers 36 erstreckt sich ein oberer Reverse­ schaltarm 40, während auf der unteren Seite des Steuer­ schiebers 24 und des Chassis 10 ein unterer Reverseschalt­ arm 42 verläuft, die beide zusammen den Reverseschieber bilden.

Der obere und untere Reverseschaltarm 40, 42 sind in der Weise miteinander verbunden, daß beide zusammen in Fig. 1 eine (waagerechte) Verschiebebewegung in X-Richtung durch­ führen können, wenn der untere Reverseschaltarm 42 über ein Winkelgestänge 44 durch den Reversemagneten 14 betätig wird. Zusätzlich ist nur der obere Reverse­ schaltarm 40, welcher auf dem Steuerschieber 24 durch Führungen 46 gehalten ist, noch in (senkrechter) Y-Richtung zusammen mit dem Steuerschieber 24 bewegbar, während der untere Reverseschaltarm 42 dabei in seiner Ruhe­ lage bleibt. Die Verbindung des unteren und oberen Re­ verseschaltarmes 40, 42 wird mittels eines Zapfens 48 hergestellt.

Oberhalb des Tonkopfes 38 verläuft eine Kopffeder 50, die - wie nachstehend noch näher erläutert - einen Überhub des Steuerschiebers 24 zum Lösen der Raststellung ermöglicht und außerdem den Bewegungshub des Tonkopfes 38 so begrenzt, daß beim Schnellauf eine Suchlauf­ funktion ermöglicht wird.

Sowohl der untere Reverseschaltarm 42 als auch der Steuerschieber 24 besitzen unten winkelförmige An­ sätze, die als Fangkanten 52 (für den Reverseschalt­ arm 42) und 54 (für den Steuerschieber 24) ausge­ bildet sind.

Im Zusammenhang mit dem Reversebetrieb besitzt das Laufwerk-Chassis 10 noch zwei Capstan-Wellen 56, 58 sowie zwei Gummiandruckrollen 60 und 62. Jede Gummi­ andruckrolle 60, 62 ist mit einem Zapfen 64 versehen und besitzt eine Gummiandruckrollenfeder 66 sowie einen Gummiandruckrollenarm 68 mit jeweils einem weiteren Zapfen 70.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der soweit beschriebenen Steuervorrichtung näher erläutert. Bei Betätigung des Kopfmagneten 12 bzw. des Reversemagneten 14 erzeugen die zugeordneten Anker jeweils eine Bewegung in Richtung des Tonkopfes 38. Bei der in Fig. 1 dargestellten Be­ triebsfunktion befindet sich die rechte Gummiandruck­ rolle 62 in Verbindung mit der rechten Capstan-Welle 58, so daß eine Cassette in einer ersten Laufrichtung abgespielt wird.

Die gezeigte Abspielfunktion und die Betriebspositionen des Tonkopfes 39 und der Gummiandruckrollen 60, 62 sind zuvor dadurch eingestellt worden, daß der Kopfmagnet den Steuerschieber 24 zusammen mit dem Rastschieber 22 entgegen der Kraft der Zugfeder 32 nach unten bewegt hat, und daß der Federarm 20 dabei an der Rastnase 18 anliegt, wodurch diese Raststellung beibehalten wird.

Wenn jetzt die Laufrichtung der Cassette umgeschaltet werden soll, zieht der Anker des Kopfmagneten 12 nach entsprechender Betätigung einer "soft-touch"-Taste für etwa 100 ms kurz an. Der Steuerschieber 24 führt einen nach unten gerichteten Überhub aus, wodurch der Rast­ arm 20 seitlich verschwenkt und die Rastung aufge­ hoben wird, mit der Folge, daß die Zugfeder 32 den Steuerschieber 24 sowie den Kopfträger 36 nach hinten bzw. oben zieht.

Hierbei macht der Kopfträger 36 in Folge eines nicht dargestellten Anschlages am Laufwerk-Chassis 10 aller­ dings nur einen relativ kleinen Bewegungshub, da der Tonkopf 38 für die Suchlauffunktion den Bandkontakt nicht verlieren soll.

Der obere Reverseschaltarm 40 ist in (senkrechter) Y-Richtung fest mit dem Steuerschieber 24 verbunden, so daß die Gummiandruckrollenfeder 66 entlastet wird, wenn sich der Steuerschieber 24 in Folge der Einwirkung der Kraft der Zugfeder 32 nach oben bewegt. Nach einem gewissen Bewegungshub des Steuerschiebers 24 und des oberen Reverseschaltarmes 40 halten sich die Gummian­ druckrollenfedern 66 in den Gummiandruckrollenarmen 68 dadurch, daß sie im Zapfen 70 "gefangen" werden.

In dieser Position wirken nur noch Reibkräfte und die Um­ schaltkraft für das Wickelgetriebe (nicht dargestellt) auf den oberen und unteren Reverseschaltarm 40, 42 ein. Außerdem sind in dieser Position die Gummiandruck­ rollen 60 und 62 über die Fangkanten 54 ausgeschwenkt worden.

Damit ist jetzt eine kräftearme Stellung der Reverse­ schaltarme 40 und 42 erreicht, in der deren Um­ schaltung leicht möglich ist. Es zieht jetzt der Anker des Reversemagneten 14 für etwa 100 ms an, wodurch der Rastarm 28 sowie der Rastschieber 26 entriegelt werden. Durch die Zugfeder 34 wird der Rastschieber 26 nach oben bewegt, und über das Winkelgestänge 44 bewegt sich so­ mit der untere Reverseschaltarm 42 in Fig. 1 nach rechts, wobei der obere Reverseschaltarm 40 über den Zapfen 48 mitgenommen wird. Zugleich erfolgt während dieser Schalt­ bewegung auch eine Umschaltung des in Fig. 1 nicht näher dargestellten Wickelgetriebes für den Antrieb.

Als nächstes zieht jetzt der Anker des Kopfmagneten 12 wiederum für etwa 100 ms an und verriegelt den Rast­ arm 20 in die in Fig. 1 gezeigte Raststellung. Während der damit verbundenen nach unten gerichteten Bewegung des Steuerschiebers 24 drückt der obere Reverseschalt­ arm 40 auf die linke Gummiandruckrollenfeder (diese Position ist in Fig. 1 nicht dargestellt), wodurch die linke Gummiandruckrolle 60 an die Capstan-Welle 56 ge­ drückt wird. Dies ist gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Position jetzt dadurch möglich geworden, weil die linke Fangkante 52 des unteren Reverseschaltarmes 42 wegen der beschriebenen Bewegung nach rechts den Zapfen 64 des Gummiandruckrollenarmes 68 freigegeben hat. Das Laufwerk ist jetzt in die entgegengesetzte Laufrichtung umgeschaltet.

Das Schalten des schnellen Vorlaufs geschieht wie folgt: nach Aktivierung des Kopfmagneten 12 zieht dessen Anker an, und der Steuerschieber 24 mitsamt den Gummiandruck­ rollen 60, 62 wird unter der Einwirkung der Zugfeder 32 nach hinten gezogen. Dabei werden die Gummiandruckrollen 60, 62 über die Zapfen 64 von den Fangkanten 54 des Steuerschiebers 24 mitgenommen.

Der Kopfträger 36 wird über die Kopffeder 50 bis zu einem Anschlag nach hinten gezogen, wobei der Hub des Kopf­ trägers 36 nur soweit geht, daß im Schnellauf noch ein sicherer Kontakt zwischen dem Band und dem Tonkopf ge­ geben ist. Nun kann der schnelle Vorlauf mit gewünschtem Band/Kopfkontakt geführt werden.

Nach Beendigung des schnellen Vorlaufs zieht der Anker des Kopfmagneten 12 erneut an, wodurch der Steuerschieber 24 wieder nach vorn in Richtung auf den Tonkopf geschoben und der Rastarm 20 in seine gezeigte Raststellung ver­ riegelt wird. Damit ist das Laufwerk in der gleichen Laufrichtung abspielbereit.

Beim Schalten des schnellen Rücklaufs wird die Rast­ stellung durch kurze Betätigung des Kopfmagneten 12 zunächst wieder - wie voranstehend beschrieben - gelöst, so daß die Gummiandruckrollen 60, 62 über die Fangkanten 54 und die Zapfen 64 abgehoben werden.

Danach erfolgt zusätzlich ein weiterer Schaltimpuls über den Reversemagneten 14, so daß in der weiter oben be­ schriebenen Weise das Wickelgetriebe umgelegt wird und das Band anschließend in die andere Laufrichtung schnell laufen kann.

Nach Abschluß des schnellen Rücklaufs erfolgt zunächst wieder ein Reverseschalten mittels des Reversemagneten 14, d.h. es wird die alte ursprüngliche Laufrichtung her­ gestellt. Danach zieht der Anker des Kopfmagneten 17 kurz an und bringt den Steuerschieber in die gezeigte Rast­ stellung: Das Laufwerk ist nun wieder in der alten Lauf­ richtung abspielbereit.

Claims (18)

1. Elektromechanische Steuervorrichtung für das Umschalten der Laufrichtung und für die Betätigung des schnellen Vor- und Rücklaufs in einem Tonbandgerät mit Reversebetrieb, insbesondere Cassetten-Abspielgerät, mit einem Stuerschieber (24), einem Kopfträger (36), zwei Gummiandruckrollen (60, 62) sowie einem Reverseschieber, die mittels zweier Elektromagnete betätigbar sind, da­ durch gekennzeichnet, daß der Reverseschieber (40, 42) nur dann betätigt wird, wenn die Gummiandruckrollen (60, 62) in ihrer Ruheposition sind, und daß die Mag­ nete (12, 14) nacheinander im Impulsbetrieb angesteu­ ert sind.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (24) durch einen Kopfmagneten (12) und der Reverseschieber (40, 42) durch einen Reversemagneten (14) betätigbar ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfträger (36) in einer Wirk­ verbindung mit dem Steuerschieber (24) steht, derart, daß der Bewegungshub des Kopfträgers (36) zwischen Ruhe- und Betriebsposition geringer als der Bewegungs­ hub des Steuerschiebers (24) ist.

4. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ra­ stung (16-22) vorgesehen ist, durch welche der Steuer­ schieber (24) nach Betätigung durch den Kopfmagneten (12) in einer der Betriebsposition (z.B. Ruhe- oder Schnellauf­ stellung) entsprechenden Raststellung gehalten wird, und durch welche der Steuerschieber (24) nach erneuter Betätigung durch den Kopfmagneten (12) automatisch in die andere Betriebsposition (z.B. Wiedergabestellung) bringbar ist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an dem Steuerschieber (24) eine an einem ortsfesten Punkt gehaltene erste Zugfeder (32) angreift.

6. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Re­ verseschieber einen oberhalb (40) und einen unterhalb des Steuerschiebers (24) angeordneten Reverseschalt­ arm (42) umfaßt.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der untere (42) und der obere Re­ verseschaltarm (40) gemeinsam durch den Reversemag­ neten (14) quer zur Bewegungsrichtung des Steuerschie­ bers (24) betätigbar sind.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Reverseschalt­ arm (40) in einer Wirkverbindung mit dem Steuer­ schieber (24) steht, so daß der obere Reverseschalt­ arm (40) der Bewegung des Steuerschiebers (24) folgt.

9. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Re­ verserastung (26-30) vorgesehen ist, durch welche ein auf den Reverseschieber einwirkender Rastschieber (26) nach Betätigung durch den Reversemagneten (14) in eine der ersten Schaltstellung des Reverseschiebers (40, 42) entsprechende Raststellung gehalten ist, und durch welche der Rastschieber (26) nach erneuter Be­ tätigung durch den Reversemagneten (14) automatisch in eine der zweiten Schaltstellung des Reverseschiebers (40, 42) entsprechenden Stellung gebracht wird.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rastschieber (26) eine an einem ortsfesten Punkt gehaltene zweite Zugfeder (34) angreift.

11. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rast­ schieber (26) an den unteren Reverseschaltarm (42) an­ greift (44).

12. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi­ andruckrollen (60, 62) durch den oberen Reverseschalt­ arm (40) je nach Stellung über eine der Federn (66) an die entsprechende Capstanwelle gedrückt wird.

13. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß der in­ terne Reverseschieber (42) die für die entsprechende Laufrichtung notwendige Gummiandruckrolle (60, 62) frei­ gibt.

14. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Be­ wegungshub des Kopfträgers (36) so gering ist, daß der Tonkopf (38) in der Ruheposition in Berührung mit dem Tonband bleibt, um während des Schnellaufs noch leich­ ten Kontakt zum Band zu haben.

15. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gum­ miandruckrollen (60, 62) in der Ruheposition des Steuer­ schiebers (24) eine "Pinch-Roller-Release"-Stellung ein­ nehmen.

16. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß eine An­ steuerung des Reversemagneten (14) bzw. eine Betätigung des Reverseschiebers (40, 42) ausgeschlossen ist, wenn sich der Steuerschieber (24) in seiner Betriebsposi­ tion befindet.

17. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf­ magnet (12) und der Reversemagnet (14) jeweils während einer Impulszeitdauer von max. 500 ms elektrisch ange­ steuert sind.

18. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß alterna­ tiv nur der Kopfmagnet (12) bzw. der Reversemagnet (14) und umgekehrt angesteuert sind.