DE3618661A1 - Head wheel arrangement for a recorder - Google Patents
Head wheel arrangement for a recorderInfo
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Abstract
Description
Es sind Recorder, z.B. Videorecorder, bekannt, bei denen ein rotierendes Kopfrad ganz oder teilweise von einem Magnetband umschlungen ist. Das Kopfrad trägt ein oder mehrere Köpfe, die auf dem Magnetband Spuren schräg, quer oder parallel zur Band kante schreiben.They are recorders, e.g. VCR, known in which a rotating head wheel wholly or partly from a magnetic tape is entwined. The headwheel carries one or more heads that Traces on the magnetic tape at an angle, across or parallel to the tape write edge.
Bei bestimmten Recordern muß für den vorgeschriebenen Schreib vorgang aufeinanderfolgender Spuren oder sonstige Sonderbe triebsarten die Kopftrommel zusätzlich eine sogenannte Hubbewe gung in Richtung der Rotationsachse ausführen. Eine derartige Hubbewegung wird z.B. benötigt bei einer sogenannten Matrix- Aufzeichnung mit parallel zur Bandkante verlaufenden Spuren gemäß der älteren Patentanmeldung P 35 09 584. Die Hubbewegung kann auch dazu dienen, das Kopfrad in einen anderen Bereich des Magnetbandes zu verschieben. Das ist z.B. sinnvoll, wenn gemäß der DE-OS 33 07 324 auf dem Magnetband zwei oder mehrere Spurbahnen mit unterschiedlichen Signalen aufgezeichnet sind. Die Hubbewegung ist ebenfalls erforderlich bei einem Recorder mit Schrägspuraufzeichnung, bei dem gemäß der älteren Patentan meldung P 35 17 317 zur Einhaltung von Sonderläufen das Kopf rad in Richtung seiner Achse verschoben werden muß.With certain recorders must be for the prescribed writing successive lanes or other special processes drive types, the head drum also has a so-called lifting motion Execution in the direction of the axis of rotation. Such one Lift movement is e.g. required for a so-called matrix Recording with tracks running parallel to the tape edge according to the older patent application P 35 09 584. The lifting movement can also serve to move the top wheel to another area to move the magnetic tape. This is e.g. useful if according to DE-OS 33 07 324 on the magnetic tape two or more Track tracks with different signals are recorded. The stroke movement is also required with a recorder with helical track recording, in which according to the older patent message P 35 17 317 to comply with special runs rad must be moved in the direction of its axis.
Es wurde bereits vorgeschlagen, eine derartige Hubbewegung mit einer auf das Kopfrad axial einwirkenden Kurvenscheibe, mit einer Tauchkernspule, einem sogenannten Aktuator, oder mit ei nem Schrittmotor zu bewirken.It has already been proposed to use such a lifting movement a cam disc acting axially on the top wheel, with a plunger core coil, a so-called actuator, or with an egg to effect a stepper motor.
Es wurde auch vorgeschlagen (P 35 42 064.2), das rotierende Kopfrad auf einer in gleicher Richtung rotierenden Gewinde spindel zu lagern, deren Rotationsgeschwindigkeit zur Erzeu gung der Hubbewegung durch eine Steuerspannung veränderbar ist.It has also been proposed (P 35 42 064.2) that the rotating Top wheel on a thread rotating in the same direction to store the spindle, the rotational speed of which is generated tion of the stroke movement can be changed by a control voltage.
Die bekannten Lösungen für die Realisierung der Hubbewegung ha ben verschiedene Nachteile. Sie erfordern zum Teil teure Präzi sionsteile und erzeugen für die Hubbewegung eine relativ gerin ge Kraft, so daß die Hubbewegung leicht durch Unregelmäßigkei ten des Aufzeichnungsträgers oder sonstiger Art in ihrem Ab lauf beeinträchtigt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Hubbewegung eine Rückwirkung auf die Rotation der Kopf trommel haben kann, so daß sich die Rotationsgeschwindigkeit z.B. währen des Hubes oder während der Umlenkpunkte der Hubbe wegung geringfügig ändert. Bei einem Antrieb für den Hub, der an sich mit einer schrittweisen Bewegung arbeitet, muß diese schrittweise Bewegung in eine kontinuierliche Bewegung umgewan delt werden.The known solutions for the realization of the lifting movement ha have various disadvantages. Some of them require expensive precision sion parts and generate a relatively small for the lifting movement ge force, so that the stroke movement easily by irregularity th of the record carrier or any other kind in its ab run is impaired. Another disadvantage is that the stroke movement has an effect on the rotation of the head drum can have, so that the rotational speed e.g. during the stroke or during the deflection points of the stroke movement changes slightly. With a drive for the hub, the works with a gradual movement in itself, it must gradual movement transformed into a continuous movement be delt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für die Hubbewegung zu schaffen, der unter Vermeidung der genann ten Nachteile mit relativ einfachen Mitteln eine einwandfreie Hubbewegung mit konstanter und von Störgrößen möglichst unbe einflußter Geschwindigkeit ermöglicht.The invention has for its object a drive for to create the lifting movement, avoiding the called ten disadvantages with relatively simple means Stroke movement with constant and as unaffected by disturbances influenced speed allows.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfin dung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the Erfin described in claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Lösung hat im wesentlichen folgende Vor teile. Durch eine hydraulische Untersetzung kann ein relativ langer Weg des Antriebskolbens in einem äußerst präzisen klei nen Weg des Arbeitskolbens für die Hubbewegung umgewandelt wer den. Die Gesamtantriebseinheit kann bei geringem mechanischen Aufwand kompakt und mit großer Steifigkeit aufgebaut werden. Wegen der großen erzeugbaren Kräfte kann die Antriebseinheit unter einer hohen mechanischen Vorspannung gehalten werden. Dadurch werden veränderliche Kräfte wie Reibung, Massenkräfte und Eigengewicht bei verschiedenen Betriebslagen, die an sich den Wegverlauf der Hubbewegung beeinflussen, vernachläs sigbar, d.h. der gewünschte Wegverlauf der Trommel wird durch diese Kräfte praktisch nicht beeinflußt.The solution according to the invention essentially has the following purpose parts. A hydraulic reduction can be a relative long travel of the drive piston in an extremely precise small a path of the working piston for the lifting movement the. The overall drive unit can with little mechanical Effort can be built compactly and with great rigidity. Because of the large forces that can be generated, the drive unit be held under a high mechanical preload. As a result, changing forces such as friction, mass forces and dead weight at different operating positions, which in itself neglect the path of the stroke movement sigbar, i.e. the desired path of the drum is indicated by these forces are practically unaffected.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen.An embodiment of the invention is described below the Drawing explained. Show in it.
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Hydraulik mit zwei Zylindern, Fig. 1 shows an embodiment of the hydraulic system with two cylinders,
Fig. 2 einen Motor zur Betätigung der Hydraulik gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows a motor for operating the hydraulic system according to Fig. 1 and
Fig. 3 eine Anordnung mit zwei Motoren für die entgegengesetzte Bewegung des Kolbens. Fig. 3 shows an arrangement with two motors for the opposite movement of the piston.
In Fig. 1 ist die mehrere Köpfe K tragenden Kopftrommel 1, die von dem unterhalb der Trommel befindlichen Motor in Rotation um die Achse A versetzt wird, über das Motorgehäuse 2 mit dem Arbeitskolben 4 verbunden, der in dem Arbeitszylinder 5 gela gert ist. Der Arbeitszylinder 5 ist in dem Hydraulikblock 3 enthalten, der zusätzlich den Antriebszylinder 7 mit dem An triebskolben 6 aufweist, wobei der Arbeitszylinder 5 und der Antriebszylinder 7 über die Durchtrittsöffnung 19 miteinander verbunden sind. Der Raum aus dem Arbeitszylinder 5, dem An triebszylinder 7 und der Durchtrittsöffnung 19 ist mit einer Hydraulik-Flüssigkeit, z.B. Bremsflüssigkeit, Öl oder dgl. ge füllt.In Fig. 1, the head drum 1 carrying a plurality of heads K , which is set in rotation about the axis A by the motor located below the drum, is connected via the motor housing 2 to the working piston 4 , which is mounted in the working cylinder 5 . The working cylinder 5 is contained in the hydraulic block 3 , which additionally has the drive cylinder 7 with the drive piston 6 , the working cylinder 5 and the drive cylinder 7 being connected to one another via the passage opening 19 . The space from the working cylinder 5 , the drive cylinder 7 and the passage opening 19 is filled with a hydraulic fluid, for example brake fluid, oil or the like.
Die aus den Teilen 1, 2, 4 bestehende Einheit ist axial ver schiebbar und wird im Zylinder 5 und in der Chassisplatte 12 geführt. Diese Führung stellt sicher, daß kein Verkanten des Arbeitskolbens 4 erfolgen kann. Die aus den Teilen 1, 2, 4 be stehende Einheit wird mit der Feder 11 so gegen die Hydraulik flüssigkeit gedrückt, daß die Hydraulikflüssigkeit unabhängig von Betriebslage, Bewegungsrichtung, Reibungs- und Massekräf ten stets unter Druck gehalten wird. Dadurch wird der gesamte Antrieb spielfrei. Außerdem wird verhindert, daß infolge Unter drucks Luft in das Hydrauliksystem geraten kann. The consisting of parts 1 , 2 , 4 is axially slidable ver and is guided in the cylinder 5 and in the chassis plate 12 . This guide ensures that the working piston 4 cannot tilt. The unit consisting of parts 1 , 2 , 4 be pressed with the spring 11 against the hydraulic fluid so that the hydraulic fluid is always kept under pressure regardless of the operating position, direction of movement, friction and Massekräf. This makes the entire drive free of play. It also prevents air from getting into the hydraulic system as a result of negative pressure.
Der Antriebskolben 6 ist im Zylinder 7 über die Kolbenstange 8 axial verschiebbar. Die Kolbenstange 8 ist als Gewindestange mit einem Außengewinde und einer axial verlaufenden Führungs nut 10 ausgebildet. In die Nut 10 ragt ein an dem Block 3 befe stigter Stift 9 hinein und verhindert eine Verdrehung der Kol benstange 8. An dem Block 3 ist an der Austrittsstelle der Kol benstange 8 ein Motor gemäß Fig. 2, 3 angeflanscht, der eine periodische Bewegung der Kolbenstange 8 in Axialrichtung be wirkt.The drive piston 6 is axially displaceable in the cylinder 7 via the piston rod 8 . The piston rod 8 is designed as a threaded rod with an external thread and an axially extending guide groove 10 . In the groove 10 protrudes on the block 3 BEFE Stigt pin 9 and prevents rotation of the Kol benstange 8th At the block 3 at the exit point of the piston rod 8, a motor according to FIGS . 2, 3 is flanged, which acts periodically on the piston rod 8 in the axial direction.
Die beschriebene Anordnung mit zwei Zylindern bildet eine Un tersetzung des Antriebs. Da der Druck in der Hydraulikflüssig keit überall gleich und der Querschnitt der Zylinder 5, 7 stark unterschiedlich ist, wird z.B. bei einer Axialbewegung des Kol ben 6 um 40 mm mit einer Kraft P der Kolben 4 um 4 mm mit ei ner Kraft 10 P bewegt. Diese Untersetzung hat den Vorteil, daß in erwünschter Weise eine relativ kleine Hubbewegung des Kol bens 4 mit entsprechend großer Kraft erreicht wird. Die Anord nung mit zwei Zylindern hat auch den Vorteil, daß der Antriebs zylinder 7 auch weiter entfernt vom Arbeitszylinder 5 angeord net sein kann, indem die Durchschnittsöffnung 19 als Schlauch ausgebildet ist. Einer derartige Anordnung wird in der Technik auch als "hydraulisches Gestänge" bezeichnet.The arrangement described with two cylinders forms a reduction of the drive Un. Since the pressure in the hydraulic fluid speed is the same everywhere and the cross-section of the cylinders 5 , 7 is very different, for example with an axial movement of the piston ben 6 by 40 mm with a force P the piston 4 is moved by 4 mm with a force 10 P. . This reduction has the advantage that a relatively small lifting movement of the piston 4 is achieved with a correspondingly large force in a desired manner. The Anord voltage with two cylinders also has the advantage that the drive cylinder 7 can be angeord net further away from the working cylinder 5 by the average opening 19 is formed as a hose. Such an arrangement is also referred to in the art as a "hydraulic linkage".
Fig. 2 zeigt den Motor, der die erforderliche Axialbewegung der Kolbenstange 8 bewirkt. Der Motor treibt eine auf der Kol benstange 8 befindliche Antriebsmutter 13 an, die mit Gewinde in das Außengewinde der Kolbenstange 8 eingreift und über das Kugellager 14 drehbar am Motorflansch gelagert ist. Das Kugel lager 14 verhindert auch eine Axialbewegung der Antriebsmut ter 13. Die abwechselnde Axialbewegung der Kolbenstange 8 wird durch eine Drehrichtungsumkehr des Motors erreicht. Der Rotor des Motors ist dazu möglichst massearm ausgebildet, um der Richtungsumkehr der Axialbewegung schnell folgen zu können. Der Rotor besteht aus der freitragenden Wicklung 16, die über das Verbindungsteil 15 mit der Antriebsmutter 13 verbunden ist. Das Verbindungsteil 15 trägt außerdem den Kollektor oder Schleifringe zur Zuführung des Betriebsstromes. Das Motorgehäu se 17 trägt Permanentmagnete 18 zur Erzeugung des feststehen den Magnetfeldes. Fig. 2 shows the motor that causes the required axial movement of the piston rod 8 . The motor drives one on the Col 8 benstange drive nut 13 located on which is engaged with a thread in the external thread of the piston rod 8 and is mounted via the ball bearing 14 rotatably on the motor flange. The ball bearing 14 also prevents axial movement of the Antriebsmut ter 13th The alternating axial movement of the piston rod 8 is achieved by reversing the direction of rotation of the motor. For this purpose, the rotor of the motor is designed with as little mass as possible in order to be able to quickly follow the reversal of direction of the axial movement. The rotor consists of the self-supporting winding 16 , which is connected to the drive nut 13 via the connecting part 15 . The connecting part 15 also carries the collector or slip rings for supplying the operating current. The Motorgehäu se 17 carries permanent magnets 18 to generate the fixed magnetic field.
Für eine Berechnung der Motordrehzahl kann z.B. gelten:For a calculation of the engine speed, e.g. be valid:
Querschnittsverhältnis von Antriebszylinder 7 zu Arbeitszylin
der 5 = 1 : 10
Hubgeschwindigkeit des Arbeitskolbens 5 = 4 mm/s
Hubgeschwindigkeit des Antriebskolben 7 = 40 mm/s
Steigung des Gewindes der Kolbenstange 8 = 0,8 mm
Motordrehzahl = 3000 Upm.Cross-sectional ratio of drive cylinder 7 to working cylinder 5 = 1:10
Lifting speed of the working piston 5 = 4 mm / s
Lifting speed of the drive piston 7 = 40 mm / s
Pitch of the thread of the piston rod 8 = 0.8 mm
Motor speed = 3000 rpm.
Um eine möglichst schnelle Umsteuerung der Hubbewegung zu be werkstelligen, wird die Masse der umzusteuernden, schnell be wegten Teile, d.h. der rotierenden Teile des Motors, möglichst klein gehalten.In order to reverse the stroke movement as quickly as possible works, the mass of the to be reversed, be quickly moved parts, i.e. of the rotating parts of the engine, if possible kept small.
Fig. 3 zeigt eine Ausbildung, bei der die Kolbenstange 8 über eine elektromagnetische Kupplung wahlweise mit zwei entgegenge setzte Axialbewegung bewirkenden Motoren kuppelbar ist. Die Antriebsmutter 29, die in der Funktion der Antriebsmutter 13 in Fig. 2 entspricht, trägt die dünne Kupplungsscheibe 30, de ren Masse kleiner gehalten werden kann als die Masse eines ei senlosen Läufers. Über die magnetisch umschaltbare Kupplung mit den Elektromagneten 24, 26 ist die Antriebsmutter 29 wahl weise an zwei gegensinnig rotierende Antriebsmotoren ankuppel bar. Dabei ist eine möglichst große rotierende Masse der An triebsmotoren vorteilhaft, damit der Lauf der Motoren durch den Ankuppelvorgang möglichst wenig beeinflußt wird. Zu diesem Zweck sind die Motoren als Außenläufer ausgebildet. Auf den Läufern 22, 28 der beiden Motoren sind die schalenförmigen Elek tromagnete 24, 26 zentrisch angebracht. Der Strom in den Magnet wicklungen 25, 27 wird abwechselnd eingeschaltet. Der jeweils eingeschaltete Magnet nimmt die Kupplungsscheibe 30 schlupf frei mit. Fig. 3 shows an embodiment in which the piston rod 8 can be coupled via an electromagnetic clutch either with two opposing axial movement causing motors. The drive nut 29 , which corresponds to the function of the drive nut 13 in FIG. 2, carries the thin clutch disc 30 , the mass of which can be kept smaller than the mass of an eggless rotor. Via the magnetically switchable coupling with the electromagnets 24 , 26 , the drive nut 29 can optionally be coupled to two drive motors rotating in opposite directions. The largest possible rotating mass of the drive motors is advantageous so that the running of the motors is influenced as little as possible by the coupling process. For this purpose, the motors are designed as external rotors. On the runners 22 , 28 of the two motors, the cup-shaped electromagnets 24 , 26 are mounted centrally. The current in the magnetic windings 25 , 27 is alternately turned on. The magnet that is switched on in each case takes the clutch disc 30 slip freely.
Die Kupplungsscheibe 30 nimmt die Antriebsmutter 29 mit, so daß diese rotiert, aber axial nicht verschoben wird. Zu diesem Zweck besitzt die Antriebsmutter 29 einen Außenvierkant, auf dem die Kupplungsscheibe 30 für den Kupplungsvorgang axial ver schiebbar angeordnet ist. Die Kupplungsscheibe 30 kann auch fest mit der Antriebsmutter 29 verbunden sein. Die Mitnahme der Kupplungsscheibe 30 durch die Elektromagnete 24, 26 erfolgt dann nach dem Prinzip der Magnetpulverkupplung. Dazu wird der Raum zwischen der Kupplungsscheibe 30 und den Polen der Elek tromagnete 24, 26 mit magnetpulverhaltiger Flüssigkeit ausge füllt. Bei Verwendung von nur einem Antriebsmotor rotiert nur einer der beiden Elektromagnete 24, 26 direkt mit dem Antriebs motor, während der zweite Elektromagnet über ein Wendegetriebe mit Hilfe von Kegelrädern in entgegengesetzte Rotation ver setzt wird.The clutch disc 30 takes the drive nut 29 with it so that it rotates but is not axially displaced. For this purpose, the drive nut 29 has an outer square, on which the clutch disc 30 is axially slidably arranged for the coupling process. The clutch disc 30 can also be firmly connected to the drive nut 29 . The clutch disk 30 is then taken along by the electromagnets 24 , 26 on the principle of the magnetic powder clutch. For this purpose, the space between the clutch disc 30 and the poles of the electromagnets 24 , 26 is filled with liquid containing magnetic powder. When using only one drive motor, only one of the two electromagnets 24 , 26 rotates directly with the drive motor, while the second electromagnet is set in opposite rotation via a reversing gear with the help of bevel gears.
Bei der Verwendung zweier Antriebsmotoren gemäß Fig. 3 kann die Winkelgeschwindigkeit ω des jeweils nicht im Einsatz befindli chen Motors um den Betrag Δ ω erhöht werden, wobei Δ ω so zu wählen ist, daß die Beziehung I Mot.Δ ω ≈ Is*2ω erzielt wird. I Mot und Is sind Trägheitsmomente vom Motor und Kupplungsschei be. Bei einem Umschaltvorgang ändert sich die Winkelgeschwin digkeit Kupplungsscheibe um 2 ω. Dafür nimmt die Winkelge schwindigkeit des Motors um Δ ω ab, so daß die Kupplungsschei be 30 und der Motor zusammen mit der erwünschten Winkelge schwindigkeit ω weiterrotieren.When using two drives as shown in Fig. 3, the angular speed ω of the respective non befindli chen in use motor by the amount Δ ω is increased, and Δ ω is to be selected such that the relation I Mot. Δ ω ≈ Is * 2 ω is achieved. I Mot and Is are moments of inertia of the motor and clutch plate. During a switching process, the clutch disc angular speed changes by 2 ω . For this, the Winkelge speed of the motor decreases by Δ ω , so that the clutch disc 30 and the motor continue to rotate together with the desired Winkelge speed ω .
Die Steigung des Gewindes auf der Kolbenstange 8 ist so klein, daß der Hubantrieb selbsthemmend ist. Eine Hubbewegung ist da her nur möglich, wenn die Antriebsmutter 13 oder 29 durch den Motor in Drehung versetzt wird. In Fig. 3 sind noch darge stellt der Stator 20, die Statorwicklung 21, der zum Rotor ge hörende Permanentmagnet 23, die Wicklungen 25, 27 für die Elek tromagnete 24, 26 und der Außenläufer 28 des links dargestell ten Motors sowie das Kugellager 31, über das die Antriebsmut ter 29 an den Statoren der beiden Motoren gelagert ist.The pitch of the thread on the piston rod 8 is so small that the linear actuator is self-locking. A lifting movement is only possible here if the drive nut 13 or 29 is set in rotation by the motor. In Fig. 3 are still Darge represents the stator 20 , the stator winding 21 , the permanent magnet 23 belonging to the rotor ge, the windings 25 , 27 for the electromagnets 24 , 26 and the external rotor 28 of the motor shown on the left and the ball bearing 31 , over which the Antriebsmut ter 29 is mounted on the stators of the two motors.
Claims (11)
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ID=6302200
Family Applications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |