DE6604283U

DE6604283U - Wandler

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Publication number: DE6604283U
Application number: DE6604283U
Authority: DE
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1962-02-05
Filing date: 1963-01-11
Publication date: 1970-01-02
Also published as: GB1013721A; US3227816A; NL302040A; DE1230082B; GB988277A; US3131844A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. Α.Ψεόκμανν, Dipl.-Chem. B. Huber

DIS

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTR/.SSE 22, RUFNUMMER 483921/22

AMPEX CORPORATION, Redwood City, California / USA

Wandler

Me Neuerung bezieht sich auf Magnetbands ufiseichauags- und -Wiedergabevorrichtungen und insbesondere auf Bandantriebe und/oder Wandler für solche Vorrichtungen.

Magnetbandtransportvorriehtungen sind in der Eegal so aufgebaut, daß sie das sich bewegende Band über einsn oder mehrere Wandlerköpfe spanaen, so daß das Band auf den Köpfen mit im wesentlichen beständigem Druck liegt, der sich nicht verändert. Jedoch habeti die unabgestützteü Längen des Bandes in der Uähe der Köpfe die Neigung, infolge einer Kratzwirkung des Bandes an den Köpfen^ in Längsrichtung ¹Su vibrieren. Dadurch werden unerwünschte Erequenzschwankungen in das aufgezeichnete oder wieder— gegebene Signal eic-geführt. Vorrichtungen, die derart aufgebaut sind, sind die sog. Maschinen mit "offener Schleife". Iq diesen Maschinen wird das Band zwischen

einer Kapstan-Andruckrollenanordnung und einer Zufuhrhaspel gespannt, zwischen denen die Köpfe liegen. In den Maschinen mit sog. "geschlossener Schleife" wird das Band um eine Leerlaufrolle und eine Kapstanwelle gelegt. Beide Abschnitte der Bandschleife werden von der Sapstanweile unter Zuhilfenahme νοπ zwei Andruekrollen berührt. Die Köpfe liegen dabei zwischen der Leerlaufrolle und der Kapstanwelle. Je kurzer die Länge des Bandes zwischen der Kapstanwelle und der Leerlaufrolle ist, desto höher ist die Frequenz der durch Kratzen verursachten Vibration. In manchen Fällen kann die Vibrationsfrequenz so gelegt werden, daß sie außerhalb eines Bereiches ist, in dem sie zu Mängeln führt. Dennoch wird eine solche Vibration niemals ganz vermieden und ist in anderen Anwendungsfällen wünschenswert.

Es sind schon einige Versuche angestellt worden, eine sog. Nullschleifenanordnung zu konstruieren, bei der das Band um eine große Kapstanwelle gelegt wird und in seiner ganzen Schleife abgestützt wird, während die Köpfe auf den abgestützten Abschnitt des Bandes drücken und ihn gegen die Kapstanwelle legen. Diese Anordnung hat jedoch die gleichen Nachteile wie Magnettrommeiaufzeichner. Exzentrizitäten der Kapstanwelle bzw. der Trommel und Schwankungen in der Dicke des Bandes oder Buckel durch Fremdmaterial (Staub usw.) bewirken, daß der Kopf springt und hüpft. Dadurch geht der konstante Druck zwischen Band und Kopf verloren.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Neuerung, eine Wandlerancrdnung anzugeben, bei der tin im wesentlichen konstanter Druck zwischen den Kopf und dem Band aufrecht-

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erhalten wird, ohne daß das Band in Längsvibration gerät.

Insbesondere ist es dabei eine Aufgabe der Neuerung, eine Nullschleifenwandler- und Bandantriebsanordnung anzugeben, in der der Abschnitt des Bandes im Bereich der Wandlerköpfe im wesentlichen konstante Geschwindigkeit und Spannung hat.

Darüberhinaus ist es eine Aufgabe der Neuerung, ein Bandantriebs- und Wandlergerät anzugeben, das in einem begrenzten Bereich anwendbar ist und das naturgetreue Aufzeichnungen und Wiedergaben gestattet. Das Gerät soll dabei aus wirtschaftlich herzustellenden Teilen aufgebaut sein und einen leichten und akuraten Austausch der Teile gestatten.

Nach der lehre der Neuerung wird ein Band zu einer umlaufenden Trommel und von ihr weggeführt. Diese Trommel kann eine treibende Kapstanwelle sein. Das Band wird auf beiden Seiten der Trommel gespannt, so daß ein Reibkontakt zwischen Band und Trommel vorliegt. Einer oder mehrere Wandlerköpfe sind derart angeordnet, daß sie den Abschnitt des Bandes berühren, der gerade auf der Trommel ist. Die Kopf halterungen sind federvorbelastet oder in anderer Weise so ausgebildet, daß ein konstanter Druck zwischen dem Band und den Köpfen zugesichert ist. Die zylindrische Oberfläche der Trommel weist eine Schicht relativ harten Elastomers auf. Das Band ist daher an die Masse der Trommel gekoppelt und kann nicht in Längsrichtung vibrieren. Zugleich haben Schwankungen in der Banddicke und andere Unregelmäßigkeiten die Wirkung, daß sie das zusammendrückbare Elastomer verändern, nicht aber den Kopf, da die Masse des Elastomers, die unter dem Druck des Kopfes steht, sehr viel geringer ist als die Größe

des Kopfes und die beweglichen Teile der Kopfhalterung.

Weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus der !nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinv/eis auf die Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 z.T. fortgebrochen, eine Aufsicht auf einen Teil des Bandtransportes mit einer Wandlereinrichtung nach der Neuerung;

Flg. 2 einen Teilquerschnitt in Seitenansicht in der Ebene der Linien 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 einen Teil des Gerätes nach den Fig.1 und 2 in auseiüandergenommenem Zustand.

In den Figuren;, insbesondere aber in Fig. 1, ist ein -Teil eines Bandtransports 11 dargestellt, der eine i_ jDeckelplatte 12 und Zufuhr- und Aufnahmehaspeln 'i3bzw. ₍. * "14 zur Speicherung oder Aufnahme eines Bandes 16 aufweist. Das Band 16, das von der Zufuhrhaspel 13 kommt, |wird um ein Führungsorgan 17 herumgeführt und dann um "I eine umlaufende Trommel 18, die in diesem Ausführungs-4/4'beispiel eine angetriebene Kapstanwelle ist, und dann "^Äa;r'um eine Führung 19 zu der Aufnahmehaspel 14· Das Band ist auf beiden Seiten des Kapstans 18 mittels bekannter Mittel gespannt; beispielsweise werden die auf die Haspeln 13 und 14 ausgeübten Drehmomente einzeln gesteuert. Eine Anzahl von Wandlerköpfen 21, 22, 23 und 24 ist verstellbar an der Deckelplatte 12 gehaltert, um das Band 16, das auf dem Kapstan 18 liegt, zu berühren.

Die Konstruktion und die Halterung des Kapstan 18 ist in Eig. 2 dargestellt. Ein Kapstanhslterungselement

26 in Form eines HohlZylinders mit einem Umfangsflansch

27 ist mit seinem Flansch an der Unterseite der Deckelplatte 12 etwa mittels nicht dargestellter Bolzen befestigt. Ein Abschnitt des Flansches 27 und ein sich fäach aufwärts erstreckender zylindrischer Abschnitt 'des Elements 26 ragen durch eine Öffnung 28 in der Dekkelplatte 12. In dem Element 26 liegen obere und untere Eapstanlageranordnungen 31 isnd 32. Sie sind etwa mittels einer Abstandsbuchse 33 gehaltert. Die Lageranordnung wird durch obere und untere Halteringe 36 und 37, die an die oberen bzw. unteren Enden des Elements 26 angreifen, etwa mittels Befestigungsschrauben 38 befestigt. Eine Kapstanwelle 39 liegt in den Lageranordnungen 31 und 32 und die inneren Laufbacken sind durch eine Buchse ■41, die die Welle umgibt, in Abstand voneinander gehalten. Um die Welle 39, die Buchse 41 und die Lager 31 und 32 'zusammenzuhalten, sind obere und untere Haltemuttera 42 and 43 auf die Welle 39 geschraubt. Die Vertikallage der >Welle kann mit äußerster Genauigkeit durch Betätigung 'der Muttern 42 und 43 eingestellt werden. Die Gewinde

;der beiden Muttern haben unterschiedliche Steigung, so daß sie-, wenn sie angezogen werden, als Haltemuttern v/ix- ;ken. Der Kapstan wird durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben, der auf das untere Ende der Welle 39 e_nwirkt.

Wenn der Kapstan 18 auf der Welle 39 montiert wird, ist es wünschenswert, daß der Kapstan auch wieder rasch entfernt werden kann, um die Köpfe fortzunehmen oder auszutauschen, ohne da^ dabei Fehljustierungen in die Vertikallage oder Zentrallage des Eapstans im Bezug zur Welle eintreten. Dementsprechend ist der Kapstan als zylindri-

scher Ring 46 konstruiert» der konzentrisch auf einer oberen Scheibe 47, etwa mittels Bolzen 48 befestigt ist. Der Ring 46 und die Scheibe 47 können aus einem einzigen Stück bestehen;es ist jedoch einfacher, sie getrennt herzustellen, da die Scheibe 47 einen zentralen, sich nach unten erstreckenden, konischen Lagerabschnitt 49 hat, der mit einer entsprechenden konischen Ausnehmung 51 zusammenpaßt, die mittig im oberen Ende der Welle 39 ist. Der Abschnitt 49 kann, wenn gewünscht, auf der Welle verriegelt werden. Die benachbarten Abschnitte auf der Welle und der Abschnitt 49 sind mit genau gearbeiteten Paßfläelien 52 und 53 versehen und werden irgendwie voneinander gelöst, so daß eine rasche und genaue zentrale Einstellung des Kapstans auf der Welle leicht herbeigeführt werden kann. Der !Capstan und die Welle werden mittels eines Bolzens 54 zusammengehalten, der axial den Kapstan durchsetzt und in die Welle geschraubt ist. Der Bolzen 54 wird von dem Kapstan festgehalten, wenn der Kapstan von der Welle fortgenommen wird. Dies geschieht etwa mittels eines Kragens 56.

Das zylindrische Kapstanorgan 46 dient als Basis für eine zylindrische Kapstanoberflächenschicht 57 aus einem elastomeren Material, wie etwa Gummi. Diese Oberflächenschicht 57 berührt das Band 16.

Wie später noch näher erläutert wird, sind Mittel vorgesehen, mit denen die Köpfe vorübergehend außer Berührung mit dem Kapstan gebracht werden können. Hierzu ist, wie Pig. 2 zeigt, ein Solenoid 58 vorgesehen, das etwa mittels eines Bügels 59 an der Unterseite des Flansches 27 befestigt ist. Das Solenoid hat einen Betätigungsarm 61, in dem sich ein Schlitz 62 befindet, der einen Stift 63 umfaßt, welcher nach unten von einem Ring 64 ausgeht.

Der Ring 64 sitzt in der oberen Släche des Flansches konzentrisch zum Kapstan 18. Die Anordnung ist derart,, daß "bei Erregung oder Enterregung des Solenoids 58 der Ring 64 in die eine oder andere Richtung gedreht wird,; um die verschiedenen Köpfe zwischen Arbeitsstellung und zurückgezogener Stellung zu bewegen. Der Ring 64 weist eine Anzahl von nach oben verlaufenden Stiften 66, 67, 68 und 69 auf zum Zurückziehen der Köpfe. Jeweils ein Stift ist jeweils einem der Köpfe 21 - 24 zugeordnet.

Die Konstruktion und Anordnung der Wandlerköpfe ist in Pig. 3 dargestellt. Der Kopf 21, der im folgenden näher beschrieben wird, hat eine flache Vorderfläche 71, in der eine Anzahl verschiedener Wandlerelemente 72 eingesetzt ist. Die Anzahl dieser Wandlerelemente entspricht der Anzahl der auf dem Band aufzuzeichnenden Magnetspuren. Der Kopf 21 sitzt auf einer Blattfeder 73, die sich von einem Lagerblock 74 in einer Richtung erstreckt, die der Drehrichtung des Kapstans 18 entspricht (in den Pig. 1 und 3 im Uhrzeigersinn), so daß bei Drehung des Kapstans der Kopf 21 von dem Halterungsblock 74 fortgezogen wird. Der Block 74 erstreckt sich seinerseits nach oben von einer Basis 76 aus, die besonders dahingehend ausgebildet ist, daß mit ihr der Kopf genau im Bezug zum Kapstan und den anderen Köpfen, die folgen, eingestellt werden kann.

Jede Basis 76 hat die Form eines Keils mit winkelig zueinander verlaufenden Seitenflächen 77 und 78 (siehe insbesondere Pig. 1). Im zusammengesetzten Zustand liegen die Flächen 77 und 78 auf radialen Ebenen im Bezug zum Kapstan 18. Diese Flächen sind besonders genau als Paßflächen gearbeitet, so daß die Basen im zusammengesetzten Zustand gegea 3©v/eila benachbarte Basen andrücken,

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Das Ergebnis ist, daß die Wandlerelemente 72 der verschiedenen Köpfe jeweils gleichen Winkelabstaad voneinander haben und, selbst wenn sie fortgenommen werden, leicht wieder zusammengesetzt v/erden können und den gleichen Abstand einnehmen können, wie vordem.

Damit die Basis 76 genau radial in Bezug zum Kapstan eingestellt werden kann, ist ein Einstellring 79 vorgesehen, der in einer ihm angepaßten Ausnehmung 81 in dem Plansch 27 konzentrisch, zum Kapstan gelagert ist. Der Ring 79 erstreckt sich bis über die Oberfläche des !Flansches 27. Jede Basis 76 hat eine ihr angepaßte Ausnehmung 82 für den Ring 79. Tatsächlich ist die Ausnehmung 82 mit einiger Toleranz hergestellt, so daß der Ring lose in sie paßt. Die radial mehr nach innen weisenden Flächen des Rings und der Ausnehmung 82 sind genau als P&ßflachen gearbeitet. Dies sind die Flächen, die natürlich erweise aneinanderstoßen, wenn das Gerät zusammengesetzt ist, wobei dann die Feder 73 das Organ 76 von dem Kapstan fortstößt.

Zum Zusammensetzen der Köpfe wird zunächst der Kopf 21 auf den Ring 79 aufgesetzt und mittels Bolzen 83 befestigt, die lose in Löchern 84 in dem Organ 76 sitzen und in dea Flansch 27 geschraubt sind. Die lockere Lage der Bolzen in den Löchern 84 gestattst bis zu einem gewissen Grad eine Justierung, so daß die radial am ^eisten nach innen weisenden Flächen des Rings 79 und der Ausnehmung 82 in genauen Eingriff miteinander gebracht werden können. Werden jedoch die Bolzen 83 danach angezogen, so ist der Kopf fest gehaltert. Dann wird de." zweite Kopf 22 in ähnlicher Weise montiert, jedoch mit der Ausnahme, daß er in Umfargsrichtung auf dem Ring verschoben wird, so daß die aneinanderliegenden Paßflächen 77 und 78 aneinander stoßen, bevor die Bolzen 83

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angezogen werden. Die anderen Köpfe werden in äJinliclier Weise montiert. Sind alle Köpfe auf diese Weise montiert, εο sind sie mit äußerster Genauigkeit eingestellt, liegen körperlich fest am Ring 79 und auch aneinander an. Die Winkelabstände zwischen den Wandlerelementen 72 der einzelnen Köpfe sind jeweils gleich.

Ist es erwünscht, die Köpfe von dem Kapstan fortzuziehen, etwa zum Einlegen des Bandes oder zum schneiden Vorwärtslauf der Maschine oder zum Rückwickeln oder Aotpielen, oder sollen die Köpfe nicht dauernd auf die Gummischicht 57 des Kapstans drücken, währsnd die Maschine außer Betrieb ist, so wird der Ring 64- beispielsweise im Uhrzeigersinn, wie durch die Pfeile 86 in Fig. 3 angedeutet, gedreht, so daß der Stift 66 sich ebenfalls in Uhrzeigerrichtung bewegt. Der Stift stößt an eine BOcke 87,die am Boden des Kopfes 21 angebracht ist. Dadurch wird dann der Kopf von dem Kapstan fortgedrängt, wie dies der Pfeil 88 zeigt. Alle Köpfe werden dadurch zugleich abgezogen. Das Solenoid kann derart ausgebildet sein, daß es bei Erregung die Köpfe in Andruck bringt und bei Enterregung die Köpfe zurückzieht. Man hat so Sicherheit im "Falle eines Versagens.

In Fig. 1 ist eine zusätzliche Federung für den Kopf 22 dargestellt. Zu ihr gehört eine Hohlschraube 91» die durch den Block 74 geschraubt ist und mit einem feder* belasteten Stift 92 verseLeu ist, der aus ihr hinausragt und gegen den Kopf 22 der von der Blattfeder 73 abgewendeten Seite drückt. Diese Anordnung gestattet eine Justierung der Druckstärke, mr'.t der der Kopf gegen das Band und den Kapstan andrückt.

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In der Basis 76 und in dem Plansch 27 sind Öffnungen 93
und 94 vorgesehen, die zur Anbringung von Buchsen-Stekker-Anschlußstücken dienen (nicht dargestellt). Diese |

Anschlußstücke gestatten eine elektrische Verbindung |

mit den Anschlußdrähten 96 des Kopfes. I

Beim Betrieb wird das Band 16 (in Pfeilrichtung 97) von f

der Zufuhrhaspel zu der Aufnahmehaspel (Pfeilrichtung f

98) durch den Kapstan 18 (Pfeilrichtung 99) bewegt, wäh- f

rend die Federung 73 und 91 die Köpfe mit im wesentli- I

chen kontsantem Druck auf das Band drückt. Das Band steht f

in Kontakt mit der Gummioberfläche 57 des Kapstansund ist j

wirksam an die Oberfläche des Kapstans derart gekoppelt, |

daß es nicht in Längsvibrationen geraten kann. Die Größe §

des Bandes allein ist nicht die einzige Masse, die durch |

Längsvibrationen, wie bei Maschinen mit offener Schleife |

oder mit geschlossener Schleife, bewegt wird. Auch die §

angekoppelte Masse des Kapstans und der Schicht 57 müssen f

bewegt werden. Bei der Ausführung der Neuerung sind die- I

se angekoppelten Massen aber zu groß. Das Ergebnis ist, I

daß der Kratzeffekt des Bandes auf dem Kopf keine Längs- I

vibrationen bewirkt. Treten andererseits Bandabmessungs- j

änderungen, z.B. eine zunehmende Banddicke zwischen dem \

Kopf und der Schicht 57 auf, so wird das Elastomer radial j

»nach innen bewegt, nicht aber, oder nur in verschwindend |

geringem Maße, der Kopf nach außen. Die Masse des Elasto- * mers, die unter dem Druck des Kopfes steht, ist wesentlich kleiner als die Masse des Kopfes. Die elastischen
Rückstellkräfte des Elastomers und des Kopfes sind selbstverständlich die gleichen, da sie im Gleichgewicht entgegengesetzt zueinander verlaufen. Daher muß sich das Elastomer bewegen. Hach der elastischen Verdrehung nimmt das
Elastomer rasch seine ursprüngliche Lage wieder an, je-

..U A 9kl

%ß \S M feg, KJ T^

denfalls viel rascher als dies der viel schwerere Kopf
tun könnte.

Es wurde festgestellt, daß es wünschenswert ist, ein j Elastomer zu verwenden, das die größtmöglichste Härte \ hat. Die Grenze ist dabei, daß die Härte nicht die Fähigkeit des Elastomers beeinträchtigt, nach einer Verformung wieder seine ursprüngliche Form anzunehmen. j Eine Möglichkeit, einem Elastomer eine extreme Härte j zu geben ist, es mit einem Füllmaterial zu beladen.
Das Füllmaterial bewirkt jedoch von einer gewissen I

Grenze ab, daß das Elastomer eine Hysterese aufweist,

ι d.h. nur langsam nach einer Verformung seine Ursprung- I

liehe Form wieder annimmt. In der Praxis erwies sich |

ein Elastomer, wie etwa Gummi, mit einer Härte von 50 |

bis 80 Durometer und einer Schichtdicke von etwa 1/16 j

bis 1/8 Zoll (1,6 - 3,2 mm) als zufriedenstellend. j

Die Neuerung schafft also ein Wandlergerät mit umlau- j fender Trommel, die ein treibender Kapstan sein kann \ und eine elastomere Oberfläche hat, die ein Band vor ' Iiängsvibrationen "bewahrt. Es sind Mittel vorgesehen,
die einen Reibschluß zwischen Band und Trommel bewirken. Wandlerköpfe drücken etwa unter der Wirkung von
Federn auf den abgestützten Abschnitt des Bandes mit ' j ^im wesentlichen konstantem Druck. Das Elastomer, das I

unter dem Druck eines Kopfes steht, hat eine geringe- \ re Masse als der Kopf. Dickenanderungen des Bandes
bewirken eine Verformung und rasche Rückformung des
Elastomers, nicht aber eine Verlagerung des Kopfes.
Das Ergebnis ist, daß ein praktisch vollständig konstanter Druck zwischen Kopf und Band erreicht wird*

Claims

SCEU! ZAISPfiÜCHS

1. Uullschleifenwandler für ein sich, bewegendes Band, mit einem nachgiebigen Widerlager, das dr.s Band "ho-rühT*+ und sich, mit ihm über eins vorgegebene Zone längs der Bahn des Bandes bewegt, mit Mitteln, die das Band und das Widerlager in Druck-F.eib-Kontakt halten, während es durch die vorgegebene Zone läuft und mit einem Wandler, der mit vorgegebenem Druck von der dem Widerlager abgewandten Seite innerhalb der vorgegebenen Zone gegen das Band gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet» daiJ da3 Widerlager aus einem Elastomer besxeftt, das die größte Härte wie nur möglieh hat, ohne an Elastizität nach Beaufschlagung zjr verlieren.

2. Hullschleifenwanälesr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager aus einem Elastomer besteht, das eine Härte von 50 bis 80 Durometer hat.