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Tonbandlaufwerk
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Die Erfindung betrifft ein Tonbandlaufwerk mit zwei Wickeldornen zum
Aufwickeln bzw. Abwickeln eines Magnetbands, von denen wenigstens einer über ein
Getriebe mit einem Elektromotor kuppelbar ist.
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Bei herkömmlichen Tonbandlaufwerken treibt der Elektromotor eine mit
einem Schwungrad verbundene Tonwelle an, an die das MagnetSantena ef bzw.Wiederyabe
gedrückt wird. Die Wickeldorne werden über Rutschkupplungen und ein drehzahlminderndes
Getriebe entweder von demselben Elektromotor oder aber von zusätzlichen Elektromotoren
angetrieben. Herkömmliche Tonbandlaufwerke sind deshalb relativ aufwendig und damit
teuer. Bei den Rutschkupplungen und dem üblicherweise als Reibrollengetriebe oder
Riemengetriebe ausgebildeten Getriebe des Wickeldornantriebs handelt es sich um
Verschleißteile, die vielfach nur nach Zerlegen des Laufwerks ausgewechselt werden
können. Schließlich ist das hohe Gewicht der Schwungmasse bei vielen Anwendungsfällen
unerwünscht.
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Bei Tonbandlaufwerken, an die zwar zufriedenstellende, aber nicht
allzu hohe Gleichlaufforderungen gestellt werden, wurde bereits versucht, das Magnetband
bei der Auf- nahme bzw. Wiedergabe nicht über eine Tonwelle, sondern über den aufwickelnden
Wickeldorn anzutreiben, wobei dann allerdings die sich mit dem Wickeldurchmesser
ändernde Bandgeschwindigkeit in Kauf genommen wurde. Bei diesen Tonbandlaufwerken
waren aber hinreichende Gleichlaufeigenschaften nur unter Verwendung einer Schwungmasse
und einem mechanisch entkoppelnden Riemen- oder Reibradgetriebe zwischen dem Elektromotor
und dem Wickeldorn zu erreichen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein möglichst kleines, leichtes und
dabei konstruktiv einfach und damit preiswertes Tonbandlaufwerk hoher Zuverlässigkeit
anzugeben, welches für den Einsatz im Sprachfrequenzbereich ausreichende Gleichlaufeigenschaften
hat.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der b~ der
Auf-Elektromotor zum Antrieb des Magnetbands nahme bzw. Wiedergabe über ein Zahnradgetriebe
formschlüssig mit dem bei Wiedergabe aufwickelnden Wickeldorn kuppelbar ist und
daß der Elektromotor als Gleichstrommotor mit einem Dauermagnetständer und einem
eisenlosen Läufer mit Schrägwicklung ausgebildet ist. Ein solches, auch für Tonbandkassetten
geeignetes Tonbandlaufwerk ist insbesondere für den Einsatz in Telefonanrufbeantwortern
und Diktiergoräten geeignet. Der Elektromotor treibt das Magnetband bei der Auf-
nahrme bzw. Wiedergabe nicht über eine Tonwelle, sondern ausschließlich über den
aufwickelnden Wickeldorn an. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Tonbandlaufwerken
ist jedoch der Elektromotor über das Getriebe formschlüssig mit dem Wickeldorn verbunden,
also mechanisch nicht vom Wickeldorn entkoppelt. Damit entfallen die Verschleißteile
herkömmlicher
Tonbandlaufwerke. Obwohl Zahnradgetriebe aufgrund des wechselnden Eingriffs der
Zähne an sich dazu neigen, zusätzliche Gleichlaufschwankungen zu erzeugen, hat sich
überraschenderweise gezeigt, daß bei Verwendung eines Gleichstrommotors mit Dauermagnetständer
und eisenlosem Läufer mit Schrägwicklung keine Schwungmasse erforderlich ist. Während
herkömmliche Gleichstrommotoren mit einem Eisenanker Gleichlaufschwankungen erzeugen,
wenn sich die Läuferpole an den Ständerpolen vorbeibewegen, treten derartige Gleichlaufschwankungen
bei Gleichstrommotoren mit eisenlosem Läufer mit Schrägwicklung nicht auf. Bei Verwendung
eines derartigen Gleichstrommotors bedarf es keiner mechanischen Entkopplung zwischen
Motor und Wickeldorn und auch keiner Schwungmasse, um zumindest im Sprachfrequenzbereich
zufriedenstellende Gleichlaufeigenschaften zu erreichen.
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Der Läufer des Gleichstrommotors kann die Form eines den Dauermagnetständer
übergreifenden Glockenläufers -haben, der in einem zylindrischen Spalt zwischen
dem Dauermagnet des Ständers und einem hohlzylindrischen Eisenrückschluß läuft.
Ebenso geeignet sind Scheibenläufermotoren, wobei es aber auch hier darauf ankommt,
daß die Wicklung des Läufers als Schrägwicklung ausgebildet ist Schrägwicklungen
haben den Vorteil, daß ihre-Windungen bei der Läuferdrehung keiner abrupten Feldänderung-ausgesetzt
sind, die -zu Gleichlaufschwankungen führen würde. Die Windungen der Schrägwicklung
können Rautenform haben, wobei die einzelnen Rauten in Umfangsrichtung gegeneinander
versetzt sind. Die Windungen können sich aber auch zur Erzeugung eines zylindrischen
Wickelkörpers schräg von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite des Wickelkörpers
erstrecken.
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Um die Schaltstöße des Zahnradgetriebes möglichst klein zu halten,
werden schräg verzahnte Zahnräder bevorzugt. Besonders geeignet sind pfeilverzahnte
Räder. Die durch Abwälzfehler der
Zahnräder entstehenden Gleichlaufschwankungen
können weiterhin durch einen möglichst klein gewählten Modul verringert werden.
Der Modul der Zahnräder sollte kleiner gleich 0,35 sein.
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Um evtl. vorhandene Rest/Gleichlaufschwankungen auf elektrischem Wege
ausregeln zu können, sollte die Massenträgheit der Antriebsorgane des Tonbandlaufwerks
möglichst klein sein.
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Die Zahnräder des Zahnradgetriebes bestehen deshalb vorzugsweise aus
Kunststoff.
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Um auf konstruktiv einfache Weise den Elektromotor sowohl für die
bzw. Wiedergabe als auch für den schnellen Rücklauf ausnutzen zu können, ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, daß der Elektromotor zum Antrieb des Magnetbands beim schnellen Rücklauf
über ein zweites Zahnradgetriebe formschlüss-ig mit dem beim Rücklauf aufwickelnden
Wickeldorn kuppelbar ist und daß an einem um die Drehachse des Elektromotors schwenkbaren
Arm ein mit einem Abtriebsritzel des Elektromotors ständig kämmendes Zahnrad drehbar
gelagert ist, welches mit einem abhängig von der Schwenkstellung des Arms wechselweise
mit einem Zahnrad des ersten oder des zweiten Zahnradgetriebes in Eingriff zu bringendes
gleichachsiges Ritzel fest verbunden ist.
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Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Draufsicht
auf ein Kassettenlaufwerk; Fig. 2 eine Draufsicht auf das Kassettenlaufwerk nach
Fig.1 bei abgenommener Deckplatte im Wiedergabebetrieb; Fig. 3 eine Draufsicht auf
das Kassettenlaufwerk nach Fig.1 im Rückspulbetrieb; Fig. 4 einen Axialschnitt durch
einen im Kassettenlaufwerk nach Fig. 1 verwendbaren Gleichstrommotor; Fig. 5 eine
perspektivische Darstellung des Läufers des Gleichstrommotors nach Fig. 4.
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Das Kassettenlaufwerk der Fig. 1 trägt auf einer Deckplatte 1 zur
Justierung einer Tonbandkassette 3 relativ zu einem an einer Grundplatte 5 befestigten
Tonkopf 7 Führungs#stifte 9 bzw. 11. Die Führungsstifte 9 sind fest an der Deckplatte
1 angebracht, währed die Führungsstifte 11 quer zu den Führungsstiften 9 beweglich
und federnd vorgespannt gehalten sind.
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Zwei über die Deckplatte 1 vorstehende Wickeldorne 13 bzw 15 greifen
formschlüssig in nicht näher dargestellte Wickelnaben der Tonbandkassette 3, auf
die das Tonband je nach Bewegungsrichtung auf- bzw. abgewickelt wird.
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Zum Antrieb des Kassettenlaufwerks ist ein einziger Gleichstrommotor
17 (Fig. 2 und 3) vorgesehen, der wechselweise entweder im Aufnahme- bzw. Wiedergabebetrieb
den Wickeldorn 13 oder im schnellen Rücklauf den Wickeldorn 15 antreibt Fig. 2 zeigt
bei abgenommener Deckplatte 1 ein Abtriebsritzel 19 des Gleichstrommotors 17, welches
ständig mit einem an einem Arm 21 gelagerten Zahnrad 23 kämmt. Der Arm 21 ist gleichachsig
zu dem Ritzel 19 schwenkbar an der Grundplatte 5 gelagert, so daß ein gleichachsig
drehfest mit dem Zahnrad 23 verbundenes Ritzel 25 wahlweise mit einem drehbar an
der Grundplatte 5 gelagerten Zahnrad 27 oder einem gleichachsig drehfest mit der
Wickelwelle 15 verbundenen Zahnrad 29 in Eingriff gebracht werden kann. Fig. 2 zeigt
das Ritzel 25 in Eingriff mit dem Zahnrad 27. Mit dem Zahnrad 27 ist gleichachsig
drehfest ein Ritzel 31 verbunden, welches ständig mit einem gleichachsig drehfest
mit dem Wickeldorn 13 verbundenen Zahnrad 33 kämmt.
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Der Gleichstrommotor 17 treibt den Wickeldorn 13 über das aus den
Rädern 19,23,25,27,31 und 33 bestehende Zahnradgetriebe mit konstanter Drehzahl
an. Die Bandgeschwindigkeit ändert sich damit abhängig vom momentanen Wickeldurchmesser
auf dem
ziehenden Wickeldorn 13. Soweit die Aufnahme und Wiedergabe
auf demselben Kassettenlaufwerk durchgeführt wird, wird das Tonband bei der Wiedergabe
jedoch an jeder Stelle mit der auch bei der Aufnahme benutzten Bandgeschwindigkeit
bewegt.
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Fig. 3 zeigt das Kassettenlaufwerk während des Rückspulbetriebs.
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Der Arm 21 ist nach links geschwenkt, so daß das Ritzel 25 mit dem
Zahnrad 29 kämmt und den Wickeldorn 15 gegensinnig zur Drehrichtung des Wickeldorns
13 antreibt. Das Untersetzungsverhältnis des aus den Rädern 19,23,25 und 29 bestehenden
Zahnradgetriebes ist geringer als das des im Wiedergabebetrieb wirksamen Zahnradgetriebes,
so daß der Wickeldorn 15 beim schnellen Rücklauf mit höherer Drehzahl droht als
der Wickeldorn 13 beim Aufnahme- und Wiedergabebetrieb.
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Um Gleichlaufschwankungen aufgrund des Zahneingriffs der Zahnradgetriebe
zu verringern, sind sämtliche Zahnräder schräg verzahnt und haben einen Modul von
etwa 0,3 . Sie bestehen, bis auf das Ritzel 19, zur Verringerung des Schwungmoments
aus Kunststoff.
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Die Figuren 4 und 5 zeigen Einzelheiten des Gleichstrommotors 17.
Ein zur Bildung der Ständerpole radial magnetisiert#er Permanentmagnet 35 sitzt
auf einem zentrischen Ansatz 37 eines Stirnflansches 39, der in einem den Permanentmagnet
35 gleichachsig umschließenden, zylindrischen Rohr 41 gehalten ist.
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Der Ansatz 37, der Stirnflansch 39 und das Rohr 41 bilden den Eisenrückschlußweg
des Permanentmagnets 35. In den zylindrischen Ringspalt zwischen dem Permanentmagnet
35 und dem Rohr 41 greift eine Schrägwicklung 43 eines eisenlosen, in Fig. 5 näher
dargestellten Läufers 45. Die Schrägwicklung 43 hat von einer Stirnseite zur anderen
schräg zur Umfangsrichtung verlaufende Windungen 47, die in Lagen mit wechselnder
Neigung
zur Umfangsrichtung gewickelt sind. Die Schrägwicklung
43 ist fliegend an einem Flansch 49 gehalten, der fest auf einer das Ritzel 19 tragenden
Abtriebswelle 51 sitzt. Die Abtriebswelle 51 ist einerseits in einem Sinterlager
53 des Stirnflansches 39 und andererseits in einem Sinterlager 55 eines am Rohr
41 befestigten Stirnflansches 57 gelagert. Mit 59 ist in Figur 4 ein Kommutator
des Gleichstrommotors 17 bezeichnet;#Anschlußfahnen sind bei 61 dargestellt.