DE2416005A1

DE2416005A1 - Lauufwerk fuer endlose baender

Info

Publication number: DE2416005A1
Application number: DE2416005A
Authority: DE
Inventors: Norikazu Sawazaki; Hiroyuki Tsukamoto; Motoi Yagi
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1973-04-04
Filing date: 1974-04-02
Publication date: 1974-10-24
Also published as: CH577727A5; GB1464921A; US3946959A; SE398932B; CA1033059A; IT1011208B; AU6719274A; NL7404368A; FR2224385A1; BR7402643D0; FR2224385B1; DE2416005B2; DE2416005C3

Description

DIPL.-ING. A. GRÜNECKER 8000 monchhn 22

DR.-ING. H. KINKELDEY Maximiliansh-οββ 43

_ Tefefon (08 11) 22 2862 (4 lines)

DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae. E. ,CAUR₁NSTOFrECHN, ,, ' ,J-,

Telegramme Monapat München

PATENTANWÄLTE Telex 05-29380

DR. K. SCHUMANN - DIPL.-ING. P₁ JAKOB

2416005 ²· ^April

P 8049

TOKIO SHIBAUEA SLECTEIC CO., LTD. 72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Japan

Laufwerk für endlose Bänder

Die Erfindung betrifft ein Laufwerk für endlose Bänder mit einer Grundplatte,' insbesondere betrifft die Erfindung ein Laufwerk für endlose Bänder, das bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Video-Signalen verwendet wird.

Ein Video-Bandaufnahmegerät wird üblicherweise einge-· setzt, um Video-Signale , wie sie z.B. beim Fernsehen verwendet werden, aufzuzeichnen und wiederzugeben. Bei den herkömmlichen Geräten dieses Typs wird das endlose Band sowohl bei der Aufzeichnung als auch bei der- Xiiedergabe mit hoher Geschwindigkeit abgetastet. Dazu ist

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Bankkonten: H. Aufhäuser. Mönchen 1735 53 · Deutsche ScpW Mr,-,cb*n Iä/250'3 · Po^ti-ho^oc-O Μ·>Λ«5 i<?!2 -ⁿ"'

ein drehbarer Magnetkopf vorgesehen, wobei die Videosignale schräg zu dem endlosen Band aufgezeichnet und wiedergegeben werden. Als Ergebnis hiervon muß ein die Spurführung oder das Spurhalten sicherstellendes Servo-System verwendet werden; darüberhinaus läßt sich nicht vermeiden, daß die Anordnungen sowohl des drehbaren
Magnetkopfes als auch des Laufwerkes kompliziert werden,, - so daß es nicht möglich ist, eine Miniaturisierung des gesamten Video-Bandaufnahmegerätes zu erreichen ; dadurch ergeben sich auch die hohen Kosten eines
solchen Gerätes» Weiterhin hat das herkömmliche Video-Bandaufnahmegerät den Nachteil, daß die Aufzeichnung
nicht bei einem Magnetband mit stark erhöhter Dichte
durchgeführt werden kann, da die Spurteilung oder der seitliche Spurabstand in Anbetracht der Anforderungen an die Genauigkeit der Spurführung und an die Austauschbarkeit eines Bandes nicht mehr wesentlich verringert werden kann; daraus ergibt sich jedoch, daß ein beträchtlicher Verbrauch an Bändern auftritt.

Andererseits kann man jedoch theoretische Überlegungen anstellen, einen stationären Magnetkopf zu verwenden,, um die geforderte Vereinfachung und Miniaturisierung des Video-Bandaufnahmegerätes zu erreichen. Bsim Einsatz eines solchen stationären Magnetkopfes erfordert jedoch die Aufzeichnung und Wiedergabe von Signalen
mit hoher Frequenz wie z.B. Video-Signale, daß das
Magnetband mit einer Geschwindigkeit läuft, die drei
Meter in der Sekunde und mehr betragen kann. Als Ergebnis hiervon muß ein sehr langes, endloses Band
verwendet werden, so daß eine stabile, gleichmässige
Bewegung nicht möglich ist. Sind z.B. in einem üblichen, 1525 cm ( 1/2 Zoll ) breiten endlosen Band für ein Video-Bandaufnahmegerät zehn Spuren ausgebildet mit einer

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Standard-Spurteilung von 1 mm, und wird das Band mit einer Geschwindigkeit von 3i3 m pro Sekunde bewegt, so erfordert die Aufzeichnung und Wiedergabe von 3o Minuten ein Band, das ungeführ 6oo in lang ist. Bisher war die Bewegung eines so langen, endlosen Bandes mit der oben erwähnten hohen Geschwindigkeit immer von folgenden Schwierigkeiten begleitet: es treten Frequenzschwankungen oder Schwebungen auf, die aus der ungleichmässigen Bewegung des endlosen Bandes resultieren, so daß das wiedergegebene Bild instabil ist; dabei werden zwei Arten von Frequenzschwankungen unterschieden, wobei die eine , auch als Wow bezeichnete Schwebung im Frequenzbereich bis 6 Hz auftritt, während die itn Englischen als flutter bezeichnete Instabilität z.B. als Schwebung im Bereich von 6-30 Hz auftritt und sich als Flackern bemerkbar macht; weiterhin kann auch das bei großen Reibungskräften- auftretende unerwünschte sog. " Einfressen ·' des endlosen Bandes an einen speziellen Teil seiner Führung oder eines Durchgangs zu seinem Anhalten oder zum Bruch führen. Weiterhin macht es die Verwendung eines solch langen endlosen Bandes , wie es oben beschrieben wurde, erforderlich, die Bandspule zu verbreitern,einen Motor mit großer Leistung einzusetzen und den lockeren, nicht gespannten Dämpfbereich des endlosen Bandes zu verlängern, so daß das Video-Bandaufnahmegerät nicht den gewünschten kompakten Aufbau hat.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Laufwerk für endlose Bänder zu schaffen, das die Miniaturisierung und Vereinfachung zulässt und insbesondere für die Aufzeichnung und Wiedergabe von

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Video- Signalen geeignet ist, wobei sich das endlose Band nicht nur in stabilem Zustand bewegen kann, sondern wobei auch der seitliche Spurabstand verringert werden kann, so daß es nicht mehr nötig ist, ein so langes endloses Band zu verwenden.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß beseitigt durch, eine Einrichtung,die drehbar auf der Grundplatte eine Spule hält, um die ein endloses Band gewi.ekelt ist, durch eine Führungsvorrichtung, die das Band von der Rolle für das endlose Band abzieht, wobei mit dem inneren Umfang der Bandrolle begonnen wird und das abgezogene Band so geführt wird, daß es wieder auf dem äusseren Umfang der Bandrolle aufgenommen wird, durch eine Antriebsvorrichtung, die das abgezogene Band mit einer Geschwindigkeit von mehr als 5 m pro Sekunde längs der Führungsvorrichtung bewegt, und durch eine Begrenzungseinrichtung, die auf die Bandrolle eine separate Kraft ausübt, die der Zentrifugalkraft entgegen gerichtet ist, die auf die sich schnell drehende Bandrolle ausgeübt wird, wobei die zwischen den benachbarten Windungen der. Bandrolle wirkenden Reibungskräfte ausgeglichen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden , schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Kurvendiagramm mit einer Darstellung der Beziehung zwischen der Laufgeschwindigkeit und der Spannung eines endlosen Bandes zum besseren Verständnis dieser Erfindung;

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Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Bandlaufwerkes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine detaillierte Schnittansicht, der man die Position der Rollen entnehmen kann, die gemeinsam als Begrenzungseinrichtung bei dem Laufwerk nach Fig. verwendet werden;

Fig. k. eine perspektivische Ansicht mit einer Darstellung der relativen Positionen der Spuren eines endlosen Bandes'und eines Magnetkopfes;

Fig. 5 A und 5 B perspektivische bzw. Schnittansichten einer zur Begrenzung des Bandes dienenden Platte, die statt der Begrenzungsrollen nach Fig. 3 verwendet wird;

Fig. 6 A, 6 B, 6 C und 6 D sowie Fig. 7 Ergebnisse von Messungen der Beziehung zwischen der Geschwindigkeit eines endlosen, von dem Laufwerk nach der Erfindung bewegten Bandes und der Frequenzschwankungs-Charakteristiken in den beiden Frequenzbereichen von wiedergegebeneii Video-Signalen j und

Fig_o 8 und 9 die Ergebnisse von Messungen der Beziehung zwischen der Länge eines endlosen Bandes und dem Auftreten von Flackern bzw. Frequenzschwankungen im höheren Frequenzbareich sowie der· Beziehung zwischen der Länge uxid dem Auftx*eten -von Frequenz Schwankung en im unteren Bereich oder ¥ows, wobei die Laufgeschwindigkeit des endlosen Bandes als Parameter vorwendet wird»

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Das Laufwerk für endlose Bänder nach dieser Erfindung übt eine ausreichende Begrenzungskraft auf eine Rolle eines endlosen Bandes aus, um die große Zentrifugalkraft auszugleichen, der die Rolle des endlosen Bandes ausgesetzt wird, wenn sie mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die höher als 5 m pro Sekunde ist$ dadurch werden die Variationen in der Spannung der jeweiligen Windungen einer Rolle eines endlosen Bandes verringert, die durch die unterschiedlichen Größen der Reibung verursacht werden, die. Zivischen den benachbarten Windungen vorliegt.

Aufgrund von durchgeführten Experimenten hat sich herausgestellt, daß der instabile Lauf oder die ungleicluaässige Bewegung eines Bandes, das von einer Vorrichtung angetrieben wird, die einen stationären Magnetkopf verwendet, vorwiegend ihren Ursprung in den variierenden Spannungen der Drehungen oder Windungen der Bandrolle hat. Die gesamte, auf eine Rolle eines endlosen Bandes als Ganzes ausgeübte Spannung T besteht im wesentlichen aus einer Summe der folgenden Einzelkräfte: eine Spannkraft Tc, die durch die Zentrifugalkraft verursacht wird, der die jeweiligen Drehungen der rotierenden Rolle des endlosen Bandes unterworfen werden; eine Reibungskraft Tf, die zwischen den benachbarten Windungen der Bandrolle wirksam ist 5 und eine Reibungskraft Tr"f.die zwischen einem die Rolle mit dem endlosen Band halternden Glied und der ICon- £aktoberfläche einer jeden Windung auftritt, die gegen das Halteglied gepresst wird. Die oben er-wälrat© Gesairröspammzig T kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt .werden;

T =·. Tc 4· Tf -«- Tr - ( i" }

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Die in der obigen Gleichung austretende Spannkraft Tc kann theoretisch bestimmt werden. Bezeichnet man die Geschwindigkeit , mit der das endlose Band läuft, mit ν und die Masse der Einheitslänge des Bandes mit in, so ergibt sich die folgende Gleichung:

Tc = mv² ( 2 )

Ist die Geschwindigkeit der Rolle des endlosen Bandes konstant, so ist auch die Spannkraft Tc konstant. Im Gegensatz hierzu variieren die oben erwähnten Reibungskräfte immer sowohl mit der ungleichmässigen Qualität eines endlosen Barides als auch aufgrund der an verschiedenen Stellen stattfindenden Reibung zwischen benachbarten Windungen der Rolle des endlosen Bandes nder zwischen den Kontaktoberflächen der Windungen und den Halterungen der Rolle des endlosen Bandes; schließlich ändern sich diese Reibungskräfte auch mit der Zeit. Bezeichnet man eine Zusammenfassung dieser fluktuierenden Reibungskräfte mit Tv, so ergibt sich d4.e folgende Gleichung:

T = Tc + Tv ( 3 )

Die auf das gesamte endlose Band ausgeübte Gesamtspannung T steht in einer experimentell bestimmbaren Beziehung mit einer Spannung, die auf das von der Rolle für das endlose Band abgezogene Band ausgeübt wird; d.h. also, daß diese Spannung ebenfalls experimentell bestimmt werden kann. Als dme Gesamtspannung T experimentell bestimmt wurde, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit ν des endlosen Bandes geändert wurde, ergab sich, daß die Bewegungsgeschwindigkeit ν in einer durch die Kurve 1 angegebenen Beziehung

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mit dem Verhältnis Tc/T der Spannkraft Tc zu der Ge samt spannung T oder dem Verhältnis Tv/T der oben erwähnten, zusammengefassten Reibungskraft Tv zu der Gesamtspannung T steht. In Fig. 1 ist auf der Abszisse die Bewegungs- oder Bandlaufgeschwindigkeit ν des Bandes und auf der Ordinate das Verhältnis Tc/T und Tv/T aufgetragen, wobei die Geschwindigkeit in n/sec und das Verhältnis in % ausgedrückt sind. Aus Fig. 1 ergibt sich, daß das Verhältnis der zusammengesetzten, variable Komponenten enthaltenden Reibungskraft Tv zu der Gesamtspannung T fortschreitend in der Form einer Kurve zweiter Ordnung abnimmt, wenn die Bandlaufgeschwindigkeit ansteigt, während das Verhältnis der konstanten Spannkraft Tc zu der Gesamtspannung T fortschreitend in der Form einer Kurve zweiter Ordnung mit einer Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit des Bandes größer wird.

Die in Fig. 1 dargestellten experimentell gewonnenen Resultate lassen sich auch aus Gleichung (2) ablesen. Danach steigt nämlich die Spannkraft Tc proportional mit dem Quadrat der Bandlaufgeschwindigkeit , während die zusammengesetzte Reibungskraft Tv durch die Bandlaufgeschwindigkeit kaum beeinflusst wird.

Variationen in der Gesamtspannung des Bandes bewirken, daß eine wiedergegebene Abbildung Schwebungen oder Frequenzschwankungen ( wows ) und Instabilitäten, insbesondere Flackern, zeigt. Dabei werden Frequenzschwankungen bis 6 Hz mit Wows bezeichnet, während Frequenzschwankungen oder Schwebungen von 6 bis 30 Hz als Flattern oder Flackern bezeichnet werden. Lassen sich deshalb diese Variationen reduzieren, so ist es

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möglich, Fluktuationen in der Frequenz der wiedergegebenen Video-Signale im gewünschten Maße minimal zu halten, nämlich auf einen Pegel von weniger als o,l % für Frequenzschwankungen bis 6 -Hz und auf einen Pegel von weniger als o,o4 °/a für Frequenzschwankungen im Bereich von 6 bis 30 Hz. Dazu ist es notwendig, daß eine Spannkraft Tc, die nur geringen Variationen unterliegt, zunehmend auf eine Rolle für ein endloses Band relativ zu einer zusammengesetzten Reibungskraft Tv ausgeübt wird, die beträchtliche Änderungen zeigt,

Das ein endloses Band verwendende Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach dieser Erfindung enthält weiterhin eine Einrichtung, die mit Hilfe eines Reibungseffektes dafür sorgt,.daß die Rolle für das endlose Band den Durchmesser der Bandrolle nicht oder zumindest nur im geringeren Maße verbreitert.

Wie oben erwähnt wurde, hat eine auf die Rolle für das endlose Band ausgeübte Zentrifugalkraft die Wirkung, daß der Durchmesser der Rolle verbreitert wird. Wird deshalb diese Verbreiterung auf geeignete Weise begrenzt, indem auf die Rolle für das endlose Band eine Kraft ausgeübt wird, die der Zentrifugalkraft entgegengesetzt ist, so kann der Kontaktdruck reduziert werden, der zwischen den jeweiligen benachbarten Windungen der Rolle für das endlose Band herrscht; dadurch wird die Reibungskraft minimal gehalten, die zwischen den Windungen auftritt, so daß als Ergebnis hiervon die sich ergebende Spannkraft Tf klein ist. Da das endlose Bänder verwendende Aufzeichnungs-und Widergabegerät nach dieser Erfin dung mit den beiden oben erwähnten Vorrichtungen aus-

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gerüstet ist, kann das endlose Band sowohl bei der Aufzeichnung als auch bei der Wiedergabe bei hoher Geschwindigkeit sehr stabil ablaufen, wodurch sich nicht nur ein klares, scharfes, wiedergegebenes Bild und eine gute Bildqualität ergeben, sondern auch eine Miniaturisierung und strukturelle Vereinfachung des gesamten Gerätes möglich ist, da nun ein stationärer 2-Sagnetkopf verwandet werden kann.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis ein Aufzeichnungs- und Widergabegerät gemäß einer Ausfuhr ungs form der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei dem ein endloses Band verwendet wird.

In *ig. 2 ist ein endloses Magnetband. 1 dargestellt, wie es auf diesem speziellen Gebiet allgemein bekannt ist; die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung eines solchen Bandes beschränkt. Dieses endlose Magnetband 1 kann z.B. von dem Typ sein, bei dem eine Schicht eines Schmiermittels, wie z.B. Graphit, auf die Unterseite eines Band-Grundmaterials aufgebracht ist, dessen obere Oberfläche durch eine magnetische Schicht gebildet wird; dadurch kann das Band reibungsfrei zwischen den jeweiligen Windungen der Bandrolle gleiten. Das endlose Band 1 wird mit einem beliebigen Radius um eine Spule 3 gewickelt, die auf eine drehbare Welle 3a in einem vorgeschriebenen Abstand von einem Substrat oder einer Grundplatte 2 gepasst ist. Dar Radius einer Rolle 4 des endlosen Bandes 1 wird durch die Gesamtlänge und die Dicke des endlosen Bandes 1 sowie den Radius der Spule 3 bestimmt. Dabei wird üblicherweise das endlose Band I zu Beginn auf die Spule 3 aufgewickelt, so daß es später von ihr abge-

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zogen werden kann, wobei mit dem inneren Umfang der Bandrolle 4 begonnen wird 5 außerdem wird das Band wieder auf den äusseren Umfang der verbleibenden Bandrolle 4 durch das später zu·beschreibende Antriebssystem aufgewickelt. Die Unterseite der Bandrolle 4 steht mit einer Begrenzungseinrichtung 5 in Kontakt, wodurch verhindert wird, daß sich der Durchmesser der Bandrolle aufgrund der Zentrifugalkraft vergrößert, die auf die Bandrolle 4 ausgeübt wird, wenn sie sich schnell dreht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist diese Begrenzungseinrichtung 5 drei runde, säulenförmige GummirOllen5 a auf, die sich horizontal in einem praktisch gleichen Intervall um die Drehwelle 3 a der Spule in radialer dichtung der Spule 3 erstrecken. Jede Gummirolle 5 a wird in einer entsprechenden Öffnung gehaltert, die in der Grundplatte 2 ausgebildet ist,so daß sie sich in einer Ebene dreht, die senkrecht zu der Oberfläche der Grundplatte 2 ist. Die oberen Hälften der jeweiligen Gummirollen 5 a stehen über die Grundplatte 2 vor. Diese vorstehenden Bereiche befinden sich im Kontakt mit der unteren Endfläche der Bandrolle 4. Erste und zweite stationäre Führungsstifte 7 und 8 stehen auf der Grundplatte 2 , wobei sie in vorgeschriebenen Intervallen so angeordnet sind, daß sie in Bezug auf die Grundplatte 2 nicht senkrecht, sondern etwas geneigt sind. Das von der inneren Seite der Bandrolle 4 abgezogene Band wird nacheinander durch die ersten und zweiten Stifte 7 und 8 geführt, so daß die Oberfläche des Bandes vertikal in Bezug auf die Oberfläche der Grundplatte 2 ist. Ein dritter stationärer Führungsstift 9 ist senkrecht auf der Grundplatte angeordnet, so daß er dazu beiträgt, daß das abgezogene Band 1 so abläuft, daß seine untere Kante

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parallel zu der Oberfläche der Grundplatte 2 ist» Der dritte Fülirungsstift 9 ist sowohl an seinem Oberteil als auch an seinem Unterteil mit Flanschen versehen, um die vertikalen, sich z„Bo durch Erschütterungen ergebenden zitternden Bewegungen des ablaufenden Bandes 1 zu begrenzen» Nach dem Yorbeilaufen an dem Führungsstift 9 wird das ablaufende Band i zwischen eine Antriebsrolle oder Bandantriebsachse 10, die von einer ( nicht dargestellten ) Antriebseinrichtung gedreht wird, und eine Einlaß- Transportrolle Ii geführt, die gegen die Antriebsrolle 10 gedrückt wird. Die Antriebsrolle 10 und die Transportrolls 11 können den üblichen Aufbau haben« Wird die Antriebsrolle 10 durch die Antriebseinrichtung gedreht, so bewegt die Antriebsrolle IG das Band i im Zusammenwirken mit der Transportrolle 11 -weiter, die das Band zwischen sich und die Antriebsrolle 10 einklemmt. Nach einer bevoraugten Ausführungsform sollte der Durchmesser der Antriebsrolle 10 so groß wie möglich sein5 bei diesem Beispiel ist die Antriebsrolle aus rostfreiem Stahl und hat einen Durchmesser von 53 mm» Die Umfang strand der Transportrolle 11 wird durch Gummi gebildet. Die Antriebseinrichtung kann aus einem bipolaren Synchron-Motor mit 36ΟΟ Umdrehungen pro Minute bestehen, der durch eine Netzspannungsquelle von 60 Hz betrieben wird» Ist die Drehwelle des Motors mit der Antriebsrolle 10 gekuppelt, läuft das Band 11 mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 10 m pro Sekunde ab» Eine Auslaß-Transportrolle 13 ist drehbar auf der Seite der Antriebsrolle 10 vorgesehen, die der Einlaß-Transportrolle 11 gegenüberliegt« Weiterhin ist eine halbmond-oder sichelförmige Führung 12 in der Nähe der äusseren Seite der

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Antriebsrolle 10 so angeordnet, daß sie einem Magnetkopf l6 gegenüberliegt. Dadurch wird das Band 1 , das zwischen die Einlaß-Transportrolle 11 und die Antriebsrolle 10 geführt wird, .vorwärts bewegt, während ss an der dem Kopf gegenüberliegenden Führung 12 entlang gleitet, und wird weiter zwischen die Antriebsrolle 10 und die Auslaß-Transportrolle 13 geführt. Die dem Magnetkopf gegenüberliegende Führung 12 ist so auf der Grundplatte 2 angeordnet, daß sich die äussere Segmentoberfläche der dem Kopf gegenüberliegenden Führung 12 , die im Gleitkontakt mit dem ablaufenden Band steht, genau im rechten Winkel zu der Oberfläche der Grundplatte befindet. Der untere Endflansch der dem Magnetkopf gegenüberliegenden Führung 12 ist mit einer Führungsschiene l4 versehen, um die horizontalen, z.B. durch Erschütterungen entstehenden zitternden Bewegungen des ablaufenden Bandes 1 zu begrenzen. Die äussere Segtaentoberfläche der dem Magnetkopf gegenüberliegenden Führung 12 ist in der Mitte zu einem eine Aussparung bildenden, eingekerbten Bereich 15 ausgebohrt, so daß sich ein freier Raum zwischen, dem ablaufenden Band 1 und der Segmentobez-f lache bildet. Der dem eingekerbten Bereich 15 gegenüberliegende Magnetkopf l6 ist auf einer Kopfhalterung 17 angebracht. Wird der Magnetkopf l6 mechanisch quer zu dem ablaufenden Band 1 bewegt, so ist die Aufzeichnung und Wiedergabe auf mehreren Kanälen, möglich. Weiterhin ist auf der Grundplatte 2 eine die Bandbewegung puffernde oder dämpfende Vorrichtung vorgesehen, die einen vierten Führungsstift 19 , der in der Nähe der Auslaß-Transportrolle 13 vorsteht, Und eine Führungswand l8 aufweist, die sich aus der. Nähe der Auslaß-Transportrolle 13 bis an die Spule 3 erstreckt, um den gelockerten, abfedernden, nicht mehr straff gespannten Bereich des ablaufenden Bandes 1

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zu halten. Das Band 1, das den Spalt zwischen der Antriebsrolle 10 und der Auslaß-Transportrolle 13 passiert hat, bewegt sich zunächst längs der Führungswand lS vorwärts und wird später zu dem vierten Führungsstift 19 zurückgebracht. Anschliessend wird das Band 1 wieder auf den äusseren Umfang der Bandrolle 4 aufgebracht, die um die Spule 3 gewickelt ist, indem das Band um aen vierten Führungsstift geführt wird. Mit anderen Worten wird das die Auslaß-Transportrolle 13 verlassende Band 1 zu der ursprünglichen Bandrolle 4 in einem Stoße dämpfenden, " gepufferten " Zustand geleitet, indem es in der Form des Buchstabens S durch den vierten Führungsstift 19 und die Führungswand l8 geführt wird.

Die Aufzeichnung von Video-Signalen wird bei einer ein endloses Band verwendenden Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau längs der in Fig. 4 gezeigten Spuren durchgeführt. Diese Spuren sind so ausgebildet, daß sie na he zu ringförmig längs der Gesamtlänge eines endlosen Bandes verlaufen, das zu einer Rolle aufgewickelt ist. Die jeweiligen benachbarten Spuren sind wechselseitig durch die geneigten Abschnitte 32 verbunden, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Damit bilden also alle Spuren gemeinsam eine einzelne, spiralförmige Linie.

Sollen z.B. Frequenzmodulations-Video-Signale ( FM - Video - Signale ) dicht unter Verwendung des oben erläuterten , mit einem endlosen Band arbeitenden Gerätes aufgezeichnet werden, so ist nur ein relativ kurzes Band erforderlich, um die Auf-

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.zeichnung und anschliessende Wiedergabe in einer Zeitspanne durchzuführen, die im allgemeinen für notwendig gehalten wird. Wird z.B. die Spurteilung bzw. der seitliche Spurabstand so ausgewählt, daß er 6O Mikron beträgt, so kann' die Aufzeichnung in 180 Spuren mit einem üblicherweise eingesetzten endlosen Halbzollband ( 1,25 cm ) durchgeführt werden. Deshalb reicht ein nur 100 tn langes Band aus, um eine dreißigminütige Aufzeichnung und Wiedergabe durchzuführen.

Es hat sich herausgestellt, daß sogar dann, wenn sich das endlose Band mit einer, höheren Geschwindigkeit als 5 m pro Sekunde ( ungefähr 10 m pro Sekunde bei dieser Ausführungsform ) durch die Vorrichtung nach dieser Erfindung bewegt, das Band sehr stabil ablaufen kann, wodurch Frequenzschwankungen und Schwebungen des wiedergegebenen Bildes in dem Frequenzbereich bis 30 Hz minimal sind. Diese vorteilhafte Wirkung wird darauf zurückgeführt, wie oben erwähnt, daß die Zentrifugalkraft, der eine sich schnell drehende Bandrolle unterworfen wird, durch eine Begrenzungskraft ausgeglichen wird, die zu diesem Zweck gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeübt wird. Die Zentrifugalkraft wirkt auf die Einheitslänge eines Bandes in radialer Richtung seiner Rolle und hat eine Größe von mv /r ( wobei der Radius der Bandrolle mit r bezeichnet wird ). Die Zentrifugalkraft übt eine resultierende Spannkraft Tc längs des Bandes aus, deren Größe durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann:

_{Tc =} _r JE?

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Wie sich aus der Obigen Gleichung ergibt, wirkt die Spannkraft Tc immer in einer Größe, die von irgendeinem Punkt in radialer Richtung der Bandrolle 4 unabhängig ist. In diesem Fall verhindert die Gummirollenanordnung die gemäß der vorliegenden Erfindung gegen die Unterseite der Bandrolle 4 gedrückt -wird, daß die jeweiligen Windungen der Bandrolle 4 in Richtung auf den Umfang der Bandrolle 4 verschoben werden, indem sie nämlich verhindert, daß sich der Durchmesser der Bandrolle 4 selbst verbreitert. Als Ergebnis hiervon können die jeweiligen. Windungen der Bandrolle 4 nahe beieinander in praktisch gleichen Intervallen in radialer Richtung angeordnet werden, wodurch die Kontaktreibung zwischen den jeweiligen Windungen reduziert oder ausgeglichen wird, so daß sich eine stabile Bewegung des abgezogenen Bandes ergibt.

Im folgenden sollen die Untersuchungen beschrieben werden, bei denen die Beziehung zwischen der Lauf- oder Bewegungsgeschwindigkeit eines Bandes 1, das von einem Bandlaufgerät gemäß der obigen Ausführungsform angetrieben wird, und die LaufStabilität des Bandes 1, nämlich das sich ergebende Auftreten von Frequenzschwankungen , z.B. im Bereich bis 3° Hz, bei den gewonnenen Video-Signalen gemessen wird .

Zunächst soll das Verfahren zur Messung dieser Frequenzschwankungen, die auch als Flackern und Jaulen bezeichnet werden, erläutert werden.

Auf einem Magnetband 1 werden Video-Signale gespeichert, die durch Frequenzmodulation einer Trägerwelle von 1 MHz mit einer Sinusweile von 3 IvHz gewonnen werden. Die gespeicherten Video-Signale werden

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von einem Magnetkopf l6 abgetastet und in der Form von 3 KHz - Signalen demoduliert. Die geänderte Frequenz Λf dieser wiedergewonnenen Video-Signale wird durch einen Signalhöhenschwankungsmesser ( wow meter ) von einem Ausgangssignal bestimmt, das das Verhältnis /\ f/f der ursprünglichen Frequenz f zu der veränderten Frequenz /^ f darstellt.

Ein 90 ra langes Band lief mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten von 3 m, 5 ^i 10 ta und lk m pro Sekunde ab, wobei Antriebsrollen mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet wurden und die Drehungsgeschwindigkeit des Motors fest bei 36ΟΟ Umdrehungen in der Minute gehalten wurde. Die in den Video-Signalen in Bezug auf das 90 m lange Band auftretenden Frequenzschwankungen im Bereich von 0 bis 6 Hz bzw. 6 bis 30 Hz wurden mit einem elektromagnetischen Oszillograph bestimmt, wobei die Ergebnisse in den Fig. 6 A bis 6 D zusammengestellt sind. Bei allen Oszillogrammen in den Figuren 6 A bis 6 D ist auf der Abszisse die Zeit ( in Sekunden ) aufgetragen, während auf der Ordinate die Frequenzschwanlcungen oder ^j f/f in % aufgetragen sind. Bei diesen Oszillogrammen ist die Zeit auf einer kurzen Abszisse aufgetragen. Als Ergebnis hiervon treten Frequenzschwankungen im unteren Frequenzbereich, die aus relativ langen Wellen bestehen, nämlich sich wiederholende Wellen, die im allgemeinen eine Frequenz von mehreren Hz haben, nicht klar auf, während Frequenzschvrankungen im höheren Frequenzbereich, die von relativ kurzen Wellen gebildet werden , nämlich sich wiederholende Wellen mit im allgemeinen einer Frequenz von mehr als 60 Hz, in der Hauptsache angezeigt werden. Wie sich aus diesen Oszillogrammen entnehmen läßt, treten die

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Frequenzschwankungen im höheren Bereich besonders bei der Bandgeschwindigkeit 3 to pro Sekunde ( Fig. 6 A ) auf, während sie für die Bandgeschwindigkeiten von 5 m pro Sekunde ( Fig. 6 B ) , 10 in pro Sekunde ( Fig 6 C ) und lA in pro Sekunde ( Fig. 6 D ) abnehmen.

Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung der oben zusammengestellten Ergebnisse der Messungen, wobei die Laufgeschwindigkeit eines Bandes 1 auf der Abszisse und die Prozentwerte der Frequenzschwankungen in dem unteren und mittleren Bereich auf der Ordinate aufgetragen sind. Fig. 7 läßt sich weiterhin entnehmen, daß die Frequenzschwankungen in beiden Bereichen geringer werden,wenn die Laufgeschwindigkeit eines Bandes 1 über 5 in P^r° Sekunde ansteigt.

Weiterhin wurden Untersuchungen mit Bändern durchgeführt, die beliebige Längen im Bereich von 5O bis 15O m hatten; diese Bänder wurden mit dem Bandlaufgerät gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten von 3 m, 5 m , 10 m und ik m pro Sekunde betrieben, wobei die Ergebnisse in den Fig. 8 und 9 zusammengestellt sind. Diese Figuren zeigen, daß die Werte für die Frequenzschwankungen in den beiden Bereichen dazu neigen, anzusteigen, wenn das Band 1 langer · wird; läuft jedoch das Band 1 mit einer höheren Geschwindigkeit als 5 m pro Sekunde, so werden die Frequenzschwankungen rasch geringer. Es wird angenommen, daß der Grund dafür ist, daß die erhöhte Bandlänge zu einer größeren Reibung zwischen den jeweiligen Windungen einer Bandrolle 4 oder zwischen der Bandrolle ^li und der Begrenzungseinrichtung 5 führt, was zur Folge hat,daß die oben erwähnte zusammengesetzte Reibungskraft Tv instabile Faktoren enthält, die - einen größeren

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Anteil in der gesataten Spannkraft T ausmachen. Diese der Bandlänge zugeordneten Frequenz Schwankungen können in bestimmtem Maße verringert werden, indem die oben erwähnte Reibung durch Verbesserung des Bandmaterials und durch Einrichtungen zur Begrenzung einer Bandrolle k reduziert wird. Aufgrund der Ergebnisse der oben beschriebenen Untersuchungen kann man abschätzen, daß die ein endloses Band verwendende Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung nach dieser Erfindung in der Praxis mit einem endlosen Band betrieben werden kann, das maximal eine Länge von 300 m hat.

Läuft ein endloses Band 1 von ungefähr 100 m Länge mit einer Geschwindigkeit von 10 m pro Sekunde durch das Gerät nach dieser Erfindung, um Video-Signale durch Frequenzmodulation aufzuzeichnen, dann treten die Frequenzschwankungen nur im geringen Maße auf, so daß sich bei der Wiedergabe ein äusserst scharfes rind klares Bild ergibt.

Mittels der oben erwähnten Aus führung s form , bei der die Bandführungen alle aus festen Stiften bestehen und nicht aus Drehrollen, wie sie bei der herkömmlichen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung verwendet werden, können die FrequenzSchwankungen im oberen Frequenz bereich unterdrückt werden , die durch den ungleichmässigen Lauf dieser Bänder verursacht werden. Da weiterhin eine Bandrolle k den Magnetkopf l6 passiert, um rasch längs der äussereri Oberfläche der dem Magnetkopf gegenüberliegenden Führung 12 zu verlaufen, die sehr nahe bei der Antriebsrolle 10 angeordnet ist, bildet sich ein Luftfilm zwischen dem sich bewegenden Band 1 und der aus s er en Oberfläche der dem Magnetkopf

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gegenüberliegenden Führung 12, wodurch die horizontalen Verschiebungen des Bandes 1 verhindert werden, so daß als Ergebnis hiervon die aufgrund dieser Verschiebungen entstehenden FrequenzSchwankungen im höheren Bereich verringert werden. Die quer^verlaufende oder vertikale Verschiebung und zitternde Bewegung des laufenden Bandes •werden durch den dritten stationären Führungsstift 9 und die Führungsschiene l4 der dem !Magnetkopf gegenüberliegenden Führung 12 begrenzt. Diese Führungseinrichtungen 9, 12 und lh: wirken zusammen, um die Bandoberfläche genau im rechten Winkel zu der Oberfläche der Grundplatte 12 an dem Magnetkopf 16 zu halten, wodurch in bemerkenswerter Weise die Genauigkeit der Spurführung bzw. des Spurhaltens bei dem stationären Magnetkopf l6 erhöht wird.

Die Antriebsrolle 10, deren Durchmesser so groß sein sollte, wie es der Entwurf und der Gesamtaufbau des Gerätes gerade noch zulässt, kann die periodischen Variationen in der Laufgeschwindigkeit des Bandes 1 minimal halten, die aufgrund der Exzentrizität der Antriebsrollenwelle entstehen können und das Auftreten von Frequenzschwankungen im höheren Bereich verursachen könnten. Hat z.B. die Antriebsrollenwelle eine Exzentrizität von 5 Mikron, und hat die Antriebsrolle 10 einen Durchmesser von 53 mm, so beträgt die Variation der Laufgeschwindigkeit des Bandes 1 nur ungefähr 5 Mikron/33oo Mikron φ ο,οοΐ %, ein praktisch vernachlässigbarer Wert.

Der Magnetkopf l6 des ein endloses Band verwendenden Gerätes zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Video-Signalen ist mit einer elektrischen Schaltung versehen, um diese Video-Signale zu behandeln und zu verarbeiten.

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Da jedoch diese Schaltung von irgendeinem bekannten Typ sein kann, wird sie nicht näher erläutert.

Die bisherige Beschreibung bezieht sich auf den Fall, bei dem die Begrenzungseinrichtung 5 » die verhindern soll, daß sich die jeweiligen Windungen der schnellgedrehten Bandrolle k in Richtung auf den äusseren Umfang der Bandrolle 4 verschieben, aus Gummirollen 5 a besteht. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Jede Art von Begrenzungseinrichtung kann unter der Voraussetzung diesen Zweck erfüllen , daß sie in wesentlichem Maße die Verschiebung der jeweiligen Windungen der Bandrolle 4 in radialer Richtung nach außen einschränkt und begrenzt. Es ist deshalb möglich, die oben erwähnte Begrenzungseinrichtung 5» die aus Gummirollen 5 a besteht , durch eine drehbare Metall- oder Kunststoffscheibe 5 b zu ersetzen, wie sie in den Pig. 5 A und 5 B dargestellt ist, in die im Mittelpunkt eine Öffnung gebohrt ist, in die die Drehwelle 3 a der Spule 3 eindringt; weiterhin ist eine große Zahl von ringförmigen . Verbindungsnuteii auf der Oberfläche vorgesehen, die mit der unteren Endfläche der Bandrolle 4 in Kontakt ist. Weiterhin kann diese Scheibe 5 b durch eine Vielzahl von säulenförmigen oder halbsäulenförmigen Traggliedern ersetzt werden, die stationär sind und nicht drehbar wie die Gummirollen 5 a nach den Fig. 2 und 3» diese Tragglieder sind auf der Oberfläche mit zahlreichen Nuten versehen, die mit den unteren Kanten der jeweiligen Windungen der Bandrolle k während ihrer Drehvmg in Eingriff kotnmen*

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Das endlose Band , das bei dem Bandlaufgerät nach dieser Erfindung verwendet wird, muß kein Magnetband sein, sondern kann auch aus einem Band mit einer Aufzeichnungsnut "bestehen. Ein in diesem Fall statt eines >3agnetkopfes verwendeter Wandler besteht z.B. aus einem piezoelektrischen Element, das die von der Nut aufgezeichneten Video-Signale wiedergeben kann, wie es dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Weiterhin ist es möglich, ein transparentes Band zu verwenden und die Signale in hellen bzw. dunklen Schattierungen oder Tönen in Spuren aufzuzeichnen, die parallel zu der Laufrichtung eines endlosen Bandes verlaufen^ diese Signale können dann optisch erfasst werden.

- Patentanspruch« -

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Claims

Patentansprüche

1.) Laufwerk für endlose Bänder mit einer Grundplatte, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die drehbar auf der Grundplatte (2) eine Spule (3) hält, um die ein endloses Band (l) gewickelt ist, durch eine Führungsvorrichtung (7,8,9,12, l4,l8,19), die das Band (l) von der Rolle (4) für das endlose Band abzieht, wobei mit dem inneren Umfang der Bandrolle (4t) begonnen wird und das abgezogene Band (l) so geführt wird, daß es wieder auf dem äusseren Umfang der Bandrolle (4) aufgenommen wird, durch eine Antriebsvorrichtung, die das abgezogene Band ( l) mit einer Geschwindigkeit von mehr als 5 va pro Sekunde längs der Führungsvorrichtung ( 7,8,9,12,l4, l8,19) bewegt, und durch eine Begrenzungseinrichtung (5i5a,5t>) 1 die auf die Bandrolle (4) eine separate Kraft ausübt , die der Zentrifugalkraft entgegen gerichtet ist, die auf die sich schnell drehende Bandrolle (4) ausgeübt wird, wobei die zwischen den benachbarten Windungen der Bandrolle (4) wirkenden Reibungskräfte ausgeglichen werden.

2. Laufwerk für endlose Bänder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung (5) eine Vielzahl von Rollen ( 5^a) enthält, die sich horizontal auf der Oberfläche der Grundplatte (2) in gleichen Intervallen um die Spule (3) in radialer Richtung erstreisken, wobei die Rollen (5) auf einer Seite mit der unteren Endfläche der Bandrolle (4 ) in Kontakt stehen und so ausgelegt sind, daß sie sich in einer Ebene drehen, die senkrecht zu der Oberfläche der Grundplatte (l) ist.

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3. Laufwerk für endlose Bänder nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Rollen ( 5a ) aus Gummi bestehen.

4. Laufwerk für endlose Bänder nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Rollen (5a) jeweils auf ihrer Utnfangsoberfläche mit einer großen Zahl von Nuten versehen sind, die im gleichen Abstand in axialer Richtung angeordnet sind.

5· Laufwerk für endlose Bänder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Begrenzungseinrichtung eine Scheibe ( 5b ) enthält, in die an ihrem Mittelpunkt eine Öffnung ausgebohrt ist, wobei die Scheibe auf der oberen Oberfläche mit einer großen Zähl von kreisförmigen Nuten versehen und so auf der Oberfläche der Grundplatte (2) angeordnet ist, daß die obere Oberfläche der Scheibe (5b) in Kontakt mit der unteren Endfläche der Bandrolle (4) steht.

6. Laufwerk für endlose Bänder nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsvorrichtung ( 7,8,9,12,l4,l8,19 ) eine Vielzahl von Führungsstiften ( 7j8»9j 19 ) aufweist, die auf der Grundplatte ( 2) angebracht sind, wobei der erste und der zweite Führungsstift ( 7j8 ) in Bezug auf die Oberfläche der Grundplatte ( 2 ) geneigt sind und das von dem inneren Umfang der Bandrolle ( 4 ) abgezogene Band ( 1 ) in einer relativ zur Oberfläche der Grundplatte ( 2 ) senkrechten Lage führen, und wobei der dritte Führungsstift ( 9 )

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Begrenzung der vertikalen Verschiebung des von dem zweiten Führungsstift ( 8 ) zugelieferten Bandes ( 1 ) sowohl am oberen als auch am unteren Ende mit Flanschen versehen und aufrecht auf der Oberfläche der Grundplatte ( 2 ) angeordnet ist, und daß die Führungsvorrichtung eine Einrichtung zur Abfederung des abgezogenen Bandes ( 1 ) aufweist.

7. Laufwerk für endlose Bänder nach Anspruch 6, d a durch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung eine drehbare Antriebsrolle ( 10 ) und wenigstens eine Transportrolle ( 11, 13 ) aufweist, wobei das abgezogene , von dem dritten Führungsstift C 9 ) angelieferte Band ( 1 ) zwischen der Transportrolle ( 11, 13 ) und der Antriebsrolle ( 10 ) eingeklemmt und im Zusammenwirken mit der Antriebsrolle ( 10 ) vorwärts bewegt wird.

8. Laufwerk für endlose Bänder nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Band ( 1 ) ein Magnetband ist, und daß ein Magnetkopf ( l6 ) vorgesehen ist, der Video-Signale auf das von der Antriebsrolle ( 10 ) vorwärts bewegte Band ( 1 ) aufzeichnet und sie von ihm wiedergibt.

9. Laufwerk für endlose Bänder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Führung»vorrichtung weiterhin eine dem Magnetkopf ( l6 ) gegenüberliegende Führung ( 12 ) aufweist, die mit einer Segmentflache auf der dem Magnetkopf '( l6 ) benachbarten Seite versehen ist, und daß die Führungsvorrichtung eine Schiene ( l^li ) aufweist, die die horizontale Verschiebung des über die Segmentfläche' nach dem Verlassen der Antriebsrolle ( 10 ) gleitenden Bandes begrenzt.

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10. Laufwerk für endlose Bänder nach einem der Ansprüche 6 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abfederung eine Führungswand , die auf der Grundplatte ( 2 ) befestigt ist und sich zur Führung des Bandes ( 1 ) von der Antriebsrolle ( 10 ) von der Antriebsrolle ( 10 ) zu der Spule ( 3 ) erstreckt, und wenigstens einen Führungsstift ( 19 ) aufweist, der die Bewegungsrichtung der Bandführung durch die Führungswand ( l8 ) zur Ausbildung eines nicht straff gespannten Abschnittes des laufenden Bandes ( 1 ) umkehrt.

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