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Vorrichtung zur Laufrichtungsumschaltung eines Magnet-
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bandes Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Laufrichtungsumschaltung
eines Magnetbandes, gebildet aus jeweils einer Laufrichtung zugeordneten, symmetrisch
auf dem Chassis angeordneten schwenkbaren Hebeln, die das Magnetband in der einen
oder anderen Laufrichtung in Abspielstellung bringen,und ein gemeinsamer entweder
die der einen oder der anderen Laufrichtung zugeordneten Hebel betätigender Antrieb
vorgesehen ist.
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Zweck der eingangs genannten Vorrichtung ist es, einen sogenannten
Auto-Reverse-Betrieb eines Magnetbandes zu gewährleisten, wie er vor allem bei modernen
Kassettenrecordern, insbesondere bei Einbaugeräten für Kraftfahrzeuge gefordert
wird.
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Es sind bisher Vorrichtungen zur Laufrichtungsumschaltung bekannt,
bei denen die Betätigungshebel mit einem Exzenter betätigt werden, der seinerseits
über ein Getriebe und eine Ausrückkupplung mit dem Antriebsmotor des Magnetbandgerätes
verbunden ist. Diese Vorrichtungen beanspruchen jedoch einen außerordentlich hohen
Platzbedarf und benötigen außerdem vehältnismässig große Auslösekräfte zur Betätigung
der
Hebel, die ihrerseits Gummiandruckrollen zur Anpressung des
Magnetbandes an die Capstand-Welle betätigen, sowie über entsprechende Einrückkupplungen
diewickelteller mit dem Antriebsmotor kuppeln.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Laufrichtungsumschaltung
der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Betätigung der zur Umschaltung
notwendigen Hebel motorisch erfolgt und einen geringen Platzbedarf beansprucht,
sowie nur geringe Auslösekräfte benötigt.
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Diese Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst,
daß der Antrieb zur Betätigung der Hebel ein auf dem Chassis hin- und herbewegbarer
Schlitten ist.
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Der Schlitten kann hierbei elektromotorisch angetrieben sein, oder
auch handbetätigt sein. Es wird bevorzugt, wenn der elektromotorische Antrieb des
Schlittens durch den Antriebsmotor des Magnetbandes erfolgt.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden wesentliche Vorteile gegenüber
den bekannten Vorrichtungen zur Laufrichtungsumschaltung erzielt. Allen Vorrichtungen
ist das Problem gemeinsam, wie man die drehende Bewegung des Antriebsmotors in einer
oszillierenden Bewegung eines Betätigungselements (im Rahmen der vorliegenden Erfindung
ist dies ein hin- und herbewegbarer Schlitten) umwandelt, wobei diese Anordnung
möglichst klein und platzsparend
aufgebaut werden soll, und für
die Hebel nur geringe Betätigungskräfte erforderlich sein sollen Die vorliegende
Erfindung schlägt nun ein System vor, bei dem das Antriebselemente für die Hebel
ein hin- und herbewegbarer Schlitten ist, der entweder den einen Satz Hebel, die
der einen Laufrichtung zugeordnet sind, oder den anderen Satz Hebel, die der anderen
Laufrichtung zugeordnet sind, mit einer Auslösekraft und Haltekraft beaufschlagt.
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Die vorliegende Erfindung geht einen ganz neuen Weg beim elektromotorischen
Antrieb des Schlittens, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der elektromotorische
Antrieb des Schlittens zur Betätigung der Hebel durch einen etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Schlittens auf dem Schlitten verschiebbar angeordneten Querschieber erfolgt,
der ein Langloch aufweist, in das ein mit dem Antriebsmotor gekoppeltes Ritzel eingreift,
das durch Verschiebung des Querschiebers auf dem Schlitten entweder mit einer ersten
an der Seite des Langlochs befestigten Zahnstange oder mit einer zweiten an der
gegenüberliegenden Seite des Langlochs befestigten Zahnstange in Eingriff bringbar
ist.
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Zur Laufrichtungsumkehrung muß jetzt nur noch dafür gesorgt werden,
daß das Ritzel entweder in die erste Zahnstange eingreift und die Zahnstange in
Verschiebungsrichtung des Schlittens zusammen mit dem Schlitten bewegt, oder in
die zweite gegenüberliegende Zahnstange eingreift, und den Schlitten in der entgegengesetzten
Richtung antreibt, um damit den zweiten Satz von Hebeln zur Betätigung der Gummiandruckrolle
und zur Betätigung der
Einrückkupplung am Wickelteller zu beaufschlagen.
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Hierbei ist es besonders vorteilhaft, daß die Verschiebung des Querschiebers
auf dem Schlitten elektromagnetisch erfolgt, durch einen Elektromagneten, dessen
schwenkbarer Anker mit einem Hebel verbunden ist, der an dem Querschieber angreift
und diesen verschiebt.
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Auf diese Weise ist es mit einfachen Mitteln möglich, die rotatorische
Bewegung des Antriebsmotors in eine translatorische Bewegung des Schiebers zur Beaufschlagung
der beiden Hebelsätze umzuwandeln.
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Es wird jetzt lediglich ein Elektromagnet betätigt, der mit einem
Hebel zusammenwirkt, der den Querschieber entweder in der einen oder anderen Richtung
verschiebt und dadurch das Ritzel in Eingriff mit der einen oder mit der anderen
Zahnstange bringt.
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Hat das Ritzel die Zahnstange (und damit den Schlitten zur Betätigung
der Hebel) in die Endstellung geschoben, so sind Mittel vorgesehen, die das Ritzel
außer Eingriff mit der Zahnstange bringen, so daß der Schieber in seiner Endstellung
arretiert wird.
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Bei der Umwandlung der rotatorischen Bewegung des Antriebsmotors in
eine translatorische Bewegung des Schiebers, wie sie obenstehend erläutert ist,
besteht das Problem, daß das Ritzel in Eingriffsstellung mit der Zahnstange Kräfte
erzeugt, die dazu neigen, das Ritzel wieder außer Eingriff mit der Zahnstange zu
bringen. Um dies zu vermeiden, ist die vorliegende Erfindung
dadurch
gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Verschiebungsrichtung des Querschiebers
und der Senkrechten zur Verschiebungsrichtung des Schlittens größer ist als der
Winkel der Zahnflanken zu diesen Senkrechten.
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Wesentlich hierbei ist also, daß der Querschieber nicht genau senkrecht
zur Verschiebungsrichtung des Schlittens nach oben oder unten verschoben wird, sondern
schräg zur Verschiebungsrichtung des Schlittens. Hierbei ergeben sich Gegenkräfte,
die jene Kräfte überwiegen, welche die Zahnstange wieder außer Eingriff mit dem
Ritzel bringen wollen. Wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Lösung ist, daß
der Querschieber selbsthemmend in seiner Lage gehalten wird, so daß ein unbeabsichtigtes
Außereingriffbringen der Zahnstange mit dem Ritzel nicht mehr möglich ist. Weiterer
Vorteil dieser Maßnahme ist, daß durch diese erfindungsgemässe Anordnung die Haltekraft
des Magneten, der den Querschieber nach oben oder unten verschiebt, unterstützt
wird, so daß eine sichere Arretierung des Querschiebers in den Endlagen (d.h. entweder
Eingriffslage der oberen Zahnstange mit dem Ritzel oder der unteren Zahnstange mit
dem Ritzel) gewährleistet ist.
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Weitere wesentliche Merkmale undVorteile der vorliegenden Erfindung
werden nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Es zeigen:
Fig. 1 schematisiert gezeichnete Draufsicht
auf eine Vorrichtung zur Laufrichtungsumschaltung eines Magnetbandes, Fig. 2 Draufsicht
auf eine Einzelheit gemäss Fig. 1 (Schieber mit darauf befestigtem Querschieber)
Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 2 (Darstellung des Querschiebers mit einem teilweise
dargestellten Ritzel in Eingriffslage und einem eingezeichneten Kräfte-Parallelogramm).
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InFig. 1 istmit 1 das Chassis eines Magnetbandgerätes gezeigt, dessen
Antriebsmechanik im wesentlichen symmetrisch zur Symmetrielinie 3 ist. Der Einfachheit
halber wird in der folgenden Beschreibung auf die rechte Seite der Vorrichtung zur
Laufrichtungsumschaltung bezug genommen, es wird aber festgestellt, daß gleichgezeichnete
Teile links der Symmetrielinie 3 gleiche Funktionen aufweisen. Wo es zur Erläuterung
notwendig ist, werden die auf der linken Seite der Symmetrielinie 3 gezeichneten
Teile mit gleicher Bezugszahl und mit einem hochgestellten Strich gekennzeichnet.
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Die Antriebsmechanik des Magnetbandgerätes besteht in bekannter Weise
aus einer Capstan-Welle lo , an die eine Gummiandruckrolle 21 anpressbar ist, wobei
zwischen Capstan-Welle lo und Gummiandruckrolle 21 das nicht-dargestellte Magnetband
geführt wird und dadurch angetrieben wird. Desweiteren sind für jede
Laufrichtung
Wickelteller 16,16' vorgesehen , die den Magnetbandwickel entweder in der einen
oder anderen Richtung aufwickeln. In der gezeichneten Stellung in Fig. 1 ist gerade
der Wickelteller 16 angetrieben, dies erfolgt dadurch, daß über einen Kupplungssupport
24 Zahnräder 51 in nicht näher dargestellter Weise einerseits mit dem Wickelteller
16 in Ein#griff gebracht werden, und andererseits über eine nicht dargestellte Schlupfkupplung
mit dem Antriebsmotor (nicht dargestellt) gekoppelt werden.
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Die Laufrichtungsumschaltung besteht nun darin, daß der Wickelteller
16 auf der rechten Seite der Darstellung außer Eingriff mit dem Kupplungssupport
24 gebracht wird, wobei gleichzeitig die Gummiandruckrolle 21 von der Capstan-Welle
lo entfernt wird. Mit dem Bewegen der genannten Teile auf der rechten Seiteder Darstellung
werden die gleichen Teile auf der linken Seite in Eingriff gebracht, d.h. die Gummiandruckrolle
21' wird an die- Capstan-Welle lo' angepresst, während gleichzeitig über den Kupplungssupport
24' das Zahnrad 51' in Eingriff mit dem Wickelteller 16' gebracht wird, und in nicht
näher dargestellter Weise mit dem Antriebsmotor gekoppelt wird.
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Die Betätigung der Gummiandruckrollen 21,21' und die Kupplung der
Wickelteller 16,16' mit dem nicht dargestellten Antriebsmotor erfolgt nun über die
in der Zeichnung dargestellten
Hebel.
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Die Gummiandruckrolle 21 ist drehbar auf einem Hebel 6 gelagert,
der im Drehpunkt 20 schwenkbar auf dem Chassis 1 angeordnet ist.
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Der Hebel 6 weist an seinem dem Drehpunkt 20 gegenüberliegenden freienEnde
eine Rückstellfeder 9 auf, die eine Kraft in der in Pfeilrichtung eingezeichneten
Lage auf das freie Hebelende des Hebels 6 ausübt. Der Hebel 6 ist in den Pfeilrichtungen
7,8 schwenkbar.
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Auf dem Chassis 1 ist ein zweiter Hebel 13 im Drehpunkt 22 schwenkbar
gelagert, der über eine Lasche 14 den Kupplungssupport 24 trägt, der seinerseits
aus einer Feder 32 besteht, und einem Hebe , an dessen freien Ende Zahnräder 51
angeordnet sind. Durch Verschwenken des Hebels 13 in Pfeilrichtung 52,53 werden
entweder die Zahnräder 51 in Eingriff mit dem Wickelteller 16 gebracht oder außer
Eingriff.
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Die Betätigung der Hebel 6,13 erfolgt nun erfindungsgemäss über einen
in Pfeilrichtung 18,18' auf dem Chassis 1 hin- und herbewegbaren Schlitten 17.
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Zunächst wird die Handbetätigung des Schlittens 17 erläutert, und
im Anschluß daran, die elektromotorische Betätigung.
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Der Schlitten 17 weist nicht näher dargestellte Langlöcher auf,
deren
Längsachse in Verschiebungsrichtung 18,18' ausgerichtet ist. Durch die Langlöcher
greifen nicht näher dargestellte Stehbolzen, die auf dem Chassis 1 befestigt sind.
Durch Verschieben des Schlittens 17 in Pfeilrichtung 18 stösst eine Keilfläche 19
an dem auf dem Hebel 6 angebrachten Bolzen 12 an, und lässt den Hebel 6 in Pfeilrichtung
7 nach oben schwenken.
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In Endlage rastet dann der Bolzen 12 in eine Rastausnehmung 41 hinter
der Keilfläche ein. Wesentlicher Vorteil dieser Anordnung ist, daß durch die Keilfläche
19 eine ganz geringe Auslösekraft zur Betätigung des Hebels 6 benötigt wird, was
ein wesentlicher Vorteil gegenüber den bisher bekannten Anordnungen ist.
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Um ein noch besseres Einhalten der Raststellung des Bolzens 12 in
der Rastausnehmung 41 zu gewährleisten, kann es auch vorgesehen sein, daß der Schlitten
17 mit einem Bolzen verbunden ist, an dem eine Feder angreift, die einerseits mit
dem Bolzen verbunden ist und andererseits mit dem Chassis. Die Feder übt dann eine
solche Federkraft aus, daß der Bolzen 12 noch sicherer in der Rastausnehmung 41
gehalten wird.
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Gleichzeitig mit der Verschiebung des Schlittens 17 in Pfeilrichtung
18 schlägt die Anschlagfläche 35 des Schlittens 17 an dem zugeordneten Anschlag
36 des Hebels 13 an. Der Hebel 13 wird damit in Pfeilrichtung 53 verschwenkt, so
daß die Zahnräder 51 am Kupplungssupport 24 außer Eingriff mit dem Wickelteller
16 gebracht werden. Die Verschiebung des Schlittens 17 in Pfeilrichtung 18# hat
also zur Folge, daß die Gummiandruckrolle
21 von der Capstan-Welle
lo entfernt wird, wobei gleichzeitig die Zahnräder 51 außer Eingriff mit dem Wickelteller
16 gebracht werden. Gleichzeitig gelangen die auf der linken Seite der Symmetrielinie
3 gezeichneten analogen Teile in Eingriff, d.h., die Gummiandruckrolle 21' wird
an die Capstan-Welle lo' gedrückt, und das Zahnrad 51' wird in Eingriff mit dem
wickelteller 16' gebracht.
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Zur Sicherung der Endlagen der Hebel 13,13' sind noch Biegefedern
11,11' vorgesehen.
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Nachfolgend wird der elektromotorische Antrieb des Schlittens 17 in
den Pfeilrichtungen 18,18' näher beschrieben.
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Gemäss Fig. 2 ist auf dem Schlitten 17 ein Querschieber 25 verschiebbar
angeordnet. In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung könnte der
Querschieber 25 in den Pfeilrichtungen 26,26' , d.h. also senkrecht zur Verschiebungsrichtung
18,18' des Schlittens 17 verschiebbar sein. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform
ist der Querschieber 25 in den Pfeilrichtungen 48,48' verschiebbar. Die Verschiebung
des Querschiebers 25 auf dem Schlitten 17 erfolgt dadurch, daß mit dem Schlitten
17 Stehbolzen 40 verbunden sind, die in entsprechende Langlöcher 43 des Querschiebers
25 eingreifen (s. auch Fig. 3).
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Der Querschieber 25 weist ein zentrales Langloch 2 auf, dessen Längsbegrenzungen
Zahnstangen 33,34 bilden, und wobei in das Langloch 2 ein Ritzel 4 eingreift, das
in nicht näher dargestellter Weise mit dem Antriebsmotor des Magnetbandgerätes verbunden
ist. Das Antriebsritzel 4 dreht stets in Pfeilrichtung 5.
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Um nun diese rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung
entweder in Verschiebungsrichtung 18 oder in Gegenrichtung dazu in Richtung 18'
umzuwandeln, ist es vorgesehen, daß entweder die obere Zahnstange 33 oder die untere
Zahnstange 34 mit dem Ritzel 4 in Eingriff bringbar ist. Wird beispielsweise der
Querschieber 25 in Pfeilrichtung 48 nach unten bewegt, dann gelangt das Ritzel 4
in Eingriff mit der oberen Zahnstange 33 und bewegt sofort den Querschieber und
damit den mit dem Querschieber 25 verbundenen Schlitten 17 in Pfeilrichtung 18 nach
rechts. Ist das Ritzel 4 am Ende der Zahnstange 33 links angekommen, dann gelangt
es in eine Fstellung 42 , d.h. also außer Eingriff mit der Zahnstange 33. Die Länge
der Zahnstange 33 und die Anordnung der Freistellung 42 ist so gewählt, daß mit
dem Anlangen des Ritzels 4 in der Freistellung 42 gleichzeitig der Stehbolzen (s.
Fig. 1) 12 des Hebels 6 in die Rastausnehmung 41 einrastet. D.h., das Ritzel 4 wird
in einer stabilen Endlage innerhalb der Freistellung 42 gehalten Umgekehrt wird
der Schlitten 17 in Pfeilrichtung 18' nach links bewegt, sobald das Ritzel aus der
linken Freistellung 42 herausgelangt und in Eingriff mit dem linken Ende der unteren
Zahnstange 34 durch Verschieben des Querschiebers 25 in Pfeilrichtung 48
gebracht
wird.
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Aus der ebeijerläuterten Darstellung wird deutlich, daß durch einfache
Verschiebung des Querschiebers 25 in den Pfeilrichtungen 48,48' das Ritzel 4 entweder
in Eingriff mit der oberen oder der unteren Zahnstange 33,34 bringbar ist, wobei
dadurch die rotatorische Bewegung des Ritzels 4 in eine translatorische Bewegung
des Querschiebers 25 und damit des Schlittens 17 in den Pfeilrichtungen 18,18' umgewandelt
wird.
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Um die Verschiebung des Querschiebers 25 in den Pfeilrichtungen 48,48'
auch fernbetätigt vornehmen zu können, ist der im linken TEil der Abbildung der
Fig. 2 dargestellte Elektromagnet 28 vorgesehen. Dieser Elektromagnet 28 weist einen
Kern 29 auf, dem ein Anker 27 gegenüberliegt. Der Anker ist schwenkbar über den
Mitnehmerbolzen 30 mit einem Hebel 37 verbunden, der seinerseits in dem Drehpunkt
38 schwenkbar gelagert ist. Ist der Elektromagnet 28 nun von Strom durchflossen,
dann nimmt der Anker 27 die in Fig. 2 gezeigte Lage ein, d.h. der Hebel 37 greift
über einen mit ihm verbundenen Bolzen 39 in ein Langloch 47 des Querschiebers 25
ein und übt auf dem Querschieber 25 eine Kraft in Pfeilrichtung 48' aus, so daß
der Querschieber in der in Fig. 2 dargestellten Lage gehalten wird.
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Wird der Elektromagnet 28 ausgeschaltet, dann übt die Feder 31 eine
in Pfeilrichtung 54 wirkende Kraft auf den Hebel 37 aus, so daß dieser in Pfeilrichtung
48 nach unten verschwenkt wird,
und den Querschieber 25 in die
andere Lage nach unten verschiebt.
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Das gesamte System zeichnet sich durch geringe Auslösekräfte und durch
geringe Haltekräfte aus, weil gemäss der vorliegenden Erfindung zur Laufrichtungsumschaltung
jetzt lediglich der Elektromagnet 28 erforderlich ist, der entsprechend seines Schaltzustandes
entweder den Querschieber 25 in Pfeilrichtung 28' nach oben oder in Pfeilrichtung
48 nach unten verschiebt.
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Durch die Anordnung von Keilflächen 19 und daran sich anschließenden
Rastausnehmungen 41 am Schlitten 17 werden die Auslösekräfte noch weiter verringert,
weil der Schlitten jetzt einen verhältnismässig großen Verschiebeweg 18, 18' zurücklegt
und die am Bolzen 12 wirkende Auslösekraft entsprechend über die gesamte Bewegung
des Schlittens in Verschiebungsrichtung 18,18' verteilt wird.
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Oben wurde schon ausgeführt, daß es besonders günstig ist, wenn noch
besondere Maßnahmen vorgesehen werden, um zu gewährleisten, daß das Ritzel 4 in
Eingriffslage mit der oberen oder unteren Zahnstange 33,34 bleibt, sofern der Schlitten
17 in den Verschiebungsrichtungen 18,18' verschoben werden soll. Zur näheren Erläuterung
wird auf die Fig. 3 bezug genommen.
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In Fig. 3 ist die Draufsicht auf den Querschieber 25 gezeigt.
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Dort befindet sich das Ritzel 4 gerade in Eingriff mit der oberen
Zahnstange 33. Wichtig hierbei ist, daß die Zahnflanke des Ritzels 4 einer zugeordneten
Zahnflanke So der Zahnstange 33
eine Kraft Fu ausübt, die dazu
neigt, das Ritzel 4 wieder außer Eingriff mit den Zahnflanken So der Zahnstange
30 zu bringen.
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Um dies zu vermeiden, ist eine Schrägstellung des Verschiebungsweges
46 des Querschiebers 25 vorgesehen. Wird nämlich die Längsachse der Langlöcher 43
schräg entgegengesetzt der Rotationsrichtung 5 des Ritzels 4 gestellt, so wirkt
auf die mit dem Schlitten 17 verbundenen Stehbolzen 40 eine Kraft F1 und F2 aus
der Zerlegung dieser Kräfte, und aus der in der Zeichnung angegebenen Formel wird
ersichtlich, daß die Kräfte F1 und F2 gleich der Kraft Fu sind. Die Auslösekraft,
die das Ritzel 4 wieder außer Eingriff mit den Zahnflanken So der Zahnstange 33
bringen will, wird mit FR bezeichnet. Aus der in Fig. 3 eingetragenen Formel wird
ersichtlich, daß die Summe der Teilkomponenten Fly und F2y größer als diese Auslösekraft
FR ist, sofern der Winkel 45 größer als der Winkel 44 gewählt wird. D.h., daß der
Winkel 45 zwischen der Verschiebungsrichtung 46 des Querschiebers 25 und der Senkrechten
zur Verschiebungsrichtung 18,18' des Schlittens 17 größer ist als der Winkel 44
der Zahnflanken So zu dieser Senkrechten.
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Mit dieser speziellen Anordnung wird eine selbsthemmende Lage des
Querschiebers 25 in der einen oder anderen Endlage gewährleistet, wodurch die Haltekraft
des Magneten 28 nicht so groß gewählt werden muß, und dadurch der Magnet selbst
kleiner ausgeführt werden kann. Dies trägt zu einem platzsparenden Aufbau bei.
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Durch die Betätigung des Elektromagneten 28 wird also in einfacher
WEise ein Auto-Reverse-Betrieb erreicht. Durch den relativ kleinen Magneten 28 wird
die Umsteuerung der Hebel 6, 13 bzw. 6', 13' bewerkstelligt, wobei im Vergleich
zur Haltekraft des Magneten 28 relativ große Betätigungskräfte zu bewältigen sind.
Im stromfreien Zustand des Magneten 28 befindet sich das Magnetband dann beispielsweise
immer auf Spur I, während bei einem stromdurchflossenen Elektromagneten 28 das Magnetband
auf Spur II läuft. Dies bringt den großen Vorteil, daß man bei jedem Einlegen der
Kassette den Elektromagneten 28 so steuern kann, daß immer die gewünschte Seite
der Kassette abgespielt wird. Die genannte Anordnung hat die weiteren Vorteile,
daß die Umschaltung betriebssicher ist, und die Herstellung relativ einfach und
wirtschaftlich erfolgen kann. Die Montage ist ebenfalls einfach und die gesamte
Anordnung ist erschütterungsfest, so daß diese Schaltung insbes.
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für den mobilen Einsatz, vor allem bei Auto-Kassetten-Recordern verwendbar
ist.
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