DE2056592B2 - - Google Patents

Description

12. Bandspulenservosystem nach Anspruch 9, 45 Band schneller bewegt, als es eine Bandspule abwikdadurch gekennzeichnet, daß das Spulenantriebs- kein oder aufwickeln kann. Das überschüssige Band richtungssigna' die Rückschalt-EMK des Spulen- kann von einer Bandvorratskammer geliefert oder antriebsmotors (28) enthält. gespeichert werden, so daß die langsamere Reaktion

13. Bandspulenservosystem nach einem der der Bandspule unabhängig vom Bandantrieb gere-Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dn.ß ^o gelt werden kann.

die Fühler (46 und 48) lineare photoelektrische Zur Regelung des Antriebsmotors für eine Band-Sensoren sind. spule ist ts bekannt, eine Bandschleife um den einen

14. Bandspulenservosystem nach einem der oder anderen Fühler eines Fühle.paares in Abhän-Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß gigkeit von der Bewegungsrichtung des Bandes zwischen der Aufwickel- und Abwickelspule (14 55 schwinge" zu lassen. Es wird hierbei versucht, zum und 12) die Bandantriebsrolle (20), welche durch Schutz gegen plötzliche Richtungsänderungen eine Befehlssignale in Vorwärts- und Rückwärtsrich- optimale Stellung einzuhalten. Der Antriebsmotor tung angetrieben ist, angeordnet ist, daß als wird bis zu einer maximalen Geschwindigkeit in der Bandvorratskammern zwei Vakuumkammern (30 einen oder anderen Richtung konstant beschleunigt, und 32) zur Aufnahme der Bandschleife vorgese- fio Es ist hierzu ein leistungsstarker Motor zur Erzielung hen sind und die erste Vakuumkammer sich zwi- der notwendigen Geschwindigkeit erforderlich. Die sehen der Antriebsrolle (20) und der Abwickel- dabei entsteiiendeii Belastungen haben das Entstehen spule (12) befindet und die zweite Vakuumkam- unzulässig hoher Temperaturen zur Folpc oder mamer (32) sich zwischen der Antriebsrolle (20) chen große und damit teure Motoren erforderlich,
und der Aufwickclspule (14) befindet, daß in bei- 65 Eine andere Möglichkeit der Regelung eines Bandden Vakuunikammern je zwei voneinander in spulenantriebsmotors besteht darin, daß die gesamte Abstand angeordnete Fühler (46, 48) angeordnet Länge einer Bandvorratskammer mit einem einzelsind und daß beide Spulen (14 und 12) in Abhän- nen linearen photoelektrischen Fühler, welcher ein

analoges Bandschleifenpositionssignal liefert, erfaß! Schließlich ergibt sich aus der Kombination einer wird. Es können Bezugsspannungen vorgesehen sein, teilweise analogen und teilweise digitalen Regelung welche die gewünschten Schleifenlängen bestimmen, der Vorteil, daß relativ kurze analog arbeitende Fühwobei ein Servosystem ein Fehlersignal erzeugt, wel- ler verwendbar sind, ohne daß dadurch der Systemches sich aus der Differenz zwischen dem wirklichen 5 betrieb beeinträchtigt wird. Solche Fühler sind billi-Positionssignal des linearen Fühlers und der ge- ger und zudem nicht mit Drifteffekten behaftet, wie wünschten Bezugsspannung ergibt. Die notwendige sie bei den bekannten langen Fühlern auftreten.
Linearität hierbei zu erreichen ist sehr schwierig, Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in man benötigt dazu einen sehr langen Fühler mit ent- den Unteransprüchen gekennzeichnet,
sprechender Linearität. Empfindlichkeit und Rausch- io An Hand der Figuren sollen an Ausführungsbeiarmut. Derartige Fühler sind praktisch nicht er- spielen die Erfindung und Vorteile derselben erläuhältlich. Eine Abnahme der Fühlerempfindlichkeit tert werden.

während des Betriebes kann zum Wegfall der Rege- F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Magnet-

luna der Bandschleife führen. bandlaufwerkes mit einem durch analoge und digi-

Es ist weiterhin aus der USA.-Patentschrift. 15 tale Signale gesteuerten Bandspulenservosystem;

3 370 802 ein Bandspulenservosystem bekanntgewor- Fig. 2 zeigt ein Blockschallbild eines Teiles des

den, bei dem an den Bandvorratskammern nahe an Bandspulenservosystems, welches in Fig. 1 verwen-

deren Enden punktförmige Fühler vorgesehen sind. det werden kann.

Auf diese Weise kann ein Maximal- und ein Mini- Im folgenden ist die Erfindung in Verbindung mit malwert der Schleifenlänge erfaßt werden, wobei an 20 einem digitalen Magnetbandlaufwerk, insbesondere den entsprechenden Fühlerstellen lediglich eine mit einem solchen, welches eine extrem hohe Ge-Ja-Nein-Aussage darüber gewonnen wird, ob die Mi- nauigkeit für ein Bandschleifenregelsystem mit varianimallänge unterschritten oder die Maximallänge bier Schleifenlänge vorsieht, beschrieben. Beim Maüberschritten wird. Dieses System arbeitet also auf gnetbp.ndlaufwerk der F i g. 1 läuft das Magnetband rein digitaler Basis. Es werden dabei zwar die Nach- as 10 zwischen einer Abwickelspule 12 und einer Aufteile der oben beschriebenen, rein analogen Regelung wickelspule 14 an einem Magnetkopf 16, welcher mit vermieden. Dies wird jedoch dadurch erkauft, daß in Aufnahme- und Wiedergabe-Schaltkreisen 18 verden Zwischenbereichen die Regelung praktisch ver- bunden ist. vorbei. Ein digitales Regelsystem zur Belorengeht. Um in den Zwischenbereichen auf die tätigung der Aufnahme- und Wiedergabe-Schalt-Schleifenlängen und die Bandgeschwindigkeiten Ein- 30 kreise 18 ist der Kürze halber nicht gezeigt. Für diefluß nehmen zu können, sind Tachometer vorgese- ses Regelsystem kann ein bekanntes System venvenhen. welche die Bandgeschwindigkeit im Bereich der det werden.
Bandspulen erfassen. Das Magnetband wird in Vorwärts- und Rück-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- wärtsbetrieb angetrieben. Der Antrieb erfolgt mil

gründe, ein Bandspulenservosystem der in Rede ste- 35 Unterbrechungen durch die Bandantriebsrolle 20.

nenden Art anzugeben, das teilweise auf digitaler Ba- welche als Einzelrolle dargestellt ist. Der Bandan-

sis (in den Anlaufphasen) und teilweise auf analoger triebsmechanismus kann aus Andruckrollen bestehen

Basis (in den stationären Phasen) arbeitet. oder aus einer einzelnen Antriebsrolle mit Vakuum-

Diese Aufgabe wird bei einem Bandspulenservosy- oder Preßluft-Mechanismus. Es kann auch eine Dopstem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß 40 pelantriebsrolle verwendet werden. Die Bandandadurch gelöst, daß die Fühler in Längsrichtung der triebsrolle 20 wird direkt vom Antriebsrollenmotoi Bandvorratskammer eine solche Ausdehnung besit- 22, welcher ein hohes Drehmoment-zu-Trägheit-Verzen. daß sie beim Überlauf des Bandes ein der Lage hältnis aufweist, angetrieben. Die Beschleunigung der Bandschleife entsprechendes analoges Signal lie- und Geschwindigkeitsdrosselung des Antriebsrollenfern, durch das ein analoger Antrieb *des Bandspu- 45 motors 22 erfolgt durch elektronische Regelung belen-Antriebsmotors erfoigtr kannter Art und ist durch die Antriebsmo' jr-Schalt-

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der kreise 24 dargestellt. Beim Betrieb des digitalen Ma-Fühler werden die Vorteile einer sowohl digitalen als gnetbandlaufwerkes liefert ein Datenverarbeitungssyauch analogen Regelung im Magnetbandlaufwerk stem Befehlssignale, z. B. Vorwärts- und Rückwärtsvereinigt. Die Fühler sorgen für eine Analogregelung 50 befehle, wodurch die Antriebsmotor-Schaltkreise im stationären Zustand, während die digitale Logik eine Beschleunigung oder eine Geschwindigkeitsdrosein schnelles Ansprechen in den Übergangsphasen seiung erzeugen. Das Magnetband 10 wird auf eine bei Beschleunigung und Abbremsung gewährleistet. bestimmte Geschwindigkeit innerhalb weniger MiIIi-

Die durch die Fühler erfolgende Analog- bzw. Sekunden beschleunigt oder in einer vergleichbaren Proportionalregelung ermöglicht eine Einregelung 55 Zeit verlangsamt. Die Aufwickel- und Abwickelspuauf genau die richtige Geschwindigkeit, um im statio- len 12 und 14 werden durch die Bandspulenantriebsnären Betrieb eine gewünschte Bandschleifenlänge motoren 26 und 28 angetrieben. Die Massen unc aufrechtzuerhalten. Da damit die Antriebsmotoren Trägheiten dieser Motoren sind wesentlich größer als für die Bandspulen nicht wie beim digitalen System die für das Bandantriebsrollensystem. Beim dargemit punktförmigen Fühlern konstant beschleunigt 60 stellten Beispiel werden etwa 100 Millisekunden be- oder abgebremst werden, verläuft der Antrieb glat- nötigt, um das Bandspulenantriebssystem auf die Geter, wird weniger Leistung verbraucht und können schwindigkeit des Bandantriebsrollensystems zu brinweniger aufwendige und damit billigere Antriebsmo- gen. Das letztere benötigt nur einige Millisekunden toren verwendet werden. Weiterhin sind keine Ta- Die Spitzengeschwindigkeit des Bandspulenantriebschometer erforderlich, welche teuer sind und zur Er- 65 systems ist jedoch wesentlich höher als die Gehöhung des Rauschens beitragen, was oft zu Fehlern schwindigkeit des Bandantriebsrollensystems (bei- bzw. einer Beeinträchtigung des Systembetriebes spielsweise etwa 380 cm pro Sekunde). Der Bandspu· führt. lenantrieb kann den Bandantriebsrollenantrieb ein-

holen, und die Pufferbandschleife kann relativ zu einem ausgewählten Fühler stabilisiert werden.

Ein Bandvorratskammernpaar, beispielsweise ein Vakuumkammernpaar 30 und 32, sind als Pufferkammern zwischen das schnell reagierende ßandantrieb.M'ollensystem und das relativ langsam reagierende Bandspulenantriebssystem angeordnet. Die rechte Vakuumkammer 30 (so in de- F i g. 1 dargestellt) ist zwischen der Antriebsrolle 20 und der Abwickelspule 12 angeordnet. Die linke Vakuumkammer 32 ist zwischen der Antriebsrolle 20 und der Aufwickelspule 14 angeordnet. Führungen 34 mit niederer Trägheit und geringer Reibung, beispielsweise Luftlagerführungen, sind entlang der FUhrungsstrecke des Bandes zwischen den Vakuumkammern 30 und 32 angeordnet. Die erforderlichen Druckunterschiede innerhalb und außerhalb der Bandschleife in den Vakuumkammern 30 und 32 werden durch die Vakuumpumpe 36, welche an die Auslaßöffnungen in der Nähe des Bodens der Vakuumkammern 30 und 32 angeschlossen ist, erzeugt. Kleine Puffertaschen 38 und 39 sind zu beiden Seiten der Bandantriebsrolle 20 angeordnet. Sie dienen als vorübergehende Bandaufbewahrungslager, welche durch plötzliches Beschleunigen und rasches Verlangsamen des Bandes erzeugt werden. Kleine Austritt'öffnungen an den Böden dieser Puffertaschen 38 und 39 sind mit der Vakuumpumpe 36 verbunden.

Ein Führungsrollenpaar 40 ist zwischen jede Bandspule 12 und 14 und die benachbarte Vakuumkammer 30 und 32 angeordnet. Sie dienen zur Führung des Bandes zwischen der Vakuumkammer und der zugeordneten Bandspule. Innerhalb jeder Vakuumkammer ist ein Schleifendetektor 42 in der Nähe des oberen Endes angeordnet. Dieser Detektor zeigt an, wenn die Bandschleife übermäßig kurz wird auf Grund eines Fehlers oder anderer äußerer Einflüsse, welche auf das Band einwirken. Dies kann sich darin auswirken, daß die Schleife innerhalb der Kammer verlorengeht oder sonstwie zerstört wird. In gleicher Weise ist ein Detektor 43 am unteren Ende einer jeden Vakuumkammer 30 und 32 vorgesehen. Dieser Detektor zeigt an, wenn die Bandschleife übermäßig lang wird.

Die Mehrzahl der soeben beschriebenen Elemente sind bekannter Art, und sie können auch in abgewandelten Formen gebraucht werden.

In Verbindung mit der Erfindung werden diese Elemente zum Aufzeigen der Schleifenlänge innerhalb der Vakuumkammern 30 und 32 verwendet. Dadurch wird der entsprechende Bandspulenantriebsmotor 26 oder 28 geregelt, so daß eine Regelung der Schleifenlänge, welche die geeignete Vorratswirkung zwischen der Bandantriebsrolle und den Spulenantrieben gewährleistet, vorgesehen ist. Zwischen der rechten und der linken Vakuumkammer 30 und 32 werden Lichtquellen und lichtempfindliche Photofühler angeordnet. Nur das System, welches in Verbindung mit der Unken Vakuumkammer 32 verwendet wird, soll hier beschrieben werden. Die Schaltkreise für die Schleifenlängesignale der rechten Vakuumkammer 30 sind mit dem Bandspulenservosystem und den Antriebsschaltkreisen 44, welche mit dem Spulenantriebsmotor 26 verbunden sind, bezeichnet. Das Bandspulenservosystem, welches im Zusammenhang mit der Aufwickelspule beschrieben wird, kann auch bei der Abwickelspule verwendet werden.

In der linken Vakuumkammer 32 sind in Abstanc voneinander die Photofühler 46 und 48, welche al; oberer und unterer Fühler bezeichnet werden, angeordnet. Sie sind entlang der Länge der Vakuumkammer an ausgewählten Stellen befestigt. Die Länge ist nach der Proportionalität zwischen den verschiedenen Zonen der Vakuumkammer vorbestimmt. Die obere Zone erstreckt sich von der unteren Kante de« lichtempfindlichen Photofühlers 46 nach oben. Diese

ίο Länge ist so bemessen, daß ein ausreichender Bandvorrat vorhanden ist, welcher es dem Bandspulcnmotor 28 ermöglicht, das Bandantriebsrollensystem einzuholen, wobei der Bandspulenmotor 28 bei der Geschwindigkeit Null startet. Der Abstand von der oberen Kante des unteren Fühlers 48 zum Boden dei Vakuumkammer bildet ebenfalls eine Längeneinheit Der Abstand zwischen den beiden Fühlern kann aul eine Tot-Zone bezogen werden, in der kein proportional veränderliches Signal von den Fühlern 46 unc

ao 48 hergeleitet werden kann. Diese Länge erlaubt dei Bandschlcife, in dieser Zone zu bleiben, sobald dei Spulenantrieb verlangsamt wird bis zur Ruhe, ah Gegenwirkung auf eine Richtungsumkehr bei dei Bandantriebsrolle.

Auf der gegenüberliegenden Seite der Vakuumkammer sind direkt gegenüber dem oberen Fühler 4f in der Wand ein oder mehrere Strahler, z. B. eine Gruppe von drei Glühbirnen 50, 51 und 52, angeordnet. Diese werden von der Gleichstromquelle 54 ge speist. Die Reihe der Glühbirnen gewährleistet eint gleichförmige Dispersion des Lichtes, welches auf die gegenüber angeordneten Fühler fällt. Es könner auch mehr oder weniger Lichtquellen verwendet werden. Diese können an der Rück- oder Vorderwanc der Vakuumkammer angeordnet sein. Das Licht mu£ jedoch auf die Fühler auftreffen. Als Fühler wire vorteilhaft eine Silicium-Solarzelle verwendet, di diese wenig kosten und leicht hergestellt werden können. Außerdem besitzen die Signale, welche diese Zellen erzeugen, eine ausreichende Amplitude. Eine davon getrennte Reihe von Glühbirnen 55, 56 unc 57 ist in der Wand der Vakuumkammer 32 direk gegenüber dem unteren Fühler 48 angeordnet.

Die Signale des oberen Fühlers 46 werden durcr einen ersten Betriebsverstärker 60 verstärkt, bevoi sie in die logische Schaltung 62 gegeben werden. Eir zweiter Betriebsverstärker 64 empfängt die Signals vom unteren Fühler 48 zur Verstärkung, bevor diesi Signale in die logische Schaltung 62 gegeben werden

Die Bezeichnung »logische Schaltung« wird generei auf ein digitales Gatter-System angewendet, welche: in Abhängigkeit von vorbestimmten Eingangssigna len ein ausgewähltes Ausgangssignal vorsieht. Die Io gische Schaltung 62 ist ein typisches UND- unc ODER-Gatter. Die Schaltung enthält Umformer schaltkreise, Impulsformschaltungen, Isolationsschalt kreise und Verstärker, welche der Einfachheit halbei nicht dargestellt sind. Da die Anordnung und die Wir kungsweise derartiger Schal hingen bekannt sind, sol len hier nur die prinzipiellen Elemente beschriebei werden. Diese Elemente sind als integrierte Schalt kreise vorgesehen. Es sind Transistor- und Dioden Schaltkreiskombinationen oder eben Relaisklemmei vorgesehen. Die logische Schaltung 62 empfang

ebenfalls ein Spulenantriebsrichtungssignal vom Spu lenantriebsmotor 28. Dieses Signal wird als Rück schalt-EMK-Signal bezeichnet. Dieses Signal kam auf verschiedene Weise erzeugt werden, z.B. da-

309585/36(i

durch, daß ein Geschwindigkeitsmesser am Spulen- Vorvvärtsbetneb des Bandes ist die Richtung, bei der

antriebssystem oder ein Geschwindigkeitsmesser im die Bandantriebsrolle 20 das Band aus der Vakuum-

Bandlaul'wcg angeordnet ist. Die logische Schaltung kammer 30 herauszieht.

52 empfängt ebenfalls ein Bandantricbsrichtungssi- Wenn sich die Bandschleife nahe oder an der unte-

cnal. Dieses Signal kann vom Bcfehlssignal für den 5 ren Grenze des oberen Fühlers 46 befindet, sieht der

Bandantricbs^rollcnmotor 22 hergeleitet werden. Es erste Betriebsverstärker 60 ein Null-Volt-Ausgangs-

wird dabei "on den cnergieliefernden Schaltkreisen signal vor. Dieses Ausgangssignal wächst linear mit

von einem Tachometer im Bandantriebsrollensystcm der aufwärts gerichteten Schleifenbewegung entlang

oder von einer anderen geeigneten Quelle geliefert. der Länge des Fühlers 46 bis zu einem Maximum

In der logischen Schaltung 62 werden die Signale, io von etwa — 12VoIt an der oberen Grenze des Füh-

wclche vom ersten und zweiten Betriebsverstärker 60 lers. Die Bandschleife ist bestrebt, in einer Position

und 64 kommen, an Inverter 65 und 66 gelegt. Jeder zu bleiben, weiche nur wenig von der Null-Volt-Posi-

Ausgang eines jeden Inverters ist getrennt vom ande- tion abweicht. Diese Position kann etwas von den

ren an verschiedene Eingänge eines UND-Gatters 68 auf der Spule 14 befindlichen Bandlagen beeinflußt

gelegt. Die Fühler 46 und 48 sind so angeordnet, daß 15 werden. Verkürzt sich die Bandschleife so weit, daß

sie Null-Signalausgänge zeigen, wenn sich die Band- sie über der oberen Grenze des oberen Fühlers 46

schleife in der Tot-Zone zwischen ihnen befindet. liegt, dann sieht der Betriebsverstärker 60 ein Signal

Diese Ausgänge werden hier als der »Fehk-Zustand mit der maximalen Amplitude ( -12 Volt) so lange

angenommen, so daß, wenn die Bandschleife sich in vor, bis die Bandschleife wieder sich abwärts bewegt

der Tot-Zone befindet, die Ausgänge der Inverter 65 20 in den Bereich des Fühlers 46. Die Längeneinheit der

und 66 im »Eins«-Zustand sich befinden. Der Aus- Vakuumkammer vom unteren Ende des Fühlers 46

gang des UND-Gatters 68 befindet sich dann ebenfalls bis zum Detektor 42 für die kurze Schleifenlänge ist

im »Eins«-Zustand. Dieses Ausgangssignal bedeutet so ausgewählt, daß der Spulenantriebsmotor 28, auch

eine Tot-Zonen-Anzeige und bereitet ein Paar von- wenn er sich beim Start in Ruhe befindet, die Band-

einander getrennter UND-Gatter 70 und 72 vor, wel- 25 antriebsrolle aufholen kann, bevor der Zustand

ehe die Ausgangssignale für die logische Schaltung 62 einer zu kurzen Schleife eintritt,

liefern. Der eine verbleibende Eingang des einen Für die vorwärts gerichtete Bewegung ist die

UND-Gatters 70 wird vom Ausgang des UND-Gatters Bandschleife bestrebt, an der oberen Kante des unte-

76 angesteuert. Dieses ist voll angesteuert, sobald ren Fühlers 48 sich einzupendeln. Der zweite Be-

seine beiden Eingänge das Spulenantriebsrichtungs- 30 triebsverstärker 64 regelt das Bandspulenservosystem

signal und das Bandantriebsrichtungssignal im mit einem linearen Signal in diesem Bereich. Dieses

»Eins«-Zustand empfangen. Die Vorwärtsrichtung lineare Signal variiert von Null Volt bis zu +12 Volt,

des Bandantriebes (Drehung der Bandantriebsrolle Dadurch ist ebenfalls eine Längeneinheit der Vaku-

20 entgegen dem Uhrzeigersinn) wird angenommen, umkammer festgelegt. Der obere Fühler 46 zeigt

wenn der »Eins«-Zustand vorhanden ist. Die umge- 35 etwa Null Volt auf, wenn er vollständig bedeckt ist.

kehrte Richtung des Spulenantriebes (Drehung entge- Der untere Fühler 48 zeigt Null Volt auf, wenn er

gen dem Uhrzeigersinn) wird angenommen, wenn der vollständig unbedeckt ist. Dadurch wird die Einfach-

»Eins«-Zustand vorhanden ist. Sobald also der heit des Systems bewirkt, welche zusammen mit den

Bandantrieb vorwärts und der Spulenantrieb umge- Unterschieden in der Polarität der Signale, welche Ii-

kehrt betrieben werde.i, ist das UND-Gatter 76 ange- 40 near durch den ersten und zweiten Betriebsverstärker

steuert, wobei vom Ausgang des UND-Gatters 70 ein 60 und 64 erzeugt werden, Zweideutigkeiten hin-

Ausgangssignal abgegeben wird, welches die Rota- sichtlich der Position der Bandschleife aus-

tion der Spule bremst. Dieses Ausgangssignal ist als schließen.

Vorwärtsbremssignal bezeichnet. Die gleichen An- Sobald sich die Bandschleife in der Tot-Zone betriebssignale steuern über die Inverter 78 und 79 das 45 findet, erzeugt keiner der Betriebsverstärker 60 und UND-Gatter 80 an, sobald der entgegengesetzte Zu- 64 eine Spannung. Das Tot-Zonen-Signal bereitet die stand vorhanden ist. Der Bandantrieb wird dann in Ausgänge der UND-Gatter 70 und 72 vor und die loentgegengesetzter Richtung betrieben, und die Band- gische Schaltung 62 wirkt dann so, daß sie eine spule wird in Vorwärtsrichtung angetrieben. Wenn Bremswirkung in die Wege leitet, welche notwendig sich das Band in der Tot-Zone befindet, liefert der 50 ist, um den Spulenantriebsmotor 28 zum Stillstand Ausgang des UND-Gatters 72 ein Rückwärtsbrems- mit der BandschJeife innerhalb der Tot-Zone zu signal am Ausgang der logischen Schaltung 62. Die bringen. Es ist keine andere Regelfunktion am Spubeiden Ausgänge von der logischen Schaltung 62 und lenantriebsmotor 28 vorgesehen, wenn die Banddie Ausgänge vom ersten und zweiten Betriebsver- schleife sich in der Tot-Zone befindet. Sobald die stärker 60 und 64 werden an eine Summierschaltung 55 B and antriebsrolle sich vorwärts bewegt, d. h., wenr 82 gelegt, welche die notwendige Entkopplung zwi- das Band aus der Vakuumkammer 30 herausgezoger sehen den einzelnen Elementen herstellt und das ent- und in die Vakuumkammer 32 hineingeschober sprechende Ausgangssignal an einen Spulenantriebs- wird, ist kein Regelvorgang notwendig, wenn dei verstärker 84 zur Speisung des Spulenantriebsmotors Spulenantriebsmotor 28 sich ebenfalls vorwärts be 28 legt. 60 wegt, d. h. Band aus der Vakuumkammer 32 heraus

Das Bandspulenservosystem der F i g. 1 stellt ein zieht. In diesem Zustand wird der Spulenantriebsmo

Mischregelsystem dar, welches Analog- und Digital- tor 28 durch kein Regelsignal beeinflußt. Er treibt Ie

elemente benützt. Die Bandschleifen werden automa- diglich entweder in der Vorwärts- oder in der Rück

tisch in Abgleichstellung gehalten, und zwar sowohl wärtsrichtung an. Treibt der Spulenantriebsmotor TA

für den Vorwärts- als auch für den Rückwärtsbetrieb 65 das Band in der Vorwärtsrichtung an, dann wird di

der Bandantriebsrolle 20. Die BandschJeife wird da- Bandschleife durch den unteren Fühler auf die ent

bei einmal in der Langschleifenstellung und das an- sprechende Länge gebracht und unter Benützung de

dere Mal in der Kurzschleifenstellung gehalten. Dar linear veränderlichen Position--Signals eingeregelt

Wird der Spulenantriebsmotor 28 in der Rückwärtsrichtung betrieben, dann liegen beide Eingangszustände am UND-Gatter 76 in der logischen Schaltung 62 auf »Eins«. Das UND-Gatter 70 weist dann an beiden Eingängen eine »Eins« auf und gibt ein Vorwärts-Signal von — 12 Volt ab, welches eine Bremseinwirkung auf den Spulenantriebsmotor 28 vorsieht und diesen Motor zum Stillstand bringt. Das Signal endet, und die Energieeinspeisung in den Motor kommt ebenfalls zum Stillstand, wenn das Spulenantriebsrichtungs-Signal auf Null geht. Wenn die entgegengesetzte Situation vorhanden ist, d. h., wenn das Band in Rückwärtsbewegung angetrieben wird und der Spulenantrieb in Vorwärtsrichtung läuft, ist die Bandschleife bestrebt, innerhalb der Vakuumkammer 32 rasch kurzer zu werden. Das Rückwärtsbremssignal ist dann am Ausgang des UND-Gatters 72 vorgesehen, und zwar erscheint hier die volle Amplitud.. des Bremssignals (+12 Volt), so daß der Spulenantrieb zum Stillstand gebracht wird, wobei die Bandschleife sich innerhalb der Tot-Zone befindet. Die weitere Verkürzung des Bandes nach dieser Situation wird entsprechend durch das linear variierbare Regelsignal, welches vom oberen Fühler 46 und dem ersten Betriebsverstärker 60 erzeugt wird, geregelt.

Die Erfindung gewährleistet eine stetige stabile präzise Regelung der Bandschleifenlage. Es können kleine Motoren verwendet werden, und der Energiebedarf ist gering. Solange das Band in einer stabilen Lage gehalten ist, wird Energie lediglich dazu benötigt, Reibungskräfte u. dgl. zu überwinden. Die Energie wird dann zum Antrieb der Spule benötigt. Wenn eine willkürliche Folge von Befehlssignalen erfolgt, z. B. wenn die Bandschleife in die Tot-Zone gelangt, wird der Spulenantrieb nicht mit Energie versehen, sondern die Spule dreht vielmehr unangetrieben weiter, außer es wirkt eine Bremskraft auf sie ein. Es kann daher ein relativ kleiner Spulenmotor im erfindungsgemäßen Spulenservosystem verwendet werden, wobei der Temperaturanstieg nur wenige Grad Celsius über der Raumtemperatur liegt. Die bekannten Systeme werden dagegen konstant vollständig mit Energie versehen, und es treten daher schwerwiegende Erwärmungsprobleme auf.

Da die Bandspule sich im nicht angetriebenen Zustand befindet, solange sich die Bandschleife in der Tot-Zone zwischen den beiden Fühlern befindet, hängt es von der Bewegungsrichtung des Bandes ab, ob das System die Bandschleife automatisch in der Position der kurzen Schleife oder in der Position der langen Schleife hält Bewegt sich die Bandantriebsrolle 20 vorwärts, dann gleitet die Bandschleife in der Tot-Zone zur stabilen Position am unteren Fühler 48, welcher eine maximale Länge in der Vakuumkammer 32 vorsieht, damit die Bandbewegungsrichtung umgekehrt werden kann. Bewegt sich das Band rückwärts und wird das Band aus der Vakuumkammer herausgezogen, dann gleitet die Bandschleife aufwärts in die stabile Lage am oberen Fühler 46, welcher einen optimalen Gebrauch der Vakuumkammer gewährleistet.

Eine weitere Ausführungsform eines Teils des Spulenservosystems gemäß der Erfindung ist in der F i g. 2 gezeigt. Die Elemente dieser Figur tragen die gleiche Bezeichnung wie entsprechende Elemente der Fig. 1. Der obere und der untere Fühler 46 und 48 erzeugen über den ersten und zweiten Betriebsverstärker 60 und 64 verstärkte Signale. Der Spulenantriebsmotor 28 in der F i g. 2 ist an den Ausgang des Spulenantriebsverstärker 84 gekoppelt, und der Eingang des Verstärkers 84 liegt arr. Ausgang der Summierschaltung 82.

Das Spulenantriebsrichtungs-Signal ist die Rückschalt-EMK des Spulenantriebsmotors 28. Die Rückschalt-EMK ist gebildet durch die Subtraktion des Motorstromes von der Motorspannung in einem Differentialverstärker 90 und ist an einen der Eingänge eines jeden der Sperr-Gatter 92 und 94 gelegt. Die zweiten Eingänge der Sperr-Gatter 92 und 94 sind miteinander verbunden und empfangen das Bandantriebsrichtungs-Signal. Die Sperr-Gatter 92 und 94 sind so geartet, daß die Rückschalt-EMK des Spulenantricbsmotors den zugeordneten Eingang des Sperr-Gatters 92 auslöst, wenn die Spule 14 in Vorwärtsrichtung sich bewegt, und den zugeordneten Eingang des Sperr-Gatters 94 auslöst, wenn die Spule 14 sich in Rückwärtsrichtung bewegt. In gleicher Weise löst das Bandantriebsrichtungs-Signal den zugeordneten Eingang des Sperr-Gatters 92 aus, wenn das Band sich in Rückwärtsrichtung bewegt, und löst den zugeordneten Eingang des Sperr-Gatters 94 aus, wenn das Band in Vorwärtsrichtung sich bewegt.

Wenn die Spule sich vorwärts dreht und das Band in Rückwärtsrichtung angetrieben wird, dann sind beide Eingänge des Sperr-Gatters 92 ausgelöst, und es ist ein Signal vorgesehen, welches einen der Eingänge des UND-Gatters 96 auslöst. Wenn die Spule sich in Rückwärtsrichtung bewegt und das Band in Vorwärtsrichtung angetrieben wird, sind beide Eingänge des Sperr-Gatters 94 ausgelöst, und es ist ein Signal vorgesehen, welches einen der Eingänge des UND-Gatters 98 auslöst. Wenn die Spule und das Band sich in der gleichen Richtung bewegen, d.h. entweder vorwärts oder rückwärts, dann ist keines der Sperr-Gatter 92 und 94 erregt.

Der Ausgang des ersten Betriebsverstärkers 60 ist mit der Summierschaltung 82 verbunden und liegt an einem der Eingänge des NAND-Gatters 100. Der Ausgang des zweiten Betriebsverstärkers 64 ist mit der Summierschaltung 82 verbunden und liegt am anderen Eingang des NAND-Gatters 100. Wenn sich die Bandschleife am oberen Fühler 46 oder d-.niber befindet, dann wird das resultierende Signal c\'s oberen Fühlers 46 durch den ersten Betriebsverstärker 60 verstärkt und gelangt zum Spulenantriebsverstärker 84 über die Summierschaltung 82, damit der Spulenantriebsmotor 28 angetrieben wird, und zwar in der gleichen Art und Weise wie in der F i g. 1. Die Signale vom unteren Fühler 48 werden in der gleichen Weise durch den zweiten Betriebsverstärker 64 verstärkt, bevor sie über die Summierschaltung 82 zum Spulenantriebsverstärker 84 gelangen. Es wird ebenfalls der Spulenantriebsmotor 28 angetrieben, sobald sich die Bandschleife am unteren Fühler 48 oder darunter befindet. Liegt die Bandschleife in dei Tot-Zone zwischen den Fühlern 46 und 48. so sind keine Signale an den Ausgängen der beiden Betriebsverstärker 60 und 64 vorhanden. Die beiden Eingänge des NAND-Gatters 100 sind ausgelöst, unc hindurchgehende Signale lösen die zweiten AusgängE der UND-Gatter 96 und 98 aus. Bei dieser Situatior sind beide Eingänge des UND-Gatters 96 ausgelöst wenn die Spule sich vorwärts bewegt und das Banc in Rückwärtsrichtung angetrieben wird. Das UND

Gatter 96 legt ein Rückwänsbrems-Sigrial an den Spulenantriebsverstärker 84 über die Summierschaltung 82. Wenn die Spule in Rückwärtsrichtung sich bewegt und das Band in Vorwärtsrichtung angetrieben wird, sind beide Eingänge des UND-Gatters 98 ausgelöst und sehen ein Vorwärtsbrems-Signal am Spulenantriebsverstärker 84 über die Summierschaltung 82 vor. Bewegen sich die Spule und das Band in die gleiche Richtung, dann ist keines der Sperr-Gatter 92 und 94 erregt, und die Spule bewegt sich kontinuierlich wie beschrieben weiter fort, ohne daß sie durch eine Bremsenergie unterbrochen wird.

Höchste Wirksamkeit wird erhalten, wenn der Antriebsstrom für den Spulenantriebsmotor 28 auf ein bestimmtes Maximum begrenzt ist. Dies wird bei der Vorrichtung der F i g. 2 erzielt. Die Leitung für den

Strom ist nämlich vom Spulenantriebsmotor 28 zur Summierschaltung 82 gelegt. Es wird dadurch eine Stromabfühlleitung vorgesehen. Der Strom in der Abfühlleitung vereinigt sich in der Summierschaltung 82 mit dem Motorantriebsstrom, welcher an irgendeinen anderen Eingang der Summierschaltung 82 gelegt ist, so daß der Gesamtantriebsstrom auf einen vorbestimmten maximalen Wert begrenzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Bandspulenservosystem für ein Magnetbandlaufwerk mit Bandspulen, zwischen denen das Magnetband transportiert wird, einem Antriebsmotor für wenigstens eine Bandspule, wenigstens einer Bandantriebsrolle, wenigstens einer Bandvorratskammer, welche einen Teil des Bandes zwischen einer Bandspule und der Bandan- j ο triebsrolle aufnimmt und zwei im Abstand voneinander angeordnete Fühler aufweist, die in Abhängigkeit von der relativen Lage der Bandschleife zu ihnen dieser Lage entsprechende Signale abgeben, durch die eine Einregelung der Bandschleife in eine zwischen den Fühlern befindliche Li^e erfolgt, und mit einer an die Fühler angekoppelten logischen Schaltung, weiche den Bandspulen-Antriebsmotor als Funktion der von den Fühlern gelieferten Signale so steuert, daß er bei zwischen den Fühlern befindlicher Bandschleife laufrichtungsabhängig gebremst wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler (46, 48) in Längsrichtung der Bandvorratskammer (32) eine solche Ausdehnung besitzen, daß sie beim Überlauf des Bandes (10) ein der Lage drr Bandschleife entsprechendes analoges Signal liefern, durch das ein analoger Antrieb des Bandspulen-Antrisbsmof"rs (28) erfolgt.

2. Bandspulenservo.cystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.c der eine Fühler (48) an der Stelle der Bandvorratskammer (32) angeordnet ist, an der das Band eine lange Schleife bildet, daß ein analoges Signal am Spulenantriebsmotor (28) liegt und diesen in einer 3: bestimmten Richtung antreibt, solange sich die Bandschleife in der Nachbarschaft des Fühlers (48) befindet, daß der zweite Fühler (46) an der Stelle der Bandvorratskammer angeordnet ist, an der das Band eine kurze Schleife bildet, und daß ein analoges Signal an den Bandantriebsmotor (28) gelegt ist und diesen in entgegengesetzter Richtung so lange antreibt, wie die Bandschleife sich in der Nachbarschaft des Fühlers (46) befindet.

3. Bandspulenservosystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden Fühlern (46, 48) so bemesien ist, daß die Bandschleife zum einen auch dann zwischen den beiden Fühlern gehalten bleibt, wenn die Bandspule (14) bei gegenläufiger Bewegungsrichtung zur Bandantriebsrolle (20) bis zum Stillstand abgebremst ist, und zum anderen, wenn die Bandspule (14) vom Stillstand bis Iu ihrer Betriebsgeschwindigkeit in einer der beiden Richtungen beschleunigt ist.

4. Bandspulenservosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand eines jeden Fühlers (46 bzw. 48) von seinem benachbarten Ende der Bandvorratskammer (32) gleich einem Drittel des Abstandes zwischen den beiden Fühlern beträgt.

5. Bandspulenservosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Lage der Bandschleife innerhalb der Bandvorratskammer (32) die Spule (14) in eine erste Richtung angetrieben ist, sobald die Bandschleife zwischen der Kurzschleifenstellung und dem offenen Ende der Bandvorratskammer (32) liegt, daß die Spule (14) in die entgegengesetzte Richtung angetrieben ist, wenn die Bandschleife zwischen der Langschleifenstellung und dem Boden der Bandvorratskammer liegt, und daß die Spule (14) durch Abbremsen zum Stillstand gebracht ist, wenn die Bandschleife zwischen den beiden Fühlern (46 und 48) liegt und die Bewegungsrichtungen der Bandteile zu beiden Seiten der Bandschleife in der Bandvcrratskammer (32) entgegengesetzt gerichtet sind.

6. Bandspulenservosystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Spule (14) in die erste Richtung ein Signal mit einer bestimmten Polarität an den Spulenantriebsmotor (28) gelegt ist und zum Antrieb der Spule (14) in die zweite, entgegengesetzte Richtung ein Signal mit entgegengesetzter Polarität an den Spulenantriebsmotor (28) gelegt ist, daß zur Abbremsung der Spule auf Stillstand das Signal mit der Polarität der ersten Richtung an den Spuleriantriebsmotor (28) gelegt ist, wenn sich die Bandschleife zwischen den beiden Fühlern (46 und 48) befindet und die Bandteile zu beiden Seiten der Bandschleife in der Bandvorratskammer (32) in entgegengesetzte Richtungen angetrieben sind und die Spule in die zweite Richtung sich bewegt, und daß zur Abbremsung der Spule auf Stillstand das Signal mit der Polarität der zweiten Richtung an den Spulenantriebsmotor (28) gelegt ist, wenn sich die Bandschleife zwischen den beiden Fühlern (46 und 48) befindet und die Bandteile zu beiden Seiten der Bandschleife in der Bandvorratskammer (32) in entgegengesetzte Richtungen angetrieben sind und die Spule in die erste Richtung sich bewegt.

7. Bandspulenservosystem nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Spule (14) in die erste oder die entgegengesetzte zweite Richtung an einer logischen Schaltung (62) ein erstes Eingangssignal mit dem Wert Null auftritt, daß ein zweites Eingangssignal vorgesehen ist, sobald die Bandteile zu beiden Seiten der Bandschleife in der Bandvorratskammer (32) in entgegengesetzte Richtungen sich bewegen und die Spule (14) sich in die erste Richtung bewegt, daß ein drittes Eingangssignal vorgesehen ist, wenn die Bandteile zu beiden Seiten der Bandschleife in der Bandvorratskammer in entgegengesetzte Richtungen sich bewegen und die Spule (14) sich in die zweite Richtung bewegt, daß das Signal mit der zweiten Polarität am Spulenantriebsmotor (28) liegt, sobald das erste und zweite Eingangssignal gemeinsam vorhanden ist, und daß das Signal mit der ersten Polarität am Spulenantriebsmotor liegt, sobald das erste und dritte Eingangssignal gemeinsam vorhanden ist.

8. Bandspulenservosystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal, welches mit der ersten Polarität am Spulenantriebsmotor (28) gelegt ist, vom Fühler (46) stammt, der sich auf einer kleinen Strecke von der Kurzschleifenposition zum oberen Ende der Bandvorratskammer (32) hin erstreckt, daß dieses Signal einen maximalen Wert besitzt, wenn die Bandschleife zwischen dem Fühler (46) und dem oberen Ende der Bandvorratskammer (32) sich befindet und dieser Wert linear mit dem

Verschieben der Bandschleife am Fühler (46) gjgkeit von der Lage der Bandschleife und der

vorbei zur Kurzsch einstellung auf Null absinkt, Bewegungsrichtungen des Bandes gebremst oder

daß das Signal, welches mit der zweiten Polarität angetrieben sind
am Spulenantnebsmotor (28) gelegt ist, vom

Fühler (48) stammt, der sich auf einer kurzen 5

Strecke von der Langschleifenstellung zum Bo-

den der Bandvorratskammer (32) hin erstreckt,
und daß dieses Signal einen maximalen Wert besitzt, wenn die Bandschleife zwischen dem Fühler Die Erfindung betrifft ein Bandspulenservosystem (48) und dem Boden der Bandvorratskammer io für ein Magnetbandlaufwerk mit Bandspulen, zwi-(32) sich befindet und dieser Wert linear mit dem sehen denen das Magnetband transportiert wird, Verschieben der Bandschleife am Fühler (48) einem Antriebsmotor für wenigstens eine Bandspule, vorbei zur Laugschleifenstellung auf Null ab- wenigstens einer Bandantriebsrolle, wenigstens einer sinkt. Bandvorratskammer, welche einen Teil des Bandes

9. Bandspulenservosystem nach einem der An- 15 zwischen einer Bandspule und der Bandantriebsrolle Sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein aufnimmt und zwei im Abstand voneinander an-Bandantriebsrollenrichtungssignal in Abhängig- geordnete Fühler aufweist, die in Abhängigkeit von kcit von der Drehrichtung der Bandantriebsrolle der relativen Lage der Bandschleife zu ihnen dieser (20) und ein Spulenantriebsrichtungssignal in Ab- Lage entsprechende Signair abgeben, durch die eine hängigkeit von der Drehrichtung des Spulenmo- 20 Einregelung der Bandschleife in eine zwischen den tors (28) vorgesehen sind, dah eine logische Fühlern befindliche Lage erfolgt, und mit einer an Schaltung (62) die Signale der Fühler (46 und die Fühler angekoppelten logischen Schaltung, 48). das Antriebsrollenrichtungssignal und das welche den Bandspulen-Antriebsmotor als Funktion Spulenantriebsrichtungssigna! aufnimmt und ein der von den Fühlern gelieferten Signale so steuert, Vorwärts- bzw. Rückwärts-Bremssignal vorsieht 25 daß er bei zwischen den Fühlern befindlicher Band- und daß eine Summierschaltung (82) die Vor- schleife laufrichtungsabhängig gebremst wird,
wärts- bzw. Rückwärts-Bremssigtiale und die Si- Magnetbandlaufwerke in Geräten zur Verarbeignale der Fühler (46 und 48) aufnimmt und ein tung digitaler Daten bewegen ein Magnetband inter-Rsgelsignal an den Spulenantriebsmotor (?8) lie- mittierend in zwei Richtungen, d. h. vorwärts oder fei'i- 30 rückwärts, an einem Aufnahme- und Wiedergabe-

10. Bandspulenservosystem nach Anspruch 9, kopf vorbei, so daß Daten sowohl aufgezeichnet als dadurch gekennzeichnet, daß Betriebsverstärker auch wiedergegeben werden können. Ein schnell und (60 und 64) mit den beiden Fühlern (46 und 48) intermittierend arbeitendes Antriebssystem mit einer verbunden sind. oder zwei Bandantriebsrollen bringt das Magnetband

11. Bandspulenservosystem nach Anspruch 9, 35 im Bereich der Köpfe auf die gewünschte Geschwindadurch gekennzeichnet, daß das Regelsignal das digkeit. Die Bandspule und der Bandspulenmotor be-Si^nal des Fühlers (46) enthält, wenn die Band- sitzen eine wesentlich größere Trägheit, so daß s.ie schleife sich neben dem Fühler (46) befindet, und den schnellen Wechseln in der Bewegungsrichtung das Signal vom Fühler (48) enthält, wenn die und den Beschleunigungen des Bandes nicht folgen Bandscheife sich neben dem Fühler (48) befindet, 40 können. Aus diesem Grunde ist es bekannt, einen und daß das Regelsignal das Vorwärts- oder Puffer, wie beispielsweise eine Eandvorratskammer, Rückwärts-Bremssignal der logischen Schaltung zwischen der Bandantriebsroile und den Bandspulen (62) enthält, wenn die Bandschleife sich zwischen anzuordnen. Wenn eine plötzliche Richtungsänd.eden Fühlern (46 und 48) befindet. rung durch die Bandantriebsrolle erfolgt, wird das