Die Tonbandgerätewerkstatt, Tonbandgeräte Reparatur und Wartung

 

 

 

GX635

Wissenswertes

Auf dieser Seite möchte ich in loser Folge Dinge beschreiben, nach denen ich immer wieder mal gefragt werde oder auch solche, zu denen an anderen Stellen teilweise Unsinn berichtet wird.

Übersicht:
- Das Risiko beim Kauf von Geräten, die "Vom Verkäufer generalüberholt" wurden
- Entzerrungen NAB und IEC / CCIR
- Bandtransport, Capstanantrieb, Doppelcapstanantrieb
- Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von Bandgeräten
- Stellung der Potentiometer und Ausschlag der Aussteuerungsanzeigen
- Kunststoffspulen und Metallspulen
- Die Profi-Versionen im Vergleich zu den Heimstudio-Versionen

Das Risiko beim Kauf von Geräten, die "Vom Verkäufer generalüberholt" wurden
Es ist ja sehr erfreulich, dass nach wie vor ein großes Interesse an analogen Geräten vergangener Zeiten besteht und dass damit auch ein reger Handel getrieben wird. Manch einer erfüllt sich heute einen Traum aus seiner Jugend und kauft sich zu einem überschaubaren Preis etwas, das damals unerschwinglich war.
Dass dies so ist, beflügelt auch viele Bastler. Ich benutze diesen Begriff ganz bewusst.
Gemeint sind diejenigen, die mit überschaubarem technischen Wissen HiFi Geräte reparieren / überholen / aufpolieren usw. um sie dann weiter zu verkaufen. Wenn dabei gewissenhaft gearbeitet wird, ist ja gar nichts dagegen zu sagen. Leider wird aber auch viel gepfuscht. Insbesondere bei den sehr servicefreundlichen Revox Geräten fühlen sich viele berufen, Hand anzulegen, ob sie das Gerät nun verstanden haben oder nicht.

Wo der Spaß aber aufhört, ist beim Thema der elektrischen Sicherheit.
Fast jeder Bastler unterschätzt es, wie schnell mal durch ein eingeklemmtes Kabel, durch Verwendung einer zu langen Schraube, durch Verwendung eines unzulässigen Bauteiles usw. bei Elektrogeräten ein Sicherheitsrisiko entstehen kann.
Es ist Vorschrift, dass als Abschluss jeglicher Reparatur an Elektrogeräten die elektrische Sicherheit zu prüfen ist. Wie das zu tun ist, steht in der Norm VDE 0701 / 0702 und setzt die Verwendung eines speziellen Prüfgerätes voraus.

Das Internet ist die ideale Basis für einen riesigen Gebrauchtgerätemarkt, viel weitreichender, als es eine Zeitung jemals sein konnte.
Stellvertretend für diverse Möglichkeiten möchte ich die Plattform Ebay nennen. Ebay ist zugleich eine prima Suchmaschine und auch ich habe dort schon sehr viel gekauft und einiges verkauft.

Vor einer Sache muss ich aber warnen.
Unzählige Geräte werden dort angeboten unter Nennung des Zusatzes „Vom Verkäufer generalüberholt“. Dies bedeutet: Der Verkäufer hat an dem Gerät gearbeitet, er hat es nicht nur äußerlich geputzt, er hat auch im Inneren „herumgeschraubt“, in welchem Umfang auch immer.
Nehmen wir an, ihm sei trotz sorgsamer Arbeit ein Fehler unterlaufen.  Er quetscht beim Zusammenbau ein Kabel ein, beschädigt dadurch die Isolation und Netzspannung kommt auf das Gerätechassis. Nun kann es sein, dass er das sofort merkt, eventuell aber auch nicht.
In der Regel führen die Bastler keine Prüfung nach der o.g. Norm durch, kennen die Norm gar nicht und haben erstrecht kein solches Prüfgerät.
Bis zu diesem Punkt ist das das persönliche Risiko des Bastlers.

Wenn der Bastler nun dieses Gerät verkauft, wird die Sache ernst. Der Kunde stellt durch den o.g. Fehler eventuell seine komplette Stereoanlage unter Spannung. Es können gewaltige Schäden entstehen, von einem eventuell tödlichen Schlag für den Benutzer mal ganz abgesehen.

Wenn es also heißt „Von Verkäufer generalüberholt“, dann sollte
- einerseits der Verkäufer wissen, was er da behauptet. In der Regel weiß er nicht, dass er eventuell mit einem Fuß im Gefängnis steht, denn er hat grob fahrlässig gehandelt.
- andererseits der Käufer wissen, welches Risiko er einkauft, wenn der Verkäufer nicht über die nötige fachliche Qualifikation und technische Ausrüstung verfügt.

Wir wollen den Teufel nicht an die Wand malen, aber dieses Risikos müssen sich Bastler und Käufer bewusst sein!


Hier mal ein ganz einfaches Beispiel an einer Bandmaschine Revox B77.
Eine Leitung, die direkt mit dem Netzeingang verbunden ist, war unter einem Schraubenkopf eingequetscht. Die Schraube geht zum Trafo hin, also direkt auf das Chassis der Maschine, identisch mit der Signalmasse und somit zur ges. Stereoanlage.
Der Schraubenkopf hat die Isolation völlig durchgedrückt, die Adern sind sichtbar.
Zwischen Schraubenkopf und Netzspannung lagen nur noch wenige Mikrometer Luft.
Weder derjenige, dem dies passiert ist, noch der spätere Besitzer wussten von dieser Gefahr und noch war nichts passiert.

B77 Isolationsschaden

Eine Messung des Isolationswiderstandes (gemäß VDE 0701 / 0702) offenbarte den Fehler.
Für die Bastler: Der Isolationswiderstand wird nicht mit einem Multimeter gemessen.

Dies bedeutet, dass selbst derjenige, der „gar nichts an der Elektrik gemacht“ hat, trotzdem unbewusst einen Gefahr bringenden Fehler gemacht haben kann. Auch einem Fachmann kann das passieren und genau aus diesem Grund ist die o.g. Prüfung vorgeschrieben und absolut sinnvoll.

Als Käufer, insbesondere als technischer Laie kann man sich bei solchen Privatgeschäften zunächst immer nur auf sein Gefühl dem Verkäufer gegenüber verlassen.
Wenn der Verkäufer stolz berichtet, wie toll er das Gerät repariert und wieder in Schuss gebracht hat, sollte man ihm die einfache Frage stellen, ob er mit seinem Namen dafür unterschreibt, dass nach Abschluss der Arbeiten die elektrische Sicherheit gemäß VDE 0701 / 0702 geprüft und für in Ordnung befunden wurde.
Jede Antwort außer einem klaren JA ist ein Alarmzeichen.


Entzerrungen NAB und IEC / CCIR
Zunächst zur Verwirrung, die der Begriff selbst erzeugen kann.
Man ist geneigt zu glauben, dass eine Entzerrung das Gegenteil einer Verzerrung ist.
Dem ist nicht so! Hier der Versuch einer Beschreibung in ganz einfachen Worten.
In der Signalübertragung versteht man unter einer Entzerrung etwas wie eine Frequenzgangverbiegung, also das was man macht, wenn man z.B. am Klangregler eines Verstärkers oder Equalizers dreht. Schaltet man z.B. zwei Equalizer hintereinander, senkt am ersten bestimmte Frequenzen ab und hebt diese am zweiten im gleichen Betrag an, ist das Gesamtergebnis wieder ein „gerader“ Frequenzgang. Das Signal ist nicht verzerrt, weder nach dem ersten Equalizer noch nach dem zweiten.
Eine Verzerrung ist eine Verfälschung des Signals, die nicht wieder „gerade gebogen“ werden kann. Verzerrt bleibt verzerrt.

Bei Plattenspielern ist jedem von uns der Begriff des Entzerrervorverstärkers schon vor langer Zeit begegnet. Der Frequenzgang beim Schneiden der Platte (genauer gesagt der Matrize) ist nicht linear. Die tiefen Frequenzen werden schwächer, die hohen Frequenzen stärker „in die Platte geschnitten“. Aus diesem Grund muss das Tonabnehmersignal nicht nur verstärkt sondern auch entzerrt werden. Der Entzerrervorverstärker hebt die tiefen Frequenzen an und senkt die hohen Frequenzen ab, sodass das Klangbild wieder stimmt.

Man benutzt den Begriff der Entzerrung sowohl für die aufnahmeseitige als auch für die umgekehrt wirkende wiedergabeseitige Frequenzgangverbiegung, also Aufnahmeentzerrung und Wiedergabeentzerrung.

Etwas sehr ähnliches wird bei der Bandaufzeichnung gemacht. Auch hier finden bei der Aufnahme Frequenzgangverbiegungen statt, die bei der Wiedergabe durch genau umgekehrt wirkende Korrekturglieder wieder zu einem linearen Frequenzgang „gerade gebogen“ werden. Diese Frequenzgangverbiegungen orientieren sich natürlich grundsätzlich an der Physik der magnetischen Schallaufzeichnung, an der statistischen Verteilung bestimmter Frequenzen in der Musikdarbietung, am Rauschen und der Höhenaussteuerbarkeit des Bandmaterials.
Damit Bänder auf verschiedenen Bandmaschinen den selben Klang ergeben, müssen solche Frequenzgangverbiegungen (=Entzerrungen) genormt sein.
Hier in Deutschland bzw. Europa gibt es schon seit vielen Jahrzehnten eine Norm dafür. Man findet entweder die Bezeichnung DIN oder IEC oder CCIR, was prinzipiell das Selbe bedeutet.
In USA erfolgte auch vor langer Zeit eine Normung, die heute unter NAB bekannt ist.
Es wäre ja ein Wunder gewesen, wenn diese Normen identisch zueinander wären.
Es gibt Unterschiede, die sind nicht dramatisch aber trotzdem im direkten Vergleich hörbar.

Der Bandgeräte- Bandmaschinenmarkt hat sich dann grob gesagt so entwickelt:
Frühe deutsche und europäische Hersteller machten die IEC Entzerrung und diese hielt Einzug in die deutschen Rundfunkanstalten und Tonstudios.
Die Amerikaner und die Japaner machten die NAB Entzerrung.
Als ab den späten 60er Jahren immer mehr japanische Geräte auf den europäischen Markt der Privatanwender drängten, verlagerte sich im Privatbereich der Schwerpunkt zu NAB und NAB ist im Privatbereich zum Normalfall geworden.
Die Rundfunk- und Tonstudios blieben beim IEC Standard.
Aus diesem Grund findet man heute in fast allen Bandgeräten „fürs Wohnzimmer“ die NAB Entzerrung, bei den semiprofessionellen Geräten (z.B. PR99) vorwiegend die IEC Entzerrung und bei den dicken Studiomaschinen ausschließlich die IEC Entzerrung.
Exklusive Maschinen sind umschaltbar und können beides.

Die Revox Maschinen für den Privatbereich (A77, B77, A700) sind üblicherweise NAB Maschinen. Die A77 kann im Wiedergabebetrieb wahlweise mit NAB oder mit IEC Entzerrung betrieben werden. Die Aufnahme ist immer NAB.
Die B77 gab es wahlweise in einer HS (high speed) Version, die eher am Studiobedarf angelehnt war und IEC Entzerrung hatte.
Die A700 gab es auf Wunsch ebenfalls in einer IEC Ausführung.
Die PR99 waren normalerweise IEC Maschinen. Auf Wunsch konnte man eine NAB Version bekommen.

Die Entzerrungen sind zudem auch noch bei jeder Geschwindigkeit anders.
Dies wissen all die Bastler nicht, die einfach nur die Capstanmotoren austauschen um aus einer Normalversion eine HS Version zu machen oder umgekehrt.

 

Bandtransport, Capstanantrieb, Doppelcapstanantrieb
Von grundsätzlicher Bedeutung für die Funktionen Aufnahme und Wiedergabe eines Tonbandgerätes ist, dass das Band einerseits mit gleichbleibender Geschwindigkeit und andererseits satt auf den Köpfen liegend transportiert wird.
Der eigentliche Transport des Bandes geht im Aufnahme- und im Wiedergabebetrieb von der Capstanwelle in Verbindung mit der Andruckrolle aus. Die Capstanwelle ist entweder die Achse eines Schwungrades, das mittels Riemen vom Capstanmotor angetrieben wird, oder sie ist direkt die Achse des Capstanmotors, der dann selbst schon eine große Schwungmasse hat (Außenläufermotoren).
Die Capstanwelle ist meistens glatt ploliert, kann also das Band kaum ziehen. Die Andruckrolle, die beidseitig über das Band hinausgeht und dort die Capstanwelle berührt, bringt erst die Vortriebskraft auf das Band.
Damit dies gut funktioniert, liegt die Kraft, mit der die Rolle angedrückt wird, meist im Bereich 10...15N (1...,5kg). Das scheint für die recht kleine Auflagefläche ein recht hoher Druck zu sein, dem das Band ausgesetzt wird, aber dies stellt ganz offensichtlich für das Band kein Problem dar.

Diese Anpresskraft zu erzeugen und die Achse der Andruckrolle exakt parallel zur Capstanwelle zu halten, setzt eine stabile Mechanik voraus. Leider haben hier manche Hersteller viel zu nachlässig konstruiert.
Wenn die Andruckrolle nicht exakt parallel zur Capstanwelle läuft, wird das Band zur Seite geschoben und schabt permanent an den seitlichen Führungen.
Als Beispiel für absolut wackelige Konstruktion der Andruckrollenlagerung sei hier die Philips N4450 genannt.
Als Beispiel für eine viel zu schwache Kraftübertragung (zu viele Blechteilchen) die Grundig TS1000.

Die Capstanwelle sitzt meist in Laufrichtung des Bandes betrachtet hinter den Tonköpfen, d.h. das Band wird an den Köpfen vorbei gezogen.
Um sicher zu stellen, dass das Band auf den Köpfen fest aufliegt und nicht lose flattert, muss die abwickelnde Seite irgend wie eine kleine Bremskraft aufbringen.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die ganz primitiven Bandgeräte das Band einfach nur mit einem Filzstück gegen die Köpfe drücken.
Diese bremsende Kraft im Band kann realisiert werden, indem der Motor der abwickelnden Seite ganz schwach gegen die Laufrichtung zieht (das machen die meisten Dreimotorengeräte), oder indem die Bremse der abwickelnden Seite nicht ganz geöffnet wird, indem sie also etwas schleift (Tandberg TD20A).
Im ersten Fall sind die Bremsen beider Wickelmotoren im Aufnahme- und Wiedergabebetrieb ganz offen und die Motoren bekommen eine kleine Spannung, im zweiten Fall ist der Motor der abwickelnden Seite stromlos.
Um mittels einer schleifenden Bremse eine halbwegs konstante Zugkraft zu erzeugen, muss immer eine zumindest primitive Regelung realisiert werden. Meist haben solche Geräte (z.B. Tandberg TD20A, Telefunken M3000, die meisten Uher Royal usw.) einen beweglichen Hebel zwischen der Abwickelseite und den Tonköpfen, über den das Band drüber läuft.
Dieser Hebel wird von einer Feder nach links gezogen, ohne aufgelegtes Band hat daher die Bremse die größte Wirkung. Je größer die Zugkraft, umso mehr wird der Hebel nach rechts gezogen, womit die Bremse weiter geöffnet wird und umgekehrt. Dadurch ergibt sich ein einigermaßen stabiler Arbeitspunkt.
Ganz empfindlich sind solche Systeme gegen zu hohe Reibung an diesen Umlenkhebeln weil das zu ständigen kaum sichtbaren Haft- und Losreißvorgängen führt. Was man sieht und hört ist in solchen Fällen ein Rattern des Hebels.
Selbstverständlich sind schleifende Bremsen im professionellen Bereich nicht akzeptabel, weil sie Verschleiß unterworfen sind.
Wie es technisch perfekt geht, sieht man an Profimaschinen oder z.B. an der Revox A700. Solche Geräte haben beidseitig der Köpfe Bandzugwaagen, in denen die Zugkräfte gemessen werden und die anhand dieser Messsignale die Drehmomente der Wickelmotoren permanent nachregeln. Ebenso zu finden bei Braun-Geräten wie der TG1000 und bei ASC (5000er und 6000er).
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass Philips bei der N4520 exakt diese Methode übernommen hat. Leider hat Philips sonst nicht viel von den großen und guten Bandmaschinen übernommen.
Die allermeisten ernstzunehmenden Bandmaschinen im Privatbereich sind Dreimotorengeräte, haben aber auf den Aufwand der Bandzugwaagen verzichtet. Sie lassen die Wickelmotoren im Aufnahme- und Wiederabebetrieb mit fester Spannung arbeiten, was zu einem halbwegs konstanten Drehmoment führt, also zu größer werdenden Zugkräften bei kleiner werdendem Wickeldurchmesser.
Dies ist übrigens der Grund dafür, dass bei Problemen mit der Andruckrolle (Rolle schlecht oder Kraft zu gering) ein Absacken der Bandgeschwindigkeit oder ein Leiern und Jaulen besonders gegen Ende des Bandes in Erscheinung tritt.
Die Lösung mit dem konstanten Drehmoment ist keine schlechte, was man z.B. daran sehen kann, dass selbst semiprofessionelle Geräte wie die Revox PR99 so gebaut sind.

Ein anderer Ansatz, zumindest im Bereich der Tonköpfe einen einigermaßen sauberen un konstanten Bandzug hin zu bekommen, ist die Konstruktion mit zwei Wellen, der sogenannte Dual- oder Doppelcapstanantrieb.
Eine erste Capstanwelle plus Andruckrolle sitzt vor den Tonköpfen, eine zweite wie üblich dahinter. In der Regel treibt ein zentral sitzender Motor über einen Riemen zwei Schwungräder an, deren Achsen die Capstanwellen sind.
Die Riemenscheibe des Motors und meist auch die der Schwungräder sind leicht ballig (wie immer bei Flachriemenantrieben) und es kommt auf exakte Ausrichtung der drei Achsen zueinander an, damit der Riemen ganz genau dort läuft, wo er laufen soll.
Es ist zudem von ganz besonderer Bedeutung, dass die Andruckrollen ganz exakt parallel zu den Capstanwellen stehen und dass die Rollen selbst von einwandfreier Beschaffenheit sind. Nur wenn dies alles gegeben ist, erzeugt der Doppelcapstanantrieb zwischen beiden Wellen eine geringe, aber ausreichende Zugkraft, um das Band sicher an die Köpfe anzulegen.
Im Idealfall würde ein Doppelcapstanantrieb den Bandabschnitt zwischen den Capstanwellen mechanisch von den Wickelantrieben abkoppeln (isolieren), aber ganz so ist es nie. Die meisten Doppelcapstanantriebe sind darauf angewiesen, dass die abwickelnde Seite etwas dagegen hält und dass die aufwickelnde Seite etwas zieht.
Auf jeden Fall ist die Zugkraft zwischen den beiden Wellen (also an den Tonköpfen) wesentlich geringer als bei Einfachcapstanantrieben.
Dies bedeutet aber auch: Geringste mechanische Fehler in der Bandführung oder geringste einseitige Abnutzung einer Andruckrolle können dazu führen, dass das Band seitlich verschoben wird und falsch an den Köpfen vorbei läuft oder sogar schwach durchhängt.

Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von Bandgeräten

Während in der damaligen Zeit die verschiedenen Bandgerätehersteller technische und optische Details in den Mittelpunkt ihrer Werbung stellten und sich ein großer Teil der Käufer davon leiten und auch blenden ließ, werden die Geräte heute differenzierter betrachtet.
Erfreulicherweise herrscht heute immer noch ein reges Treiben im Handel mit gebrauchten Geräten und nach wie vor gibt es Käufer, die sich hauptsächlich vom optischen Empfinden leiten lassen. Es gibt aber auch eine mindestens ebenso große Fangemeinde, deren Hauptaugenmerk heute auf der Ersatzteilverfügbarkeit und der Haltbarkeit bzw. Zuverlässigkeit der Geräte liegt.

Haltbarkeit, Zuverlässigkeit, Robustheit, all dies sind Begriffe, die im Wesentlichen durch die Konstruktion eines Gerätes bedingt sind.
Auf der mechanischen Seite sind Punkte zu erwähnen wie

Die unterschiedlichen Motortypen

Was die Wickelmotoren betrifft, ...
... findet man zwei Arten von Gleichstrommotoren und eine Art der Drehfeldmotoren. Die beiden Gleichstromtypen sind einerseits der altbekannte Kommutatormotor mit Permanentmagnetfeld und andererseits der elektronisch kommutierte Motor, auch DC-Servomotor genannt. Während der Kommutatormotor nur einen Leistungstransistor benötigt, um Drehzahl oder Drehmoment zu verstellen, braucht der elektronisch kommutierte Motor je nach Wicklungsanordnung weitere 4 oder 6 Transistoren für die permanente Weiterschaltung des stromführenden Zweiges plus eine Sensorik zur Erfassung des Rotorwinkels. Nachteil des Kommutatormotors ist auf jeden Fall die begrenzte Lebensdauer der Kohlebürsten und der Verschleiß am Kommutator, beides die entscheidenden Punkte, weshalb die elektronisch kommutierten Motoren überhaupt erfunden wurden.

Die Wickelmotoren aus der Gruppe der Drehfeldmotoren sind Asynchron-Kurzschlussläufermotoren, meist zweiphasig mit einem Betriebskondensator im Bereich weniger µF. Wicklungsauslegung und insbesondere der Widerstand des Kurzschlusskäfigs kann die Kennlinie solcher Motoren maßgeblich beeinflussen. Man kann solche Motoren so dimensionieren, dass sie eine weitgehende „Rechteckkennlinie“ bekommen, d.h. das Drehmoment weitgehend drehzahlunabhängig ist, man kann aber auch ein mit fallender Drehzahl immer weiter zunehmendes Drehmoment erzeugen (Kipppunkt nahe des Stillstandes), was grundsätzlich der Natur eines Wickelantriebes entspricht. Nicht hoch genug zu bewerten ist die Tatsache, dass die Asynchron-Kurzschlussläufermotoren keinerlei Verschleißteile haben!
Dies bedeutet: Selbst ohne elektronische Hilfsmittel (Transistoren, Sensorik), kann man mit dem Asynchron-Kurzschlussläufermotor einfach und absolut zuverlässig Wickelantriebe bauen.

Bei allen Wickelantrieben mussten die Konstrukteure auf eine ausreichende Wärmeabfuhr achten. Es liegt in der Natur der Sache, dass Wickelantriebe bei Aufnahme und Wiedergabe sehr langsam laufen. Das Anbringen eines Lüfterrades wäre daher zwecklos gewesen und wurde auch nirgendwo gemacht. Die Wärme muss also in Form von Wärmestrahlung und Wärmeleitung an die Umgebung abgeführt werden. Wärmeleitung erfolgt über den Flansch auf die Montageplatte, bei manchen Geräten auch teilweise über den Bandteller zur Spule. Der Weitertransport der Wärme auf der Montageplatte hängt nun wesentlich von deren Material und Dicke ab. Ganz schlechte Weiterleitung erfolgt bei dünnwandigem Stahlblech (typisch für Akai, Pioneer RT909 usw.), sehr gute bei dickwandiger Aluminiumplatte (Revox, Technics). Wärmestrahlung erfolgt vom Motor selbst an seine unmittelbare Umgebung. Dies funktioniert umso besser je größer die abstrahlende Oberfläche ist. Genau aus diesem Grund haben viele Hersteller, die mit Asynchronmotoren gearbeitet haben, diese als Außenläufer gewählt (Revox, Akai). Manche Hersteller hielten das nicht für nötig (Pioneer RT909).
Beim Außenläufermotor ist die Wicklung (=der Stator) innen und der Rotor umgibt die Wicklung wie eine Glocke bzw. ein zylindrischer Topf. Dieser Außenläufer ist typischerweise schwarz um bestmöglich die Wärme abzustrahlen. Dass ein Außenläufer eine größere träge Masse als der klassische Innenläufer hat, ist ein kleiner Nachteil, der aber angesichts der Masse einer vollen Tonbandspule nur wenig ins Gewicht fällt.

Wichtig bei den Wickelantrieben ist die Zugkraft, die sie auf das Band bringen. Diese darf in keinem Betriebszustand zu groß und sollte auch nie zu klein werden.
Kleine Zugkräfte sind nötig bei Aufnahme und Wiedergabe, große beim schnellen Wickeln (auf der ziehenden Seite).
Der für Wickelantriebe optimierte Asynchron-Kurzschlussläufermotor muss für diese beiden Fälle nur einmal mit einer kleinen, einmal mit einer großen Spannung versorgt werden. Dies kann man mit Relais oder Thyristoren machen, die auf diese oder jene Anzapfung des Netztrafos schalten. Einfacher und robuster geht es nicht und diese Art von Antrieben stellt im Reparaturaufkommen eine verschwindend geringe Zahl dar, um nicht zu sagen, sie liegt nahe Null, unabhängig von Fabrikat des Gerätes.
Will man die Zugkraft beeinflussen, geht das, indem man die Spannung des Motors kontinuierlich verstellt, was über einen Leistungstransistor gemacht wird. Auch hier bleibt der elektronische Aufwand überschaubar.

Die Wickelantriebe in Gleichstromtechnik brauchen immer mindestens einen Leistungstransistor um Drehzahl und Drehmoment zu bestimmen. Ein Transistor mehr oder weniger ist kein wesentlicher Kostenfaktor, es ist sogar eher so, dass ein Gleichstromantrieb durch Stromregelung recht einfach und zuverlässig im Drehmoment geregelt werden kann.
Sehr ordentlich realisiert ist dieses Konzept bei den RS1500er Geräten von Technics. Hier sind die Motoren elektronisch kommutiert, haben also nicht den verschleißanfälligen Kommutator und die Winkelerfassung erfolgt induktiv, also über Sensorspulen und ein separat eingespeistes HF Signal (siehe auch weiter unten).
Am anderen Ende der Zuverlässigkeitsskala steht das Schwergewicht von Philips, die N4520.
Philips hatte auch bei diesem Riesengerät an seinen beliebten Gleichstrom-Kommutatormotoren festgehalten, also das Verschleißproblem von Kommutator und Kohlebürsten mit eingebaut. Zu allem Überfluss hatte man dann auch noch die Regeltransistoren der beiden Wickelantriebe auf einem viel zu kleinen Kühlblech montiert, das wiederum recht dürftig innen an die Seitenwand geschraubt war.

Bei den Capstanantrieben ...
... findet man die beiden Arten der oben beschriebenen Gleichstrommotoren, die verschleißanfälligen Kommutatormotoren (Philips N4520, Pioneer RT909, TEAC A3440, TEAC A7300, TEAC X10, TEAC X1000, TEAC X2000) und verschleißfreie elektronisch kommutierte Motoren (ASC, Technics, Braun, Philips N4450).
Bei den generell verschleißfreien Drehfeldmotoren findet man außer den oben beschriebenen robusten Asynchronmotoren gelegentlich auch Synchronmotoren, ebenfalls mit zweiphasiger Wicklung und Betriebskondensator. Für die Fachleute: Es sind Hysterese- oder auch Reluktanz-Synchronmotoren, die über ihren Kurzschlusskäfig anlaufen und dann in den Synchronismus fallen.
Von größter Wichtigkeit beim Capstanantrieb ist die richtige Drehzahl (--> Bandgeschwindigkeit).
Der Synchronmotor (die alten TEAC Geräte, wie z.B. A2300, A3300, einige ältere Akai Geräte, ältere Braun Geräte usw) hält vom Prinzip her die Drehzahl sehr exakt, er folgt genau der Umdrehungsgeschwindigkeit des Magnetfeldes, die fest durch die Frequenz der Netzspannung definiert ist. Eine Drehzahlmessung und -regelung ist nicht erforderlich und auch gar nicht möglich. Ebenso ist eine Drehzahlfeinregulierung (Pitch) nicht möglich.
Besonders die japanischen Geräte waren stets für 50Hz und 60Hz Netze konstruiert, d.h. die Drehzahlen der Synchron-Capstanmotoren hingen davon ab, wo die Geräte eingesetzt waren. Um auf die richtige Drehzahl der Capstanwelle zu kommen, erfolgte immer ein Antrieb über Riemen vom Motor auf ein großes Schwungrad, dessen Achse die Capstanwelle ist. Am Motor ist die Riemenscheibe zweistufig, kleiner Durchmesser für das 60Hz Netz, großer Durchmesser für das 50Hz Netz.

Die Asynchronmotoren und die Gleichstrommotoren müssen drehzahlgeregelt betrieben werden, d.h. dort gibt es immer einen Drehzahlsensor und etwas, das die Versorgungsspannung des Motors verstellt, meist ein Transistor in Reihe zum Motor.
Für die Fachleute: Die Asynchronmotoren für Capstanantriebe haben eine stark geneigte Kennlinie, sodass mittels Spannungsverstellung bei einigermaßen kontantem Lastmoment die Drehzahl recht gut einstellbar ist. Auf Wirkungsgrade kommt es nicht an. Zum Transistor gehört immer ein Brückengleichrichter, sodass beide Halbwellen verarbeitet werden. Mit mehr (Revox A700) oder weniger Aufwand wird der Transistor so geregelt, dass er sich fast wie ein verstellbarer Widerstand verhält, der Strom also einigermaßen sinusförmig wird und somit möglichst wenige Oberschwingungen im Drehmoment erzeugt werden.
Die Capstanmotoren in Asynchrontechnik sind meist Außenläufer, weil gerade hier die große träge Masse einer gleichbleibenden Drehzahl sehr dienlich ist und meist sind diese Antriebe auch Direktantriebe, d.h. die Motorwelle ist gleichzeitig die Capstanwelle. Es gibt keine Riemen. Typische Beispiele: Alle Revox außer der C270 Reihe, etliche Studer Maschinen, die meisten Akai). Hier geht nichts kaputt!
Die verschleißanfälligen Gleichstrom Kommutatormotoren haben naturgemäß wenig träge Masse, wenig Drehmoment und eher höhere Drehzahlen, sodass hier immer ein Riemenantrieb auf ein großes Schwungrad (manchmal zwei Schwungräder) gemacht wurde, dessen Achse die Capstanwelle ist. Typische Beispiele: Philips N4520, Pioneer RT909, TEAC X10, TEAC X1000, TEAC X2000.
Die elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren waren z.T. klein im Durchmesser (ASC AS 6000, Braun TG1000) und mussten wie die Kommutatormotoren über Riemen arbeiten. Prinzipiell kann ein solcher Motor aber auch als Außenläufer gebaut werden und mit entsprechend hoher Polzahl langsam genug laufen um als Direktantrieb zu dienen. Dies wurde ganz hervorragend bei den Technics RS1500 Geräten realisiert.

Die Ausfallraten in meiner Reparaturstatistik sehen so aus:
Gleichstrom-Kommutatormotoren:
Diverse Philips-Geräte, Pioneer RT909: Etwa 10...20% dieser Geräte
TEAC Geräte: Etwa 20...30% dieser Geräte.
Elektronisch kommutierte Gleichstrommotoren:
ASC AS6000, Braun TG1000: Etwa 5...10% dieser Geräte
Technics RS 1500:     Bisher Null
Synchronmotoren und Asynchronmotoren:
Die alten TEAC-Geräte, die meisten Akai-Geräte, Revox, Studer: Bisher Null

Die Verfügbarkeit von Ersatzmotoren macht die Sache teilweise erst richtig dramatisch.
Japanische Geräte und Philips: Generell schwierig bis unmöglich
ASC und Braun: Schwierig aber machbar.
Studer und Revox: Z.T. noch als Neuware erhältlich, auf jeden Fall in ausreichenden Mengen im Internet zu finden.

Elektrische Teile wie Betriebskondensatoren, Regeltransistoren usw. sind oft noch 1:1 beschaffbar, wenn nicht sind Ausweichtypen verfügbar.
Während Gleichstrommotoren (beide Arten) wenn überhaupt, dann selten unter 100€ zu bekommen sind, liegen die eventuellen Kosten für Kondensatoren oder Transistoren eher im Bereich von 10€.

 

Stellung der Potentiometer und Ausschlag der Aussteuerungsanzeigen

Manch aufmerksamem Benutzer eines Tonbandgerätes kommen gelegentlich Zweifel, ob sein Gerät in Ordnung ist. Er stellt beide Potentiometer bei der Aufnahme in exakt die gleiche Stellung und beobachtet doch unterschiedliche Ausschläge der Instrumente. Umgekehrt muss er für gleichen Instrumentenausschlag die Potentiometer unterschiedlich einstellen, so wie hier gezeigt:

Um beide Instrumente auf 0VU zu bringen, muss das linke Poti etwa in Stellung 6,8 stehen, das rechte etwa in Stellung 6,4.

Alle Bandgeräte haben interne Trimmer, mit denen die Anzeigeinstrumente abgeglichen werden und die können eine Ursache des Phänomens sein. Aber auch bei exakt abgeglichenen Instrumenten kann das oben beschriebene Phänomen beobachtet werden und ist kein Grund zur Besorgnis, solange die Unterschiede in einem so kleinen Rahmen sind, wie hier gezeigt.

Die Ursache liegt in Toleranzen der Potentiometer.
Überall, wo es um die Verstellung einer Lautstärke geht (also auch beim Lautstärkepoti eines Verstärkers), sind logarithmische Potentiometer im Einsatz.
Lineare Potentiometer kann man sich in ihrer Wirkungsweise so vorstellen:
Rechtsanschlag ergibt volle Spannung
Mittelstellung ergibt halbe Spannung
Viertelstellung ergibt ein Viertel der Spannung usw.

Logarithmische Potentiometer sind anders:
Rechtsanschlag ergibt volle Spannung
Mittelstellung ergibt 10% der Spannung
Viertelstellung (also halbe Mittelstellung) ergibt 1% (also 10% von 10%) der Spannung
... dargestellt als schwarze Linie im Diagramm.

Nur mit solch logarithmischen Potentiometern lässt sich eine Lautstärke halbwegs bedienfreundlich einstellen.

Im Gegensatz zu linearen Potentiometern, die auch in Großserie recht exakt produzierbar sind, ist der logarithmische Verlauf technisch viel schwieriger herzustellen und somit Streuungen unterworfen, dargestellt als die roten Linien im Diagramm.
Genau diese Streuungen führen dazu, dass zwei Potis, die die gleiche Spannung abgeben sollen, eventuell um wenige Winkelgrade unterschiedlich eingestellt werden müssen.

 

 

Kunststoffspulen und Metallspulen

Aufgrund diverser gut gemeinter Tipps und Abhandlungen in Foren und auf privaten Hobbyseiten über die Eignung dieser oder jener Spulenart ist bei manchem Leser eine gewisse Konfusion entstanden.
Manch einer, der sich neu mit dem Bandgeräte-Hobby beschäftigen will, stellt sich plötzlich die Frage, ob ein Gerät nur diese oder nur jeden Art Spulen verwenden kann, ob man am Gerät etwas umstellen muss oder ob man gar Abstandshalter unterlegen muss.
Derlei Verwirrung ist überflüssig, hält sie doch potentielle Interessenten eher von diesem Hobby ab, als sie zu begeistern.

Was sind die Fakten?
Wir sprechen im Privatbereich von einem Band, das 6,35mm breit ist. Dies ist ein Viertel Zoll.
Eine Kunststoffspule hat üblicherweise einen 9mm breiten Innenraum und 2,2mm breite Seitenscheiben, ist also ca. 13,4mm dick. Die Spulenmitte ist somit 6,7mm von der Fläche entfernt, die auf dem Wickelteller des Gerätes liegt.
Eine Metallspule hat üblicherweise einen ebenfalls 9mm breiten Innenraum jedoch nur 1,2mm breite Seitenscheiben, ist also ca. 11,4mm dick. Die Spulenmitte ist somit 5,7mm von der Fläche entfernt, die auf dem Wickelteller des Gerätes liegt.
Dieser kleine Unterschied zwischen den Spulenmitten ist das, wovon gesprochen wird.

Da der Innenraum mit 9mm aber bei beiden Spulenarten ausreichend breit ist, ist fast jedes Bandgerät so justiert, dass beide Spulentypen verwendet werden können. Dann sieht es so aus, wie in der rechten Bildhälfte dargestellt.
Bei der Plastikspule (Spulenmitte etwas weiter vom Wickelteller weg) wird somit das Band etwas hinter der Spulenmitte aufgewickelt.
Bei der Metallspule (Spulenmitte etwas näher am Wickelteller) wird das Band etwas vor der Spulenmitte aufgewickelt.

Wenn man Vierspuraufnahmen hat, ergibt sich natürlich ein kleiner Versatz, wenn man die volle Spule von rechts auf links umlegt um die Gegenrichtung abzuspielen. Das zunächst hinter der Spulenmitte aufgewickelte Band liegt nach dem Wenden von rechts nach links etwas vor der Spulenmitte.
Man unterschätzt die mechanische Stabilität eines Bandes aber, wenn man meint, dass dies ein Problem darstellen würde.
Bei Zweispuraufnahmen ist die ganze Diskussion ohnehin völlig überflüssig, da nie eine Spule von rechts nach links gewendet wird.

Wer es ganz perfekt machen will und sowohl Kunststoffspulen als auch Metallspulen hat, der achtet darauf, dass sein Gerät exakt für Kunststoffspulen justiert ist und legt bei Verwendung von Metallspulen eine 1mm dicke Abstandsscheibe unter, siehe linke Bildhälfte.

Spulenbreiten

Es gibt auch recht clever gemachte Kombinationen von Bandtellern und NAB Adaptern z.B. von Akai, die je nach Aufsteckposition 1mm vom Spulenteller abgehoben sind und damit den gleichen Effekt bewirken.

 

Die Profi-Versionen im Vergleich zu den Heimstudio-Versionen

Manch ein Tonbandverehrer spielt mit dem Gedanken, den Geldbeutel etwas weiter zu öffnen und eines der Profigeräte anzuschaffen. Wie schon an anderen Stellen erwähnt, sind hier die Geräte aus dem Hause Studer / Revox richtungsweisend.
Zwei Modelle spielen bei diesen Gedanken eine zentrale Rolle, die B67 und die PR99.
Wer noch mehr Geld ausgeben will, befasst sich mit der C270-Reihe oder Geräten der A800er Reihe, insbesondere A807 und A810.

Die B67 basiert auf der A700, d.h. sie hat viele identische Teile und vergleichbare Tonqualität.
Die PR99 ist nahezu baugleich mit der B77 und hat ebenfalls wenige elektrische Unterschiede.

Die B67 hat von vorne austauschbare Einsteckplatinen für die gesamte Signalelektronik, sie wurde verkauft als Tischgerät bzw. tragbares Gerät mit seitlichen Griffen oder als "nacktes" Gerät, das in eine Konsole einzubauen war. Sie war erhältlich mit und ohne Bedienelemente und Aussteuerungsinstrumente.

Die PR99 hat im Gegensatz zur B77 die Tonköpfe vor dem Bedienfeld stehen, sodass man wesentlich besser dran kommt (bei A700 und B67 ohnehin der Fall).

Die Profiversionen haben stets XLR Steckverbinder, also keine Cinch und keine DIN Buchsen. Eingänge sind in der Regel Einbaubuchsen (weibliches Teil), Ausgänge sind in der Regel Einbaustecker (männliches Teil).
Man kann sich helfen mit Leitungen, die auf einer Seite Cinch Stecker haben und auf der anderen Seite XLR Stecker oder Kupplungen.
Da wo bisher ein Tonbandgerät über Cinch Leitungen betrieben wurde und funktioniert hat, wird auch ein Profigerät mittels Cinch-XLR Leitungen ordentlich funktionieren. Umgekehrt kann man das im Studiobetrieb nicht immer behaupten.
Dies hängt damit zusammen, dass die Profigeräte die Signale symmetrisch übertragen (zwei zueinander gegenphasige Adern für das Signal) und dies auch noch über Übertrager, womit Brummschleifen ausgeschlossen sind.
Heimstudiogeräte übertragen die Signale unsymmetrisch, denn es gibt eine Signalleitung und eine Masseleitung, die in der Regel der Schirm ist. Sobald bei einem Gerät der Anlage die Masse mit dem Schutzleiter in Verbindung steht, besteht potentielle Brummgefahr.

Die Profiversionen haben weiterhin die Möglichkeit, Eingang und Ausgang auf "kalibriert" zu schalten, womit dann die Potentiometer unwirksam sind. Dies ist dann sinnvoll, wenn das Bandgerät ohnehin mit einem Mischpult in Verbindung steht und dort die Aussteuerung überwacht wird. In der kalibrierten Betriebsart erzeugt z.B. eine Signalspannung von 0dB (775mV) bei der Aufnahme den Nenn-Bandfluss 257nWb/m und ein Band, auf dem ein Bandfluss von 257nWb/m aufgezeichnet ist, erzeugt bei Wiedergabe eine Ausgangsspannung von 0dB (775mV).

Weitere Besonderheiten, die die Profigeräte gelegentlich haben, sind z.B. Faderstart. Dies bedeutet den Start des Playbetriebes über einen Schaltkontakt am entsprechenden Schieberegler eines Mischpultes.

Die B67 hat ein elektronisches Zählwerk, das seine Signale von einer Lichtschranke und einer Zahnscheibe bekommt, die von der rechten großen Umlenkrolle gedreht wird. Dies erfordert deutlich weniger Drehmoment, als das mechanische Zählwerk der A700 braucht. Somit ist auch der Schlupf zwischen Band und Rolle kleiner und die Anzeige genauer als bei der A700. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die B67 einen Vorgänger hatte, nämlich die A67. Diese hatte das Zählwerk der A700.

Die PR99 hatte in ihrer ersten Version (MK I) das mechanische Zählwerk der B77, angetrieben vom rechten Bandteller. Ab der Version 2 sind elektronische Zählwerke eingebaut.

A700 und B67 haben drei Geschwindigkeiten: 9,5 / 19 / 38cm/s.
B77 und PR99 haben zwei Geschwindigkeiten, die B77 meist 9,5 und 19cm/s, die PR99 meist 19 und 38cm/s.

A700 und B67 haben eine Bandzugregelung für kontanten Zug unabhängig vom Wickeldurchmesser.
Bei B77 und PR99 variiert der Zug mit dem Wickeldurchmesser.

Die Gleichlaufwerte sind bei A700 und B67 vergleichbar und etwas besser als bei B77 und PR99.

Die Heimstudiogeräte B77 und A700 gab es als Vierspur- und als Zweispurgeräte zu kaufen, die Profigeräte natürlich nur als Zweispurgeräte.

Es gäbe noch einiges mehr zu berichten....

Fazit:

Was die akustischen Qualitäten angeht, sollte man keine Wunder erwarten im Vergleich zu A700 und B77. Diese beiden waren sowieso schon Geräte der Spitzenklasse.

Die beiden genannten Geräte B67 und PR99 sind schon was Besonderes.
Die B67 ist ein Brummer und beeindruckt durch Größe, Gewicht und ein solides Erscheinungsbild.
Die PR99 ist ein ganz feines Gerät. Besonders die MK II und die MK III sehen absolut toll aus.

Letzte Aktuaisierung dieser Seite: 02.05.17

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