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Aus der Funkschau 1983 Heft Nr. 08/09
"100 Jahre Ton- und Bildspeicherung"
Artikel Nr. 59 / 60 (von 72)

von Prof. Dr. hc. Walter Bruch in 1982
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Erste Bemühungen um eine bespielte Tonbandkassette

Der Gedanke, als Konkurrenz zur Schallplatte mit ihrer damaligen Spielzeit von maximal 4,5 Minuten pro Seite eine Tonband-Musikkassette zu entwickeln, tauchte bei der AEG um 1940 auf. Dr. Hans Schiesser wurde mit dieser Entwicklung betraut.

Sein Laborbericht vom 11. April 1945, betitelt „Kassetten-Wiedergabegerät mit 28cm/s Bandgeschwindigkeit" [72] hat folgende Einleitung (mit Film ist darin das Magnetband bezeichnet):

"Das Gerät ist als Nur-Wiedergabegerät entwickelt, es soll in Wettbewerb zur Schallplatte treten, wobei es dieser in bezug auf Tonqualität und lange Spieldauer überlegen ist (10 Minuten).

Die Grundvoraussetzungen . . . .

Diesem Anwendungszweck entsprechend sind niederer Preis, kleine Abmessungen und narrensichere Ausbildung erforderlich. Niederer Preis wird dadurch erreicht, daß das Gerät nur einen kleinen Vorverstärker und einfachsten Antrieb erhält; der Ausgang des eingebauten Verstärkers wird an den Picup-Eingang eines Rundfunkempfängers angeschlossen und damit dessen Endstufe und Lautsprecher benutzt.

Die leichte Bedienbarkeit wird durch Filmkassetten erreicht, in denen der Film in einem endlos geklebten Wickel enthalten ist. Anfangs- und Endstelle des Wickels werden durch andersfarbigen Film gekennzeichnet, eine Einrichtung zur selbständigen Stillsetzung des Antriebes nach einmaligem Durchlauf ist noch zu entwickeln, voraussichtlich auf der Grundlage eines leitfähigen Filmzwischenstücks.

Die Theorie von der leichten Kassette

Die Kassetten erhalten Abmessungen von ca. 24cm x 12cm x 1cm und sind in ihrer flachen, glatten Form leicht stapelbar. Zum Filmwechsel braucht lediglich die Kassette mit einem einzigen Handgriff abgenommen und eine neue aufgelegt zu werden, der Film selbst wird dabei nicht berührt.

Die kleinen Abmessungen des Gerätes werden durch den einfachen Antrieb bestimmt: Der über zwei Rollen im Kassetteninneren drehbar gelagerte Filmwickel wird in einem Durchbruch der Kassette zwischen einer Gummirolle und einer Filmandruckrolle hindurchgezogen, wobei die Tonrolle vom Tonmotor angetrieben wird. Der Film wird hierbei aus dem Inneren des Wickels herausgezogen, läuft am Hörkopf vorbei, gelangt zur Antriebswelle und über einen Umlenkstift auf die Außenseite des Wickels, auf den er aufgespult wird ......."

Die Idee der Kassette ist deutsch

Der Laborbericht von Dr. H. Schiesser zeigt, daß die Tonbandkassette ihren Ursprung in Deutschland hat. Ob 1945 den Siegern außer den Kopien der Unterlagen auch ein Mustergerät als Anregung für eigene Entwicklungen in die Hände fiel, das ist nicht überliefert.

Das mit den Auto-Plattenspielern funktionierte nicht

Es konnte nicht klappen

Die amerikanische Autoindustrie wollte ein Gerät für die Musikwiedergabe im fahrenden Auto. Nachem Versuche von Ford und Chrysler mit eingebauten Spezialplattenspielern nicht ermutigend ausgegangen waren, suchte man einen Hersteller für ein kleines batteriebetriebenes Tonband-Wiedergabegerät. Das bespielte Magnetband sollte sich in einer vom Fahrer leicht austauschbaren Kassette befinden.

Die Minnesota Mining and Manufacturing Corp., kurz 3M genannt, hatte in der Mitte der 50er Jahre ein Band hoher Aufzeichnungsdichte entwickelt. Sie beauftragte die unter der Leitung von Peter Goldmark (dem Promotor der Langspielplatte) stehenden CBS-Laboratorien in Stanford, für ein 3,8mm breites Band solch ein Kassettentonbandgerät zu entwickeln.

Er wählte wie Schiesser eine Kassette mit endloser Tonbandschleife (in Amerika Cartridge genannt) und ging auf 4,75cm/s Laufgeschwindigkeit herunter. Das erste Modell, das der Verfasser bei ihm sah, hatte drei Tonspuren von 1mm Breite, davon zwei für Stereo, die dritte?

Max Grundig, das große Kassettengeschäft ahnend, hatte sich bei 3M in einem Vorvertrag die deutsche Lizenz gesichert. Doch es sollte anders kommen.

In den USA konkurrierten CBS und RCA, zwei besonders Große

Bild 102. US-Patent von G. E. Eash (1954): Es zeigt eine Anordnung
und einen Bandlauf wie bei der späteren 8-Spur-Cartridge [73]

Neben verschiedenen Entwicklungslaboratorien war nämlich mit der CBS konkurrierend noch ein anderer, ganz großer im Rennen, die RCA. Dort hatte man 1959 schon eine Vierspurkassette mit zwei nebeneinanderliegenden Spulen mit 6,15mm ( ? wirklich nicht 1/4" ?) breitem Band und 9,5 cm/s Bandgeschwindigkeit in Fabrikation. Im ersten Jahr sollen davon 50.000 Stück bespielt auf den Markt gekommen sein.

Doch in Amerika siegte für das Auto die Endloskassette (dort hieß das 8-track). Ihr reibungsfrei in der Kassette gelagerter Bandwickel braucht keinen eigenen Antrieb, ein Rücktransport des Bandes ist nicht notwendig. Daher ist für die Bandbewegung nur die Antriebswelle (Capstan) und für die Wiedergabe der Kopf zur Bandberührung zu bringen (je nach Konstruktion in oder an die Kassette).

Ein amerikanisches Patent [73] (Bild 102) aus der Entwicklungszeit möge den Bandlauf veranschaulichen, außerdem kann man das Prinzip einer Endloskassette an dem Filmgrammophon (Bild 71) gut erkennen. Der Bandanfang wird aus dem Inneren des Wickels herausgezogen, über Umlenkeinrichtungen in die Ebene des Wiedergabekopfes geführt und an diesem vorbeigezogen; das Bandende wird mit dem äußeren Ende des Wickels verbunden. Dabei läuft das Band vom Außendurchmesser im Wickel auf den Innendurchmesser, wobei alle Windungen gegeneinander gleiten.

Bild 103. Die nahezu unbekannte flache Lear-Cartridge. Hier die Aufsicht in die geöffnete Kassette (nach Pfau).
Frontansicht. Die Andruckrolle muß, von oben eingelegt, federnd das waagerecht laufende Band an die Antriebsachse (Capstan) drücken

Eigentlich war diese Endloskassette mit einer Spule eine Krücke

Das bedeutet ein spezielles gleitfähiges Band, das noch zusätzlich zu schmieren ist, z. B. mit Graphit. Dies kann zu einem gewissen „Stottern" führen, einer Ungleichmäßigkeit im Lauf, die sich in Tonhöhenschwankungen auswirkt - Unregelmäßigkeiten, deren Ursache bei der Doppelspulenkassette auf Kosten komplizierterer Spulen-Antriebe für Vor- und Rücklauf vermieden wird.

Die erste Cartridge, noch zweispurig, wurde 1956 von Motorola an den Autohersteller Ford geliefert. Für Ford wurde dann Anfang der 60er Jahre die Vierspurausführung nach Earl Muntz [74] entwickelt.

Der entscheidende Fortschritt und damit der Abschluß von Amerikas Autokassettenentwicklung wurde erreicht, als Bill Lear von der Lear Jet Corporation, Detroit, eine vereinfachte Cartridge-Konstruktion vorstellte, bei der das Band so umgelenkt wurde, daß es waagerecht in der Tellerebene am Abtastkopf vorbeilief (Bild 103).

Bild 104. Die 8-Spur-Lear-Ill-Endlos-Cartridge: Die Andruckrolle (oben) rechts) ist in der Kassette federnd integriert. Oben (von rechts nach links): Antriebswelle, Wiedergabekopf, Schaltkopf

Die erfolgreiche 8-Track Cartridge von RCA und der Lear Corporation

Damit war eine Kassette geschaffen, die nicht viel dicker war als der Wickel selbst. Vom Autohersteller Ford protegiert wurde sie weiterentwickelt, bis schließlich unter Beteiligung der RCA, von der die bespielten Bänder hergestellt wurden, die Lear-Ausführung III zu einer Normung führte. Dabei handelte es sich um die bei uns unter der Bezeichnung 8-Spur-Autokassette bekannte 8-Spur-Cartridge.

Diese Kassette hat ein Band von 6,25 mm (0,264 Zoll) Breite (Anmerkung : Es war wirklich die ganz normale 1/4" Tonband-Breite), das mit einer Geschwindigkeit von 9,53 cm/s [3 Zoll) läuft. Das von 3M eingeführte Band hatte als Gleitschutz eine Rückseitenbeschichtung aus Graphit, die mit einem ähnlichen Bindemittel aufgebracht war wie die Eisenpartikel auf der Vorderseite.

Bei der Ausführung III hat man auf die sehr flache Form der ersten Lear-Kassette zugunsten einer einfacheren Ausführung [Bild 104) verzichtet.
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In der 8-Spur Kassette war alles drinnen

Bild 105. Programmwahl: Mit einem Stufenexzenter kann der Abtastkopf bei der 8-Spur-Stereo-Cartridge auf die vier Programme geschoben werden (so ähnlich arbeitete schon Mihalys 10-Spur-Filmgrammophon). Oben auf der Antriebswelle (Capstan) ein Schwungrad
Bild 106. Spurlage der acht Spuren bei der Cartridge und Zuordnung zu den vier Stereoprogrammen (Achtung : Alle Maße hier in mm)
Bild 107. Gießmaschine bei der BASF

Die federnd das Band gegen die Antriebswelle (Capstan) drückende Andruckrolle (in den USA auch „Puck" genannt) ist in der Cartridge integriert. Das gilt auch für eine Filz- oder Kunststoffplatine, die das Band gegen den außerhalb liegenden Magnetkopf drückt. Als Capstan dient meist die Achse des schwungradberuhigten Antriebsmotors.

Quer zum Band kann der Magnetkopf auf das gewünschte Programm hochgeschoben werden [Bild 105), von Hand oder automatisch über einen Elektromagneten gesteuert (von einem Kontaktkopf aus zwei Elektroden, die durch eine Metallfolie am Bandende elektrisch verbunden werden). Das Band ist mit acht Spuren beschriftet, entweder für vier Stereophonieprogramme oder aber auch für zwei Quadrophonieprogramme (Bild 106).

Damit waren die amerikanischen Bedürfnisse nach einer vornehmlich für das Auto bestimmten Kassette, die aber auch den dortigen damaligen (Anmerkung: sehr niedrigen) Heimansprüchen genügte, befriedigt. Sie war und ist am Markt.

In Deutschland war zunächst die Entwicklung eines dünneren Tonbandes nachzuholen, das mit neuen Tonköpfen eine so geringe Bandgeschwindigkeit erlaubte, daß eine Kassette mit kleinen Abmessungen damit konzipiert werden konnte.

Bild 107. Fortschrittlich: Kombinierte Folienzieh- und Tonband-Gießmaschine (gebaut von der Firma Koebig in Radebeul), mit der die BASF ab 1938 die Tonbänder fabrizierte. Das breite Band wird anschließend auf Sollbreiten (Schnürsenkel) geschnitten und konfektioniert.
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Eine Zusammenfassung der Entwicklung:

Fassen wir noch einmal zusammen, wie sich dieses Tonband bis zum Anfang der 50er Jahre entwickelt hatte.
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  • Erste Entwicklungsstufe:
    "Die BASF begann die Bandherstellung mit Körnern des für einen ganz anderen Zweck (Pupinspulenkerne) hergestellten Carbonyleisens. In einem verdunstenden Kleber zu einer Emulsion gemischt, wurde die Lösung wie eine Fotoemulsion auf einen Acetylcellulosefilm aufgegossen. Größe und Verteilung der Körner verlangten eine Bandgeschwindigkeit von 1m/s."

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  • Zweite Entwicklungsstufe:
    "Die Einführung von „Gamma-Ferrioxid" (1935) mit seinen günstigen magnetischen Eigenschaften brachte einen enormen Fortschritt. Für die Massenfabrikation wurden Gießmaschinen entwickelt {Bild 107)."

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  • Dritte Entwicklungsstufe:
    "Der Verlust der Gießmaschine in Ludwigshafen durch „Kriegseinwirkung" am 29. Juli 1943 brachte als Notlösung das Plastikband, das zunächst ohne Gießtechnik als Masseband hergestellt wurde. Karl Pflaumer (1890-1945), nicht zu verwechseln mit dem Bastler Pfleumer, hatte vorgeschlagen, den in Körnerform vorliegenden Kunststoff mit den Eisenkörnern zu vermischen und zur Folie auszuwalzen."

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  • Vierte Entwicklungsstufe:
    "Nach Kriegsende, als man wieder Gießmaschinen bauen konnte, kombinierte man Stufe zwei und drei, indem man das Polyvinylband - ohne Eiseneinschlüsse ausgewalzt - mit „Gamma-Ferrioxid" in Gießtechnik beschichtete. Der Anfang unserer heutigen Tonbänder war gemacht."

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