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Totalrestaurierung Tefifon HS (Teil 2)
#1
Dies ist der zweite Teil des Berichts - zum ersten Teil geht's hier.

Und auch hier gilt: Um diesen Thread übersichtlich zu halten bitte nicht direkt hierin antworten, sondern für Fragen, Diskussion etc. den Parallelthread nutzen!


Kommen wir nun zum

Programmwähler

Der Programmwähler im Tefifon dient dazu, den Tonkopf in der Höhe zu versetzen. Die Nadel tastet dann eine höher oder tiefer gelegene Rille des Schallbands ab (genau genommen ist es ja eigentlich nur eine einzige Rille, die sich mit jedem Umlauf des Bandes ein Stückchen nach unten schraubt). Bei einem 1-Stunden-Band mit einer Bandlänge von knapp 11 Metern kann man somit im optimalen Fall in Schritten von einer knappen Minute in der Wiedergabe vor- oder zurückspringen. Bei den 18-Minuten Kleinkassetten sind es komfortable 17s - da kann man nicht meckern. Bei einem der wenigen 4-Stunden-Bändern hingegen springt man sogar fast 4 Minuten weit. Das ist nicht sehr genau, für den Hausgebrauch aber schon mal nicht allzu schlecht.

Das Marketing der Tefi-Werke hat dem Programmwähler seinerzeit aber wahre Zauberkräfte angedichtet. Es ist halt eines der wenigen Features der Tefifone, das man in der Werbung hervorheben kann. Und so konnte die Frau des Hauses in einem Werbefilm bei einer 4-Stunden-Kassette ohne Hinzusehen exakt den Anfang verschiedenster Stücke ansteuern - Playback gab es also auch schon damals. Und auch in der Tefi-Umschau wurde auf dieses Alleinstellungsmerkmal immer wieder hingewiesen. Den Bogen etwas sehr überspannt hat der Autor eines Artikels auf Seite 461 in der Tefi Umschau Januar 1962: Da wird die vorzügliche Eignung des Tefifons zur Beschallung der Vorführung von Werbedias in Kinos beschrieben. Der Filmvorführer könne mit dem Tefifon die optimale akustische Untermalung immer passend zum jeweiligen Werbe-Dia einstellen - hier nur ein klitzekleiner Auszug:

.jpg   programmauswahl.jpg (Größe: 40,8 KB / Downloads: 754)

Na diese Diaschau hätte ich gerne mal gesehen - bzw. gehört! Nach diesem kleinen Exkurs nun aber zurück aus der Welt der Märchen in die Restaurierungs-Realität meines HS. Die Bedienschnittstelle des Programmwählers ist dieser schicke Knopf, den ich mir vom Schrottschassis für das HS geklaut habe:

.jpg   knopf.jpg (Größe: 94,34 KB / Downloads: 753)

Der Anwender drückt den Knopf und dreht ihn nach links (Zurückspulen) oder rechts (Vorspulen). Der Mechanismus dafür ist ebenso einfach wie genial: Der Knopf befindet sich am Ende einer Schubstange (4mm Durchmesser). Man drückt diese gegen den Widerstand eine Feder, um am Ende des Wegs dann einen Gummi-Kegel gegen die senkrechte Tonkopfachse zu drücken:

.jpg   detail.jpg (Größe: 174,12 KB / Downloads: 755)

Hierdurch wird der Tonkopf vom Band abgehoben und durch Drehen des Kegels dann nach oben oder unten bewegt.

Das Bauteil unseres Interesses ist hier der Gummi-Kegel. Die Originale sind noch ganz ok, aber meist doch schon arg verhärtet:

.jpg   original.jpg (Größe: 87,38 KB / Downloads: 752)

Je nach Zustand ist die Reibung schon am unteren Limit, aber meist noch ausreichend. Entscheidend für die Funktion ist jetzt aber die Auflagekraft, mit der der Tonkopf in Richtung Band gedrückt wird: Am Original habe ich hier 10g gemessen. Dieses Auflagegewicht bestimmt zugleich auch die Kraft, mit der die Tonkopfachse auf dem Kegel aufliegt. Für das China-System möchte ich diese Auflagekraft reduzieren. Dadurch drückt die Achse dann aber auch weniger stark gegen den Gummi-Kegel. Mit den originalen Gummis ist es dann schon kaum noch möglich, die Funktion des Programmwählers aufrecht zu erhalten. Es bleibt also nichts anderes übrig, als neue Gummis zu produzieren.
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#2
Das ideale Material zur Produktion von Gummiteile ist aus meiner Sicht Silikonkautschuk, den es additionsvernetzend in verschiedenen Varianten zu Kaufen gibt. Zusammen mit Silikonfarbe kann man jede beliebige Farbe erreichen - und auch die Härte kann man sich im Bereich 10 bis 35 Shore A aussuchen. So ein Silikon-Teil hat dann auch ganz anständige Reibwerte - perfekt für unseren Zweck!

Gießformen für diese einfache Form "Kegel + Zylinder mit Loch" sind schnell am Computer designt und mit dem 3D-Drucker produziert:
   

Das Unterteil bildet die Form des Original-Gummis nach und enthält als Achse ganz einfach eine Schraube. An der Schraube wird dann oben auch der Deckel der Form befestigt, sobald das Silikon eingefüllt und im Vakuum entlüftet wurde. Weiter gehe ich hier nicht auf die Produktion ein, denn das haben Achim und ich jetzt schon oft genug für andere Bauteile gezeigt.

Das Ergebnis weist durch die einfache Art der Form-Herstellung ohne Nachbearbeitung die vom 3D-Drucker bekannten Linien für die Druckebenen auf. Da man diese aber nur im Foto, nicht aber mit bloßem Auge sieht, ist die Qualität für den Zweck trotzdem vollkommen ausreichend:

.jpg   ergebnis.jpg (Größe: 42,1 KB / Downloads: 627)

Doch leider ist dieses Gummiteil nicht zu gebrauchen, denn durch das weiche Silikon lässt es sich sehr leicht verformen:

.jpg   verformen.jpg (Größe: 63,92 KB / Downloads: 627)

Durch diese viel zu hohe Nachgiebigkeit erfüllt das Teil am Gerät seinen Zweck nicht mehr!

Man bräuchte also eine Kombination aus den beiden Eigenschaften "formstabil" und "an der Oberfläche weich und griffig". Und so war dann auch schnell die Idee geboren, hier einfach zwei Materialien zu kombinieren: Ein harter Kern für die Formstabilität und eine weiche Silikon-Schale für die gute Reibung.

So habe ich dann experimentiert und war tatsächlich schnell erfolgreich damit. Den Kern drucke ich am 3D-Drucker aus meinem geliebten geschäumten Varioshore-TPU. Hier links im Bild im direkten Größenvergleich mit den gesamten Gummi-Teil rechts daneben:

.jpg   core.jpg (Größe: 75,83 KB / Downloads: 627)

Der Kern wird später direkt fest auf der Schubstange sitzen und für eine stabile Kegelform sorgen. Umhüllt und durch die seitlichen Löcher durchdrungen ist er von weichem Silikon. Die Herstellung des "Hardcore-Komposit-Teils" ist denkbar einfach. Der Kern wird einfach auf die Schraube in der Gießform aufgeschraubt, so dass er oben und unten genügend Platz für Silikon lässt:

.jpg   giessform.jpg (Größe: 44,15 KB / Downloads: 628)

Das fertige Ergebnis ist rein optisch vom soliden Silikon-Teil nicht zu unterscheiden. Wenn man mit dem Finger draufdrückt merkt man aber sofort, dass die Formstabilität jetzt endlich gegeben ist:

.jpg   druckfest.jpg (Größe: 54,52 KB / Downloads: 628)

Ich habe zum Spaß auch mal ein Teil mit transluzentem Silikon gegossen - hier sieht man dann den eingegossenen Kern durchschimmern:

.jpg   transparent.jpg (Größe: 148,04 KB / Downloads: 627)

Die selbe Technik (nur mit anderem Kernmaterial) habe ich dann übrigens auch für optimierte KC-1-Gerätefüße angewendet, so wie ich es bereits hier detailliert beschrieben habe.

Und damit sind wir dann auch schon fertig: Das Ersatzteil funktioniert zuverlässig im Programmwähler des HS - und das auch bei geringerer Auflagekraft. Die Reibung ist sehr viel höher als bei den Originalgummis. Wie viel höher sie ist, kann ich nicht sagen - aber das ist ja letzten Endes auch egal...
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#3
...und obwohl es total egal ist, um wie viel besser die Ersatzteile funktionieren als das Original, hat es mir keine Ruhe gelassen. Ich wollte es wissen und habe mir einfach mal eben schnell eine simple Messvorrichtung gebaut:
   

Ein Alu-Rohr - mit dem selben Durchmesser wie beim original-Rohr am Tonarmgestänge - wird in Längsrichtung frei beweglich zwischen gerillten Kugellagern geführt. Im 90 Grad Winkel dazu wird wie im Tefifon der Gummikegel mit einer Schubstange seitlich versetzt an das Rohr herangeführt. Hierdurch kann die Drück- und Drehbewegung der Schubstange in eine Linearbewegung des Alu-Röhrchens umgewandelt werden. Das Alu-Rohr drückt mit seinem Ende gegen einen Kraftmesser. Und somit sind wir am Ziel: Je besser die Reibung zwischen Rohr und Gummikegel ist, desto höher ist die Kraft, die auf den Kraftmesser übertragen und dann von diesem abgelesen werden kann.

Eine Versuchsreihe mit 3 neuen und 2 originalen Gummis hat mir dann meine Frage auch schnell beantwortet: Mit den nachproduzierten Gummis erreiche ich eine 4- bis 8-fach höhere Kraft. Ich denke mit diesen Ergebnissen kann ich zufrieden sein. Und nachdem ich jetzt die Zahlen kenne, kann ich auch endlich wieder ruhig schlafen   Smile
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#4
Zum Programmwähler gibt es ergänzend noch zu erwähnen, dass Tefi wohl 1955 (laut Jüttemanns Tefifon-Buch) einen Programm-Fernwähler entwickelt hat. Die Fernbedienung zum Rillenwechsel per Knopfdruck wurde also nicht erst mit dem KC-1 eingeführt (siehe hierzu auch mein Beitrag über die schnurlose KC-1-Fernbedienung), sondern es gab sie als Sonderzubehör schon vorher. Zu welchen Chassis der Fernwähler kompatibel war, kann ich leider nicht sagen. Auch habe ich bislang noch nie ein Gerät mit dieser Ausstattung gesehen. Die Montagemöglichkeiten scheinen sich zumindest beim HS-19 und bei HS zu unterscheiden. Jedenfalls gibt es beim HS zwei verdächtige Löcher im Bereich der Tonkopfachse, die zur Montage eines Fernwählers geeignet wären (Blick senkrecht von unten bei angelegtem Tonkopf):

.jpg   chassis.jpg (Größe: 59,77 KB / Downloads: 577)

Kürzlich konnte ich so einen Fernwähler auch als Einzelteil besichtigen und Fotos davon machen:

.jpg   top.jpg (Größe: 72,97 KB / Downloads: 577)

.jpg   side.jpg (Größe: 112,16 KB / Downloads: 578)

.jpg   bottom.jpg (Größe: 103,87 KB / Downloads: 576)

Die Funktionsweise ist recht einfach und im Tefifon-Buch auch erklärt. Durch zwei Elektromagnete wird eine Wippe mit zwei Gummi-überzogenen Metallstiften ausgelenkt. Einer der Stifte drückt gegen die Tonkopfachse, hebt die dabei vom Band ab und verschieben sie leicht in die betreffende Richtung. Durch eine einfache Draht-Feder wird die Wippe wieder in die Ruheposition zurückgestellt.

Bemerkenswert finde ich dass Tefi hier sogar einen Selen-Gleichrichter spendiert hat! Die Spulen werden also bei betätigter Taste mit pulsierender Gleichspannung versorgt. Beim KC-1 hat man dann den Gleichrichter eingespart. Die Elektromagnete funktionieren ja grundsätzlich auch mit Wechselstrom.

Da ich selbst leider keinen Programm-Fernwähler besitze, kann ich ihn weder restaurieren noch in mein Chassis einbauen und die Funktion beurteilen. Bezüglich Restaurierung vermute ich, dass es auch bei dieser Komponente dringend nötig wäre, die Gummi-Teile zu ersetzen. Vielleicht findet man geeignete Gummischläuche direkt als passende Ersatzteile zu kaufen. Aber auch sich selbst eine Form dafür anzufertigen und neue Gummis zu gießen sollte keine allzu große Herausforderung sein.
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#5
Im Bereich der Tonkopf-Mechanik ist noch eine Problematik offen, die ich leider bislang noch nicht gelöst habe: Wird der Tonkopf durch Drehen des entsprechenden Knopfes zum Anschwenken freigegeben, so wird er von einer Feder in Richtung Bandrolle beschleunigt. Um ein sanftes Anlegen zu gewährleisten, braucht es eine Dämpfung, die der Federkraft entgegenwirkt. So wie ich das sehe, ist das vom Prinzip her ähnlich realisiert wie beim KC-1: Zwei Metallzylinder bewegen sich ineinander, wobei die Bewegung durch ein Schmiermittel gehemmt wird. Während es sich beim Dämpfer des KC-1 um eine Längsbewegung handelt, haben wir es beim HS und seinen Verwandten mit einer Drehbewegung zu tun. So sieht die entsprechende Komponente dafür beim HS-AT aus:

.jpg   daempfer_hs-at.jpg (Größe: 82,68 KB / Downloads: 572)

Sie befindet sich am unteren Ende der Tonkopf-Achse. Der innere Zylinder ist feststehend, der äußere dreht sich als Bestandteil der Tonkopfachse beim Anschwenken.

Und hier ist mein Problem: Bei meinem Chassis ist kaum noch eine dämpfende Wirkung vorhanden. Ich werde das Teil also doch auch noch zerlegen müssen, um es wieder mit einem passenden Schmierstoff aufzufüllen und dadurch die Funktion wiederherzustellen. Doch welche Substanz eignet sich hier? ich bin meinen Fundus an Schmierstoffen durchgegangen und habe nichts gefunden, was eine richtig schön zähe Konsistenz hat. Wenn Ihr also Tipps für mich habt, dann lasst es mich bitte im Diskussions-Thread wissen!
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#6
Wo wir schon beim Thema Schmiermittel sind, schauen wir uns das ganze Thema doch mal genauer an. Schließlich ist das richtige Ölen des Tefifons essenziell für eine hohe Kundenzufrienheit. Darauf wiesen schon die Tefi-Werke in ihrem Erziehungsratgeber hin:
   

Dieser Text stammt aus der Ersatzteilliste für das Tefifon B 51 und gilt ganz sicher auch für das HS.

Als Öl verwende ich Shell Tellus S2 MX68. Dieses Öl ist für die Sinterlager empfohlen, die zum Beispiel beim Reibrad zum Einsatz kommen. Es sollte damit auch gut für alle anderen Öl-geschmierten Lager des HS sein. Da man das Öl normalerweise nur Fass-weise bekommt, habe ich über die Bucht 1l aus Großbritannien importiert. Für den Gebrauch fülle ich mir von dem Öl eine kleinere Menge in ein Fläschchen mit Pipette ab:
   

Bevor man die Lager und Öl-Filze neu befüllt, sollte man sie auf jeden Fall von den eingetrockneten und verharzten Rückständen befreien. Ich verwende Aceton, um die die Rückstände zu lösen und auszuwaschen. Diese Arbeit erledigt man am besten schon beim Zerlegen des Chassis, denn dann besteht keine Gefahr, dass man mit dem Lösungsmittel z. B. den neuen Lack beschädigt.

Neben dem Sinterlager im Reibrad, dessen Ölung ich bereits oben beschrieben habe, sind folgende Lager wichtig:

1. Der Kassettenanrieb - mit seinem sagenhaft großen Ölfilz:

.jpg   kassettenantrieb_oel.jpg (Größe: 100,51 KB / Downloads: 540)

Bei genauerer Betrachtung des Anriebskegels ("Kupplungsstück mit Achse") findet man auch noch ein Loch, durch das der Anwender später Öl nachfüllen kann:

.jpg   kassettenantrieb.jpg (Größe: 86,96 KB / Downloads: 539)

2. Die Hauptachse:

.jpg   hauptachse.jpg (Größe: 104 KB / Downloads: 539)

Und auch hier im Hauptlagergehäuse wurde eine nachträgliche Ölzufuhr vorgesehen. Im Bild oben sieht man einen Kanal, der unterhalb von diesem Loch in der Grundplatte liegt:

.jpg   hauptachse_loch.jpg (Größe: 155,95 KB / Downloads: 538)

3. Die Motorachse - bei der auch wieder ein Loch im Abdeckblech vorgesehen ist:

.jpg   motor.jpg (Größe: 178,55 KB / Downloads: 538)

Hier wieder mal ein kleiner Seitenblick zum HS-AT auf Basis des HS-19. Dort wurde der Öleinfüllpunkt für die Motorachse sogar durch ein zusätzliches Blech weiter nach links verlagert:

.jpg   hs-at.jpg (Größe: 166,37 KB / Downloads: 538)
Der Vorteil davon erschließt sich mir noch nicht...

4. Die Führungsrollen:

.jpg   einfuellhilfe.jpg (Größe: 92,74 KB / Downloads: 537)

Wie schon beim Reibrad verwende ich hier wieder meine Einfüllhilfe und Vakuum, um die Lager gut zu tränken.

5. Die Lager für die Drehbolzen an den Hebeln für die beiden Führungsrollen
Diese befinden sich auch im Hauptlagergehäuse und sind wichtig dafür, dass sich die Führungsrollen leichtgängig bewegen lassen:

.jpg   fuehrungsrollen_beweglichkeit.jpg (Größe: 190,35 KB / Downloads: 537)

Auch alle anderen Drehpunkte, die ich hier nicht weiter aufliste, werden mit einem Tröpfchen Öl bedacht. Und auch in diesem Tefi sind an den unteren Enden der Motor- und der Hauptachse Stahlkugeln verbaut, die ich mit Kugellagerfett versorgt habe.

Zu guter Letzt noch ein Blick auf ein HS von oben. Hier sind die 3 Punkte gekennzeichnet, an denen das Tefifon auch vom Endanwender mit frischem Öl versorgt werden kann:
   
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#7
Der Kassettenantrieb ist beim HS genauso realisiert wie bei allen anderen Tefifonen. Auf der Hauptachse sitzt eine Riemenscheibe, mit der die Drehbewegung der Bandrolle über einen Gummiriemen auf die gegenüberliegende Kassetten-Achse übertragen wird:

.jpg   kassettenantrieb.jpg (Größe: 108,13 KB / Downloads: 495)

Im Gegensatz zum KC-1, bei dem die Brücke des Kassettenantriebs aus Kunststoff gefertigt und ein häufiger Fehlerfall ist, ist die Kassettenbrücke beim HS extrem robust ausgeführt:

.jpg   bauteile.jpg (Größe: 95,93 KB / Downloads: 495)

Der "Lagerbügel mit MK-Lager" ist aus Metall gefertigt. Auf das "Kupplungsstück mit Achse" wird eine Riemenscheibe aufgeschoben und mithilfe eines Spannstifts fixiert. Auch hier werden etwaige Längentoleranzen wieder mit Passscheiben ausgeglichen.

Was mir hier noch Rätsel aufgibt ist die Riemenscheibe auf Seite der Hauptachse. Wie man im Bild oben sehen kann, ist sie auf die konische Achse aufgesteckt. Sie hat dadurch zunächst keine sichere Verbindung mit dieser. Dann wird oben eine Gummischeibe aufgelegt, auf die dann die Bandrolle von oben drückt. Dieser Gummi ist es, der dafür sorgt, dass die Riemenscheibe bei normalem Betrieb mitgenommen wird und nicht durchrutscht. So weit, so gut. Doch dann ist da in der Riemenscheiben auf der Oberseite eine Rille, in der sich ein Ring aus einem Material wie Pappe befindet:

.jpg   rutschkuplung.jpg (Größe: 102,52 KB / Downloads: 495)
Beim HS-AT ist das genauso (nur ist hier der Gummi beige statt schwarz):

.jpg   hs-at.jpg (Größe: 106,3 KB / Downloads: 494)

Mir ist nicht klar, wozu dieses Material dient. Schmierung ist schon mal völlig ausgeschlossen, weil sich dort keine Teile befinden, die eine Schmierung bräuchten. Das naheliegendste wäre für mich, dass es Bestandteil einer Rutschkupplung sein soll. Aber deren Funktion erschließt sich mir nicht: Zwischen Bandrolle und Riemenscheibe liegt doch der Gummiring eingequetscht, der die Riemenscheibe direkt am Metall berührt und darüber mitnimmt. Dem ist der Inhalt der Rille doch schlichtweg egal... Außerdem scheint mir eine Rutschkupplung hier überflüssig: Das erste, was beim Blockieren der Kassettenachse durchrutscht, ist der Gummiriemen auf der Riemenscheibe. Da braucht es nicht allzu viel Kraft.

Ich habe auch mal beim B51 nachgesehen: Bei dem Chassis erfolgt der Antrieb der Riemenscheibe exakt genauso, nur gab es da diese Rille mit dem seltsamen Material noch nicht. Tefi hätte das doch nicht geändert, wenn damit nicht irgendein Problem bestanden hätte, das gelöst werden sollte...

Was natürlich helfen könnte, das Rätsel zu lösen, wäre eine Ersatzteilliste oder Wartungsanleitung für das HS, das HS-19 oder das HS-AT. Die Teilebezeichnung alleine sollte schon aussagen, worum es geht. Leider liegen mir solche Dokumente aber nicht vor. Wer Ideen oder sachdienliche Hinweise hat: Im Diskussions-Thread sind diese immer herzlich willkommen!

Eine kleine Modifikation habe ich dann aber doch noch vorgenommen. Ich habe den Riemen getauscht (grün: Original, rot: Neu):
   

Grundsätzlich sind die Riemen für den Kassettenantrieb bei den allermeisten Tefifonen auch nach so vielen Jahrzehnten immer noch gut. Trotzdem sind auch sie inzwischen sicher härter geworden. Für einen reibungsärmeren und ruhigeren Betrieb ersetze ich sie durch neue Gummis. Ich habe dazu verschiedene Materialien durchprobiert und bin bei einer sehr flexiblen Variante gelandet, die sich mit den Schlagworten "VMQ O-Ring" finden und im Zehnerpack zu Stückpreisen von unter einem Euro aus China importieren lässt. Die richtige Größe für das HS ist "CS 3mm, OD115mm". Ich vermute dass diese Größe auch beim KC-1 passt. Für das Holiday und das KC-4 hingegen braucht man leider andere Größen.
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#8
Ergänzend zu meinem Beitrag zur Schmierung hier noch ein Foto mit den beiden unteren Lagern:
   

Die Hauptachse (rechts) und die Motorachse (links) sind jeweils mit einer Stahlkugel gelagert. Diese Kugeln sollte man auf keinen Fall verlieren oder beim Zusammenbau vergessen.
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#9
Kommen wir nun zum mechanischen Teil des Antriebsstrangs. Für Bewegung sorgt ein Kondensatormotor der Firma Vorwerk:

.jpg   motor.jpg (Größe: 107,96 KB / Downloads: 452)

Von unten betrachtet erhalten wir eine guten Überblick über das weitere Geschehen:

.jpg   achsen.jpg (Größe: 87,9 KB / Downloads: 452)

Auf dem Motor sitzt eine gerillte Antriebsscheibe (oben rechts im Bild) mit zwei verschiedenen Durchmessern für die beiden Bandgeschwindigkeiten. Das Zwischenrad (links)  überträgt die Drehbewegung 1:1 auf das große Schwungrad (unten). Eine Feder zieht das Zwischenrad gegen die Antriebsscheibe und das Schwungrad.

Hier nochmal das Ganze von der Seite betrachtet:
   

Besonders interessant finde ich wie elegant die Geschwindigkeitsumschaltung gelöst wurde. Dafür schauen wir uns zunächst noch mal den Bedienknopf an:

.jpg   umschaltung1.jpg (Größe: 55,82 KB / Downloads: 451)
Durch eine 180 Grad-Drehung des Drehknopfs kann der Anwender die Bandgeschwindigkeit wählen. Die Verbindung zwischen Knopf und Drehachse ist hier interessanterweie nicht so gelöst wie bei den anderen beiden Drehknöpfen. Hier wird der Knopf von oben mit einer Schraube auf die Achse gezogen und sitzt unten formschlüssig auf einem Spannstift auf:

.jpg   umschaltung2.jpg (Größe: 70,97 KB / Downloads: 451)

Mir scheint, dass sich durch diesen Aufbau größere Kräfte übertragen lassen als bei der klassischen Lösung mit einer Madenschraube. Dabei ist die Umschaltung gar nicht mal so schwergängig, als dass dies notwendig wäre.

Der Spannstift hat im Original die Abmessungen 2,75 x 16mm. Meiner ist leider in den Untiefen meines Bastelraumes abgetaucht und nicht mehr auffindbar. Die Beschaffung eines Ersatzteils erweist sich hier als schwierig: Inzwischen hat man sich bei Spannstiften offenbar auf metrische Größen M2, M3, etc. geeinigt. M2,5 ist zu dünn, M3 ist zu dick. Mit etwas Amateur-Wissen in Materialkunde habe ich mir selbst passenden Ersatz produziert. Ausgangspunkt war ein Spannstift aus einem Sortiment, der laut Herstellerangabe die Größe 2,5x15 hat. De facto ist die Länge aber 16mm - perfekt. Um am Durchmesser zu arbeiten, müssen wir das Teil zunächst mit einer Gasflamme weichglühen:

.jpg   gluehen.jpg (Größe: 56,21 KB / Downloads: 449)

Das weiche Metall lässt sich jetzt bearbeiten. Ein 5er Schlitz-Bit hat die idealen Abmessungen, um den Stift zu weiten:

.jpg   schmieden.jpg (Größe: 87,44 KB / Downloads: 451)

Wenn der Durchmesser 2,75mm erreicht hat, wird der Spannstift nochmal geglüht und dann sofort in Wasser abgeschreckt (Öl wäre hier wohl noch besser). Damit das Teil nicht zu spröde ist, wird es jetzt nochmal auf geringere Temperatur erhitzt. Nach dem langsamen Abkühlen haben wir einen Spannstift der exakt passt.

Doch nun endlich zurück zur Geschwindigkeitsumschaltung: Die Drehachse endet unten im Chassis an diesem geschlitzten Zylinder:

.jpg   umschaltung3.jpg (Größe: 109,55 KB / Downloads: 450)
Die Mechanik übersetzt die Drehbewegung zunächst in ein Abschwenken des Zwischenrads, dann in eine vertikale Bewegung des Zwischenrads von einer Antriebsscheibe zur anderen, und schließlich in ein Anschwenken des Zwischenrads auf diese Antriebsscheibe.

Der Mechanismus ist schwer zu beschreiben, aber ich ich finde ihn total faszinierend. Daher habe ich den Geschwindigkeitswechsel im Video dokumentiert (Das Quietschen am Anfang bitte ignorieren, das kommt nicht vom Tefifon selbst, sondern ist ein Seiteneffekt davon, dass ich mir einen abgebrochen habe, mit einer Hand die Kamera zu halten und mit der anderen irgendwo unten hinten den Drehknopf zu bedienen):



An den beiden Endpunkten rastet die Drehachse spürbar ein, wodurch das Bedienerlebnis optimiert wird. Diese Rastung ist durch eine Feder und zwei Löcher realisiert (das Foto entstand noch vor der Reinigung dieser Komponente):

.jpg   rastung.jpg (Größe: 79,25 KB / Downloads: 447)
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#10
Wo wir schon bei der Geschwindigkeitsumschaltung sind schauen wir uns doch auch gleich noch mal das Untersetzungsverhältnis der beiden Antriebsscheiben genauer an:

.jpg   antriebsscheiben.jpg (Größe: 66,57 KB / Downloads: 431)

Erwartet hätte ich, dass sich die Durchmesser wie 45,6cm/s zu 19cm/s verhalten, also einen Faktor von 2,40 aufweisen. Gemessen habe ich die Durchmesser mit 40,6mm und 16,62mm, was einem Faktor von 2,44 entspricht. Berücksichtigt man nun dass der Motor nicht geregelt ist und dass er bei der höheren Bandgeschwindigkeit ein geringeres Drehmoment aufweist, dann kommt das wohl so halbwegs hin.

Werfen wir dann aber auch gleich mal einen Blick hinüber zum HS-AT, dem einzigen anderen Chassis mit zwei Bandgeschwindigkeiten: Dort sind die Durchmesser der Antriebsscheiben mit 16,20mm und 38,5mm etwas kleiner geworden. Der Faktor liegt damit bei 2,38, was ja eigentlich in die falsche Richtung geht. Ich bleibe damit bei meiner Einschätzung, dass damals die Genauigkeit der Wiedergabegeschwindigkeit einfach noch keine so große Bedeutung hatte.

Doch warum wurde der Durchmesser im Schnitt um knappe 4 Prozent kleiner? Erwartet hätte ich dass auch das gewaltige Schwungrad etwas kleiner wurde. Dieses misst aber genau wie beim HS ca. 185mm. Und auch die neuere Revision des Vorwerk-Motors DMI 136-4 (HS: DMI 136-1) hat vermutlich eine unveränderte Nenndrehzahl:

.jpg   IMG_2439.JPG (Größe: 86,33 KB / Downloads: 430)

Warum wurde also der Durchmesser reduziert? Meine Vermutung ist folgende: Die Drehzahl des Motors wird primär über zwei Vorwiderstände eingestellt. Bei HS muss man relativ hohe Widerstandswerte einstellen, um die Sollgeschwindigkeit zu erreichen - und das nicht nur bei 230V, sondern auch schon bei 220V. Entsprechend viel Leistung wird als Wärme verbraten. Tefi könnte gemerkt haben, dass da stets noch genügend Luft ist. Durch eine Reduktion der Antriebsscheiben-Durchmesser muss man nun eine höhere Drehzahl einstellen, kommt also mit geringeren Werte für die Vorwiderstände aus. Es wird weniger Leistung in ihnen verbraten, stattdessen hat der Motor mehr Leistung. Und durch ein größeres Übersetzungsverhältnis erreicht er auch ein höheres Drehmoment. Insgesamt also ein plausibler und guter Grund, die Anpassung vorzunehmen.

Auf die Thematik "Geschwindigkeitseinstellung durch Vorwiderstände" komme ich später nochmal beim Abgleich der Laufgeschwindigkeit zurück.
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#11
Hier noch ein kleiner Nachtrag zur Geschwindigkeitsumschaltung.

Zunächst eine Korrektur: Ich hatte behauptet, dass das HS und das HS-AT die einzigen Tefifone mit Geschwindigkeitsumschaltung wären. Dem ist aber nicht so. Inzwischen habe ich erfahren, dass auch vom Vorgänger STS Exemplare mit Geschwindigkeitsumschaltung existieren. Diese erlauben die Umschaltung zwischen nominell 45 und 22,5 cm/s (also technisch genau dann vermutlich wohl 45,6 cm/s und 22,8 cm/s). Nun gab es aber gar keine 22,5er Schallbänder - warum dann also diese Geschwindigkeit? Das Rätsel ist schnell gelöst, wenn man daran denkt, dass Tefi auch Magnetbänder hergestellt hat, die mit einem Magnettonzusatz wiedergegeben werden konnten. Diese wurden primär und anscheinend doch auch recht intensiv in Schulen genutzt. Das betreffende STS ist auch ein Schulkoffer. Der Zweck der Umschaltung ist somit auch sonnenklar: Durch die Reduktion der Geschwindigkeit konnte man bei reduzierter Tonqualität die doppelte Aufnahmedauer auf Magnetband erreichen.

Und hier noch ein paar weitere Fotos vom Kurvenzylinder für den spannenden Mechanismus zum Umschwenken des Zwischenrads zwischen den beiden Antriebsscheiben. Das Bauteil ist offenbar aus zwei identischen Halbschalen gefertigt, die meiner Meinung nach im Zinkdruckgussverfahren hergestellt wurden (die Trennstelle in der Mitte ist gut zu sehen):

.jpg   2teile.jpg (Größe: 83,58 KB / Downloads: 396)

Hier der Blick von schräg oben, also aus Chassis-Sicht, das Bild steht eigentlich auf dem Kopf. Hier ist mit Vertiefungen im Zylinder und einer Feder die Rastung auf die beiden Geschwindigkeitsstellungen realisiert:

.jpg   unten.jpg (Größe: 71,76 KB / Downloads: 396)

Und hier von unten - hier sieht man auch wieder die Einrastlöcher, die hier gar nicht notwendig wären, sich aber durch die Symmetrie durch die Nutzung derselben Halbschale für beide Seiten ergeben:

.jpg   oben.jpg (Größe: 94,99 KB / Downloads: 396)

Die beiden Bewegungen, die der Zylinder auslöst, habe ich auch nochmal eingefangen. Zunächst die Abschwenkbewegung, mit der das Zwischenrad abgehoben wird. Hierzu dienen die beiden Metallstifte, die über den Hebel links das Zwischenrad seitlich von den Antriebsscheiben wegbewegen:

.jpg   abschwenken.jpg (Größe: 92,98 KB / Downloads: 396)

Die Halterung des Zwischenrads ist ein Schlitten, der auf einer senkrechten Achse montiert ist. Der Schlitten verfügt über einen weiteren Metallstift, der sich zwischen den beiden Halbschalen des Kurvenzylinders bewegt. Hierdurch wird die senkrechte Bewegung des Zwischenrads auf die beidenen Ebenen der Antriebsscheiben realisiert:
   

Absolut clever, dieser Mechanismus!
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#12
Kommen wir nochmal zurück zur Anschwenk-Dämpfung des Tonkopfs. Wie ich oben oben schon geschrieben habe, hatte ich das Problem, dass der Tonkopf bei Freigabe durch den entsprechenden Drehknopf fast ungedämpft viel zu schnell an die Bandrolle angeschwenkt ist. Im Disskussions-Thread bekam ich die entscheidenden Hinweise und konnte das Problem lösen. Der Schlüssel dafür ist es, das richtige Silikonöl zu finden. Als Dämpfer-Öl kann man es zum Beispiel im Handel für den funktionalen Modellbau in verschiedenen Viskositäten finden. Der verfügbare Bereich liegt bei 100 CPS (sehr dünnflüssig) bis 1.000.000 CPS (extrem zäh):

.jpg   0_1mio.jpg (Größe: 73,86 KB / Downloads: 365)

Ich bin jetzt auch tatsächlich nach mehreren Versuchen bei 1.000.000 CPS gelandet und habe damit vermutlich den am besten gedämpften HS Tonkopf aller Zeiten. Und das ist auch sehr sinnvoll, wie wir später noch sehen werden.

Um den Dämpfer zu reinigen und neu zu ölen muss das komplette Parallelgestänge durch Lösen zweier Schrauben vom Chassis abgenommen werden:
   

Das ist eine gute Gelegenheit, den Mechanismus nochmal genauer zu betrachten: Rechts auf dem weißen Kunststoffteil sitzt der Tonkopf auf der Tonkopfachse.  Dort sehen wir rechts im Bild auch eine M2-Schraube, die den oberen Anschlag des Tonkopfs justiert. Die beiden Parallelstreben führen nach links zur Drehachse. Auf der Drehachse befindet sich oben der Dämpfer. Auf der Drehachse ist auch die Feder angebracht, deren Verwindung für die Drehbewegung des Tonkopfs hin zur Bandrolle sorgt. Die Spannung der Feder bestimmt damit auch die Auflagekraft des Tonabnehmers auf dem Band. Dazu dann in einem späteren Beitrag mehr, wenn wir die Auflagekraft justieren. Die untere Parallelstrebe ist etwas länger ausgeführt und endet mit einem Blech, an dem später das Gegengewicht hängen wird. Auch auf die Justierung des Gegengewichts kommen wir in einem späteren Beitrag zurück. Schließlich sieht man mittig noch die Stange mit dem schwarzen Gummi-Kegel für den Programmwähler, auf den ich hier schon detailliert eingegangen bin.

Die Drehachse wird am unteren Ende durch eine Madenschraube in Position gehalten, die mit einer Mutter gekontert ist:

.jpg   2_madenschraube.jpg (Größe: 61,51 KB / Downloads: 366)

Wenn mich nicht alles täuscht, ist diese Kontermutter manchmal auch auf der anderen Seite des Blechs angebracht - also nicht wundern, wenn sie zu fehlen scheint. In dem Foto sieht man unten auch wie seitlich an der Parallelstrebe mithilfe eines Metallwinkels ein kleiner Spiegel drehbar angebracht ist. Dieser ist für den Lichtzeiger der Bandposition und wird später auch nochmal in einem eigenen Beitrag gewürdigt. Dieses Anbauteil muss man durch Lösen einer Schraube entfernen:

.jpg   3_spiegel_demontiert.jpg (Größe: 62,81 KB / Downloads: 366)

Erst mit demontiertem Spiegel lässt sich das Parallelgestänge aus seinem Lager herausheben und man erhält Zugriff auf das Dämpfungs-Drehlager:

.jpg   4_daempfer_offen.jpg (Größe: 62,9 KB / Downloads: 368)

Für die weiteren Arbeiten bleibt das Parallelgestänge über die Drehfeder weiterhin lose mit der Lagerkonstruktion verbunden:

.jpg   5_ausgehebelt.jpg (Größe: 75,34 KB / Downloads: 367)

Der Dämpfer wird nun gesäubert und wieder gut mit Öl befüllt, das gleichzeitig der Schmierung und der Dämpfung dienen wird:

.jpg   6_daempfer_oelen.jpg (Größe: 64,42 KB / Downloads: 369)

Schließlich wird alles im umgekehrter Reihenfolge wieder zusammengesetzt. Hier muss man aufpassen, die Madenschraube nicht zu weit einzudrehen und damit die Drehachse zu überlasten, aber auch nicht zu wenig weit, denn die Drehachse muss fest sitzen. Ziel ist es, dass sie sich leichtgängig drehen kann, aber kein Spiel hat.

Bevor man das Parallelgestänge wieder am Chassis befestigt, sollte man es noch von überschüssigem Öl reinigen - das verteilt sich sonst überall.

Der erste Test der Dämpfung wäre jetzt sehr ernüchternd: Innerhalb von nur knapp einer halben Sekunden schwingt der Tonkopf aus seiner Ruheposition an die Bandrolle. Der Dämpfer ist meiner Meinung nach nämlich eine völlige Fehlkonstruktion. Selbst bei derart hochviskosen Ölen ist die Dämpfungswirkung nicht annähernd ausreichend. So ist es dann auch nicht verwunderlich, dass alle Tefifone mit dieser Mechanik eine gut geölte bzw. gefettete Feder an der Drehachse besitzen. Denn über diese kann eine sehr viel stärkere Dämpfung erzielt werden!

Das Ölen der Feder erfolgt in eingebautem Zustand des Parallelgestänges, denn sonst hat man am Ende überall Öl kleben. Das zähe Öl wird fleißig in die Feder einmassiert, so dass es auch die Drehachse mit benetzt:

.jpg   8_oelen_feder.jpg (Größe: 64,3 KB / Downloads: 367)

Beim nächsten Test ist die Dämpfung schon wesentlich besser, aber immer noch ernüchternd. Wenn alles richtig gemacht wurde, wird sie sich über die nächsten Stunden hinweg aber nochmal deutlich steigern, weil sich dann das Öl ganz von selbst besser auf der Feder verteilt hat. Bei mir hat sich die Anschwenkdauer des Tonkopfs jetzt auf ca. 3 Sekunden erhöht:



Hier im Vergleich das Anschwenken des Tonkopfs auf einem unveränderten HS-Chassis:

 

Im Original schwenkt der Tonkopf in nur ca. einer Sekunde an, also etwa dreimal so schnell wie nach meinen Maßnahmen. Tatsächlich ist es so, dass man mit 300.000er Öl in etwa auf dieselbe Dämpfung wie beim Original kommen könnte. Trotzdem empfehle ich die höhere Viskosität, denn in den Videos kann man gut sehen, welches Problem mit dem schnellen Anschwenken verbunden ist:
  • Im unteren Video mit dem Original sieht man sehr gut, dass der Tonkopf extrem in der Höhe wippt und dann die Bandrolle nicht planmäßig am oberen Ende erreichen kann. 
  • Im oberen Video mit der stärkeren Dämpfung hingegen ist das Wippen deutlich weniger ausgeprägt.

Dieses Wippen kommt dadurch zustande, dass das schwere Gegengewicht, das am äußeren Ende des Parallelogramms hängt, auch in die Drehbewegung einbezogen ist:

.jpg   9_swing.jpg (Größe: 40,05 KB / Downloads: 360)

Je schneller die Drehbewegung erfolgt, desto größer ist das daraus resultierende seitliche Schwingen des Gewichts. Dieses seitliche Schwingen überträgt sich dann direkt auch in eine senkrechte Schwingbewegung, die den Tonkopf auf- und ab wippen lässt. Bei stärkerer Dämpfung fällt das Schwingen wesentlich geringer aus und der Tonkopf hat eine gewisse Chance, tatsächlich auf der Einlaufrille des Bandes zu landen.
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#13
Noch ein paar Sätze zu dem konstruktiv bedingten Problem mit dem schwingenden Gewicht und der daraus resultierenden Problematik des ungenauen Anschwenkens des Tonkopfs: Ich halte es für extrem unwahrscheinlich, dass die Dämpfung im Originalzustand jemals größer war als bei den Geräten, die man heutzutage vorfindet. Somit muss das Problem mit dem schwingenden Gegengewicht vom B51 über das STS und HS bis hin zu den ersten Modellen des HS-19 bestanden haben!

Theoretisch hätte sich das Problem aus der Welt schaffen lassen, indem man das Gegengewicht direkt unter der Drehachse positioniert. Somit wäre das Gewicht keiner Schwenkbewegung mehr ausgesetzt, sondern lediglich einer unschädlichen Drehung um die eigene Achse. Mithilfe einer Umlenkrolle wäre es möglich, die Kraft des Gewichts weiterhin wirken zu lassen:

.jpg   A_umlenkung.jpg (Größe: 83,04 KB / Downloads: 351)

In dem Foto kann man aber auch gleich sehen, warum eine solche Lösung nicht realisierbar war: In Verlängerung der Drehachse ist nämlich leider das große Schwungrad der Hauptachse im Weg...

Und so hat Tefi das Problem dann auch erst Anfang 1956 aus der Welt geschafft, indem das Gegengewicht durch eine Zugfeder ersetzt wurde (Quelle: Rundschreiben vom 26.4.1956):
   


.jpg   feder_statt_gewicht2.jpg (Größe: 71,59 KB / Downloads: 351)

Gleichzeitig wurden durch das Entfallen des Gewichts der Platzbedarf unter dem Chassis und vermutlich auch der Aufwand zur Justierung des Gegengewichts bzw. der Zugkraft reduziert. Hierauf kommen wir nochmal später im entsprechenden Abschnitt zurück.

Auf eine weitere Problematik möchte ich aber gleich hier noch hinweisen: Die Abstimmung der Mechanik ist in jedem einzeln Parameter (Auflagekraft, Dämpfung, Gegengewicht) für sich betrachteten relativ einfach. Leider ist es aber so, dass sich alle Einstellungen gegenseitig beeinflussen. So sorgt zum Beispiel eine höhere Auflagekraft des Systems für ein schnelleres Anschwenken des Tonkopfs. Eine zu geringere Auflagekraft hingegen ist dann aber schädlich für die korrekte Funktion des Programmwählers. Und so gibt es noch eine Reihe weiterer Querbeziehungen, die zu berücksichtigen sind. Letzten Endes geht es darum, die ideale Balance zwischen allen Parametern zu erreichen, so dass jede einzelne Funktion gut genug funktioniert. Wie weit das in Summe gelingt, wird sich erst dann zeigen, wenn nach der Dämpfung auch das Gegengewicht und die Auflagekraft des Systems justiert sind.
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#14
Nach so viel Mechanik wenden wir uns jetzt auch mal der Elektronik zu. Der Antrieb erfolgt mit einem Kondensatormotor von Vorwerk:

.jpg   motor.jpg (Größe: 105,65 KB / Downloads: 316)

Als Betriebskondensatoren sind zwei parallelgeschaltete Kondensatoren verbaut:

.jpg   original.jpg (Größe: 82,89 KB / Downloads: 316)

Die beiden waren ursprünglich mit einem Klebeband verbunden, das ich aber im Foto oben zum Ablesen der Werte schon entfernt hatte. Zu den Werten:
  • Im Alubecher haben wir von Bosch 2uF mit einer Nennspannung von 220V.
  • Der braune Kondensator von Wima hat 0,25uF bei 500V:


.jpg   wima.jpg (Größe: 55,7 KB / Downloads: 315)

Mein erster Impuls war zunächst, die Kondensatoren durch neue Exemplare zu ersetzen. Doch irgendwie will man ja auch möglichst viel vom Original bewahren. So habe ich beschlossen, zunächst die Bauteile durchzumessen, um dann mit den völlig daneben liegenden Werten einen guten Grund für den Kondensatortausch zu haben. Doch denkste: Die beiden lagen mit minimalster Abweichung noch voll innerhalb der spezifizierten Werte. Und so habe ich sie dann doch erstmal im Gerät belassen.

Nach mehreren Stunden Testbetrieb hat sich dann aber doch noch ein stechendes Argument für den Wechsel ergeben. Das braune Knallbonbon hat sich mit einem Male stark erhitzt:

.jpg   heiss.jpg (Größe: 137,86 KB / Downloads: 318)

Sodann begann der Kondensator auch gleich zu schmelzen und auf meine Werkbank zu tropfen:

.jpg   geschmolzen.jpg (Größe: 91,21 KB / Downloads: 313)

Ich bin sehr froh dass der Fehler aufgetreten ist als das Chassis noch auf der Werkbank stand. Beim nächsten Mal werde ich da gar nicht lange zögern, sondern gleich tauschen!

Beim nochmaligen Nachmessen des anderen Kondensators im Alu-Becher hatte dann schließlich auch dieser seinen gültigen Wertebereich verlassen. So habe ich dann schließlich beide Kondensatoren durch neue Exemplare ersetzt:
  • Den Bosch durch einen 2uF 420V Betriebskondensator, der auch mit einer M8-Gewinde versehen und wie das Original befestigt werden konnte
  • Den Wima durch einen X2 220nF 250VAC MKP-Kondensator
Ehrlich gesagt weiß ich gar nicht, ob hier nicht auch der Becherkondensator alleine ausreichend gewesen wäre. Aber so bin ich immerhin sehr nahe am Original. Anstelle des Klebebands habe ich ich einen Kabelbinder genutzt. Wenn ohnehin das originale Aussehen verlorengeht, dann kann man auch praktischere Lösungen wählen als Klebebänder, über die man sich später ärgert:

.jpg   ersatz.jpg (Größe: 91,46 KB / Downloads: 315)

Mit den gewechselten Kondensatoren läuft der Motor einwandfrei.

Zum Thema Kondensatoren bleibt abschließend noch zu erwähnen, dass deren Hersteller offenbar versuchen die wichtigen Themen der jeweiligen Zeit für sich zu nutzen und damit zu werben. 1954 war "tropenfest" eine wichtige Eigenschaft:
   

Dieses Stichwort wurde von Tefi auch oftmals an anderer Stelle genannt: So war der Tonabnehmer des KC-4 tropenfest, und auch das Bandmaterial der Bänder wurde nach Einführung des Holiday auf eine tropenfeste Rezeptur umgestellt, um auch mit höheren Temperaturen im Auto oder beim Picknick zurechtzukommen.

Im Jahre 2021 war Tropenfestigkeit dann aber kein Thema mehr. Stattdessen war es dem Hersteller dann wichtig darauf hinzuweisen, dass der Kondensator mit Pflanzenöl befüllt ist:
   

Man darf gespannt sein, was in den nächsten Jahrzehnten dann so das jeweilige Motto sein wird! Falls jemand schon andere solche Auszeichnungen auf Kondensatoren gesehen hat, dann möge er sie doch bitte in den Diskussions-Thread posten!
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#15
Nachdem wir uns die Kondensatoren vorgenommen haben schauen wir uns jetzt mal die gesamte Beschaltung des Motors im Original an:

.png   schematics.png (Größe: 13,57 KB / Downloads: 270)

Der Schaltplan ist recht kompakt: Außer den beiden Kondensatoren und dem Motor gibt es lediglich noch einen Trimmer in Form eines Schiebewiderstandes und ein Drahtpotentiometer. Beide dienen der Einstellung der Bandgeschwindigkeit.

Das Drahtpotentiometer habe ich mit maximal 310 Ohm gemessen. Der Bediener des Tefifons kann darüber die Geschwindigkeit auch im Betrieb einstellen. Das Beschriftungs-Schildchen dazu spricht dabei fälschlicherweise von "Regelung":

.jpg   drehzahlregler.jpg (Größe: 30,14 KB / Downloads: 272)
Der Einstellbereich ist nicht sonderlich groß. Wer erwarten würde, dass er das HS dafür nutzen kann um Tanzkurs-Anfängern die Schritte bei niedrigerer Geschwindigkeit beibringen zu können, wird enttäuscht sein.

Den Trimmer habe ich mit maximal 460 Ohm gemessen. Ich nehme mal an, dass es sich um einen Asbestwiderstand handelt:

.jpg   resistor.jpg (Größe: 86,75 KB / Downloads: 270)
Mit ihm kann der Drehzahlbereich auch beeinflusst werden.

Abgleich der Laufgeschwindigkeit

Ziel für den Abgleich ist es, den Trimmer so einzustellen, dass bei Mittenstellung des Drahtpotentiometers die Solldrehzahl von 78UPM (bei 19cm/s) erreicht wird. Um die tatsächliche Drehzahl zu messen, habe ich mein RPM-Meter weiter ausgebaut, das ich seinerzeit für das KC-1 entwickelt hatte. Es ist jetzt ein modulares System geworden:
   
Das eigentliche Messgerät (im Foto links unten) kann über Passstifte auf verschiedene Adapter aufgesetzt werden. Die Adapter haften mit Magneten an den den jeweiligen Chassis und bringen das Messgerät in die richtige Position zur Bandrolle. Auf der Bandrolle sitzt ein kleiner Puk (im Foto links oben), der einen weißen Marker hat, um per Reflexlichtschranke die Umdrehung der Bandrolle zu detektieren. (Würde ich das Projekt nochmal von vorne beginnen, würde ich anstelle der optischen Abtastung einen Magneten und einen Hall-Sensor nutzen). Der Puk sowie alle anderen Teile die mit Tefifonen in Kontakt kommen, sind an der jeweiligen Stelle aus TPU gedruckt und damit flexibel und verkratzen nichts:

.jpg   rpm-meter_disc.jpg (Größe: 68,22 KB / Downloads: 272)

Adapter und Puk werden auf das HS aufgesetzt:

.jpg   rpm-meter_hs.jpg (Größe: 156,15 KB / Downloads: 270)

Und schon kann die Drehzahl mit aufgelegtem 4h-Band gemessen werden:
   

Das Tefifon muss eine Weile warmlaufen, bis sich eine einigermaßen konstante Laufgeschwindigkeit einstellt und der Abgleich sinnvoll möglich ist.

Mein HS hat Fieber!

Nach etwa 1h habe ich das nächste Problem festgestellt: Der Schiebewiderstand wird mit über 150 Grad sehr heiß:

.jpg   thermo_before.jpg (Größe: 147,16 KB / Downloads: 269)

Etwa 5W an Leistung werden an dem Widerstand verbraten. Man könnte argumentieren, dass das an den jetzt 230V Netzspannung liegt, aber auch bei 220V sähe das nicht viel anders aus - da wären es knappe 4W. Ich bin mir sicher, dass der Widerstand diese Temperatur ab kann, aber trotzdem finde ich es nicht gut. Zumal die Messung nach nur einer Stunde und bei guter Belüftung erfolgt ist. In einem geschlossenen Gehäuse würde die Temperatur noch weiter ansteigen. Das sehe ich als Sicherheitsproblem, das ich gerne vermeiden möchte. Daher habe ich hier eine kleine Modifikation vorgenommen, die sicher nicht jedermanns Sache ist.

Einbau eines Festwiderstandes

Für den Trimmer habe ich einen Wert von ca. 150 Ohm festgestellt, um bei 230V bei Mittenstellung des Drahtpotentiometers in etwa die Solldrehzahl zu erreichen. Daher habe ich ihn einfach durch einen Festwiderstand von 150 Ohm und 10 W ersetzt. Diesen habe ich thermisch günstig direkt auf das untere Blech ans HS montiert. Zum Ankörnen an einer gut geeigneten Stelle habe ich mir schnell mal eben eine kleine Schablone 3D-gedruckt:

.jpg   ankoernen.jpg (Größe: 103,33 KB / Downloads: 267)
Mit 1,6mm vorgebohrt werden in die Löcher M2-Gewinde geschnitten:

.jpg   gewindeschneiden.jpg (Größe: 93,99 KB / Downloads: 268)
Der Widerstand wird von unten mit zwei Schrauben M2 x 6mm verschraubt:

.jpg   verschrauben.jpg (Größe: 78,89 KB / Downloads: 268)
Oben kommen noch zwei Kontermuttern drauf:

.jpg   kontermuttern.jpg (Größe: 55,99 KB / Downloads: 268)

Eine gute Wärmeableitung ist damit endlich gewährleistet. Das ist auch im Wärmebild erkennbar. Die wärmste Stelle ist jetzt das Drahtpotentiometer mit knapp 60 Grad (rechts im Bild):
     
Ansonsten wird noch die Lampe für den Lichtzeiger warm, aber insgesamt ist alles in einem vertretbaren Rahmen.
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#16
Der Blick zu HS-AT

Auch hier habe ich mal wieder nachgesehen, was Tefi bei den Nachfolgegeräten verändert hat. Weiter oben hatte ich ja schon festgestellt, dass die Übersetzung des Motors beim HS-AT etwas größer ist, als beim HS. Der Motor darf daher etwas schneller drehen, käme also bei ansonsten identischen Werten mit einem geringeren Wert für den Trimmer aus. Und tatsächlich besitzt das HS-AT keinen solchen Trimmer mehr. Das Drehpotentiometer wurde dafür von 310 Ohm auf gemessene 545 Ohm vergrößert.

Tefi konnte mit diesen Änderungen die Verlustleistung reduzieren, das Drehmoment erhöhen und auch gleich noch ein Bauteil einsparen.

Was mein HS-AT stattdessen noch hat, ist ein Kippschalter:

.jpg   hs-at_schalter.jpg (Größe: 84,26 KB / Downloads: 256)  

Der Schalter sitzt zwischen Netzschluss und Potentiometer, dient also zum Ein- bzw. Ausschalten des Laufwerks. Über eine pfiffige Mechanik wird der Schalter durch Drehen des Geschwindigkeits-Potentiometers ein- und ausgeschaltet.

Was ich jetzt aber noch nicht weiß, ist ob es diese Schalter-Lösung vielleicht auch schon für ältere Modell gab. Denn je nachdem, ob ein Chassis in ein Radio eingebaut ist, das über einen eigenen Nutzschalter verfügt, oder ob es eigenständig in einer Zarge sitzt, ist der Schalter entweder sinnvoll oder nicht. Mein HS-AT kam aus einer Zarge, so dass der Schalter sinnvoll ist. Aber wo mein HS-Chassis vorher eingebaut war, kann ich leider nicht mehr nachvollziehen.
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#17
Statistiken 

Zum Thema Vorwiderstände am Motor habe ich noch ein paar Messungen gemacht, die ich Euch nicht vorenthalten will.

Zunächst der Geschwindigkeits-Einstellbereich des Drehpotentiometers: Bei 78 UPM in Mittelstellung erreicht man an den beiden Endanschlägen jeweils 76,7 UPM und 78,85 UPM. Der Einstellbereich für den Anwender beträgt damit insgesamt lediglich knappe 3%. Er dient also lediglich dazu eine echte Regelung zu ersetzen, indem ein Anwender mit gutem Gehör bei Bedarf in begrenztem Rahmen eingreifen kann, etwa wenn ein 4 Stunden-Band den Antrieb stärker belastet.

Schießlich schauen wir uns auch noch den Abgleichbereich des Trimmers an. Hier habe ich eine Kennlinie erfasst, wobei ich der Einfachheit und Reproduzierbarkeit wegen den Antrieb diesmal nicht mit einem Band belastet habe. Außerdem habe ich die höhere Bandgeschwindigkeit für die Schnellläufer eingestellt. So sieht meine Kennlinie damit aus:

.png   trimmer_kennlinie.png (Größe: 16,92 KB / Downloads: 200)

Was mich überrascht hat ist dass der Einstellbereich des verbauten Trimmers gerade mal 4 % umfasst. Hierdurch erklärt sich übrigens auch gut, warum der Abgleich mit aufgelegtem Schallband gar mal nicht so einfach ist, wie es scheint. Mit einer leichten Änderung am Trimmer verändert man die Drehzahl i.d.R. um deutlich weniger als 1%. Beim Ablesen des Ist-Werts kämpft man aber mit zwei Effekten, die auch in dieser Größenordnung liegen:
  • Die Dynamik des Bandwickels sorgt für Schwankungen bei der Belastung des Motors, die es einem schwer machen, einen verlässlichen Drehzahlwert abzulesen. Man muss über längere Zeit mitteln.
  • Auch bei kurzer Stillstandszeit dauert es immer wieder eine gewisse Zeit, bis sich das Gerät wieder gut eingelaufen hat. Hier muss man wirklich jedes Mal etwas Geduld haben und abwarten, bis sich die Drehzahl nicht mehr verändert...
Somit hat man dann oft das Gefühl der Trimmer bewirke gar nichts oder gar das Gegenteil von dem, was man möchte. Da das Einstellen mit dem verbauten Widerstand über die Schraubschelle nicht wirklich gut klappt, kann ich nur empfehlen stattdessen mit Festwiderständen zu arbeiten und dann denjenigen Wert fest zu verbauen, mit dem der Drehzahlbereich in etwa richtig liegt. Für die bessere Wärmeableitung (wie oben beschrieben) ist das ohnehin anzuraten.

Hypothese "Beruhigungswiderstand"?

Ich habe inzwischen auch eine Meinung gehört, dass der Trimmer im Kondensatorzweig auch als eine Art Beruhigungswiderstand für einen ruhigeren Lauf des Motors sorgen solle. Diesbezüglich konnte ich im Internet jedoch noch nichts Verwertbares finden. Gibt es hier einen Motor-Experten, der hierzu etwas sagen kann? Wenn ja, dann würde ich mich über Wortmeldungen im Diskussions-Thread freuen.

Belastungsmessung?

Der Statistiker in mir ist noch nicht ganz zufrieden: Er wünscht sich auch noch eine Messung der Drehzahl abhängig von der Belastung. Sprich: Wie stark bricht die Drehzahl des Laufwerks bei einer bestimmten Belastung ein? Diesen Wert (bzw. Kurven dazu) hätte ich gerne für alle Tefifone, um dann zu wissen, welche Gerätegeneration am ehesten immun war gegenüber den Schwankungen, die sich durch die Dynamik und Größe des Bandwickels der jeweiligen Kassette ergeben. Hierzu suche ich noch nach guten Ideen, wie ich eine einstellbare und reproduzierbare Belastung auf die Bandrolle ausüben könnte. Meine erste Idee wäre einen leichtgängigen Motor ("Solarmotor"?) mit dem Konus des Kassettenantriebs zu koppeln. Der Motor würde dann als Generator wirken, den ich mit verschiedenen Widerständen belasten könnte. Klingt das plausibel oder hat jemand eine bessere Idee? Auch hier freue ich mich über Beiträge im Diskussions-Thread.
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#18
Optische Anzeige

Das HS besitzt ebenso wie seine Vorgänger B51 und STS einen Lichtzeiger zur Anzeige der aktuellen Wiedergabe-Position. Zum ersten Mal erfolgte die Anzeige nun aber nicht mehr oben, sondern vorne unterhalb des Chassis:

.jpg   front.jpg (Größe: 143,66 KB / Downloads: 170)

Auf die in die Messingplakette integrierte Mattscheibe wird der Glühfaden einer Soffittenlampe projiziert, der dann je nach Lichteinfall von vorne mehr oder minder gut zu sehen ist:

.jpg   licht.jpg (Größe: 90,13 KB / Downloads: 171)

Die neue Positionierung der Anzeige war vor allem beim Einbau des Chassis in Radios von Vorteil: Die Anzeige war nun auch bei geschlossenem Deckel sichtbar. Diese Art der Anzeige wurde dann auch beim HS 19, HS AT und HS 9,5 beibehalten. Erst mit dem KC-1 kam dann der Umstieg auf eine rein mechanische Anzeige ohne Lichtquelle, die auch bei grellem Tageslicht stets gut abgelesen werden konnte. Aber auch das KC-1 wurde gelegentlich mit einem Lichtzeiger für Front-Projektion ausgestattet. Beim KC-4 und Holiday entfiel diese Option dann endgültig.

Bei meinem HS war kein Gehäuse mit dabei, daher fehlte mir zunächst auch das Messingschildchen für die Anzeige. Zum Glück kam aber das Schrottchassis HS-AT mit einer Zarge, aus der ich das Ersatzteil ausbauen konnte. Um das Schildchen nicht zu beschädigen, habe ich zunächst auf der Innenseite der Zarge die Position der drei Nägel markiert und dann den Bereich um sie herum mit einem kleinen Stechbeitel ein paar Millimeter tief ausgestemmt. Somit lagen die Nagelspitzen frei:
   

Die Nägel konnte ich dadurch von innen herausdrücken und mit einer Zange vollends entfernen. Hier das ausgebaute Schildchen von der Rückseite betrachtet:
   

Die drei verzinnten Stellen dienten vermutlich als Befestigungspunkte für die Herstellung: Das Messing läuft nach dem Polieren sehr schnell wieder an, so dass das Schildchen eigentlich auch mit einem Schutzlack überzogen sein musste. Ob zusätzlich auch die Vertiefungen für die Schrift und die Skalenstriche mit Lack gefüllt waren, kann ich nicht mit Sicherheit sagen. Ich denke ich werde das Schildchen später mal mit schwarzem Lack füllen, polieren (ähnlich wie hier) und dann mit Zaponlack versiegeln (wie hier).

Als Mattscheibe kam eine strukturierte Kunststofffolie zum Einsatz:

.jpg   mattscheibe.jpg (Größe: 64,34 KB / Downloads: 169)

Deren Funktion habe ich mal eben mit einer ca. 0,2 mm dicken Mylar-Folie verglichen:

.jpg   mylar.jpg (Größe: 38,51 KB / Downloads: 168)

Ich würde sagen, dass man Mylar problemlos als Ersatz hernehmen kann, falls die alte Mattscheibe nicht mehr vorhanden sein sollte. Dass alte Mattscheiben sich lösen und dann verrutschen oder gar verloren gehen, scheint gar nicht mal so selten zu sein: Der üppig aufgetragene Klebstoff ist nach den vielen Jahrzehnten total verhärtet und kann die Folie nicht mehr halten. Ablösen lässt sich der Klebstoff auch hier wieder mit Aceton, wobei hier eine längere Einwirkzeit nötig ist. Die Mattscheibe darf dabei allerdings nicht allzu lange mit dem Aceton in Kontakt sein, da der Kunststoff mit der Zeit aufweicht. Es empfiehlt sich dann, die Folie zum Trocknen zwischen mehreren Lagen Papier zu pressen.
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#19
Die Stromversorgung der optischen Anzeige erfolgt mit einem 12V-Trafo, der einzig für diese vorhanden ist:

.jpg   trafo.jpg (Größe: 104,2 KB / Downloads: 156)

Alle weiteren Komponenten sind auf dem Mechanismus zum Anschwenken des Tonkopfs sowie dem Parallelgestänge montiert:

.jpg   ueberblick.jpg (Größe: 117,81 KB / Downloads: 156)

Das Lampengehäuse scheint unverändert vom B 51 übernommen worden zu sein. Hier die Abbildung aus dessen Ersatzteilkatalog:

.jpg   b51.jpg (Größe: 54,21 KB / Downloads: 155)

07-1 ist die "Lampenkammer" und 07-5 ist das "Lampenunterteil mit Linse".

Als Leuchtmittel kommt eine Soffitte zum Einsatz. Das Original ist natürlich längst durchgebrannt und mir ist bislang auch noch keine Original-Soffitte über den Weg gelaufen, die noch intakt gewesen wäre. Zum Glück kriegt man derzeit noch passenden Ersatz.

Der Drahtgriff ist schnell vom Original auf das Ersatzteil umgelötet:

.jpg   soffitten.jpg (Größe: 45,95 KB / Downloads: 155)

Und das Ersatzteil passt:
   

Meine Ersatz-Soffitte hat die Größe 6x31mm - vielleicht würde die Größe 8x24mm aber noch besser passen?

Der Drahtgriff ist praktisch beim Einsetzen und Entnehmen der Soffitte. Hauptzweck ist aber sicher das nachträgliche Ausrichten des Glühfadens: Durch Drehen der Lampe lässt sich die Position des Lichtzeigers auf der Anzeige um wenige Millimeter ändern.

Hier sieht man den Lichtweg bei eingebauter Lampe:
   

Ein kleiner Umlenkspiegel auf dem Parallelgestänge lenkt den Lichtstrahl in Abhängigkeit der Position des Tonkopfs ab. Der Spiegel ist auf einen Befestigungswinkel geklebt, der über eine Niete drehbar mit dem Parallelgestänge verbunden ist:

.jpg   spiegel.jpg (Größe: 61,51 KB / Downloads: 156)

Durch den Drehwinkel kann die Anzeige passend zur Einlaufrille eingestellt werden. Hier das Ganze nochmal aus einer etwas anderen Perspektive:

.jpg   adjustment.jpg (Größe: 126,82 KB / Downloads: 156)
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#20
12V 3W

Etwas abenteuerlich gestaltete sich die Suche nach der korrekten Wattage der Soffitte: Das Original war nicht beschriftet und Wartungsunterlagen für das HS liegen mir nicht vor. Mein erster Ansatz war es, einfach im HS-AT-Schrottchassis nachzusehen. Das brachte mich bei meiner Frage zwar nicht weiter, trug aber immerhin zur allgemeinen Erheiterung bei:

.jpg   hs-at_fuse.jpg (Größe: 117,8 KB / Downloads: 145)

Anstelle einer Soffitte fand ich dort eine Feinsicherung! Offenbar hielt jemand die Lampe für ein Sicherungsgehäuse. Die Sicherung hatte nur einseitig Kontakt und war noch intakt. Ich habe dann mal eben ausprobiert was die Sicherung bei 12VAC macht: Sie brennt nicht durch und leuchtet auch kein bisschen...

Erst viel später wurde ich dann bei meiner Suche fündig: In einem Radio M540 mit eingebautem HS war die (ebenfalls defekte) Soffitte mit "12V 3W" beschriftet. Das passt dann auch zu den Daten des B 51, bei dem bei identischem Lampengehäuse (aber ansonsten anderer Anzeigetechnik) ebenfalls 3W im Ersatzteilkatalog angegeben sind. Und auch das KC-1 hatte eine 3W-Lampe, diese allerdings wohl mit "6,5-8V". So kann man nun guten Gewissens davon ausgehen dass 3W stimmt.

Das perfekte Isolierband
Vielleicht ist Euch schon das schwarze Klebeband am Lampengehäuse aufgefallen:

.jpg   klebeband.jpg (Größe: 107,04 KB / Downloads: 146)

Es dient dazu Streulicht aus den Öffnungen des Lampengehäuses abzuschirmen.

Und jetzt der Knüller: Obwohl dieses Klebeband schon viele Jahrzehnte seinen Zweck erfüllt, ist es weder geschrumpft noch hat der Klebstoff an Kraft verloren. Und das obwohl das Lampengehäuse bei jedem Betrieb des Geräts heiß wird. Solch eine Qualität ist mir bei den Isolierbändern aus heutiger Zeit noch nicht untergekommen. Falls also jemand zufällig Restbestände dieses Klebebands hat, möge er mich informieren. Das Material müsste man in Gold aufwiegen!
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