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Capstan und Andruckrolle

Eine dünne Metallwelle und eine Gummirolle entscheiden darüber, ob ein Ton auf dem Band stabil steht oder leise schwankt.

Steckbrief

Capstan
Tonwelle, eine präzise Stahlwelle mit gleichmäßiger Drehzahl
Andruckrolle
Gefederte Gummirolle, presst das Band an die Welle
Aufgabe
Konstante Bandgeschwindigkeit an den Tonköpfen
Verschleiß
Gummi härtet mit den Jahren aus oder wird klebrig

Kurz erklärt

Der Capstan, auf Deutsch Tonwelle, ist eine präzise gefertigte Stahlwelle, die sich mit sehr gleichmäßiger Drehzahl dreht. Eine gefederte Gummirolle, die Andruckrolle, presst das Tonband gegen diese Welle. Gemeinsam bestimmen beide, wie schnell das Band an den Tonköpfen vorbeiläuft – die Spulen wickeln nur auf und ab.

In diesem Artikel

  1. 01Was Tonwelle und Andruckrolle tun
  2. 02Warum die Spulen das nicht können
  3. 03Gleichlauf: alles hängt an dieser Stelle
  4. 04Wenn das Gummi altert

01Was Tonwelle und Andruckrolle tun

Bandweg einer AKAI GX-630D: von der linken Spule über die Rolle am Spannarm, unter der Kopfabdeckung an Lösch-, Aufnahme- und Wiedergabekopf vorbei, zwischen Capstan und Andruckrolle hindurch und über den rechten Spannarm zur rechten Spule.
Der Bandweg an meiner AKAI GX-630D: von der linken Spule über die Rolle am Spannarm, unter der Kopfabdeckung an Lösch-, Aufnahme- und Wiedergabekopf vorbei, dann zwischen Capstan und Andruckrolle hindurch und über den rechten Spannarm zur Aufwickelspule.

Wenn Sie bei einer laufenden Bandmaschine genau hinsehen, entdecken Sie rechts neben den Tonköpfen eine schmale, glänzende Metallwelle. Das ist der Capstan, die Tonwelle. Direkt daneben sitzt eine Rolle aus Gummi, meist schwarz. Sobald Sie auf Wiedergabe drücken, schwenkt diese Andruckrolle heran und klemmt das Band gegen die Welle.

Von diesem Moment an zieht die Welle das Band. Sie dreht sich mit einer sehr gleichmäßigen Drehzahl, und weil das Band zwischen Welle und Gummi eingeklemmt ist, läuft es genau so schnell, wie sich die Oberfläche der Welle bewegt. Die Welle ist dafür präzise gefertigt und oft fein aufgeraut, damit das Band nicht rutscht. Die Andruckrolle ist gefedert: Sie drückt fest genug, damit nichts schlupft, aber nicht so fest, dass sie das Band quetscht.

Das Prinzip ist alt und einfach. Ein Paar aus angetriebener Welle und Gegenrolle, das einen Streifen gleichmäßig durchzieht – mehr ist es nicht. Aber an genau dieser Stelle wird entschieden, wie schnell das Band an den Köpfen vorbeiläuft. Und davon hängt ab, ob ein Ton so klingt, wie er aufgenommen wurde.

Nahaufnahme: Die Andruckrolle drückt das Tonband gegen die Tonwelle, die von einem Motor angetrieben wird.
Die entscheidende Stelle im Detail: Die Gummirolle presst das Band gegen die Tonwelle, der Motor darunter sorgt für die gleichbleibende Drehzahl.

02Warum die Spulen das nicht können

Auf den ersten Blick läge es nahe, das Band einfach über die Spulen zu ziehen. Die Aufwickelspule dreht sich ja ohnehin. Das Problem: Der Durchmesser des Bandwickels ändert sich ständig. Am Anfang ist die Aufwickelspule fast leer, am Ende ist sie voll. Würde sie sich gleichmäßig drehen, liefe das Band am Anfang langsam und am Ende deutlich schneller. Die Musik würde im Laufe einer Plattenseite immer höher und schneller.

Deshalb ist die Arbeit aufgeteilt. Die Tonwelle sorgt für die Geschwindigkeit. Die Spulen sorgen nur dafür, dass das Band ordentlich auf- und abgewickelt wird und dabei unter einer passenden Spannung steht. Die Aufwickelseite nimmt das Band auf, das der Capstan ihr liefert. Die Abwickelseite bremst ganz leicht dagegen, damit das Band straff an den Köpfen anliegt.

Bei einfachen Geräten treibt ein einziger Motor alles an: die Tonwelle und, über Riemen und Rutschkupplungen, auch die Spulenteller. Hochwertige Maschinen trennen das. Sie haben drei Motoren – je einen für die beiden Wickelteller und einen eigenen für die Tonwelle. So wirkt nichts, was an den Spulen passiert, direkt auf die Geschwindigkeit zurück.

03Gleichlauf: alles hängt an dieser Stelle

Gleichlauf heißt: Das Band läuft immer gleich schnell. Ganz gelingt das keiner Maschine. Kleine Schwankungen gibt es immer, und man nennt sie Gleichlaufschwankungen. Im Englischen unterscheidet man zwei Arten. Langsames Schwanken, unterhalb von etwa vier Schwingungen pro Sekunde, heißt „Wow“. Schnelleres Zittern darüber heißt „Flutter“. Gemessen werden beide heute meist zusammen, als Prozentwert. Gute Bandmaschinen bleiben unter einem Zehntelprozent.

Hörbar wird so eine Schwankung als Tonhöhe, die leicht eiert. Am deutlichsten bei lang gehaltenen Tönen: ein Klavierakkord, der ausklingt, eine Geige, eine Oboe. Bei dichter Rockmusik fällt es weniger auf. Bei einem Solo-Klavier dagegen kann schon wenig stören, weil das Ohr Tonhöhen sehr genau verfolgt.

Weil der Capstan die Geschwindigkeit vorgibt, landet fast jede Unregelmäßigkeit dort. Eine Welle, die nicht ganz rund läuft. Ein Motor, der seine Drehzahl nicht sauber hält. Eine Andruckrolle, die an einer Stelle härter ist als an einer anderen. Oder ein Band, das zwischen Welle und Gummi minimal rutscht. Jedes dieser Dinge zeigt sich am Ende als Schwanken im Klang. Deshalb ist der Bandantrieb bei guten Maschinen so aufwendig gebaut.

Zwei Tonwellen im Vergleich: oben gleichmäßig, unten mit wechselndem Abstand der Schwingungen.
Oben ein gleichmäßiger Lauf, unten Gleichlaufschwankungen: Die Schwingungen rücken mal enger, mal weiter auseinander – man hört es als leichtes Eiern der Tonhöhe.

04Wenn das Gummi altert

Die Tonwelle selbst ist aus Metall und hält lange. Die Andruckrolle dagegen ist aus Gummi, und Gummi altert – auch dann, wenn das Gerät jahrelang im Schrank steht. Bei Maschinen aus den Siebzigern ist das Gummi heute rund fünfzig Jahre alt.

Das häufigste Bild: Die Rolle wird hart. Die Oberfläche wird glatt und glänzend, manchmal zeigen sich feine Risse. Eine harte Rolle greift das Band schlechter. Es kann schlupfen, und der Gleichlauf leidet. Seltener geht es in die andere Richtung: Manche Gummimischungen werden mit den Jahren weich und klebrig. Dann bleibt Abrieb auf dem Band oder der Rolle zurück, im ungünstigen Fall leidet auch das Band selbst.

Ähnlich ergeht es Antriebsriemen. Viele Maschinen nutzen Gummiriemen, etwa für Zählwerk, Schwungmasse oder, bei manchen Geräten, sogar für den Antrieb der Tonwelle. Nach Jahrzehnten sind solche Riemen oft ausgeleiert oder klebrig. Ein ausgeleierter Riemen überträgt die Kraft nicht mehr gleichmäßig.

Das ist kein Grund, alte Maschinen zu meiden. Andruckrollen und Riemen sind Verschleißteile und für viele Geräte als Ersatz zu bekommen. Wer eine Bandmaschine kauft, sollte nur wissen, ob diese Teile schon erneuert wurden – und die Arbeit einer Werkstatt mit Erfahrung überlassen.

Bei meiner Anlage

Drei Motoren in der AKAI GX-630D

Meine AKAI GX-630D von 1976 ist eine dieser Maschinen mit drei Motoren. Laut den technischen Angaben treibt ein eigener Servomotor die Tonwelle direkt an, ohne Riemen dazwischen. Die beiden anderen Motoren sitzen unter den Spulentellern und kümmern sich nur ums Auf- und Abwickeln.

Bei einem Hörabend läuft das Band eine ganze Albumseite lang ohne Unterbrechung. Genau dafür ist der Capstan da: Ein Klavierton am Ende der Seite soll genauso ruhig stehen wie am Anfang – obwohl die eine Spule inzwischen fast leer ist und die andere fast voll.

Zeichnung der AKAI GX-630D von vorn mit Spulen, Kopfträger, Laufwerkstasten und VU-Metern.
Meine AKAI GX-630D: Rechts neben dem Kopfträger sitzen Tonwelle und Andruckrolle.

▶ Die Anlage zum Ausprobieren Play drücken und zusehen, wie Spulen und Zeiger arbeiten.

Verwandte Begriffe

Bei einem Hörabend sehen Sie die Andruckrolle übrigens selbst: Sie schwenkt beim ersten Knopfdruck heran, und von da an zieht der Capstan das Band, bis die Seite zu Ende ist.

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