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Verfahren und Vorrichtung zum Einpressen von Diamantpartikeln in die
Oberfläche einer Antriebswelle für bandförmige Aufzeichnungsträger Bei Magnetbandgeräten
ist es üblich, den Transport des Magnetbandes mit einem Friktionsantrieb zu bewirken,
der aus einer glatten angetriebenen Stahlwelle besteht, gegen die das Magnetband
unter Druck mittels einer Friktionsrolle aus Gummi gepreßt wird.
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. Bei einem derartigen Friktionsantrieb ist ein Schlupf unvermeidbar,
der um so mehr stört, je länger das verwendete Magnetband ist und insbesondere bei
Studiogeräten unerwünscht ist.
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Um diesen Schlupi klein zu halten, ist bereits ein Friktionsantrieb
angegeben worden, bei dem die Oberfläche der Antriebswelle durch Einwalzen von Diamantpartikeln
aufgeraut werden soll.
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Versuche zur Herstellung einer auf diese Weise aufgerauten Oberfläche
der Tonwelle haben jedoch gezeigt, daß ein Einwalzen nicht zu dem gewünschten Erfolg
führt. Es zeigt sich nämlich, daß bei einem Aufstreuen der Diamantpartikel, nachdem
Walze und Tonwelle in Drehung versetzt wurden, die Partikel sehr rasch zermahlen
werden und damit weder eine gleichmäßige Verteilung auf der Tonwelle erreichbar
ist, noch die erforderliche Korngröße erhalten bleibt. Außerdem ist dieses Verfahren
durch den Verlust infolge Zermahlens der Diamantpartikel unwirtschaftlich.
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Es ist auch bekannt, die Diamantpartikel zusammen mit einer als Bindemittel
dienenden Paste auf die Welle aufzubringen und dann einzuwalzen. Auf diesem Wege
ist eine gleichmäßige Verteilung der Diamantpartikel auf der Welle ebenfalls nicht
möglich. Die Paste kann nur unregelmäßig und in ungenauer Dosierung auf die Welle
aufgetragen werden, bevor die Verteilung durch die Walze erfolgt. Damit sichergestellt
wird, daß die Oberfläche auf der gewünschten Breite überall beschichtet wird und
die Walze während des Vertellens einen kleinen Abstand zu der Welle aufweist, muß
etwas mehr Paste aufgetragen werden als benötigt wird. Die Walze schiebt deshalb
einen Berg der Paste vor sich her, der am Ende des Verteilvorganges zwar kleiner
geworden ist, aber beim anschließenden Einwalzvorgang, bei dem der Abstand zwischen
Walze und Welle verringert wird, wieder zunimmt. In diesem Berg befindet sich ständig
ein überschuß an Diamantpartikeln, aus dem sowohl beim Verteilen wie auch beim Einwalzen
ein Teil noch in die bereits aufgetragene Schicht abgegeben wird, so daß
- insbesondere, wenn Verteilen und Einwalzen nicht auf exakt volle Umdrehungen
derWelle beschränkt werden - sich auf dem Umfang der Welle Zonen mit verschiedener
Dichte der Partikel ergeben. Durch Schwankungen in der Menge der auf jede Welle
aufgetragenen Paste sind auch Schwankungen in der Konzentration der Diamantpartikel
von Welle zu Welle zu erwarten. Das bekannte Verfahren führt ferner zu einem erhöhten
Verbrauch der Paste und erfordert eine häufige Reinigung der Walze, an der sich
ein Teil der überschüssigen Paste ansammelt, so daß entweder ein Teil der Diamantpartikel
verlorengeht oder aus dem nicht verbrauchten überschuß wiedergewonnen werden muß.
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Es ist auch bekannt, bei hauptsächlich auf Gleitung beanspruchten
metallischen Geräten bzw. Maschinenelementen Diamantkömer auf galvanischem Wege
auf der Oberfläche zu binden und die Oberfläche anschließend zu überschleifen. Das
Verfahren eignet sich jedoch nicht für Tonwellen, weil auch bei diesem das Problem
einer gleichmäßigen Verteilung der Diamantkörner besteht und durch den Schleifprozeß
die zur Vermeidung eines Schlupfes gerade erwünschte Oberflächenrauhigkeit beseitigt
wird.
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Die Erfindung reht aus von einem Verfahren zum Einpressen von Diamantpartikeln
in die Oberfläche einer Antriebswelle für bandförmige Aufzeichnungsträger, bei dem
die in vorgegebenem Mischungsverhältnis in einem Bindemittel enthaltenen Diamantpartikel
zunächst auf die Welle aufgebracht und dann
durch eine Walzenanordnung
eingepreßt werden. Eine wirtschaftliche Aus-iiutzung des Diamantrohstoffes und eine
gleichmäßige Verteilung der Diamantpartikel auf der Oberfläche der Welle wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die Diamantpartikel in einem schnell aushärtenden I:äck gemischt
werden, daß die Antriebswelle,imterl-Drehun#z in den-Lack ein taucht ge wird und
die, Drehung nach dem Tauchvorgang bis zur Beendigung- ä§ -ii;a*ftüngsproz-esses
aufrechterhalten wird, wbfäuf.zdas Einwalzen der in dem ausgehärteten Lack auf der
Antriebswelle gleichmäßig verteilten Diamantpartikel erfolgt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch die- Verwendung#
- -eiupe£ f Hissige-ii Lackes - eine, - sehr gleichmäßige Mischung
der Diamantpartikel mit dem Bindemittel. Durch die Rotation der Welle beim Eintauchen
in diese Mischung-und die Aufrechterhaltung der Rotation bW z4m Aushärten des Lackes
wird erreicht, daß auf die- Welle nur ein dünner Film des Lackes gelangt, Wobei'
die Zentrifugalkraft dafür sorgt, daß eine Tropfenbildung und eine Lageänderung
der Diamantpartikel nicht eintreten kann, so daß am Ende des Aushärtungsvorganges
die Diamantpartikel- in stets it#i-efiei -Konzentration an den Ortender Welle positioniert
sind, an denen sie anschließend auch eingewalzt werden. Der Verbrauch der Beschichtungsmasse
wird somit auf das notwendige Maß beschränkt, beim Einwalzen kann sich die Verteilung
und Konzentration der Diamantpartikel nicht mehr ändern, und eine Reinigung der
Walze ist nicht erforderlich, weil der Lack ausgehärtet ist, wenn er mit der Walze
in Berührung kommt.
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Das erfindungsjeffäße Verfahren ist daher wesentlich rationeller und
zuverlässiger als das bekannte Verfahren und eignet sich dadurch besonders für die
Massenfertigung.
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In der Zeichnung ist in F i g. 1 mit 1 ein luftdicht
verschließbarer Glasbehälter bezeichnet, in den eine vorgegebene Menge von Diamantpartikeln
mit einer Komgröße von 5 -bis - 10,u und eine vorgegebene Menge einer
rasch hart werdenden Flüssigkeit gegeben wird. Als geeignet hierfür hat sich Nitrokombinationslack
erwiesen, der gegebenenfalls mit einem Lösungsmittel auf die gewünschte Viskosität
zu verdünnen ist. Als vorteilhaft wurde eine Mischung von einem Gewichtsteil Diamantpartikeln
zu 15 Gewichtsteilen Lack und 15 Gewichtgteilen Lösungsmittel (Azeton)
ermittelt. Anschließend wird noch aus weiter unten erläuterten Gründen ein Farbstoff
zugegeben.
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Durch Schütteln oder mittels eines Rührwerkes 2 werden nun die Diamantpartikel
in der Flüssigkeit verteilt. Sobald diese Verteilung erreicht ist - zu erkennen
an dem Verschwinden der weißen Ablagerung der Diamantkörper am Boden - wird
die Antriebswelle 3, die bis zur Grenze 4 mit einer rauhen Oberfläche versehen
werden soll, durch zügige Bewegung bis zur Grenze 4 in die Flüssigkeit getaucht
und wieder zurückbewegt, so daß das entsprechende Teil der Antriebswelle gleichmäßig
benetzt ist. Wenn der Lack dann hart geworden ist, sind die Diamantpartikel nun
in gleichmäßiger Verteilung und nur in der benötigten Menge auf der Oberfläche der
Antriebswelle angeordnet. Die Verteilung kann durch Betrachtung mittels Mikroskop
geprüft werden, was durch die obenerwähnte Einfärbung des Lackes erleichtert wird.
Die Viskosität der Flüssigkeit soll so bemessen sein, daß einer Verlagerung der
Diamantpartike,1 auf Grund ihrer Schwerkraft bis zur Aushärtung der Flüssigkeit
entgegengewirkt wird. Bei der obenangegebenen Mischung ist dies gewährleistet.
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Die gleichmäßige Verteilung der Diamantpartikel auf der Antriebswelle
wird begünstigt, wenn die Antriebs,#velle 3 beim Tauchvorgang durch einen
nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzt wird. Die dann beim Tauchen gewählte
Drehzahl der Antriebswelle hängt von ihrem Durchmesser und der Viskosität der Flüssigkeit
ab. Sie liegt in der Größenordnung von etwa 100 bis 200 Umdrehungen pro Minute.
Die Drehzahl ist wesentlich, da bei zu hoher Drehzahl die Diamantpartikel wieder
abgeworfen ,werden und bei zu niedriger Drehzahl eine Klumpenbildung auftritt. Es
ist zweckmäßig, nach dem Tauchen die Drehung der Antriebswelle so lange aufrechtzuerhalten,
bis der Lack gehärtet ist.
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Die so behandelte Antriebswelle wird dann in die in F i
g. 2 dargestellte Vorrichtung 5 gebracht, in der zwei Walzen
6 und 7 gelagert sind, während eine dritte Walze in Richtung des Pfeiles
9 mittels eines Stellmittels 10 verstellt werden kann. Nach dem Einlegen
der Antriebswelle 3 wird die Walze 8 hydraulisch abwärts bewegt, so
daß die Antriebswelle 3 zwischen den drei Walzen mit vorgegebenem Druck,
der auf einem Anzeigeinstrument 11 ablesbar ist, eingespannt wird. Die Antriebswelle
3 wird nun einmal, und nach einer Erhöhung des Druckes ein weiteres mal um
3600 gedreht, wobei die Diamantpartikel in die Oberfläche der Antriebswelle
auf einem vorgegebenen Längenabschnitt eingepreßt werden. Infolge des hohen Druckes
plxtzt -der Lack weitgehend ab, so daß anschließend nur noch zurückgebliebene Lackreste
mit einem Lösungsmittel abgewaschen zu werden brauchen. Die nicht eingeprägten Diamantpartikel
können aus dem Lösungsmittel wiedergewonnen werden und gehen somit nicht verloren.
An der fertigen Antriebswelle ist der Fertigungsvorgang durch leichte, strichförmige
Markierungen am Anfang und Ende der Walzeneinwirkung erkennbar.