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Antriebsvorrichtung für Aufzeichnungsträgerspule (Es wird die Priorität
der Deutschen Industriemesse Hannover vom 30. 4....
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9.5.61 beansprucht) Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung
für eine Aufzeichnungsträgerspule, enthaltend meltbsre mit mechanischer Reibung
arbeitende Kupplungsteile, die der automatischen Begrenzung der bei Betrieb mit
normaler Bandgeschwindigkeit (bei Aufnahme und/oder Wiedergabe) und bei Betrieb
mit einer über der normalen liegenden Bandgeschwindigkeit auftretenden Bandzüge
dienen.
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Die Benutzung der z. B. für die Vierspur-Technik erforderlichen sehr
dünnen und daher sehr empfindlichen Tonbänder stellt besondere Anforderungen an
die Antriebsvorrichtungen für die Aufzeichnungsträgerspulen, d. h., die Vorrichtungen,
die die Verbindung der Antriebsquelle (z. B. eines Elektromotors oder eines Federwerkmotors)
mit den die Aufzeichnungträgerspulen tragenden Wickeltellern herstellen. Bei diesen
Antriebsvorrichtungen dürfen weder bei Betrieb mit normaler Bandgeschwindigkeit
(bei Aufnahme und/oder Wiedergabe) noch bei Betrieb mit einer über der normalen
liegenden Bandgeschwindigkeit Bandspannungen auftreten, die über die, dem jeweiligen
Betrieb zugeordnete Grenzwerte hinausgehen ; diese Grenzwerte liegen z. B. bei den
für die Vierspur-Technik erforderlichen sehr dünnen und sehr empfindlichen Tonbändern
verhältnismäßig niedrig. Die bisher bekannten, in Rede
stehenden
Antriebsvorrichtungen genügen den gestellten Anforderungen in Bezug auf Einfachheit
und vollautomatische Betreibbarkeit nicht, weil bei den vorkommenden größten Beschleunigungen
(z. B. bei Übergang von Ruhe auf Schnellauf oder von Schnellauf in der einen Bandlaufrichtung
auf Schnellauf in der Gegenrichtung) eine zu starke ruckartige und zu Bandschädigungen
(Dehnungen, Wellungen, Reißen) führende Bandmitnahme erfolgt.
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Durch die Erfindung werden die vorerwähnten Mängel bekannter Antriebsvorrichtungen
behoben. Die Erfindung geht von einer Antriebsvorrichtung der eingangs näher bezeichneten
Gattung aus und erreicht von der Drehrichtung des Aufzeichnungsträgers unabhängig
eine automatische Unter-
| drückung der über die festgelegten Bandzugwerte hinaus- |
| . |
| gehenden Bandspannungen mit einfachen Mitteln. Die Er- |
| findung dient sowohl der Unterdrückung von Bandspannungs- |
spitzen, die bei Betrieb mit normaler Bandgeschwindigkeit über den diesem Betrieb
entsprechenden Bandzug hinausgehen als auch derjenigen Bandspannungspitzen, die
bei Betrieb mit einer über der normalen liegenden Bandgeschwindigkeit über den letztgenannten
Betrieb zugeordneten Bandzug hinausgehen und zwar vom Bandwickeldurchmesser nahezu
unabhängig erfindungsgemäß dadurch, daß die Aufzeichnungsträgerspule über eine,
mehr als ein Reibflächenpaar aufweisende Reibscheibenkombination gewichtsabhängig
auf dem darunter angeordneten, ggf. den Eupplungsantriebsteil bildenden Kupplungsteil
derart gelagert ist, daß bei Betrieb mit normaler Bandgeschwindigkeit die Reibscheibenkombination
wohl als Ganzes gegen den darunter angeordneten, ggf. den Kupplungsantriebsteil
bildenden Kupplungsteil schlüpft und die Reibscheiben der mehr als ein Reibflächenpaar
aufweisenden Reibscheibenkombination nicht schlüpfend aufeinanderliegen, während
eines Betriebes mit einer über der normalen liegenden Bandgeschwindigkeit dagegen
die Reibscheiben der Reibscheibenkombination ein Überschreiten des zulässigen Bandzuges
verhindernd schlüpfen.
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Im folgenden werden anhand der Fig. 1-7 zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben. Von diesen Fig. zeigt die Fig, 1 eine Draufsicht auf
den Bandantriebsteil eines Magnettongerätes, die Fig. 2 eine für die Abwickelseite
geeignete erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung (M=l : l), die Fig. 3 eine für die
Aufwickelseite geeignete erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung (M=l : l), die Fig.
4 eine vergrößerte Darstellung der Reibscheibenteile innerhalb des Kreises 39 der
Fig. 2 bzw. der Fig. 3, die Fig. 5 eine Draufsicht auf eine durch Beflocken hergestellt,
abgebrochen dargestellte Kunststoffscheibe einer Art (M=l : l), die Fig. 6 eine
Draufsicht auf eine gleichfalls abgebrochen dargestellte, durch Beflocken hergestellte
Kunststoffreibscheibe anderer Art (M=l : l), die Fig. 7 eine für die Abwickelseite
geeignete erfindungsgemäße gewichtsabhängige Antriebsvorrichtung mit Federkompensation
und Fig. 8 einen Schnitt (M=l : l) entlang der Linie A... B der Fig. 7. Der bandförmige
Aufzeichnungsträger 23 wird bei Normalbetrieb (Aufnahme/Wiedergabe) entsprechend
Fig. 1 von der Antriebsvorrichtung der Abwickelseite, an den Führungsbolzen und
Magnetköpfen (Löschkopf 37, Hör-und Sprech-Kopf 38) vorbei, nach der Antriebsvorrichtung
der Aufwickelseite gefördert. Der drehrichtungsabhängigen Bremsung der unteren Kupplungsteile
3 zur Erzeugung der Grundbremsung dienen die Reibungsgesperre 36.
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Bei Normalbetrieb wird der untere Kupplungsteil 3 der Abwickelseite
(links) gebremst. Die gleichfalls drehrichtungsabhängig arbeitenden und gegen die
schalenförmige Scheibe 18 der Reibscheibenkombination 16... 19 anlegbaren Reibungsbremsen
27 werden durch die Betätigung der nichtdargestellten Halttaste gesteuert.
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Bei der in der Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform der für
die Abwickelseite vorzusehenden Antriebsvorrichtung für eine Aufzeichnungsträgerspule
sitzt die lediglich gestrichelt angedeutete Aufzeichnungsträgerspule 15 über eine
mehr als ein Reibflächenpaar aufweisende Reibscheibenkombination 16... in gewichtsabhängig
auf dem unteren Kupplungsteil 3
auf. Der Wickelteller wird aus zwei
Kunststoffspritzteilen gebildet, und zwar aus dem größeren Kunststoffspritzteil
19, auf dem die Aufzeichnungsträgerspule 15 ruht, und dem kleineren Kunststoffspritzteil
20, an dem in bekannter Weise ein dreiflügeliger Wickeltellerdorn 21 mit angespritzt
ist. Bei der Montage wird der kleinere Kunststoffspritzteil 20 mit seinem unteren
scheibenförmigen Teil in die dem Scheibendurchmesser angepaßte Aussparung des größeren
Kunststoffspritzteils 19 eingesetzt und durch Einlegen eines Sprengringes 22 in
die Nut der Aussparung des größeren Kunststoff teils 19 mit diesem fest, aber lösbar
verbunden. Die auf dem Wickelteller-19,20 sitzende, gestrichelte angedeutete Aufzeichnungsträgerspule
15 der Abwickelseite ist über eine, mehr als ein Reibflächenpaar aufweisende Reibscheibenkombination
16... 19 gewichtsabhängig auf dem unteren Kupplungsteil 3 gelagert.
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Bei Betrieb versucht der bandförmige Aufzeichnungsträger 23
| über die Reibscheibenkombination 16... 19 den unteren Kupp- |
| o |
lungsteil 3 reibungsschlüssig mitzunehmen. Diese Mitnahme des Kupplungsteils wird
durch das gegen seinen äußeren Umfang anliegende, drehrichtungsabhängig wirksam
werdende Reibungsgesperre 36 verhindert, so daß die Reibung zwischen Kupplungsteil
3 und Reibscheibenkombination 16... 19 die Grundbremsung wirksam und der entsprechende
Bandzug erzeugt wird.
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Mit 37 und 38 sind der Löschkopf und der Hör-Sprech-Kopf bezeichnet.
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Sämtliche Teile der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung sitzen auf
einer senkrecht und feststehend in einer Montageplatte 1 bzw. einem Montagerahmen
angeordneten Achse 2 und die vorerwähnten Reibscheiben 3, 16... 19 sind sämtlich
so direkt oder indirekt auf der Achse 2 gelagert und derart ausgebildet, daß sie
sich durch einfaches Aufstecken elf bzw. Abnehmen von der feststehenden Achse 2
auswechseln lassen. Auf die Montageplatte 1 wird zunächst der den unteren Kupplungsteil
3 bildende topfförmige Kunststoffspritzteil aufgelegt, an dessen oberem Rand 26
eine Friktionsschicht, z. B. eine durch Aufkleben eines Filzbelages 4 hergestellte
Friktionsschicht, vorgesehen ist.'Auf dieser Friktionsschicht liegt die bereits
erwähnte,
mehr als ein Reibflächenpaar aufweisende-Reibscheibenkombination 16... 19 auf. Der
unterste, auf dem Filzbelag 4 des unteren Kupplungsteils 3 aufliegende Teil 18 der
Reibscheibenkombination ist aus Kunststoff gespritzt und hat die Gestalt einer flachen,
nach oben offenen Schale,
| innerhalb deren nach oben ragendernrand 28 mehrere (im |
| vorliegenden Fall : vier) kleinere ebene Reibscheiben 16, 17 |
einlegbar sind. Die einlegbaren Reibscheiben 16,17, die teilweise die in der Fig.
5 und teilweise in der Fig. 6 dargestellte Ausbildung besitzen, sind mit Aussparungen
29 am äußeren Rand bzw. Vorsprüngen 30 nebst Aussparungen 31 am inneren Rand versehen,
die der Halterung der betreffenden Reibscheiben 16 an den entsprechenden Vorsprüngen
32 auf der Innenseite des nach oben ragenden Randes 28 der schalenförmigen Scheibe
18 der Reibscheibenkombination oder nach Einlegen der vorerwähnten kleineren ebenen
Reibscheiben 17 in die nach oben offene schalenförmige Scheibe 18 dem Einführen
der am Wickelteller 19 unten sitzenden Vorsprünge 33 dienen.
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Die ebenen Reibscheiben entsprechend den Fig. 5 und 6 bestehen aus
z. B. 0, 5 mm starker Hartpappe oder einem anderen geeigneten Kunststoff ; sie werden
ein-oder doppelseitig, wie in der der Fig. 4 angedeutet, mit einer haarartigen,
vorzugsweise durch Beflocken aufgebrachten Friktionsschicht 34 versehen. Zu diesem
Zweck werden die betreffenden Flächen der Kunststoffscheiben 16 bzw. 17 zunächst
mit einem Kleber bestrichen, auf den die'Faserflockenmasse aufgeblasen oder elektrostatisch
aufgebracht wird. Als Beflockungsmaterial werden kurze Kunststoff-Fasern verwendet,
insbesondere kurze Fasern aus Kunstspinnstoff von z. B. 0,5 mm Länge. Nach dem Aufbringen
der Kunststoff-Fasern wird die betreffende Friktionsfläche durch Überbürsten von
den nicht haftenden Fasern befreit. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, schleift jeweils
eine haarbedeckte Friktionsschicht 34 einer eingelegten ebenen Reibscheibe 16 oder
17 gegen eine unbelegte benachbarte Kunststoffläche der Reibscheiben 16 bzw. 17
bzw. 18 oder 19.
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Die in der Fig. 2 dargestellte, für die Abwickelseite bestimmte Antriebsvorrichtung
(bei den üblichen Magnettonbandgeräten die linke Antriebsvorrichtung), soll durch
eine gewichts-, aufzeichnungsträgerspulenradius-oder bandzugabhängige Grundbremsung
einen vom jeweiligen Wickelradius möglichst unabhängigen Bandzug liefern. Weil jedoch
der Kupplungsoberteil 16... 21 sich nicht mit einem derart geringen Gewicht bauen
läßt, wie es für einen Betrieb mit einem konstanten, vom Bandwickeldurchmesser nahezu
unabhängigen Bandzug notwendig wäre, hat man bereits einen Teil des auf dem unteren
Kupplungsteil 3 aufliegenden Gesamtgewichts durch eine Federanordnung kompensiert.
Die in der Fig. 7 und 8 dargestellte federkraftkompensierte Antriebsvorrichtung
für eine Aufzeichnungsträgerspule ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung G
32 358 VIIId/42g vom 27.5.61. Hier sei nur so viel gesagt, daß der obere Teil der
erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit der mehr als ein Reibflächenpaar aufweisenden
Reibscheibenkombination 16... 19 mit dem Nabenteil 9 oder Distanzring drehbar auf
einer zwischen zwei, auf bogenförmig verlaufenden Wülsten 11,12 vorgesehenen Stützstellen
des unteren Kupplungsteils 3 gelagerten und als Kompensationsfeder benutzten Blattfeder
5 aufliegt und weitere Stützstellen für diese Blattfeder innerhalb des Kupplungsteils
3 so angeordnet sind, daß durch um die Achse 2 der Antriebsvorrichtung verschwenktes
Aufliegen der Blattfeder 5 deren Federkraft veränderbar ist.
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Die anhand der Fig. 2 besprochene Antriebsvorrichtung wird im Falle
des tonrollenlosen Betriebs mit normaler Bandgeschwindigkeit (Aufnahme und/oder
Wiedergabe) von der Aufwickelspule bzw. bei Magnettongeräten mit konstanter Bandgeschwindigkeit
von der Tonrolle mittels des Aufzeichnungsträgers 23 entsprechend der Bandgeschwindigkeit
gezogen.
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Dabei wird ein Bandzug erzeugt, der von der Grundbremsung der Antriebsvorrichtung
abhängt. Die Grundbremsung wiederumwLrd durch das Bremsmoment des unteren Kupplungsteils
3
bestimmt, der mit einer entsprechend bemessenen Filz-oder dergleichen
haar-oder gewebeartigen Friktionsschicht 4 gegen eine ebene Fläche des aufliegenden
schalenförmigen Kunststoffspritzteils 18 schleift. Der bei diesem Betriebsfall auftretende
Bandzug ist verhältnismäßig gering.
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Anders liegen die Verhältnisse beim Übergang auf eine, über der normalen
liegenden Bandgeschwindigkeit (schneller Vor-und Rücklauf). Hier ist es mit Rücksicht
auf die z. B. für die Vierspur-Technik erforderlichen sehr dünnen und sehr empfindlichen
Tonbänder 23 erwünscht bzw. notwendig, den beim Beschleunigen und Bremsen auftretenden
Bandzug auf einen Wert zu begrenzen, bei dem die empfindlichen Tonbänder 23 noch
nicht beschädigt werden. Diese Schädigungen können, bedingt durch die Massenträgheit
des Bandwickels und der übrigen Teile der Antriebsvorrichtung besonders beim Übergang
von Ruhezustand in den Schnellauf und umgekehrt entstehen.
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Es ist möglich, eine Bandzugbegrenzung mit einer federbelasteten Rutschkupplung
mit konstantem Rutschmoment durchzuführen. Stellt man eine solche Begrenzung so
ein, daß bei kleinstem Bandwickelradius noch keine Bandbeschädigung auftritt, dann
wird bei größtem Bandwickelradius die Beschleunigung und der Bandzug viel kleiner
als der Aufzeichnungsträger 23 vertragen würde und damit unnötigerweise die Brems-und
Beschleunigungszeit erhöht. Außerdem wird es dann bei dem stark reduzierten Bremszug
bei voller Abwickelspule sehr schwierig, schlaufenfrei zu bremsen. Diese Nachteile
werden durch die erfindungsgemäße, mehr als ein Reibflächenpaar
| aufweisende Reibscheibenkombination 16... 19 vermieden, die |
gewichtsabhängig auf dem unteren Kupplungsteil 3 gelagert ist. Diese Reibscheibenkombination
stellt eine Mehrscheibenkupplung dar, bei der eine gerade Anzahl ebener Reibscheiben
16, 17 zwischen den Wickelteller 19 und die schalenförmige Reibscheibe 18 gelegt
wird. Die ebenen Reibscheiben 16,17 sind abwechselnd, wie bereits erwähnt, teils
mit der schalenförmigen Reibscheibe 18 und teils mit dem Wickelteller 19
drehmomentsschlüssig,
aber axial frei beweglich verbunden.
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Dadurch wirkt die Kuppelkraft (insbesondere des Gewichts des Bandwickels)
auf (nah) Reibflächenpaare, wenn n die Zahl der eingelegten Reibscheiben 16, 17
ist, und die Reibungmomente werden addiert. Wenn man bei einem gängigen Bandwickelgewicht
und einem Reibscheibenpaar beispielsweise auf einen Reibradius für die Reibscheiben
von etwa 25 cm (d. h. 50 cm Durchmesser !) kommen würde, ergibt sich bei der Anwendung
von z. B. einlegbaren Reibscheiben 16, 17 (5 Reibflächenpaaren) ein Reibradius von
etwa 5 cm, welcher ohne weiteres ausführbar ist. Da die vorerwähnte Reibscheibenkombination
nur sehr kurzzeitig, d. h. immer nur für die Zeit des Anfahrens bzw. Bremsen, mit
Schlupfreibung arbeitet, können die einlegbaren Reibscheiben 16,17 sehr einfach
und damit billig ausgeführt werden.
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Die in der Fig. 3 dargestellte, für die Aufwickelseite bestimmte Antriebsvorrichtung
weist wiederum neben dem bereits besprochenen unteren Kupplungsteil 3 für die Grundbremsung
die bereits besprochene mehr als ein Reibflächenpaar aufweisende Reibscheibenkombination
16... 19 zur Unterdrückung von Bandzugwerten auf, die über dem für das Beschleunigen
und Bremsen festgelegten Bandzug liegen.
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Für die weitere Funktion der Antriebsvorrichtung für die Aufwickelseite,
nämlich die Erzeugung des notwendigen Aufwickelbandzuges, ist die gleichfalls aus
Kunststoff bestehende Zwischenreibscheibe 7 vorgesehen, die auf dem der Grundbremsung
dienenden unteren Kupplungsteil 3 mit der Kompensationsfeder 5 und dem Filzbelag
4 aufliegt und auf welcher andererseits die der Begrenzung der Schnellauf-Bandzugspitzen
dienende Reibscheibenkombination 16... 19 gewichtsabhängig aufliegt. Der Filzbelag
4 ist auf drei Sechstel der darunter liegenden Kunststoffläche des unteren Kupplungsteils
3 regelmäßig verteilt. Wird diese Zwischenreibscheibe 7 in bekannter Weise von einem
gegen den rechtwinkelig abstehenden Außenrand 40 laufenden Riemen, einer Reibscheibe
o. dgl. (nicht dargestellt) angetrieben, dann überträgt sie nur durch den,
gegen
eine Kunststoffläche der aufsitzenden Reibscheibenkombination 16... 19 schleifende
Filzbelag 35 ein entsprechendes für den Aufwickelbandzug bemessenes Reibmoment.
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Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ermöglicht durch ihre Eigenart
und die Wahl zweckmäßiger Abmessungen und Materialien für die verschiedenen Aufgaben
der Antriebsvorrichtung (Grundbremsung, gegebenenfalls Begrenzung des Aufwickelbandzuges
bei Normallauf, Begrenzung des Bandzuges beim Beschleunigen und Abbremsen) ein optimales
bandschonendes Arbeiten, weil beim Bremsen oder Beschleunigen zunächst noch die
einzelnen Reibscheiben der Reibscheibenkombination gegeneinander rutschen und so
unabhängig von der Betriebsart (Übergang von Ruhe-auf Normallauf oder Schnellauf
oder umgekehrt bzw. von Normal-oder Schnellauf in einer Richtung in die Gegenrichtung)
sämtliche den vorgesehenen Grenzwert übersteigenden Bandzugspitzen unterdrückt werden.