DE1931882C3

DE1931882C3 - Bandtransporteinrichtung

Info

Publication number: DE1931882C3
Application number: DE1931882A
Authority: DE
Inventors: James William Forrest Sunnyvale Calif. Blackie
Original assignee: Newell Industries Inc
Current assignee: American Videonetics Corp
Priority date: 1968-06-26
Filing date: 1969-06-24
Publication date: 1981-06-11
Also published as: SE360486B; BE735130A; DE1931882A1; DE1931882B2; CA922293A; US3552681A; GB1220545A; NL6909812A; FR2014282A1; JPS4837370B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bandtransporteinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer solchen Bandtransporteinrichtung ist die Bandgeschwindigkeit flicht genau gleich der berechneten Geschwindigkeit (»geometrische« Geschwindigkeit), die dem Produkt des Reifenumfangs multipliziert mit der Umdrehungszahl pro Zeiteinheit entspricht. Vielmehr wird infolge der Elastizität des Reifens durch das Andrücken eines vergleichsweise härteren angetriebenen Spulenkörpers gegen einen elastischen Antriebsreifen die Geschwindigkeit der Antriebsstelle des elastischen Reifens mit zunehmender Druckkraft örtlich gesteigert. Aufgrund dieser Tatsache wird die Geschwindigkeit des angetriebenen Teils, wie z. B. der in der US-PS 33 70 803 gezeigten, stramm aufgewickelten Bandspulen, vergrößert und zugleich auch die Geschwindigkeit des Band es, das sich zwischen dem Reifen und dem angetriebenen Körper, d.h. der stramm aufgewickelten Bandspule, befindet, gesteigert.

Infolgedessen ist bei den bekannten Bandtransporteinrichtungen, bei denen die Bandspulen auf dem Reifen abrollen, die örtliche Bandgeschwindigkeit an der Berührungsstelle mit der Abwickelspule größer als die »geometrische« Geschwindigkeit des Reifens.

Es wurde beobachtet, daß die Abwickelspule offenbar dazu neigt, die umlaufende Antriebsrolle zu überholen, so daß an der Berührungsstelle zwischen Abwickelspule und Reifen die Ausbildung einer kleinen Bandschleife verursacht werden kiinn. Eine solche Tendenz zur Schleifenbildung hat auf einer kurzen Strecke am Anfang des in Bandlaufrichtung nach der Druckrolle von dem Band umschlungenen Bereichs eine nicht unterstützte Ausbauchung des Bandes zur Folge, was unerwünscht ist. Eine bekannte Möglichkeit zur -. Vermeidung einer solchen Ausbauchung besteht darin, daß eine Bremskraft auf das Band ausgeübt wird, beispielsweise indem eine Bremsvorrichtung vorgesehen wird, durch weiche die Drehung der Abwickelspule gebremst wird.

κι Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Bandtransporteinrichtung der eingangs genannten Gattung auch ohne zusätzliche Bauelemente, wie sie für eine Bremsvorrichtung benötigt werden, eine Straffhaltung des Bandes in dem Umschlingungsbereich nach der

ii Druckstelle zu erreichen oder, allgemein gesprochen, dafür zu sorgen, daß die bei jeder Umdrehung der Antriebsrolle geförderte Bandlänge auf dasjenige Maß begrenzt wird, das der Länge des Reifeniimfangs entspricht.

2» Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in dem Patentanspruch I gekennzeichneten Merkmale gelöst Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

2> Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es durch die Wahl von Härte und Dicke des elastischen Reifens der Antriebsrolle möglich ist, je nach der Größe des an der Berührungsstelle von Bandspule und Abwickelspule ausgeübten Druckes, innerhalb begrenz-

!() ter Bereiche von Drücken an der Berührungsstelle wahlweise einen positiven oder einen negativen Vorlauf des Bandes zu erhalten. Diese Erkenntnis wird durch die Erfindung zur Lösung der genannten Aufgabe technisch nutzbar gemacht. Mit Hilfe der Erfindung läßt sich die

i-"> Geschwindigkeit sowie gewünschtenfalls die Länge des Bandvorschubs sehr genau steuern.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

4<> Fig. I ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bandtransporteinrichtung,

Fig.2 und 3 sind graphische Darstellungen der Arbeitskennlinien verschiedener Antriebsrollen, die vermittels der in F i g. 4 schematisch dargestellten

Vi Anordnung geprüft worden sind,

F i g. 4 zeigt schematisch die Hauptbestandteile einer Prüfvorrichtung zur graphischen Darstellung der Arbeitskennlinien verschiedener Antriebsrollen, Fig.5 ist eine graphische Darstellung der Arbeits-

™ kennlinie einer bevorzugten Antriebsrolle nach der Erfindung.

Die in Fig. I dargestellte Bandtransporteinrichtung dient dazu, eine Länge eines biegsamen Bandes, das in der Form einer Abwickelspule 11 aufgewickelt ist,

"'^r' vermittels eines elastischen Reifens 15 der umlaufenden Antriebsrolle 13 einer Aufwickelspule 12 zuzuführen. Die Antriebsrolle 13 ist dabei in einer solchen Weise angeordnet, daß sie die Aufwickel- und die Abwickelspule antreiben kann. Das von der Spule 11 abgewickel-

fc" te Band, hier ein Aufzeichnungsband, wird durch die elastische Ümfangsfläche des Reifens an einem Übertragerkopf 14 vorbei zu einer Spulennabe 16 geführt. Ein Antriebsmotor, der bei 17 schematisch dargestellt ist, dient zum Antrieb der Antriebsrolle 13

^hr> mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit.

Die beiden Spulennaben 16, 18 sind je auf dem Ende eines Schwenkarms 19 bzw. 21 gelagert. Jeder Schwenkarm 19, 21 wird mit veränderlicher Andruck-

kraft gegen die Umfangsfläche der Antriebsrolle 13 gedrückt. An dem oberen Ende jedes Schwenkarms 19, 21 ist jeweils an einem Schwenkarmausleger 19a bzw. 21a eine Zahnstange 22 bei 23 drehbar gelagert. Sie wirkt mit einem Antriebszahnrad 24 zusammen, das -, durch einen Drehmomentenmotor 26 mit veränderlicher Kraft angetrieben werden kann, um die Andruckkraft zwischen der zugeordneten Spule und dem Umfang der Antriebsrolle 13 zu verändern. Der Drehmomentenmotor 26 ist auf einem feststehenden m Teil 27 angeordnet, das beispielsweise ein Teil eines Bettes oder einer (nicht dargestellten) Grundplatte der Bandtransporteinrichtung ist Jede Zahnstange 22 liegt auf einem drehbaren Lager in Form einer mit Halteflanschen versehenen Rolle 28 auf, das dazu dient, ι·-, die Zähne der Zahnstange 22 und des Zahnrades 24 ständig im Eingriff miteinander zu halten.

Die Schwenkarme 19,21 sind an festen Drehpunkten 29, 31 der Grundplatte oder eines Rahmenabschnittes 32 gelagert, so daß sie durch eine Betätigung der Drehmomentenmotoren 26 gegen die Umfangsfläche der Antriebsrolle 13 bewegbar sind.

Bei einer Drehung der Antriebsrolle 13 in Richtung des Pfeiles 30 wird das Band von der Abwickelspule 11 ab- und auf die Aufwickelspule 12 aufgewickelt, wobei 2s die Bandspulen 11 und 12 sich jeweils zu der Antriebsrolle 13 hin bzw. von dieser weg bewegen.

Da eine Antriebsrolle, die an ihrem Umfang z. B. mit einem Elastomer überzogen ist, bei ihrer Berührung mit einer vergleichsweise härteren, angetriebenen, umlau- «ι fenden Bandspule eine Druckstelle mit einer Abflachung bildet, wird an dieser Stelle die Geschwindigkeit des Umfanges der angetriebenen Spule erhöht, auch wenn der Radius der Antriebsrolle an der jeweiligen Berührungsstelle kleiner wird. Diese Erscheinung wird r> als elastomerer Fluß des Materials der Antriebsrolle bezeichnet. Durch ihn wird eine Wirkung hervorgerufen, die etwa mit der Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit in engen Stellen einer Flüssigkeit enthaltenden Leitung verg'eichbar ist

Mittels einer Bandtransporteinrichtung der in Fig. I dargestellten Ausführung wird das Band von der Abwickelspule 11 zu der Aufwickelspule transportiert, wobei der zwischen den Spulen liegende Bereich des Bandes unter einer gewissen Spannung gehalten wird. « Die Abwickelspule Ii wird an der Druckstelle 33 des elastischen Reifens 15 der Antriebsrolle 13 mit einer Kraft gegen den elastischen Reifen 15 gedrückt, während die Aufwickelspule 12 an der Druckstelle 34 mit dem Reifen 15 mit einer zweiten, größeren Kraft gegen den Reifen gedrückt wird. Ein Meßgerät 36 zeigt eine erste Spannung an, die an den Drehmomentenmotor 26 auf der Abwickelseite der Einrichtung gelegt wird, während ein zweites Meßgerät 37 eine größere Spannung anzeigt, <Üe an den Drehmomentenmotor 26 « auf der Aufwickelseite der Bandtransporteinrichtung angelegt ist. Durch die Zeiger der Meßgeräte wird somit angezeigt, daß auf der Aufwickelseite eine größere Kraft ausgeübt wird, durch die das Band an der Berührungsstelle 34 auf der Aufwickelseite schneller angetrieben wird als das Band an der Druckstelle 33 auf der Abwickelseite.

Um einen Betrieb der Bandtransporteinrichtung in beiden Bandlaufrichtungen, d. h. in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zu ermöglichen, ist ein Umschalter t>i 38 durch Leitungen J9 mit einer Spannungsquelle und durch Leitungen 41 o?^;.t dem Antriebsmotor 17 verbunden. Wird der Umschalter 38 in die andere Schaltstellung gebracht, so wird die Abwickelspule 11 zur Aufwickelspule und die Aufwickelspule 12 zur Abwickelspule.

Bei Rückwärtslauf der Bandtransporteinrichtung und Umkehr der an die Meßgeräte 36 und 37 angelegten Spannungen, wird das Band an der Druckstelle 33 schneller angetrieben als an der Druckstelle 34.

Das Band neigt nun dazu, sich in dem Bandabschnitt 42, der unmittelbar neben der Druckfläche 33 des Reifens mit der Abwickelspule 11 auf der Abstromseite des Reifens liegt, abzuheben und ständig eine im Anfangsstadium befindliche Bandschleife auszubilden. Offenbar ist diese Erscheinung auf die Relativbewegung des Bandes gegenüber der Reifenoberfläche zurückzuführen, welcher der Reibungswiderstand der Reifenoberfläche entgegenwirkt. Eine solche Bewegung des Bandes gegenüber der Reifenoberfläche tritt vornehmlich bei positivem Vorlauf des Bandes an den Berührungsstellen mit der Abwickel- und auch mit der Aufwickelspule auf.

Der elastische Reifen 15 hat die Eigenschaft, daß innerhalb eines begrenzten Bereiches von Druckkräften an der Druckstelle 33 die Umfangsgeschwindigkeit der Abwickelspule in bezug auf den Reifen bei einer Zunahme der Druckkraft statt einer Steigerung eine Verringii-ung erfährt.

Diese Eigenschaft ist offenbar in erster Linie auf bestimmte Kombinationen von Härte und radialer Reifendicke des elastischen Reifens 15 zurückzuführen. Wenn die an den beiden Druckstellen 33,34 ausgeübten Kräfte in geeigneter Weise gewählt werden, läßt sich die Drehgeschwindigkeit der Abwickelspule in bezug auf die geometrische Geschwindigkeit der Antriebsrolle 13 verringern, und die Drehgeschwindigkeit der Aufwickelspule kann in bezug auf die geometrische Geschwindigkeit der Antriebsrolle gesteigert werden. Demgemäß wird an der Druckstelle 33 des Reifens mit der Abwickelspule ein negativer Vorlauf und an der Berührungsfläche 34 des Reifens mit der Aufwickelspule 12 ein positiver Vorlauf zustandegebracht.

Wenn der Reifen 15 dünner gemacht wird, nimmt der Grad des positiven Vorlaufes zu, da die Reifenverformung bei einem dünneren Reifen stärker örtlich begrenzt ist

Bei einem Reifen, dessen Vorlaufeigenschaften durch die Härte und die radiale Dicke des elastischen Reifens vorgegeben sind, beeinflußt eine Schmierung der Berührungsfläche Reifen-Spule den Vorlauf in positiver oder negativer Richtung, während eine hohe Reibung an dieser Berührungsfläche den gegenteiligen Einfluß hat. Durch Schmierung der Berührungsfläche Reifen-Spule kann jedoch die durch die Reibung hervorgerufene Bremswirkung auf ein Minimum herabgesetzt werden, se düti der Grad des Vorlaufs hauptsächlich und in überwiegendem Maße durch die Härte und die radiale Reifendickc bestimmt wird. Der Einfluß diesfc/ Parameter wird im weiteren Teil der Beschreibung anhand der graphischen Darstellungen der F i g. 2 näher erläutert.

F i g. 2 zeigt ein? graphische Darstellung des positiven und negativen Nabenvorlaufes beispielsweise für verschiedene Rädiäldicken des Reifens Γ bei verschiedenen Kräften an der Berührungsfläche zwischen Reifen und Nabe. Diese Kurven wurden mittels einer einfachen Prüfvorrichtung erhalten, in welcher eine verhältnismäßig har'e. drehbare Nabe H, die in Fig.4 schematisch dargestellt ist, durch eine Antriebsrolle C angetrieben wird, die an ihrem Umfang einen elastischen Reifen T trägt und durch einen Motor M

angetrieben wird.

Mit einem dünnen Reifen wird die Kurve 43 erhalten, die einen positiven Nabenvorlauf in der Größenordnung von 2% zeigt, wenn eine Druckkraft in der Größenordnung von I¹/; Einheiten = 0.68 kρ angelegt wird Wenn diese Druckkraft gesteigert wird, beispielsweise auf 7 Einheiten = 3.17 kp. läßt sich ein positiver Nabenvorlauf in der Größenordnung von 37>% erhalten.

Wenn der Reifen 7"(Hg. 4) dicker ist. läßt sich anhand der Kurve 44 zeigen, daß für die gleichen Druckkräfte ein negativer Nahcnvnrlauf in der Größenordnung Min Ι'<4^η.Ό bei einem Druck win !'/_, I mheilen = 0.68 kρ auftritt, wahrend bei einer weiteren Steigerung der Kraft auf 7 Einheilen - i.!7 kp praktisch ein Vorlauf Null erhallen w ird.

Anhand der Kurve 44 laßt sich weiter ersehen, daß dun h Anlegen einer verhältnismäßig kleinen Druck kraft \on beispielsweise . Einheit ^ 0.22 kp ein negativer Nabeinorlauf in der Größenordnung von η.ΗΓ'η erhalten wird, während bei einer weiteren Steigerung der Druckkraft auf 2 Einheilen - 0.40 kp tier negative Nabenvorlauf großer wird und etwa 1.12"" beträgt. (Fine Abs/isseneinheit entspricht einem englischen Pfund = 0.45 kp).

Diese Ergebnisse zeigen deutlich, daß sich durch Vergrößerung der radialen Reifendicke ein Reifen ''erstellen läßt, der bei Vergrößerung des ausgeübten Druckes zur Folge hat, daß die Nabe zunehmend langsamer angetrieben wird.

Die hier beschriebene Erscheinung tritt jedoch nur in einem verhältnismäßig begrenzten Anfangsbereich der .· :s£eiibien Druckkräfte auf. und auch nur nach Anlegen L-ollerer Kräfte verhält sieh der elastomere Reifen Ii in kr vorstehend beschriebenen Weise.

Durch Schmierung der Berührungsfläche zwischen Vt^he //und Reifen 7"lassen sich die Reibungseinflusse ζ';ΐτ- größten Teil beseitigen, so daß die Arbeitsweise '·"'■: der radialen Reifendicke abhängig ist. In F i g. 2 s'e-le- die gestrichelten Linien eine Kurve für jeweils t tier, der drei angegebenen Reifen dar. nämlich einen :!-.inncr: Reifen, einen Reifen mittlerer Dicke und einen -'CMM[MMMIIdLMg UICISCII rVClfcEl. WCIIII UIC)C gCSC Π111ICI I w erden Die drei Reifen haben jeweils die gleiche Härte.

Die Reifenhärte ist ein weiterer Parameter, der zur Ausbildung eines umlaufenden, elastischen Reifens "■-■ttragt. Die Kurve 46 der Fig 3 wurde durch einen Keifen T aus einem verhältnismäßig weichen, elastischen Werkstoff erhalten, wahrend die Kur.e 47 durch einen elastischen Reifen Terhalten w urde. dessen Härte im wesentlichen doppelt so groß war wie die des Rc;^f ens der Kurve 46. Die Dicken der beiden Reifen sind in diesem Fall gleich, um den Einfluß des einzelnen Parameters zu zeigen.

Wie Fig. 3 zeigt, liefert der härtere Reifen Γ einen negativen Nabenvorlauf über einen verhältnismäßig großen Druckbereich, der bis zu einem Druck in der Größenordnung von 5' 2 Einheiten = 2.5 kp reicht. Das Verhalten des weicheren Reifens, das durch die Kurve 46 dargestellt wird, ergibt einen positiven Vorlauf bereits bei einem verhältnismäßig niedrigen Druck.

Fig. 5 zeigt die Kurve 48 eines Reifens 15. der in begrenzten Druckbereichen einen negativen Vorlauf an der Druckstelle 33 mit der Abwickelspule und einen positiven Vorlauf an der Druckstelle 34 mit der A'jfwirkelsⁿu!e ergibt.

Entsprechend der Kennlinie der Fig 5 für einen bestimmten Reifenaufbau ergibt eine Andruckknift an der Berührungsfläche mit der Abwickclspulc in der Größenordnung von 0.75 Einheilen = 0.34 kp oder 1.60 Einheilen = 0.72 kp einen ncgaliven Vorlauf in der ■ Größenordnung von - 0,2%, während eine an der Berührungsfläche mit der Aufwickelspule ausgeübte Andruckkraft in der Größenordnung von 4.6 Einheiten = 2,08 kp einen positiven Vorlauf in der Größenordnung von +0,3% ergibt. Indem der positive Vorlauf " an der Berührungsfläche mit der Aufwickelspule um einen kleinen Betrag größer gemacht wird als der negative Vorlauf an der Berührungsfläche mit dei Abwickelspule. gleichen der negative Vorlauf an der Abwickclspule und die zwischen Band und Reifen entwickelten Reibungskräfte im wesentlichen den positiven Vorlauf an der Aufwickelspule aus. der da· Band andernfalls längs des Reifens in Richtung der Aufwickelspule verschieben würde.

Solange bei Anwendung der Reifcnkonstruktior. der flg. 5 die Andruckknift an der Abwickelspule kleiner ist als 2.75 Einheiten - 1.24 kp und die .Andruckkraft an der Aufwickelspule größer ist als 2.7^ri Einheiten = 1.24 kp. lassen sich sehr unterschiedliche An druckkräfte verwenden, ohne daß sich das Band längs des Reifens verschiebt. Die in Hg.') dargestellten Arbeitsbereiche sind jedoch aus anderen, praktischen und mechanisch bedingten Erwägungen vorteilhaft

IVe Gr-ißc des positiven Vorlaufes an der Beruh πι; .·:sstelle 34 mit der Auiw ickelspule sollte großer sein als der negative Vorlauf an der Druckstelle 33 mit der Abwickelspule, jedoch in jedem lalle kleinei als zur I Iherwindung des Reibungswiderstandes erforderlich ist. welcher in dem zwischen den Druckstellen 33 und 34 liegenden Bereich des Bandes zwischen Band und Antriebsrolle auftritt. Wenn der positive Vorlauf diesen Betrag übersteigt, wird eine unerwünschte Bewegung begrenzter Gruße zwischen Band und Reifen Ii entwickelt. Wenn der positive Vorlauf an der Druckstelle 34 mit der Aufwickelspule kleiner is! als dieser Betrag, wird das Band in dem zwischen Abwickel- und Aufwicke'spulc liegenden llbertragungsbereich em wandfrei gespannt und die Neigung zur Ausbildung cmc! im .'\ni angsMatmiin ijfiiiiuiicnen .->ciiiciic im Bandabschnitt 42 beseitigt.

Während des Betriebes wird das um den Reifen 15 herumgclcgte Band auf die Nabe der Aufwickelspule 12 aufgewickelt, wenn der Antriebsmotor 17 in Vurwärtsrichtung angetrieben wird. Gleichzeitig wird die an den Drehmomentenmotor 26 angelegte Spannung so eingestellt, daß an der Druckstelle 34 eine größere Andruckkraft entwickelt wird als an der Druckstell'' 33. Vermittels des verbesserten Antricbsrollenstreifens auf der Antriebsrolle 13 wird ein geringer, jedoch meßbarer negativer Vorlauf der Bandgeschwindigkeit an der '' Druckstelle 33 entwickelt, durch welchen die Geschwindigkeit des ankommenden Bandes um einen sehr kleinen Betrag verringert wird.

An der Druckstelle 34 mit der Aufwickelspule verursacht die dtreh den zugeordneten Drehmomentenmotor 26 entwickelte Andruckkraft einen geringen positiven Vorlauf, wodurch die Ausgangsgeschwindigkeit des Bandes zunimmt und der zwischen Abwickel- und Aufwickelspule liegende Bandbereich straff gehalten wird. Daher werden bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die Voraussetzungen für die Übertragungsvorgänge vermittels des in diesem Bereich befindlichen Übertragerkopfes 14 verbessert

Hierzu 2 Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Bandtransponeinrichiung zum Bewegen eines biegsamen Bandes, vorzugsweise eines Aufzeichnungsbandes, das zwischen einer Ab- und einer Aufwickelspule umwickelbar ist, mit einer Antriebsrolle, die mit einem elastischen Reifen versehen ist, gegen welchen das Band mittels der im Vergleich zum Reifen harten Abwickelspule gedrückt wird, und welcher in Bandlaufrichtung nach der Druckstelle von dem Band in einem Bereich umschlungen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Härte und Dicke des elastischen Reifens (15) so gewählt sind, daß die Geschwindigkeit des die Druckstelle (33) durchlaufenden Bandes, wenn die Größe der zwischen Antriebsrolle (13) und Abwickelspule (11) wirksamen Andruckkraft in einem vorbestimmten Bereich liegt, kleiner ist als die geometrische Umlaufgeschwindigkeit der Reifenumfangsfläche.

2. BandUcJisporteinrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelspule (12) nach dem Umschlingungsbereich eine zweite Druckstelle (34) mit der Antriebsrolle (13) bildet, wobei die Andruckkraft in einem bestimmten Bereich liegt, in dem die Geschwindigkeit des die zweite Druckstelle (34) durchlaufenden Bandes größer ist als die geometrische Umlaufgeschwindigkeit der Reifenumfangsfläche.

3. Bandtransporteinrichtutig nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung und Verkleinerung der Bandlaufgeschwindigkeit nicht ausreichen, die Haftreibung zwischen dem elastischen Reifen (15) und dem Band zu überwinden.