DE1938351B2 - Anordnung zur Regelung des Bandzuges beim schnellen Umspulen eines draht oder bandförmigen Auf zeichnungstragers - Google Patents

Description

sowie Getriebeverbindungen zwischen den Achsen der beiden Spulen) erzielt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Aufwickelspule stets fest mit dem Antriebsmotor gekoppelt ist, so daß diese Anordnung nicht verwendet werden kann, wenn neben dem schnellen Umspulbetrieb auch noch ein Betrieb möglich sein soll, bei dem das umzuspulende Band mit konstanter Geschwindigkeit transportiert weiden soll.

Bei der in der britischen Patentschrift 296 728 dargestellten Bandzugregelung werden die beiden Wikkelspulen von einem Motor über die Sonnenräder je eines Differentialgetriebes angetrieben, über Fühlhebel werden vom Bandzug Bremsen gesteuert, die den als Bremstrommel ausgebildeten Steg des Differentialgetriebes mit den Planetenrädern mehr oder weniger abbremsen. Dadurh wird bei kontinuierlichem Lauf der Spulen ein konstanter Bandzug erreicht.

Diese Anordnung eignet sich jedoch nicht zum schnellen Umspulen von einer Spule auf die andere. Bei einer Erhöhung der Antriebsdrehzahl wird der Bandzug an der Abwickelspule zunächst größer und die Bremse, die den Steg mit den Planetenrädern abbremst, dadurch gelüftet. An der Abwickelspule wird der Bandzug durch das schnellere Abwickeln geringer, so daß auch dort die Bremse, die den Steg mit den Planetenrädern abbremst, gelüftet wird. Das Lüften der Bremsen am Differential des Aufwickel- und der Abwickelspule hat aber zur Folge, daß sich die Drehzahl der Spulen verringert, bis der Bandzug den Normalwert erreicht hat Eine Erhöhung der Spulendrehzahl zum schnellen Umspulen ist bei dieser Bandzugregelung nicht ohne weiteres möglich.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einfache Bandzugregeleinrichtung zu schaffen, die verhindert, daß beim Anlauf und beim Abbremsen der Spulen ein erhöhter Bandzug auftritt und daß beim schnellen Umspulen ein zu geringer oder zu großer Bandzug auftritt. Außerdem soll die Regeleinrichtung auch bei Normalbetrieb mit konstanter Umspulgeschwindigkeit den Bandzug konstant halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein einziges Differentialgetriebe vorgesehen ist, dessen Planetenräder von dem gemeinsamen Motor angetrieben werden und auf dessen, mit den Wikkelspulen (S₁ und S₂) verbundenen Sonnenrädcr die Bremsen einwirken.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß statt mehreren Motoren, Elektromagnetkupplungen und Differentialgetrieben mit Bremsen nur ein Motor und ein Differentialgetriebe mit den entsprechenden Bremsen zur Regelung des Bandzuges erforderlich ist.

Die Bandzugregelung hält außer beim schnellen Umspulen auch beim Umspulen mit konstanter Geschwindigkeit den Bandzug konstant. Beim Anlauf der Aufwickelspule entsteht kein erhöhter Bandzug, der normalerweise dadurch zustande kommt, daß die Abwickelspule durch das zu bewegende Band beschleunigt werden muß.

Beim Abbremsen werden beide Spulen gebremst. Dadurch entsteht auch hier kein erhöhter Bandzug, wie er bei einseitigem Abbremsen vorkommt.

Dadurch, daß ein erhöhter Bandzug beim Anlauf und beim Abbremsen vermieden wird, ist es möglich, Transportmotoren und Bremsen mit größerer Leistung zu verwenden und demzufolge die Transportzeit erheblich zu kürzen.

Es wird nicht nur ein Minimalwert des Bandzuges eingehalten, sondern auch dafür gesorgt, daß der Bandzug einen bestimmten Maximalwert, der z.B. bei hohen Anlaufbeschleunigungen entstehen könnte, nicht überschreitet.

An Hand der Abbildungen soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden, und zwar zeigt

Abb. 1 das Grundprinzip der Bandzugregelung, während

ίο A b b. 2 a bis 2 d die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels des Gegenstandes der Erfindung veranschaulichen.

Die Bandzugregelung besteht im wesentlichen aus dem Differentialgetriebe A, der auf die Sonnenräder

SR₁ und SR., des Differentialgetriebes A wirkenden, konstruktiv beliebig ausgebildeten Bremse B₁, B₂ und aus dem Fühlhebel FH, der in Abhängigkeit der Bandspannung die Bremswirkung steuert. Die Sonnenräder SR₁ und SR., sitzen jeweils frei drehbar auf

der Welle W₁. Auf der Achse W₂, die fest mit der Welle W₁ verbunden ist, bind ebenfalls frei drehbar die beiden Planetenräder PR₁ und PR, angebracht.

Treibt man die Welle W₁ an, so wirken bei gleichen Bremsmomenten an den Sonnenrädern SR₁ und

as SR₂ die beiden Planetenräder PR₁ und PR., als Kupplungsglieder ohne sich abzuwälzen. Wird dagegen eines der beiden Sonnenräder SR₁ oder SR₂ zu einer langsameren Drehung als das andere veranfaßt, z.B. durch Abbremsen, so walzen sich die Planetenräder PR₁ und PR₂ unter Drehung um ihre eigene Achse W₂ auf dem langsamer laufenden Sonnenrad SR₁ bzw. SR., ab und treiben dabei das andere Sonnenrad SR., bzw. SR₁ zusätzlich an. Die Drehzahlverminderung des einen Rades ist gleich der Drehzahl-Vermehrung des anderen Rades nach der Gleichung

2n_Wl = n_SRl 4- n_SR2 = const.
η_w j = Drehzahl von W₁ n_SRl = Drehzahl von SR₁
n_SK., = Drehzahl von SR₂

Durch geeignet angeordnete Bremsen, die unmittelbar oder mittelbar auf die Sonnenräder SR₁, SR₂ des Ausgleichsgetriebes A wirken und vom Bandzug gesteuert werden, kann die obengenannte Eigenschaft des Ausgleichsgetriebes Λ zur Konstanthaltung des Bandzuges auch bei sehr hohen Beschleunigungen des umzuspulenden Bandes oder Drahtes angewandt werden.

Um die Wirkungsweise der Bandzugregelung erklären zu können, wird zunächst die Bewegungsrichtung des Bandes so festgelegt, daß sich das Band von rechts nach links bewegt (Umspulrichtung V). Die Feder F zieht im Ruhezustand durch den Fühlhebel FH und den Winkelhebel WH die Bremse B₂ an das Sonnenrad SR₂ und bremst es dadurch ab.

Nach dem Einschalten des Motors M rollen zunächst die Planetenräder PA₁, PR₂ auf dem gebremsten Sonnenrad SR., ab und treiben das Sonnenrad SR₁ und damit die SpUIeS₁ an. Das Band wird also auf Spule S₁ aufgewickelt, während Spule S₂ noch still steht. Dadurch steigt der Bandzug und löst über den Fühlhebel FH und den Winkelhebel WH die Bremse B₂ von Sonnenrad SR₂ so weit, bis sich das

dem richtigen Bandzug entsprechende Bremsmoment eingestellt hat.

Steigt jedoch bei völlig gelöster Bremse B₂ der Bandzug weiter, so wird über den Fühlhebel FH und

den Winkelhebel WH die Bremse B₁ am Sonnenrad SR₁ eingerückt und damit das Sonnenrad bzw. die Spule S₁ abgebremst. Dies hat zur Folge, daß sich die Planetenräder auf dem langsamer laufenden Sonnenrad 5R₁ abwälzen, so daß sich dadurch die Drehzahl von SR., und damit auch die von Spule S₂ erhöht. Die Bremse B₁ wird entsprechend dem Bandzug so stark betätigt, daß sich ein Gleichgewicht zwischen Bremsmoment und Bandzug einstellt.

Für die Umspulrichtung R des Bandes ist die Arbeitsweise der Regelung prinzipiell dieselbe wie für die Umspulrichtung V. Es muß lediglich der Fühlhebel FH am Winkelhebel WH auf die der Umspulrichtung R entsprechende Stellung gestellt werden. In der Beschreibung sind die Indizes 1 und 2 zu vertauschen.

Zusammenfassend kann die grundsätzliche Wirkungsweise der Regelung wie folgt beschrieben werden: Wird der Ist-Wert des Bandzuges größer als der Soll-Wert, so verringert sich die Drehzahl der Aufwickelspule durch Abbremsen. Die Folge ist, daß sich die Drehzahl der Abwickelspule erhöht, bis der Bandzug den Soll-Wert wieder erreicht hat.

Wird der Ist-Wert des Bandzuges kleiner als der Soll-Wert, so verringert sich die Drehzahl der Abwickelspule durch Abbremsen. Die Folge ist, daß sich die Drehzahl der Aufwickelspule erhöht, bis der Bandzug den Soll-Wert wieder erreicht hat.

Nachdem an Hand der Abb. 1 das Grundprinzip der Bandzugregelung erläutert wurde, soll in den A b b. 2 a bis 2 d die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispieles der Erfindung beschrieben werden.

Als Bremse kann z. B. die obenerwähnte, um eine Bremsbacke erweiterte Bremsbacken-Fühlhebelsteuerung (»Feinfühlautomatik«) verwendet werden. Da die jeweils an einem Fühlhebel angelenkten Bremsen B₁₁, B₁., bzw. B₂₁, B.,., geringere Abstände voneinander und vom jeweils zugehörigen Fühlhebeldrehpunkt in der Torsionsfeder T₁ bzw. T₀ haben können, als es dargestellt ist, kann es erforderlich sein, die beiden Bremsbacken übereinander, (so daß jeweils eine von ihnen nicht in der Zeichenebene liegt) und nicht nebeneinander, wie in der grundsätzlichen Darstellung der A b b. 2 a bis 2 d gezeigt wird, anzuordnen.

Im ausgeschalteten Zustand steht die Wählschiene WS für die Umspulrichtung des Bandes auf 0 (Abb. 2 a). Das Band BA umschlingt lose die beiden Steuerstifte ST₁ und ST₂. In dieser Ruhestellung werden die beiden Spulen S₁ und S₂ mit dem maximal möglichen Moment gebremst Erzeugt wird dieses Bremsmoment durch die Torsionsfeder T₁ bzw. T₂, die an dem Fühlhebel FH₁ bzw. FH_Z angreift und ihn nach außen drückt Dadurch werden die Bremsen B_n bzw. B₂₁ an die Bremstrommeln Br₁ bzw. BT., gepreßt und die Spulen gebremst

Für das Umspulen des Bandes wird die Wählschiene WS auf die gewünschte Umspulrichtung gestellt und damit gleichzeitig die entsprechende Drehrichtung des Antriebes eingestellt. Wählt man z.B. die Umspulrichtung R, so wird durch die Wählschiene WS über den Sperrstift SP₂ die Bremse B₂₁ ganz gelöst (A b b. 2 b).

Die Spule S₂ kann sich jetzt frei drehen. Sie wird zunächst vom Antrieb über das Ausgleichsgetriebe allein angetrieben, da die Spule S₁ noch durch die Bremse B_n abgebremst wird. Der Antrieb von Spule S₂ hat zur Folge, daß das Band sich strafft und dadurch den Fühlhebel FH₁ mit dem Steuerstift ST₁ gegen die Kraft der Torsionsfeder T₁ in die Lage ST₁ bringt. Diese Hebelbewegung bewirkt eine geringe Lüftung der Bremse B₁₁, bis sich ein bestimmtes Bremsmoment eingestellt hat. Durch das Ausgleichsgetriebe werden jetzt beide Wickelspulen angetrieben, und zwar die gebremste Abwickelspule mit einer dem Bremsmoment entsprechend geringeren Drehzahl als die ungebremste Aufwickelspule. Der Steuerstift ST» kann sich durch die Straffung des Bandes noch nicht bewegen, da die Torsionsfeder T., durch das Lüften der Bremse B₂₁ gegenüber der Feder T₁ vorgespannt ist.

Steigt der Bandzug weiter, so verringert sich das Bremsmoment an der Wickelspule S₁ so weit, bis die Bremse B_n ganz gelüftet ist. Beide Wickelspulen werden dann über das Differentialgetriebe mit der gleichen Drehzahl angetrieben (A b b. 2 c).

Ein weiteres Ansteigen des Bandzuges hat eine Drehung des Fühlhebels FH₁ nicht mehr zur Folge, da die Fühlhebeldrehung jetzt durch den links an der Wählschiene WS anschlagenden Sperrstift SP₁ begrenzt wird (A b b. 2 d). In diesem Fall wird durch den Steuerstift ST₁, und den Fühlhebel FH₂ die Bremse B₂₂ betätigt, so daß die Spule S₂, die das Band aufspult, entsprechend dem Bandzug abgebremst wird. Die Abtrennung bewirkt, daß sich durch das Differentialgetriebe A die Drehzahl der abspulenden Wickelspule S₁ so lange erhöht, bis sich ein dem Soll-Bandzug entsprechendes Bremsmoment eingestellt hat. Dann wird durch die Wirkung des Differentialgetriebes die gebremste Aufwickelspule mit einer dem Bremsmoment entsprechend geringeren Drehzahl angetrieben als die ungebremste Abwickelspule.

Um Schlaufenbildung beim Anhalten des Bandes zu vermeiden, wird die bekannte Drehrichtungsabhängigkeit der Bremsen durch deren Anordnung so ausgenutzt, daß die abwickelnde Spule stärker gebremst wird als die aufwickelnde.

Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß folgende Merkmale wesentlich für die neue Anordnung sind.

Beide Wickelspulen werden durch einen Motor über das Ausgleichsgetriebe angetrieben.

Durch Bremsen, die direkt oder indirekt auf die Sonnenräder des Differentialgetriebes einwirken, wird der Bandzug dadurch konstant gehalten, daß

beim Überschreiten des Soll-Bandzuges die Aufwikkelspule gebremst wird. Dies hat ein Ansteigen der Drehzahl der Abwickelspule zur Folge bis der Sollwert des Bandzuges wieder erreicht ist.

Beim Unterschreiten des Soll-Bandzuges wird die

Abwickelspule gebremst. Die Drehzahl der Aufwikkelspule steigt dadurch so lange, bis der Sollwert des Bandzuges wieder erreicht ist.

Die neue Anordnung dient zur Bandzugregelung beim schnellen Umspulen. Für den Transport des

Aufzeichnungsträgers mit konstanter Geschwindigkeit muß zusätzlich noch die z.B. bei Bandgeräten übliche, von einem Motor mit konstanter Geschwindigkeit angetriebene Antriebsrolle mit zugehöriger Andruckrolle vorgesehen sein, die beim schnellen Umspulen außer Eingriff gebracht werden. Dieser Antrieb ist, da er für das Verständnis der Erfindung unerheblich ist, nicht mit dargestellt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 zwischen den beiden Spulen befindliche Bandab- Patentansprüche: schnitt nicht gespannt gehalten. Diese Anordnung ist bei einer bekannten Ausfüh-

1. Anordnung zur Regelung des Bandzuges rungsform dadurch verbessert worden, daß die Spubeim schnellen Umspulen eines draht- oder band- 5 len mit den Sonnenrädern verbunden und die Sonförmigen Aufzeichnungsträgers, bei welcher die nenräder lose auf einer Achse laufen, mit der durch Auf- und Abwickelspule über Differentiaige- eine Spiralfeder auf die senkrecht daran befestigte triebe-Sonnenräder von einem Motor angetrieben Achse des Planetenrades ein Drehmoment ausgeübt werden und bandzuggesteuerte Bremsen vorgese- wird (britische Patentschrift 1 053 794).

hpn sind, die die Drehzahl der Spulen so beein- io Dadurch wird zwar bewirkt, daß ein Minimalwert

flüssen, daß bei zu großem Bandzug die Drehzahl des Zuges eingehalten wird. Eine Überschreitung des

der Abwickelspule und bei zu geringem Bandzug zulässigen Zuges, der bei hohen Anlaufbeschleuni-

die Drehzahl der Abwickelspule vermindert wird, gungen entstehen könnte, wird jedoch durch die be-

dadurch gekennzeichnet, daß ein einzi- kannten Anordnungen nicht verhindert,

ges Differentialgetriebe (A) vorgesehen ist, des- 15 Weiter ist bei Magnettongeräten bekannt, dem

sen Planetenräder (PR₁, PR₂) von dem gemeinsa- Bandlauf einem Fühlhebel zuzuordnen, der bei Än-

men Motor (M) angetrieben" werden und auf des- derung des Bandzuges eine am Abwickelteller an-

sen mit den Wickelspulen (S₁, S₂) verbundenen greifende Bremse im Sinne der Konstanthaltung des

Sonnenräder (5Ti₁, SR₂) die Bremsen (P₁, B₂; B₁₁, Bandzuges betätigt. Der Fühlhebel ist hierbei mit

B₁.,, B₂₁, B₂,) einwirken. 20 einer an seiner Achse befestigten Scheibe versehen,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- an deren Umfang eine Schnur angreift, die über eine kennzeichnet, daß der gleiche Fühlhebel (FH₁ Schraubenfeder mit dem einen Ende eines Bremsbzw. FH₂), der mit der Bremse (B₁, bzw. B₂₂) zur bandes verbunden ist. Die Bremse ist also praktisch unmittelbaren Bandzugsteuerung versehen ist, immer im Eingriff. Es ändert sich nur der jeweilige auch die Bremse (B₁₁ bzw. B₂₁) zur Bremsung der 25 Bremsdruck in Abhängigkeit von der Lage des Fühl-Sonnenräder (5A₁ bzw. 5A₂) trägt. hebeis.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, da- Eine bekannte Verbesserung dieser Anordnung durch gekennzeichnet, daß eine Wählschiene besteht darin, daß der Füllhebel als starrer, doppel- (WS) für die Einstellung der Umspulrichtung armiger Hebel ausgebildet ist, dessen einer Arm vorgesehen ist und daß diese Wählschiene (WS) 30 einen dem Bandlauf zugeordneten Fühlstift trägt, Anschläge trägt, gegen die sich je nach der Wahl während der andere Arm mit einem Bremsbelag verder Umspulrichtung und je nach dem Betriebszu- sehen ist, der sich gegen eine am Spulenteller anstand ein an den Fühlhebeln (FH₁ bzw. FH₂) an- geordnete Bremsscheibe legt (Feinfühlautomatik),
geordneter Sperrstift (SP₁ bzw. 5P₂) legt. Auch bei dieser Anordnung wild nur erreicht, daß

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden 35 ein bestimmter minimaler Bandzug nicht überschrit-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ten wird.

Bremsen (B₁₂, B₂₂) für die unmittelbare Band- Bei dem am häufigsten angewandten Verfahren

zugsteuerung und die Bremsen (B₁₁, B_?1) der auf zum Umspulen von Band oder Draht wird nur eine

die Sonnenräder (SR₁ bzw. SR₂) des Differential- der beiden Spulen, die Aufwickelspule, angetrieben,

getriebes (A) wirkenden Bremsen übereinander 40 Für die dabei erforderliche Konstanthaltung des

angeordnet sind. Bandzuges gibt es verschiedene Regelsysteme. Eines

der bekanntesten ist das bereits erwähnte, durch den

Bandzug gesteuerte Bremssystem, das jeweils auf die

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Rege- Abwickelspule einwirkt. Beim Umspulen mit kon-

lung des Bandzuges beim schnellen Umspulen eines 45 stanter Bandgeschwindigkeit kann man damit einen

draht- oder bandförmigen Aufzeichnungsträgers, bei fast konstanten Bandzug erreichen. Beim schnellen

welcher die Auf- und Abwickelspule über Differen- Vor- oder Rücklauf steigt jedoch der Bandzug bei

tialgetriebe-Sonnenräder von einem Motor angetrie- Verwendung eines starken Wickelmotors, der für

ben werden und bandzuggesteuerte Bremsen vorgese- kurze Umspulzeiten erforderlich ist, an. Dies kann

hen sind, die die Drehzahl der Spulen so beeinflus- 50 dazu führen, daß das Band oder der Draht, der um-

sen, daß bei zu großem Bandzug die Drehzahl der gespult wird, sich unzulässig dehnt oder reißt, weil

Aufwickelspule und bei zu geringem Bandzug die die Abwickelspule durch das Band angetrieben bzw.

Drehzahl der Abwickelspule vermindert wird. beschleunigt werden muß.

Derartige Bandzugregelungen sind erforderlich, Bei einer in der USA.-Patentschrift 2 389 047 beum zu verhindern, daß durch einen zu großen Band- 55 schriebenen Bandzug-Regulierungseinrichtung wird zug, wie er z. B. beim schnellen Umspulen auftreten der Wickelmotor je nach Wickel richtung über eine kann, Verformungen oder gar Zerstörungen des Auf- Elektromagnetkupplung einer der beiden Wickelzeichnungsträgers eintreten oder durch einen zu gc- spulen zugeschaltet und treibt diese mit konstanter ringen Bandzug ein loser, ungleichmäßiger Wickel Geschwindigkeit an. Ein zweiter Motor, dessen Anentsteht. 60 triebswelle mit dem einen Sonnenrad eines Diffe-Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse rentialgetriebes verbunden ist, wird so vom Banddie beiden Spulen eines Magnettongerätes unter Zwi- zug gesteuert, daß die jeweilige Abwickelspule schenschaltung eines Ausgleichsgetriebes so anzutrei- über das Differentialgetriebe entsprechend dem zuben, daß die Sonnenräder entsprechend der Differenz lässigen Bandzug mehr oder weniger schnell angeder Wickelgeschwindigkeit der Spulen umlaufen. 65 trieben wird.

Das mit dem Antrieb verbundene Getriebe dient Bei dieser Anordnung wird ein konstanter Band-

zwar zum Ausgleich der unterschiedlichen Wickeige- zug durch einen relativ hohen Aufwand (2 Motore,

schvvindigkeiten der beiden Spulen, jedoch wird der 2 Elektromagnetkupplungen, 1 Differentialgetriebe