DE2015582A1

DE2015582A1 - Bremsvorrichtung fur Tonbandgerat

Info

Publication number: DE2015582A1
Application number: DE19702015582
Authority: DE
Inventors: Tetsuji Neyagawa Yoshn (Japan) P
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1969-10-07
Filing date: 1970-04-01
Publication date: 1971-04-22
Also published as: NL7004701A; NL146915B; CA932675A; US3651899A; JPS5028806B1; GB1309270A; DE2015582B2; FR2048369A5; BE748363A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung zur Verwendung mit dem Spulenträger od. dgl. in einem Tonbandgerät. '

Im allgemeinen ist am Spulenträger.od. dgl. bei
einem Tonbandgerät eine unterschiedliche Bremskraft
(oder unterschiedliche Richtung der Bremskraft) entsprechend der Drehrichtung des Spulenträgers erforderlich.
Üblicherweise ist das geeignete Richtverhältnis für die
Bremskraft 2 : 1 in Übereinstimmung mit der Änderung der auf die Spulen aufgewickelten Bandmenge, und es ist erforderlich, daß ein Paar derartige Spulenträger symmetrisch zueinander angeordnet werden, um ihre glatte Drehung sicherzustellen, ohne zu verursachen, daß das Band bei Verwendung durchhängt oder reißt. Beim Stand der Technik wurde der Bremsvorgang üblicherweise und in den meisten Fällen

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durch die Druckberührung zwischen einer Bremsbacke und der Bremstrommel des Spulenträgers durchgeführt.

Ein Beispiel einer bekannten Bremsvorrichtung ist in Fig. 1 gezeigt. Bei dieser Vorrichtung ist ein Bremsband 15 mit seinem einen Ende über einen Hebel 16 mit einer Feder 17 verbunden und mit seinem anderen Ende an einer Welle 18 schwenkbar angebracht. Das mit einer Bremsvorrichtung dieser Art erzielte Bremsdrehmoment für die Drehung des Spulenträgers 1 im Gegenuhrzeigersinn wird durch folgende Gleichungen ausgedrückt:

(1) M_BN = R(T₁ - T₂) = T₂IKeF⁹ - 1) (2)

Für die Drehung des Spulenträgers im Uhrzeigersinn wird das Bremsdrehmoment folgendermaßen ausgedrückt:

T₂ = Tje^ ....(3)

Somit wird das Richtverhältnis zwischen den Bremsdreh momenten folgendes:

(5)

T₁ ist dabei die Zugkraft im festen Endabschnitt des Bremsbandes während der Drehung des Spulenträgere in Gegenuhrzeigersinn, T₂ die Zugkraft ie durchhängenden Endabschnitt des Bremsbandes während der Drehung des Spulenträgers im Gegenuhrzeigersinn, T₃ die Zugkraft ie durchhängenden End-

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abschnitt des Bremsbandes während der Drehung des Spulenträgers im Uhrzeigersinn, θ der BerUhrungswinkel zwischen dem Bremsband und der Bremstrommel (Fig. 2 bezieht sich auf den Fall wo θ * 180°), u der Reibungskoeffizient zwischen der Bremstrommel und dem Bremsband, R der Radius der Bremstrommel, Mg« das Bremsdrehmoment während der Drehung des Spulenträgers im Gegenuhrzeigersinn und Mg_R das Bremsdrehmoment während der Drehung des Spulenträgers im Uhrzeigersinn.

Die vorausgehenden Gleichungen (2) und (4) entsprechen Kurven a* und b¹ in Fig. 2, die zeigt, daß der Wert von Mg_N oder dem Bremsdrehmoment während der Drehung des Spulenträger im Gegenuhrzeigersinn bei einer Änderung des Reibungskoeffizienten u beträchtlich verändert wird. Aus der Gleichung (5) wird auch deutlich, daß das Richtverhältnis in Abhängigkeit von dem Exponenten vergrößert wird. Wenn beispielsweise Uq der anfängliche Reibungskoeffizient, Bq die Bremskraft während der Drehung des Spulenträgers im Gegenuhrzeigersinn und A_Q die Bremskraft während seiner Drehung im Uhrzeigersinn ist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, dann ist das Richtverhältnis etwa 2 : 1, während, wenn der Reibungskoeffizient auf u.. « 0,5 verändert wird, die Bremskräfte während der entsprechenden Drehungen B^ und A^ und entsprechend das Richtverhältnis zwischen diesen Bremskräften von 2:1 auf 4,5 : 1 stark erhöht wird.

Bei der bekannten Bremsvorrichtung neigt somit der Reibungskoeffizient dazu, bei Verwendung der Vorrichtung größer zu werden. Insbesondere bei der Bandbremsvorrichtung ändert sich die auf diese Weise erzeugte Bremskraft annähernd im Verhältnis zu einem Wert, der den Reibungs-

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koeffizienten als Exponenten hat, und diese Veränderung beeinflußt das Richtverhältnis so stark, daß das letztere sogar bis zu einem Verhältnis zunimmt, das zweimal oder dreimal so groß ist wie der anfänglich festgesetzte Wert. Genauer gesagt, wenn das anfänglich festgesetzte Richtverhältnis 2 : 1 ist, wird dieses Verhältnis auf 4 : 1 bis 6 : 1 erhöht, und eine derart große Erhöhung des Richtverhältnisses führt während der Verwendung zu Bruch, Längung oder anderer Beschädigung des Bandes.

Erfindungsgemäß ist eine Bremsvorrichtung für ein Tonbandgerät, mit einem um eine Bremstrommel herumgelegtem Bremsband, gekennzeichnet durch mit den Enden des Bremsbandes verbundene Federn und Anschläge, die in der Nähe der Enden des Bremsbandes getrennt vorgesehen sind, wodurch ein Ende des Bremsbandes an einem dieser Anschläge entsprechend der Drehrichtung der Bremstrommel anliegt, um einen durchhängenden Abschnitt des Bremsbandes zu schaffen, der frei von jeder Federkraft ist, während das andere Ende des Bremsbandes einen straffen Abschnitt schafft, auf den eine Federkraft mit vorherbestimmter Charakteristik ausgeübt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Bremsvorrichtung für ein Tonbandgerät, mit einem um eine Bremstrommel herumgelegten Bremsband, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Bremsbandes mit zwei Punkten eines Hebels verbunden sind, daß eine Feder den Hebel mit einem festen Punkt derart verbindet, daß das mit dem Hebel verbundene Ende der Feder an einem Punkt befestigt ist, der die Strecke zwischen den beiden anderen Punkten des Hebels unterteilt, und daß die Feder derart ausgelegt ist, daß

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sie auf den straffen Abschnitt des Bremsbandes während der Drehung der Bremstrommel in jeder Richtung eine Komponente der Kraft ausübt.

Gemäß der Erfindung ist das um die Bremstrommel herumgelegte Bremsband in Richtung der Drehung der Bremstrommel bewegbar, wodurch ein Endabschnitt des Bremsbandes Anschläge berührt, um einen durchhängenden Abschnitt des Bremsbandes in Übereinstimmung mit der Drehrichtung der Bremstrommel zu schaffen, während der andere Endabschnitt des Bremsbandes einen festen Abschnitt bildet, auf den die Kraft einer Feder mit einer vorherbestimmten Charakteristik einwirkt. Wenn somit der Reibungskoeffizient während der Betätigung des Bremsbandes steigt, nähert sich die Zugkraft in dem durchhängenden Abschnitt des Bremsbandes dem Wert null, so daß die Bremskraft nur durch die Federkraft bestimmt wird, die auf den festen Abschnitt des Bremsbandes ausgeübt wird, und zwar im wesentlichen ohne durch die Veränderung des Reibungskoeffizienten beeinflußt zu werden. Das führt zu der Schaffung einer höchst stabilen neuartigen Bremsvorrichtung.

Mit der bekannten Bremsvorrichtung war es unmöglich, die Grenze der Änderung des Reibungskoeffizienten vorherzubestimmen oder vorherzusehen. Im Gegensatz dazu kann gemäß der Erfindung der Reibungskoeffizient ständig innerhalb eines vorherbestimmten zulässigen Wertes begrenzt werden, so daß jeglicher Nachteil, der sich aus einer zu starken Veränderung des Reibungskoeffizienten ergeben könnte, vollständig ausgeschaltet werden kann. Eine derartige zulässige Grenze und das Richtverhältnis werden außerdem nur durch die Wahl der Kräfte der beiden Federn

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bestimmt, und das führt zu der Ausschaltung der Notwendigkeit, den Materialien, die das Bremsband und die Bremstrommel bilden, der Ausführung dieser Elemente, dem Wert des Reibungskoeffizienten zwischen ihnen und anderen Faktoren strenge Beachtung zu schenken. Außerdem kann jede Änderung des Reibungskoeffizienten während der Verwendung der Bremsvorrichtung im wesentlichen vernachlässigt werden. Somit ist die Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung von ausgezeichneter Lebensdauer und Stabilität in ihrer Leistung und außerdem auch einfach und leicht herzustellen und schaltet dadurch die besonderen Nachteile der bekannten Bremsvorrichtung aus.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Ausführungsform der Bremsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Reibungskoeffizienten und den Bremskräften in der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 und 5 ähnliche Vorderansichten, die jedoch die Vorrichtung gemäß Fig. 3 in verschiedenen Betriebsstellungen zeigen;

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Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwi schen dem Reibungskoeffizienten und den Brems kräften in der Vorrichtung gemäß Fig. 3;

Fig· 7 bis 9 schematische Vorderansichten einer anderen Ausführungsform der Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung, die die Vorrichtung^ in verschiedenen Betriebsstellungen zeigen» und

Fig. 10 eine schematische Vorderansicht der Bremsvorrichtung gemäß Fig. 7 bis 9 in Verbindung mit den Spulenträger!! in einem Tonbandgerät.

In Fig. 3, die eine Ausführungsform der Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, ist ein Spulenträger

101 und ein Bremsband 102 gezeigt, das um eine Bremstrommel herumgelegt ist, die durch den Spulenträger 101 gebildet wird. Ein Ende 103 des Bremsbandes 102 ist an einem Ende eines Armes 107 befestigt. An dem Arm 107 ist eine Feder 105 angeschlossen, und er ist schwenkbar um einen Zapfen 106 angeordnet. Der Arm 107 wird normalerweise von der Feder 105 derart belastet, daß er an einem Anschlag 108 anliegt. Das andere Ende 104 des Bremsbandes

102 ist über einen Hebel 110, der zur Schwenkbewegung um einen Zapfen 112 angeordnet ist, mit einer Feder 109 verbunden. Die elastische Kraft der Feder 109 ist geringer gewählt als diejenige der Feder 105» so daß das Bremsband 102 normalerweise durch die Feder 105 derart belastet wird, daß es den Hebel 110 etwas von einem Anschlag 111 gelöst hält. Der geringe Zwischenraum zwischen dem Hebel 110 und dem Anschlag 111 gibt dem Bremsband 102 die Möglichkeit, sich in der Richtung zu bewegen, in der die

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Bremstrommel gedreht wird. Diese Anordnung ist derart, daß entweder der Arm 107 oder der Hebel 110 automatisch und wahlweise mit den Anschlägen 108 oder 111 in Berührung kommen, und zwar entsprechend der Drehrichtung der Bremstrommel. Ein Elektromagnet 113 ist vorgesehen, um die Bremse während des Betriebes zu lösen, und dieser Elektromagnet ist mit einem Stößel versehen, der an seinem unteren Ende einen Stift 114 trägt.

Jetzt wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Bremsvorrichtung erläutert. Fig· 3 zeigt die Bremsvorrichtung in Bremsstellung· Wenn der die Bremse lösende Elektromagnet 113 erregt wird, wenn sich die Bremsvorrichtung in dieser Stellung befindet, wird der Stößel des Elektromagneten angehoben, so daß der an dem Stößel befestigte Stift 114 den Hebel 110 berührt, um ihn in Gegenuhrzeigerr/ichtung zu schwenken und dadurch die Bremse zu lösen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn der Spulenträger 101 sich in Gegenuhrzeigerrichtung dreht, wird eine Bremskraft in Gegenuhrzeigerrichtung aufgebracht, wie sie durch einen Pfeil b angedeutet ist, um das Bremsband 102 zusammen mit der Bremstrommel in Richtung des Pfeiles b zu drehen, um dadurch den Hebel 110 an den Anschlag 111 anzulegen. Auf diese Weise wird die Kraft der Feder 109 aufgehoben, während die andere Feder 105 allein arbeitet, wodurch eine Beziehung hergestellt wird, wie sie durch die oben aufgeführte Gleichung (4) dargestellt ist, die dieselbe Charakteristik bedeutet, wie sie durch die Kurve a" in Fig. 6 dargestellt ist. Falls eine Bremskraft auf den Spulenträger 101 aufgebracht wird, während er sich in Uhrzeigerrichtung dreht, wie es durch einen Pfeil a in Fig. 3 angedeutet ist, dann berührt der Arm 107 den

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Anschlag 108, um die elastische Kraft der Feder 105 aufzuheben und nur die Feder 109 allein arbeiten zu lassen. Dadurch wird die Beziehung der Gleichung (4) hergestellt, wie im oben beschriebenen Fall: der Drehung im Gegenuhrzeigersinn, um auf diese Weise dieselbe Charakteristik zu schaffen, wie sie durch die Kurve a' dargestellt ist.

Dadurch wird in derselben Weise wie im Fall der Gleichung (4) das Bremsdrehmoment für die Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Spulenträgers 101 (d. h. im Fall der Fig. 5) folgendermaßen ausgedrückt;

Ähnlich wird das Bremsdrehmoment für die Drehung im Uhrzeigersinn (d. h. im Fall gemäß Fig. 3) folgendermaßen ausgedrückt:

e^u0 - 1 Mß_R - T₂ ^R( uö ^ .....·«....·.....ν·····(7)

e^ .

Folglich, wenn e^¹ groß ist,

Somit hat die Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung ein Richtverhältnis, das folgendermaßen ausgedrückt wird:

- 1

:¹

e^ - 1 T₂R(—g—

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Das bedeutet, daß das Richtverhältnis der Bremsvorrichtung nur durch die Zugkräfte T^ und T₂ der Federn 105 und 109 bestimmt wird, was zu den Charakteristikkurven b" und a" führt, wie sie in Fig. 6 gezeigt sind, die sich auf den Fall beziehen, wenn θ = 180°.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Diese abgewandelte Ausführung umfaßt eine Bremstrommel 201, die auf einer Welle 202 drehbar angeordnet ist. Ein Bremsband 203 ist um den Umfang der Bremstrommel 201 herumgelegt und mit seinen Enden an Punkten 205 bzw, 206 eines Hebels 204 befestigt. Eine Feder 207 ist zwischen dem Hebel 204 und einem festen Punkt angeordnet. Ein Ende der Feder 207 ist an dem Hebel 204 an einem Punkt 208 befestigt, der die Strecke zwischen den Punkten 205 und 206 in einem gewünschten Verhältnis Bl^ j b.. unterteilt, und das andere Ende der Feder ist an dem festen Punkt 209 befestigt. Anschläge 210 und 211 sind vorgesehen, u» die Bewegung des Hebels 204 zu begrenzen.

In der ix* Fig. 7 gezeigten Normalstellung der Vorrichtung, wenn die Kraft der Feder 207 durch T₀ dargestellt wird, sind die Kraftkomponenten T₁ und T₂, die auf die Punkte 205 bzw. 206 des Hebels 204 ausgeübt werden, folgend·:

I₂ . —1— T₀

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Wenn eine Bremskraft auf die. Bremstrommel 201 ausgeübt wird, während sie sich in Uhrzeigerrichtung dreht, wie sie in Fig. 8 durch den Pfeil A dargestellt ist, dann ist die Kraftkomponente T₂:

T₂- T₃eP⁹ (9),

wobei T, die in dem durchhängenden Endabschnitt des Brems bandes 203 während der Drehung der Bremstrommel 201 in Richtung des Pfeiles A erzeugte Zugkraft) e die Basis des natürlichen Logarithmus, u der Reibungskoeffizient zwischen der Bremstrommel 201 und dem Bremsband 203 und θ der Berührungswinkel zwischen dem Bremsband 203 und der Bremstrommel 201 ist. Infolgedessen entsteht folgendes Bremsdrehmoment M.:

Wenn andererseits die Bremstrommel 201 in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, wie sie durch den Pfeil B angedeutet ist, wird der Hebel 204 etwas- geschwenkt, um von dem Anschlag 210 gelöst und an den anderen Anschlag 211 angelegt zu werden. In dieser Stellung ergibt sich folgendes Bremsdrehmoment MLi,

= (T₁-T₄)R (13)

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ergibt sich

^MB =

(15)

Ta ist die in dem durchhängenden Abschnitt des Bremsbandes 203 während der Drehung der Bremstrommel 201 in Richtung des Pfeiles B erzeugte Zugkraft.

Die Charakteristiken der der auf diese Weise durch die Gleichungen (13) und'(16) abgeleiteten Bremskräfte sind in Fig. 6 dargestellt, die zeigt, daß die Bremskräfte mit der Zunahme des Reibungskoeffizienten u zunehmen, daß sie aber für die vorherbestimmten Werte von T₁R und TpR zusammenlaufen. Dadurch wird, wie es in den Kurven in Fig. 6 gezeigt ist, eine viel weniger variable, stabile Bremscharakteristik geschaffen. Das Richtverhältnis zwischen den Bremskräften kann aus den vorherigen Gleichungen (13) und (16) folgendermaßen abgeleitet werden:

^a1

109817/17 8 Λ

Wie es aus diesen Gleichungen (17) und (18) deutlich wird, werden die Richtverhältnisse der Bremskräfte in keiner Weise durch den Reibungskoeffizienten u beeinflußt sondern behalten ein vorherbestimmtes Verhältnis bei.

Fig. 10 zeigt die Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit dem Spulenmechanismus eines Tonbandgerätes. Ein Elektromagnet 212 mit einem Stößel ist mit einer Bremsetange 213 fest verbunden, die zusammen mit dem Stößel bewegbar ist. Die Bewegung der Bremsstange 213 steuert das Lösen des Bremsbandes 203·

Wie es oben bereits beschrieben wurde, weist die Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung ein Bremsband, das um eine Bremstrommel herumgelegt ist und mit seinen Enden an einem Hebel an zwei Stellen von diesem befestigt ist, und .Federn auf, die den Hebel und den festen Teil des Tonbandgerätes verbinden. Das mit dem Hebel verbundene Ende der Federn befindet sich an einem Punkt, der die Strekke zwischen den vorhererwähnten beiden Punkte des Hebels in einem gewünschten Verhältnis unterteilt, so daß eine Kraftkomponente auf das Bremsband, während der Drehung der Bremstrommel in jeder Richtung aufgebracht wird. Diese Anordnung führt zu folgenden Vorteilen:

a) Bei jeder Änderung des Reibungskoeffizienten wird eine weniger veränderliche Bremskraft erzielt, die eine stabile Bremscharakteristik aufweist, und

b) das Richtverhältnis der Bremskraft wird überhaupt nicht durch den Reibungskoeffizienten beeinflußt sondern ständig auf einem vorherbestimmten Verhältnis gehalten.

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Somit schafft die Erfindung eine ideale Bremsvorrichtung, die frei ist von irgendwelchen Schwierigkeiten, wie z. B. einem Reißen des Bandes, und die einfach in der Konstruktion ist, wie es bei den vorausgehenden Ausführungsformen gezeigt wurde.

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Claims

Patentansprüche:

1. Bremsvorrichtung für ein Tonbandgerät, mit einem um eine Bremstrommel herumgelegten Bremsband, gekennzeichnet durch mit den Enden (103, 104) des Bremsbandes (102) verbundene Federn (105, 1°9) und Anschläge (108, 111), die in der Nähe der Enden des Bremsbandes getrennt vorgesehen sind, wodurch ein Ende (103) des Bremsbandes an einem dieser Anschläge (108) entsprechend der Drehrichtung der Bremstrommel (101) anliegt, um einen durchhängenden Abschnitt des Bremsbandes zu schaffen, der frei von jeder Federkraft ist, während das andere Ende (104) des Bremsbandes einen straffen Abschnitt schafft, auf den eine Federkraft mit vorherbestimmter Charakteristik ausgeübt wird. .

2. Bremsvorrichtung für ein Tonbandgerät, mit einem um eine Bremstrommel herumgelegten Bremsband, dadurch gekennzeichnet, da8 die Enden des Bremsbandes (203) mit zwei Punkten (205, 206) eines Hebels (204) verbunden sind, daß eine Feder (207) den Hebel (204) mit einem festen Punkt (209) derart verbindet, daß das mit dem Hebel verbundene Ende der Feder an einem Punkt (208) befestigt ist, der die Strecke zwischen den beiden anderen Punkten (205» 206) des Hebels unterteilt, und daß die Feder derart ausgelegt ist, daß sie auf den straffen Abschnitt des Bremsbandes (203) während der Drehung der Bremstrommel (201) in jeder Richtung eine Komponente der Kraft ausübt.

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