DE2246666A1 - Zweirichtungs-bandtransportmechanismus fuer ein magnetbandaufnahme- und -wiedergabegeraet - Google Patents

Description

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8863-72/Kö/S . '

Convention Date:
September 22, 1971

English Numbering Machines Limited, London S.W. 1, England

Zweirichtungs-Bandtransportmechanismus für ein Magnetbandaufnahme-

und -wiedergabegerät

Die Erfindung betrifft einen Zweirichtungs-Bandtransportmecha nismus für ein Magnetbandaufnahme- und -wiedergabegerät mit einem Motor, mit zwei Bandspulenhalterungen, deren jede je eine Bandspule aufnimmt und auf diese über eine Schlupfkupplung Drehbewegung überträgt, und mit zwei Bandantriebsachsen.

Bei bekannten Bandtransportmechanismen mit zwei Bandantriebsachsen zum Transportieren des Bandes in sowohl der einen als auch der anderen Richtung müssen mehrere Antriebsmotoren vorgesehen sein, Da jedoch die beiden Randspulen je nach dem jeweiligen Umfang des" Bandwickels auf der Spule mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden müssen und da im allgemeinen die Geschwindigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Bandantriebsachsen verschieden ist, sind die für das Synchronisieren sämtlicher Antriebsmotoren erforderlichen Schaltungen ziemlich kompliziert und aufwendig. Tatsächlich werden bei manchen bekannten Mechanismen dieser Art vier Motore, und zwar je einer für jede Bandantriebsachse und je einer für jede Bandspule verwendet.

Dies bedingt eine erhebliche Kompliziertheit und Aufwendigkeit und hat außerdem den Nachteil, daß infolge von zeitbedingten Einflüssen wie Verschleiß die xielativgeschwindigkeitsbeziehung

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außer Tritt, d.h. aus der gewünschten Phase geraten kann, wenn der Bandtransportmechanismus eine gewisse Zeit in Betrieb gewesen ist. Ferner ist es bei einem Mechanismus mit mehreren Motoren nicht möglich, die verschleißbedingten wahrscheinlichen Änderungen in den einzelnen Motoren vorauszusagen, so daß derartige Mechanismen.dazu neigen, ihre Synchronisation einzubüßen. Da ferner mehrere Servoschaltungen erforderlich sind, um die Phasenbeziehung zwischen den Motoren aufrechtzuerhalten, kann sich ein bestimmtes Maß an Fehl anpassung ergeben, so daß die Relativgeschwindigkeitsbeziehung zwischen den angetriebenen Achsen oder Wellen sich ändert und daher solche bekannten Mechanismen trotz ihrer Aufwendigkeit nicht allzu verläßlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bandtransport mechanismus zu schaffen, der diese Nachteile des Standes der Technik behebt.

Ein Bandtransportmechanismus der eingangs genannten Art lsi/erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Bandspulenhalterungen so mit dem Motor gekoppelt sind, daß sie gleichzeitig in entsprechenden Drehrichtungen angetrieben werden, und daß beide Bandantriebsachsen mit dem Motor so gekoppelt sind, daß sie gleichzeitig in den entsprechenden Drehrichtungen angetrieben werden, derart, daß das Band wahlweise in entweder der einen oder der anderen Laufrichtung mit Antriebskraft beaufschlagt wird.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß das wesentliche Erfordernis, daß die Geschwindigkeiten der Bandantriebsachsen und der Bandspulen stets eine gegebene Phasenbeziehung zueinander haben, ohne weiteres erfüllt ist, da die Drehgeschwindigkeit jedes dieser Teile von der Drehzahl eines einzigen Motors abhängt. Man braucht daher lediglich die Drehzahl dieses einzigen Motors zu steuern oder zu regeln. Durch die Verwendung von Schlupfkupplungen für die Bandspulenhalterungen ist sichergestellt, daß die erforderliche Drehgeschwindigkeitsänderung der Bandspulen beim Transport des Bandes von der einen zur anderen Spule ohne weiteres erreicht wird. Anders als bei Antriebsmechanismen mit mehreren Motoren gibt es beim vorliegenden Bandtransportmechanismus keine Abgleich- oder

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Synchronisationsprobleme, da nicht mehrere Antriebsorgane aufeinander abgestimmt werden müssen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sorgt die Einrichtung zum Einstellen der von den Schlupfkupplungen ausgeübten Reibungskraft dafür, daß die Reibungskraft, die von der Schlupf_ kupplung derjenigen Bandspulenhalterung, auf der sich die Abwickelspule befindet, ausgeübt wird, sich verringert und daß diese Reibungskraft im wesentlichen gleichzeitig mit der Freigabe des Bandes durch die antreibende Bandantriebsachse auf ihren Maximalwert ansteigt, so daß die betreffende Schlupfkupplung als Bremse wirkt. Ebenso ist vorzugsweise die Einrichtung zum Einstellen der von den Schlupfkupplungen ausgeübten Reibungskraft so ausgebildet, daß die von beiden Schlupfkupplungen ausgeübte Reibungskraft auf ein Maximum ansteigt, wenn beide Bandantriebsachsen vom Band abgelöst werden. Das Band ist dann normalerweise unter Spannung, wenn es nicht transportiert wird. Wenn eine Bandantriebsachse das Band erfaßt und in der einen Richtung zu transportieren beginnt, wird die dies'er Bewegung entgegenwirkende Kraft 'zugleich verringert, so daß das Band eine leichte Spannung beibehält, und sowohl die Antriebskraft der Bandantriebsachse als auch die von der Aufwickelspule ausgeübte Kraft wirken auf das Band unmittelbar beim Erfassen durch die Bandantriebsachse ein.

Der Antrieb für die Bandspulenhalterungen sollte so gewählt werden, daß die Antriebsseite der Schlupfkupplung mit derjenigen maximalen Geschwindigkeit angetrieben wird, welche die Bandspule voraussichtlich für ihren Antrieb benötigt. Diese Geschwindigkeit ist wiederum durch die Geschwindigkeit der Bandantriebsachse gegeben, und vorzugsweise sind die Einrichtungen für die Drehzahlregelung des Motors so einstellbar, daß der Motor auf mindestens zwei verschiedene Drehzahlen geschaltet werden kann.

Und zwar hat beim Antrieb des Bandes in der einen oder der anderen Richtung die von der Schlupfkupplung auf die Aufwickelspule ausgeübte Reibungskraft einen Maximalwert, so daß das Band auf die Spule gezogen wird, während die von der Schlupfkupplung der Abwiclrel.spule ausgeübte Reibungskraft einen Minimalwert hat, so daß ■

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die Spule sich in der Bandtransportrichtung drehen kann, obwohl die Antriebsseite der Schlupfkupplung der Bandspulenhalterung für die Abwickelspule.sich kontinuierlich in der entgegengesetzten Richtung dreht. Ebenso ist vorzugsweise die Einrichtung zum Einstellen der von den Schlupfkupplungen ausgeübten Reibungskraft so ausgebildet, daß die von der Schlupfkupplung der Bandspulenhalterung für die Aufwickelspule ausgeübte Reibungskraft einen Minimalwert hat, nachdem die antreibende Bandantriebsachse vom Band gelöst ist, damit auf diese Weise die Bremswirkung der anderen Schlupfkupplung unterstützt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist für jede Bandantriebeachse eine frei drehbare Andrückrolle vorgesehen, die so bewegbar ist, daß sie bewirkt, daß die Bandantriebsachse das Band erfaßt bzw. freigibt. Statt dessen können auch die Andrückrolle ortefest angeordnet und die Bandantriebsachsen so bewegbar sein, daß sie in bekannter Weise das Band erfassen.

Einer der Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Bandtransportmechanismus liegt darin, daß die Verbindungen zwischen den Bandantriebsachsen und dem Motor und zwischen den Bandspulenhalterungen und dem Motor mechanisch gekoppelt sein können, so daß eine konstante Phasenbeziehung zwischen allen diesen Teilen erhalten bleibt* Dies hat den Vorteil, daß die Phasenbeziehung zwischen den angetriebenen Wellen sich nicht ändern kann. Vorzugsweise bestehen die Verbindungen zwischen den Bandantriebsachsen und den Bandspulenhalterungen aus einem Zahnräderwerk.

Der Motor ist vorzugsweise so eingerichtet, daß Beine Drehzahl unabhängig von Belastungsschwankungen konstant bleibt, und er kann von beliebiger bekannter Art sein. Vorzugsweise sind die Einrich-*- tungen zum Steuern oder Regeln der Motordrehzahl einstellbar ausgebildet, so daß der Motor auf mindestens zwei verschiedene Drehzahlen geschaltet werden kann, wobei sich als Motor für diesen Zweck besonders ein durch steuerbare Magnetwiderstände gesteuerter Gleichstrom-Servomotor eignet. Die steuerbaren Magnetwiderstände werden durch einen oder mehrere am Motorläufer angebrachte Permanentmagnete erregt. Heim Anfahren und während des Laufes des

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Läufers laufen die Permanentmagnete an den steuerbaren Magnetwiderständen vorbei, und die sich dabei ergebende Magnetflußänderung in den steuerbaren Magnetwiderständen bestimmt die Spannung an deren Ausgang, die ihrerseits die Motordrehzahl steuert, da die Ge-* schwindigkeit der Magnetflußänderung der Motordrehzahl direkt proportional ist. Für die Drehzahlkompensation ohne Drehmomentverlust werden geeignete Servoschaltungen gebraucht.

Nachstehend wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Grundrißdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bandtransportmechanismusj und

Figur 2 einen Teilquerschnitt entlang der Schnittlinie II-II in Figur 1.

Figur 1 zeigt schematisch das Chassis 11 eines Bandgerätes mit einem Motor¹ 12, auf dessen Kraftabgabewelle eine Riemenscheibe 13 sitzt, die über einen Riemen 14 mit der einen Scheibe einer zweischeibigen Zwischenrolle 15 verbunden ist, über deren andere Scheibe ein Riemen 16 läuft, über den die Zwischenrolle 15 eine Riemenscheibe 17 antreibt, die mit einer Bandantriebsachse 18 drehungsgekuppelt ist und einen Zahnkranz hat, der mit einem Zahnrad 19 kämmt.

Das Zahnrad 19 bildet ein Zwischenglied eines Räderwerks mit einem zweiten Zwischenzahnrad 20, das mit dem Zahnrad 19 sowie mit einem weiteren, starr mit einer zweiten Bandantriebsachse 22 verbundenen Zahnrad 21 kämmt.

Da das die Bandantriebsachse 18 mit der Bändantriebsachse 22 verbindende Räderwerk aus vier Zahnrädern besteht, werden die beiden Bandantriebsachsen 18 und 22 durch den Motor 12 unabhängig von ihrer jeweiligen Drehrichtung stets gegensinnig angetrieben. Die Zwischenzahnräder 19 und 20 sind nicht einfache Zahnräder, sondern Mehrfachzahnräder mit je zwei Zahnkränzen verschieden großen Durchmessers. DLei Zahnkränze kleineren Durchmessers der beiden Zahnräder 10 und 20 kämmen je mit einem weiteren Zahnrad 23 bzw. 24, das seinerseits starr mit je einer ..pulenhalterunpr 25 bzw. 26 drehungs-

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verbunden ist. Da das die beiden Spulenhalterungen 25 und 26 ver-. bindende Räderwerk wiederum aus vier Zahnrädern besteht, drehen sich die Bandspulen auf den Spulenhalterungen 25 und 26 stets gegeri sinnig.

Die Spulenhalterungen2 5 und 26 sind mit Schlupfkupplungen zwischen den Abtriebszahnrädern 23 bzw. 24 und den Kraftabgabewellen ausgerüstet, wie in Figur 2 gezeigt, welche die Spulenhalterung 26 im Querschnitt wiedergibt. Die im einzelnen in der britischen fötentanmeldung No. 45290/71 der gleichen Anmelderin beschriebene Spulenhalterung besteht aus einer Welle 112, die an ihrem einen Ende ein geeignet geformtes Nabenstück 136 zum Aufsetzen einer Bandspule und zum Übertragen der Drehbewegung von der Welle 112 auf die Spule aufweist. Das Zahnrad 24 sitzt gleitbar auf der Welle 112 zwischen einer starr an der Welle befestigten Nabe 116 und dem Anker 126 eines Solenoids, der gegen das Zahnrad 24 federgedrUckt und auf der Welle 112 verkeilt ist, so daß er sich zusammen mit dieser dreht. Bei Erregung des Solenoids wird der Anker 126 zurückgezogen, so daß die Reibungskraft zwischen dem Zahnrad 24 und der Nabe 116 verringert wird. Die Spule kann sich dann mit angemessener, durch die Bandspannung zugelassener Geschwindigkeit drehen, während das Antriebselememt für die Spulenhalterung, d.h. das Zahnrad 24, sich mit einer konstanten, allein von der Drehzahl des Motors 12 abhängigen Geschwindigkeit dreht.

Der Bandtransportmechanismus arbeitet wie folgt:

Der Motor 12 wird durch irgendwelche bekannte Mittel oder in der oben beschriebenen Weise mit einer konstanten, von Belastungsschwankungen unabhängigen Drehzahl angetrieben. Die Antriebskraft des Motors 12 wird über die Riemen 14 und 16 auf die die Bandantriebsachse 18 antreibende Riemenscheibe oder -rolle 17 übertragen. Diese Antriebskraft wird über die Zahnräder 19, 20, 21, 23 und 24 auf das gesamte System der beiden Bandantriebsachsen 18 und 22 und der beiden Spulenhalterungen 25 und 26 übertragen. Die Spulenhalterunßen 25 und 26 und die Bandantriebsachsen 18 und 22 drehen sich jeweils gegensirin Lf,, und y.wat' die Bandantriebsachse 18 in der gleichen Richtung wir* die ,'Spulenhalterung 25 und die Hamlaulr iebs achse 22 in der fLoichon Richtung wie (! i.e Spul ciilia I. hcjriuifi 2o.

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Für die beiden Bandantriebsachsen 18 und 22 ist je eine Andrückrolle 27 bzw. 28 vorgesehen, die so gelagert ist, daß sie auf die betreffende Bandantriebsachse zu und von dieser weg bewegt werden kann. Das Band, wenn es eingelegt ist, läuft von einer Bandspule auf der Spulenhalterung 2 5 über die Bandantriebsachse 18 zur Bandantriebsachse 22 und vondieser zu·einer Bandspule auf der Spulenhalterung 26. Die Drehrichtungen der Spulenhalterungen 25 und 26 sind so, daß das Band mit gleichgroßen und entgegengesetzt gerichteten Kräften beaufschlagt wird, die bestrebt sind, das Band auf die Bandspulen auf den beiden Spulenhalterungen 25 und 26' aufzuwickeln. ObwoüL das Band von den Bandantriebsachsen 18 und 22 erfaßt ist, erfolgt keine Bandbewegung, da das System als Ganzes symmetrisch abgeglichen ist, wobei allerdings die Bandantriebsachsen 18 und 22 zur Spannung im Band selbst beitragen.

Wenn das Band in der einen oder der anderen Richtung transportiert werden soll, wird die entsprechende Andrückrolle, beispielsweise die Andrückrolle 28, gegen die dazugehörige Bandantriebsachse, in diesem Fall die Bandantriebsachse 22 vorgeschoben. Die Kraft, welche die Bandantriebsachse 22 jetzt ausüben kann, ist größer als die Kraft, welche die Bandantriebsachse 18 ausüben kann, so daß das Band in Richtung zur Bandspule auf der Spulenhalterung 26 zu laufen beginnt, die damit zur Aufwiekelspule wird, während die Bandspule auf der Spulenhalterung 25 in diesem Fall zur Abwickeln spule wird.

Gleichzeitig mit dem die Andrückrolle 28 betätigenden Signal wird dem Solenoid der Spulenhalterung 2 5 ein elektrisches Signal zugeleitet, um die von der Schlupfkupplung der Spulenhalterung 2 5 ausgeübte Reibungskraft zu verringern. Der Bandtransportmechanismus transportiert daher das Band von der Bandspule auf der Spulenhalterung 2 5 über die Bandantriebsachse 22 zur Aufwickelspule auf der Spulenhalterung 26. Die Drehgeschwindigkeit der Bandspule auf der Spulenhalterung 26 hängt von der jeweiligen Bandmenge (Bandwickeldurchmesser) auf den beiden. Spulen ab. Befindet sich sehr wenig Rand auf der Aufwickelspule, so muß diese mit oder annähernd mit ihrer maximalen Drehgeschwindigkeit laufen, so daß sie sich ,ilfjo mit im wesentlichen der /Leichen Geschwindigkeit dreht wie

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die Eingangswelle der Spulenhalterung 26. Die Schlupfkupplung Ube£ trägt daher die Antriebskraft im wesentlichen ohne Schlupf. Wenn dagegen die Bandspule auf der Spulenhalterung 26 nahezu voll ist, so dreht sich die Bandspule mit oder nahezu mit ihrer Minimalgeschwindigkeit, so daß die Schlupfkupplung der Spulenhalterung 26 mit maximalem Schlupf arbeitet.

Wenn die Schlupfkupplung der Spulenhalterung 25 ihre minimale Reibung aufweist, so läuft das Antriebszahnrad 23 der Spulenhalterung weiter in der ursprünglichen Richtung, d.h. im Uhrzeigersinn in der Zeichnung, obwohl die Bandspule und die Spindel der Spulenhalterung sich beim Abziehen des Bandes von der Spule durch die Bandantriebsachse 22 im Gegenuhrzeigersinn drehen. Der Bandtransportmechanismus hält daher das Band unter Spannung, wenn es nicht läuft, so daß der Bandlauf glatt und sehr rasch einsetzen kann, unmittelbar nachdem ein Signal für den Eandlauf in einer der beiden Richtungen gegeben ist, da die Kraft der Schlupfkupplung der jeweiligen Abwickelspule auf ein Minimum reduziert wird, das gerade noch ausreicht, um das Band beim Transport unter leichter Spannung zu halten.

Soll der Bandlauf gestoppt werden, so wird der Andrückrolle 2 8 ein elektrisches Signal zugeleitet, so daß die Andrückrolle vom Band zurückgefahren wird, und gleichzeitig mit diesem Signal wird die Spulenhalterung 2 5 mit einem Signal beaufschlagt, das ihre Schlupfkupplung auf maximale Reibungskraft umschaltet. Der Bandtransportmechanismus befindet sich dann in seinem Ausgangszustand, wo das Band von jeder Spule unter gleicher Spannung gehalten wird, mit Ausnahme der Trägheit der beiden Spulen. Kurze Zeit nach dem Stopsignal (z.B. ungefähr 10 Millisekunden nach diesem Signal) wird der Schlupfkupplung der Spulenhalterung 2 0 ein Sipnal zugeleitet, das die Reibungskraft dieser Schlupfkupplung auf ein Minimum herabsetzt, um die Bandbremsung durch Überwinden der Spulenträfrheit zu unterstützen. Dieses Signal kann das Solenoid der Schlupfkupplung der Spulenhalterung 26 ausreichend lange erregen, um das Band xu stoppen, wonach die Reibungskraft wieder auf ihren Maximalwert geschaltet wird, um das System wie im Ausgangszustand

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auszubalanzxeren, oder aber es kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, die auf die Spulendrehung in der Weise anspricht, daß sie die Schlupfkupplung der Spulenhalterung 26 wiedereinrückt, wenn· die Drehung der Spulen aufgehört hat.

Die Anordnung, durch die das Band unter Spannung gehalten wird, hilft ständig mit, Kontakt mit dem Magnetkopf oder den Magnet köpfen zu halten, und stellt außerdem sicher, daß eine etwaige Neigung, das Band mit mehr Kraft zu beaufschlagen, als für die erforderlichen Änderungen der Bandgeschwindigkeit erforderlich ist, minimalisiert wird.

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   ζ\\ Zweirichti
   lahme- und -wi<

   Zweirichtungs-Bandtransportmechanismus für ein Magnetbandaufnahme- und -wiedergabegerät mit einem Motor, mit zwei Bandspulenhalterungen, deren jede je eine Bandspule aufnimmt und auf diese über eine Schlupfkupplung Drehbewegung überträgt, und mit zwei Bandantriebsachsen, dadurch gekennz eichne t, daß die Bandspulenhalterungen (.2 5, 26) so mit dem Motor (12) gekoppelt sind, daß sie gleichzeitig in entsprechenden Drehrichtungen angetrieben werden, und daß beide Bandantriebsachsen (18, 22)

   mit dem Motor (12) so gekoppelt sind, daß sie gleichzeitig in den entsprechenden Drehrichtungen angetrieben werden, derart, daß das Band wahlweise in entweder der einen oder der anderen Laufrichtung mit Antriebskraft beaufschlagt wird.
2. 2. Bandtransportmechanismus nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24, 116, 126) zum Einstellen der durch die Schlupfkupplungen ausgeübten Reibungskraft in Abhängigkeit davon, welche der Bandantriebsachsen Antriebskraft auf das Band überträgt.
3. 3. Bandtransportmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (24, 116, 126) zum Einstellen der durch die Schlupf kupplungen ausgeübten Reibungskraft die von der Schlupfkupplung der Spulenhalterung (25 oder 26) für die jeweilige Abwickelspule ausgeübte Reibungskraft verringert und diese Reibungskraft im wesentlichen gleichzeitig mit dem Lösen der antreibenden Bandantriebsachse (18 bzw. 22) vom Band auf ihren Maximalwert erhöht, derart, daß diese Schlupfkupplung als Bremse wirkt.
4. 4. Bandtransportmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (24_} 116, 120) zum Einstellen der von den Schlupfkupplungen ausgeübten Reibungskraft die von der Schlupfkupplung der Spulenhalterung (25 oder 2 6) für die jeweilige Aufwickelspule ausgeübte Reibungskraft auf ein Minimum verringert, :;nchilem die antreibende Paiidantriebsach.se (2?

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   bzw. 18) vom Band gelöst ist, derart, daß die Bremswirkung der anderen Schlupfkupplung unterstützt wird.
5. 5. Bandtransportmechanismus nach einem der Ansprüche 2 bis 4* dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24, Il6, 126) zum Einstellen der von den Schlupfkupplungen ausgeübten Reibungskraft die von beiden Schlupfkupplungen ausgeübte Reibungskraft auf einen Maximalwert erhöht, wenn beide Bandantrieb^ achsen vom Eand gelöst sind. ■ ■ _t
6. 6. Bandtransportmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Bandantriebsachse (18, 22) eine frei drehbare Andrückrolle (27, 28) vorgesehen ist, die so bewegbar ist, daß sie bewirkt, daß das Band von der Bandantriebsachse erfaßt bzw. gelöst wird.
7. 7. Bandtransportmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen (13-1?, 19-21 bzw. 13-17, 19, 20, 23, 24) zwischen den Bandantriebsachsen (18, 22) und dem Motor (12) und zwischen den Spulenhalterungen (2 5, 26) und dem Motor (12) sämtlich mechanisch gekoppelt sind, derart, daß eine konstante Phasenbeziehung zwischen diesen Teilen erhalten bleibt. ^!
8. 8. Bandtransportmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen den I.andantriebsachsen (18, 22) und den Spulenhalterungen (25, 26) aus einem Räderwerk von miteinander kämmenden Zahnrädern (17, 19-21, 23, 24) bestehen.
9. 9. Bandtransportmechanismus nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern der Drehzahl des Motors (12) so einstellbar ist, daß der Motor auf mindestens zwei verschiedene Drehzahlen geschaltet werden kann.

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