DE2618544A1

DE2618544A1 - Verfahren und vorrichtung zur bandspannungserzeugung in einem magnetbandtransport nach dem kontaktwickelprinzip

Info

Publication number: DE2618544A1
Application number: DE19762618544
Authority: DE
Inventors: Donald L Burdorf
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-05-06
Filing date: 1976-04-28
Publication date: 1976-11-18
Also published as: FR2310298B1; JPS51136404A; US4018402A; DE2618544C2; AT351805B; NL7604738A; ATA328676A; FR2310298A1; JPS608540B2; GB1536441A

Description

BASF Aktiengesellschaft *

Unser Zeichen: O.Z. ^{31 36}° De/Gl 67OO Ludwigshafen, den 26.4.1976

Verfahren und Vorrichtung zur Bandspannungserzeugung in einem Magnetbandtransport nach dem Kontaktwickelprinzip

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bandspannungserzeugung in einem Magnetbandtransport nach dem Kontaktwickelprinzip, im wesentlichen bestehend aus Aufwickel- und Abwickelrollen sowie zumindest einer rotierenden Antriebsrolle für den gleichzeitigen Antrieb beider Rollen im Kontakt mit einem elastisch verformbaren Umfangsrand der Antriebsrolle, wobei die Antriebsrolle und die Aufwickel- und Abwickelrollen auf drehbaren Wellen gelagert und die Wellen der Rollen gegenüber der ortsfesten Welle der Antriebsrolle bewegbar angeordnet sind und die Andruckkräfte an den Kontaktstellen zwischen Aufwickel- und Abwickelrollen und der Antriebsrolle verschieden groß sind und eine Differenzkraft auftritt zur Erzeugung der Bandspannung im Bandabschnitt zwischen den Kontaktstellen.

Im allgemeinen erfordern Bandtransportsysteme, bei denen Abwickel- und Aufwickelrollen gleichzeitig durch Oberflächenkontakt zwischen einer Antriebsrolle und dem Umfangsrand beider Bandrollen angetrieben werden, das Vorhandensein einer Bandspannung im Bandabschnitt zwischen Abwickel- und Aufwickelrolle. Diese Bandspannung ermöglicht die Bildung eines auf einen flanschlosen Kern zu wickelnden Bandwickels, der seine Form auch ohne seitliche Abstützung beibehält und außerdem den hohen Geschwindigkeiten und starken Beschleunigungen bzw. Verzögerungen standhalten kann, die normalerweise bei Geräten dieser Art vorkommen.

Einige Bandtransportsysteme des eingangs erwähnten allgemeinen Typs erfordern außerdem eine konstante Bandspannung, um gleichmäßigen Kontakt zwischen Magnetkopf und Band zu erzielen und so die Abnahme eines flutterfreien Signals zu ermöglichen.

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Ein Beispiel einer derartigen Bandtransportvorrichtung ist in der deutschen Offenlegungsschrift DOS 2 436 008 beschrieben. Die Bandspannung in der dort beschriebenen Bandtransportvorrichtung wird fast vollständig durch Abbremsung der als Abwickelrolle dienenden Rolle erreicht.

Solche bekannten Bandtransportsysteme beruhen im allgemeinen beinahe ausschließlich auf dem Phänomen der differentiellen Verformung. Ein weiteres Beispiel für eine derartige Bandtransportvorrichtung ist in der US-Patentschrift 3 370 803 beschrieben. Durch Verwendung eines elastischen Materials am Antriebsrollenumfang und durch Anwendung einer höheren Andruckkraft zwischen Abwickelrolle und Antriebsrolle wird an den beiden Kontaktstellen eine Verformungsdifferenz des Antriebsrollenumfangs erreicht, der die Bandspannung im Bandabschnitt zwischen Abwickel- und Aufwickelrolle aufrechterhält.

Zum einen bilden sich in einem Bandtransportsystem, bei dem man nur das Prinzip der differentiellen Verformung benutzt, häufig Bandschleifen, insbesondere zwischen der Abwickelrolle und der Berührungszone zwischen Band und Antriebsrolle auf der Abwickelseite. Falls diese Schleifen nicht beseitigt werden, setzt der Bandtransport aus. Derartige Bandschleifen können beispielsweise dann vorkommen, wenn ein neuer Bandwickel, der noch nie durch den Bandtransport transportiert wurde, auf die Abwickelwelle aufgesetzt wird oder aber wenn eine Bandrolle vor ihrem Einsatz in dem Bandtransport langzeitig gelagert wurde und aus diesem Grunde "weich" geworden ist.

In derartigen Fällen wird die erforderliche Vorspannung des Bandes erst dann erreicht, wenn das Band den Bandtransport mehrere Male durchlaufen hat. Gerade in der Zeit vor Erzielung einer ausreichenden Bandspannung scheinen sich die oben erwähnten Schleifen zu bilden. Ein v/eiterer Nachteil eines

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Bandantriebssystems, bei dem man zur Erzeugung der Bandspannung allein das DifferentialVerformungsprinzip benutzt, ist darin zu sehen, daß ein derartiger Antrieb beträchtliche zyklische Schwankungen der Bandspannung aufweist, die auf einem "Schlag" sich drehender Teile beruhen. Jeder derartige "Schlag" der Antriebsrolle oder der Bandrollen und - ganz allgemein - bei "Satellitenanordnungen", der auf Toleranzen der Konzentrizität der Rollenkerne, der Bandwickel oder Lager usw. beruht, bewirkt eine Änderung der Radialkraft an den Kontaktstellen zwischen Antriebsrolle und den Satellitenbandrollen. Ebenso ergeben Abweichungen in der Härte des elastischen Materials des Antriebsrollenumfangrandes (Gummireifen) - die auf Herstellungstoleranzen, Abnutzung, Abflachungen usw. zurückzuführen sein mögen - Schwankungen in der Bandspannung und somit Plutterstörungen im abgetasteten Signal.

Wie bereits erwähnt, ist die Erzeugung einer stabilen Andruckkraft, die von beiden "Satellitenrollen" auf die Antriebsrolle ausgeübt wird, von größter Wichtigkeit für die Erzielung eines zuverlässigen Bandlaufs mit geringen Flutter-Störungen und kleinen Schwankungen der Bandspannung. Bandantrieb ssysteme, die auf dem oben erwähnten Prinzip der differentiellen Verformung beruhen, sind daher besonders empfindlich für jede Änderung der zwischen Antriebsrolle und den Bandrollen wirkenden Andruckkraft - aufgrund der Tatsache, daß in derartigen Antriebssystemen die Bandspannung durch die Differenz zwischen diesen an den beiden Kontaktstellen wirksamen Kräften erzeugt wird.

Die bereits erwähnte deutsche Patentanmeldung DOS 2 kj>6 008 gibt ein Bandtransportsystem an, bei dem schon teilweise oben erwähnte Nachteile durch Abbremsung der Abwickelrolle vermindert werden. Bei diesem System wird ein Paar in einer Rich tung wirkender Bremsen verwendet, und zwar eine auf jeder Welle, welche die Drehung der Antriebsrolle hemmen, wenn diese Rolle als Abwickelrolle fungiert, wohingegen sie bei Verwendung der Rolle als Aufwickelrolle eine freie Rotation gestatten.

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Die Kräfte, die die Abwickel- und Aufwickelrollen in Richtung auf die Antriebsrolle hin drängen, sind im wesentlichen gleich groß, um jede ins Gewicht fallende Verformungsdifferenz sowie die hierdurch verursachten, oben erwähnten Probleme zu vermeiden. Das Problem der Schleifenbildung, das bei losen Bandwickeln auftritt, ist hier im wesentlichen eliminiert, und dasselbe gilt für die "Sehlag"-Probleme. Die in einer Richtung wirkenden Bremsen arbeiten mit einer variablen Bremskennlinie, die am Punkt des Antriebskontaktes zwischen Abwickelrolle und Antriebsrolle ohne Rücksicht auf den Durchmesser der Abwickelrolle eine mehr oder weniger konstante Bremskraft erzeugt. Dieses Merkmal der variierenden Kraftbeaufschlagung ergibt ein nahezu konstantes Spannungsprofil in der hergestellten Aufwickelrolle.

Ein Nachteil des Systems, das nur auf der Abbremsung der Abwickelrolle zur Aufrechterhaltung df ν Bandspannung beruht, ist es jeoch, daß zum Antrieb einer Antriebsrolle, die ihrerseits eine abgebremste Abwickelrolle antreiben soll, mehr Energie erforderlich ist.

Wie man sieht, bringt der alleinige Verlaß auf eines der beiden spannungserzeugenden bzw. Spannung aufrechterhaltenden Mittel ernstliche Nachteile mit sich. Die Kombination beider Effekte kann die jeweiligen Nachteile bis zu einem gewissen Grad aufheben. Bekannte Anordnungen, bei denen beide Effekte kombiniert werden, haben jedoch entweder neue Nachteile mit sich gebracht oder aber die oben erwähnten Nachteile nur ungenügend beseitigt.

Im übrigen ist die Bremse eine Vorrichtung mit konstantem Drehmoment, die ein Anwachsen der Kraft bewirkt, welche zum Antrieb der Abwickelrolle an ihrer Peripherie erforderlich

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ist, wobei der Durchmesser dieser Abwickelrolle während des Bandtransportes abnimmt. Eine derartige Erhöhung der Antriebskraft kann einen Abfall der Geschwindigkeit der Antriebsrolle aufgrund der zunehmenden Belastung des Antriebsmotors ergeben. Bei Videobandaufnahme- und Wiedergabesystemen sind jedoch sogar geringfügige Bandgeschwindigkeiten höchst unerwünscht und müssen vermieden werden.

Ein Bandtransportsystem, bei dem ebenfalls in einer Richtung wirkende Bremsen zur Kompensation der sich ändernden Rollendurchmesser in Verbindung mit dem Prinzip der differentiellen Verformung verwendet v/erden, ist in der US-Patentschrift 3 482 800 beschrieben. Bei diesem System hemmen die Bremsen jedoch die Drehung der Abwickelrolle nur derartig, daß die Last des Antriebsrollenmotors konstant bleibt, um auch die Geschwindigkeit der Antriebsrolle trotz Änderung des Abwickelrollendurchmessers konstant zu halten. Mittels zusätzlicher Drehmomentmotoren wird die unterschiedliche Verformung, die den überwiegenden Beitrag für die Aufrechterhaltung der Bandspannung darstellt, erzeugt.

Dieses bekannte System überwindet zwar den Nachteil des mit der US-Patentschrift 3 638 880 angegebenen Systems. Da die Bremsen jedoch nicht in erster Linie die Erzeugung der Bandspannung, sondern vielmehr nur die Verlangsamung der Abwickelrollenrotation bewirken damit die Belastung des Antriebsrollenmotors konstant gehalten wird, während sich der Durchmesser der Abwickelrolle ändert, bleibt das Problem der Schlagstörungen von Bauteilen und ihre Auswirkungen auf die Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung mittels differentieller Verformung auch ungelöst.

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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Bandtransporteinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche die oben erwähnten Nachteile vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die 'Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs erläuterten Art durch die Verfahrensschritte Abbremsen der Drehung der Abwickelrolle zur Erzeugung einer ersten Bandspannungskomponente und gleichzeitig Herstellen der Differenzkraft durch Einstellen einer größeren Andruckkraft zwischen der Aufwickelrolle und der Antriebsrolle als zwischen der Abwickelrolle und der Antriebsrolle, wodurch eine Verformungsdifferenz im Umfangsrand der Antriebsrolle erzeugt wird, die ihrerseits eine zweite Bandspannungskomponente im Bandabschnitt hervorruft,

wobei die ersten und zweiten Bandspannungskomponenten in einem solchen Verhältnis eingestellt werden, daß die im Bandabschnitt erzeugte Bandspannung ständig konstant gehalten wird, gelöst.

Weitere erfindungsgemäße Verfahrensausgestaltungen sind in den Patentansprüchen angegeben und sind in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert.

Eine Vorrichtung zur Durchführung der genannten erfindungsgemäßen Verfahrensmaßnahmen ist in einem Magnetbandtransport nach dem Kontaktwickelprinzip, im wesentlichen bestehend aus Aufwickel- und Abwickelrollen sowie zumindest einer rotierenden Antriebsrolle für den gleichzeitigen Antrieb beider Rollen im Kontakt mit einem elastisch verformbaren Umfangsrand der Antriebsrolle, wobei die Antriebsrolle und die Aufwickel- und Abwickelrollen auf drehbaren Wellen gelagert und die Wellen der Rollen gegenüber der ortsfesten Welle der Antriebsrolle bewegbar angeordnet sind und die Andruckkräfte an den

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Kontaktstellen zwischen Aufwickel- und Abwickelrollen und der Antriebsrolle verschieden groß sind und eine Differenzkraft auftritt zur Erzeugung der Bandspannung im Bandabschnitt zwischen den Kontaktstellen, erfindungsgemäß gelöst durch Bremsen, die an jeder der Wellen für die Aufwickel- und Abwickelrolle angeordnet sind und die nur in der Drehrichtung des Abwickeins auf die Welle der jeweiligen Abwickelrolle wirksam ist, wobei die Bremsen zur Erzeugung der ersten Bandspannungskomponente im Bandabschnitt dienen und Andruckkrafterzeugungseinrichtungen, die an jeder der Wellen vorgesehen sind und die die Andruckkraft zwischen den Rollen und der Antriebsrolle hervorrufen, wobei die Andruckkrafterzeugungseinrichtungen abhängig von den jeweiligen Drehrichtungen der Wellen jeweils zwischen der Aufwickelrolle und der Antriebsrolle die größere Andruckkraft hervorrufen als zwischen der Abwickelrolle und der Antriebsrolle. Damit wird es überraschenderweise auch möglich, Schwankungen der differentiellen Verformung am Umfang der Antriebsrolle, die durch die sich ändernden Rollendurchmesser hervorgerufen werden, zu kompensieren. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß unter derartigen Bedingungen mit der Veränderung des Bandrollendurchmessers auch eine Änderung der Verformung am Umfangsrand der Antriebsrolle eintritt. Versuche hierzu haben das unvorhersehbare Ergebnis geliefert, daß bei gleichbleibender Andruckkraft eine größere Bandrolle eine geringere Verformung an der Antriebsrolle bewirkt als eine kleinere. Mit der Änderung der Verformung ändert sich auch die durch dieselbe erzeugte Bandspannung. Um eine konstante Bandspannung zu bewahren, müssen daher nicht konstante, sondern variierende Andruckkräfte dazu verwandt werden, die Abwickel- und Aufwickelrollen gegen die Antriebsrolle zu drücken.

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Die erfindungsgemäße Bandtransporteinrichtung ist im wesentlichen ebenso ausgebildet wie in der deutschen Offenlegungsschrift DOS 2 436 008 beschrieben. Die Probleme, Wirkungsweisen und technische Lösungen der Erfindung sollen im folgenden zusammengefaßt und erläutert werden anhand eines solchen bekannten Transports. Die Ab- und Aufwickelrollen sind drehbar auf z.B. gleitend gelagerten Schlitten angebracht. Die zwischen den beiden Schlitten vorgesehenen Federn bewirken gemeinsam eine Kraft, welche die Rollen in Richtung zur Antriebsrolle hin zieht. Im Gegensatz zu den auf die Wellen wirkenden Bremsen der DOS 2 436 008 dienen die Brems-/ Andruckkraftsysteme an jeder der beiden Wellen hier zwei verschiedenen Zwecken, ber Bremseffekt der Brems-/Andruckkraft er zeugungs systeme wirkt nur in einer Richtung, so daß nur die Drehung derjenigen Wellen gehemmt wird, die die jeweilige Abwickelrolle trägt. Die Bremskraft nimmt mit dem Durchmesser des Bandwickels der Abwickelrolle ab, damit die Kraft aufrechterhalten wird, die nötig ist, um die Rolle mit praktisch konstanter Geschwindigkeit anzutreiben. Wie bereits erklärt wurde, erleichtert diese konstante Antriebskraft den Betrieb der Antriebsrolle mit gleichförmiger Drehzahl und trägt auch dazu bei, mit Hilfe der Bremswirkung eine nahezu konstante Bandspannungskomponente zu erzeugen. Im Gegensatz zu den in der DOS 2 436 008 beschriebenen Bremsen erzeugen die Brems-/Andruckkrafterzeugungssysteme der vorliegenden Erfindung eine einseitig in Richtung zur Antriebsrolle hin wirkende Andruckkraft, welche die oben erwähnten, gemeinsam wirkenden Federkräfte ergänzt. Die Brems-ZAndruckkrafterzeugungssysteme sind derart ausgelegt, daß die an der Aufwickelwelle angebrachte Einheit eine wesentlich größere, zur Antriebsrolle hin gerichtete Kraft erzeugt als die an der Abwickelwelle angeordnete Einheit. Die einseitig in Richtung zur Antriebsrolle wirkende Kraft nimmt mit dem Durchmesser der Aufwickelrolle ab, und dies trägt dazu bei, einen Ausgleich

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für den Wechsel in der Verformung des Umfangrandes der Antriebsrolle zu schaffen, der durch die Änderung der Bandrollendurchmesser hervorgerufen wird. Das Resultat ist eine wesentlich gleichförmigere differentielle Verformung der Antriebsrollenperipherie als eine allein durch differentielle Andruckkräfte erzeugte Verformung.

Zur weiteren Verringerung der Antriebsrollenverformung infolge der Änderung der Rollendurchmesser kann auch eine Antriebsrolle der Art verwendet werden, wie sie in der DOS 2 436 008 angegeben ist. Der Einfluß des sich ändernden Bandrollendurchmessers wird hierbei weiterhin durch die Verwendung einer Antriebsrolle gemindert, deren Umfangsrand trotz ihrer radialen Verformung, welche die Beeinflussung der Bandspannung nach dem Prinzip der differentieIlen Verformung ermöglicht - in Umfangsrichtung eine genügende Steifigkeit aufweist, um den Verformungsunterschied abzuschwächen, der sich sonst aufgrund der sich verändernden Bandrollendurchmesser ergeben würde.

Weitere Einzelheiten erfindungsgemäßer Vorrichtungen sind in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels enthalten. In der Zeichnung ist dargestellt in

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bandtransporteinrichtung.

Fig. 2 zeigt die Bandtransporteinrichtung der Fig. 1 von unten sowie die Anordnung der Bremsvorrichtungen.

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung einer der Brems-/ Andruckkrafterzeugungseinrichtungen.

Fig. 4 zeigt verschiedene Alternativausführungen der Brems-/ AndruckkrafterZeugungseinrichtungen.

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Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Antriebsrolle.

In Fig. 1 und 2 ist die Antriebsrolle 1 drehbar auf der Grundplatte 2 gelagert und kann vom Motor 3 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn angetrieben werden. Die Schlitten 4 und 5 sind gleitend auf der Grundplatte 2 montiert, um eine nahezu reibungslose, geradlinige Bewegung in Richtung auf die Antriebsrolle 1 und von dieser weg zu gestatten. Die Wellen 6 und 7 sind drehbar auf den Schlitten 4 bzw. 5 gelagert. Die Rollenkerne 8 und 9 sind mit aufgewickelten Bandrollen 10 und 11 abgebildet. Ein Bandabschnitt 12 erstreckt sich von der Bandrolle 10 um die Bandführung 13 herum und am Magnetkopf 14 vorbei bis zur Bandrolle 11. Aufgrund der Andruckkräfte zwischen den Bandrollen und der Bandantriebsrolle, die in erster Linie mittels der Federn 15 erzeugt werden, ist es möglich, die Bandwickel durch Kontaktdruck ihres Umfangrandes mit dem Rand der Antriebsrolle anzutreiben. Das Band 12 wird in der Zeichnung von links nach rechts transportiert, wenn die Antriebsrolle 1 im Uhrzeigersinn rotiert und ihrerseits die Bandrollen 10 und 11 durch das Ineingriffkommen mit ihren Umfangsrändern entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn antreibt. Der Bandtransport von rechts nach links wird durch den Antrieb der Antriebsrolle 1 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn erreicht.

Fig. 2 zeigt die spiegelbildliche Anordnung des Brems-/Andruckkraftsystems. Bremsbänder 16 und 17, die an der Grundplatte 2 befestigt sind, sind um die Bremstrommeln 18, 19 an den Wellen 6, 7 herumgelegt und an den Enden der Federn 20 bzw. 21 befestigt. Die Federn 20, 21 sind ihrerseits an Bügeln 22, 23 befestigt, die von den beweglichen Schlitten 4, 5 ausgehen.

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Die Spannung der Federn 20 und 21 hängt von der Größe der jeweiligen Bandrollendurchmesser ab. Eine große Bandrolle vergrößert die Länge der Feder gegenüber der Länge, die die Feder bei einer kleinen Bandrolle aufweist, um die Strecke, welche der Schlitten aus seiner Lage bei einer kleinen Rolle bis zum Erreichen seiner Lage bei einer großen Rolle zurücklegt. Die Größe der Spannung läßt sich mathematisch folgendermaßen ausdrücken: t =t +K^x₉ worin t die Spannung der Feder, t die Vorspannung der Feder in einer Lage des Schlittens, die einem kleinen Rollendurchmesser entspricht (im folgenden als "Kleinrollenlage" bezeichnet), K die Federkonstante und Ax die Strecke ist, die der Schlitten von seiner Kleinrollen- ab bis zu seiner Großrollenlage durchläuft.

Nur in einer Richtung wirkende Kupplungen (in der Zeichnung nicht dargestellt) zwischen Welle 6 und Bremstrommel 18 bzw. zwischen Welle 7 und Bremstrommel 19 gestatten jeder der Wellen, eine von ihrer Trommel unbehinderte Drehbewegung auszuführen, während die mit dieser Welle verbundene Bandrolle als Aufwickelrolle dient. Solange dies der Fall ist, steht die mit der aufzuwickelnden Bandrolle zusammenwirkende Bremstrommel aufgrund der Wirkung des Bremsbandes still, und die Federspannung wird im wesentlichen unverändert zum grundplattenseitigen Ende des Bremsbandes hin übertragen. Das Vorhandensein der Spannung zwischen der Grundplatte 2 und dem Schlitten ruft eine ergänzende Andruckkraft hervor, welche die Aufwickelrolle in Richtung auf die Antriebsrolle zubewegt, wobei diese Kraft der Spannung der Bremsbandfeder entspricht.

Arbeitet eine Bandrolle andererseits als Abwickelrolle, so bewirkt, die mit ihr verbundene Kupplung die gleichzeitige Drehung von Trommel und Welle. Infolge des Reibungskontaktes

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zwischen dem gespannten Bremsband und der sich drehenden Trommel ist die der Drehung entgegenwirkende Kraft nicht nur bestrebt, die als Abwickelrolle wirkende Bandrolle zu bremsen, sondern vermindert auch die Spannung an dem mit der Grundplatte 2 verbundenen Bandende. Während somit die am Grundplattenende des Bremsbandes herrschende Spannung im wesentlichen gleich der Pederspannung ist, wenn die entsprechende Bandrolle als Aufwickelrolle arbeitet, ist diese Spannung am grundplattenseitigen Ende des Bremsbandes wesentlich geringer als die Pederspannung bei einer als Abwickelrolle wirkenden Bandrolle. Bei gleichen Durchmessern der Abwickel- und der Aufwickelrollen wird die Aufwickelrolle daher mit größerer Kraft an die Antriebsrolle gedrückt als die Abwickelrolle. Dieses Kräftedifferential erzeugt jene differentielle Verformung der Antriebsrolle, die die erste der Bandspannungskomponenten ergibt. Wie bereits erwähnt, wird die zweite Bandspannungskomponente direkt durch die Abbremsung der Abwickelrolle erzeugt.

Wenn sich die Bandrollendurchmesser verändern, ändern sich auch die Werte der Brems- und Andruckkräfte derart, daß die Verformung der Antriebsrolle sowie die Kraft, die zum Antrieb der Abwickelrolle erforderlich ist, nahezu konstant gehalten werden. Diese Maßnahmen stellen eine wichtige erfindungsgemäße Erkenntnis dar. So ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 370 8O4 ein Andruckkrafterzeugungssystem beschrieben, bei dem um beide die Bandrollen tragenden Wellen geschlungene Bänder ausdrücklich zu dem Zweck verwendet werden, um die Wellen in Richtung zur Antriebsrolle hin bzw. von ihr weg zu ziehen, je nachdem, ob die betreffende Welle die Aufwickel- oder die Abwickelrolle trägt. Bei dem in dieser US-Patentschrift beschriebenen Andruckkrafterzeugungssystem fehlen jedoch verschiedene wichtige Merkmale der Maßnahmen der vorliegenden Erfindung. Ganz abgesehen davon, daß hier keine Bremstrommel zur Erzeugung entsprechend großer Brems-

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kräfte vorgesehen ist, besitzen die Wellen sogar Querschnittsverminderungen, um den Bremseffekt zu reduzieren. Außerdem fehlt bei der bekannten Vorrichtung das Merkmal der nur in einer Richtung wirkenden Kraft, aufgrund deren die Bremswirkung an der Welle der Aufwickelrolle vollkommen aufgehoben wird. Worauf es jedoch am meisten ankommt, ist die Tatsache, daß weder der Spannkraft- noch der Bremseffekt, soweit diese Effekte überhaupt vorhanden sind, sich mit dem Rollendurchmesser ändern.

Bei dem vorliegenden Brems-/Andruckkrafterzeugungssystem lassen sich die jeweiligen Beiträge und Anderungsgeschwindigkeiten der Brems- und Andruckkrafteffekte durch die Verlegung der Befestigungspunkte der grundplattenseitigen Bandenden bzw. deren Federn oder aber durch beide Maßnahmen einstellen. Fig. 4a zeigt Alternativ-Befestigungspunkte für die grundplattenseitigen Bandenden, um die bei einem gegebenen Bremswert zur Wirkung gelangende einseitige, verschiebende Spannkraft zu reduzieren. Werden die Bänder beispielsweise statt an den Punkten A an den Punkten B befestigt, so ist die Zugrichtung der Bremsbänder nicht mehr parallel zur Schlittenbewegung wie in Figuren 1 bis 3· Die einseitig wirkende Spannkraft, welche die Schlitten in Richtung zur Antriebsrolle hinbewegt, ist nicht mehr lediglich gleich der Spannung in den grundplattenseitigen Enden der Bänder, sondern entspricht jetzt nur mehr der Bandspannungskomponente, die Andruckkraft ist vermindert, die immer noch in Richtung der Schlittenbewegung zur Wirkung kommt, also t.cos o_t wobei t. die Spannung am grundplattenseitigen Bandende und 6 den vom Band und der Richtung der Schlittenbewegung eingeschlossenen Winkel darstellen. Ein ähnliches Resultat ergäbe sich bei Befestigung der Bänder in den Punkten C.

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Die Verlegung der Bandbefestigungspunkte beeinflußt auch die Änderungsgeschwindigkeit der einseitigen Andruckkraftbeaufschlagung und der Bremsung. Die Spannung der Feder läßt sich durch die Formel t_ = f. + K^\y ausdrücken, wobei JS.y der ■ Betrag ist, um den die Feder gestreckt wird, wenn der mit ihr verbundene Schlitten sich aus der dem kleinen Rollendurchmesser entsprechenden Lage wegbewegt. Eine geometrische Betrachtung ergibt folgende Gleichung:

Ay= J (ab)² + (X + AX)² - y(ab)² + X².

ist daher nicht einfach gleich Δ X wie in Figuren 1 bis 3, bei denen 6 gleich 0 ist, sondern die Geschwindigkeit der sich aus Durchmesseränderungen ergebenden Änderungen der einseitigen Andruckkraftbeaufschlagung und der Bremsung ist hier reduziert.

Fig. 4b zeigt eine Bandanordnung, welche die einseitige Andruckkraftbeaufschlagung bei einer gegebenen Bremskraft verstärkt. Hier ist sowohl das grundplattenseitige Bandende als auch die Feder an der Grundplatte 2 befestigt, und die in Richtung zur Antriebsrolle wirkende Kraftkomponente wächst dadurch, daß die Federspannung sowohl zur Erhöhung dieser einseitigen Andruckkraft als auch zur Erhöhung der Zugspannung am grundplattenseitigen Bandende beiträgt. Bedeutsam ist bei dieser Anordnung auch, daß die Geschwindigkeit, mit der sich der Bremseffekt bzw. der Andruckkrafteffekt ändert, effektiv verdoppelt wird, da sich die Zugspannung der Feder entsprechend der Gleichung f_ = f _ + ΖκΔχ und nicht wie im Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 bis 3 entsprechend der Gleichung ändert.

Zweifellos können die Befestigungspunkte der grundplattenseitigen Bandenden und der Feder in dem in Fig. 4b gezeigten Ausführungsbeispiel ähnlich wie bei dem in Fig. 4a gezeigten

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Beispiel verlegt werden, um den relativen Einfluß auf den Brems- bzw. Spannkrafteffekt noch weiter einzustellen.

Um bei der verbesserten Bandtransporteinrichtung die Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Bandspannung im Bandabschnitt zwischen Abwickel- und Aufwickelrollen noch weiter zu fördern, kann eine Antriebsrolle Verwendung finden, die spezifische Merkmale aufweist. Das von dieser Antriebsrolle zu erfüllende Kriterium ist eine minimale Verformungsänderung für eine konstante Andruckkraft bei sich ändernden Bandrollendurchmessern.

Die zur Erfüllung dieses Kriteriums nötigen physikalischen Eigenschaften sind Nachgiebigkeit in Radialrichtung und Steifigkeit in Umfangsrichtung. Die radiale Nachgiebigkeit ermöglicht die erwünschte Lokalbeschleunigung der Antriebsrollenperipherie, während die Steifigkeit in Umfangsrichtung die Änderung einer derartigen Beschleunigung, soweit sie sich aus der Berührung der Antriebsrolle mit einer Bandrolle wechselnden Durchmessers ergibt, auf ein Mindestmaß reduziert.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Antriebsrolle, welche die gewünschten Eigenschaften aufweist. Die Antriebsrolle besteht aus einem starren inneren Rollenkern 24, dessen Peripherie mit einem 1 mm dicken elastischen Gummibelag 25 versehen ist, der noch vier oder fünf etwa 6,um (Mikrometer) starke, aus Mylar bestehendes Klebeband 26 bestehende Lagen (Gürtel) aufweist. (Mylar ist ein für die Firma DuPont, USA eingetragenes Warenzeichen.) Mit der bereits erwähnten deutschen Offenlegungsschrift DOS 2 435 008 ist eine besondere Antriebsrollenkonstruktion beschrieben, bei der entweder überhaupt kein oder doch nur ein vernachlässigbarer Gummibelag um einen starren inneren Rollenkern gelegt ist, um den Frequenzgang der Bandtransporteinrichtung zu verbessern. Erst mit der vorliegenden Erfindung wird überraschenderweise gefunden,

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daß die Mylar -Schichten den oben erwähnten wichtigen weiteren Vorteil einer Verminderung der auf der Änderung des Bandrollendurchmessers beruhenden, von den älteren elastischen Antriebsrollen her bekannten Verformung mit sich bringen.

Tests, in denen eine Bandtransporteinrichtung verwendet wurde, die entweder nur mit den veränderlichen Brems-/Andruckkrafterzeugungsvorrichtungen oder zusätzlich in Verbindung mit der hier beschriebenen Antriebsrolle ausgestattet waren, ergaben eine wesentlich gleichförmigere Bandspannung als diejenige, die mit bekannten Systemen erreichbar war, wobei die zahlreichen, eingangs erläuterten Nachteile vermieden wurden.

Aus der obigen ausführlichen Beschreibung lassen sich zahlreiche Modifikationen oder Abweichungen herleiten, die jedoch dem Sinn und Umfang der folgenden Patentansprüche entsprechen. So ist etwa im Ausführungsbeispiel der Fig. 5a eine Antriebsrolle gezeigt, die von fünf Lagen umgeben ist. Selbstverständlich darf diese Anzahl von Klebebandlagen nicht im beschränkenden Sinne aufgefaßt werden. Zufriedenstellende Resultate wurden beispielsweise auch mit Antriebsrollen erzielt, die mit mehr als fünf Lagen, z.B. mit zehn Lagen, versehen waren.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zur Bandspannungserzeugung in einem Magnetbandtransport nach dem Kontaktwicke!prinzip, im wesentlichen bestehend aus Aufwickel- und Abwickelrollen sowie zumindest einer rotierenden Antriebsrolle für den gleichzeitigen Antrieb beider Rollen im Kontakt mit einem elastisch verformbaren Umfangsrand der Antriebsrolle, wobei die Antriebsrolle und die Aufwickel- und Abwickelrollen auf drehbaren Wellen gelagert und die Wellen der Rollen gegenüber der ortsfesten Welle der Antriebsrolle bewegbar angeordnet sind und die Andruckkräfte an den Kontaktstellen zwischen Aufwickel- und Abwickelrollen und der Antriebsrolle verschieden groß sind und eine Differenzkraft auftritt zur Erzeugung der Bandspannung im Bandabschnitt zwischen den Kontaktstellen, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte Abbremsen der Drehung der Abwickelrolle zur Erzeugung einer ersten Bandspannungskomponente und gleichzeitig Herstellen der Differenzkraft durch Einstellen einer größeren Andruckkraft zwischen der Aufwickelrolle und der Antriebsrolle als zwischen der Abwickelrolle und der Antriebsrolle,

wodurch eine Verformungsdifferenz im Umfangsrand der Antriebsrolle erzeugt wird, die ihrerseits eine zweite Bandspannungskomponente im Bandabschnitt hervorruft, wobei die ersten und zweiten Bandspannungskomponenten in einem solchen Verhältnis eingestellt werden, daß die im Bandabschnitt erzeugte Bandspannung ständig konstant gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der ersten Spannungskomponente zumindest gleich der Größe der zweiten Spannungskomponente eingestellt wird.

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3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Größe der auf die Abwickelrolle wirkenden Bremskraft eingestellt wird, daß sie im wesentlichen direkt proportional zur Verringerung des Durchmessers der Abwickelrolle abnimmt, wodurch die Kraft zum Antrieb des Umfangs der Abwickelrolle im wesentlichen konstant bleibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Differenzkraft mit den Durchmesseränderungen der Abwickel- und Aufwickelrollen variiert wird, wodurch die Verformungsdifferenz des Umfangrandes der Antriebsrolle während des Bandlaufs konstant gehalten wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2-4 in einem Magnetbandtransport nach dem Kontaktwickelprinzip, im wesentlichen bestehend aus Aufwickel- und Abwickelrolle sowie zumindest einer rotierenden Antriebsrolle für den gleichzeitigen Antrieb beider Rollen im Kontakt mit einem elastisch verformbaren Umfangsrand der Antriebsrolle, wobei die Antriebsrolle und die Aufwickel- und Abwickelrollen auf drehbaren Wellen gelagert und die Wellen der Rollen gegenüber der ortsfesten Welle der Antriebsrolle bewegbar angeordnet sind und die Andruckkräfte an den Kontaktstellen zwischen Aufwickel- und Abwickelrollen und der Antriebsrolle verschieden groß sind und eine Differenzkraft auftritt zur Erzeugung der Bandspannung im Bandabschnitt zwischen den Kontaktstellen, gekennzeichnet durch Bremsen, die an jeder der Wellen für die Aufwickel- und Abwickelrolle angeordnet sind und die nur in der Drehrichtung des Abwickeins auf die Welle der jeweiligen Abwickelrolle wirksam ist, wobei die Bremsen zur Erzeugung der ersten Bandspannungskomponente im Bandabschnitt dienen und Andruckkrafterzeugungsein-

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richtungen, die an jeder der Wellen vorgesehen sind und die die Andruckkraft zwischen den Rollen und der Antriebsrolle hervorrufen, wobei die Andruckkrafterzeugungseinrichtungen abhängig von der jeweiligen Drehrichtungen der Wellen jeweils zwischen der Aufwickelrolle und der Antriebsrolle die größere Andruckkraft hervorrufen als zwischen der Abwickelrolle und der Antriebsrolle.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsen eine derartig veränderliche Bremscharakteristik besitzen, daß die zum Antrieb der Abwickelrolle notwendige Andruckkraft am Umfang der Abwickelrolle während ihrer Durchmesserabnahme beim Bandlauf konstant ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede AndruckkrafterZeugungseinrichtung eine derartig veränderliche Andruckkraft hervorrufen, daß die Verformungsdifferenz des Antriebsrollenumfangs an den Kontaktstellen mit den Rollen auf einem etwa konstanten Wert bleibt bei Durchmesseränderungen der Rollen während des Bandlaufs.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 und einem oder beiden der Ansprüche 6 und 7> gekennzeichnet durch die Verwendung einer Antriebsrolle im Bandtransport mit einem Umfangsrand, der sich in radialer Richtung nachgiebig und in Umfangsrichtung unnachgiebig verhält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrolle aus einem unnachgiebigen Rollenkern mit einer elastischen Gummiauflage außen am Umfang besteht und eine weitere Auflage aus Polyäthylenterephthalatfolie aufweist.

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10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5-9» dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsen und Andruckkrafterzeugungseinrichtungen jeweils eine Einheit bilden an jeder der zwei Wellen der Bandrollen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brems- und Andruckkrafterzeugungseinrichtung folgende Teile umfaßt:

eine Bremstrommel, die koaxial um die Welle angeordnet ist, ein Bremsband mit zwei Endstücken, wovon das erste Endstück an einer Zugfeder befestigt ist, die ihrerseits mit dem beweglich gelagerten Träger der zugeordneten Welle verbunden ist und wovon das zweite Endstück direkt mit dem Chassis des Bandtransports verbunden ist, und wobei das Bremsband selbst um die Bremstrommel herumgelegt in Reibkontakt damit steht, wodurch eine Bewegung der Welle in Richtung weg von der Antriebsrolle bewirkt, daß die Länge des Bremsbandes und somit die Zugspannung in der Zugfeder vergrößert wird um einen kleineren oder gleichen Betrag als dem Weg der Bewegung der Welle von der Antriebsrolle weg entspricht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Zugfeder am Chassis des Bandtransports befestigt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Brems- und Andruckkrafterzeugungseinrichtungen eine in einer Richtung wirkende Kupplung umfaßt, die zwischen der Bremstrommel und der Welle angeordnet ist, so daß die Welle zwar in einer Richtung unabhängig von der Bremstrommel, in der Gegenrichtung jedoch nur gemeinsam mit der Bremstrommel rotieren kann.

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- 21 - O.Z. 31
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung, in der die Kupplung eine freie Rotation der Welle gestattet, die Drehrichtung der Welle ist, in der die Bandrolle als Aufwicke!rolle dient.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis l4, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil des zweiten Bremsbandendstücks zwischen Bremstrommel und Chassis im wesentlichen parallel zum Bewegungsweg der zugeordneten Welle zur und von der Antriebsrolle angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis l4, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil des zweiten Bremsbandendstücks zwischen Bremstrommel und Chassis mit der Bewegungsrichtung der zugeordneten Welle zur und von der Antriebsrolle einen Winkel einschließt.

. BASF Aktiengesellschaft

Zeichn.

60984 7/0678