DE29512342U1 - Wickelkern zum Aufwickeln von Magnetbändern - Google Patents
Wickelkern zum Aufwickeln von MagnetbändernInfo
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Description
BASF Magnetics GmbH l O.Z. 0078/6227
Wickelkern zum Aufwickeln von Magnetbändern Beschreibung
Die Neuerung betrifft einen hohlylindrischen Wickelkern zum Aufwickeln von bahn- oder
bandförmigen magnetischen Aufzeichnungsträgern größerer Länge.
Magnetische Aufzeichnungsträger der oben genannten gattungsmäßigen Art bestehen
im allgemeinen aus einem flexiblen Trägermaterial, beispielsweise Polyethylenterephthalat
oder Polyethylennaphthalat oder ähnlichem mit einer Breite von 60 -120 cm und
mit einer Dicke zwischen 5 pm bis etwa 100 pm sowie einer oder mehreren darauf aufgetragenen
magnetischen Dispersionen, welche eine Dicke von unter 1 pm bis 20 pm
haben können. Gegebenenfalls befindet sich zwischen dem Schichtträger und der untersten
Magnetschicht noch eine Haftschicht und auf der Magnetschicht noch eine Verschleiß-Schutzschicht.
Unmittelbar nach der Herstellung der so beschriebenen magnetischen Aufzeichnungsträger in konventionellen Beschichtungsmaschinen wird die Magnetbahn
nach Durchlaufen verschiedener Bearbeitungsstrecken wie Ausrichten der magnetischen Teilchen, Trocknen und gegebenenfalls Verdichten durch Kalandrieren
auf Wickelkernen in zum Teil beträchtlichen Längen von mehr als 5000 m aufgewickelt.
Dabei muß der Wickelzug genügend groß sein, um beim Aufwickeln das Einschleppen
von Luft beziehungsweise das Verschwimmen der aufgewickelten Wickellagen zu vermeiden;
andererseits darf der Wickelzug einen Maximalwert nicht überschreiten, da sonst der magnetische Aufzeichnungsträger beispielsweise durch Verkratzen oder
Überdehnen beschädigt und dadurch unbrauchbar wird.
Das gleiche gilt beim Aufwickeln der auf Gebrauchsbreite, beispielsweise auf Halbzoll
(1,27 cm), 2-ZoIi (5,08 cm) oder 3,81 mm iängsgetrennten magnetischen Aufzeichnungsträger,
welche anschließend.auf ungefähr gleich breite Wickelkerne aufgewickelt werden.
Auch hierbei ist, besonders beim Aufwickeln größerer Längen, ein gewisser Bandzug
erforderlich, damit nicht beim Transport die Wickelrollen (sogenannte Pancakes) auseinanderfallen oder die Lagen gegenseitig verschoben werden. Im allgemeinen beträgt
der Wickeizug je nach Wickelvorrichtung sowie nach Anforderung an den hergestellten
magnetischen Aufzeichnungsträger zwischen 0,5 bis 2 Newton pro Zentimeter Breite des Aufzeichnungsträgers.
BASF Magnetics GmbH 2 O.Z. 0078/6227
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche zylindrische Wickelkerne, welche zur Aufwicklung
von Aufzeichnungsträgern verwendet werden, beschrieben. Das Deutsche
Gebrauchsmuster 81 37 367 beschreibt ein Papierrohr zum Aufwickeln von Magnetbändern, dessen Querschnitt die Form eines Trapezoids oder Parallelogramms hat und spiralförmig gewickelt ist. Die resultierende Oberfläche wird geschliffen und gefärbt und besitzt eine extrem gute Oberflächenglätte. Aus der WO 90/11 957 ist ein Wickelkern für deformierbares Material bekannt, bestehend aus einem starren zylindrischen Mantel mit einem Überzug aus deformierbarem Material, um Ab-drücke im aufgewickelten Aufzeichnungsträger zu vermeiden. Die DE-C 35 12 919 be-schreibt einen Wickelkern zum Aufwickeln von Magnetbandbahnen, wobei die Ober-fläche des Wickelkörpers mit Magnetgummi in einer bestimmten Magnetisierungsrichtung belegt ist, um die Bahn faltenfrei anzuziehen und aufzuwickeln. Aus dem US-Patent 4 832 276 ist ein zweischichtiger hohlzylindrischer Wickelkern bekannt, bestehend aus einem starren Innenzylinder und einer kompressiblen Außenhülse, welche miteinander verbunden sind. Eiin ähnlich aufgebauter Wickelkern ist in der EP-A 0 613 849 sowie der DE-A 36 10 557 beschrieben.
Gebrauchsmuster 81 37 367 beschreibt ein Papierrohr zum Aufwickeln von Magnetbändern, dessen Querschnitt die Form eines Trapezoids oder Parallelogramms hat und spiralförmig gewickelt ist. Die resultierende Oberfläche wird geschliffen und gefärbt und besitzt eine extrem gute Oberflächenglätte. Aus der WO 90/11 957 ist ein Wickelkern für deformierbares Material bekannt, bestehend aus einem starren zylindrischen Mantel mit einem Überzug aus deformierbarem Material, um Ab-drücke im aufgewickelten Aufzeichnungsträger zu vermeiden. Die DE-C 35 12 919 be-schreibt einen Wickelkern zum Aufwickeln von Magnetbandbahnen, wobei die Ober-fläche des Wickelkörpers mit Magnetgummi in einer bestimmten Magnetisierungsrichtung belegt ist, um die Bahn faltenfrei anzuziehen und aufzuwickeln. Aus dem US-Patent 4 832 276 ist ein zweischichtiger hohlzylindrischer Wickelkern bekannt, bestehend aus einem starren Innenzylinder und einer kompressiblen Außenhülse, welche miteinander verbunden sind. Eiin ähnlich aufgebauter Wickelkern ist in der EP-A 0 613 849 sowie der DE-A 36 10 557 beschrieben.
Der zitierte Stand der Technik weist also im wesentlichen in die Richtung, daß Aufzeichnungsträger,
insbesondere auch Magnetbänder, auf kompressible Kerne oder Wickelkerne
mit flexibler Oberfläche aufgewickelt werden, um Bahnbeschädigungen zu ver-
meiden. Andererseits haben Untersuchungen der Anmelderin gezeigt, daß beim Aufwickeln
größerer Längen auf Wickelkernen, welche eine Stauchung von mehr als 0,3 %
ihres Durchmessers erleiden, der so aufgewickelte magnetische Aufzeichnungsträger in
der Nähe seines Bahnanfanges, das heißt in Kernnähe, einen intolerabel hohen Skew-Fehler
aufweist. Skew-Fehler werden verursacht durch eine durch Dehnung oder Siauchung
bewirkte Längenänderung des magnetischen Aufzeichnungsträgers. Wie aus der DE-A 38 23 688 der gleichen Anmelderin hervorgeht, bewirken solche Skew-Fehler beispielsweise
bei Video-Schrägspuraufzeichnungsverfahren ab einer gewissen Größe von etwa 5 - 10 &mgr;&egr; Zeitfehier, welche zu sichtbaren Bildstörungen in Form von Verzerrungen
führen können.
Erleidet nun ein Kern beim Aufwickeln einer größeren Bahnlänge bei dem notwendigen
hohen Wickelzug eine Stauchung, so wird der am Wickelkern anliegende Bahnanfang bei der Stauchung des Kerns ebenfalls gestaucht. Um diesen Effekt rückgängig zu
machen, kann der aufgewickelte magnetische Aufzeichnungsträger einer Wärmebe-
machen, kann der aufgewickelte magnetische Aufzeichnungsträger einer Wärmebe-
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handlung unterzogen werden, wobei sich die vorher gestauchten Teile wieder relaxieren.
Eine derartige Behandlung, die den Nachteil eines zusätzlichen Arbeitsschrittes hat, ist
beispielsweise in der JP-A 04-366 421 beschrieben.
Deswegen bestand die Aufgabe, einen Wickelkern zu finden, mit welchem die magnetischen
Aufzeichnungsträger größerer Länge ohne größere Stauchung und dadurch bedingte Skew-Fehler und ohne zusätzlichen Verarbeitungsschritt wie Tempern auch bei
hohen Wickelgeschwindigkeiten und hohem Bahnzug aufgewickelt werden können.
Neuerungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einem Wickelkern mit den im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen
hervor.
Die Neuerung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigt
Figur 1 einen Querschnitt durch den neuerungsgemäßen Wickelkern mit aufgewickeltem
magnetischen Aufzeichnungsträger
Figur 2 den Skew-Verlauf einer aufgewickelten Bahn eines magnetischen Aufzeich
nungsträgers über dessen gesamte Länge mit dem neuerungsgemäßen Kern
(a) sowie mit einem Kern gemäß dem Stand der Technik (b).
Der Wickelkern (1) besteht aus einem zylindrischen Mantel (2) mit der Wickelfiäche (3),
er ist in bevorzugter Ausführung aus Gewichtsersparnisgründen hohlzylindrisch ausgeführt.
Die beiden Seitenflächen (4, 4') des Wickelkerns enthalten eine Achslagerung (5,
5') zur Übertragung des Drehmoments zum Aufwickeln des magnetischen Aufzeichnungsträgers
(6) mit dem benötigten Wickelzug und der gewünschten Geschwindigkeit.
Der bewickelte HF-Kern kann als dickwandiges Rohr unter Außendruck (was dem
Wickeldruck entspricht) betrachtet werden. Für die durch den Wickeldruck verursachte
Durchmesserreduzierung &Dgr; D gilt näherungsweise:
p. D2
(D AD =
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2Ew
mit: &rgr; = Wickeldruck am Kern
D = Kerndurchmesser E = &Egr;-Modul des Kemmaterials w = Wandstärke des Kerns
Die Stauchung &Dgr; D/D des Kerns durch den Wickeldruck beträgt also:
AD p-D
D 2Ew
Wie bereits erwähnt, muß nach Untersuchungen der Anmelderin die Stauchung &Dgr; D/D
< 0,3 % sein, um unzulässig hohen Skew an Magnetband in Kernnähe zu vermeiden. Der
Wickeldruck auf den Kern hängt vor allem vom Bandzug beim Aufwickeln, dem Andruck
von Andruckwalzen-Wickelhilfen, der aufgewickelten Länge und der Bandgeschwindigkeit
beim Aufwickeln ab.
Demgemäß muß für vorgegebene Wickeibedingungen (d. h. für einen bestimmten
Wickeldruck &rgr; auf den Kern) zur Vermeidung unzulässig hoher Skewwerte der Wickelkern so gestaltet werden, daß gilt:
25
D 0,006
Ew &rgr;
Die Gestaltung des Wickelkerns (d. h. die Abmessungen Durchmesser D und Wandstärke
w sowie die Materialwah!, das heißt &Egr;-Modul) muß also auf den verwendeten
Wickeldruck so abgestimmt sein, daß die Bedingung &Dgr; D/D < 0,3 % erfüllt ist. Es ist also
eine bestimmte Kombination von Kemeigenschaften und Wickeldruck notwendig.
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Bei der Festlegung eines geeigneten Wickelkerns kann folgendermaßen vorgegangen
werden.
Zunächst wird für einen Wickelkern mit bekannten Eigenschaften (D, E1 w) bei einem
Wickelversuch aus der gemessenen Durchmesserreduzierung &Dgr; D der am Kern bei den
herrschenden Wickeibedingungen vorhandene Wickeldruck &rgr; mit Hilfe von Gleichung (1)
bestimmt. Dann werden die Parameter D, E, w des neuen, für zulässige Skew-Werte geeigneten Kerns so festgelegt, daß Gleichung (3) erfüllt ist. Dies ist beispielsweise, wie
aus den Beispielen hervorgeht, bei Wickelkernen von 170 mm Durchmesser bei Aluminium
mit einer Wandstärke w von 10 mm, bei Hartpertinax mit einem w = 20 mm und bei
Stahl, dessen E-Modul 2,1 * 10 N/mm2 beträgt, mit einem w = 2 mm erfüllt. Auch
anderer harter (unter Umständen mit Glasfaser verstärkter) Kunststoff ist geeignet. Stahl
hat allerdings den Nachteil höheren Gewichts, so daß die manuelle Handlichkeit erschwert ist. Dagegen ist ein Pertinax-Kem mit einer Wandstärke von lediglich 10 mm
ungeeignet.
Auf diese Weise können magnetische Aufzeichnungsträger, deren Länge deutlich mehr
als 10.000 m beträgt, mit einem Wickelzug von maximal 2 N bezogen auf 1 cm Breite
des magnetischen Aufzeichnungsträgers aufgewickelt werden, ohne daß insbesondere
in Kernnähe unzulässige hohe Skew-Werte am aufgewickelten Aufzeichnungsträger auftreten.
Die Oberfläche des Wickelkerns, soweit er aus Metall besteht, kann natureloxiert sein, im
Bad brüniert, chromatisiert, hartverchromt oder auf ähnliche Weise behandelt, wobei der
Rauhigkeitswert der Wickelfläche R3 höchstens 10 pm, jedoch besonders bevorzugt
kleiner als 3 pm ist. Die maximale Oberflächenwelligkeit W^ soll ungefähr 10 pm betragen,
der RfWert soll kleiner als 10 pm sein. Ist dagegen der Wickelkern gemäß der vorliegenden
Neuerung aus Kunststoff, so kann seine Oberfläche durch aus dem Stand der Technik bekannte Arbeitsverfahren wie Schleifen und Feinpolieren auf die erforderlichen
Rauhigkeitswerte der Wickelflächen gebracht werden.
BASF Magnetics GmbH 6 O.Z. 0078/6227
Ein magnetischer Aufzeichnungsträger, bestehend aus einem flexiblen Schichtträger mit
einer Dicke von 12 pm und einer daraufgegossenen magnetischen Schicht mit einer
Trockenschichtdicke von 2,5 pm, welche hauptsächlich Chromdioxid als magnetisches
Pigment in polymerem Bindemittel dispergiert enthält, wurde hergestellt, wobei die Breite
des Schichtträgers etwa 660 mm war. Die beschichtete magnetisch ausgerichete, getrocknete
und kalandnerte Bahn wurde mit einer Länge von etwa 10.000 m sowie mit einer Ge-schwindigkeit von bis zu 800 m/min und einem Bahnzug von etwa 70 N auf
einen hohlzy-lindrischen Aluminiumkern mit einem &Egr;-Modul von 7,3 &khgr; 10 N/mm2, dessen
Außendurchmesser 170 mm, dessen Wanddicke 10 mm, dessen Breite etwa 700 mm und dessen Oberflächenrauhigkeit R3 unter 3 pm betrug, aufgewickelt.
In der Figur 2 zeigt die Kurve a den über die gesamte Bahnlänge in &mgr;&egr; gemessenen
Skew-Wert. Der Skew-Wert beträgt über die gesamte Länge des magnetischen Aufzeichnungsträgers
deutlich unter 5 ps. Meßverfahren zur Ermittlung des Skew-Wertes sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der bereits erwähnten DE-A
38 23 688 der gleichen Anmelderin. Im vorliegenden Fall wurde der Skew-Verlauf im
NTSC-Mode mit einem Panasonic-Gerät AE 6651 bestimmt. 20
Auch der Bahnanfang der so aufgewickelten Bahn wies bei einer Verwendung als
Halbzoll-Videoband keine sichtbaren Bildstörungen, etwa Verzerrungen, auf.
Beispiel 2
25
25
Es wurde so verfahren, wie in Beispiel 1, jedoch wurde auf einen Hartpertinaxkern glei-
chen Durchmessers mit einem &Egr;-Modul von 10 N/mm2 und einer Wandstärke w = 20
mm aufgewickelt.
Auch hier waren die Skew-Werte über die ganze Länge der Magnetbahn in Ordnung.
BASF Magnetics GmbH
O.Z. 0078/6227
Verg/e/cftsöe/sp/e/
Es wurde verfahren wie in Beispiel 2, jedoch wurde die Bahn auf einen Pertinax-Kern,
mit einer Wandstärke von !ediglich 10 mm aufgewickelt. Den entsprechenden Skew-Verlauf
zeigt die Kurve b in der Figur 2. Der so hergestellte Aufzeichnungsträger wies insbesondere bei den ersten 2.000 m ab Bahnanfang im Videobild deutlich sichtbare
Bildverzerrungen auf.
Im folgenden werden die Ergebnisse tabellarisch zusammengefaßt.
| Beispiel | 1 | 2 | Vergleich | 20 mm | 10 mm |
| Kemmaterlal | Aluminium | Pertinax (verstärkt) | 8,5 · 10-4 | 17-10"4 | |
| E-Modul | 7,3 · 104 N/mm2 | ca. 104 N/mm2 | 0,21 % | 0,42 % | |
| Wandstärke w | 10 mm | = Beispiel (b) in Figur 2 |
|||
| D mm2 [ ] E-w N |
2,3x10" | in Ordnung | schlecht | ||
| bei &rgr; = 5 N/mm2 &Dgr; D/D = |
0,06 % | ||||
| Skew-Verlauf | = Beispiel (a) in Figur 2 |
||||
| Skew-Wert am Magnetband |
in Ordnung |
Claims (6)
1. Hohlzylindrischer Wickelkern (1) zum Aufwickeln von bahnen- oder bandförmigen
magnetischen Aufzeichnungsträgern größerer Länge, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingung
2. Zylindrischer Wickelkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine
Stauchung &Dgr; D/D kleiner als 0,3 % beträgt.
3. Wickelkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Stahl,
Aluminium, Hartpertinax oder einem anderen gegebenenfalls mit Verstärkungsmaterial
ausgestattetem Kunststoff besteht.
4. Wickelkern nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeit Ra der
Wickelfläche (3) höchstens 10 pm beträgt.
5. Bahnen- oder bandförmiger magnetischer Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet,
daß sein Zeitfehler (Skew-Wert) nach der Aufwicklung gemäß Anspruch 1 bis 4 über seine gesamte Länge höchstens 5 &mgr;&egr; beträgt.
BASF Magnetics GmbH &iacgr;&ogr; &Ogr;.&Zgr;. 0078/6227
6. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
seine Länge mindestens 5000 m beträgt.
NAE 0078/516/95 - std - 10.07.95 Zeichnungen
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29512342U DE29512342U1 (de) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | Wickelkern zum Aufwickeln von Magnetbändern |
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| JP1996007608U JP3037962U (ja) | 1995-08-01 | 1996-08-01 | 磁気テープ巻取用ハブ |
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|---|---|---|---|
| DE29512342U DE29512342U1 (de) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | Wickelkern zum Aufwickeln von Magnetbändern |
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|---|---|
| DE29512342U1 true DE29512342U1 (de) | 1995-10-12 |
Family
ID=8011223
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| US (1) | US5707025A (de) |
| JP (1) | JP3037962U (de) |
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