DE3032691A1

DE3032691A1 - Antriebseinrichtung fuer ein bandmaterial

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Publication number: DE3032691A1
Application number: DE19803032691
Authority: DE
Inventors: Klaus Friedrich Rancho Palos Verdes Calif. Stricker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-29
Filing date: 1980-08-29
Publication date: 1982-05-06
Also published as: GB2083161A; FR2489575A1; GB2083161B; FR2489575B1; NL8004966A

Description

Beschreibung :

Die Erfindung betrifft Antriebseinrichtungen für Bandmaterialien und insbesondere solche Antriebseinrichtungen für Bandmaterialien, die ein Paar mittels eines Bandes gekoppelter aufgewickelter Bandmaterialteile haben, zwischen denen das Bandmaterial gespult werden soll. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine riemen- bzw. bandgekoppelte Antriebseinrichtung für Bandmaterialien, die für eine Magnetbandkassette bestimmt ist.

Das Grundarbeitsprinzip bei Magnetbandantriebseinrichtungen, unabhängig davon, ob es sich um Kassetten handelt oder nicht, beruht darauf, daß ein dünnes, flexibles, endloses umlaufendes Band bzw. ein umlaufender Riemen verwendet wird, um das Band von einer Bandspule zu der anderen unter Spannung zu übergeben. Hierbei handelt es sich um einen Antrieb mit zwei Riemenscheiben und einem flachen Treibriemen. Bei einem solchen Bandantrieb ist eine Riemenscheibe die "treibende" und die andere die "angetriebene" oder die als "Belastung" wirkende Riemenscheibe.

Bei einer solchen Antriebseinrichtung ist ein spannungsloses Trum (niedrige Spannung) und ein straffes Trum (hohe Spannung) bei dem endlosen Band vorhanden. Das gespannte Trum befindet sich immer "stromab" der angetriebenen Riemenscheibe in Bewegungsrichtung des Bandes und zwischen der treibenden und der angetriebenen Rmenscheibe. Da sich jedes beliebige elastische Material unter der Spannung streckt bzw. dehnt, ist das gespannte Trum des endlosen Bandes dünner als das ungespannte Trum. Da solche Bandantriebseinrichtungen immer das Band in Form einer endlosen geschlossenen Schleife führen, muß nach den physikalischen Gesetzen die Kontinuität des Maststroms

erfüllt sein. Dies bedeutet, daß an jedem Punkt des Treibriemens bzw. des Treibbandes eine gleichgroße Bandmasse pro Zeiteinheit vorbeigehen muß. Hierdurch ist bedingt, daß die Geschwindigkeit des Bandes bzw. des Treibbandes auf der gespannten (dünneren) Seite eines Treibbandes immer größer als die Geschwindigkeit des Bandes auf der ungespannten (dickeren) Seite, und zwar um einen Betrag ist/ der proportional zum Dickenunterschied ist.

Magnetbandkassetten sind in den verschiedensten Ausführungsformen bereits hergestellt worden und sie werden auf den verschiedensten Gebieten zur Tonaufzeichnung, zur analogen und zur digitalen Aufzeichnung eingesetzt. Bei bisher üblichen Bandkassetten wird eine Auslegung verwendet, bei der Antriebsrollen mit Ausführungsrollen vorgesehen sind, um das Band zu bewegen und es sind ferner verschiedenartig ausgelegte Schlupfkupplungen oder Bremsen als Teile des Bandspulenantriebs vorgesehen, um eine Bandspannung zu erzeugen. Da die Verwendung der Coulomb'sehen Reibung bei jeder mechanischen Einrichtung zu hohen Energieverlusten und zu einer schlechten Regelbarkeit führt, sind die bisherigen Kassetten hinsichtlich der gewünschten Geschwindigkeitsgenauigkeit und der Gleichmäßigkeit für Analogaufzeichnung unzulänglich. Aufgrund der Energieineffizienz konnten auch die Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der schnellen Beschleunigung und Verzögerung nicht gelöst werden, die bei der Verwendung von solchen Bändern als Speicherbänder bei Digitalrechnern erforderlich sind. Bandangetriebene Magnetbandtransporteinrlchtungen und Kassetten sind bekannt, bei denen ein umlaufendes endloses, flexibles Band ein aufgewickeltes Bandmaterialteil berührt (d. h. ein Bandmaterialteil, das auf einen Kern einer drehbeweglichen Bandspule gewickelt ist), wobei die Berührung hierbei derart erfolgt, daß die in dem Band durch von außen kommende Drehantriebskräfte bewirkte

Bewegung eine übergabe des Bandes von einem aufgewickelten Bandmaterialteil zum anderen bewirkt. Derartige Einrichtungen sind in IEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-14 Nr. 4, Juli 1978, Seiten 171 - 175, mit dem Titel "An Improved ANSI-Compatible Magnetic Tape Cartridge" von Newell, in den US-PSen

2 685 398, 2 743 878, 3 114 512, 3 125 311, 3 154 308, 3 297 268,

3 305 186, 3 467 338, 3 514 049, 3 620 473, 3 692 255 und

3 907 230 und den FR-PSen 2 212 981, 2 220 841 und 2 260. 165 beschrieben.

Bei den zuvor erwähnten bandbetriebenen Bandtransporteinrichtungen und Kassetten ist das Band vorzugsweise gesondert von dem Magnetband vorgesehen, wenn das Magnetband an den magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfen vorbeigeht, um Bandbewegungsstörungen infolge der Elastizitätsunterschiede zwischen dem Band und dem Magnetband minimal zu halten. Die Spannung in dem Magnetband wird dadurch erzeugt, daß das Band auf der Aufwickelseite der Antriebseinrichtung mit einer geringfügig höherer. Geschwindigkeit als an der Abwickelseite läuft, wie dies zuvor angegeben worden ist. Dies wird mit Hilfe von doppelten Differentialrollen oder Bremseinrichtungen in der Bandbewegungsbahn erreicht.

Die mit unlaufendem Band angetriebenen Kassetten der zuvor beschriebenen Art haben die Fähigkeit, daß sie unter Spannung ein Magnetband in zwei Richtungen bewegen können und daß sie als selbständige Einrichtungen vollständig von der Bandtransporte inrichtung gelöst werden können. Infolge des sehr niedrigen Elastizitätsmoduls der elastomeren Bänder, die bei einigen Kassetten verwendet werden, jedoch, die erforderlich sind, um eine Bandspannung zu erzeugen, sind die Resonanzfrequenzen des Systems von Band und Magnetband so niedrig, daß die Beschleunigung und Verzögerung oder die Start-Stopp-Zeiten der

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Kassetten-Antriebseinrichtungen äußerst beschränkt sind. Hohe Beschleunigungen und Verzögerungen sind jedoch vor allem bei Magnetbandantriebseinrichtungen zur Verwendung bei heutzutage vorhandenen Hochgeschwindigkeits-Rechnern von vitaler Bedeutung. Eine schnelle Beschleunigung des Magnetbandes bei den bisher üblichen Kassetten kann auch übergroße und nachteilige Zugbeanspruchungen in dem Bandmaterial zur Folge haben. Die elastischen Eigenschaften der Bänder erlauben zusätzlich keine genaue Regelung der momentanen Geschwindigkeitsänderungen, was jedoch von grundlegender Bedeutung für hochfrequente, präzise Analogaufzeichnungen und hoher Magnetflußumkehrdichte und für Digitalaufzeichnungen und hohe Geschwindigkeit bei REchnern ist.

Der Stand der Technik gibt im allgemeinen den Aufbau von mit umlaufenden Bändern angetriebenen Magnetbandkassetten an, wozu elastomere Bänder erforderlich sind, die sehr niedrige Elastizitätsmodule haben. Bisher ist es nicht bekannt/ hierbei irgendwelche Einrichtungen vorzusehen, mit denen die tatsächliche Bandspannung nach dem vollständigen Einsetzen der Kassette präzise eingestellt werden kann. Die tatsächliche Bandspannung ist bei den üblichen Einrichtungen nach dem Einbau der Einrichtung invariabel und hängt von den physikalischen und elastischen Eigenschaften der verwendeten Materialien und den AbmessungsSchwankungen der Bauteile der Kassette infolge von Herstellungstoleränzen ab.

Ferner haben die angegebenen Einrichtungen eine Einrichtung, die eine Spannungsdifferenz in dem endlosen Band erzeugen und mechanische Bremseinrichtungen, clif ferentielle Doppelrollen, Coulomb'sehe Reibung oder das Einklemmen eines dicken Kautschukbands umfassen. Ein Nachteil dieser üblichen Einrichtungen, abgesehen von der Verwendung von Bremseinrichtungen, ist darin zu sehen, daß keine Einstellung der tatsächlichen Bandspannung

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möglich ist, nachdem die Bauteile 2usammengesetzt und montiert sind. Die endgültige Spannung hängt von den Herstellungstoleranzen der einzelnen Bauelemente und von.den Elastizitätseigenschaften sowie von den Änderungen des Bandmaterials ab. Nachteile bei den üblichen Einrichtungen, die mechanische Bremseinrichtungen verwenden, sind darin zu sehen, daß eine geringe Betriebszuverlässigkeit, eine ungleichförmige Spannung infolge der unkontrollierbar und häufig plötzlich sich ändernden Reibungsverhältnisse der verwendeten Materialien und beträchtliche Schwankungen der Reibungsverhältnisse mit der Temperatur und dem Anwendungsgebiet vorhanden sind.

Zusammengefaßt bezieht sich die Erfindung auf eine Antriebseinrichtung für Bandmaterialien. Ein Paar von drehbeweglichen Bandspulen mit aufgewickelten Bandmaterialien ist vorgesehen, zwischen denen das Bandmaterial gespult wird. Ein endloses Band bzw. ein endloser Treibriemen koppelt die Drehbewegung der aufgewickelten Bandmaterialteile zusammen, ohne daß ein Schlupf zwischen dem Band und dem Bandmaterial vorhanden ist, und eine Bandspanneinrichtung erzeugt eine größere Spannung in dem die Bandspanneinrichtung verlassenden Abschnitt des endlosen Bandes als in dem in die Spanneinrichtung eintretenden Abschnitt des endlosen Bandes. Die Bandspanneinrichtung weist wenigstens eine erste und zweite drehbewegliche Rolle auf. Die erste Rolle weist eine harte Außenfläche und die zweite Rolle eine viskoelastische Außenfläche auf. Die erste und zweite Rolle werden auf gegenüberliegenden Seiten des endlosen Bandes derart aufeinandergedrückt, daß bei der Zugbewegung des Bandes zwischen den beiden eine Rollreibung zwischen den Rollen entsteht, die eine höhere Spannung dem die Spanneinrichtung verlassenden Abschnitt des Bandes erteilt.

Nach der Erfindung ist es von daher möglich, eine mechanisch einfach aufgebaute und betriebszuverlässig arbeitende Band-

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spanneinrichtung zu schaffen, die bisher vorhandene Nachteile überwindet und keinen Beschränkungen wie bei den üblichen Einrichtungen unterworfen ist.

Auch ist es ferner nach der Erfindung möglich, eine Einrichtung vorzusehen, mit der die tatsächliche Bandspannung nach dem Einbau der Antriebseinrichtung des Bandmaterials präzise einstellbar ist, wodurch Toleranzabweichungen bei den Bauteilen ausgeglichen, Veränderungen der Elastizitätseigenschaften des endlosen Bandes und anderer bei der Antriebseinrichtung verwendeter Materialien ebenfalls ausgeglichen werden können. Auch gestattet die Erfindung die Verwendung von endlosen Bändern mit einem hohen Elastizitätsmodul. Somit kann die Antriebseinrichtung für Magnetbandkassetten verwendet werden, die zur Digitalaufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit und hoher Dichte, wie z. B. bei Rechnern, bestimmt sind.

Auch ermöglicht die Erfindung, daß Magnetbandkassetten eine · Einrichtung aufweisen, mit der eine präzise Analogaufzeichnung ohne Geschwindigkeitsschwankungen möglich ist, wobei die Aufzeichnung über einen großen Temperaturbereich hinweg und unter extremen ümgebungsbedingungen zuverlässig möglich ist.

Die Erfindung ermöglicht auch eine Anpassungsfähigkeit, nach der spezielle Erfordernisse bei den einzelnen Anwendungsfällen ohne Schwierigkeiten berücksichtigt werden können.

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einer Antriebseinrichtung für Bandmaterialien, die ein Paar drehbeweglicher aufgewickelter Bandmaterialteile hat, zwischen denen das Bandmaterial gespult werden soll. Ein endloses Band koppelt die Drehbewegung der aufgewickelten Bandmaterialteile miteinander. Eine Bandspanneinrichtung erzeugt in einem die

Bandspanneinrichtung verlassenden Abschnitt des endlosen Bandes eine größere Spannung als in dem in die Spanneinrichtung eintretenden Bandabschnitt. Die Bandspanneinrichtung umfaßt wenigstens eine erste und zweite drehbewegliche Rolle. Die erste Rolle hat eine harte Außenfläche und die zweite Rolle eine viskoelastische Außenfläche. Die erste und zweite Rolle werden auf gegenüberliegenden Seiten des endlosen Bandes zusammengedrückt, was bei der Zugbewegung des Bandes zwischen denselben eine Rollreibung zwischen den Rollen bewirkt, die eine höhere Spannung in dem die Spanneinrichtung verlassenden Bandabschnitt zur Folge hat.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht zur

Verdeutlichung der Grundlagen der Rollreibung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer

Ausführungsform einer Spanneinrichtung, die bei der Erfindung Verwendung findet,

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur

Verdeutlichung einer weiteren Spanneinrichtung, die zur Verwendung bei der Erfindung bestimmt ist,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer

alternativen Ausführungsform einer Spanneinrichtung zur Verwendung in einer alternativen Ausführungsform nach der Erfindung,

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Fig. 5 eine schematische Draufsicht eines Magnetband-Kassettenantriebs, der für digitale Aufzeichnungszwecke unter hoher Geschwindigkeit und mit hoher Dichte bestimmt ist, und bei dem die Erfindung verwirklicht ist, wobei das Gehäuse zur Sichtbarmachung der innenliegenden Bauteile der Kassette abgenommen ist,

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf eine Magnetbandkassette, die zur Verwendung bei der Analogaufzeichnung der Präzisionstonaufzeichnung bestimmt ist, und bei der die Erfindung verwirklicht ist, wobei das Gehäuse abgenommen ist, um die innenliegenden Bauteile der Kassette zu verdeutlichen,

Fig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Magnetbandkassette oder einer Bandtransporteinrichtung mit koaxialen Bandspulen zur digitalen Aufzeichnung oder Tonaufzeichnung, bei denen die Erfindung verwirklicht ist,

Fig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Magnetbandkassette oder einer Bandtransporteinrichtung mit koaxialen Bandspulen, die zur Präzisions-Analogaufzeichnung bestimmt sind und bei denen die Erfindung verwirklicht ist,

Fig. 9 eine vergrößerte Draufsicht der in

Fig. 5 gezeigten Spanneinrichtung, die eine präzise Einstellung der tatsächlichen Bandspannung ermöglicht/

Fig. 10 eine Schnittansicht der Bandspanneinrichtung

von Fig, 9 längs den Linien 10 - 10 in . Fig. 9, und

Fig. 11 eine Unteransicht der Bandspanneinrichtung, wobei die Blickrichtung durch das Gehäuse gewählt ist.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Hartzylinder gezeigt, der auf einer ebenen elastomeren Fläche abrollt. Auf der Basis von wissenschaftlichen Untersuchungen und Experimenten sowie der analytischen Analysis sind die physikalischen Gesetze der in der Technik als "Rollreibung" bekannten Erscheinung maitematisch definiert und empirisch verwirklicht worden. Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, daß Energieverluste, die auftreten, wenn ein I-Iartnylinder unter Belastung auf einer elastomeren ' Fläche abrollt, hauptsächlich auf die elastisch-hysteresen Verluste in den elastomeren Material zurückzuführen sind. Die Stärke der Rollreibung hängt von der Belastung oder dem Verformungsgrad des elastomeren Materials, dem Durchmesser des Hartzylinders und den elastischen Eigenschaften des elastomeren Materials ab.

Hierbei wurde gefunden, daß bei der Abrollbewegung eines Hartzylinders auf einer ebenen elastomeren Fläche das Elastomere an dem vorne liegenden Abschnitt des Berührungskreissegmentes derart zusammengedrückt wird, daß eine elastische Arbeit geleistet wird. Das Elastomere in dem hinteren Abschnitt des

n Λ Ο ·

ο U ο I b α I

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Berührungskreises stellt sich elastisch zurück und drückt den Zylinder nach vorne. Wenn das Elastomere ein ideales elastisches Material ist, beläuft sich die bei der Rückstellung des Elastomeren zurückgewonnene Energie auf den gleichen Wert jener Energie, die benötigt wird, um das elastomere Material an dem Vorderabschnitt des Kontaktbereiches zusammenzudrücken, so daß zum Abrollen des Zylinders keine resultierende Kraft erforderlich ist. In Wirklichkeit verhalten sich jedoch alle elastomeren Materialien wie viskoelastische Materialien und verbrauchen durch die Eigenreibung oder die Hysterese Energie, wenn sie verformt werden. Hierbei handelt es sich um den Energieverlust während der Rückstellung des elastomeren Materials, der sich in der Arbeit niederschlägt, die erforderlich ist, um den Zylinder längs den Materialrollen zu bewegen. Betrachtet man nun einen Zylinder 1 mit einem Radius R, der unter einer Belastung W pro Längeneinheit des Zylinders steht und bezeichnet man die Berührungslinie mit einem' elastomeren Substrat 2 mit 2a, dann ergibt sich nach den Untersuchungen von Hertz (1881) ein Druck an einem Punkt in einem Abstand X von dem Berührungsmittelpunkt, der durch die Gleichung A bestimmt ist.'

Wenn sich der Zylinder um einen kleinen Abstand δ nach vorne bewegt, beläuft sich die durch den Druck auf einer Streifenbreite dx gäLeistete Arbeit auf pdx (x· δ/R) und die von der vorderen Hälfte des Zylinders geleistete Gesamtarbeit ist durch die Gleichung AA bestimmt. Die pro Weglänge des Zylinders geleistete Arbeit ist dann durch die Gleichung B bestimmt.

Weitere von Hertz unternommene Versuche zeigen, daß ein Verhalten gemäß der Gleichung BB vorhanden ist, wenn mit E der Elastizitätsmodul und mit T der Kontraktionskoeffizient bzw. die Poisson'sche Zahl bezeichnet ist.

Wenn man diese Größe in die Gleichung für die pro Längeneinheit geleistete Arbeit anstelle von "a" einsetzt, ergibt sich die Gleichung C.

Fig. 2 zeigt eine Bandspanneinrichtung, die zur Verwendung bei der Erfindung bestimmt ist/ wobei die Erscheinung der Rollreibung zur Verwirklichung einer Spuleinrichtung für das Sandmaterial oder das Streifenmaterial wie eines Aufzeichnungsgeräts mit zwei Bandspulen oder einer Bandkassette genutzt wird. Bei dieser schematischen Ansicht ist ein Hartzylinder und eine Rolle 3 mit einem reibungslosen Lager auf einem Stift 4 ideal drehbeweglich gelagert. Die auf dem Stift gelagerte Rolle 3 wird unter Krafteinwirkung in Berührung mit einer zweiten Rolle gedruckt, die einen starken Elastomer-Ring 5 hat, der auf der Außenumfangsfläche der Rolle haftend angebracht ist. Diese Rolle ist ebenfalls mit Hilfe eines reibungslosen Lagers auf einem festen Stift 7 ideal drehbeweglich gelagert. Der Hartzylinder 3 wird unter Krafteinwirkung in den Elastomerring 5 gedrückt, um das elastomere Material in vorbestimmter Stärke abzulenken und es ist ein dünnes, endloses flexibles Band 8 zwischen den beiden Rollen angeordnet und mit einer Spannkraft T₀ vorgespannt. Hieraus ergibt sich, daß die Zugkraft bzw.-Spannkraft T₁, die erforderlich ist, um beide Zylinder 3 und in der mit den Pfeilen angedeuteten Richtung zu drehen und das Band in der mit dem Pfeil 18 gezeigten Richtung zu bewegen, um einen Betrag größer als T₂ ist, der proportional zu der Stärke der Ablenkung des Elastomerrings 5 ist. Der Stift 4 ist so beweglich oder so einstellbar, daß der Druck zwischen den Zylindern 3 und 6 für die erforderliche Spannungsgröße wählbar und einstellbar ist. Die Art und Weise, wie der Stift 4 und somit der Zylinder 3 einstellbar sind, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 11 erläutert. Die Größe von T₁ kann unter Verwendung der Gleichung C exakt ermittelt werden.

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Diese Ausführungsform ist zweiseitig gerichtet. Jedoch müssen die Durchmesser der Zylinder 3 und 6, die mit R₁ und R₂ bezeichnet sind, gleich sein, damit auch T- gleich groß ist, um zu erreichen, daß nach der Bewegungsurakehr diese Größe gleich T-ist, die vor der Bewegungsumkehr vorhanden war.

In Pig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Bandspanneinrichtung gezeigt, die für die Verwendung bei der Erfindung bestimmt ist. Bei dieser Auslegung hat eine zentrale Rolle 10 einen dicken Elastomerring 9, der haftend mit der Rolle verbunden ist, und die zentrale Rolle 10 ist mit einem reibungslosen Lager auf einem festen Stift 14 ideal drehbeweglich gelagert. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Hartzylinder oder Hartrollen 11 und 12 mit gleichem Durchmesser, deren Radius mit R₁ bezeichnet ist, jeweils mit reibungslosen Lagern auf beweglichen oder verstellbaren Stiften 13 und 15 ideal drehbeweglich gelagert (wobei die Verstellbarkeit wie bei dem Stift in Fig. 2 erreicht wird). Die Zylinder 11 und 12 sind wie gezeigt symmetrisch um die zentrale Rolle 10 angeordnet. Jede Hartrolle 11 und 12 ist derart angebracht, daß sie gesondert in den Elastomerring 9 der Rolle 10 gedrückt werden kann. Ein dünnes endloses, flexibles Band 16 ist zwischen den beiden Hartrollen 11 und 12 und dem Elastomerring 9 der zentralen Rolle 10 angeordnet und durch eine Zug- bzw. Spannkraft T„ vorgespannt. Die Spann- bzw. Zugkraft T₁, die erforderlich ist, um alle drei Rollen in der gezeigten Richtung zu drehen und das Band in der mit dem Pfeil 17 gezeigten Bewegungsrichtung zu bewegen, ist um einen Betrag größer als T„, der proportional .zu der Stärke der Abweichung des Elastomerrings 9 vom Kontaktpunkt mit den Hartrollen 11 und 12 ist. Die Stärke der Kraft T₁, die zur Bewegung des. Bands 16 erforderlich ist, kann wiederum unter Verwendung der Gleichung C exakt ermittelt und bestimmt werden. Diese Ausführungsform ist auch in zwei Richtungen hinsichtlich ihrer Arbeitsweise gerichtet. Der Vorteil dieser

Ausführungsform gegenüber jener in Fig. 2 liegt darin, daß sich der Durchmesser R₁ der Hartrollen 11 und 12 und der Durchmesser R„ der zentralen Rolle 10 zur Erreichung des besten Betriebsverhaltens gesondert optimal einstellen lassen. Jedoch müssen die Durchmesser der Hartrollen 11 und 12 gleich sein, um zu erreichen, daß die Stärke der Kraft T~ nach der Bowoqungsrichtungaumkchr gleich T₁ ist, die vor der Bewegungsrichtung sumkehr vorhanden war.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Spanneinrichtung gezeigt, die zur Verwendung bei der Erfindung bestimmt ist, obgleich sie weniger günstig als die Ausführungsform der Spanneinrichtung nach Fig. 3 ist. Bei dieser Auslegung ist eine zylindrische Hartrolle 104 zentral angeordnet und mit Hilfe eines reibungslosen Lagers auf einem festen Stift 105 ideal drehbeweglich gelagert. Zwei zylindrische Rollen 102 und 107 sind symmetrisch um die zentrale Rolle 104 angeordnet, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die beiden zylindrischen Rollen 102 und 107 haben dicke Elastomerringe 101 und 106, die haftend mit den zylindrischen Rollen verbunden sind. Die Außendurchmesser der Elastomerringe 10T und 106 müssen gleich sein und jede Rolle 102 und 10 7 ist mit Hilfe von reibungslosen Lagern auf beweglichen oder verstellbaren Stiften 103 und 108 jeweils ideal drehbeweglich gelagert (wobei die Verstellbarkeit wie bei dem Stift 4 in Fig. 2 erreicht wird). Jede mit einem Elastomerring versehene Rolle 102 und 107 ist derart angeordnet, daß sie gesondert in die Hartrolle 104 eingedrückt werden kann. Wiederum ist ein dünnes, endloses, flexibles Band 110 zwischen der Hartrolle 104 und den mit Elastomerringen versehenen Rollen 102 und 107 angeordnet, das mittels einer Zug- bzw. Spannkraft T„ unter Vorspannung steht. Bei dieser Ausführungsform ist wiederum die Zug- bzw. Spannkraft T₁, die erforderlich ist, um alle drei Rollen in die gezeigten Richtungen anzutreiben und das Band in die mit dem Pfeil 109 bezeichnete Richtung zu bewegen, um

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einen Betrag größer als T_?, der proportional zur Ablenkung bzw. Verformung der Elastomerringe 101 und 106 an den jeweiligen Kontaktpunkten mit der Hartrolle 104 ist. Die Stärke von T₁ läßt sich ebenfalls exakt unter Verwendung der Gleichung C ermitteln.

Auch bei dieser Ausführungsform ist eine Betriebsweise in zwei Richtungen möglich. Wenn jedoch das Band in Berührung mit den Elastomerringen der Rollen 102 und 107 ist, können unerwünschte plötzliche Änderungen der Zug- bzw. Spannkraft T₁ auftreten.

In Fig. 5 ist eine Bandkassette gezeigt, die hauptsächlich zur Verwendung von BandkassettenaufZeichnungseinrichtungen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Dichte und zur Aufzeichnung von digitalen Informationen insbesondere bei Rechnern bestimmt ist und die nach der Erfindung ausgelegt ist. Bei dieser Ausführungsform sind auf einer gemeinsamen Basisplatte 19, die den unteren Teil eines Gehäuses der Kassette bildet, alle Bauteile und Bauelemente befestigt. Ein endloses, dünnes, flexibles Band 23 geht durch die Spanneinrichtung 20, 21, 22, die in Verbindung mit Fig. 3 erläutert ist und das Band 23 wird mit Hilfe von Bandrollen 27 und 42 geführt, die mit Hilfe von reibungslosen Lagern ideal drehbeweglich gelagert sind. Auch ist eine Antriebsrolle 34 ebenfalls mit Hilfe von reibungslosen Lagern ideal drehbeweglich gelagert, die einen Kontakt mit den auf den Bandspulen aufgewickelten Teilen .3 0 und 40 über einen Bogen von nicht kleiner als 75° herstellt. Das Band hat einen regelmäßigen Querschnitt und einen gleichmäßigen Elastizitätsmodul über seine gesamte Längserstreckung hinweg. Ferner ist das Band vorzugsweise mit einer dünnen Schicht eines Polymeren mit großem Reibungskoeffizienten beschichtet, um eine schlupffreie Grenzfläche zwischen den auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teilen 3 0 und 4 0 und der Antriebsrolle

zu bilden. Das Bandmaterial hat zweckmäßigerweise einen Minimalelastizitätsmodul von 2759 MPa (= 281,23 kp/mm² = 400.000 psi).

Die beiden Bandrollen 27 und 42 sind mittels Stiften 26 und 46 an Stützen 25 und 53 angebracht, die um Stifte 28 und 45 schwenkbar sind. Die Stützen 25 und 43 sind bei 28 und 45 mit der Grundplatte 19 in der Weise schwenkbeweglich verbunden, daß die Bandrollen 27 und 42 gedreht werden, wenn sie mit einer Druckkraft durch die Druckfeder 24 und 44 im Sinne einer Vorspannung des Bandes beaufschlagt werden.

Die von den Druckfedern 24 und 44 auf die Stützen 25 und 43 aufgebrachten Kräfte sind in ihrer Größe so bestimmt, daß in dem Band eine Anfangsspannung vorhanden ist, die so ausreichend hoch ist, daß ein Schlupf zwischen dem Band 23 und den auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teilen 30 und 40 und der Antriebsrolle 34 unter den ungünstigsten Beschleunigungs- und Trägheitsbedingungen vermieden ist. Diese federbelastete Lagerung der 3androllen 27 und 42 dient auch zur Kompensierung von Änderungen hinsichtlich der minimal erforderlichen Bandlär.ge, wenn das Band von einer Magnetbandspule auf die andere übergeben wird, ohne daß ein Verlust bei der wirksamen Vorspannung des Bandes vorhanden ist.

Bandspulenkerne 29 und 39, auf die das Magnetband gewickelt wird, sind mit Hilfe von reibungslosen Lagern auf Stiften 31 und 41 ideal drehbeweglich gelagert, die fest mit der Grundplatte 19 verbunden sind. Das Band 33 ist übereinandergewickelt auf die Bandspulenkerne 29 und 39 in Gegenrichtung aufgebracht, so daß eine übergabe des Bandes von einem Spulenkern auf den anderen unter Spannung möglich ist. Ein Bandführungsweg wird von drei Bandführungen 32, 36 und 38 zwischen den beiden Spulenkernen derart gebildet, daß das Band in Berührung mit einer magnetischen Lese/Schreibkopf-Anordnung 37 gebracht

werden kann und eine Berührung mit der Antriebsrolle 34 vermieden ist. Die Antriebsrolle 34 wird wie in Fig. 5 gezeigt in Uhrzeigerrichtung■durch eine von motorisch angetriebene Rolle 47 gedreht, durch die bewirkt wird, daß das Band 23 seine Führungsbahn bzw. seinen Führungsweg ebenfalls in Uhrzeigerrichtung durchläuft, wie dies mit Pfeilen in der Zeichnung angedeutet ist. Durch diese Bandbewegung mit Hilfe sines schlupffreien Kontakts mit der Außenschicht .des Bandes auf den auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teilen 3 0 und 40 wird erreicht, daß das Band von dem Spulenkern 39, der bei dieser Bewegungsrichtung des Bandes den Spulenkern der Abwickelbandspule darstellt, zu dem Spulenkern 29 der Aufwickelspule übergeben wird.

Die präzise eingestellte elastische Verformung des Elastomerrings 48 der zentralen Rolle 21 an dem Kontaktpunkt mit den Hartrollen 20 und 22, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert worden ist, macht eine größere Spannung in dem Band erforderlich, die das Band auf der Aufwickelseite des auf der Magnetspule aufgewickelten Teils 40 berührt, um das Band durch die Spanneinrichtung ziehen zu können. Diese größere Bandspannung in diesem Bereich ist größer als die Spannung des Bandteils_f das das Band, d. h. das Magnetband, auf der Abwickelseite berührt, d. h. den auf der Magnetspule aufgewickelten Teil 40. Durch diese größere Spannung in dem Bandabschnitt auf der Aufwickelseite wird erreicht, daß das Band auf dieser Seite schneller als das Band auf der Abwickelseite läuft, um die Kontinuität des Massenstroms einzuhalten. Durch diese größere Geschwindigkeit des Bandes auf der Aufwickelseite wird eine Spannung in dem Band bewirkt, wenn das Band gezogen wird und zudem wird hierdurch erreicht, daß die Spanneinrichtung die Fähigkeit hat, jeglichen Durchhang oder jegliches Lockern des Bandes zu vermeiden, die dann zwischen den an der Abwickelseite

und den an der Aufwickelseite aufgewickelten Teilen auftreten könnten, wenn zwischen dem Magnetband und dem Transportband kein Schlupf vorhanden wäre.

Nunmehr soll die Rollenverstelleinrichtung nach den Fig. 9 bis 11 erläutert werden. Diese Auslegung ermöglicht eine präzise Einstellung der wirksamen Bandspannung in der Kassette, wenn die Kassette vollständig eingelegt ist. Die zentrale Rolle 21 mit einem dicken Elastomerring 48, der haftend an der Rolle angebracht ist, ist mit Hilfe von reibungslosen Kugellagern auf einer festen Welle 51 ideal drehbeweglich gelagert. Die Welle bzw. der Schaft 51 ist fest mit der Grundplatte 19 verbunden. Beide zylindrischen Hartrollen 20 und 22 sind mit Hilfe von reibungslosen Kugellagern 50 ideal drehbeweglich auf exzentrisch liegenden Wellen 54 und 55 gelagert. Die exzentrische Anordnung der Wellen ermöglicht eine präzise Einstellung der elar»bischen Verformung des Elastomerrings 48 mit dem Ziel, die Größe der gewünschten Bandspannung einzustellen und einzuhalten. Die exzentrischen Wellen sind mit Hilfe von Halteringen 53 oder ähnlichen Befestigungseinrichtungen drehfest an der Grundplatte 19 angebracht. Nach der Einstellung werden die exzentrisch=n Wellen mit Hilfe von Maschinenschrauben 56 drehfest an der Grundplatte 19 angebracht.

Nunrnahr soll die Aus führung s form der Erfindung nach Fig. 6 erläutert werden. Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Bandkassette, die hauptsächlich zur Verwendung bei der analogen Aufzeichnung und der Präzisionstonaufzeichnung mit möglichst minimalen Geschwindigkeitsschwankungen bestimmt ist. Bei dieser Ausführungsform sind ebenfalls wiederum alle Bauteile fest mit einer gemeinsamen Grundplatte 200 verbunden. Drei Rollen sind bei 204 angedeutet, die im wesentlichen mit den Rollen 20, 21 und 22 übereinstimmen, die nach Fig. 5 die

Spanneinrichtung bilden. Bandvorspannelemente 206 and im wesentlichen übereinstimmend mit den Elementen 24 - 28 in Fig. 5 ausgelegt und die Bandvorspannelemente 208 stimmen im wesentlichen mit den Elementen 42 - 46 in Fig. 5 überein. Der Hauptunterschied dieser .Ausführungsform zu der Ausführungsform nach Fig. 5 ist darin zu sehen/ daß eine einzige außenliegende, motorbetriebene Antriebsrolle 68 direkten Kontakt mit dem Magnetband 80 schließt, so daß diese Antriebsrolle 68 als eine direkte Einrichtung dient, die das Band 80 von der Abwickelbandspule 77 zu der Aufwickelbandspule 62 bewegt. Das Band 79 bei dieser Ausführungsform ist ein passives Bauteil und dient nur zur Aufbringung der Bandspannung. Anstelle um eine Antriebsrolle wie bei Fig. 5 geführt zu sein, läuft das Band 79 um zwei Bandrollen 64 und 75, die jeweils durch reibungslose Lager ideal drehbeweglich auf festen Stiften 66 und 74 gelagert sind. Durch diesen Lauf des Bandes 79 ergibt sich ein wesentlich vergrößerter minimaler Mittelw-inkel oder Kontaktwinkel des Bandes 79 mit den auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teilen 61 und 76, der nicht kleiner als 135° ist. Dieser größere Kontaktwinkel mit den auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teilen macht eine wesentlich geringere Anfangsspannung in dem Band durch die Spannelemente 206 und 208 erforderlich. Diese ermöglichen ihrerseits eine sehr .gleichmäßige Drehbewegung aller sich drehenden Bauteile und bilden somit die Grundlage für die Fähigkeit mit möglichst geringen Geschwindigkeitsschwankungen zu arbeiten, die zur präzisen Analogaufzeichnung und zur qualitativ hochwertigen Tonaufzeichnung erforderlich ist.

Das Band bzw. das Magnetband 80 ist zwischen den auf der Magnetbandspule aufgewickelten Teilen 76 an der.Abwickelseite und dem auf der Magnetbandspule aufgewickelten Teil 61 auf der Aufwickelseite mit Hilfe von wenigstens drei Bandführungen 65, 71 und 73 mit geringer Reibung geführt. Die außen liegende

einzige motorbetriebene Antriebsrolle 68 stellt einen direkten Kontakt mit dem Magnetband 80 her, um eine äußerst genaue Geschwindigkeitsregelung zu erreichen, die bei der Präzisionsaufzeichnung mit äußerst geringer GeschwindigkeitsSchwankung notwendig ist. Die erforderliche schlupffreie Reibungsgrenzfläche zwischen der motorbetriebenen Antriebsrolle 68 und dem Magnetband 8 0 wird tat Hilfe einer durch Federkraft vorbelasteten Ausführungswalze 67 erreicht, die das Magnetband zwischen den beiden festspannt. Nach Fig. 6 wird dies zweckmäßigerweise dadurch erreicht, daß die Ausführungswalze 67 auf einem Stift 81 drehbeweglich gelagert wird, der an einer Stütze 70 befestigt ist. Die Stütze 70 ist über einen Stift 82 schwenkbeweglich an einer Stütze 83 derart gelagert, daß sie unter Aufbringung einer Andrückkraft in Eingriff mit der von außen motorisch angetriebenen Antriebsrolle 68 unter Verwendung einer Druckfeder 69 gebracht werden kann. Eine Stütze 84 mit C-förmiger Gestalt arbeitet als ein Träger zur Halterung der Feder 69 und als eine Halteeinrichtung für die Lagerstütze der Ausführungswalze, wenn die Ausführungswalze 70 nicht in Eingriff mit der motorbetriebenen Antriebsrolle 68 ist.

Ein Zugang für einen Kontakt zwischen dem Magnetband 80 und Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfen 72 ist zwischen den beiden Bandführungen 71 und 73 mit geringer Reibung möglich.

Nunmehr soll Bezug auf Fig. 7 genommen werden, die eine Bandtransporte inr ich tung oder eine Bandkassette zeigt, bei der die auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teile 202 und 204 an der Abwickel- und der Aufwickelseite koaxial angeordnet sind. Eine solche Ausführungsform ist äußerst zweckmäßig bei Digitalaufzeichnungen. Bei dieser Ausführungsform ist ein endloses Band 90 in einer geschlossenen schleifenfÖrmigen Bahn derart geführt, daß es einen schlupffreien Kontakt mit dem auf der

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Magnetbandspule aufgewickelten Teil 212 an der Abwickelseite zwischen den Bandführungsrollen 100 und 92 herstellt. Nach Verlassen der Bandrolle 92 geht das Band durch die Elemente 93, 94, 95 und 96 der Spanneinrichtung derart, daß das Band 90 in schlupffreiem Kontakt mit dem auf der Magnetspule aufgewickelten Teil 210 an der Aufwickelseite zwischen den Bandrollen 91 und 99 ist. Die Elemente 93 und 96 sind Hartrollen ähnlich den Hartrollen 20 und 22 in Fig. 5. Das Element 94 ist eine zentrale Rolle und das Element 95 ist ein Elastomerring ähnlich jenem von Fig. 5, der dort mit 21 und 48 bezeichnet ist. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert worden ist, wird eine Druckkraft zwischen den Rollen 93 und 96 und dem Elastomerring 95 aufgebracht. Da bei den zuvor beschriebenen Anwendungsfällen sich das Band 90 zwischen den Rollen 9 6 der Spanneinrichtung und der Antriebsrolle 98 mit einer größeren Geschwindigkeit als an dem Bandabschnitt zwischen der Antriebsrolle 98 und der Rolle 93 der Spanneinrichtung bewegt, das in schlupffreiem Kontakt mit dem auf der Magnetbandspule aufgewickelten Teil 212 auf der Abwickelseite steht, wird auch bei dieser Ausführungsform eine wirksame und präzise Einstellung der Bandspannung ermöglicht» Aus Übersichtlichkeitsgründen sind Teile der auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teile 210 und 212 in Fig. 7 teilweise weggelassen worden. Die Kassettenbandantrxebsrolle 98 bildet einen schlupffreien Kontakt zwischen dem Band und einer motorbetriebenen Rolle 97 auf ähnliche Arf und Weise wie unter · Bezugnahme auf Fig. 5 bereits beschrieben worden ist.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung, bei der die Spanneinrichtung in eine Bandtransporteinrichtung oder eine Bandkassette eingebaut ist, bei der die auf den Magnetspulen aufgewickelten Teile 216 und 214 auf der Abwickel- und der Aufwidelseite koaxial angeordnet sind. Diese Auslegungsform ist äußerst zweckmäßig bei der präzisen analogen Aufzeichnung

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oder bei der qualitativ hochwertigen Tonaufzeichnung.

Bei dieser Ausführungsform ist ein endloses Band 110 in Form einer geschlossenen schleifenförmigen Bahn derart geführt, daß es in schlupffreiem Kontakt mit dem auf der Magnetspule aufgewickelten Teil 260 an der Abwickelseite zwischen den Bandführungsro-1 len 119 und 112 steht. Beim Verlassen der Bandrolle 112 läuft das Band 110 durch die Spanneinrichtung 113, 114, und 116 derart, daß es in sch Lupffreiem Kontakt mit dem auf der Magnetbandspule aufgewickelten Teil 214 an der Aufwickelseite zwischen den Bandrollen 111 und 118 ist. Analog zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen bewegt sich das Band auch bei dieser Ausführungsform zwischen denRollen 111 und 118, an denen das Band in Berührung mit der Bandspule an der Aufwickelseite ist, mit einer größeren Geschwindigkeit als zwischen den Rollen 112 und 119, an denen das Band in Berührung mit der Bandspule auf der Abwickelseite ist. Die Elemente 113, 114, 115 und 116 stimmen mit den Elementen 20, 21, 48 und 22 von Fig. 5 auch hinsichtlich ihrer Funktionsweise überein. Auf diese Weise wird eine wirksame und präzise Einstellung der Bandspannung auch bei dieser Ausführungform erreicht. Aus Ubersichtlichkeitsgründen sind die auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teile in Fig. 8 teilweise weggelassen. Bei dieser Ausführungsform wird das Magnetband 122, das auf die Magnetbandspule^ auf der Aufwickelseite und auf der Abwickelseite in Form von Teilen 216 und 214 aufgewickelt ist, direkt durch eine von außen motorisch angetriebene Antriebsrolle 121 angetrieben, die eine federbelastete Ausführungsrolle 120 hat, die als Andrückeinrichtung dient, um eine schlupffreie Grenzfläche ähnlich jener in Fig. 6 beschriebenen zu schaffen. Der Abschnitt des Magnetbandes 122 zwischen den auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teilen auf der Abwickelseite und der Aufwickelseite ist bei der Figur in Berührung mit der motorbetriebenen Antriebsrolle gezeigt.

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Wie sich aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindung und den allgemeinen Ausführungen ergibt, werden. Bänder verwendet, die einen Elastizitätsmodul von 2759 MPa (=281,23 kp/mm² =400.000 psi) oder größer haben. Bänder mit einem solchen Elastizitätsmodul werden bevorzugt verwendet, da sie bevorzugt für die Anwendungsfälle der Ausführungsformen geeignet sind. Jedoch ist das Grundprinzip der Arbeitsweise der Spanneinrichtung nach der Erfindung auch auf Bandmaterialien übertragbar, die einen Elastizitätsmodul von kleiner als 2759 MPa (= 281,23 kp/mm² = 400.000 psi) haben.

Das Arbeitsprinzip der Spanneinrichtung basiert auf den Energieverlusten, die auftreten, wenn ein Hartzylinder (eine zylindrische Hartrolle) unter Belastung auf einem elastomeren Material abrollt, das weicher als das Material der Hartrolle ist. Diese Energieverluste sind hauptsächlich auf die elastischen Hystereseverluste der elastomeren Materialien zurückzuführen. Deshalb muß unabhängig von der Größe des Elastizitätsmoduls des Bandmaterials der Elastizitätsmodul des elastomeren Materials kleiner als jener des Bandmaterials sein.

Der Elastizitätsmodul des Bandes, der Elastizitätsmodul des elastomeren Rings, die Stärke des Ringes, die Größe des Außendurchmessers des Rings, die Größe des Außendurchmessers der Hartrolle und die Stärke sowie der Verformungsgrad des elastomeren Materials (der durch die Kraft zwischen den Rollen verursacht wird) können auf an sich übliche Weise so gewählt werden, daß man ein optimales Spannungsprofil und ein optimales Betriebsverhalten der Spanneinrichtung bei jedem Anwendungsfall gesondert erhält.

Obgleich das Material für die weichere Rolle in der Beschreibung als ein elastomeres Material angegeben ist, kann selbstverständlich auch irgendein viskoelastisches Material verwendet

werden, um zu erreichen, daß die Erscheinung der Rollreibung vorhanden ist. Zweckmäßigerweise ist das viskoelastische Material aus der Gruppe gewählt, die die Elastomere, insbesondere Silikonkautschuk, umfaßt, der einen gleichförmigen Elastizitätsmodul über einen großen Temperaturbereich hinweg hat.

Zusammengefaßt ist zuvor eine Antriebseinrichtung für ein Bandmaterial beschrieben worden. Die Antriebseinrichtung weist ein Paar drehbeweglich aufgewickelter Bandmaterialteile, wie die auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Teile 30 und 40 in Fig. 5, 61 und 76 in Fig. 6, 210 und 212 in Fig. 7, 214 und 216 in Fig. 8 auf, zwischen denen das Bandmaterial gespult werden soll. Ein endloses Band, mit 23 in Fig. 5, 79 in Fig. 6, 90 in Fig. 7 und 110 in Fig. 8 bezeichnet, koppelt die Drehbewegung der auf den Magnetbandspulen aufgewickelten Bandmaterialteile zusammen. Die Bandspanneinrichtung ist vorgesehen, um eine größere Spannung in dem die Bandspanneinrichtung verlassenden Teil des endlosen Bandes als in dem in die Bandspanneinrichtung eintretenden. Teil zu erreichen. Die Bandspanneinrichtung weist wenigstens eine erste und zweite Rolle, wie 21 bis 48 und 22 in Fig. 5, 48 bis 21, 22 in Fig. 6, 94 - 95, 96 in Fig. 7 und 114 bis 115, 116 in Fig. 8,aif. Die erste Rolle hat eine harte Außenfläche und die zweite hat eine elastomere Außenfläche. Die erste und die zweiten Rollen werden auf gegenüberliegenden Seiten des endlosen Bandes so zusammengedrückt, daß beim Durchziehen des Bandes zwischen den Rollen eine Rollreibung zwischen den Rollen auftritt, die eine größere Spannung in dem die Spannungseinrichtung verlassenden Bandabschnitt erzeugt.

Obgleich die Bandspanneinrichtung nach Fig. 3 eine federnd nachgiebige, mittig angeordnete Rolle und die beiden Rollen mit harter Außenfläche umfaßt, wie bei den Ausführungsformen

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nach den Fig. 5, 6, 7 und 8 vorgesehen, kann die Bandspanneinrichtung nach Fig.4 selbstverständlich auch durch eine solche Auslegungsform ersetzt werden, daß eine harte, mittig angeordnete Rolle und zwei Rollen mit elastomeren Außenflächen vorhanden sind. Auch ist es selbstverständlich, daß allerdings in Verbindung mit einer bestimmten Herabsetzung des Verhaltens bei der Richtungsumkehr auch die beiden Rollenanordnungen von Fig. bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5, 6, 7 und 8 verwendet werden können, indem man eine der beiden außenliegenden Rollen wegläßt und andere entsprechende Änderungen bei den Bauteilen der Spanneinrichtung und Antriebseinrichtung vornimmt.

Gleichungen :

2W

T a.

α.'

Gleichung A

CL

fpxdx

'2Wa 3π

Gleichung AA

i~37t\ β, j

Gleichung B

a =

W-R

Gleichung BB

β'/

Gleichung C

Claims

paYe ν τα ν wä lt e

A. GRÜNECKER

t>Pt_.iNa

H. KINKEUDEY

DH INTj

W. STOCKMAIR

GH-ING AeE'CALTECH

K. SCHUMANN

DU REft MAT DPL-PHYS

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

DR REA MAT ■

STRICKER, KIATJS FRIEDRICH 447-1 Fairview Avenue
Arcadia, California 91006 USA

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

PH 15423

29. August 1980

Antriebseinrichtung für ein Bandmaterial

Pat en tansprüche :

Antriebseinrichtung für ein Bandmaterial, gekennzeichnet durch ein Paar drehbar beweglicher aufgewickelter Bandteile (30, 40; 61, 76; 210,. 212; 214, 216), zwischen denen das Bandmaterial gespult wird, ein endloses Band (23; 79; 90; 110), das zur Zusammenkopplung der Drehbewegung der aufgewickelten Bandmaterialteile

TELEFON (OSS)

TELEX ΟΓ.-29 38Ο

TELESRAMME ΜΟΝΑΡΛΤ

TELEKOfIElRE-R

(30, 40; ...) dient und eine Bandspanneinrichtung, wobei die Bandspanneinrichtung wenigstens zwei drehbewegliche Rollen (21 - 48, 22; 48-21, 22; 94-95, 96; 114-115, 116) aufweist, von denen eine einen harten Außenumfang und die andere einen visko-elastischen Außenumfang hat, und wobei wenigstens die.beiden Rollen (21-48, 22; ...) auf gegenüberliegenden Seiten des endlosen Bandes (23; 79; 90; 110) gegeneinandergedrückt werden, um die visko-elastische Außenfläche zu verformen, so daß bei der Zugbewegung des Bandes zwischen den Rollen durch die Verformung eine Rollreibung verursacht wird, die eine höhere Spannung in dem die Spanneinrichtung verlassenden Bandabschnitt als in dem in die Spanneinrichtung eintretenden Bandabschnitt zur Folge hat.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandspanneinrichtung in zwei Richtungen gerichtet ist und wenigstens eine Rolle (10; 20; 204) zusätzlich zu den mindestens zwei Rollen (21-48, 22; 48-21, 22; 94-95, 96; 114-115, 116) aufweist, daß die erste und zweite dieser Rollen entweder beide von dem Typ sind, daß sie eine harte Außenfläche haben oder von einem zweiten Typ sind, so daß sie eine viskoelastische Außenfläche haben, daß eine dieser Rollen den entgegengesetzten Typ zu den ersten und zweiten Rollen hat, daß die erste und die dritte Rolle auf gegenüberliegenden Seiten des endlosen Bandes (23; 79; 90; 110) und die zweite und die dritten Rollen auf gegenüberliegenden Seiten des endlosen Bandes aufeinandergedrückt werden, um die viskoelastische Außenfläche zu verformen, so daß bei der Zugbewegung des endlosen Bandes (23; 79; 90; 110) in jeder Richtung zwischen den Rollen eine Rollreibung durch die Verformung verursacht wird, die eine höhere Spannung in dem die Spanneinrichtung verlassenden Bandabschnitt als in dem in die Spanneinrichtung eintretenden Bandabschnitt mit sich bringt.

BAD ORIGINAL

3. Einrichtung nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und die zweiten Rollen von dem Typ sind, daß sie eine harte Außenfläche haben und die dritte Rolle (10, 20, 204) von dem Typ ist, daß sie eine viskoelastische Außenfläche hat.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und die zweiten Rollen von dem Typ sind, daß sie eine viskoelastische Außenfläche haben und daß die dritte Rolle von dem Typ ist, daß sie eine harte Außenfläche hat.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Rollentyp eine zylindrische und einen darauf angebrachten viskoelastischen Ring (9; 101, 106) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des viskoelastischen Rings (9, 101, 106) haftend mit der Außenfläche der zylindrischen Rolle (10; 102, 107) verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Rollen jeweils auf im wesentlichen reibungslosen Lagern (4, 14, ...) gelagert sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Rollentyp eine härtere Außenfläche als das endlose Band (23; 79; 90; 110) und der zweite Rollentyp eine nachgiebigere Außenfläche als das endlose Band hat.

9. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung zur Einstellung des Drucks zwischen der ersten und der dritten Rolle vorgesehen ist, die unabhängig den Druck zwischen der zweiten und der dritten Rolle einstellt.

10. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die aufgewickelten Bandmaterialteile (30, 40; 210, 212; 214, 216; 61, 76) im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das endlose Band (73; 79; 90; 110) im wesentlichen im schlupffreiem Kontakt mit jedem aufgewickelten Bandmaterialteil (30, 40; 61, 76; 210, 212; 214, 216) ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Band (73, 79; 90; 110) im wesentlichen in schlupffreiem Kontakt mit jedem aufgewickelten Bandmaterialteil (30, 40; 61, 76; 210, 212; 214, 2 16) übar einen Bogen von wenigstens 75° ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei weitere Rollen (27, 42) und eine drehbewegliche Bandantriebsrolle (34) vorgesehen sind, die das endlose Band (23; 79; 90; 110) über einen Kontaktbogen von wenigstens 75° führen.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24, 44), die die jeweiligen Rollen (27, 42) gesondert federvorbelastet, um das endlose Band (23; 79; 90; 110) unter Vorspannung zu setzen und das endlose Band in schlupffreiem Kontakt mit jedem aufgewickelten Bandmaterialteil (30, 40; ) hält.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Rollen (27, 42) längs dem Bandweg auf gegenüberliegenden Seiten der Bandspanneinrichtung und zwischen den aufgewickelten Bandmaterialteilen (30, 40;...) angeordnet sind und daß die Bandantriebsrolle (34) längs dem Bandweg zwischen den aufgewickelten Bandmaterialteilen (30, 40; ...) und den zu der Bandspanneinrichtung gegenüberliegenden der aufgewickelten Bandmaterialteile (30, 40; ..) angeordnet ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Bandantriebsrolle (34) derart angeordnet ist, daß sie in Eingriff mit einer außerhalb angeordneten, motorbetriebenen Rolle (47) bringbar ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Band (23; 79; 90; 110) im wesentlichen in schlupffreiem Kontakt mit jedem aufgewickelten Bandmaterialteil (30, 40; ...) über einen Bogen von wenigstens 135° ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß vier Bandrollen (206, 208; 74, 64) vorgesehen sind, die das endlose Band (79) über einen Kontaktbogen von wenigstens 135° führen, daß eine erste und eine zweite der Bandrollen längs dem Weg des endlosen Bandes auf der gegenüberliegenden Seite zu der Bandspanneinrichtung angeordnet sind und daß eine dritte und eine vierte der Rollen längs dem Weg des endlosen Bandes auf den gegenüberliegenden Seiten der Bandspanneinrichtung und zwischen den aufgewickelten Bandmaterialteilen (61, 76) angeordnet sind (Fig. 6).

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet / daß die dritte und die vierte Rolle (64, 74) federvorbelastete bewegliche Rollen zur Vorspannung des endlosen Bandes (79) sind, um einen Schlupf zwischen dem endlosen Band (79) und den aufgewickelten Bandmaterialteilen (61, 76) im wesentlichen zu vermeiden.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, da durch gekennzeichnet , daß wenigstens eine in zwei Richtungen arbeitende Ausführungswalze bzw. Ausführungsrolle (67) vorgesehen ist, die in Eingriff mit dem Bandmaterial zwischen den aufgewickelten Bandmaterialteilen (61, 76) bringbar ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Ausführungsrolle (67) in Richtung auf das Bandmaterial federvorbelastet, um eine schlupffreie Grenzfläche zwischen dem Bandmaterial und einer außenliegenden, motorbetriebenen Antriebsrolle (68) zu bilden.

22. Einrichtung nach Anspruch 2, dad.urch gekennzeichnet , daß die aufgewickelten Bandmaterialteile (210, 212; 214, 216) um eine im wesentlichen gemeinsame Achse koaxial drehbeweglich angeordnet sind.

23. Einrichtung nach Anspruch 22,dadurch gekennzeichnet , daß das endlose Band (23; 79; 90; 110) im wesentlichen in schlupffreiem Kontakt mit jedem aufgewickelten Bandmaterialteil (30, 40; ...) über einen Bogen von wenigstens 180° ist.

24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens vier Bandrollen (206, 208, 64, 74) vorgesehen sind, um das endlose Band über einen Kontaktbogen von wenigstens 180° zu führen.

25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn zeichnet, daß eine in zwei Richtungen arbeitende Bandantriebsrolle (68) vorgesehen ist, die in Eingriff mit dem endlosen Band (23; 79; 90; 110) bringbar ist.

26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekenn zeichnet , daß die Bandantriebsrolle (68) das endlose Band (23, 79; 90; 110) von der Ebene eines aufgewickelten Bandmaterialteils (30, 40; ...) zu der Ebene des anderen aufgewickelten Bandmaterialteils lenkt.

27. Einrichtung nach.Anspruch 24, dadurch gekenn zeichnet , daß eine in zwei Richtungen arbeitende Antriebsrolle (68) vorgesehen ist, die in Eingriff mit dem Bandmaterial zwischen den aufgewickelten Bandmaterialteilen bringbar ist.