DE3152619C2

DE3152619C2 - Magnetbandantriebselement und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE3152619C2
Application number: DE3152619T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Fujisawa Kanagawa Kawakami; Shigeyoshi Kawasaki Kanagawa Torii
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-12-15
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1986-01-23
Also published as: JPS6042537B2; GB2100912B; KR830008303A; SG45387G; US4553186A; KR850001905B1; WO1982002110A1; GB2100912A; JPS57111850A; DE3152619T1; HK14188A

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetbandantriebselement sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 5.

Eine Tonwelle eines Magnetbandgeräts, als Beispiel für ein Magnetbandantriebselement ist bekanntlich auf die in Fig. 1 dargestellte Weise gelagert In Fig. 1 ist ein Hauptchassis 11 des Magnetbandgeräts mit einer in einer vorbestimmten Position ausgebildeten Durchgangsbohrung 111 versehen, die von einem Lagerzylinder 12 durchsetzt wird. Etwa auf der Mitte der Länge des Lagerzylinders 12 ist ein Flansch 121 angeformt Schrauben 13 sind jeweils in Durchgangsbohrungen 122 eingesetzt und in Gewindebohrungen 112 eingeschraubt, die im Hauptchassis 11 ausgebildet sind. Der Lagerzylinder 12 ist auf diese Weise am Hauptchassis 11 befestigt.

Eine Tonwelle 14 erstreckt sich durch den Lagerzylinder 12. Die Tonwelle 14 dreht sich mit einem Schwungrad 15 mit, weil ihr unterer Abschnitt in eine im Drehzentrum des Schwungrads 15 ausgebildete Durchgangsbohrung 151 eingesetzt und in dieser befestigt ist Die Tonwelle 14 wird von Lagerelementen 16 und 17 getragen, die am oberen bzw. unteren Ende des Lagerzylinders 12 angeordnet sind, so daß sich die Tonwelle 14 gleichmäßig und ruckfrei drehen kann. Das untere Ende der Tonwelle 14 steht in Berührung mit einem Lager 19 eines Unter- oder Nebenchassis 18, das im wesentlichen parallel zum Hauptchassis 11 angeordnet ist Das Schwungrad 15 ist über einen Treibriemen 20 mit einem (nicht dargestellten) Motor verbunden, um durch diesen angetrieben zu werden.

Gegen den oberen Teil (Fig. 1) der T&nwelle 14 drückt eine Andrückrolle 22 an, so daß ein Magnetband

ίο 21 dazwischen verspannt ist Die Andruckrolle 22 ist über ein Trag- oder Lagerelement 25 drehbar auf einer Achse 24 gelagert die von einem Gleitstück 23 absteht, das seinerseits synschron mit der Betätigung eines Antriebselements für konstanten Magnetbandantrieb (nicht dargestellt) in den durch die Pfeile A und B angedeuteten Richtungen verschiebbar ist Im Magnetbandantrieb-Unterbrechungszustand wird die Drehantriebslcraft des erwähnten Motors auf das Schwungrad 15 und die Tonwelle 14 übertragen, so daß diese sich gleichmä-Big drehen. Da hierbei jedoch das Gleitstück 23 in Richtung des Pfeils B verschoben worden und damit die Andruckrolle 22 von der Tonwelle 14 getrennt ist, wird das Magnetband 21 nicht transportiert Wenn das Antriebselement für konstanten Magnetbandantrieb in den Magnetbandantriebszustand gebracht wird, wird das Gleitstück 23 synchron in Richtung des Pfeils A verschoben. Dabei drückt die Andruckrolle 22 unter Zwischenfügung des Magnetbands 21 gegen die rotierende Tonwelle 14 an, wie dies in den F i g. 2 (a) und 2 (b) in

vergrößertem Maßstab dargestellt, so daß das Magnetband 21 angetrieben bzw. transportiert wird.

Die Antriebskraft F für den Transport des Magnetbands 21 durch die Tonwelle 14 läßt sich ungefähr durch folgende Gleichung ausdrücken:

F-(μΐ +v2)P
Darin bedeuten:

μΐ - Reibungskoeffizient zwischen Magnetband 21

und Andruckrolle 22;
μ2 - Reibungskoeffizient zwischen Magnetband 21

und Tonwelle 14; und

P - auf das Magnetband 21 ausgeübte Andruck- oder Klemmkraft

Aus obiger Gleichung geht hervor, daß bei konstant bleibender Klemnikraft P die Reibungskoeffizienten μΐ und μ2 vergrößert werden müssen, um eine größere Antriebskraft F zu erreichen und dadurch das Magnetband 21 stabil, gleichmäßig und zuverlässig zu transportieren.

Jedoch sollte der Abschnitt der Tonwelle 14, der über die Lagerelemente 16 und 17 vom Lagerzylinder 12 getragen wird, vorzugsweise eine niedrige Reibung erzeugen, um eine leichte Drehung zu gewährleisten. Dagegen muß der Bandantriebsteil der Tonwelle 14, gegen den die Andruckrolle 22 andrückt einen hohen Reibungskoeffizienten besitzen.

Aus diesem Grund ist eine herkömmliche Tonweile 14 aus rostfreiem Stahl, nämlich einer ternären Legierung aus Eisen (Fe), Chrom (Cr) und Nickel (Ni) als Hauptbestandteile, hergestellt und mit einer glatten Oberfläche eines niedrigen Reibungskoeffizienten versehen. Der mit dem Magnetband 21 in Berührung zu bringende Bandantriebsteil der Tonwelle 14 ist durch Sandstrahlen od. dgl. behandelt. Bei der Sandstrahlbehandlung werden feine, harte Teilchen (z. B. aus einem Keramikmate-

rial) mit hoher Geschwindigkeit zum Auftreffen auf den Lagerungs- oder Einbauzustands einer Tonwelle und

¹ Bandantriebsteil der Tonwelle 14 gebracht, so daß der ihrer Arbeitsweise;

£ Bandanlriebsteil durch Schleifwirkung eine in F ig. 3 Fig. 3 und 4 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene * dargestellte rauhe Oberfläche 26 erhält Wenn die An- Seitenansicht bzw. eine in (weiter) vergrößertem Μαβί':■ druckrolle 22 unter Zwischenfügung des Magnetbands 5 stab gehaltene Aufsicht zur Darstellung einer her- % 21 gegen den angerauhten Bandantriebsteil 26 der Ton- kömmlichen Tonwelle;

'*':;■ welle 14 angedrückt wird, sind der Reibungskoeffizient F i g. 5 eine Mikrophotographie einer herkömmlichen

- μΐ zwischen Magnetband 21 und Andruckrolle 22 sowie Tonwelle;

V der Reibungskoeffizient μ2 zwischen Magnetband 21 F i g. 6 und 7 eine Seitenansicht bzw. eine (vergrößer- ^L und Tonwelle 14 vergrößert, so daß eine größere An- io te) Aufsicht zur Darstellung eines Magnetbandantriebs- V; triebskraft Ferzielt wird. elements und eines Verfahrens zu seiner Herstellung

''· Das vorstehend beschriebene herkömmliche Magnet- gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

bandantriebselement und das Verfahren zu seiner Her- F i g. 8 und 9 eine (Teil-)Seitenansicht bzw. eine gra-' stellung sind jedoch mit den im folgenden geschilderten phische Kennliniendarstellung zur Veranschaulichung iß Mangeln behaftet. Die durch Sandstrahlen behandelte 15 der Lagenbeziehung und des Anteilverhältnisses von ί Oberfläche der Tonwelle 14 besitzt feine Risse oder Eisen, Chrom und Nickel an der Oberfläche der Tonwel- '■■h Verformungen (Verwerfungen), wie sie in der Mikro- Ie nach deren Polier-Feinbearbeitung beim Ausfüh- 11 photographic (lOOfache Vergrößerung) in F i g. 5 darge- rungsbeirpiel gemäß F i g. 6 und 7;
Il stellt sind. Der die Risse oder Verformungen aufweisen- F i g. 10 eine (Teil-)Seitenansich' 5*r Lagenbeziehung y de Teil der Tonwelle 14 unterliegt daher nach längerem 20 zwischen Eisen, Chrom und Nickel ar. der Oberfläche |;f Betrieb einem Verschleiß durch das Magnetband 21. der Tonwelle nach deren chemischer Behandlung gell Daraufhin verringert sich die Antriebskraft F, und die maß dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 und 7;
|f anfängliche Leistung kann nicht über einen längeren F i g. 11 bis 14 (Teilschnitt-)Ansichten zur Veran- Ü Zeitraum hinweg aufrechterhalten werden, so daß sich schau'Jchung der Verfahrensschritte bei der beschriebesg eine mangelhafte Haltbarkeit ergibt Die jeweiligen, be- 23 nen chemischen Behandlung;

K schriebenen Bestandteile Eisen, Chrom und Nickel wer- F i g. 15 eine Mikrophotographie der Oberfläche der

p den an der Tonwellen-Oberfläche, die durch Sandstrah- Tonwelle nach der chemischen Behandlung, und

flen behandelt worden ist, wahllos freigelegt. Da Eisen Fig. 16 eine graphische Kennlinundarstellung des

weicher ist als Chrom, Nickel od. dgl., wird es durch den Anteilverhältnisses von Eisen und Chrom nach der che-

% Angriff des Magnetbands 21 schneller abgetragen, wo- 30 mischen Behandlung.

j> durch die Haltbarkeit weiter verschlechtert wird. Wie Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin-

i| erwähnt werden beim Sandstrahlen harte Feinteilchen dung anhand der Zeichnungen erläutert In den F i g. 6

ρ gegen den Bandantriebsteil der Tonwelle 14 geschleu- und 7 sind den Teilen von F i g. 3 und 4 entsprechenden

l'j dert Gemäß F i g. 3 ist daher der Durchmesser des sand- Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeich-

fi gestrahlten, angerauhten Fläehenteils 26 der Tönweile 35 net Die Tonweile 14 ist öüs einem weichen metallischen

:< 14 kleiner als der restliche, nicht sandgestrahlte Ab- Werkstoff, wie Eisen (Fe), und harten metallischen

I:; schnitt der Tonwelle 14. Infolgedessen kommt der ange- Werkstoffen, wie Chrom (Cr) und Nickel (NtJ herge-

(i rauhte Flächenteil 26 in bezug auf die Achse des restli- stellt Der mit dem Magnetband 21 in Berührung zu

ί chen Abschnitts der Tonwelle 14 exzentrisch zu liegen. bringende Bandantriebsteil der Tonwelle 14 wird durch

;» Aus der US-PS 31 41 593 ist ein Magnetbandantriebs- 40 z. ß. Sandstrahlen angerauht und dann mechanisch po-

; element bekannt, das aus einer Legieruiig aus einem liert, so daß ein rauher Flächenteil 27 ohne Feinrisse und

weichen metallischen Werkstoff und einem harten me- Verformungen entsteht wobei die Achse des angerauh-

tallischen Werkstoff besteht und das einen durch Sand- ten Fläehenteils 27 mit der Drehachse der Tonwelle 14

·■; strahlen angerauhten Oberflächenteil besitzt Beim fluchtet

^ Sandstrahlen wird aber der harte metallische Werkstoff 45 Wie in der vergrößerten Darstellung von F i g. 7 ver-

U abgetragen, da dieser relativ spröde ist und die Energie anschaulicht sind bei der beschriebenen Tonwelle 14

ύ der auftreffenden Sandstrahlteilchen nicht in dem Maße der Reibungskoeffizient μΐ zwischen Magnetband 21

% wie der weiche metallische Werkstoff in Deformations- und Andruckrolle 22 sowie der Reibungskoeffizient μ2

ρ energie umsetzen kann. Das Abtragen insbesondere des zwischen Magnetband 21 und Tonwelle 14 jeweils groß,

I« harten Werkstoffs führt aber zu Rissen in der Oberflä- 50 wenn die Andruckrolle 22 unter Zwischenfügung des H ehe, während die Anreicherung mit dem weichen metal- Magnetbands 21 gegen die Tonwelle 14 angedrückt V, tischen Werkstoff einen erhöhten Abrieb während des wi: i infolgedessen kann eine größere Magnetband-An-

'■_ ι Betriebs ergibt triebskraft Ferzielt werden, während Feinrisse und Ver-

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe formungen veni.ieden werden. Die anfängliche An-

' zugrunde, ein Magnetbandantriebselement das ein Ma- 55 triebskraft bleibt daher auch nach langem Betrieb der

■ gnetband stabil und zuverlässig anzutreiben vermag Tonwelle 14 erhalten, und ihre Haltbarkeit ist verbes-

und eine ausgezeichnete Haltbarkeit besitzt sowie ein sert

Verfahren zur Herstellung eines solchen Magnetband- Wenn sich der weiche metallische Werkstoff, wie Ei- ; antriebselements zu schaffen. sen, in den vertieften Bereichen des angerauhten Flä- ; Diese Aufgabe wird bei einem Magnetbandantriebs- 60 chenteils 27 befindet und die harten metallischen Werk-. - element nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 stoffe, wie Chrom und Nickel, an den erhabenen Berei- bzw. bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des chen liegen, kann der in unmittelbare Berührung mit Patentanspruches 5 erfindungsgemäß durch die in den dem Magnetband 21 zu bringende Bandantriebsteil der jeweiligen kennzeichnenden Teilen dieser Patentari- Tonwelle 14 vollständig aus den harten metallischen Sprüche enthaltenen Merkmale gelöst 65 Werkstoffen bestehen, wodurch eine noch bessere Halt-In den Zeichnungen zeigen barkeit gewährleistet wird.

F i g. 1, 2 (a) und 2 (b) eine (Teil-)Schnittansicht, eine Ein Verfahren zur Ablagerung von Eisen in den verAufsicht bzw. eine Sei? «nansicht zur Verdeutlichung des tieften Bereichen des angerauhten Flächenteils 27 und

2. Maskierung

(!) GeMiB Fig.il winl die Tonweiie 14 bis zu einer unmittelbar unter dem angerauhten Flächenteil 27 gelegenen Steile in eine Maskierlösung (Vinylacetat) 28 eingetaucht und dann aus der Maskierlösung herausgenommen.

(2) Getniß Fig. 12 wird die Tonwelle 14 von der Seite her, die in die Maskierlösung 28 eingetaucht worden ist, in eine Durchgangsbohrung 291 einer Maskiervorrichtung oder -schablone 29 eingeschoben, bis sie einen Anschlag 20 erreicht, worauf sie unter langsamer Drehung aus der Bohrung herausgezogen wird.

(3) Die herausgezogene Tonwelle 14 wird gemäß Fig. 13 in eine Durchgangsbohrung 311 einer Trocknungsvorrichtung 31 eingeführt

von Chrom und Nickel in den erhabenen Bereichen desselben ist im folgenden beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche des Bandantriebsteils der Tonwelle 14, wie erwähnt, einer Sandstrahluag und einer Polier-Feinbearbeitung unterworfen und chemisch aktiviert, um eine Reaktion bzw. Umsetzung mit einer Saure herbeizuführen und hauptsächlich den Eisenbestandteil aufzulösen. Genauer gesagt: In der Oberfläche des Bandantriebsteils der Tonwelle 14 sind nach der Sandstrahl- und Polier-Feinbearbeitung Eisen (Fe), Chrom (Cr) und Nickel (Ni) auf die in F i g. 8 gezeigte Weise in wahlloser Verteilung nach außen hin freigelegt Das Verhältnis von Eilten· zu Chrombestandteilen pro Flächeneinheit in diesem Zustand ist in Fig. 9 veranschaulicht Fig.9 zeigt das mittels eines Röntgen-Mikroanalysiergerats bestimmte Verhältnis von Eisen- zu Chrombestandteilen. Aus F i g. 9 ist ersichtlich, daß der Eisengehalt erheblich größer tu als der Chromoehalt-

Wenn die Oberfläche der Tonwelle 14~in diesem Zustand chemisch aktiviert wird, um eine Reaktion mit einer Säure herbeizufuhren und den Eisenbestandteil aufzulösen, bleibt Eisen nur in den vertieften Bereichen des angerauhten Flichenteils 27 der Tonwelle 14 zurück, während die Chrom- und Nickelbestandteile in den erhabenen Bereichen verbleiben, wie dies in F i g. 10 dargestellt ist

Nachstehend ist ein Verfahren zur chemischen Behandlung der Oberfläche der Tonwelle 14 erläutert Die Tonwelle 14, die einem Sandstrahlen und einer Polier-Feinbearbeitung unterworfen ist, wird in der nächstehend angegebenen Reihenfolge chemisch behandelt:

1. Entfettung

Die Tonwelle 14 wird zur Entfernung von ölrückständen mit Trichlorethylen gereinigt

20

6. Neutralisieren

Nach dem Spülen mit Wasser wird die Tonwelle 14 etwa 1 —2 min lang zur Neutralisierung in eine Natriumcarbonatlösung eingetaucht (Natriumcarbonat: 5-10 g/l).

7. Spülen mit Wasser

8. Behandeln mit Chromsäure

Der mit der chemischen Polierlösung behandelte Teil der Tonwelle 14 wird bei Raumtemperatur 1 min lang in eine Natriumdichromatlösung (10 g/l) eingetaucht

9. Spülen mit Wasser

10. Entfernen der Maskierung

Die Tonwelle 14 wird aus der Trocknungsvorrichtung 31 herausgenommen, und die Maskierung (Maske) wird mit Äthylalkohol entfernt

11. Trocknen

Nach der beschriebenen chemischen Behandlung besitzt die Oberfläche der Tonwelle 14 den in der (Mikro-)Photographie (lOOOfache Vergrößerung) gemäß F i g. 15 dargestellten Zustand Das Verhältnis von Eisen- zu Chrombestandteil ist gegenüber Fig.9 beträchtlich herabgesetzt wie dies aus den in Fig. 16 dargestellten, mittels des Röntgen-Mikroanalysiergeräts ermittelten Versuchs- bzw. Meßergebnissen hervorgeh'.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Magnetbandantriebselement die Tonwelle 14. Das Magnetbandantriebselement kann jedoch auch ein Führungselement etwa eine Magnetband-Leitrolle, sein.

In Zusammenfassung werden mit der Erfindung somit ein Magnetbandantriebselement das ein Magnetband stabil (gleichmäßig) und zuverlässig anzutreiben vermag und eine ausgezeichnete Haltbarkeit besitzt, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Magnetbandantriebselements geschaffen.

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40

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

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3. Trocknen

Die Tonwelle 14 wird trocknen gelassen, bis sie nicht mehr herausfällt auch wenn die Trocknungsvorrichtung 31 »kopfüber« umgedreht wird.

4. Chemisches Porenätzen

Nach dem Trocknen wird der angerauhte Rächenteil 27 der Tonwelle 14 gemäß Fig. 14 2—3min lang in eine handelsübliche chemische Polierflüssigkeit (GP-L.) als typisches Beispiel für eine Fluorwasserstofflösung 32 eingetaucht um den Eisenbestandteil aufzulösen.

5. Spülen mit Wasser

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetbandantriebselement aus einer Legierung aus einem weichen metallischen Werkstoff und einem harten metallischen Werkstoff und mit einem angerauhten Außenflächenteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenflächenteil durch Abtragung hauptsächlich des weichen metallischen Werkstoffs mittels chemischen Aktivierens angerauht ist

Z Magnetbandantriebselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der angerauhte Außenflächenteil den weichen metallischen Werkstoff in einem höheren Verhältnis als jeder andere Abschnitt des Magnetbandantriebselements enthält

3. Magnetbandantriebselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erhabener Bereich d·^ angerauhten Außenflächenteils den harten metalSschen Werkstoff enthält.

4. Magnetbandantriebselement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung Eisen, Chrom oder Nickel als ihre Hauptbestandteile enthält

5. Verfahren zur Herstellung eines Magnetbandantriebselements aus einer Legierung aus einem weichen metallischen Werkstoff oder einem harten metallischen Werkstoff und mit einem angerauhten Außenflächenteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenflächenteil zur Entfernung oder Abtragung hauptsächlich des weichen metallischen Werkstoffs geätzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetba^dantriebselement aus einer Legierung mit Eisen, Chrom und Nickel als ihren Hauptbestandteile besteht und daß beim Ätzen der Außenflächenteil des Magnetbandantriebselements chemisch aktiviert wird, um eine Reaktion bzw. Umsetzung mit einer Säure herbeizuführen und hauptsächlich den Eisenbestandteil aufzulösen.