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Die Erfindung betrifft allgemein einen neuartigen Aufbau der
Bandspulen einer Bandkassette, um die Betriebsweise der
Bandkassette zu verbessern und eine Beschädigung des Bandes zu
vermeiden.
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Ein herkömmlicher Bandspulenaufbau einer Bandkassette ist in
der für SHIMUZU erteilten US-A-4 560 117 beschrieben und
darin in Fig. 1 dargestellt. Diese Zeichnung zeigt obere und
untere, jeweils aus durchsichtigem synthetischem Harz
geformte Kassettenhälften 10, 12, eine Bandführung 14,
Führungsrollen 16 und Führungsstifte 18, an der Vorderseite der
Kassettenhälfte 12 angeordnet. Die oberen und unteren
Kassettenhälften 10, 12 weisen jede ein Paar ringförmiger Ränder 20
auf und sind über Schrauben 22 verbunden. Ein Paar Bandspulen
24 ist zum Zentrieren und zur drehbaren Lagerung auf den
ringförmigen Rändern 20 angebracht. Die Bandspulen 24, die
das Band aufnehmen, schließen ein Paar ebener, paralleler und
kreisförmiger Flansche 30 ein. Die Flansche 30 sind sämtlich
aus Metall, wie Aluminium, gestanzte Teile und an einer Nabe
26 aus synthetischem Kunstharz über eine Vielzahl erhabener
Befestigungsansätze 40 aus Kunststoff mit vier
dazwischenliegenden kreisförmigen Kunstharzscheiben 28 angebracht.
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Zur Ausbildung dieser Flansche wird Metall verwendet, weil
die erforderliche Festigkeit und strukturelle Einheit unter
Verwendung eines Metallflansches, der dünner als ein
vergleichbarer Kunststoffflansch ist, erreicht werden kann. Im
Ergebnis dessen können die Material kosten und der Platzbedarf
minimiert werden. Wenn jedoch die Flansche aus Metall
gestanzt werden, werden die Ränder notwendigerweise senkrecht
zu den ebenen, parallelen Ober- und Unterteilen ausgebildet.
Außerdem erhalten die Ränder durch den Stanzvorgang
unvermeidlich einen Grat, der die Kanten des Bandes, die sich
während des Betriebes darüberbewegen, abschleift. Des
weiteren ist es während der Montage und späteren Handhabung
möglich, daß einer oder beide Flansche bleibend verbogen werden
können. Das Verbiegen der Flansche kommt insbesondere vor,
wenn die betreffende Bandspule kein Band enthält und die
Kassettenhälften in irgendeiner Weise zusammengedrückt
werden. Sind die Flansche einmal verbogen, berühren die Kanten
des laufenden Bandes die Ränder des verbogenen Flansches oder
der Flansche, was ebenfalls eine Bandbeschädigung zur Folge
hat.
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Die Nabe 26 weist einen inneren Umfangsabsatz 34 auf, der mit
einem Durchmesser wenig größer als der des entsprechenden
ringförmigen Randes 20 ausgebildet ist. Die Stirnseiten der
ringförmigen Ränder 20 stoßen an die Nabe 26 nur an dem
inneren Umfangsabsatz 34 an, so daß beide Seiten der Bandspule 24
und der Metallflansche 30 von den Kassettenhälften 10, 12
durch einen spezifischen Zwischenraum getrennt sind. Spindeln
eines Bandabspiel-/-aufnahinegerätes (nicht dargestellt)
werden von den in den Naben 26 ausgebildeten mittigen Bohrungen
36 aufgenommen, und radiale, sich in die mittigen Bohrungen
36 erstrekkende Vorsprünge 38 greifen an die Spindeln an, um
ein Drehmoment von den rotierenden Spindeln über die Nabe 26
auf die Bandspulen 24 zu übertragen.
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Gemäß dieser herkömmlichen Bandspulentragkonstruktion
befindet sich die einzige Berührungsfläche zwischen den Bandspulen
und der Bandkassette zwischen dem Paar an jeder Kunststoff-
Bandkassettenhälfte angeformter, nach innen gerichteter
ringförmiger Ränder verhältnismäßig kleinen Durchmessers und den
entsprechenden, an jeder Kunststoff-Bandspulennabe zum Zweck
des Zentrierens ausgebildeten inneren Umfangsabsätzen. Die
Lagerung der Bandspulen in dieser Art bewirkt, daß die
aneinanderstoßenden inneren Umfangsabsätze aus Kunststoff und die
ringförmigen Ränder aus Kunststoff infolge Reibung
verschleißen, was wiederum unerwünschte Geräusche und Abrieb erzeugt.
Außerdem läßt die Abstützung über einen verhältnismäßig
kleinen Durchmesser eine Schrägstellung der Bandspulen zueinander
innerhalb der Bandkassette zu, was zu einer möglichen
Kantenbeschädigung des Bandes, das sich zwischen den
schrägstehenden Bandspulen bewegt, führt.
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Aus den vorhergehenden Ausführungen wird ersichtlich, daß
eine verbesserte Bandspule für eine Bandkassette erwünscht
ist, die den Verschleiß verringert, ihre beabsichtigte
Position beibehält und eine Beschädigung des laufenden Bandes
verhindert.
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GB 2029372 beschreibt eine Bandkassette mit einem Paar
Bandspulen, die beide eine Bandspulennabe mit zwei im
wesentlichen flachen Flanschen, die in oberen und unteren Stellungen
an den Außenseiten der Nabe verbunden sind, einschließen.
Jeder Flansch hat eine ebene obere und untere Fläche, und die
Bandspulennabe umfaßt einen im wesentlichen rohrförmigen
Körper mit einer an beiden Enden des Körpers in einer Ebene
senkrecht zur Drehachse angeordneten ringförmigen
Oberflächen.
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In GB 2135653 wird eine Computer-Bandspule beschrieben, die
eine Nabe und Flansche in einer Anordnung ähnlich der nach
GB 2029372 aufweist. Die von der Nabe entfernten Stirnflächen
der Flansche haben, wie aus den zugehörigen Zeichnungen
entnommen werden kann, leicht gerundete Kanten. Die WO85/04041
gibt im einzelnen eine Spule für Kassetten der Bauart mit
offener Spule an, die Flansche mit abgefaßten äußeren
Umfangskantenbereichen umfassen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Bandkassette
erste und zweite Kassettenhälften, die jeweils innere und
äußere Oberflächen aufweisen, wobei sich ein Paar Öffnungen
von den äußeren zu den inneren Oberflächen erstreckt und von
einem sich nach innen erstreckenden, an der inneren
Oberfläche ausgebildeten ringförmigen Ansatz umgeben ist, der mit
einer Öffnung und einem ringförmigen Ansatz an der anderen
Kassettenhälfte ausgerichtet ist; ein Paar Bandspulen, die
jede eine Nabe sowie erste und zweite Flansche einschließen,
die jeder eine ebene Oberseite, eine ebene Unterseite und
eine gerundete, an die ebene Ober- und Unterseite
anschließende Umfangskante aufweisen, wobei die Unterseiten mit der
Nabe verbunden sind; zentrisch in der Nabe ausgebildete
Öffnungen zur Aufnahme der ringförmigen Ansätze; dadurch
gekennzeichnet, daß die Kassettenhälften jeweils einen in der
inneren Oberfläche gebildeten, elliptischen,
zurückspringenden Bereich aufweisen; ein Paar in den zurückspringenden
Bereichen aufgenommmener, reibungsarmer flacher Scheiben
vorgesehen ist; die zentrisch in der Nabe ausgebildeten
Öffnungen die ringförmigen Ansätze mit einem Spiel dazwischen
entlang ihrer gesamten Oberflächen aufnehmen; und ein an der
Oberseite jedes Flansches gebildeter ringförmiger Rand
vorgesehen ist, um gegen die jeweiligen Scheiben anzuliegen, wobei
die Flansche im übrigen durch Spiel von den beiden
Kassettenhälften getrennt sind.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Bandkassette mit einem
wirtschaftlichen Bandspulenaufbau hoher Qualität, der eine
Lagerung bei geringer Reibung und die Vermeidung von Schäden
an dem laufenden Band ermöglicht.
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Die vorliegende Erfindung schafft außerdem eine Bandkassette
mit einem Banspulenaufbau, der in einem automatisierten
Prozeß leicht ausgeformt und montiert werden kann.
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Die Banspuleneinheit kann weiter außerhalf ihrer Mitte
drehbar gelagert werden als Bandspulen des Standes der Technik,
um die Stabilität zu verbessern und die Reibung im
Lagerbereich zu verringern.
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Die vorliegene Erfindung schafft auch eine Bandkassette mit
einem Bandspulenaufbau, der das Band effizient und ohne
Beschädingung über den Magnetkopf des
Bandabspiel-/-aufnahemegerätes führt.
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Jeder Flansch hat einen erhöhten ringförigen Zentrierrand,
der nur an den reibungsarmen Scheiben anlieght und sich auf
diesen dreht. Diese Zebtrierränder vermindern die Reibung,
beugen der Schrägstellung der Bandspulen relative zueinander
vor und erlauben im Zusammenhang mit den gerundeten Kanten
des Flansches, das Band ohne Beschädigung aufzuwicheln.
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Bevorzugte ausführungsformen der Bandkassette und des
Bandspulenaufbaus der vorliegenden Erfindung, im Vergleich mit
dem oben diskutierten Stand der Technik, schaffen (a) eine
leistungsfähigere Montage und Betriebsweise einer
Bandkassette; erfordern (b) nur zwei anstatt vier Scheiben zwecks
leichterer und schnellerer Montage; lagern (c) die Bandspulen
nur über Zentrierränder, die einen ausreichend großen
Durchmesser haben, um ein Verkanten der Bandspulen relative zu dem
idealen Bandverlauf gering zu halten und folglich eine
Bandkantebeschädigung auszuschließen; verlegen (d) den Bereich
der Drehlagerung der Bandspulen von den Bandkassettenhälften
mit verhältnismäßig hoher Reibung zue den Scheiben mit
verhältnismäßig geringer Reibung, um so den Verschleiß, den
Abrieb und die Geräusche zu minimieren; beugen (e) der
Bandbeschädigung vor; und schaffen (f) infolge der umfassenden
Anwendung von Kunststoff eine rationeller hergestellte
Bandkassette. Außerdem kann die neue Bandkassette aus
unterschiedlich gefärbten Kunststoffen gefertigt werden, d.h. die
oberen und unteren Hälften der Kassette können aus
durchsichtigem Styrokunststoff, die Scheiben aus durchsichtiger,
antistatisch behandelter Polyesterfolie, die Brücke aus einem
dunkleren Kunststoff, zum Beispiel "ABS"
(Akrylnitril-Butadien-Styrol) und die Bandspulen und Rollen aus einem
dunkleren Kunststoff, zum Beispiel Azetal, bestehen. Diese
Farbkontrastkombination schafft eine aus der Sicht des Marketing
ästhetisch ansprechende Bandkassette, erlaubt aber, was
äußerst wichtig ist, dem Hersteller und Anwender, die
Betriebsweise der Kassette zu beobachten, was natürlich ein
funktioneller Vorteil ist.
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Ein Beispiel einer Bandkassette und eines Bandspulenaufbaus
gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die
zugehörigen Zeichnungen beschrieben und einem bekannten
Beispiel gegenübergestellt. Es zeigt:
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Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer
herkömmlichen Bandkassette, die insbesondere
deren Bandspulen veranschaulicht;
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Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der
bevorzugten Ausführungsform der Bandkassette
gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 3 eine Draufsicht eines Flansches der
bevorzugten Ausführung eines Bandspulenaufbaus gemäß
der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 4 eine seitliche Querschnittsdarstellung der
bevorzugten Ausführungsform des in Fig. 3 gezeigten
Flansches gemäß der vorliegenden Erfindung, die
insbesondere den Zentrierrand und die gerundeten
Kanten des Flansches zeigt;
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Fig. 5 eine Unteransicht der bevorzugten Ausführungsform
des in Fig. 3 und 4 dargestellten Bandspulenf
lansches unter Darstellung der zur Befestigung des
Flansches an der Nabe verwendeten Rippe;
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Fig. 6 eine seitliche Querschnittsdarstellung der in
Fig. 5 gezeigten Rippe;
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Fig. 7 eine linke Seiten-Querschnittsdarstellung der
Bandkassette nach Fig. 2; und
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Fig. 8 eine seitliche Querschnittsdarstellung der
gerundeten Kante des in Fig. 4 gezeigten Flansches.
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Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
werden nun anhand der Figuren 2 bis 8 beschrieben.
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Zum besseren Verständnis der Bezugnahme der in Fig. 2
gezeigten Bandkassette bezeichnet "Vorderseite" den zum Magnetkopf
des Bandabspiel-/-aufnahmegerätes weisenden Bereich der
Bandkassette, ist "Rückseite" der der Vorderseite
entgegengesetzte Bereich, ist "Oberseite" die nach oben weisende ebene
Fläche der Kassette, wenn die Vorderseite der Bandkassette in
das Bandabspiel-/-aufnahmegerät eingelegt ist, ist
"Unterseite" die der Oberseite parallel gegenüberliegende ebene
Fläche, und sind "Seiten" die Bereiche, die sich senkrecht
zwischen den Rändern der Oberseite und des Bodens erstrecken
und diese verbinden.
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Fig. 2 zeigt eine Bandkassette 50, die eine untere
Kassettenhälfte 52 und eine obere Kassettenhälfte 54, die vorzugsweise
aus einem durchsichtigen Hartkunststoff wie Styrol
hergestellt sind, umfassen. In zusammengesetztem Zustand hat die
Bandkassette 50 (und dementsprechend jede Kassettenhälfte 52
und 54) eine Vorderseite 56, eine Rückseite 58, eine linke
Seite 60 und eine rechte Seite 62.
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Erhabene Flächen 82 und 84 sind jeweils in der unteren
Kassettenhälfte 52 und der oberen Kassettenhälfte 54 der
Bandkassette 50 zur Aufnahme einer zum Beispiel in der oben
eingeführten US-A-4 506 846 im einzelnen beschriebenen
Bandführung 86 ausgebildet.
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Wenn, wie oben beschrieben, ein herkömmlicher Metallflansch
verwendet und während des Zusammenbaus oder der Handhabung
unbeabsichtigt verbogen wird, resultiert daraus eine
Bandbeschädigung während des Betriebes. Außerdem haben die
Bandspulen, wie bei allen Bandkassetten, aufgrund der absichtlichen
Zwischenräume ein bestimmtes Spiel. Während des Betriebs
bewirkt dieses Spiel, daß die Metallflanschränder die Seiten
des Bandes in schädlicher Weise berühren.
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Nach der vorliegenden Erfindung sind die Flansche jedoch aus
zwei wichtigen Gründen aus Kunststoff anstelle von Metall
hergestellt. Erstens hat Kunststoff einen "Speicher", d.h.
wenn ein Kunststoffflansch während des Zusammenbaus oder
Betriebs zusammengedrückt oder geklemmt wird, so kehrt er
automatisch in seine Ausgangsform zurück. Zweitens können bei
der Verwendung von Kunststoff die Kanten des Flansches so
geformt werden, daß sie eine exakte Rundung oder einen Radius
aufweisen, wodurch alle Grate und Rauheiten beseitigt und der
Bandlauf erleichtert werden.
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Wie ebenfalls oben angegeben, wurde für herkömmliche Flansche
Netall gewählt, um eine Verringerung der Dicke der Flansche
zu ermöglichen. Da die vorliegende Erfindung
Kunststoffflansche verwendet, muß die Bandkassette modifiziert werden.
Diese Modifikation beinhaltet die Entfernung von Material aus
der Bandkassette, d.h. es werden Rezesse in den oberen und
unteren Kassettenhälften zur Aufnahme der Bandspulen mit dem
bevorzugten Zwischenraum geschaffen, der Auflagerbereich der
Bandspulen wird von der Nabe zu den Flanschen verlegt, und
die Kassettenhälften 52 und 54 werden aus einem steiferen
Material hergestellt.
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Insbesondere werden innerhalb der Bandkassette 50 eine erste
Bandspule 64 und eine zweite Bandspule 66, zur Bewegung des
Bandes 68 über die Bandführung 86, und die Bandrollen 74, 76
angeordnet. Jede Bandspule 64 und 66 ist vorzugsweise aus
einem dunkler als die Kassettenhälften 52 und 54 gefärbten
Kunststoff wie Azetal gefertigt. Die Bandrollen 74 und 76,
die vorzugsweise ebenfalls aus einem dunkler gefärbten
Hartkunststoff wie Azetal hergestellt sind, werden von Säulen 78
und 80 drehbar aufgenommen.
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Die Bandspulen 64 und 66 mit dem sich dazwischen
erstreckenden Band 68 sind zwischen zwei Scheiben oder Streifen 88 und
90 angeordnet, die vorzugsweise flach und aus einem
durchsichtigen, reibungsarmen, flexiblen Kunststoff wie einer
antistatisch behandelten Polyester-Folie hergestellt sind.
Jede der Scheiben 88 und 90 ist im wesentlichen eine schmale,
lange Ellipse, die jeweils darin ausgebildete Öffnungen 92
und 94 aufweist.
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Die Kombination der Spulen 64 und 66 und Scheiben 88 und 90
ist in zurückspringenden Bereichen 100 und 101 jeweils in den
unteren und oberen Kassettenhälften 52, 54 der Bandkassette
50 angeordnet.
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Die in jeder Scheibe 88, 90 vorgesehenen Öffnungen 92 und 94
und die in jedem Flansch 110 der Bandspulen 64, 66
ausgebildeten Öffnungen 118 nehmen im Abstand zueinander die in den
Kassettenhälften 52, 54 ausgebildeten ringförmigen Ansätze
96, 98 auf.
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Es sind außerdem an der Vorderseite 56 der unteren
Kassettenhälften 52 und der oberen Kassettenhälften 54 der
Bandkassette 50 eine linke Öffnung 102 und eine rechte Öffnung 104 zur
Aufnahme der Rollen des Bandabspiel-/-aufnahmegerätes (nicht
dargestellt), die zusammen mit einem Antriebsstift (nicht
dargestellt) verwendet werden, und eine zentrale Öffnung 106
zur Aufnahme des Magnetkopfes des Bandabspiel-/-
aufnahmegerätes ausgebildet.
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Wie oben beschrieben, ist der Aufbau der oberen
Kassettenhälften 54 und der unteren Kassettenhälften 52 im
wesentlichen der gleiche, abgesehen von geringfügigeren
Abänderungen; so kann für die Herstellung jeder der beiden Hälften
eine Grundform verwendet werden, und dann können die
geringfügigen Veränderungen vorgenommen werden. Durch die im
wesentlichen gleichen Hälften 52 und 54 werden die
Gesamtfertigungskosten verringert.
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Die Figuren 3 und 4 sind jeweils eine Draufsicht und eine
Querschnittsansicht der bevorzugten Ausführungsform der
Flansche 110. Die Flansche 110 der Bandspulen 64, 66 sind im
Gegensatz zu den Metallflanschen 30 der oben diskutierten
Bandkassette des Standes der Technik aus Kunststoff
hergestellt, so daß dadurch die Wirtschaftlichkeit der Fertigung
und Montage erhöht wird.
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Jeder Flansch 110 ist ein kreisförmiges, verhältnismäßig
flaches Teil, das drei darin ausgebildete, gleichmäßig
beabstandete, ringförmige Öffnungen 112, 114 und 116 aufweist.
Außerdem ist die zentrale Öffnung 118 in dem Flansch 110 zur
Aufnahme der Ansätze 96, 98 darin in beabstandeter Beziehung,
wie oben dargelegt, ausgebildet. Weiterhin ist jeder
Umfangsrand 111 des Flansches 110 an dessen Innenseite 113 gerundet,
was eine Beschädigung an dem Band, das über die Flanschränder
111 läuft (siehe Fig. 8), weitgehend ausschließt. Schließlich
ist auf dem Flansch 110 genau außerhalb der zentralen Öffnung
118 ein Ansatzteil 120 zur Berührung der reibungsarmen
Scheiben 88, 90 im zusammengesetzten Zustand ausgebildet. In der
bevorzugten Ausführungsform ist das Ansatzteil 120 ein auf
dem Flansch 110 ausgebildeter Zentrierring.
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Fig. 5 ist eine Unteransicht der bevorzugten Ausführung des
in den Figuren 3 und 4 dargestellten Flansches 110. Diese
Figur zeigt einen an der Unterseite des Flansches 110
ausgebildeten ringförmigen Ansatz 122, der durch
Ultraschallschweißen an einer entsprechenden, in jeder Nabe 124 (siehe
Fig. 2 und 7) ausgebildeten ringförmigen Ausnehmung 123
befestigt ist. Ein Energieleiter oder -richter 136 (Fig. 6)
ist aus dem ringförmigen Ansatz 122 herausgebildet, um das
Ultraschallschweißen zu erleichtern, und kann unterbrochen
werden, um ein Auswerfen zu ermöglichen, was im Stand der
Technik bekannt ist und sich aus dem Formgebungsverfahren
ergibt.
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Während des Zusammensetzens wird - noch einmal auf Fig 2
Bezug nehmend - die Nabe 124 mit einem Einführungsband 126
über einen Einsteckstab 128 in eine in der Nabe 124 gebildete
Bohrung 130 zusammengefügt. Dann werden die Flansche 110 auf
der Nabe 124 zentriert und damit an der Grenzfläche der
jeweiligen Ansätze 122 und Ausnehmungen 123
ultraschallverschweißt. Die zusammengebauten Bandspulen 64, 66 werden dann
zwischen den Scheiben 88 und 90 und den Kassettenhälften 52,
54, wie oben beschrieben, angeordnet.
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Im Gegensatz zu dem oben diskutierten Stand der Technik ist
die Grenzfläche der Zentrierringe 120 und der Scheiben 88 und
90 der einzige Bereich der rotierenden Auflagerung der
Bandspulen 64, 66. Dieser Aufbau der Bandspulenauflage hat eine
ruhige, abriebfreie und reibungsarme Betriebsweise zur Folge.
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Die zurückspringenden Bereiche 100, 101 schaffen ein
angemessenes Spiel für die Bandspulen 64, 66 und ermöglichen dadurch
eine wirkungsvolle Drehbewegung ohne Berührung der
Kassettenhälften 52, 54, außer an den Zentrierringen 120. Andererseits
halten die Bereiche 103, 105 der relativen Erhöhung entlang
des Umfangs der Kassettenhälften 52 und 54 die genaue
Ausrichtung des Bandes 68 im Verhältnis zu den Bandspulen 64, 66
aufrecht.
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Die vorangegangenen Ausführungen sind nur illustrativ zu
betrachten. Zum Beispiel ist die oben beschriebene Bandkassette
als für die Verwendung in Analog- und
Digital-Audio-Bandabspiel- und -aufnahmegeräten vorgesehene Bauart dargestellt
worden. Jedoch kann die Erfindung gleichermaßen für
Bandkassetten für den Gebrauch in Video- oder anderen Abspiel-
und/oder -aufnahmegeräten verwendet werden. Obwohl eine
dreiteilige Bandspule beschrieben wird, könnte außerdem eine
einstückige, integral geformte Bandspule eingesetzt werden.