DE4329045A1 - Vorrichtung zum Wickeln von bandförmigem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Aufwickeln von bandförmigem Material von einer Vorratsspule auf eine Aufwickelspule für ein Gerät mit einer Bandtransporteinrichtung, bei welcher Bandführungselemente das bandförmige Material entlang eines vorgegebenen Bandführungswegs führen und bei welcher Wickeleinrichtungen die beiden Wickelspulen antreiben.

Bei Video-Magnetbandgeräten läßt sich das aufgewickelte Magnetband zum Zweck einer Bildwiederholung oder Zeitrafferwiedergabe schnell vor- oder zurückspulen. Das Magnetband kann dabei bis zum 50fachen seiner normalen Wiedergabe-Transportgeschwindigkeit von einer Vorratsspule abgewickelt und auf eine Aufwickelspule aufgewickelt werden. Auf dem Transportweg zur Vorratsspule passiert das Magnetband überlicherweise eine rotierende Abtasteinrichtung, mehrere Bandführungselemente sowie ein oder zwei Bandzuggeber. Diese Bandzuggeber steuern in Abhängigkeit eines vorgegebenen Bandzugs das Drehmoment von Wickelantrieben, die die beiden Wickelspulen antreiben und damit die Wickelfestigkeit des auf der Vorratsspule aufgewickelten Magnetbandes maßgeblich bestimmen. Bei einer normalen Wiedergabegeschwindigkeit, bei welcher die Bandtransportgeschwindigkeit mit der Aufzeichnungs- Transportgeschwindigkeit übereinstimmt, sowie bei kleinen Umspulgeschwindigkeiten läßt sich das Magnetband mit ausreichender Wickelfestigkeit aufwickeln. Dies ist jedoch bei großen Umspulgeschwindigkeiten nicht mehr der Fall, da Luft zwischen die Wickellagen eingeschlossen wird, die erst später wieder entweichen kann. Durch das damit einhergehende Entspannen des Bandes entsteht ein "schlaffer" Wickel, der zum Rutschen der Wickellagen führt, so daß sich der Bandzug und die Bandtransportgeschwindigkeit ruckartig ändern kann, wodurch Bandlose im Transportweg des Magnetbandes entsteht.

Aus der JP 61-104352 ist bereits ein Verfahren zur Vermeidung von Bandlosen beim Wickeln von Magnetband bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird auf die Treiberstufen der Wickelmotoren des Magnetbandes ein phasenverschobenes Impulssignal geleitet, das den Strom der Wickelmotoren derart beeinflußt, daß der Bandzug des Magnetbandes im Rhythmus von 100 ms wechselt.

Ferner ist aus dem US-Patent 3,019,999 eine Wickeleinrichtung bekannt, bei welcher bandförmiges Material von einer Vorratsspule mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit abgewickelt und auf einer Antriebswelle aufgewickelt wird, deren Drehmoment periodisch unterbrochen wird.

Schließlich ist aus der DE-41 30 791 A1 eine Vorrichtung zum Aufwickeln von strang- oder bahnförmigem Material auf eine Aufwickelrolle, die von einem Antrieb angetrieben ist, bekannt, bei welcher der Antrieb abwechselnd in einer ersten Zeitspanne eine relativ geringe Zugkraft auf das Material und in einer zweiten Zeitspanne, zum Straffen des während der ersten Zeitspanne aufgewickelten Materials, eine relativ hohe Zugkraft aufbringt.

Die bekannten Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß zur Erzeugung eines festen Bandwickels pulsierende Momente über den Wickelantrieb der Aufwickelspule in das Magnetband eingeleitet werden. Die Größe der eingeleiteten pulsierenden Momente ist jedoch nicht konstant, sondern variiert mit dem jeweiligen Wickeldurchmesser und dem Trägheitsmoment des Wickels. Eine ausreichende Wickelfestigkeit läßt sich nur bei kleinem Aufwickeldurchmesser erzielen, weil hier der Bandzug größer ist als bei großen Aufwickeldurchmessern. Große Bandzüge mindern jedoch die Standzeit der rotierenden Magnetköpfe der Abtasteinrichtung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung nach der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher unabhängig vom Durchmesser des Wickels der Aufwickelspule die Wickelfestigkeit des auf der Aufwickelspule aufzuwickelnden bandförmigen Materials in etwa konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist den Vorteil auf, daß auch bei einem geringen Aufwickelbandzug und hohen Umspul­ geschwindigkeiten eine so große Wickelfestigkeit erzielt wird, daß Lagerutschen (chinging) verhindert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß durch eine Modifizierung von im Bandtransportweg bereits vorhandenen Bandfüh­ rungselementen, wie Bandzuggeber, Bandumlenkstift oder Bandumlenkrolle, die Vibrationen erzeugt werden können, die zur Einleitung der Bandzugschwingungen in das Band­ material benötigt werden, um die geforderte Wickelfestig­ keit zu erreichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Bandtransporteinrichtung mit einem vibrierenden Bandzuggeber nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung,

Fig. 2 die schematische Darstellung einer vibrierenden Umlenkrolle nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung und

Fig. 3 ein Diagramm der Wickelfestigkeit als Funktion der Bandtransportgeschwindigkeit.

Bei der in der Fig. 1 schematisch dargestellten Bandtrans­ porteinrichtung für ein Magnetbandgerät ist mit 1 eine Aufwickelspule und mit 2 eine Vorratsspule bezeichnet. Beim Wiedergabe/Aufnahme-Betrieb sowie beim schnellen Vorlauf wird ein auf der Vorratsspule 2 bevorratetes Mag­ netband 3 mit einer Geschwindigkeit v von der Vorratsspule 2 abgewickelt und über verschiedene Bandführungselemente an einer rotierenden Abtasteinrichtung 4 vorbei zu der Aufwickelspule 1 transportiert. Bei einer Rückwärts- Wiedergabe und beim schnellen Rücklauf erfolgt der Band­ transport in umgekehrter Richtung.

Die an festen Punkten im Bandtransportweg angeordneten Bandführungselemente führen das Magnetband 3 in der Höhe. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Magnet­ band 3 von Umlenkrollen 5 bis 15 geführt, wobei die Umlenkrollen 6 und 14 jeweils an dem Ende eines schwenkba­ ren Hebelarms 16 bzw. 17 gelagert sind, die in Abhängigkeit des Bandzugs in Richtung der Pfeile 18 bzw. 19 auslenkbar sind. Die Winkelstellung der Hebelarme 16 und 17 wird mit Hilfe eines Winkelgebers in ein elektrisches Signal umgewandelt. In der Fig. 1 ist dieser Winkelgeber schematisch als ein Potentiometer 20 dargestellt. Die Schleiferachse des Potentiometers 20 ist dabei mit dem anderen Ende des drehbar gelagerten Hebelarms 17 mechanisch gekoppelt. Ein Ausgangssignal des Potentiometers 20 gelangt zu einem Regelverstärker 21, in welchem ein Soll/Ist-Vergleich stattfindet, um ein Regelsignal zur Drehzahlregelung eines Wickelmotors 22 zu erzeugen, der die Aufwickelspule 1 in Richtung des Pfeiles 23 antreibt. Der aus den Elementen 14, 17, 20 bis 22 und 1 bestehende Wickelservo bestimmt den Bandzug und die Umspulgeschwindigkeit bei einem schnellen Vorlauf des Magnetbandes 3. Ein entsprechender Bandwickelservo ist auch für den Antrieb der Vorratsspule 2 vorgesehen; dieser Wickelservo ist jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt. Im normalen Wiedergabe- und Aufnahmebetrieb wird die Bandtransportgeschwindigkeit durch die Drehzahl einer Kapstan-Welle 24 bestimmt, die in Reibverbindung mit dem Magnetband 3 in Eingriff steht.

Bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung schwenkt der Hebelarm 17 mit der darauf gelagerten Umlenkrolle 14 aufgrund des von einem Motor 25 aufgebrachte Drehmoments gegen das Magnetband 3 und erhöht damit den Bandzug des Magnetbandes 3. Die Welle des Motors 25 ist verdrehsicher mit dem Ende des schwenkbaren Hebelarms 17 verbunden. Der jeweilige Bandzug kann durch einen dem Motor 25 zugeführten Strom I vorgegeben werden, den ein Verstärker 26 in Abhängigkeit einer an Klemme 27 liegenden Sollwertspannung und einer von einem Wechselspannungsgenerator 28 abgegebenen Wechselspannung liefert. In dem Verstärker 26 wird die von dem Generator 28 erzeugte Wechselspannung der Sollwertspannung überlagert. Aufgrund des sich ändernden Motorstroms ändert sich entsprechend das Drehmoment des Motors 25, so daß der schwenkbare Hebelarm 17 entsprechend der eingestellten Frequenz des Wechselspannungsgenerators 28 in Vibration versetzt wird. Die Größe der Vibration läßt sich durch die Amplitude der vom Wechselspannungsgenerator 28 abgegebenen Wechselspannung beeinflussen.

Durch die mit der Vibration des schwenkbaren Hebelarms 17 einhergehende Einleitung von kurzen, in Aufwickelrichtung wirkenden Stößen wird ein fester Wickel erzeugt, der auch bei großen Umspulgeschwindigkeiten und geringem Aufwickelbandzug eine ausreichende Festigkeit aufweist, so daß Lagerutschen zwischen den aufgewickelten Bandlagen nicht auftritt. Diese vorteilhafte Wirkung ist insbesondere bei der Verwendung von großformatigen Magnetbandkassetten feststellbar, z. B. bei der Verwendung von D-1.L-Kassetten (EBU-Standard Tech. 3252-E), die einen Wickeldurchmesser von 174 mm aufweisen.

Soll das Magnetband 3 schnell zurückgespult werden, ist der schwenkbare Hebelarm 6 in Vibration zu versetzen. Dabei ist eine Einrichtung einzusetzen, die der aus den Elementen 25 bis 28 entspricht.

Die Fig. 3 zeigt ein Diagramm, bei welchem auf der Ordinate die Wickelfestigkeit F in Newton und auf der Abzisse die Transportgeschwindigkeit v des Magnetbandes 3 in cm/s aufgetragen ist. Die darin eingezeichnete Kurve A zeigt die Wickelfestigkeit F als Funktion der Bandtransportgeschwindigkeit v bei einem Aufwickelbandzug von 0,6 Newton und einer Bandtransporteinrichtung ohne Vibration eines der Aufwickelspule 1 zugeordneten Bandzuggebers 14, 17, 25 bis 28. Im Vergleich dazu zeigt die Kurve B die Wickelfestigkeit F als Funktion der Transportgeschwindigkeit v bei einem Aufwickelbandzug von 0,5 Newton mit einer Vibration durch den Bandzuggeber, wobei die Frequenz der Vibration ca. 100 Hz beträgt. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß durch Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung trotz geringerem Aufwickelbandzug eine mehr als dreimal so große Umspulgeschwindigkeit gewählt werden kann, um die gleiche Wickelfestigkeit zu erzielen. Die Messung der Wickelfestigkeit erfolgte mit einem Kraftmesser, der mit einem losen Ende des aufgewickelten Magnetbandes in Eingriff stand und jeweils die Kraft ermittelt hat, bei der ein Lagerutschen aufgetreten ist.

Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer vibrierenden Umlenkrolle, z. B. der Umlenkrolle 15. Diese vibrierende Umlenkrolle besteht im wesentlichen aus einer Rolle 29, die mittels eines Kugellagers 30 auf einer Achse 31 drehbar und pendelnd befestigt ist. Die Achse 31 ist mit ihren Enden exzentrisch zwischen einer unteren Anlaufscheibe 32 und einer oberen Anlaufscheibe 33 drehfest verbunden. Die untere Anlaufscheibe 32 ist konzentrisch mit der Antriebswelle 34 eines Motors 35 drehfest verbunden. Der Motor dreht mit einer Umdrehungszahl von z. B. 6000 Umdrehungen pro Minute, so daß mit einer Frequenz von 100 Hz den Bandzug beeinflussende Stöße in das Magnetband eingeleitet werden. Die Größe der Stöße richtet sich nach der Exzentrizität der auf der unteren Anlaufscheibe 32 befestigten Achse 31. Zur Kompensation der durch die Rotation entstehenden dynamischen Unwucht sind die Anlaufscheiben 32 und 33 mit Ausgleichsmassen versehen.

Zur Reduzierung des mechanischen Aufwands kann anstelle einer vibrierenden Umlenkrolle auch ein vibrierender Umlenkstift treten. In diesem Fall kann die Rolle 29 und das Kugellager 30 entfallen; das Magnetband 3 wird hier von der Achse 31 geführt, wobei die Höhenlage des Magnetbandes 3 durch die Anlaufscheiben 32 und 33 bestimmt ist.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Aufwickeln von bandförmigem Material (3) von einer Vorratsspule (2) auf eine Aufwickelspule (1) für ein Gerät,
bei welchem Bandführungselemente (5 bis 15) das bandförmige Material (3) entlang eines vorgegebenen Bandführungswegs führen,
bei welchem mindestens eine Wickeleinrichtung (20 bis 22) die Wickelspulen (1, 2) antreibt und
bei welchem mindestens ein in Eingriff mit dem bandförmigen Material (3) stehender Bandzuggeber (17, 20) das Drehmoment der Wickeleinrichtung (21, 22) bestimmt, gekennzeichnet durch
mindestens eine im Bandführungsweg angeordnete und mit dem bandförmigen Material (3) in Eingriff stehende Einrichtung (14, 17, 25 bis 28; 15, 30 bis 35) zur Einleitung von Bandzugschwingungen in Längsrichtung des bandförmigen Materials (3).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (14, 17, 25 bis 28; 15, 30 bis 35) zur Einleitung von Schwingungen eine der Aufwickelspule (1) zugeordneter Bandzuggeber (14, 17, 25 bis 28) mit einem schwenkbar gelagerten Bandzughebel (17) ist, den ein Motor (25) antreibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment des Motors (25) durch einen Strom (I) steuerbar ist, dem ein Wechselstrom bestimmter Größe und Frequenz überlagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (14, 17, 25 bis 28; 15, 30 bis 35) zur Einleitung von Schwingungen ein in Nähe der Aufwickelspule (1) angeordnetes vibrierendes Bandführungselement (15, 30 bis 35) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vibrierende Bandführungselement (15, 30 bis 35) ein vibrierender Umlenkstift im Bandführungsweg des bandförmigen Materials (3) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vibrierende Bandführungselement (14, 17, 25 bis 28) eine exzentrisch gelagerte Umlenkrolle (30 bis 35) im Bandführungsweg des bandförmigen Materials (3) ist, welche durch einen Motor (25) in Rotation versetzbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebswelle (34) eines Motors (35) konzentrisch mit einer unteren Anlaufscheibe (32) drehfest verbunden ist, auf welcher exzentrisch das eine Ende einer Achse (31) für die Umlenkrolle (29) befestigt ist und daß an dem anderen Ende der Achse (31) eine obere Anlaufscheibe (33) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Anlaufscheibe (32, 33) in Achsrichtung parallel zueinander ausgerichtet sind und je einen Massenausgleich zur Kompensation dynamischer Unwucht aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrolle (29) mittels eines Kugellagers (30) auf der Achse (31) pendelnd und drehbar befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (35) mit einer Um­ drehungszahl von 100 bis 10 000 Umdrehungen pro Minute dreht.