DE4447031A1 - Wickeleinrichtung für Aufzeichnungsträger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickeleinrichtung für bandförmige Aufzeichnungsträger, insbesondere Magnetbänder, mit zumindest einem an einem schwenkbaren Führungsarm drehbar gelagerten Bandwickelkörper, um das Band aufzuwickeln, wobei das Band durch eine Kontaktwalze mit elastischer Auflagefläche, die rotierend antreibbar ist, an der Stelle, wo es auf dem Band­ wickel aufgewickelt wird, an diesen angedrückt wird und wobei das Band durch drehbar gelagerte Bandumlenk- und Führungs­ elemente so geführt wird, daß es ungefähr an der Stelle, an der die Kontaktwalze am Bandwickel aufliegt, diesen erreicht.

Aus dem Stand der Technik sind Anlagen zur Herstellung von Bandstreifen bekannt, bei denen eine fortlaufende Folienbahn zu einzelnen Streifen längsgeschnitten wird. Dies geschieht mit einer senkrecht zur Bahnlaufrichtung angeordneten Reihe ortsfester Trennmesser, die zueinander gleichen Abstand haben und mit ihren gegen die Bahnbewegung gerichteten Schneiden in die Bahn hineinragen. Die fertigen Folienstreifen werden dann einzeln in einer Aufspuleinheit auf Spulen oder flanschlosen Wickelkernen aufgewickelt. Dabei können die Einzelaufspul­ einheiten in Laufrichtung der Folienstreifen in einer Reihe hintereinander oder nebeneinander angeordnet oder bei einer größeren Anzahl aufzuwickelnder Folienstreifen in mehreren Reihen von Aufspuleinheiten in Etagen übereinander angeordnet sein. Derartige Anlagen sind beispielsweise aus der DE-OS 39 08 451 oder der EP 0 297 609 bekannt.

Beim Aufwickeln der Folienstreifen ist es von großer Bedeu­ tung, daß bei dem Bandwickel ein einwandfreies Erscheinungs­ bild ohne überstehende Bandlagen erzielt wird. Dies wird beispielsweise nach der Lehre der DE-OS 38 18 113 dadurch erzielt, daß beim Herstellen eines Bandwickels eine Magnet­ feld-Erzeugungseinrichtung zum Anziehen eines Magnetbandes in eine vorgegebene Richtung einwirkt.

Weiterhin ist aus der Firmenschrift "AGFA Band Professional", Nr. 10 (Mai 1988) bekannt, daß zum Aufwickeln insbesondere von Magnetbändern größerer Längen zu Bandwickeln, sogenannten Pancakes, verfahrenstechnisch zwei verschiedene Konstruktio­ nen zur Verfügung stehen, nämlich die Zentralwickler und die Kontaktwickler. Beim Zentralwickler wird der Wickelkern zur Aufwicklung des Magnetbandes motorisch angetrieben und die Zuführung des Bandes geschieht mittels eines beweglichen Führungsarms über drehbar gelagerte Bandführungsrollen und eine Kontaktwalze an der Stelle, an der das Band den Wickel erreicht. Die Andruckkraft der Kontaktwalze kann durch ge­ eignete mechanische Mittel so gesteuert werden, daß das Ein­ wickeln von Luft verhindert wird und andererseits die Wickelhärte nicht so groß ist, daß eine Schädigung des Bandes durch zu großen Druck entsteht.

Beim Kontaktwickelverfahren, welches in der Fig. 1 schema­ tisch dargestellt wird, sitzt der Wickelkern (1) mit den aufgewickelten Wickellagen (16) drehbar gelagert an dem einen Ende eines schwenkbar gelagerten Führungsarms (2) mit dem Drehpunkt (3), wobei der Anpreßdruck über einen Andruckzy­ linder (4) gesteuert werden kann. Das ankommende Band (9) wird über Umlenkrollen (4, 7, 8) und über die drehbar und antreibbar gelagerte Gummiwalze (6) an den Wickel herange­ führt. Ein mit einer Feder (10) beaufschlagter schwenkbarer Führungsarm (11), der im Drehpunkt (13) gelagert ist, besorgt als Kompensator den notwendigen Zugausgleich zur Konstant­ haltung des Wickelzuges.

Bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Ausführung ist von Nachteil, daß bei hohen Wickelgeschwindigkeiten ein un­ gleichmäßiges Aufwickeln, welches zu schlechten Wickelplan­ flächen führt, beobachtet wird, obwohl an sich durch die Bandführungsrolle (4) mit den seitlichen Bordscheiben (5) eine seitliche Führung des Bandes erreicht werden soll. Außerdem bedeutet der Kompensator einen zusätzlichen kon­ struktiven Aufwand.

Deswegen bestand die Aufgabe, zur Verbesserung der Wickel­ qualität eine Wickeleinrichtung der eingangs genannten gattungsmäßigen Art zu finden, welche zu einem erheblich verbesserten Wickelbild auch bei hohen Wickelgeschwindigkei­ ten bis 1000 m/min führt. Ebenso war die Aufgabe zu lösen, ein Verfahren zur Regelung des Wickelzuges zu finden, wenn, wie im Stand der Technik üblich, die Gummiwalze eine Vielzahl von Einzelwickelkörpern gleichzeitig aufwickeln soll. Gleichzeitig sollte die Einrichtung auch ohne Kompensator gute Wickelergebnisse zeigen.

Erfindungsgemäß wurden die Aufgaben gelöst mit einer Wickel­ einrichtung sowie mit einem Verfahren mit den im kennzeich­ nenden Teil der Ansprüche aufgeführten Merkmalen.

Anschließend wird die Erfindung anhand der Fig. 2 bis 4 und der Beschreibung näher erläutert.

Die Figuren stellen dar:

Fig. 1 eine Kontaktwickeleinrichtung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Kontaktwickeleinrichtung,

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Relation zwischen Bandzug und Schlupf.

Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße Kontaktwickelein­ richtung.

Wie die Fig. 2 darstellt, besteht das Wesentliche der vor­ liegenden Erfindung darin, daß die unmittelbar vor der Kon­ taktwalze das Band führende Bandführungsrolle (4) mit den Bordscheiben (5) unmittelbar benachbart dem Bandwickel (16) und der Kontaktwalze (6) von diesen jeweils beabstandet so angeordnet ist, daß die Bordscheiben (5) in die äußeren Wickellagen des Bandwickels (16) hineinragen und so eine präzise seitliche Führung des Bandwickels nahe dem Auf­ treffpunkt auf dem Wickel bewirken. Die drehbar und an­ treibbar gelagerte Gummiwalze (6) kann mehrere Bandwickel (16) gleichzeitig aufwickeln, sie kann dazu gegenüber den sonstigen Führungsteilen möglichst massearm oder auch masse­ reich gestaltet sein. Sie besteht vorzugsweise aus einem zy­ lindrischen Metallkörper mit einer elastischen Auflage auf der zylindrischen Außenfläche, beispielsweise einem Kau­ tschuklack mit 10 mm Dicke. Der Durchmesser der Gummiwalze kann zwischen 50 und 300 mm betragen. Mit einer derartigen Anordnung, deren Steuerung noch nachfolgend geschildert wird, können Bandwickel mit einer Länge von mehreren 1000 m mit hoher Geschwindigkeit aufgewickelt werden. Der Vorteil eines größeren Durchmessers der Walze ist geringere Durchbiegung.

Das Band (9) umschlingt die Kontaktwalze (6) nicht, sondern läuft tangential an der Berührungsstrecke auf den Wickel (16) auf; die Berührung mit der Kontaktwalze ist eine Linienbe­ rührung, abgesehen von der Auswirkung der Deformation der elastischen Beschichtung der Walze.

Das Regelsystem des Bandzuges geschieht wie folgt. Alle in einer Reihe aufzuwickelnden Bänder (9) laufen über eine (nicht eingezeichnete) Zugmeßwalze, welche den die Kontakt­ walze antreibenden (ebenfalls nicht eingezeichneten) Motor regelt, welcher seinerseits direkt und ohne Getriebe die Kontaktwalze (6) antreibt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Kontaktwalze ist etwas größer als die Bandgeschwindigkeit des Bandes (9), so daß ein gewisser Schlupf vorhanden ist. Der Bandzug hängt vom Andruck der Bandwickel auf der Kontaktwalze ab, ebenso den Reibungsverhältnissen zwischen Bandwickel und Kontaktwalze sowie vom Schlupf der Bandwickel auf der Kon­ taktwalze, wie die Fig. 3 zeigt. Wenn nun ein einzelner Bandstreifen etwas zu lang ist, etwa durch Deformation des beschichteten Aufzeichnungsträgers, wird der Schlupf gerin­ ger, so daß das Band mit etwas geringerem Bandzug aufge­ wickelt wird. Umgekehrt wird ein etwas kürzeres Band dadurch, daß in diesem Fall der Schlupf größer wird, mit etwas größe­ rem Bandzug aufgewickelt. Durch dieses Verfahren wird auf einfache Weise der mittlere Bandzug der Einzelfolienstreifen mit einer Drehzahlregelung der Kontaktwalze erzeugt. Der individuelle Bandzug der einzelnen Folienstreifen stellt sich aufgrund der Bandzug-Schlupf-Kurve von selbst ein.

Wenn, wie bereits eingangs dargestellt, die getrennten Band­ streifen (9) in mehreren Ebenen übereinander oder nebenein­ ander zu Bandwickeln (16) aufgewickelt werden sollen, so kann jede Ebene einen eigenen Kraftaufnehmer zur Regelung des Bandzugs haben. Ferner kann in jeder Ebene der Bandzug sepa­ rat geregelt werden.

Da, wie bereits oben ausgesagt, eine Kontaktwalze gleich­ zeitig mehrere Bandwickelkörper aufwickeln soll, können außer durch Schlupfregelung wie oben beschrieben, auch mittels eines geeigneten Kompensators kurzfristige Längenunterschiede zwischen den mit der gemeinsamen Kontaktwalze aufzuwickelnden Bändern ausgeglichen werden, was mit Bezugnahme auf Fig. 4 wie folgt geschieht.

Die Summe der Bandzüge der aufzuwickelnden Bänder wirkt auf einen Kraftaufnehmer (12), d. h. es wird der mittlere Bandzug gemessen. Das vom Kraftaufnehmer abgegebene Meßsignal wird in einem Regler (14) mit dem Sollwert des Bandzuges verglichen und die Antriebsdrehzahl der Kontaktwalze (6) wird durch den motorischen Antrieb (15) entsprechend gesteuert.

Der Kraftaufnehmer ist vorzugsweise eine in marktüblichen Kraftmeßlagern gelagerte Walze mit einem Umschlingungswinkel des Bandes, welcher zwischen 30° und 270° liegt.

Beispiel

Ein magnetischer Aufzeichnungsträger, bestimmt für ein VHS- Videoband, bestehend aus einer cirka 70 cm breiten aus PET bestehenden Folienbahn und einer darauf gegossenen Magnet­ schicht wurde auf einer konventionellen Gießmaschine herge­ stellt, die Gesamtschichtdicke von Trägerfolie und Magnet­ schicht betrug 15 µm. Die Materialbahn wurde nach der Trock­ nung und Kalandrierung mit einer Längsschneideeinrichtung, wie sie aus der DE-C 37 01 716 der gleichen Anmelderin be­ kannt ist, in 51 Halbzoll (12,7 mm) breite Bandstreifen ge­ trennt, die dann sequenziell in drei übereinanderliegenden Ebenen zu Magnetband-Wickeln mit einer Gesamtlänge von etwa 5500 m aufgewickelt wurden. In jeder Ebene lag an 17 Band­ wickeln eine Gummirolle an, welche einen Durchmesser von etwa 70 mm hatte, die Bandführungsrolle hatte einen Durchmesser von 25 mm und befand sich in einem Abstand von 2,5 mm von der Kontaktwalze. Die Bordscheiben der Bandführungsrolle ragen in einer Höhe von 5 mm über die Lauffläche heraus. Die Geometrie dieser Wickelvorrichtung war so konstruiert, daß die Bord­ scheiben während des gesamten Aufwickelvorgangs wenige Mil­ limeter in die äußeren Wickellagen hineinragen. Die nachfol­ gende Tabelle zeigt die Rauhtiefe R_a der Wickelseitenflächen gemessen bei einer Wickelgeschwindigkeit von 400 m/min. Es hat sich gezeigt, daß diese Wickeleinrichtung auch für rela­ tiv hohe Trenngeschwindigkeiten ausgelegt werden kann.

Tabelle

Claims (4)

1. Wickeleinrichtung für bandförmige Aufzeichnungsträger, insbesondere Magnetbänder, mit zumindest einem an einem schwenkbaren Führungsarm drehbar gelagerten Bandwickel­ körper, um das Band aufzuwickeln, wobei das Band durch eine Kontaktwalze mit elastischer Auflagefläche, welche rotierend antreibbar ist, an der Stelle, wo es auf den Bandwickel aufgewickelt wird, an diesen angedrückt wird und wobei das Band durch Bandumlenk- und Führungselemente so geführt wird, daß es ungefähr an der Stelle, an der die Kontaktwalze am Bandwickel aufliegt, diesen erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine drehbar und verschiebbar gelagerte Führungsrolle (4) mit Bordscheiben (5) so be­ nachbart und beabstandet zum und vom Bandwickel (16) und von der Kontaktwalze (6) angeordnet ist, daß während des gesamten Wickelvorgangs die Bordscheiben (5) der Füh­ rungsrolle (4) gerade in die äußeren Bandlagen des Wickels (16) hineinragen.

2. Verfahren zur Regelung des Bandzuges an den einzelnen Bandwickelkörpern für eine Wickeleinrichtung gemäß dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Bandzüge der aufzuwickelnden Bänder auf einen Kraftauf­ nehmer (12) wirkt, das vom Kraftaufnehmer abgegebene Meß­ signal in einem Regler (14) mit dem Sollwert des Bandzuges verglichen und dementsprechend die Drehzahl des mo­ torischen Antriebs (15) für die Kontaktwalze (6) derart geregelt wird, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Kon­ taktwalze (6) etwas größer ist als die Aufwickelge­ schwindigkeit des Bandes (9) und daß der so eingestellte Schlupf bei Dehnung des Bandes geringer und bei Verringe­ rung der Bandlänge etwas höher eingestellt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufwickeln der Bänder in mehreren Ebenen über- oder nebeneinander jede Ebene einen eigenen Kraftaufnehmer für den Bandzug hat.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandzug in jeder Ebene separat geregelt wird.