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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Bahnaufspulen. Bei ihrem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
bezieht sich die Erfindung auf Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabesysteme,
bei denen eine Bahn eines Magnetbands aufgespult wird. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf ein Aufwickeln der Bahn auf eine
Weise, die eine Ausrichtung von benachbarten Bandschichten in einem
Bandpacken einer Spule gewährleistet.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei
einem nichtkontinuierlichen Magnetbandsystem wird ein Magnetband
um eine Spule aufgewickelt und von einer anderen Spule wiedergewonnen.
Diese Anordnung kann bei traditionellen Spule-zu-Spule-Systemen,
Zweispulen-Kassettensystemen und Einspulen-Kassettensystemen vorhanden
sein. Im Fall von nichtkontinuierlichen Einkassettensystemen wird
das Band auf eine Aufnahmespule aufgewickelt, die von der Kassette
getrennt ist und meistens ein Teil des Bandtransportmechanismus
ist.
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„Bandaufzeichnungsgerät" soll eine Magnetband-Aufnahme-bzw. Transkriptionsausrüstung bezeichnen.
Dies umfaßt
standardmäßige Bandaufzeichnungsgeräte mit festen
Köpfen
sowie eine Schrägabtastungs-Bandaufnahmeausrüstung, die bei
analogen und digitalen Bandaufzeichnungsgeräten verwendet wird. Bei dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird eine digitale Aufnahme unter Verwendung einer linearen Aufnahme
verwendet, doch findet die Erfindung bei anderen Bandaufzeichnungsumgebungen
Anwendung, wie z. B. Schräg-
und bogenförmigem
Abtasten. Die Erfindung soll nicht auf eine bestimmte Verwendung
für die
Daten begrenzt sein. Der Begriff „Aufnahme" bzw. „Transkription" soll Lese- und/oder
Schreiboperationen des Bandaufzeichnungsgeräts bezeichnen und soll nicht
auf eine bestimmte Verwendung für
die Daten begrenzt sein.
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Beim
Verwenden der Terminologie muß angemerkt
werden, daß das
Band normalerweise sowohl in einer Vorwärts- als auch Rückwärtsrichtung zwischen
der Liefer- und der Aufnehmspule bewegt wird. Wenn die jeweilige
Liefer- und Aufnehmspule ihre Bezeichnungen behalten, dann wird
bei einer Umkehr- oder
Rückspuloperation
Band durch die Lieferspule aufgenommen und durch die Aufnehmrolle geliefert.
Für die
Zwecke dieser Beschreibung wird die Spule, die zu einem gegebenen
Zeitpunkt Band abgibt, als die „abwickelnde Spule" bezeichnet und die
Spule, die zu einem gegebenen Zeitpunkt Band empfängt, als
die „aufwickelnde
Spule" bezeichnet. Ein
Band, das einer Spule zugeführt
wird oder von derselben zugeführt
wird, trifft normalerweise tangential auf die Spule. Daher kann
eine Stelle zwischen dem zugeführten
Band und der Spule als „innerhalb des
Bandwegs" bezüglich der
Spule bezeichnet werden und eine Stelle auf der entfernten Seite
des zugeführten
Bandes wäre „außerhalb
des Bandwegs" bezüglich der
Spule. Das Band auf der Spule wird als „Bandpacken" bezeichnet.
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Ein
um eine Spule aufgewickeltes Band muß ordnungsgemäß gepackt
sein, um ein ordnungsgemäßes Verhalten
zu erzielen und eine Bandschädigung
zu reduzieren. Es wurde herausgefunden, daß Bandpacken für eine gegebene
Bandkonfiguration eine Funktion der Bandaufwickelgeschwindigkeit
ist. Die Bandaufwickelgeschwindigkeit, so wie dieselbe das Bandpacken
beeinflußt,
ist sowohl eine Drehgeschwindigkeit als auch lineare Geschwindigkeit.
Insbesondere die lineare Geschwindigkeit scheint eine erhebliche
Auswirkung auf das Verursachen eines Mitreißens von Luft zu haben. Ein
Mitreißen
von Luft tritt infolge einer Bandschwebekraft auf, die mit der Bandlaufgeschwindigkeit
steigt, was einen Mechanismus ähnlich
dem eines Aktivdruckluftlagers nahelegt. Ein unregelmäßiges Aufwickeln
ergibt sich aus einem Mitreißen
von Luft und tritt wahrscheinlicher bei hohen Aufwickelgeschwindigkeiten
auf. Hohe Aufwickelgeschwindigkeiten beziehen sich auf eine Aufwickelgeschwindigkeit,
die bei einem bestimmten Bandtransportmechanismus erzielt wird,
und die über
der Geschwindigkeit liegt, die für
eine Aufnahme benötigt
wird und meist durch die Fähigkeit
des Bandtransportmechanismus begrenzt ist, das Band zuverlässig zu
einer Aufwickelspule zu transportieren, ohne das Band zu schädigen. Wichtiger
für diese Erfindung
ist, daß die
Hochgeschwindigkeitsoperation ferner durch einen Wunsch begrenzt
ist, kein Mitreißen
von Luft in dem Bandpacken zu bewirken. Was eine Hochgeschwindigkeit
für einen
Bandtransportmechanismus sein mag, kann daher viel geringer als
entweder die Dreh- oder die lineare Geschwindigkeit eines anderen
Bandtransportmechanismus sein. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, diese Geschwindigkeit für einen gegebenen Bandtransportmechanismus
zu erhöhen.
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Es
ist möglich,
durch Erhöhen
der Bandspannung ein Mitreißen
von Luft zu reduzieren. Die Fähigkeit,
die Spannung zu erhöhen,
hängt von
der Fähigkeit
des Bandes ab, eine Zugkraft ohne ein Dehnen oder sonstiges Verzerren
aufzunehmen. Die Spannung ist in der Regel ein vorbestimmter Faktor, der
von der erwarteten minimalen Festigkeit des Bandes und anderen Antriebsverhaltensfaktoren
abhängt.
Somit ist die Fähigkeit,
ein Mitreißen
von Luft durch ein Erhöhen
der Spannung zu reduzieren, begrenzt. Eine bekannte Technik zum
Bandaufwickeln umfaßt
die Verwendung einer Vakuumpumpe, um während Bandtransportoperationen
den Luftdruck zu reduzieren.
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Im
Fall eines Magnetbands, das verwendet wird, um digitale Computerdaten
zu speichern, ist es oft erwünscht,
das Band rasch aufzuwickeln, um eine gewünschte Stelle des Bands für eine Aufnahme
zu positionieren. Dies ist durch die Natur des Mediums bedingt,
d. h. eine Bahn. Eine Datenstelle auf der Bahn hängt von einer Aufwickel- und
einer Abwickelope ration ab. Nachdem das Band zu einer erwünschten
Stelle aufgewickelt wurde, wird das Band gemäß den Betriebsprotokollen der
Ausrüstung
gelesen oder geschrieben, bis es notwendig wird, Lese- oder Schreiboperationen
an einer unterschiedlichen Stelle durchzuführen. Aufgrund des Bedarfs,
Stellen auf dem Band zu ändern,
wird die maximale Geschwindigkeit, mit der das Band aufgewickelt
werden kann, für
die Operationsgeschwindigkeit der Bandaufnahmeausrüstung wichtig.
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Hinzu
kommt, daß bei
manchen Einrichtungen das Band erneut als Routinevorgang aufgewickelt
werden muß,
z. B. wenn es notwendig ist, das Band zu wechseln. Dies ist insbesondere
bei Einspulenkassetten in nichtkontinuierlichen Bandsystemen der
Fall. Allgemein ist es üblich,
Betriebsanforderungen zu haben, bei denen es erwünscht ist, Bänder an einer
ausgewählten
Position zu positionieren. Während
einer derartigen Bewegung hängt
das Verhalten stark von der Bandtransportgeschwindigkeit ab.
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Es
ist erwünscht,
dahingehend ein Qualitätsbandpacken
bereitzustellen, daß benachbarte
Bandschichten auf einer Spule sich in guter Ausrichtung befinden.
Es ist daher erwünscht,
eine Fähigkeit,
ein Mitreißen
von Luft während
eines Aufwickelns zu reduzieren, und eine Fähigkeit bereitzustellen, die Bandtransportgeschwindigkeit
zu erhöhen,
ohne ein Mitreißen
von Luft wesentlich zu erhöhen.
Eine derartige Fähigkeit
impliziert eine Anforderung, ein Mitreißen von Luft für eine gegebenen
Bandtransportgeschwindigkeit und -spannung zu erhöhen. Es
wäre ferner
erwünscht,
ein Mitreißen
von Luft ohne die Verwendung einer Vakuumpumpe oder als Zusatz zu der
Verwendung eines externen Unterdrucks zu reduzieren.
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Eine
bekannte Technik, die den Oberbegriff von Anspruch 1 widerspiegelt,
ist in der
US 5,533,690 gezeigt,
bei der eine Hochgeschwindigkeitsbandaufwickelvorrichtung Ausrichtungsgeräte zum Ausrichten
von benachbarten Bandschichten zusammen mit einem Packrad aufweist,
das vorgesehen ist, um während
des Aufwickelns ein Mitreißen
von Luft durch die Anwendung von Druck auf das Band zu reduzieren.
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Ein
anderes bekanntes Gerät
ist in der
US 4,778,119 gezeigt,
bei dem ebenfalls eine Bandausrichtungseinrichtung in Kombination
mit einem Rad zum Ausüben
von Druck auf das Band vorgesehen ist, um ein Mitreißen von
Luft während
des Aufwickelns zu reduzieren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
ist eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer flexiblen Bahn vorgesehen,
wie in Anspruch 1 der beiliegenden Ansprüche dargelegt ist.
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Gemäß der Erfindung
ist ferner ein Verfahren zum Reduzieren eines Mitreißens von
Luft während eines
Bahnaufwickelns vorgesehen, wie in Anspruch 9 der beiliegenden Zeichnungen
dargelegt ist.
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Somit
wird ein Luftdamm verwendet, um einen Unterdruck an einer Aufwickelspule
zu erzeugen. Während
eines Hochgeschwindigkeitsaufwickelns bewirkt die Bewegung des Bandes
und einer Aufwickelspule, daß der
Luftdruck über
dem Luftdamm sinkt. Dies führt
zu einer Reduzierung des Luftdrucks zwischen dem Band und der aufwickelnden
Spule, so daß das
Band zu der Aufwickelspule hin zusammenläuft. Dieses Zusammenlaufen
hat die Wirkung eines Reduzierens des Winkels zwischen dem Band,
das der Aufwickelspule zugeführt
wird, und dem Band auf der aufwickelnden Spule, eines Ermöglichens,
daß Luft
außerhalb
des Bandwegs das Band nach innen zu der aufwickelnden Spule hin vorspannt,
und in gewissem Maß eines
Reduzierens des Luftdrucks der Luft zwischen dem Band und der aufwickelnden
Spule an dem Zusammenlaufpunkt des Bands mit dem Bandpacken.
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Der
Luftdamm kann aus einem feststehenden Bauglied bestehen, das zwischen
einem Bandvorrat und einer Spule positioniert ist, so daß eine Luftbewegung,
die durch eine Bandbewegung bewirkt wird, zu einem Abfall des Luftdrucks
hinter dem Damm führt.
Ein Luftweg außerhalb
des Bandwegs kann hergestellt werden, so daß es Luft ermöglicht wird,
außerhalb
des Bandwegs freier als innerhalb des Bandweges zu fließen.
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Beschreibung
der Zeichnung
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Die
Zeichnung zeigt eine Bandspule und ein Band in Draufsicht.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnung weist eine Bandspule 11 ein
freies Band 13 auf, das sich von einem aufgewickelten Band 15 auf
der Spule 11 erstreckt. Ein Bandweg ist durch die Position
des freien Bands 13 definiert und so erstreckt sich das
freie Band 13 entlang des Bandwegs. Das aufgewickelte Band 15 würde sich
um eine Nabe 21 der Spule 11 erstrecken, außer in dem
Fall, in dem die Spule 11 vollständig abgewickelt ist. Das aufgewickelte
Band 15 ist auch als gepacktes Band bekannt und eine einheitliche
Schichtung aufeinanderfolgender Umwicklungen des Bands 15 ist
erwünscht.
Das freie Band 13 vereint sich mit dem aufgewickelten Band 15 an einer
Zusammenlaufstelle 17. Bezugsweise werden Stellen zwischen
dem freien Band 13 und der Spule 11 als innerhalb
des Bandwegs betrachtet und andere Stellen als außerhalb
des Bandwegs betrachtet.
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Während Aufwickel-
und Abwickeloperationen bewegt sich das freie Band 13 zusammen
mit dem Umfang 21 der Spule 11. Der Teil des Umfangs 21,
der dem freien Band 13 am nächsten ist, bewegt sich in
die gleiche Richtung wie das freie Band 13. Diese Erfindung
bezieht sich auf Bandaufnehmoperationen, die Richtung für die gezeigte
Konfiguration wäre
also diejenige, die durch den Pfeil 25 angezeigt ist. Als
Ergebnis der Bewegung des Bandes tendiert eine lose definierte Grenzschichtluft
benachbart zu dem Band dazu, sich zusammen mit dem Band zu bewegen.
Dasselbe tritt benachbart zu der Spule 11 auf, wobei die
Bewegung der Spule 11 bewirkt, daß sich benachbarte Luft bewegt.
Während
Aufwickeloperationen führt
dies zu Luftströmen,
die sich in die Richtung des Zusammenlaufens des Bands bewegen.
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Ein
Paar Luftdämme 35, 36 ist
innerhalb des Bandwegs zwischen dem freien Band 13 und
der Spule 11 positioniert. Ein dritter Luftdamm 37 ist
gegen einen erwarteten Luftfluß positioniert,
der sich aus der Bewegung der Spule 11 ergibt. Während Aufwickeloperationen
unterbinden die Luftdämme 35 – 37 eine
Luftbewegung zu der Zusammenlaufstelle 17 des freien Bands 13 mit
dem aufgewickelten Band 15 hin. Die Luftdämme 35 – 37 können in
einer Vielzahl unterschiedlicher Formen gebildet sein. Wie in der Zeichnung
angemerkt ist, sind die Luftdämme 35 und 37 flache
Bauglieder, die eine Luftbewegung unterbinden. Es wird angenommen,
daß dies
den Luftdruck an der Zusammenlaufstelle während eines Aufwickelns auf
einen Luftdruck unter jenen reduziert, der auftreten würde, wenn
die Luftdämme 35, 37 nicht
vorgesehen wären.
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Der
Luftdamm 36 weist ein schräges Profil auf, das eine Luftbewegung über dem
Bandweg erzwingt. Eine schräge
Seite 39 stellt einen Luftfluß her, der nach oben gerichtet
ist. Infolge des nach oben gerichteten Flusses wird Luft nach dem
Luftdamm 36 reduziert oder fließt an der Zusammenlaufstelle 17 des
freien Bandes 13 mit dem aufgewickelten Band 15 während eines
Aufwickelns nach oben.
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Die
Reduzierung des Luftdrucks hinter den Luftdämmen 35 – 37 hat
mehrere Auswirkungen. Eine Reduzierung des Luftdrucks allein kann
die Luft reduzieren, die für
ein Mitrei ßen
zur Verfügung
steht. Signifikanterweise wird die Luft außerhalb des Bandwegs durch
die Luftdämme 35 – 37 nicht
signifikant verringert und tendiert daher dazu, Band gegen das gepackte
Band 15 auf der Spule 11 vorzuspannen. Dies führt zu einer
günstigen
Beziehung zwischen dem Luftdruck außerhalb des Bandwegs und innerhalb
des Bandwegs. Die Luftdruckdifferenz neigt ferner dazu, das freie
Band 13 abzulenken, während sich
dasselbe der Zusammenlaufstelle 17 mit dem gepackten Band 15 nähert. Diese
Ablenkung reduziert ein Luftvolumen an der Zusammenlaufstelle 17 des
freien Bands 13 mit dem Band, das auf der Spule 11 gepackt
ist. Mit weniger Luft steht weniger Luft zum Abziehen zur Verfügung und
ein reduzierter Luftdruck unterstützt, daß Luft einem Mitgerissenwerden entfliehen
kann. Ferner wird durch die Verwendung der Luftdämme 35 – 37 eine
Luftgeschwindigkeit an der Zusammenlaufstelle 17 reduziert,
wodurch eine Neigung der Luft, mitgerissen zu werden, reduziert wird.
Die Größe und Anwendbarkeit
dieser Wirkungen sind nicht spezifisch bekannt und hängen größtenteils
von der spezifischen Konfiguration des Bandtransportmechanismus
und der Luftdämme
ab.
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Die
Zeichnung zeigt eine physische Ablenkung des freien Bandes 13 zu
der Spule 11 hin auf der leewärtigen Seite der Luftdämme 35 – 37.
Dies ist zwar eine erwünschte
Wirkung, doch ist es gut möglich,
daß das
freie Band 13 manchmal nach außen abgelenkt wird, wobei die
Luftdämme 35 – 37 die
Ablenkung nach außen
reduzieren. Ebenso ist es möglich,
daß der
Druck innerhalb des Bandwegs größer ist
als der Luftdruck außerhalb
des Bandwegs. Durch Implementieren dieser Erfindung ist beabsichtigt, daß der Druck
innerhalb des Bandwegs unter den Druck reduziert wird, der ohne
ein Implementieren der Erfindung auftreten würde.
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Zwar
sind spezifische Konfigurationen der Erfindung gezeigt, doch ist
es möglich,
die Erfindung auf verschiedene Weisen zu implementieren. So ist es
z. B. möglich,
den Luftdamm als Teil einer Kassette, als Teil eines Bandtrans portmechanismus,
an dem eine Kassette eingesetzt ist, oder als Teil einer dauerhaft
befestigten Aufnehmspule bereitzustellen. Es ist möglich, einen
oder mehrere der Luftdämme 35 – 37 gemäß der Menge
an aufgewickeltem Band 15 auf der Spule 11 zu
bewegen. Dies würde
es ermöglichen,
daß die
Luftdämme 35 – 37 optimal
plaziert sind, insbesondere, wenn eine minimale Menge an aufgewickeltem
Band 15 vorhanden ist. Es ist auch möglich, die Erfindung zu betreiben,
wenn die Spule 11 feststehende Teile, wie z. B. Flansche,
aufweist, oder wenn der Luftfluß um
das freie Band 13 unterbunden oder blockiert ist. Zwar
wurde die Erfindung bezüglich
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Bandaufnahmeausrüstung
beschrieben, doch ist es möglich,
dieselbe zusammen mit anderen Bandtypen zu verwenden. Dementsprechend
sollte die Erfindung als lediglich durch die beigefügten Ansprüche begrenzt
gelesen werden.