DE1449694A1 - Magnetbandtransportvorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dtpl. ing.F.Wßick^v.r-, D-. toi- A. V'elckraann
Dipt.i!vs.H.W,.GK«rant:,: -.^Ph-s. Or.K.Fincltf 1449694

r. Expl.

AMPBX GOHPOBATIOiT 40t Broadway, Redwood City, California, IJ₀SoA,

Magne tband transp ortvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Transportvorrichtung für Bandmaterial, insbesondere auf eine Vorrichtung, die eine intermittierende Bewegung eines Magnetbandes in zwei Eichtungen vorsieht.

Magnetbandtransportvorrichtungen stellen lediglich einen Teil der vielen modernen Anwendungegebiete, bei denen ein Band gesteuert, mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden muß. Doch ist bei Magne tbancLsysteaen eine wesentlich bessere mechanische Steuerung nötig als bei den meisten anderen Systemen wegen der Auf-

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zeichnungsdichte der Daten auf dem Band und wegen der Geschwindigkeit des Bandes. Da für die meisten digitalen Aufzeichnungen hohe Bit-Dichten benötigt werden und außerdem häufig sehr große Bandbreiten bei Analog- -Aufzeichnungen verwendet werden, können geringe Verschiebungen des Bandes von seiner eigentlichen Bahn zu Verlusten oder Verzerrungen der wiedergegebenen Signale führen. Ähnliche Betrachtungen gelten auch bei vergleichbaren Aufzeichnungsarten, beispielsweise solchen, bei denen elektrostatische oder thermoplastische Bänder verwendet werden. Magnetbandsysteme sind jedoch gebräuchlicher als die übrigen Aufzeichnungssysteme, deshalb soll die Erfindung im wesentlichen im Zusammenhang mit einem Magnetbandsystem beschrieben werden, obwohl sie sich auch allgemein auf andere Systeme mit sich bewegenden Bändern anwenden läßt.

Die im allgemeinen verfügbaren Hochleistungs-Band-Transportvorrichtungen haben einen relativ komplexen mechanischen und elektrischen Aufbau, um gleichzeitig den verschiedensten Aufgaben gerecht zu werden· Das Band muß "bei extrem hohen Geschwindigkeiten, bewegt werden, beispielsweise bei 190,5 bis 266,5 cm/sec. Es muß dabei jedoch vorsichtig behandelt werden, um einen Bruch, eine Dehnung des Bandes oder eine' Abnützung der magnetischen Oxydoberfläche zu vermeiden. Gleichzeitig

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muß das Band aber auch in einer genauen Bahn an der magnetischen Kopfanordnung vorbei bewegt werden. Das Problem sowohl eine hohe Geschwindigkeit und gleichzeitig eine sanfte Behandlung und genaue Führung des Bandes zu erreichen, wird bei einer Bandtransport-Vorrichtung für digitale Verwendung sehr schwierig, weil hier das Band intermittierend und in zwei Eichtungen bewegt werden muß. Bei solchen Systemen muß das Band im allgemeinen in sehr kurzen Zeitabschnitten auf sehr kurzem Weg gestartet und gestoppt werden, um eine Datenübertragung zu erhalten, die den Erfordernissen der datenverarbeitenden Systeme entspricht.

Moderne Magnetbandtransportvorrichtungen verwenden daher im allgemeinen einen Puffermechanismus geringer Trägheit, der mit einem Servosystem für die Haspeln und mit einander entgegengesetzt drehenden Antriebskapstans zusammenarbeitet. AndruckBrollenmechanismen werden dazu gebracht, das Band bei hohen Geschwindigkeiten mit den Kapstans in Eingriff zu bringen oder es von diesen zu lösen entsprechend der gewünschten Start- und Stopfolge. Die Bandpuffermechanismen geringer Trägheit sind sehr häufig als Vakuumkammern ausgebildet, in denen die zwischen einem Kapstan und der angrenzenden Haspel liegende Bandlänge zu einer Schleife geformt ist. Wird das Band sehr schnell gestartet und

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gestopt, dann kann die relativ langsame Aktion des Haspel-Motors und der Haspeln hoher Trägheit durch ' entsprechende Änderungen der Schleifenlänge innerhalb der angrenzenden Vakuumkammer kompensiert werden. Der Bandpuffermechanismus zwischen der Haspel und dem Kapstanmechanismus hat den Vorteil, daß nur ein relativ kurzer Bandabschnitt von geringem Gewicht durch den Kapstanantriebsmechanismus beschleunigt und verzögert werden muß. Auf diese Weise werden die Start- und Stop— Zeiten auf die Größenordnung von msec, vermindert und eine beliebig programmierte Arbeitsweise in zwei Richtungen wird möglich.

Dem !Fachmann ist bekannt, daß die Bandabnützung, die Bandführung und die Bandfehlstellen zu kritischen Problemen bei solchen Vorrichtungen werden können. Andruckrollen- und Kapstanmechanismen liefern keine weiche Behandlung des Bandes, da diese notwendig eine hohe Reibung und hohe Stoßkräfte auf das Band ausübend Die magnetische Oberfläche wird daher abgenützt. Geringe Unstimmigkeiten in der Kapstan-Andrucksrollenanordnung führen unerwünschte Eichtungsabweichungen indie Bandbewegung ein. Ferner tritt dann, falls die Andruckrollen versehentlich gleichzeitig betätigt werden, unweigerlich ein Bruch des Bandes ein. Verfängt sich das Band in einem der Führungselemente oder einemF&eren

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Bauteil oder die Bandsteuerung setzt aus, dann tritt ebenfalls ein Bandausfall ein. Im allgemeinen werden während der Start- und Stopzeiträume des Bandes keine Impulse übertragen. Im Anschluß an diese Verzugszeit wird Jedoch der auf das Band ausgeübte Impuls stärker als es nötig wäre, wenn die gesamten Start- und Stop-Zeiträume hierfür ausgenützt werden könnten.

Bs sind bereits eine Vielzahl τοη Verfahren erprobt worden, um eine Verringerung der auf das Band wirkenden Kräfte bei einem Bandtransport mit hoher Geschwindigkeit und mit schnellen Start-Stop-Oharakteristiken zu erhalten. Diese Techniken verwenden im allgemeinen Vakuum- oder pneumatische Führungs- und Kapstanelemente und einen Bandverlauf mit geringer Reibung· Auf dies· Weise erhält man zwar eine sanftere Bandbehandlung, aber dies geschieht jedoch auf Kosten der Steuerung der Start-Stop-Charakteristiken oder es bringt eine beträohtliche Vergrößerung der Kosten und des Aufbaue der Vorrichtungen mit sich.Zur Erleichterung der Programmierung und der Datenübertragung sind bereits standardisierte Aufzeichnungelüoken eingeführt worden, denen der Bandtransport angepaßt werden muß. Die umständlichen bekannten Vorrichtungen liefern aber yersohiedene Start-Stop-Längen auf Grund der Abnutzung des Systems, der Programmbedingungen, der Umgebung und der Bandzustände.

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Ziel der -vorliegenden Erfindung ist eine Magnetbandtransportvorrichtung einfacher und wirtschaftlicher Art mit hoher Geschwindigkeit und einer genauen Steuerung, vorzugsweise für digitale Verwendung. Diese Magnetbandtransportvorrichtung soll für einen intermittierenden steuerbaren Betrieb in zwei Eichtungen geeignet sein und im wesentlichen frei sein von hohen Kräften, die auf daß Band wirken, aber eine genaue Steuerung der Start-Stop-Charakteristiken und Abstände enthalten.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß Vorrichtungen, die einen Bandverlauf mit geringer Eeibung liefern, mit einem einzigen in zwei Sichtungen bewegbaren Kapstan verwendet werden, der gestartet und gestopt wird. Das Band verläuft in einem großen Umschlingungswinkel um den Kapstan, so daß eine hohe Anlaufreibung vorliegt und das Band auch dann nicht relativ zu dem Kapstan gleitet, wenn es unter einer geringen Spannung gehalten wird» Das Band bewegt sich auf einer Bahn geringer Eeibung zwischen den damit verbundenen Pedermechanismen geringer Trägheit und wird lediglich von dem Kapstan gesteuert. Bei dieser Anordnung bewegt sich das Band zusammen mit dem Kapstan und kann mit gesteuerter Charakteristik gestartet, in jeder Eichtung angetrieben und angehalten werden lediglich

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durch, die elektrische Steuerung des Kapstanantriebe. Sie Bahn des Bandes, die geringe Reibung und geringe Spannung liefern eine besondere Stabilität der Bewegung, obwohl eine geringe Abnützung des Bandes und des Mechanismussee auftritt und nur eine geringe Wahrecheinlichtkeit für einen Bandausfall vorliegt.

Eine erfindungsgemäße Anordnung liefert eine besonders einfache Vorrichtung für den Bandtransport für digitale Verwendung. Diese enthält zwei Vakuumkammern mit konstanten Querschnitt, die auf den beiden Seiten des einzigen Antriebskapstane angeordnet sind, den das Band in einer Schleife mit großem Winkel umschlingt« Der Kapstan hat eine etwas federnde Oberfläche hoher Reibung, die mit dem Band in Eingriff steht. Es werden nur Führungselemente mit geringer Reibung bei diesem Aufbau Verwendet. Die Bandspannung in der Nähe des Kapstana liegt etwa über dem Wert, bei dem das Band ' j

auf dem Kapstan während der Start- und Stopbewegung gleitet, jedoch unter dem Wert, der eine wesentliche Belastung des Kapstans darstellen würde. Der Kapstan wird direkt von einem Motor mit einem Anker geringer Trägheit und einem hohen Verhältnis des Drehmoments zur Trägheit angetrieben und elektris-ch gesteuert, so daß er bestimmbare Start- und Stopcharakteristiken aufweist. Da das mechanische System nur eine geringe

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5rägheit und geringe Kräfteaufweist, kann die Bandbeschleunigung und Verzögerung allein durch die Signale, die an den Motor gelangen, gesteuert werden. Da diese Signale exakt und gleichförmig sind und für spezielle Eigenschaften leicht modifiziert sind, sind die Start- und Stop-Längen im wesentlichen unveränderlich, so daß die Bandtransportvorrichtung mit den Standard-Aufzeichnungslücken betrieben werden kann.

Bei solchen Vorrichtungen kann der Verlauf des Bandes so gewählt werden, daß die Oxydoberfläche des Bandes nur mit der Magnetkopfanordnung in Gleitkontakt kommt, so daß die Abnutzung des Bandes auf einen minimalen Wert gebracht wird. Auch das Fehlen einer hohen Reibung und von Druckkräften führt zu einer Verminderung der Bandabnützung. Ferner wird noch ein weiterer Vorteil erreicht, das Band kann nämlich ohne Bruchgefahr geführt werden» Trotzdem ist die Bandbewegung weitgehend stabilisiert, da das Band eine Reihe von Schleifen bildet, durch die seitliche Kräfte im wesentlichen ausgeschaltet werden. Hohe Spannungspitzen innerhalb des Bandes können nun vollständig vermieden werden, da eine elektrische Signalsteuerung des Motors angewendet wird. Gleichzeitig wird durch die unmittelbare Signalsteuerung der Bandbewegung die Verzugszeit der Auslöseelemente vermieden.

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Sinselk·!ten der Erfindung ergeben »loh aus der maohfolgenden Beschreibung an Hand der figurem.

Tig. 1 seift in rereinfaohter Tors im Aufril eine ;

erfindungsgeaale BandtraneportTorrioatumg

ausitten ait einem Blookdiagraam, daa die in j

dieser framsportTorrioatuag rerwemdetem lau« ·

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Fig. 2 seigt in jerapektirieoaer Darstellumg eimern , feil der Anordnung nach KLg. 1» und swax eimern layatam, eiaen Sapetanmoter umi damit Tf>l«m*» dene 7&mnngeelememte.

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Pig. 4 xeigt eine rereinfaohte Torderansieat eimer anderen Ausbildung einer erf1idnagSfemiiem Magnetbandtransportrorrioatung.

?ig. 5 seigt einen rereinfachten Aufril eimer weiteren Ausbildung der Erfindung

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■it^fliar Uli den latvtla Minter 4er Torderplatt· 12 Vtfimmiaa. Im i*r Salokaung alnd sie jedoch dan«benlie~ fftai fetvieluiet, u« ii· Dar»teilung übersichtlicher zu ffitalt·*.

d«n ¥*id«n Haepeln 15 und 16 let di· Bahn des iarek sw«i Differentialdruckanordnungen geringer

»aatint, "bei»piel«w*i·· durch Yakuumkammern 29» 26 iiai ·1η·η ·1ηι1(·η «entriech gelagerten Antriebs-

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kapstan 30· Pur die Arbeitsweise in zwei Richtungen

sind die Kammern 25 und 26 und der Kapstan 30 Symmetrie ch zu den Haspeln 15 und 16 angeordnet. Sie Bahn dee Bandes verläuft somit in einer Folge von aneinanderliegenden eng miteinander verbundenen Schleifen.

Jede der ·YafcuuairaTaraern 25» 26 hat einen etwa konstanten Querschnitt und weilt eine Y_akuumeuführung 32, die mit einer Yakuumquelle 33 verbunden ist, auf und hat '

außerdem zwei Meßstellen 35 und 36 zur Bestimmung der verschiedenen Bandlängen innerhalb der Kammer. Eine an eich bekannt« Mfferentialdruckmeßvorrichtung 38, kann mit den Herstellen 35» 36 verbunden sein, um Druckändertingen festzustellen, die durch das Band 13 bedingt siaä und um damit die Lage der Bandschleife in der Vakuumkammer 25 oder 26 anzuzeigen. Es können hierfür auch photoelektrische oder andere Meßinstrumente verwendet werden. Ausgangesignale aus den Meßvorrich tungen 38, 39 werden den Haspelservos 40» 41 zugeführt und steuern die getrennten Easpelmotore 22 und 23. Gemäß den üblichen Servoverfahren für den magnetischen Bandtransport können die Servovorrichtungen eine proportionale oder eine nichtkontinuierliche Steuerung aueüben, Eier wird die letztgenannte ,angewendet. Die Servovorrichtungen können außerdem selektiv betätigbare Bremsvorrichtungen (nicht dargestellt) für ein schnelles

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Stoppen der Haspeln enthalten, um so eine positive .

Steuerung sicherzustellen. Verschiedene andere Vor-

wi θ
richtungen, sie dem Fachmann "bekannt sind, können ebenfalls verwendet werden.

Vorzugsweise wird ein Kapstan 30 verwendet, der eine Oberfläche mit hoher Reibung hat, die schwach federnd ausgebildet ist, beispielsweise aus Gummi oder einem mit Gummi überzogenen Grundkörper<> Der Kapstan soll bei den hier verwendeten Bandspannungen von dem Band nicht deformiert werden. An den Eingängen der Kammern 25 und 26, die hier die dem Kapstan am nächsten liegenden Seiten sind, läuft das Band 13 über Führungsrollen 43, 44 mit geringer Reibung (am besten aus Figo 2 zu entnehmen). Wie aus dem ausgeschnittenen Teil der Führungsrolle 44 zu sehen ist, enthält jede Führung einen zentrischen Stift 46, der in einem Kugellager drehbar ist, das in dem Lager-Käefig 48 befestigt ist. Der zentrale Stift 46 hat ringförmige voneinander getrennte Flansche 49» 50, um eine seitliche Bewegung des Bandes 13 zu verhindern. An der Ausgangsseite jeder Vakuumkammer 25» 26 verläuft das Band 13 über ähnliche Führungen 52, 53 mit geringer Reibung, wie sie am Kammereingang verwendet werden. Es können jedoch hierzu auch feststehende weiche Führungen verwendet werden. Der Kapstan 30 ist auf einer Motorwelle 55 angebracht

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und wird unmittelbar durch einen in zwei Richtungen drehbaren Motor 57 angetrieben.

Ie können noch verschiedene weitere Vorrichtungen verwendet werden, doch ist dies bei billigen Vorrichtungpn, wie sie in den Pig. 1 und 2 dargestellt sind, nioht erforderlich. Der Kapstan kann beispielsweise aus Stahl sein und das Band kann mit Hilfe von Leerlaufrollen unter geringemDruok gegen den Kapatan gepreßt werden* Eskann auch ein pneumatischer oder Vakuumkapstan verwendet werden. Eine schwach federnde Gummi- oder gummiartige Oberfläohe wird bevorzugt, da hierdurch eine Eeibungsoberfläohe geliefert wird, die eine mehr als proportional an»h»ende Anlaufreibung liefert, wenn die Bandspannung vergrößert wird. Andere Pührungean--Ordnungen werden nachstehend im Zusammenhang mit den

anderen Darstellungen besprochen. !

Die soweit beschriebene Vorrichtung bildet den meohanisehen Teil der Transportvorrichtung für eine gesteuerte intermittierende Hagnetbandbewegung in sswei Hichtungen mit bestimmbarer Steuerung der Start-Stop-Charakteriitiken. Diese einfache Vorrichtung stellt jedoch «int große Veränderung gegenüber den bekannten Vorrichtligen dar. Die Vakuumkammern 25, 26 und die iührunßerollen 43 und 44 bilden ein System geringer Reibung, bei dem das Band

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13 unter gleichmäßiger Spannung in der Nähe des einzigen Antriebskapstans 30 gehalten wird. Eine gleichmäßige Spannung bedeutet,dass die Differenz der .Spannungswerte zwischen den beiden Vakuumkammern ausreichend klein ist. Diese gleichförmige Spannung wird bei der vorliegenden Vorrichtung dadurch erreicht, daß Sammern mit gleichbleibendem Querschnitt, die eng miteinander gekoppelt sinij, verwendet werden· lime enge pneumatische Kupplung kann dadurch erreicht werden, daß man eine relativ große Vakuumquelle und geringe pneumatische Impedanzkupplungen mit den Vakuumzufükrungen verwendet. Entsprechend sind die Bandspannungen, die durch die Sruokunterschiede in den beiden Kammern erzeugt werden, anfänglich gleich und bleiben auch im wesentlichen während des Arbeitsvorganges gleich·

Bei einer solchen Anordnung kommt das Band 13 am weajfften mit festen Bauteilen in Berührung, so daß überhaupt kein Gleiten zwischen dem Band 13 und den Rollenfüfarungen 43, 44 oder 52 und 53 an den Rändern der Vakuumkammern 25, 26 und dem einen Antriebskapstan 30 auftreten kann.

Der Kapstan 30 hat relativ große Abmessungen, beispielsweise eiksn Durchmesser von 5 »27 cm für eine Sandge-

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schwindigkeit τοη 91»5 cm/sec. Ein großer, jedoch leichter Kapstan vermindert die Belastung ohne eine hohe Trägheit in das System einzuführen. Das Band umschlingt den Kapstan 30 in einem relativ großen Winkel, vorzugsweise von 180°, so daß der große Oberflächenbereich des Kapstans und der große Umschlingungswinkel einen großen Oberflächenkontakt zwischen dem Band 13 und dem Kapstan 30 liefern und damit der . Kapstan eine gleichförmige Antriebskraft auf das Band bei allen Arbeitsbedingungen ausübt, ohne daß einstellbare Komponenten erforderlich wären. Mit einem solchen Kapstan 30 mit hcter Reibung wird nur eine geringe Spannung (ca· 85 g) des Bandes 13 benötigt, um ein Gleiten des Bandes 13 relativ zu dem Kapstan 30 zu vermeiden. Sie Spannung ist hoch genug, verglichen mit der Anlaufreibung, um eine Gleitbewegung zu vermeiden, jedoch ist sie nicht so hoch, um eine wesentliche Belastung in das System einzubringen.

Der ümschlingungswinkel des Bandes auf dem Kapstan und die Belbungeeigenschaften des Bandes und des Kapstans bestimmen die gesamte Anlaufkraft, die benötigt wird, uu das Band zum Gleiten relativ zum Kapstan zu bringen, liegt nur eine geringe Spannungsdifferenz zwischen den beiden Kammern vor, wie hier, dann tritt auch kein Gleiten des Bandes Relativ zu dem Kapstan auf und nur

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sehr geringe Antriebskräfte sind für den Kapstan erforderlich. Die Antriebskraft muß lediglich die Trägheit des Bandes und der Pührungsteile mit geringer Reibung und die Reibung über der Kopfanordnung (luftgelagerteköpfe können eberuSLls verwendet werden) überwinden. Die Bandspannungen können daher relativ hoch sein, solange ihre Differenz klein bleibt, jedoch wird bevorzugt auch relativ geringe Spannungen zu verwenden, die gerade das Band in eine Kammer während des Anlaufvorganges ziehen. Es konnte festgestellt werden, daß die Trägheit des Kapstans und des Motors im allgemeinen um eine Größenordnung größer ist ale die Summe der Trägheit des Bandes und seiner lührungselemente der verschiedenen Reibungen und der geringen Spannungsdifferenzen, die überwunden werden müssen. Auf diese Weise wird das Band zwar durch den Kapstan angetrieben, bringt aber keine Belastung für den Kapstan oder den Motor.

Dies stellt einen beachtlichen Unterschied von allen bekannten Torrichtungen dar. Bei bekannten Vorrichtungen wurden im allgemeinen hohe Druck- und Stoßkräfte benötigt, die beispielsweise durch die Andruckrollen und pneumatischen Systeme ausgeübt wurden, um das Band gegen den Kapstan zu drücken. Bei einem Andruckrollenmechanismus werden die Änderungen der Bandbewegung

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(beispielsweise Richtungsänderungen) weitgehend durch Schwankungen der Abmessungen der Andrucksrollen und Kapatans und Schwankungen der Breite und Dickt des Bandes und durch ungleichmäßige Drucke, die bei leichten Abnutzungen der Andrucksrollen oder Pehljustierungen auftreten, verursacht.

Bei dem vorliegenden System werden diese Schwierigkeiten Tollständig vermieden durch die Verwendung eines einzigen Kapstans in Kombination mit einem Bandverlauf mit geringer Reibung und gleichförmigen Spannungen. Es Boll darauf hingewiesen werden, daß die Bahn des Bandes zwischen den beiden Haspeln im wesentlichen in einer Reihe von Schleifen verläuft. Da keine hohen Druck-, Spannungs- und Stoßkräfte auf das Band ausgeübt werden und durch den Gebrauch von Schleifen mit geringer Spannung auch keine Richtungsabweichungen auftreten, bewegt sich das Band längs des gewünschten Wegs mit großer Stabilität, die im wesentlichen durch die Toleranz der Bandbreite und den Soleranzen der Eingangsführungen in die Kammern gegeben iat. Ab wichtigsten ist jedoch der Bereich unmittelbar in 4er Nähe der Magnetkopfanordnung 18. Hier wird die Bewegung des Bandes im wesentlichen unabhängig nur von dem Kapstan 30 und den beiden Führungsrollen 43 und 44 Mit flanschartig ausgebildeten Oberflächen 49» 50 am lingang

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der Vakuumkammer*! 25* 26 gesteuert. Sind diese Bauteile einmal genau dimensioniert und eingestellt, so kann man feststellen, daß die Schwankungen der Bandabmessungen den wesentlichen Beitrag für eine Eichtungsschwankung liefern.

Die oxydische Oberfläche des Bandes 13 ist so in den Schleifen geführt, daß sie nur mit der Magnetkopfanordnung 18 in Eingriff kommt. Eine Berührung mit den Seiten der Kammern 25 und 26 führt somit nicht zu einer Ausbildung eines Oxydüberzugs oder einer Abnützung des Bandes. Das Band kann jedoch auch umgekehrt werden, so daß die oxydische Oberfläche längs der Kammer verläuft oder es kann eine leitende Überzugsschicht auf die nichtoxydische Oberfläche gebracht werden, wenn man beispielsweise eine statische Ausladung vermeiden will.

Der Betrieb dieeer Vorrichtung mit geringer Reibung und konstanter Spannung ist vorteilhaft für eine Zusammenarbeit mit dem Antriebssystem, das die elektrischen Vorrichtungen zur Steuerung des Motors 57 enthält. Vorzugsweise wird ein Motor 57 mit geringer Ankerträgheit verwendet, wie sie beispielsweise erhlltlioh sind mit einem flachen oder scheibenartigen Rotor und Leitungen nach Art der gedruckten Schaltungen.

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Ein solcher Motor hat ein hohes Drehmoment pro Stroaeinheit, eine relativ geringe Ankerträgheit und eine Drehmomentkonetante, die bis zu hohen Strömen konstant bleibt. So hat der Motor 57 eine hohe Beschleunigung bei realtiv geringen Motorströmen und braucht nur eine relativ geringe Spannung. Andere Motoren, bei denen das Verhältnis dee Drehmoments zur Trägheit ebenfalls hoch ist, können in ihrem gesamten Arbeitsbereich mit einer linearen Drehmomentkonstanten verwendet werden.

Die Motorantriebsverstärkereohaltungen 59 und eine Geschwindigkeitsservovorrichtung 60, die mit einem Tachometer 61_t der mit dem Kapstan 50 eusammenarbeitet, sind nicht im einstinen dargestellt, soweit sie bekannt sind. Der Motor kann auf jedes von zwei verschiedenen Signalen oder auf beide ansprechen. Das eine Signal wird aus dem öesohwindigkeitsservo 60 erhalten, wenn das Band bei etwa konstanter Geschwindigkeit läuft. Das andere Signal kommt aus den Impuls- und Wellenform bildenden Schaltungen 63, die die Signale erzeugen, um den Zustand des Systems in Abhängigkeit von Kommandos aus externen Vorrichtungen zu ändern. Die Impulsschaltungen 63 werden von Steuerschaltungen 64 betätigt, die die Kommandos in Erregerimpulse umformen mit entsprechender Polarität. Bei jeder gewählten Band-

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geschwindigkeit steuert die Greschwindigkeitsservoschaltung 60 in Abhängigkeit von dem Tachometerai^s-" gangswert 61 den Motor 57 und damit die Bandgeschwindigkeit über die Steuerung des Motorantriebsverstärkers 59· Die Schaltungen 65 sprechen auf ein Eingangskommando an und liefern eine entsprechende Signalform für die momentane Erregung des Motors 57· Durch diese gesteuerten Start- und Stop-Stromschwingungen an demMotor 57 wird dem System jede gewünschte Beschleunigungs^und Verzögerungscharakteristik gegeben. Diese Charakteristiken sind somit elektrisch steuerbar, vollständig einstellbar und bestimmbar.

Eine genauere Beschreibung der Schaltungen zur Steuerung einer Vorrichtung mit einem einzigen Antriebskapstan gemäß der Erfindung ist in einer Anmeldung des Erfinders Robert A. Kleist mit dem Titel "Antriebsvorrichtung für Bandtransportsysteme" beschrieben.

Im einfachsten Pail wird eine konstante Beschleunigung und Verzögerung des Bandes gewählt, so daß die Bandgeschwindigkeit linear auf ein Startkommando hin anwächst und die gewünschte Hominalgesehwindigkeit in einem festgelegten Zeitraum erreicht. Am Ende dieses Zeitraumes setzt die Steuerung der Geschwindigkeitsservovorrichtung 60 ein* Da die Bandbeschleunigung

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konstant ist und über die gesamte . Anlaufzeit verteilt ist und da das Band auf seinsfniit geringer Reibung bewegt wird, scheint das Band wie ein starrer Körper,der sich unter der Steuerung des Kapetana bewegt» Bandstreckungen und plötzliche Geschwindigkeit sübergänge sind zuständig ausgeschaltet. Das System zeigt somit keine Geschwindigkeitsüberschreitungen und erreicht somit schnell die Bandgeeohwindig-

keit mit gesteuerten gerL ngen momentanen Bandgeechwin- ^

digkeit8Schwankungen. Eine gleichförmige Verzögerung wird entsprechend erreicht, indem der Motor mit Impulsen geeigneter Energie, Polarität und Wellenform erregt wird.

Das Verfahren zur Steuerung der Bandbewegung mit Hilfe elektrischer Vorrichtungen hat viele Vorteile, die aus dem Zusammenwirken der Antriebesehaltungen mit

dem Bandtransport bei geringer Reibung und Spannung i

herrühren. Sind Auslösevorrichtungen für die Betätigung der Andruckrollen oder der pneumatischen Antrieb· notwendig, so entsteht beispielsweise «ine Veraugsieit zwischen der Zeit des Eintreffens «ines Eingangskomaandos und der Zeit, in der das Band mit dem Kapstan in Eingriff kommt. Während dieser Verzugszeit kann kein· Steuerung der Bandbewegung vorgenommen werden· In dem vorliegenden System erregt das Eingangskoaaan&o unmittelbmr

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den Motor und die Beschleunigung oder Verzögerung des Bandes tritt unmittelbar ein. Im unterschied zu einer Vorrichtung mit Andruckrollen, hei der eine aehr plöt^zliche Beschleunigung des Bandes eintritt, wenn die Andruckrollen gegen den Kapstan auftreffen, bleibt die Beschleunigung (im vorliegenden Beispiel) konstant und führt zu einer sanften und weichen Bandbewegung, obwohl die letztlich erreichte Bandgeschwindigkeit relativ hoch sein kann. Eine elektrisch· Steuerung der Start- und Stop-Charakteristiken steht Bit dem mechanischen Verhalten des Bandtransportsystems in enger Beziehung, da beide zusammenwirken müssen, um das Auftreten von Kräften zu vermeiden, die Unregelmäßigkeiten in die Start-Stop-Zeiten und Abstände einbringen. Sie gesteuerte Beschleunigung und Verzögerung vermöglicht somit eine hohe Zuverlässigkeit gleichförmiger Start- und Stop-Abstände und stellt sicher, daß die Bandtransportvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung so arbeitet, daß sie mit den Aufzeichnungslüoken, die bei Standarddatenformaten von magnetischen Bändern vorliegen, verträglich 1st. Es eil darauf hingewiesen werden,.daß die Steuerschaltungen 64 die Geschwindigkeitsservoeokml*vorrieh.tung, sobald das Beschleunigungsintervall beendet ist, einschalten- und sie ausehalten, wenn die Verzögerung beginnt.

Bei jeder Torrichtung kann die Henngeschwindigkeit wählbar

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aus einer Anzahl von Bandgeschwindigkeiten, einschließlich einer hohen Suchgeschwindigkeit, gewählt werden. Die Start-Stop-Sehaltungen können veränderlich sein, um die Beschleunigung und Verzögerung zwischen den verschiedenen Geschwindigkeiten zu steuern oder es können zusätzliche Impulsschaltungen verwendet werden.

Die Anordnung der Vakuumkammern telativ zu dem einzigen Eapatan und den Haspeln, wie sie in der Pig. 1 dargestellt ist, let sehr dicht, so daß die Gesamtkonstruktion auf einem Standardrahmen von 48,2 cm befestigt sein kann. Dies ermöglicht es wiederum, den BandtransportaeehanisBtta in verschiedenen Yielfach-Konfigurationen aufzubauen, beispielsweise 2:2 oder 1 t 4· Systeme für andere Verwendungszwecke sind wiüeter unten beschrieben und zeigen verschiedene Kombinationen in QrSSe, Aufwand und Arbeitsweise.

Pig. 3 zeigt in grafischer Darstellung, wie die gewjiählten Stromwellen für das Starten und Stoppen dee Motors 57 alt einer Steuerung der Bandbeechleunigung und -verzögerung angewendet werden. In Fig. sind die Anlaufmotorströme und die Bandgeschwindigkeit über der Zeit für swei Anlauf-Stromcharakteristiken aufgezeichnet, und zwar im ausgezogenen und gestrichelten Kurven. Der Startstrom wirkt dahingehend, die

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!Trägheit des Motors und das Bandsystems zu überwinden, während das Geschwindig]© it sstetö? signal lediglich die Bürsten- oder andere Reibung überwinden müssen« Dieses ist nicht dargestellt, da es im Verhältnis 10 : 1 zu den Spitzenwerten der Startströme liegt. Wie durch die ausgezogene Kurve in dem oberen Teil der Fig. 3 dargestellt ist, kann eine Sinushalbschwingung als Anlaufmotorstrom verwendet werden. Bei einem Motor mit einer Beschleunigungscharakteristik, die dem Eingangsstrom proportional ist, erreicht die Bandbeschleunigung einen Spitzenwert, der mit dem Spitzenwert des Sinusimpulses übereinstimmt. Die Bandgeschwindigkeit wächst daraufhin mit abnehmender Beschleunigung solange an, bis der Sinusimpuls beendet ist. Zu diesem Zeitpunkt setzt die Steuerung der Geschwindigkeitsperrvorrichtung ein. Diese Anordnung hat besondere Vorteile. Es ist einfach, Sinusimpulse als Anlaufschwingung und einen entsprechenden Impuls von entgegengesetzter Polarität als Stop-Impuls zu erzeugen. So wird das Band sanft auf die Geschwindigkeit gebracht oder sanft gestopt.

Es ist auch üblich und wirtschaftlich, einen konstanten Stromimpuls (gestrichelte Linie) von gewählter Dauer zu erzeugen, um eine konstante Beschleunigung zu liefern, auch wenn die gesamte Startzeit dieselbe ist,

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um die gewünschte Nenngeschwindigkeit zu erreichen. Hier wird wieder das gesamte Start- oder Stop-Intervall verwendet und die Start- und Stopzeiten und Längen sind wiederholbar und gesteuert.

Andere Konfigurationen eines Bandverlaufs mit geringer Reibung und geringer Spannung unter Verwendung eines einzelnen Antriebskapstans können bei Vorrichtungen gemäß der Erfindung erreicht werden, die in den Pig. 4, 5 und 6 dargestellt sind. Der Hochleistungsbandtransportmechanismus ist nur in allgemeiner Form in Fig. 4 dargestellt. Die Reibungs- und !Drägheitskräfte sind bei dieser Anordnung auf ein Minimum verringert, um schnellere Start- und Stofizeiten und hctere Bandgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Beispielsweise besteht der Antriebskapstan 70 aus einer dünnen Schale, so daß er schneller beschleunigt und verzögert werden kann. Die Winkel, mit denen das Band 13 in die Vakuumkammern 71, 72 eintritt und sie verläßt, sind verringert durch eine parallele Anordnung der Eingänge der Kammern relativ zu dem Kapstan 70 und dadurch daß die Vakuumzuführungen nahe aneinander gebracht sind, um eine engere Kupplung der Kammern zu ermöglichen. Das Band durchläuft jedoch trotzdem drei aneinandergrenzende Schleifen· Bei einem Hochlei8tungebandtransport soll die Länge der Vakuumkammern 71, 72 größer sein und eine proportionale

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Servosteuerung kann erreicht werden, wenn man Schlitze 75» 76 in der Kammerwand 71, 72 zur Messung der Schleife und zur Steuerung der Haspelservos (nicht dargestellt) verwendet. Die Reibung kann weiterhin dadurch vermindert werden, daß luftgelagerte Führungen an den Ausgängen und Eingängen jeder Vakuumkammer 71» 72 verwendet werden. Die oxydische Seite des Bandes 13 kommt weder mit den Wänden der Yakuumkammern 71» 72 noch mit der Oberfläche des Kapstans 70 oder irgendeinem anderen Bauelement in Berührung außer mit der Kopfanordnung

Anordnungen mit geringer Reibung und entsprechend geringer Spannung können gemäß der Erfindung auch durch Verwendung eines Puffermechanismus, wie er in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, erhalten werden. In Fig. 5 ist ein Federmechanismus dargestellt mit einer Spannungsanordnung, die eine Yielfachschleife aufweist* Hier ist das Band 13 nacheinander über feste Rollenftihrungen 80 und bewegliche Rollen 81 in Schleifen geführt« Die beweglichen Rollen 81 sind auf einem beweglichen Arm 83 angebracht, der durch eine schwache Feder 85 gesinnt ist und bildet den gewünschten Pufferungs-

■ mechanismus. Bei dieser Anordnung wird auch ein ' anderer Führungsmechanismus mit geringer Reibung verwendet* Er befindet sich unmittelbar in der Nähe des ein-

.. »igen Antriebskapstans 86 und enthält eine Rollenführung

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und eine feste Führung 88 mit einem Flansch zur Steuerung der Querlage des Bandes.

Der in Fig. 6 dargestellte Mechanismus ist besonders gedrängt aufgebaut und ist sehr wirtschaftlich. Hler wird eine Schleife des Bandes 13 mit veränderlicher Länge und geringer Reibung durch einen zentrisch gelaerten Hebel 80 mit Rollenführungen 81 und 82 an jedem seiner Enden hergestellt. Das Band 13 umschlingt die Führungen 91» 92 in entgegengesetzter Richtung und verläuft über eine Rollenführung 94 an dem Kapstan 95. Eine entsprechende Bewegung des Pufferarms 90 kompensiert die Schwankungen der Geschwindigkeit zwischen dem Kapstan der Bandhaspel 97, die in üblicherweise über einen Servo gesteuert wird (nicht dargestellt).

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Claims (14)

1. Patentansprüche

   ί 1J Bandtransportvorrichtung für einen programmierten Betrieb hoher Geschwindigkeit in zwei Richtungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Puffervorrichtungen (25, 26), vorzugsweise zur Ausbildung einer Bandschleife geeignet, räumlich voneinander getrennt innerhalb der Bahn eines Bandes (13) zwischen einer Zuführungshaspel (15) und einer Aufnahmehaspel (16) angeordnet sind, daß jede dieser Puffervorrichtungen (25, 26) dem Band (13) eine etwa gleiche Spannung erteilt, daß ferner eine Antriebsvorrichtung (30), •vorzugsweise für einen Betrieb in zwei Richtungen, zwischen den beiden genannten Puffervorrichtungen (25, 26), vorzugsweise symmetrisch zu diesen, angeordnet ist, daß das Band (13) in einer Schleife um diese Antriebsvorrichtung (30) geführt ist und daß weitere Antriebsvorrichtungen (57) mit der mit dem Band in Berührung stehenden Antriebsvorrichtung (30) verbunden sind, die eine Bewegung des Kapstans in zwei Richtung vorsehen.

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2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (30), die mit dem Band

   (13) in Eingriff steht, als Kapstan (30) ausgebildet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- '< zeichnet, daß zwischen den Puffervorrichtungen (25, 26) zur Ausbildung einer Bandschleife und der Antriebsvorrichtung (30) Führungsglieder (43, 44, 52, 53) vorgesehen sind, die vorzugsweise als Führungen mit geringer Reibung ausgebildet sind.
4. 4· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, j dadurch gekennzeichnet, daß das Band (13) die vorzugsweise als Kapstan ausgebildete Antriebsvorrichtung (30) in einem Winkel von mindestens 180° umschlingt.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtungen (25, 26) eine geringe Trägheit aufweisen»
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, j dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Bandschleife j innerhalb der Puffervorrichtungen (25, 26) zur Steuerung von Antriebsvorrichtungen (40, 41) für die Zuführungs- und Aufnahmehaspel ( 15, 16) dient«

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7. 7« Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer WancQerXi8) am Band (13) zwischen einer Puffervorrichtung (25, 26) und der Antriebsvorrichtung (30) angeordnet ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (43, 44, 52, 53) und die Puffervorrichtungen (25, 26) einen Trägheitswert aufweisen, der etwa um eine Größenordnung kleiner ist als die Trägheit der Antriebsvorrichtungen (30, 57)«
9. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder

   -ψ (43, 44, 52, 53) jeweils zwei voneinander in einen Abstand befindlichen Anschlagränder (49, 50) aufweisen, um eine seitliche Verschiebung des Bandes (13) aus seiner Bahn zu verhindern.

   .
10. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtungen (25, 26) zur Ausbildung einer Bandschleife als Vakuumkämmern (25, 26), vorzugsweise mit konstantem Querschnitt und/oder übereinstimmender Gestalt, ausgebildet und mit. einer Vakuumquelle verbunden sind zur !rreiohung einer konstanten Bandspannung und daß ferner Meßvorrichtungen (38, 39) angeschlossen sind

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    zur Messung der Stellung der Bandschleife innerhalb Jeder Vakuumkammer (25» 26), die dazu geeignet sind, Steuervorrichtungen (40, 41) der Zuführungs- und Aufnahmehaspeln (15» 16) zu regeln.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die.·äußere Oberfläche des Bandes (13) relativ zu den Vakuumkammern nach innen gerichtet fet und das Band die Antriebsvorrichtungen (30) in diesem Sinn umschlingt.
12. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammern (71, 72) mit zueinander parallel verlaufenden Achsen angeordnet sind und daß vorzugsweise die an den Eingängen und Ausgängen der Kammern verwendeten Bandführii ngen (78) als luftgelagerte Führungsglieder ausgebildet

    sind· I
13. 13· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden A_nepriiche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (30) als Antriebskapatan (70) in Form eines dünnen hohlen Gehäuses ausgebildet ist.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtung (25, 26)

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    als Federvorrichtung (80, 81, 85) ausgebildet ist, in der das Band (13) in einer Vielzahl von Schleifen, vorzugsweise über bewegliche und feststehende Führungsglieder geführt ist.

    15· Vorrichtung nach einem der .Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtung (25, 26) einen drehbaren Arm (90) aufweist mit je einer Rollenführung (91» 92) an seinen Enden und daß das Band (13) die Rollenführungen (91 > 92) in entgegengesetzten Richtungen umschlingt*

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