DE3040016C2

DE3040016C2 - Vorrichtung zum Führen eines Magnetbandes

Info

Publication number: DE3040016C2
Application number: DE3040016A
Authority: DE
Inventors: Shin Kamakura Hashizume; Kazunori Ibaraki Iijima; Manabu Yokohama Ikeda; Seii Miyakawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1983-08-25
Also published as: JPS6327782B2; NL8005895A; JPS5665354A; DE3040016A1; US4379517A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen eines Magnetbandes in einem Magnetband-Laufsystem, in welchem das Magnetband durch geneigte Stifte und weitere Bandführungen geführt und in Zylinderführungen geleitet wird, zur magnetischen Ton/Bild-Aufnahme

und -Wiedergabe.

Eine derartige Bandführungsvorrichtung zeigt die DE-AS 19 08 508. Hierbei ist jedoch die Einstellung des Magnetbandlaufes bei verschiedenen Führungen des Magnetbands nicht von einer einzigen Stelle aus vornehmbar. Es soll lediglich eine verbesserte Bandführungsvorrichtung geschaffen werden, bei der das erwünschte Luftpolster zwischen Band und Trommel auf eine das Band schonende Weise zustandegebracht ίο wird, derart, daß die Reproduzierbarkeit und kompatibilität gewährleistet sind.

Durch das IBM Technical Disclosure Bulletin, Nr. 12.

Mai 1966, S. 1831 ist eine sich selbst ausrichtende Führungswalze bekanntgeworden, die zur Führung für

ιϊ Magnetbänder dienen soll. Diese Führungswalze ist mit C'ner schrägen Achse versehen.

Beim Bandlaufmechanismus eines herkömmlichen Videobandrecorders wird der flache Teil des Bandes von einem konischen Stift oder einer mit einem Flansch versehenen Führungsrolle geführt, wobei zusätzlich die oberen und unteren Ränder des Bands derart geeignet geführt werden, daß sich der untere Rand des Bands genau längs der Zylinderführung bewegt. Dies wiederum erfordert eine Höheneinstellung des Bands unter Verwendung einer geeigneten Hoheneinstelleinrichtung, etwa eines Flansches, zur Einstellung der Bandhöhe, was für die Einstellung eine beträchtlich lange Zeit und au.-h Geschick erfordert. Zusätzlich werden am oberen Rand des Bands leicht Kräuselungen jo erzeugt, die eine Verschlechterung des Bands erzeugen, insbesondere eine Verkürzung der Lebensdauer des akustischen Bereichs der am Bandrand vorgesehenen Tonspur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Ji Vorrichtung zum Führen des Magnetbandes in einem Magnetband-Laufsystem der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 2 und 3 genannten Art so weiterzubilden, daß die Einstellung des Magnetbandes bei verschiedenen Führungen des Magnetbandes von einer einzigen Stelle aus vorgenomr-en werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfclgt erfindungsgemäß durch die Gegenstände der Ansprüche 1 bis 3.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden folgende Vorteile erzielt:

(1) Die für den Zusammenbau benötigte Zeit kann verkürzt werden. Da an der Führungsrolle zur Stabilisierung des Bandlaufs kein Flansch ausgebildet ist, ist die Notwendigkeit für eine Höheneinstel-

V) lung des Bands, die die längste Zeit bei der

Einstellarbeit von herkömmlichen Vorrichtungen verbraucht, beseitigt, wodurch die Einstellzeit verringert wird.

(2) Eine Bandbeschädigung wird insbesondere bei einem dünnen Band vermindert Bei der herkömmlichen Vorrichtung läuft der untere Rand des Bands längs der Zylinderführung durch kräftiges Führen der oberen und unteren Ränder des Bands. Gemäß der Erfindung ist es aber nicht erforderlich, den oberen und den unteren Rand des Bands zwangsläufig um die Führungsrolle zu führen.

(3) Die Leistung des Bands ist verbessert. Der herkömmliche Bandlaufmechanismus benötigt unbedingt eine konstante Bandbreite. Da erfindungsgemäß das Band während des Laufs nur an seinem unteren Rand geführt wird, iit beim Mechanismus der Erfindung das Erfordernis für die konstante Bandbreite weniger streng. Zusätzlich wird die

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Erzeugung von Kräuselungen am Bandrand selbst dann vermieden, wenn das Band eine geringe Dicke hat.

(4) Die Einstellung kann von einer einzigen Stelle aus vorgenommen werden, unabhängig davon, ob die Führung über Führungsstifte, Führungsrollen oder eine Kombination von Führungsstiften und Führungsrolien erfolgt Der Einlaßwinkel für den Einlauf des Bandes in die Führungen des Zylinders läßt sich so fein einstellen, daß ein völlig »» einwandfreier und ungestörter Bandeinlauf erfolgen kann.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Dann zeigt

F i g. 1 eine schematische Draufsicht des Aufbaus eines Bandlaufsystems eines herkömmlichen Videobandrecorders;

F i g. 2 eine schematische Seitenansicht eines gemäß der Erfindung aufgebauten Bandlaufmechanismus;

Fig.3 ein Vektordiagramm der Bandspannung an einem geneigten Stift im Bandlaufmechanismus von Fig.2;

F i g. 4 ein Vektordiagramm der Beziehung zwischen dem geneigten Stift und der Reibungskraft des 3ands;

Fig.5 eine schematische Seitenansicht des gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung aufgebauten Bandlaufmechanismus;

Fig.6 ein Vektordiagramm zur Analyse der Reibungskraft an einer in F i g. 5 dargestellten Führungsrolle;

Fig.7 eine vergrößert dargestellte Draufsicht eines Gleitreibungsberührungsteils mit Spiel zwischen der Führungsrolle und der Rollenachse;

F i g. 8 ein Vektordiagramm der Beziehung zwischen der Reibung M₁ an der Außenfläche einer Rolle, der Reibung M2 an der Innenfläche der Rolle und der Reibung M3 an der oberen Endfläche der Rolle;

Fig.9 eine Seitenansicht eines gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung aufgebauten Bandlaufmechanismus.

Fig. 1 zeigt ein Magnetbandlaufsystem eines herkömmlichen Videobandrecorders einschließlich einer Kassette 1 mit einer Einlaßspule 2 und einer Auslaßspule 3, die ein Einlaßbarid 4 bzw. ein Auslaßband 5 aufnehmen. Das Bandlaufsystem hat ferner eine Einlaßbandführung 7 und eine Auslaßbandführung 8, eine Einlaßführungsrolle 9 und eine Auslaßführungsrolle 10 sowie einen geneigten Einlaßstift IJ und einen geneigten Auslaßstift 12 zur Ermöglichung der Einstellung der Höhen der Einlaß- und Auslaßbänder, damit diese längs einer Zylinderführung 6 laufen.

Vorgesehen sind ein drehbarer Zylinder 13, ein feststehender Zylinder 14 und eine Klemmrolle 15. Die Einstellung für den Lauf des Bands längs der Zylinderführung β erfolgt in folgender Weise: Die Einlaßbandführung 7 und die Auslaßbandführung 8 und auch die an jeder Führungsrolle 9, 10 vorgesehenen Flansche in konstantem Abstand werden voneinander unabhängig eingestellt. Ferner werden die geneigten Einlaß- und Auslaßstifte 11,12 um einen nicht gezeigten Bezugseinstellpunkt oszillierend eingestellt. Somit benötigt das herkömmliche System sechs voneinander unabhängige Einstellungen für einen vorschriftsmäßigen Lauf des Bands längs der Zylinderführung.

Dieses Problem wird durch die Erfindung ganz überwunden, was auo der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich ist. In der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben Glieder oder Teile.

F i g. 2,3 und 4 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem geneigten Stift 22, der unter einem Winkel θΐ gegenüber einer Geraden N geneigt ist, die zur Richtung der resultierenden Kraft F der einlaßseitigen Bandspannung Fi und der auslaßseitigen Bandspannung F2 senkrecht ist, wobei die Neigung entgegengesetzt zu den Spannungen der Bänder 4, 5 gerichtet ist Folglich wird eine Kraft P₁ erzeugt, die die Bänder 4,5 längs der Achse des Stifts 22 nach unten bewegt. Die Größe der Kraft P\ ist durch eine noch anzugebende Gleichung (4) festgelegt Es ist möglich, die die Zylinderführung 6 belastende Komponente der Kraft P\ und auch den Einlaßwinkel « zu einem drehbaren Zylinder 13 geeignet einzustellen durch feines Einstellen des Neigungswinkels θι mittels senkrechten Einstellens einer Bandführung 23, die den unteren Rand des einlaßseitigen Bandes 4 trägt. Aus der Kraftgleichgewichtsbedingung am Punkt Pin F i g. 2 kann die Kraft P\ durch die folgenden Gleichungen (1) und (4) dargestellt werden.

P₁ = F s'm θχ - m,

wobei

P₁: ine das Band längs der Stiftachse nach unten drückende Kraft;

F: am geneigten Stift angreifende resultierende Kraft der einlaß- und auslaßseitigen Randspannungen; θ\: Neigungswinkel des geneigten Stifts gegenüber der zur resultierenden Kraft F senkrechten Geraden N;

m: längs der Stiftachse das Band nach oben drückende Reibungskraft.

Aus der in Fig. 3 gezeigten Bedingung kann die resultierende Kraft F durch die folgende Gleichung (2) dargestellt werden.

(2)

wobei

F: resultierende Kraft der einlaß- und ausiaßseitigen Bandspannungen;

F₁: einlaßseitige Bandspannung;

F₂: auslaßseitige Bandspannung (bestimmt durch F, und den Reibungskoeffizienten);

Φ: Bandwickelwinkel gegenüber dem geneigten Stift.

Aus der in Fig. 4 dargestellten Bedingung ist die Reibungskraft m durch die folgende Gleichung (3) gegeben.

m = Αμ, F cos 0,)² -(F₂-F₁)²,

(3)

⁶⁰ wobei m: die das Band längs der Stiftachse nach oben drückende Reibungskraft;

μ,: Reibungskoeffizient zwischen dem 3and und dem geneigten Stift.

Durch Einsetzen der Gleichungen (2) und (3) in die Gleichung (1) ist ciie Kraft P, durch die folgende Gleichung (4) gegeben.

P_x = VF\ + F] - 2 Αϊ Α'₂ cos Φ · sin θ, - -/(/ν, /A? +F]-IF_xF₁ cos Φ · cos 0, )·' - (A. - Αϊ)^:.

Bei der ersten Ausführungsform ist nur die Einstellung der geneigten einlaß- und auslaßseitigen Stifte und der Führung der einlaß- und auslaßseitigen Führungshüllen für den unteren Rand des Bands erforderlich.

In Verbindung mit Fig. 5 bis 8 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Eine frei drehbare Führungsrolle 24 und ein Anschlag 25 sind an einer Rollenachse 26 angebracht, die aufrecht auf einer Bezugsfläche 21 steht. Bänder 4, 5 sind um die Führungsrolle 24 unter einem Winkel ©? gegenüber einer zur Achse senkrechten Ebene gewickelt. Gleichzeitig wird die Unterkante des einlaßseitigen Bands 4 durch eine Bandführung 23 geführt, wobei das Band von der Einlaßseite zur Auslaßseite läuft und sich die Unterkante des auslaßseitigen Bands 5 längs der Zylinderführung 6 bewegt. Ein stabiler Lauf des Bands wird derart erzeugt, daß die Führungsrolle 24 gegen den Anschlag 25 gedrückt wird und die Bänder 4, 5 an der äußeren Umfangsfläche der Rolle so nach oben gleiten, daß eine Kraft AJ. die durch eine noch anzugebende Gleichung (12) angenähert wird, erzeugt wird, um das Band längs der Achse der Rolle nach unten zu drücken. Es ist möglich sicherzustellen, daß das Band vorschriftsmäßig längs der Zylinderführung läuft durch Einstellen der Kraft A^ und des Einlaßwinkels λ gegenüber der Zylinderführung mittels einer feinen Einstellung der Größe des Winkels θ₂ in der Gleichung (12), was wiederum durch eine senkrechte Einstellung der Bandführung 23 erfolgt.

Die Gleichung (12) wird in folgender Weise abgeleitet.

Wenn das Band unter der in Fig.5 gezeigten Bedingung läuft, wird die das Band bewegende Kraft Pr in Umfangsrichtung der Rolle durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt.

P/t = T₂-T_x = A": cos θ₂ - F_x cos Q₁ =

(S)

P_R: in Umfangsrichtung der Rolle erzeugte Bandbewegungskraft;

ΑΪ: einlaßseitige Bandspannung;
F₂: auslaßseitige Bandspannung;

T_x: waagerechte Komponente der Kraft F_x (F_x cos Θ₂\

T₂: waagerechte Komponente der Kraft F₂
(F₂ cos θ₂).

Wenn die Bänder 4, 5 um die Führungsrolle 24 gewickelt sind und gemäß Fig. 6 laufen, wird die durch die Rollenoberfläche dem Band erteilte Umfangsreibungskraft durch die folgende Gleichung (6) angenähert.

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M_x = μ, A¹, = /;_: ■ cos 0, VF_x- + AV - 2 F_x F_: cos Φ . (6)

wobei

M_x: durch die Rolle dem Band erteilte Umfangsreibungskralt;

μ₂: Reibungskoeffizient zwischen Rolle und Band;

P_x: Kraft, mit der das Band die Rolle durch die wirkung von 7Ϊ, T_: beaufschlagt (diese Kraft ist unter der in Fig. 5 gezeigten Bedingung durch folgende Gleichung gegeben:

P_x =

= cos 0, VF_x- + F<-2F_XF_: cos Φ ).

Hierbei ist 0_, der Winkel, unter dem das Band um die KoIIe 24 gewickelt wird.

Wenn die Innenfläche der Rolle 24 auf einem Teil der Rollenachse 26 gemäß Fig. 7 gleitet, ist die von der Achse auf die Innenfläche der Rolle in Umfangsrichtung ausgeübte Reibungskraft M₂ durch die folgende Gleichung (7) gegeben:

ΛΛ = μ₃ P-, = //., cos 0_: Vf_x ² + AV -2 F_xF₂COS Φ, (7)

wobei

M₂: von der Achse auf die Rolle in Umfangsrichtung erteilte Reibungskraft;

/λ: Reibungskoeffizient zwischen der Rolleninnenfläche und deräußeren Umfangsfläche der Achse;

A^: Kraft, mit der die Rolle durch die Wirkung von

7Ϊ, T₂ (P₂ = P_x) auf die Rollenachse drückt.
Die Reibungskraft M₃, die zwischen der Rolle 24 und

Anschlags 25 gleitet,
chung (8) gegeben.

ist durch die folgende Glei

= μ_ΛΡ.,

wobei

M₃: durch den Anschlag auf die Rolle in Umfangsrichtung ausgeübte Reibungskraft;

/*,: Reibungskoeffizient zwischen Rolle und Anschlag;

P₃: Kraft, mit der die Rolle gegen den Anschlag gedrückt wird (P₃=P,).

Wenn gemäß Fig. 5 das Band unter einer derartigen

-Bedingung läuft, daß es durch die auf die Rolle wirkende Kraft Pg gegenüber der Rolle nur nach oben gleitet, ist die das Band nach unten drückende Kraft durch die folgende Gleichung (9) gegeben:

P. =M-mR = V(F₁ ² + F₂ ² -2F₁F₂ cos Φ)μ\ cos² Θ₂-(Τ₂- Γ,)² - (F₂ -F₁) sinθ₂, wobei

P,: die das Band nach unten drückende Kraft;
M: von der Rolle auf das Band nach unten axial ausgeübte Reibungskraft (vgl. Fig. 8). _ω

(9)

= V(p₂ P₁Y-PgI

M =y Μι-(^M₁-^+ M₃-^

= V(F² +F₂ ² - 2 F, F₂ cos Φ)μ\ cos² θ₂ - (T₂ - Γ,)²

mR: aufwärtsgerichtete Komponente der Bandspannungen F₁, F₂ längs der Rollenachse (vgl. Fig. 5).

niR = (F₂ -F₁) sin«,

P, = μ_} cos θ₂ /·", /2 (1 -cos Φ).

(12)

(10)

wobei

Γι: waagerechte Komponenle der auslaßseitigen Bandspannung;

T₁: waagerechte Komponente der einlaßseitigen Bandspannung;

P₂: Kraft, mit dt-r die Rolle auf die Achse bei Anwesenheit von T₁, T₂ drückt;

ft: Kraft, mit der die Rolle gegen den Anschlag gedrückt wird (diese Kraft wird bei einem Beispiel /U 5 g gemessen);

μ,: Reibungskoeffizient zwischen Rolle und Anschlag (etwa 0.15);

/·,: Radius der Rollenachse (z. B. I mm);
r₂: mittlerer Radius des Anschlags (z. B. 1,5 mm); R: Rollenradius (z. B. 3 mm).

Durch Ersetzen der Konstanten in Gleichung (10) durch die obengenannten tatsächlichen Werte wird die folgende Gleichung (11) abgeleitet:

T₂ = Γ, + (0,05 · P₂) + (0,075 · P₃).

(11)

Da der tatsächlich gemessene Wert von Py nicht größer als 0,7 T_x ist, kann folgende Beziehung in Betracht gezogen werden: T_x > 0,075 P₃ = 0. Die Kraft P₃ nimmt den Maximalwert an, wenn der Bandwickelwinkel Q₁ gleich 180° ist. In diesem Zustand nämlich nähert sich die Kraft P, dem Wert 2 T„ d. h. P₃ = 2 T_x.

In Anbetracht der Beziehung

T_x > 0,05 P₃ = 0,05 x 2 7] = 0,1 T = 0
kann die Gleichung (11) umgeformt werden in
T₃ = T_x oder F₃ = F_x .

Unter dieser Bedingung wird die Gleichung (9) in die folgende Gleichung (12) umgeformt:

Aus der Gleichung (12) isl ersichtlich, daß die die Zylinderführung belastende Komponente der Kraft P und auch der Einlaßwinkel λ durch Ändern des Winkels 02 eingestellt werden können.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Einstellung durch Wickeln der Bänder um die einlaß- und auslaßseitigen Führungsrollen unter einem Neigungswinkel 02 gegenüber den zu den Rollenachsen senkrechten Ebenen und durch Einstellen der Führung für den unteren Rand des Bandes.

F i g. 5 zeigt das Prinzip der zweiten Ausführungsform, bei dem die Führungsrolle 24 gegenüber der Bezugsfläche 21 senkrecht ist. Diese Anordnung ist aber nicht ausschließlich. Es ist nämlich möglich, die Höhe und Neigung der Zylinderführung 6 im voraus zu bestimmen und die Rollenachse 26 gegenüber der Bezugsfläche 21 zu neigen.

F i g. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Ein geneigter Stift 22 (derselbe wie in F i g. 2) ist auf der Bezugsfläche 21 zusammen mit einer Basis 27 festgelegt, mit der die Rollenachse 26, die Führungsrolle 24 und der Anschlag 25 verbunden sind, die denjenigen von Fig. 5 gleichen. Die Achse des geneigten auslaß-/einlaßseitigen Stifts 22 ist unter einem Winkel 0i gegenüber einer zur resultierenden Kraft der Bandspannungen senkrechten Ebene geneigt, während die Bänder 4, 5 unter einem Neigungswinkel von 02 gegenüber der zur Achse der auslaß-/einlaßseitigen Führungsrolle 24 senkrechten Ebene derart gewickelt sind, daß der untere Rand des einlaßseitigen Bandes 4 durch die einlaßseitige Bandführung 23 geführt wird, während der untere Rand des auslaßseitigen Bandes 5 längs der Zylinderführung 6 läuft. Die Einstellung der Höhe der auslaß-/einlaßseitigen Bandführung 23 erfolgt, während das Band im oben genannten Zustand läuft. Durch wirkungsvolle Ausnutzung der vorteilhaften Wirkung auf Grund des geneigten Stifts und der Führungsrolle der ersten und zweiten Ausführungsform kann daher die Einstellung des Berührungsdrucks zwischen dem Band und der Zylinderführung und auch des Bandeinlaßwinkels erleichtert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!.Vorrichtung zum Führen eines Magnetbandes in einem Magnetband-Laufsystem, in welchem das Magnetband durch geneigte Stifte und weitere Bandführungen geführt und in Zylinderführungen geleitet wird, zur magnetischen Ton/Bild-Aufnahme und -Widergabe, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse jedes geneigten Stiftes gegenüber der zur resultierenden Kraft (F) der Bandspannungen (Ft, F₂) senkrechten Geraden (N) einen Winkel θι einschließt, und eine einstellbare Bandführung (23) vorgesehen ist, die die Unterkante des Magnetbandes (4, 5) führt und durch Auf- und Abbewegen die Feineinstellung des Winkels θι sowie des Einlaßwinkels λ ermöglicht, zum einwandfreien Einlauf des Bandes (4,5) in die Zylinderführungen (6) (F i g. 2).
2. Vorrichtung zum Führen des Magnetbandes in einem Magnetband-Laufsystem, in welchem das Magnetbai*! durch Führungsrollen und weitere Führungen geführt und in Zylinderführungen geleitet wird, zur magnetischen Ton/Bild-Aufnahme und -Wiedergabe, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrolle (24) mit einem Anschlag (25) versehen und um eine zu einer Bezugsebene (21) senkrechte Rollenachse (26) frei drehbar ist, wobei das Band (4, 5) am Einlaß schräg nach unten unter einem Winkel Q₂ gegenüber der Bezugsebene (21) um die Führungsrolle (24) läuft, und eine einstellbare Bandführung (23) vorgesehen ist, die die untere Kante des Bandes (4, 5) führt und durch Auf- und Abbewegen die Feineinstellung des Winkels Q₂ sowie des Einlaßwinkeis α ermöglicht, zum Einlauf des Bandes (4, 5) in die Zyünderführungen (6) (F ig. 5).
3. Vorrichtung zum Führen des Magnetbandes in einem Magnetband-Laufsysiem, in welchem das Magnetband durch geneigte Stifte, Führungsrollen und weitere Bandführungen geführt und in Zylinderführungen geleitet wird, zur magnetischen Ton/Bild-Aufnahme und -Wiedergabe, dadurch gekennzeichnet,

daß die Achse des geneigten Stiftes (22) in einem vorbestimmten Winkel θι gegenüber der Normalen zur resultierenden Bandsparcnung (F)geneigt ist,

— daß eine Führungsrolle (24) mit einem Anschlag (25) vorgesehen ist, um die das Band am Einlaß schräg nach unten läuft, unter einem vorbestimmten Winkel θ₂ gegenüber der senkrecht zur Rollenachse (26) verlaufenden Bezugsebene (21) und

— daß eine einstellbare Bandführung (23) an der unteren Kante des Bandes (4,5) vorgesehen ist, die durch Auf- und Abbewegen die Feineinstellung der Winkel θι und Q₂, sowie des Einlaßwinkels λ ermöglicht, zum Einlauf des Bandes (4, 5) in die Zylinderführungen (6) (F ig. 9).