DE7613359U - Vorrichtung zur Bandspannungserzeugung In einem Magnetbandtransport nach dem Kontaktwickelprinzip - Google Patents
Vorrichtung zur Bandspannungserzeugung In einem Magnetbandtransport nach dem KontaktwickelprinzipInfo
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Description
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BASF A^tieng^s^ilFic
Unser Zeichen: O.Z. 31 950 De/Gl M
6700 Ludwigshafen, den 26.4.1976 J
Vorrichtung zur Bandspannungserzeugung in einen
Iiagnetbandtransport nach dem Kontaktwickelprinsip
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sur Bandspannungserzeugung
in einem Magnetbandtransport nach den Kontaktwickelprinzip, im wesentlichen bestehend aus Aufwickel- und Abwickelrollen
sowie zumindest einer rotierenden Antriebsrolle für den gleichzeitigen Antrieb beider Rollen im Kontakt mit einem
elastisch verformbaren Umfangsrand der Antriebsrolle, wobei die Antriebsrolle und die Aufwickel- und Abwickelrollen auf
' drehbaren Wellen gelagert und die Wellen der Rollen gegenüber der ortsfesten Welle der Antriebsrolle bewegbar angeordnet
sind und die Andruckkräfte an den Kontaktstellen zwischen den Aufwickel- und Abwickelrollen und der Antriebsrolle verschieden
groß sind und eine Differenzandruckkraft auftritt zur Erzeugung der Bandspannung im Bandabschnitt zwischen den Kontaktstellen.
Im allgemeinen erfordern Bandtransportsysteme, bei denen Abwickel-
und Aufwickelrollen gleichzeitig durch Oberflächenkontakt zwischen einer Antriebsrolle und dem Umfangsrand beider
Bandrollen angetrieben werden, das Vorhandensein einer Bardspannung
im Bandabschnitt zwischen Abwickel- und Aufwickelrolle. .-x Diese Bandspannung ermöglicht die Bildung eines auf einen flanschlosen
Kern zu wickelnden Bandwickels, der seine Form auch ohne seitliche Abstützung beibehält und außerdem den hohen Geschwindigkeiten
und starken Beschleunigungen bzw. Verzögerungen standhalten kann, die normalerweise bei Geräten dieser Art vorkommen.
Einige Bandtransportsysteme des eingangs erwähnten allgemeinen
Typs erfordern außerdem eine konstante Bandspannung, um gleichmäßigen Kontakt zwischen Magnetkopf und Band zu erzielen ^d
so die Abnahme eines flutterfreien Signals zu ermöglichen.
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- ? - O.Z. 31 960 f
Ein Beispiel einer derartigen Bandtransportvorrichtung ist in der deutschen Offenlegungsschrift DOS 2 436 008 beschrieben. Die
Bandspannung in der dort beschriebenen Bandtransportvorrichtung wird fast vollständig durch Abbremsung der als Abwickelrolle
dienenden Rolle erreicht.
Solche bekannten Bandtransportsysteme beruhen im allgemeinen beinahe ausschließlich auf dem Phänomen der differentiellen
Verformung. Ein weiteres Beispiel für eine derartige Bandtransportvorrichtung ist in der US-Patentschrift 3 370 803
beschrieben. Durch Verwendung eines elastischen Materials am Antriebsrollenumfang und durch Anwendung einer höheren
Andruckkraft zwischen Abwickelrolle und Antriebsrolle wird an den beiden Kontaktstellen eine Verformungsdifferenz des
Antriebsrollenumfangs erreicht, der die Bandspannung im Bandabschnitt
zwischen Abwickel- und Aufwickelrolle aufrechterhält.
Zum einen bilden sich in einem Bandtransportsystem, bei dem man nur das Prinzip der differentiellen Verformung benutzt,
häufig Bandschleifen, insbesondere zwischen der Abwickelrolle
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Abwickelseite. Falls diese Schleifen nicht beseitigt werden, setzt der Bandtransport aus. Derartige Bandschleifen können
beispielsweise dann vorkommen, wenn ein neuer Bandwickel, -■ der noch nie durch den Bandtransport transportiert wurde,
auf die Abwickelwelle aufgesetzt wird oder aber wenn eine Bandrolle vor ihrem Einsatz in dem Bandtransport langzeitig
gelagert wurde und aus diesem Grunde "weich" geworden ist.
In derartigen Fällen wird die erforderliche Vorspannung des Bandes erst dann erreicht, wenn das Band den Bandtransport
mehrere Male durchlaufen hat. Gerade in der Zeit vor Erzielung einer ausreichenden Bandspannung scheinen sich die oben
erwähnten Schleifen zu bilden. Ein weiterer Nachteil eines
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- 3 ~ : : *·0.Ζ. 31.960
Bandantriebssystems, bei dem man zur Erzeugung der Bandspannung allein das DifferentialVerformungsprinzip benutzt,
ist darin zu sehen, daß ein derartiger Antrieb beträchtliche zyklische Schwankungen der Bandspannung aufweist, die auf
einem "Schlag" sich drehender Teile beruhen. Jeder derartige "Schlag" der Antriebsrolle oder der Bandrollen und - ganz
allgemein - bei "Satellitenanordnungen", der auf Toleranzen der Konzentrizität der Rollenkerne, der Bandwickel oder Lager
usw. beruht, bewirkt eine Änderung der Radialkraft an den Kontaktstellen zwischen Antriebsrolle und den Satellitenbandrollen.
Ebenso ergeben Abweichungen in der Härte des elastischen Materials des Antriebsrollenumfangrandes (Gummireifen)
- die auf Herstellungstoleranzen, Abnutzung, Abflachungen usw. zurückzuführen sein mögen - Schwankungen in
der Bandspannung und somit Flutterstörungen im abgetasteten Signal.
Wie bereits erwähnt, ist die Erzeugung einer stabilen Andruckkraft,
die von beiden "Satellitenrollen" auf die Antriebsrolle ausgeübt wird, von größter Wichtigkeit für die Erzielung
eines zuverlässigen Bandlaufs mit geringen Flutter-Störungen und kleinen Schwankungen der Bandspannung. Bandantriebssysteme,
die auf dem oben erwähnten Prinzip der differentiellen Verformung beruhen, sind daher besonders
empfindlich für jede Änderung der zwischen Antriebsrolle und den Bandrollen wirkenden Andruckkraft - aufgrund der Tatsache,
daß in derartigen Antriebssystemen die Bandspannung durch die Differenz zwischen diesen an den beiden Kontaktstellen
wirksamen Kräften erzeugt wird.
Die bereits erwähnte deutsche Patentanmeldung DOS 2 ^36
gibt ein Bandtransportsystem an, bei dem schon teilweise oben erwähnte Nachteile durch Abbremsung der Abwickelrolle vermindert
werden. Bei diesem System wird ein Paar in einer Richtung wirkender Bremsen verwendet, und zwar eine auf jeder f
Welle, welche die Drehung der Antriebsrolle hemmen, wenn diese Rolle als Abwickelrolle fungiert, wohingegen sie bei
Verwendung der Rolle als Aufwickelrolle eine freie Rotation gestatten.
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- ίι ·-· : '44O.Z. 31 960 λ.
Die Kräfte, die die Abwickel- und Aufwickelrollen in Richtung
auf die Antriebsrolle hin drängen, sind im wesentlichen gleich groß, um jede ins Gewicht fallende Verformungsdifferenz
sowie die hierdurch verursachten, oben erwähnten Probleme zu vermeiden. Das Problem der Schleifenbildung, das
bei losen Bandwickeln auftritt, ist hier im wesentlichen eliminiert, und dasselbe gilt für die "Schlag"-Probleme. Die
in einer Richtung wirkenden Bremsen arbeiten mit einer variablen Bremskennlinie, die am Punkt des Antriebskontaktes
zwischen Abwickelrolle und Antriebsrolle ohne Rücksicht -auf
den Durchmesser der Abwickelrolle eine mehr oder weniger konstante Bremskraft erzeugt. Dieses Merkmal der variierenden
Kraftbeaufschlagung ergibt ein nahezu konstantes Spannungsprofil in der hergestellten Aufwickelrolle.
Ein Nachteil des Systems, das nur auf der Abbremsung der Abwickelrolle zur Aufrechterhaltung der Bandspannung beruht,
ist es jeoch, daß zum Antrieb einer Antriebsrolle, die ihrerseits
eine abgebremste Abwickelrolle antreiben soll, mehr Energie erforderlich ist.
Wie man sieht, bringt der alleinige Verlaß auf eines der beiden spannungserzeugenden bzw. Spannung aufrechterhaltenden
Mittel ernstliche Nachteile mit sich. Die Kombination beider Effekte kann die jeweiligen Nachteile bis zu einem gewissen
Grad aufheben. Bekannte Anordnungen, bei denen beide Effekte kombiniert werden, haben jedoch entweder neue Nachteile mit
sich gebracht oder aber die oben erwähnten Nachteile nur ungenügend beseitigt.
Im übrigen ist die Bremse eine Vorrichtung mit konstantem Drehmoment, die ein Anwachsen der Kraft bewirkt, welche zum
Antrieb der Abwickelrolle an ihrer Peripherie erforderlich
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ist, wobei der Durchmesser dieser Abwickelrolle während des Bandtransportes abnimmt. Eine derartige Erhöhung der Antriebskraft
kann einen Abfall der Geschwindigkeit der Antriebsrolle aufgrund der zunehmenden Belastung des Antriebsmotοrs
ergeben. Bei Vide'obandaufnahme- und Wiedergabesystemen sind jedoch sogar geringfügige Bandgeschviindxgkeiten höchst unerwünscht
und müssen vermieden werden.
Ein Bandtransportsystem, bei dem ebenfalls in einer Richtung wirkende Bremsen zur Kompensation der sich ändernden Rollendurchmesser
in Verbindung mit dem Prinzip der differentiellen Verformung verwendet werden, ist in der US-Patentschrift
'-"■' 3 482 800 beschrieben. Bei diesem System hemmen die Bremsen
jedoch die Drehung der Abwickelrolle nur derartig, daß die Last des Antriebsrollenmotors konstant bleibt, um auch die
Geschwindigkeit der Antriebsrolle trotz Änderung des Abwickelrollendurchmessers konstant zu halten. Mittels zusätzlicher
Drehmomentmotoren wird die unterschiedliche Verformung, die den überwiegenden Beitrag für die Aufrechterhaltung der
Bandspannung darstellt, erzeugt.
Dieses bekannte System überwindet zwar den Nachteil de,^ mit
der US-Patentschrift 3 638 88n angegebenen Systems. Da die
Bremsen jedoch nicht in erster Linie die Erzeugung der Band- < spannung, sondern vielmehr nur die Verlangsamung der Abwickelrollenrotation
bewirken damit die Belastung des Antriebsrollenmotors konstant gehalten wird, während sich der
Durchmesser der Abwickelrolle ändert, bleibt das Problem der Schlagstörungen von Bauteilen und ihre Auswirkungen auf die
Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung mittels different!· eller Verformung auch ungelöst.
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ff a • ι ι f
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung für eine Bandtransporteinrich'cung der eingangs genannten
Art bereitzustellen, welche die oben erwähnten Nachteile vermeidet.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur Bandspannungserzeugung
in einem Magnetbandtransport nach dem Kontaktwickelprinzip, im wesentlichen bestehend aus Aufwickel- und Abwickelrollen
sowie zumindest einer rotierenden Antriebsrolle für den gleichzeitigen Antrieb beider Rollen im Kontakt mit
einem elastisch verformbaren Umfangsrand der Antriebsrolle, wobei die Antriebsrolle und die Aufwickel- und AbwickeLrollen
auf drehbaren Wellen gelagert und die Wellen der Rollen gegenüber der ortsfesten Welle der Antriebsrolle bewegbar
angeordnet sind und die Andruckkräfte an den Kontaktstellen zwischen Aufwickel- und Abwickelrollen und der Antriebsrolle
verschieden groß sind und eine Differenzkraft auftritt zur Erzeugung der Bandspannung im Bandabschnitt zwischen den
Kontaktstellen, erfindungsgemäß gelöst durch Bremsen, die an
jeder der Wellen für die Aufwickel- und Abwickelrolle angeordnet sind und die nur in der Drehrichtung des Abwickeins auf
die Welle der jeweiligen Abwickelrolle wirksam ist, wobei die Bremsen zur Erzeugung der ersten Bandspannungskomponente im
Bandabschnitt dienen und Andruckkrafterzeugungseinrichtungen9
die an jeder der Wellen vorgesehen sind und die die Anaruckkraft zwischen den Rollen und der Antriebsrolle hervorrufen,
wobei die Andruckkrafterzeugungseinrichtungen abhängig von den jeweiligen Dreinrichtungen der Wellen jeweils zwischen der
Aufwickelrolle und der Antriebsrolle die größere Andruckkraft hervorrufen als zwischen der Abwickelrolle und der Antriebsrolle.
Damit wird es überraschenderweise auch möglich, Schwankungen der differentiellen Verformung am Umfang der
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Antriebsrolle, die durch die sich ändernden Rollendurchmesser hervorgerufen werden, zu kompensieren. Es hat sich nämlich
herausgestellt, daß unter derartigen Bedingungen mit der Veränderung des Bandrollendurchmessers auch eine Änderung
der Verformung am Umfangsrand der Antriebsrolle eintritt.
Versuche hierzu haben das unvorhersehbare Ergebnis geliefert, daß bei gleichbleibender Andruckkraft eine größere Bandrolle
eine geringere Verformung an der Antriebsrolle bewirkt als eine kleinere. Mit der Änderung der Verformung ändert sich
auch die durch dieselbe erzeugte Bandspannung. Um eine konstante Bandspannung zu bewahren, müssen daher nicht
konstante, sondern variierende Andruckkräfte dazu verwandt werden, die Abwickel-und Aufwickelrolle gegen die Antriebsrolle
zu drücken.
Die erfindungsgemäße Bandtransporteinrichtung ist im wesentlichen
ebenso ausgebildet wie in der deutschen Offenlegungsschrift DOS 2 Ji36 0Q3 beschrieben= Die Probleme- Wirkungs-
VJfc;±ödi ulivj vyc;v^liijiä.3Ci*iü ^Οΰ'ΰΠ^ΟΓι ^C™ JjTs. XHC-Ung CC CM Ü.™
folgenden zusammengefaßt und erläutert werden anhand eines
solchen bekannten Transports. Die Ab- und Aufwickelrollen
sind drehbar auf z.B. gleitend gelagerten Schlitten angebracht. Die zwischen den beiden Schlitten vorgesehenen
Federn bewirken gemeinsam eine Kraft, Vielehe die Rollen in Richtung zur Antriebsrolle hin zieht. Im Gegensatz zu den
auf die Wellen wirkenden Bremsen der DOS 2 ^36 008 dienen
die Brems-/ Andruckkraftsysteme an jeder der beiden Wellen
hier zwei verschiedenen Zwecken. Der Bremseffekt der Brems-/ Andruckkrafterzeugungssysteme wirkt nur in einer Richtung,
so daß nur die Drehung derjenigen Wellen gehemmt wird, die
• ·
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die jeweilige Abwickelrolle trägt. Die Bremskraft nimmt mit dem Durchmesser des Bandwickels der Abwickelrolle ab, damit
die Kraft aufrechterhalten wird, die nötig ist, um die Ro'.lle mit praktisch konstanter Geschwindigkeit anzutreiben.
Wie bereits erklärt wurde, erleichtert diese konstante Antriebskraft den Betrieb der Antriebsrolle mit gleichförmiger
Drehzahl und trägt auch dazu bei, mit Hilfe der Bremswirkung eine nahezu konstante Bandspannungskomponente
zu erzeugen. Im Gegensatz zu den in der DOS 2 436 008
beschriebenen Bremsen erzeugen die Brems-/Andruckkrafterzeugungssysteme
der vorliegenden Erfindung eine einseitig in Richtung zur Antriebsrolle hin v/irkende Andruckkraft,
welche die oben erwähnten, gemeinsam wirkenden Federkräfte ergänzt. Die Brems-/Andruckkrafterzeugungssysteme sind
derart ausgelegt, daß die an der Aufwickelwelle angebrachte Einheit eine wesentlich größere, zur Antriebsrolle hin
gerichtete Kraft erzeugt als die an der Abwickelwelle angeordnete Einheit. Die einseitig in Richtung zur Antriebsrolle
wirkende Kraft nimmt mit dem Durchmesser der Aufwickelrolle ab, und dies trägt dazu bei, einen Ausgleich für den
Wechsel in aer verrormung aes umiangrana.es der Antriebsrolle
zu schaffen, der durch die Änderung der Bandrollendurchmesser hervorgerufen wird. Das Resultat ist eine
wesentlich gleichförmigere differentielle Verformung der Antriebsrollenperipherie als eine allein durch differentielle
Andruckkräfte erzeugte Verformung.
Zur v/eiteren Verringerung der Antriebsrollenverformung infolge der Änderung der Rollendurchmesser kann auch eine
Antriebsrolle der Art verwendet werden, wie sie in der DOS 2 436 008 angegeben ist. Der Einfluß des sich ändernden
Bandrollendurchmessers wird hierbei weiterhin durch die
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;i
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Verwendung einer Antriebsrolle gemindert, deren Umfangsrand - trotz ihrer radialen Verformung, welche die Beeinflussung
der Bandspannung nach dem Prinzip der differentiellen Verformung ermöglicht - in Umfangsrichtung eine genügende
Steifigkeit aufweist, um den Verformungsunterschied abzuschwächen, der sich sonst aufgrund der sich verändernden
Bandrollendurchmesser ergeben würde.
Weitere Einzelheiten erfindungsgemäßer Vorrichtungen sind
in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels enthalten. In der Zeichnung
ist dargestellt in
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bandtransporteinrichtung.
Fig. 2 zeigt die Bandtransporteinrichtung der Fig. 1 von
unten sowie die Anordnung der Bremsvorrichtungen.
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung einer der Brems-/
ÄnörucKkrarcerzeugungseinr-ichtungen.
Fig. 1I zeigt verschiedene Alternativausführungen der Brems-/
Andruckkrafterzeugungs einrichtungen.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Antriebsrolle.
In Fig. 1 und 2 ist die Antriebsrolle 1 drehbar auf der Grundplatte 2 gelagert und kann vom Motor 3 im Uhrzeigersinn
oder entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn angetrieben werden. Die Schlitten 4 und 5 sind gleitend auf der Grundplatte 2
montiert, um eine nahezu reibungslose, geradlinige Bewegung in Richtung auf die Antriebsrolle 1 und von dieser weg zu
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gestatten. Die Wellen 6 und 7 sind drehbar auf den Schlitten
4 bzw. 5 gelagert. Die Hollenkerne 8 und 9 sind mit aufgewickelten Bandrollen 10 und 11 abgebildet. Ein Bandabschnitt
12 erstreckt sich von der Bandrolle 10 um die Bandführung 13 herum und am Magnetkopf Ik vorbei bis zur
Bandrolle 11. Aufgrund der Andruckkräfte zwischen den Bandrollen und der Bandantriebsrolle, die in erster Linie mittels
der Federn 15 erzeugt werden, ist es möglich, die Bandwickel durch Kontaktdruck ihres Urafangrandes mit dem Rand der
Antriebsrolle anzutreiben. Das Band 12 wird in der Zeichnung von links nach rechts transportiert, wenn die Antriebsrolle 1
^ im Uhrzeigersinn rotiert und ihrerseits die Bandrollen 10 und 11 durch das Ineingriffkommen mit ihren Umfangsrändern
entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn antreibt. Der Bandtransport von rechts nach links wird durch den Antrieb der Antriebsrolle
1 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn erreicht.
Fig. 2 zeigt die spiegelbildliche Anordnung des Brems-/Andruck"
kraftsystems. Bremsbänder 16 und 17, die an der Grundplatte 2 befestigt sind, sind um die Bremstrommeln 18, 19 an den Wellen
6,7 herumgelegt und an den Enden der Federn 20 frzw. 21 befestigt. Die Federn 20, 21 sind ihrerseits an Bügeln 22, 23
befestigt, die von den beweglichen Schlitten 4, 5 ausgehen.
--. Die Spannung der Federn 20 und 21 hängt von der Größe der jeweiligen
Bandrollendurchmesser ab. Eine große Bandrolle vergrößert die Länge der Feder gegenüber der Länge, die die
Feder bei einer kleinen Bandrolle aufweist, um die Strecke, welche der Schlitten aus seiner Lage bei einer kleinen Rolle
bis zum Erreichen seiner Lage bei einer großen Rolle zurücklegt. Die Größe der Spannung läßt sich mathematisch folgender-
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maßen ausdrücken: t =t +KAx, worin t die Spannung der
SO S
Feder, t die Vorspannung der Feder in einer Lage des Schlittens,
die einem kleinen Rollendurchmesser entspricht (im
folgenden als "Kleinrollenlage" bezeichnet), K die Federkon- ~ stante und Δχ die Strecke ist, die der Schlitten von seiner
Kleinrollen- ab bis zu seiner Großrollenlage durchläuft. J1
folgenden als "Kleinrollenlage" bezeichnet), K die Federkon- ~ stante und Δχ die Strecke ist, die der Schlitten von seiner
Kleinrollen- ab bis zu seiner Großrollenlage durchläuft. J1
Nur in einer Richtung wirkende Kupplungen (in der Zeichnung
nicht dargestellt) zwischen Welle 6 und Bremstrommel 18 bzw.
zwischen Welle 7 und Bremstrommel 19 gestatten jeder der
Wellen, eine von ihrer Trommel unbehinderte Drehbewegung*
auszuführen, während die mit dieser Welle verbundene Bandrolle als Aufwickelrolle dient. Solange dies der Fall ist,
steht die mit der aufzuwickelnden Bandrolle zusammenwirkende
Bremstrommel aufgrund der Wirkung des Bremsbandes still, und (
nicht dargestellt) zwischen Welle 6 und Bremstrommel 18 bzw.
zwischen Welle 7 und Bremstrommel 19 gestatten jeder der
Wellen, eine von ihrer Trommel unbehinderte Drehbewegung*
auszuführen, während die mit dieser Welle verbundene Bandrolle als Aufwickelrolle dient. Solange dies der Fall ist,
steht die mit der aufzuwickelnden Bandrolle zusammenwirkende
Bremstrommel aufgrund der Wirkung des Bremsbandes still, und (
die Federspannung wird im wesentlichen unverändert zum fj
grundplattenseitigen Ende des Bremsbandes hin übertragen. Das f
Vorhandensein der Spannung zwischen der Grundplatte 2 und dem R
Schlitten ruft eine ergänzende Andruckkraft hervor, welche |
die Aufwickelrolle in Richtung auf die Antriebsrolle zube- |
wegt, wobei diese Kraft der Spannung der Bremsbandfeder
entspricht.
Arbeitet eine Bandrolle andererseits als Abwickelrolle, so be- ;j
wirkt die mit ihr verbundene Kupplung die gleichzeitige S
Drehung von Trommel und Welle. Infolge des Reib ungs kontakt es ;!
zwischen dem gespannten Bremsband und der sich drehenden ν
Trommel ist die der Drehung entgegenwirkende Kraft nicht nur Sr
bestrebt die als Abwickelrolle wirkende Bandrolle zu bremsen, |;
sondern vermindert auch die Spannung an dem mit der Grund- |
platte 2 verbundenen Bandende. Während somit die am Grund- !■
plattenende des Bremsbandes herrschende Spannung im wesentli- h
tie
ι ι
- 12 - O.Z, 31
chen gleich der Federspannung ist, wenn die entsprechende
Bandrolle als Aufwickelrolle arbeitet, ist diese Spannung am grundplattenseitigen Ende des Bremsbandes wesentlich geringer
als die Federspannung bei einer als Abwickelrolle wirkenden Bandrolle. Bei gleichen Durchmessern der Abwickel- und der
Aufwickelrollen wird die Aufwickelrolle daher mit größerer Kraft an die Antriebsrolle gedrückt als die Abwickelrolle.
Dieses Kräftedifferential erzeugt jene differentielle Verformung der Antriebsrolle, die die erste der Bandsρannungskomponenten
ergibt. Wie bereits erwähnt, wird die zweite Banc~ Spannungskomponente direkt durch die Abbremsung der Abwickelrolle
erzeugt.
Wenn sich die Bandrollendurchmesser verändern, ändern sich auch die Werte der Brems- und Andruckkräfte derart, daß die
Verformung der Antriebsrolle sowie die Kraft, die zum Antrieb aer Abwickelrolle erforderlich ist, nahezu konstant gehalten
werden. Diese Maßnahmen stellen eine wichtige erfindungsgemäJse
Erkenntnis dar. So ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 370 8O4 ein Andruckkrafterzeugungssystem beschrieben,
bei dem um beide die Bandrollen tragenden Wellen geschlungene Bänder ausdrücklich zu dem Zweck verwendet werden,
um die Wellen in Richtung zur Antriebsrolle hin bzw. von ihr weg zu ziehen, je nachdem, ob die betreffende Welle die
Aufwickel- oder die Abwickelrolle trägt. Bei dem in dieser US-Patentschrift beschriebenen Andruckkrafterzeugungssystem
fehlen jedoch verschiedene wichtige Merkmale der Maßnahmen der vorliegenden Erfindung. Ganz abgesehen davon, daß nier
keine Bremstrommel zur Erzeugung entsprechend großer Bremskräfte vorgesehen ist, besitzen die Wellen sogar Querschnittsverminderungen, um den Bremseffekt zu reduzieren. Außerdem
fehlt bei der bekannten Vorrichtung das Merkmal der nur in einer Richtung wirkenden Kraft, aufgrund deren die Brems-
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> 1 1
1 t
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wirkung an der Welle der Aufwickelrolle vollkommen aufgehoben / /
wird. Worauf es jedoch am meisten ankommt, ist die Tatsache, daß weder der Spannkraft- noch der Bremseffekt, soweit diese
Effekte überhaupt vorhanden sind, sich mit dem Rollendurchmesser ändern.
Bei dem vorliegenden Brems-/Andruckkrafterzeugungssystem lassen sich die jeweiligen Beiträge und Änderungsgeschwindigkeiten
der Brems- und Andruckkrafteffekte durch die Verlegung der Befestigungspunkte der grundplattenseitigen Bandenden
bzw. deren Federn oder aber durch beide Maßnahmen einstellen. Fig. iJa zeigt Alternativ-Befestigungspunkte für die grundplattenseitigen
Bandenden, um die bei einem gegebenen Bremswert zur Wirkung gelangende einseitige, verschiebende Spannkraft
zu reduzieren. Werden die Bänder beispielsweise statt an den Punkten A an den Punkten B befestigt, so ist die Zugrichtung
der Bremsbänder nicht mehr parallel zur Schlittenbewegung wie in Figuren 1 bis 3. Di*» einseitig wirkende Spannkraft, welche
die Schlitten in Flichtüng zur Antriebsrolle hinbewegt, ist nicht mehr· lediglich glaich der Spannung in den grundplattenseitigen
Enden der Bänder, sondern entspricht jetzt nur mehr der Bandspannungskomponente, die Andruckkraft ist vermindert,
die immer noch in Richtung der Schlittenbewegung zur Wirkung kommt, also t^cos O, wobei t. die Spannung am grundplattenseitigen
Bandende und 6 den vom Band und der Richtung der Schlittenbewegung eingeschlossenen Winkel darstellen. Ein
ähnliches Resultat ergäbe sich bei Befestigung der Bänder in den Punkten C.
Die Verlegung der Bandbefestigungspunkte beeinflußt auch dis
Änderungsgeschwindigkeit der einseitigen Andruckkraftbeaufschlagung
und der Bremsung. Die Spannung der Feder läßt sich
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- 14 - "" "ο,ζ'.* 31* 960*
durch die Formel t = f„ + K.A.y ausdrücken, wobei Δ y der
S O
Betrag ist, um den die Feder gestreckt wirdj, wenn der mit ihr
verbundene Schlitten sich aus der dem kleinen Rollendurchmesser entsprechenden Lage wegbewegt. Eine geometrische
Betrachtung ergibt folgende Gleichung:
j/7ab)2 + (χ +ΔΧ)2 - I/ (ab)2 + X2
ist daher nicht einfach gleich Δ X wie in Figuren 1 bis
3, bei denen 6 gleich 0° ist, sondern die Geschwindigkeit der sich aus Durchmesseränderungen ergebenden Änderungen der
einseitigen Andruckkraftbeaufschlagung und der Bremsung .^ st
hier reduziert.
Fig. 1Ib zeigt eine Bandanordnung, welche die einseitige
Andruckkraftbeaufschlagung bei einer gegebenen Bremskraft verstärkt. Hier ist sowohl das grundplattenseitige Bandenöe
als auch die Feder an der Grundplatte 2 befestigt, und die in Richtung zur Antriebsrolle wirkende Kraftkomponente wächst
dadurch, daß die Federspannung sowohl zur Erhöhung dieser einseitigen Andruckkraft als auch zur Erhöhung der Zugspannung
am grundplattenseitigea Bandende beiträgt. Bedeutsam ist bei dieser Anordnung auch, daß die Geschwindigkeit, mit der sich
der Bremseffekt bzw. der Andruckkrafteffekt ändert, effektiv
verdoppelt wird, da sich die Zugspannung der Feder entsprechend der Gleichung f_ = f + ΖκΑχ und nicht wie im Ausführungsbeispiel
gemäß der Figuren 1 bis 3 entsprechend der Gleichung f = f + κΛχ-öndert.
Zweifellos können die Befestigungspunkte der grundplattenseitigen
Bandenden und der Feder in dem in Fig. 4b gezeigten Ausführungsbeispiel ähnlich wie bei dem in Fig. 4a gezeigten
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Beispiel verlegt werden, um den relativen Einfluß auf den
Brems- bzw. Spannkrafteffekt noch weiter einzustellen.
Um bei der verbesserten Bandtransporteinrichtung die Aufrechterhaltung
einer im wesentlichen konstanten Bandspannung im Bandabschnitt zwischen Abwickel- und Aufwickelrollen noch
weiter zu fördern, kann eine Antriebsrolle Verwendung finden, die spezifische Merkmale aufweist. Das von dieser Antriebsrolle
zu erfüllende Kriterium ist eine minimale Verformungsänderung für eine konstante Andruckkraft bei sich ändernden
Bandrollendurchmesser η.
Die zur Erfüllung dieses Kriteriums nötigen physikalischen Eigenschaften sind Nachgiebigkeit in Radialrichtung und
Steifigkeit in Umfangsrichtung. Die radiale Nachgiebigkeit ermöglicht die erwünschte Lokalbeschleunigung der Antriebsrollenperipherie,
während die Steifigkeit in Umfangsrichtung die Änderung einer derartigen Beschleunigung, soweit sie sich
aus der Berührung der Antriebsrolle mit einer Bandrolle wechselnden Durchmessers ergibt, auf ein Mindestmaß reduziert.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Antriebsrolle, welche die gewünschten Eigenschaften aufweist. Die Antriebsrolle
besteht aus einem starren inneren Rollenkern 24, dessen Peripherie mit einem 1 mm dicken elastischen Gummibelag 25
versehen ist, der noch vier oder fünf etwa 6/um (Mikrometer)
starke, aus Mylar bestehendes Klebeband 26 bestehende Lagen (Gürtel) aufweist, (Mylar® ist ein für die Firma DuPont, USA
eingetragenes War-enzeichen.) Mit der bereits erwähnten deutschen
Offenlegungsschrift DOS 2 435 008 ist eine besondere Antriebsrollenkonstruktion
beschrieben, bei der entweder überhaupt
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kein oder doch nur ein vernachlässigbarer Gummibelag um einen starren inneren Rollenkern gelegt ist, um den Frequenzgang
der Bandtransporteinrichtung zu verbessern. Erst mit der- Vorliegenden Erfindung wird überraschenderweise gefunden,
daß die Mylar -Schichten den oben erwähnten wichtigen weiteren Vorteil einer Verminderung der auf der Änderung des
Bandrollendurchmessers beruhenden, von den älteren elastischen Antriebsrollen her bekannten Verformung mit sich
bringen.
Tests, in denen eine Bandtransporteinrichtung verwendet wurde, die entweder nur mit den veränderlichen Brems-/Andruckkrafterzeugungsvorrichtungen
oder zusätzlich in Verbindung mit der hier beschriebenen Antriebsrolle ausgestattet waren,
ergaben eine wesentlich gleichförmigere Bandspannung als diejenige, die mit bekannten Systemen erreichbar war, wobei
die zahlreichen, eingangs erläuterten Nachteile vermieden wurden.
Aus der obigen ausführlichen Besehreibung lassen sich sahireiche
Modirikationen oaer ÄDY/eiuhuii£,eii iicx-lcitcn, uic jedoch
dem Sinn und Umfang der folgenden Schutzansprüche entsprechen. So ist etwa im Ausführungsbeispiel der Fig. 5a eine Antriebsrolle
gezeigt, die von fünf Lagen umgeben ist. Selbstverständlich darf diese Anzahl von Klebebandlagen nicht im beschränkenden
Sinne aufgefaßt werden. Zufriedenstellende Resultate wurden beispielsweise auch mit Antriebsrollen erzielt, die mit
mehr als fünf Lagen, z.B. mit zehn Lagen, versehen waren.
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Claims (12)
1. Vorrichtung zur Bandspannungserzeugung in einem Magnetbandtransport nach dem Kontaktwickelprinzip,
im wesentlichen bestehend aus Aufwickel- und Abwickelrollen sowie zumindest einer rotierenden Antriebsrolle
für den gleichzeitigen Antrieb beider Rollen im Kontakt mit einem elastisch verformbaren Umfangsrand
der Antriebsrolle, wobei die Antriebsrolle und die Aufwickel- und Abwickelrollen auf drehbaren Wellen
gelagert und die Wellen der Rollen gegenüber der ortsfesten Welle der Antriebsrolle bewegbar angeordnet
sind und die Andruckkräfte an den Kontaktstellen zwischen Aufwickel- und Abwickelrollen und
der Antriebsrolle verschieden groß sind und eine Differenzkraft auftritt zur Erzeugung der Bandspannung
im Bandabschnitt zwischen den Kontaktstellen, gekennzeichnet durch Bremsen, die an jeder der Wellen
für die Aufwickel- und Abwickelrolle angeordnet sind und die nur in der· Drehrichtung des Abwickeins auf die
Welle der jeweiligen Abwickelrolle wirksam ist, wobei die Bremsen zur Erzeugung der ersten Bandspannungskomponente
im Bandabschnitt dienen und Spannkrafterzeugungseinrichtungen,
die an jeder der Wellen vorgesehen sind und die die Andruckkraft zwischen den Ttollen und der Antriebsrolle hervorrufen, wobei die
Spannkrafterzeugungseinrichtungen abhängig von der jeweiligen DrehrjLchtungen der Wellen jeweils zwischen
der Aufwickelrolle und der Antriebsrolle die größere Andruckkraft hervorrufen als zwischen der Abtfickelrolle
und der Antriebsrolle.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsen eine derartig veränderliche Bremscharakteristik
besitzen, daß die zum Antrieb der Abwickelrolle notwendige Andruckkraft am Umfang der Abwickelrolle
während ihrer Durchmesserabnahme beim Bandlauf konstant ist.
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3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Andruckkrafterzeugungseinrichtung eine derartig veränderliche Andruckkraft hervorruft, daß die
Verformungsdifferenz des Antriebsrollenumfangs an den
Kontaktstellen mit den Rollen auf einem etwa konstanten Wert bleibt bei Durchmesseränderungen der Rollen während des
Bandlaufs.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder beiden der Ansprüche
2 und 3, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Antriebsrolle im Bandtransport mit einem Umfangsrand, der
sich in radialer Richtung nachgiebig und in Umfangsrichtung unnachgiebig verhält.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet a daß
die Antriebsrolle aus einem unnachgiebigen Rollenkern mit einer elastischen Gummiauflage außen am Umfang besteht
und eine weitere Auflage aus Polyäthylenterephthalatfolie aufweist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsen und Andruckkrafterzeugungseinrichtungen
jeweils eine Einheit bilden an jeder der zwei Wellen der Bandrollen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Brems- und Andruckkrafterzeugungseinheit folgende Teile umfaßt:
eine Bremstrommel, die koaxial um die Welle angeordnet ist,
ein Bremsband mit zwei Endstücken, wovon das erste Endstück an einer Zugfeder befestigt ist9 die ihrerseits mit dem
beweglich gelagerten Träger der zugeordneten Welle verbunden ist und wovon das zweite Endstück direkt mit
dem Chassis des Bandtransports verbunden ist,
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und wobei das Bremsband selbst um die Bremstrommel herumgelegt in Reibkontakt damit steht, wodurch eine Bewegung
der Welle in Richtung weg von der Antriebsrolle bewirkt, daß die Länge des Bremsbandes und somit die Zugspannung
in der Zugfeder vergrößert wird um einen kleineren oder gleichen Betrag als dem Weg der Bewegung der Welle von
der Antriebsrolle weg entspricht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Zugfeder am Chassis des Bandtransports
befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Brems- und Andruckkrafterzeugungseinheiten eine in einer Richtung wirkende Kupplung umfaßt,
die zwischen der Bremstrommel und der Welle angeordnet ist, so daß die Welle zwar in einer Richtung unabhängig von
der Bremstrommel, in der Gegenrichtung jedoch nur gemeinsam mit- der Bremstrommel rotieren kann.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet a
daß die Drehrichtung, in der die Kupplung eine freie Rotation der Welle gestattet, die Drehrichtung der Welle
ist, in der die Bandrolle als Aufwickelrolle dient.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil des zweiten
Bremsbandendstücks zwischen Bremstrommel und Chassis im
wesentlichen parallel zum Bewegungsweg der zugeordneten Welle zur und von der Antriebsrolle angeordnet ist.
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12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil des zweiten
Bremsbandendstücks zwischen Bremstrommel und Chassis mit der Bewegungsrichtung der zugeordneten Welle zur
unrt von der Antriebsrolle einen Winkel einschließt.
BASF Aktiengesellschaft
Zeichn.
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US57495875 | 1975-05-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7613359U true DE7613359U (de) | 1976-11-25 |
Family
ID=
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