Verfahren zur Verbesserung des mechanischen Berührungskontaktes zwischen bewegten Bändern und deren Führungsmitteln Der mechanische Transport von Bändern, z. B. bandförmigen Tonträgern, Ton- oder Bildfilmen und dergleichen, stellt häufig die Aufgabe, einen guten Berührungskontakt zwischen diesen Bändern und deren Führungsmitteln herzustellen, einerseits, um z. B. Rollen durch laufende Bänder einwandfrei zur Mitnahme zu bewegen, anderseits, um Bänder, die am Umfang von Rollen aufliegen, ihrerseits zu trans portieren, falls diese Rollen angetrieben werden. Die üblichen Mittel, wie etwa Ausbildung des Rol lenumfangs aus Materialien, welche eine kräftige Haftreibung ergeben (Weichgummi usw.), versagen aus verschiedenen Gründen.
Beispielsweise verbietet sich die Anwendung von nachgiebigen Baustoffen für die Rollen überall dort, wo ein genau definier tes und immer gleichbleibendes Verhältnis zwischen Rollendrchzahl und Bandgeschwindigkeit bestehen muss. Es ist sowohl aus Gründen der Bearbeitung, durch z. B. Schleifen, als auch aus Gründen der Beibehaltung von Abmessungen im Betrieb, bei spielsweise bei unterschiedlicher Bandspannung und/ oder Bandgeschwindigkeit ausgeschlossen, einen ein wandfreien Bandtransport bzw. eine derartige Mit nahme zu erzielen.
Eine teilweise anders geartete Schwierigkeit tritt auf, wenn die Rollen aus genau bearbeitbarem und gut masshaltigem Material her gestellt werden, auch wenn der Stoff, aus welchem die Umfangsflächen der Führungsmittel erzeugt sind, so gewählt wird, dass ein ausreichender Reibungs koeffizient vorhanden ist. In solchen Fällen wird meist eine sehr grosse Abhängigkeit der gegenseiti gen Mitnahme zwischen Band und Rollenumfang von der Umfangs- bzw. Bandgeschwindigkeit fest gestellt.
Es dürfte in solchen Fällen die Ausbildung eines Luftpolsters zwischen Band und Rollenum fang für den unter Umständen ausserordentlich gro- ssen Schlupf verantwortlich sein, da mit zunehmen der Bandgeschwindigkeit sich die Verhältnisse be trächtlich verschlechtern.
Als Beispiel für die geforderte sehr hohe Ge nauigkeit sei angegeben, dass bei Magnettongeräten häufig durch das Band mitgenommene Rollen ver wendet werden, die für die Zwecke des Bandschnittes und der Bandlängenmessung oder Laufzeitkontrolle, insbesondere bei Tonaufnahme- und Wiedergabe apparaturen für Rundfunkzwecke dienen. Derartige Messvorrichtungen müssen sowohl bei Vor- als auch bei Rücklauf und selbstverständlich auch bei Lang sam- und Schnellauf eindeutige Angaben liefern.
Nachdem bei den angegebenen Verwendungszwecken beträchtliche Bandlängen verwendet werden und dem entsprechend grosse Umdrehungszahlen der Bandfüh- rungsmittel, insbesondere der Messrollen, auftreten, ist eine richtige und immer gleichbleibende Anzeige nur dann gewährleistet, wenn die Genauigkeit der Mitnahme zwischen Band und Rolle Promille oder Bruchteil.-. von Promille beträgt. Die gleiche An forderung tritt in ähnlicher Weise auf, wenn es sich um den Synchronlauf zweier Bänder, beispielsweise eines Ton- und eines Bildträgers, handelt.
Es ist bei den bisher angewandten Konstruk tionen nicht möglich gewesen, einen einwandfreien Kontakt zwischen Band und Rolle mit einfachen Mitteln zu gewährleisten. Bekannt sind nur sehr komplizierte Lösungen, die infolge ihres Aufwan des und der nötigen Hilfseinrichtungen nur bei sehr grossen Anlagen, wie bei elektronischen Rechen maschinen oder Datenverarbeitungsapparaturen, ver wendet werden. In derartigen Grossanlagen werden z. B. durch Vakuumpumpen die bandförmigen Infor mationsträger durch entsprechende Düsenanordnun gen gegen den Umfang von Transportrollen gesaugt.
Abgesehen vom konstruktiven Aufwand erfordert diese Lösung auch noch eine Klimatisierung der umgebenden Atmosphäre wegen der sonst unver meidbar auftretenden Verstaubung aller mit dem Luftstrom in Berührung kommenden Konstruktions teile, ist somit für z.B. Magnettongeräte normalen Umfangs und für Rundfunk- oder Tonfilmzwecke kaum anwendbar.
Die vorliegend-. Erfindung betrifft ein Verfah ren zur Verbesserung des mechanischen Berührungs kontaktes zwischen bewegten Bändern, im besonde ren Tonbändern, und deren Führungsmitteln, und kennzeichnet sich dadurch, dass die flächenhafte Be- rührunc, zwischen Band und Führungsmittel durch diskontinuierliche Ausbildung der Oberfläche der Führungsmittel partiell unterbrochen ist. Es zeigt sich, dass durch diese partielle Unterbrechung der flächenhaften Berührung zwischen dem Band und dem Umfang der mitgenommenen oder mitzuneh menden Rolle ein einwandfreier Berührungskontakt erzielt wird.
Es können dabei zur Herstellung der Flächen, die mit dem Band in Kontakt stehen, Mate rialien verwendet werden, die eine sehr hohe Bear beitungspräzision zu erreichen gestatten und formbe ständig sind. Es werden im praktischen Gebr*auch Genauigkeiten erzielt, die zahlenmässig so liegen, dass z. B. für Messzwecke einwandfreie Massangaben resul tieren, auch bei Bandlängen von<B>1000</B> in oder dar über, wobei eine Anzeigeungenauigkeit nur in der Grössenordnung von kleinen Bruchteilen eines Meters toleriert wird.
Die konstruktive Ausbildung von Vorrichtungen, welche der Forderung nach einer partiellen flächen haften Berührung zwischen einem Band und einem Führungsmittel entsprechen, kann auf verschiedene Art durchgeführt werden. Eine beispielsweise Aus- führunasform kennzeichnet sich dadurch, dass an dem mit dem Band in Berührung stehenden zylin drischen Umfan- einer Rolle periodisch sich wieder holende Vertiefungen in konstanten Abständen an geordnet werden. Die Ausbildung der Vertiefungen kann als längs- oder quer über die Laufbahn der Rolle sich erstreckende Rillen erfolgen, oder auch als Ausnehmungen, die eine geschlossene Umfangs begrenzung aufweisen und den Rand der Rolle nicht berühren.
Für die Dimensionierung von Bedeutung ist z. B., dass die Berührungsfläche, welche die über- tragung der Kräfte vom Band auf die Rolle oder umgekehrt bewirkt, ein bestimmtes Mass nicht unter schreitet. Zweckmässig ist daher der Flächenanteil der Vertiefungen am Umfang der Rolle so bemes sen, dass er 20<B>...</B> 500/e der Gesamtfläche des mit dem Band in Berührung kommenden Rollenumfangs nicht überschreitet.
Als eine in der Praxis sehr leicht zu verwirk lichende und ausserordentlich wirksame Ausbildung hat sich die Anbringung von glatten zylindrischen Bohrungen am Umfang der mit dem Band in Kon takt stehenden Rolle als zweckmässig bewährt. Ein.-. weitere Ausführungsform kennzeichnet sich daher dadurch, dass die zylindrische Umfangsfläche der Rolle kreisrunde Bohrungen aufweist, deren gegen seitige Abstände einer ganzzahligen Teilung des Rol lenumfangs entsprechen.
Wie einleitend erwähnt, ist die Vermutung nahe- liegend, dass ein sich ausbildendes Luftpolster zwi schen Band und Rollenfläche für die unangenehmen Erscheinungen der unzureichenden Mitnahme verant wortlich gemacht werden kann. Diese Vermutung bestätigt sich insofern, als nicht nur eine Ausweich- Möglichkeit für die durch das Band geförderte Luft durch die partielle Unterbrechung der Berüh rungsfläche geschaffen wird, sondern eine zusätz liche Wirkung auch noch durch einen im Innern der Rolle vorgesehenen Hohlraum erzielt werden kann.
Das dann sich ergebende Ausführungsbeispiel kennzeichnet sich dadurch, dass die Vertiefungen als Durchbrüche durch die Wandung der Rolle ausge bildet sind und in einen gemeinsamen Hohlraum im Innern der Rolle einmünden.
Bei grossen Ban#geschwindigkeiten von mehreren Metern pro Sekunde spielen die dynamischen Vor gänge bereits eine beträchtliche Rolle. Die Wirkung der soeben erwähnten durchgehenden Bohrungen lässt sich teilweise auf diese Weise erklären, da im Innern der hohlen Rolle bei grossen Drehzahlen durch die Zentrifugalkraft eine Unterdruckzone ent stehen kann, die ihrerseits an den vom Band be deckten Teilen der Durchbrüche einen vermehrten Andruck bewirkt. Da die Zeiten, welche sich bei solchen Bandgeschwindigkeiten für das Auflaufen und Abheben des Bandes vom Rollenumfang erge ben, sehr kurz sind, wirken sich die dynamischen Vorgänge an diesen Stellen wie eine stossartige Im pulserregung auf vorgesehene Vertiefungen aus, falls diese entsprechend ausgebildet sind.
Wenn eine Aus- nehmung so tief ist, dass sie ein Volumen bildet, das eine schwingungsfähige Gasmenge einschliesst, so wird der Bandlauf unter Umständen den Anstoss zu einer Schwingung liefern, die bei entsprechender Wahl derEigenfrequenz vor demendgültigenVerschlussder Vertiefung durch das Band einen Unterdruck in derselben zurücklässt. Dieser Effekt kann dafür ver antwortlich sein, dass auch die Ausbildung der par tiellen Unterbrechungen als z. B. geschlossene Sack löcher anwendbar ist.
Vorteilhaft bildet daher die Ausführung der mit dem Band in Berührung stehen den Oberfläche der Rolle mit periodisch in gleichen Abständen sich wiederholenden Unterbrechungen, die so tief sind, dass sie jeweils ein durch das Band abgeschlossenes Volumen bilden, wobei die geome trische Form und absolute Grösse der entstehenden Volumina so gewählt wird, dass die Eigenschwin gung auf die vorliegende Bandgeschwindigkeit ab gestimmt ist.
Anhand der Abbildungen sei die Erfindung an drei Beispielen noch näher erläutert. Die Fig. <B>1</B> zeigt die Ansicht einer durch ein Band mitzunehmenden Rolle, und die Fig. 2,<B>3</B> und 4 zeigen<B>je</B> im Schnitt Varianten der diskontinuierlichen Ausbildung der Oberfläche der Rolle.
Eine als Führungsmittel dienende und gleichzei tig durch ein Band mitgenommene Rolle zeigt im all- (Temeinen eine schematische Foringebung nach Fig. <B>1.</B> Der Umfang der Rolle trägt eine auf präzisen Rund lauf geschliffene Belagsfläche <B>1,</B> deren Material nach den erwähnten Gesichtspunkten gewählt wird. Be währt haben sich gut bearbeitbare Stoffe, ähnlich den in der Werkzeugmaschinen- und Automobil technik verwendeten Bremsbelägen. Zwecks seitlicher Führung des Bandes sind meist zwei entsprechend geformte Flanschteile 2 und<B>3</B> vorgesehen.
Die Rolle ist leicht drehbar um die angedeutete Achse 4, wo bei die entsprechenden Antriebs- oder durch die Band bewegung betätigten Abtriebsmittel nicht dargestellt sind. Die Umfangsfläche<B>1</B> ist nicht glatt, sondern mit Ausnehmungen versehen, deren Gesamtflüche 20<B>...</B> 5011/o der mit dem Band in Berührung kom menden zylindrischen Aussenfläche der Rolle be trägt. Diese Ausnehmungen sind im Beispiel nach Fig. <B>1</B> als schräg liegende Rillen<B>5</B> angedeutet.
Ein Schnitt durch die Rollenoberfläche längs der Linie <B>6-7,</B> die der Mittellinie des Bandes entspricht, lässt die Form der Rillen erkennen und ist in der Fig. 2 dargestellt. Die Fig. 2 zeigt im Schnitt die in glei chen Abständen voneinander angeordneten Rillen<B>8,</B> die beispielsweise auch parallel zur Rollenachse ver laufen können.
Die Fig. <B>3</B> zeigt eine bezüglich ihrer Herstellung einfache Lösung, die sich auch im Betrieb sehr gut bewährt hat. Es ist im Schnitt die Wandung<B>9</B> der Rolle dargestellt, und die Ausnehmungen haben die Form von glatten zylindrischen Bohrungen<B>10.</B> Diese Bohrungen sind so tief, dass sie die Wandung der Rolle durchsetzen und eine Verbindung zwischen dem Hohlraum im Innern der Wandung<B>9</B> und dem Aussenraum bilden. Die Durchbrüche sind vorteil haft in der Mitte der Rolle, entsprechend der Achsen- linie <B>6-7</B> der Fig. <B>1</B> angeordnet.
In diesem Fall wird durch die diskontinuierliche Ausbildung der Rollen- aussenfläche nicht nur eine Ausweichmöglichkeit führ das sich insbesondere bei grosser Bandgeschwindig keit bildende Luftpolster geschaffen, sondern es ist auch noch anzunehmen, dass die Bohrungen nach Art eines Zentrifugalgebläses wirken und die Luft aus dem Innern absaugen, so dass dort, wo das Band die Rolle umschlingt, eine besonders gute Kontaktbil dung zwischen Band und Rollenfläche durch einen sich ausbildenden Unterdruck erzielt wird.
Die Fig. 4 gibt noch ein Beispiel für nicht durch gehende Bohrungen<B>11,</B> die jede für sich ein schwin gungsfähiges Volumen bilden. Es überlagem sich bei dieser Ausführungsform anscheinend ebenfalls zwei Effekte, nämlich die durch die Unterteilung des flächenhaften Kontaktes gegebene Unterbrechung des Luftpolsters und die dynamischen Vorgänge in den Volumina, die zu Schwingungen angestossen werden.