DE10230882B4

DE10230882B4 - Verfahren zum Herstellen einer Rolle

Info

Publication number: DE10230882B4
Application number: DE10230882A
Authority: DE
Inventors: Teruo Odawara Ashikawa
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: CN1400594A; DE10230882A1; JP2003028141A; CN1189880C; US6821469B2; US20030009885A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Rolle, die einen ballig oder tonnenähnlich gewölbten Außenumfang besitzt, umfassend folgende Schritte:
(a) Formen eines hohlzylindrischen Körpers, der eine gleichmäßige Außenumfangsfläche und eine nach innen gewölbte Innenumfangsfläche besitzt; und
(b) Pressen des gewölbten Bereichs der Innenumfangsfläche nach außen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bandführungsrolle. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer ballig geformten Rolle mit einem Außenumfang, der in seinem Mittelbereich ausgewölbt ist.
Bei Audio- und Videogeräten wird häufig zur Aufzeichnung und zur Wiedergabe von Information ein Magnetband verwendet. Das Magnetband ist auf ein Paar Spulen gewickelt und wird in einem Kassettengehäuse transportierbar gehalten.
Wie zum Beispiel in 8 gezeigt ist, enthält eine für den gewerblichen Einsatz in einer Sendestation vorgesehene Magnetbandkassette 100 eine obere Hälfte 102 und eine untere Hälfte 104, die ein Gehäuse bilden. Ein Paar Spulen 109 ist im Inneren des Gehäuses drehbar gelagert. Jede Spule enthält einen unteren Flansch 105, eine Nabe 106, die einstöckig an dem oberen Teil des Flansches 105 fixiert ist, wobei jede Spule einen oberen Flansch 108 aufweist, der am oberen Teil der Nabe 106 befestigt ist. Um das Paar Spulen 109 ist ein Magnetband T geschlungen.
Eine Führungsrolle 114 zum Führen des Magnetbands T, wenn dieses abgespielt oder zurückgespult wird, befindet sich in der Nähe einer Öffnung an der Frontseite der Magnetbandkassette 100. Die Führungsrolle 114 ist drehbar von einer Welle 110 gehaltert, die von der unteren Hälfte 104 hochsteht.
Die Führungsrolle 114 enthält einen Außenumfang, dessen Mittelbereich ähnlich einem Faß, also ballig, ausgewölbt ist, um die Laufstabilität und eine wirksame Führung des Magnetbands T zu garantieren.
Die Führungsrolle 114 wird nach den im folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt, um zu verhindern, daß sich auf der Oberfläche der Führungsrolle 114 eine Trennlinie (TL) bildet.
Wie in den 9A und 9B gezeigt ist, wird zunächst ein zylindrisches Primärformteil 118 durch Spritzguß gebildet.
Dann wird gemäß 10 geschmolzenes Harzmaterial M für eine Sekundärformung in das Innere des Primärformteils 118 eingespritzt. Wie in 11 zu sehen ist, schwillt das Primärformteil 118 aufgrund des von dem geschmolzenen Harzmaterial M ausgeübten Drucks an, wodurch das Primärformteil 118 eine ballige Form erlangt. Das eingespritzte geschmolzene Harzmaterial M und das Primärformteil 118 werden einstöckig miteinander ausgebildet, um ein Sekundärformteil zu erhalten. Schließlich verfügt man über eine ballig geformte Führungsrolle 114 (8).
Allerdings erweist sich das Einstellen von Dicke, Durchmesser und Formtemperatur des Primärformteils 118 schwierig, wenn dieses von dem darin eingespritzten geschmolzenen Harzmaterial M zum Schwellen gebracht wird. Es besteht folglich starker Bedarf an einem einfachen und effizienten Verfahren zum Herstellen von balligen oder tonnenförmigen Rollen.
Dieser Bedarf ist nicht beschränkt auf tonnenförmige oder ballige Rollen, die für Magnetbandkassetten verwendet werden, sondern umfaßt Rollen für allge meinen Gebrauch, welche ballige oder Tonnenform haben und zum Führen eines werden.
Aus der JP 60 195 756 AA in: Patent Abstract of Japan ist eine Bandantriebsanordnung bekannt, die mit einer Bandführung ausgestattet ist, welche man einstellen kann, um die erforderliche Bandspannung unabhängig von anderen Parametern der Bandführung zu erreichen.
Aus der DE 31 27 340 A1 ist eine Bandführungsrolle bekannt, die in dem Bandberührungsbereich konisch ausgebildet ist und an beiden Enden mit einem Flansch versehen ist, der ein Abrutschen des Bandes verhindert.
Die DE 43 20 680 C1 zeigt eine Bandführungsrolle mit einer mittels Kunststoff beschichteten Metallhülse, die in ihrer axialen Mitte eine konkave, umlaufende Ausnehmung zur Aufnahme einer ballig ausgeführten Elastomerhülse aufweist. Hierdurch soll eine die Bandführung verbessernde Taumelbewegung der Metallhülse auf der balligen Lagerung erreicht werden. Die hier interessierende ballige Ausführung der zur Lagerung dienenden Elastomerhülse wird von einer speziellen Ausgestaltung der die Elastomerhülse tragenden Laufbuchse erreicht. Die Laufbuchse besitzt zwei Teile mit jeweils einem Flansch, so daß beim Zusammenbau die Elastumerhülse axial zusammengepresst wird und diese sich auswölbt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, durch das in einfacher Weise eine hervorragende tonnenförmige oder ballige Rolle hergestellt werden kann.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Rolle mit einem Außenumfang, der tonnenförmig ausgewölbt ist, umfassend folgende Schritte: (a) Formen eines hohlzylindrischen Körpers, der eine gleichförmige Außenumfangsfläche und eine nach Innen gewölbte Innenumfangsfläche besitzt; und (b) Pressen des gewölbten Bereichs der Innenumfangsfläche nach außen.

Hierdurch wird auf einer Rollenoberfläche keine Trennlinie gebildet, so daß man auf einfache Weise eine hervorragende tonnenförmige Rolle herstellen kann.

Bei dem Verfahren nach dem ersten Aspekt wird der zylindrische Körper mit einer Einsetzform geformt, die einen zentralen Teil mit einer daran ausgebildeten gekrümmten Ausnehmung enthält, und einer Außenform, die eine Innenumfangsfläche enthält, welche einen Außenumfang eines Hohlraums definiert, gebildet durch Vereinen der Außenform mit der Einsetzform, wobei die innere Umfangsfläche der Außenform gleichförmig flach ist.

Wenn die Rolle durch Spritzguß geformt wird, wird der vorerwähnte zylindrische Körper mit einer Einsetzform geformt, die einen Mittelbereich enthält, an dem eine gekrümmte Ausnehmung gebildet ist, außerdem mit einer Außenform, die eine Innenumfangsfläche enthält, welche den Außenumfang eines Hohlraums definiert, gebildet durch Vereinen der Außenform mit der Einsetzform, wobei die Innenumfangsfläche der Außenform gleichmäßig flach ist.

In den durch die Einsetzform und die Außenform gebildeten Hohlraum wird Harzmaterial gespritzt. Anschließend wird die Außenform in einem Zustand gelöst, in welchem der Zylinderkörper halbwegs verfestigt ist. Außerdem wird der Zylinderkörper von der Einsetzform abgezogen, um den nach außen gewölbten Abschnitt in Richtung des Außenumfangs des Zylinderkörpers zu pressen. Anschließend wird der nach innen gewölbte Abschnitt unter Druck gesetzt, um dadurch den Außenumfang der teilverfestigten Walze entsprechend dem in dem nach Innen gewölbten Bereich verbliebenen Harzvolumen auszuwölben.

Der zeitliche Ablauf, mit dem die halbverfestigte Rolle von der Einsetzform gezogen wird, bestimmt sich im Hinblick auf das Material des eingespritzten Harzes und die Gesamtabmessungen und -dicke der durch das Formen hergestellten Rolle. Allerdings bestimmt sich der zeitliche Ablauf vornehmlich durch das Abziehen des zylindrischen Körpers von der Einsetzform dann, wenn eine Hautschicht des verfestigten eingespritzten Harzmaterials gebildet ist. Folglich kann es einfach sein, den Außenumfang der halbverfestigten Rolle tonnenförmig auszuformen.

Bei dem Verfahren nach dem ersten Aspekt gibt es außerdem den Schritt des Einspritzens von Harz in den hohlen Bereich des Zylinderkörpers nach dem Schritt (b).

Nach dem Formen des Primärformteils durch Wölben des Außenumfangs des Zylinderkörpers zu einer Tonnenform, läßt sich Harz in den Hohlraum des Primärformteils einspritzen, um das Sekundärformteil zu formen. Folglich kann das Innere des Durchgangslochs des Primärformteils die gewünschte Form erhalten.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Rolle mit einem Außenumfang, der tonnenartig oder ballig gewölbt ist, wobei das Verfahren von einer Einsetzform und einer Außenform Gebrauch macht. Die Außenform enthält eine Innenumfangsfläche, die einen Außenumfang eines Hohlraums definiert, gebildet durch Vereinen der Außenform mit der Einsetzform, wobei die Innenumfangsfläche der Außenform zylindrisch und gleichförmig flach ist. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte: (a) Einspritzen von Harzmaterial in den Hohlraum und Leiten des Harzmaterials entlang einer Außenumfangsfläche der Einsetzform, um dadurch einen hohlzylindrischen Körper zu bilden, der eine gleichförmige Außenumfangsfläche und eine Innenumfangsfläche mit einem nach Innen gewölbten Abschnitt enthält; (b) Lösender Außenform; und (c) Pressen des gewölbten Bereichs der Innenumfangsfläche nach außen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Magnetbandkassette gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Seiten-Schnittansicht einer zur Fertigung einer tonnenförmigen Rolle verwendeten Form;
3 eine seitliche Schnittansicht, die in einen Formhohlraum eingespritztes Harzmaterial zeigt;
4 eine seitliche Schnittansicht einer halbverfestigten Rolle, von der eine Fixierform gelöst wurde;
5 eine seitliche Schnittansicht einer beweglichen Form, die aus dem in 4 gezeigten Zustand abgezogen wurde;
6 eine seitliche Schnittansicht, die die Herstellung eines Sekundärformteils durch Einspritzen von Sekundärharzmaterial in ein Primärformteil gebildet wird;
7 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer durch Einspritzen des Sekundärharzmaterials hergestellten balligen Rolle;
8 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Magnetbandkassette;
9A eine seitliche Schnittansicht. eines Primärformteils, das im Zuge der Herstellung einer herkömmlichen balligen Rolle gebildet wird;
9B eine Draufsicht auf das Primärformteil der 9A;
10 eine seitliche Schnittansicht, die in das Primärformteil nach 9A und 9B eingespritztes Sekundärharzmaterial zeigt; und
11 eine seitliche Schnittansicht einer herkömmlichen balligen Rolle, hergestellt durch Auswölben des Primärformteils in eine Tonnenform durch Druck, der durch Einspritzen des Sekundärzharzes ausgeübt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält eine Magnetbandkassette (betacam-L-Kassette) 10, die für gewerblichen Gebrauch in einer Sendestation verwendet wird, eine obere Hälfte 12 und eine untere Hälfte 14, die ein Gehäuse bilden.
Ein Paar Spulen 20 ist drehbar im Inneren des Gehäuses gelagert. Jede der paarweisen Spulen 20 besitzt einen unteren Flansch 24, eine einstöckig an einem oberen Teil des unteren Flansches 24 fixierte Nabe 26 und einen oberen Flansch 28, der an einem oberen Teil der Nabe 26 befestigt ist. Um die Spulen 20 ist ein Magnetband T geschlungen. Ein durch ein durchsichtiges Plättchen gebildetes Fenster 13 befindet sich an der oberen Hälfte 12.
Ein Paar Druck-Schraubenfedern 30A und 30B befindet sich zwischen der oberen Hälfte 12 und den paarweisen Spulen 20. Die Druck-Schraubenfedern 30A und 30B drängen die entsprechenden Spulen 20A und 20B in Richtung der unteren Hälfte 14.
Ein Paar Führungsrollen 44 befindet sich in der Nähe einer Öffnung 16 an der Frontseite der Magnetbandkassette 10, um das Magnetband T beim Abspielen oder Spulen zu führen.
Die Magnetbandkassette 10 enthält Bandkissen 46, die in Gleitkontakt und mit Druck an der Unterseite des Magnetbands T bei passender Andruckkraft anliegen, um zu verhindern, daß das Magnetband T lose wird.
Die Magnetbandkassette 10 enthält ein Paar Wellen 50, die typischerweise an der Innenwandoberfläche 14U der unteren Hälfte 14 fixiert sind und von ihr hochstehen. Jede der Wellen 50 durchsetzt ein Durchgangsloch 44H, das entlang der Mittelachse jeder Führungsrolle 44 ausgeformt ist. Die Führungswalzen 44 sind axial und drehbar um die Wellen 50 gelagert.
Die Führungsrollen 44 werden durch Harz wie zum Beispiel Polyacetal (POM) geformt, welches glatt ist und eine vergleichsweise hohe mechanische Festigkeit besitzt.
Jede Führungsrolle 44 wird durch Spritzgießen gebildet, so daß ihr Außenumfang gewölbt ist (siehe 7), um Laufstabilität und ein wirksames Führen des Magnetbands T zu garantieren.
2 zeigt eine Metallform 60 zum Spritzgießen der Führungsrollen 44. Die Form 60 enthält einen ortsfesten Formteil 62 mit einer flachen zylindrischen Innenumfangsfläche 63 und einen beweglichen Formteil 64, der in vertikaler Richtung bewegt werden kann.
Eine zylindrische Einsetzform 70 steht senkrecht von dem beweglichen Formteil 64 hoch und enthält eine Außenumfangsfläche 71. Diese enthält einen mittleren Teil, an welchem eine gekrümmte Ausnehmung 72 ausgebildet ist. Betrachtet man die Einsetzform 70 im Querschnitt, so erscheint die Ausnehmung 72 im wesentlichen wie ein Bogen, der sich allmählich nach Innen verjüngt (siehe 2).
Ein zapfenähnlicher Formteil 69, der dann zum Einsatz kommt, wenn das Sekundärformteil auf der Einsetzform 70 angebracht wird, steht vertikal von der Mittelachse der Einsetzform 70 ab.
Bei der Herstellung der balligen Führungsrolle 44 mit Hilfe der Form 60 wird der bewegliche Formteil 64 nach Maßgabe des ortsfesten Formteils 62 in eine Stellung gebracht, in der Harz eingespritzt wird (siehe 2). Dann wird von einem (nicht gezeigten) Einlaß geschmolzenes Harzmaterial in einen Hohlraum 80 gespritzt, der zwischen dem feststehenden Formteil 62 und dem beweglichen Formteil 64 gebildet wird.
Nachdem das geschmolzene Harzmaterial eingespritzt ist (3) verfestigt sich eine Oberfläche des eingespritzten Harzmaterials unter Ausbildung eine Hautschicht. Eine zylindrische halbverfestigte Rolle 82 (siehe 4), deren Inneres noch nicht vollständig verfestigt ist, steht nun zur Verfügung. Der feststehende Formteil 62, bei dem es sich um die Außenform handelt, wird abgelöst, um dadurch den Außenumfang der halbverfestigten Rolle 82 freizusetzen.
Das untere Ende der freigesetzten halbverfestigten Rolle 82 wird von einer Ausstoßerplatte 68 abgestützt, die Bestandteil des beweglichen Formteils 64 ist. Außerdem ist ein nach innen ausbauchender Bereich 84 durch Harz gebildet, welches in dem durch die Ausnehmung 72 gebildeten Raum verbleibt.
Wie in 5 gezeigt ist, wird, wenn die Ausstoßplatte 68 hochgefahren wird, er nach innen gewölbte Bereich 84 von einem oberen Abschnitt 70U oberhalb der Ausnehmung 72 der Einsetzform 70 nach außen gedrückt, und die halbverfestigte Rolle 82 wird von der Einsetzform 70 zwangsweise abgestoßen, wobei es sich um eine sogenannte „Formentnahme durch Kraft" handelt. Im Ergebnis bildet sich ein nach außen gewölbter Bereich 86 am Außenumfang der halbverfestigten Rolle 82 aus, so daß letztere eine Tonnenform oder eine ballige Form erhält. Ein Durchgangsloch 78, dessen Innendurchmesser im wesentlichen der gleiche ist wie der des oberen Teils 70U, befindet sich innerhalb der Rolle. Damit ist das Primärformteil 79 fertig.
Im Anschluß daran wird gemäß 6 geschmolzenes Harzmaterial für die Sekundärformung durch das Durchgangsloch 78 zur Bildung eines Sekundärharzteils 88 eingespritz. Das Sekundärharzteil 88 verfestigt sich und vereint sich mit dem Primärformteil 79, wodurch eine ballige Führungsrolle 44 gebildet wird (siehe 7).
Es sei angemerkt, daß die Führungsrolle 44 dadurch geformt werden kann, daß man eine ausschließliche Form zum Formen des Sekundärformteifs vorbereitet und diese ausschließliche Form dazu benutzt, Sekundär-Harzmaterial in das Durchgangsloch 78 des Primärformteils 79 einzuspritzen. Da in diesem Fall das Primärformverfahren und das Sekundärformverfahren mit voneinander verschiedenen Formen durchgeführt werden, läßt sich ein Sekundärformteil herstellen, während gleichzeitig das Primärformteil hergestellt wird, so daß sich die Effizienz der Fertigung steigern läßt. Da außerdem an der Einsetzform 70 nicht der zapfenähnliche Formvorsprung 79 vorhanden sein muß, läßt sich die Metallform auch baulich vereinfachen.
Die Größe des Hohlraums 80 bestimmt sich auf der Grundlage der gewünschten Abmessung des nach außen gewölbten Bereichs 86. Bezüglich 2 soll ein Beispiel für die Ausnehmung 80. erläutert werden. Eine Länge L2 der Ausnehmung 72 beträgt 7,5 mm. Eine Entfernung DC zwischen der tiefsten Stelle der Ausnehmung 72 und der Innenumfangsfläche 63 des festen Formteils 62 beträgt 0,5 mm. Eine Länge L1 vom obersten Ende der Einsetzform 70 zum obersten Ende der Ausnehmung 72 beträgt 5 mm. Der Abstand DU zwischen dem oberen Teil 70U der Einsetzform 70 und der Innenumfangsfläche 63 beträgt 0,4 mm. Eine Länge L3 vom untersten Ende der Ausnehmung 72 bis zu der Ausstoßplatte 68 ist genauso groß wie L1 (das heißt 5 mm). Der Abstand DL zwischen der Einsetzform 70 und der Innenumfangsfläche 63 ist genauso groß wie DU (das heißt 0,4 mm).
Wie oben ausgeführt, wird erfindungsgemäß die Möglichkeit geschaffen, eine hervorragende ballige Rolle mit hohem Wirkungsgrad und in kurzer Zeit auf einfache Weise herzustellen.
Im Rahmen der Erfindung geht es nicht nur um Verfahren zum Herstellen von balligen Rollen für Magnetbandkassetten, sondern allgemein um ballige Rollen für Bandkassetten.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Rolle, die einen ballig oder tonnenähnlich gewölbten Außenumfang besitzt, umfassend folgende Schritte: (a) Formen eines hohlzylindrischen Körpers, der eine gleichmäßige Außenumfangsfläche und eine nach innen gewölbte Innenumfangsfläche besitzt; und (b) Pressen des gewölbten Bereichs der Innenumfangsfläche nach außen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (b) ausgeführt wird, bevor der zylindrische Körper vollständig verfestigt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der zylindrische Körper mit einer Einsetzform geformt wird, die einen Mittelbereich enthält, an der eine gekrümmte Ausnehmung gebildet ist, und mit einer Außenform, die eine Innenumfangsfläche besitzt, die den Außenumfang eines Hohlraums definiert, der gebildet wird durch Vereinen der Außenform mit der Einsetzform, wobei die Innenumfangsfläche der Außenform gleichmäßig flach ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Außenform nach dem Schritt (a) gelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt (b) ausgeführt wird, indem der zylindrische Körper entlang der Einsetzform bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zylindrische Körper Harzmaterial aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, weiterhin umfassend das Einspritzen von Harzmaterial in den hohlen Bereich des zylindrischen Körpers im Anschluß an den Schritt (b).
Verfahren zum Herstellen einer Rolle mit einem Außenumfang, der ballig gewölbt ist, wobei das Verfahren von einer Einsetzform und einer Außenform Gebrauch macht, von denen die Außenform eine Innenumfangsfläche besitzt, die einen Außenumfang eines Hohlraums definiert, der gebildet wird durch Vereinen der Außenform und der Einsetzform, wobei die Innenumfangsfläche der Außenform zylindrisch und gleichmäßig flach ist, umfassend folgende Schritte: (a) Einspritzen von Material in den Hohlraum und Leiten des Materials entlang der Außenumfangsfläche der Einsetzform, um dadurch einen hohlzylindrischen Körper zu bilden, der eine gleichförmige Außenumfangsfläche und eine Innenumfangsfläche mit einem nach innen gewölbten Abschnitt enthält; (b) Lösen der Außenform; und (c) Pressen des gewölbten Abschnitts der Innenumfangsfläche nach außen.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Schritt (c) ausgeführt wird, bevor der zylindrische Körper vollständig verfestigt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Einsetzform einen Mittelbereich aufweist, an dem eine gekrümmte Ausnehmung ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt (c) ausgeführt wird, indem der zylindrische Körper entlang der Einsetzform bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der zylindrische Körper Harzmaterial aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, umfassend das Einspritzen von Harzmaterial in den hohlen Abschnitt des zylindrischen Körpers im Anschluß an den Schritt (c).