DE1129745B - Antriebsvorrichtung fuer einen bandfoermigen, umspulbaren Aufzeichnungstraeger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für einen bandförmigen, umspulbaren Aufzeichnungsträger.

Bei Magnetbandgeräten ist es wichtig, die Zugspannung des Bandes so zu steuern, daß sie auf beiden Seiten der Bandantriebsrolle praktisch gleich ist. Die Antriebsrolle erfährt dann eine relativ konstante Belastung und führt das Band mit einer konstanten Geschwindigkeit an den Magnetköpfen vorbei, wobei das Flattern des Bandes möglichst gering gehalten wird.

Bei Magnetbandgeräten mit einer Abwickel- und einer Aufwickelspule, die auf je einem mit einem Antriebsmotor versehenen Wickelteller angebracht sind, wobei mit jedem Wickelteller Bremsvorrichtungen verbunden sind, kann die richtige Zugspannung des Bandes durch Anlegen einer Bremskraft an die Abwickelspule, durch umgekehrtes Einschalten des mit der Abwickelspule verbundenen Antriebsmotors oder durch beide Maßnahmen erreicht werden. Außerdem wird bei manchen Systemen eine mechanische Servoeinrichtung verwendet, um die Bandspannung zu steuern bzw. zu regeln.

Bei anderen bekannten Einrichtungen wird unter vorheriger Bereitstellung eines größeren Bandvorrates (Bandschleifen) in die Regelung eingegriffen. Hierbei handelt es sich allerdings um Geräte für Verwendung in Verbindung mit elektronischen Rechenmaschinen, bei denen es auf extrem hohe Geschwindigkeiten beim Anlauf, beim Anhalten und bei Umkehr der Arbeitsrichtung ankommt.

Im allgemeinen enthalten Magnetbandgeräte Einrichtungen zum Ausschalten der verschiedenen Antriebe im Fall, daß das Band reißt, um auf diese Weise das regellose Abwickeln des Bandes in mögliehst kleinen Grenzen zu halten. Hierzu wurden bisher photoelektrische und mechanische Fühlsysteme vorgesehen.

Es sind dazu schon die verschiedensten Einrichtungen vorgeschlagen worden, um das Ende des Bandes abzufühlen, z. B. werden Arme vorgesehen, welche sich in die Spule hinein erstrecken. Die Arme dienen zum Betätigen eines Schalters, der die Apparatur ausschaltet, wenn die Spule vollständig abgewickelt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für einen bandförmigen, zwischen angetriebenen Ab- und Aufwickelspulen umspulbaren Aufzeichnungsträger, der über Führungszapfen mit Luftaustrittsöffnungen geführt ist, derart, daß die unter Überdruck austretende Luft unter dem Band ein Luftkissen bildet. Erfindungsgemäß ist dazu in die Antriebsvorrichtung für einen bandförmigen, umspulbaren Aufzeichnungsträger

Anmelder:

Ampex Corporation,

Redwood City, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Werdermann, Patentanwalt,

Hamburg 13, Innocentiastr. 30

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. August 1959 (Nr. 833 641)

Joseph J. Neff, Los Altos, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Luftzuführung zu jeder dieser Luftaustrittsöffnungen eine druckempfindliche Einrichtung zur Bildung eines Signals eingefügt, und es sind auf das Signal ansprechende Einrichtungen zur Steuerung der dem Antrieb der jeweiligen Spule zugeführten Energie vorgesehen.

Eine derartige pneumatische Vorrichtung gestattet eine einwandfreie Überwachung und Steuerung der Bandspannung mit sehr einfachen Mitteln. Das Prinzip einer solchen Vorrichtung gestattet es auch, im Falle eines Reißens, des Bandes das Gerät auszuschalten.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine pneumatische Vorrichtung zum Abfühlen des Spulenendes vorzusehen.

Oft ist es erforderlich, die bei einem Magnetband verwendeten Bandführungen auszuwechseln, um sie den verschiedenen Bandabmessungen anzupassen. Gemäß der Erfindung wird eine wandelbare Bandführung vorgesehen, die einen Teil des pneumatischen Systems bildet.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Grundrißdarstellung der Montageplatte einer Antriebsvorrichtung für einen bandförmigen, umspulbaren Aufzeichnungsträger gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt schematisch ein pneumatisches System zum Abfühlen des Spulenendes;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des bei dem System nach Fig. 2 verwendeten Umsetzers;

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Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines pneumatischen Bandspannungsregelsystems;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer wandelbaren Bandführung;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 von Fig. 5;.

Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung eines pneumatischen Umsetzers; . , .

Fig. 8 ist eine Obefansicht, teilweise geschnitten, des Umsetzers gemäß Fig. 7;

Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform eines pneumatischen Umsetzers, und

Fig. 10 ist eine Schnittansicht des Umsetzers gemäß Fig. 9.

Die Bandtransporteinrichtung gemäß Fig. 1 enthält eine Montageplatte 11, die eine Abwickel- und eine Aufwickelspule 12 bzw. 13 trägt. Jede dieser Spulen ist auf einem Drehteller angebracht, der mit einer geeigneten Antriebseinrichtung, z. B. einem Elektromotor (nicht dargestellt), versehen ist. Das Band läuft von der Abwickelspule 12 über Führangszapfen 14. Ein Ende des Bandfühlzapfens 16 ist zwischen dem Führungszapfen 14 und der Spule 12 angeordnet; er ist derart angebracht, daß er von dem Magnetband berührt wird, sobald die Abwickelspule 12 leer ist. Wenn die Abwickelspule leer ist, so geht die Richtung des Bandes tangential auf ihren Kern hin; dabei läuft das Band an dem Zapfen 16 vorbei.

Das Band läuft nach Verlassen des Führungszapfens 14 über einen anderen Führungszapfen 17, von da aus über die Antriebsrolle 18, eine Wenderolle 19, auf der anderen Seite der Antriebsrolle 18 vorbei und über einen Führangszapfen 21. Die dargestellte Antriebsrollenanordnung mit geschlossener Bandschleife macht die Bandlänge zwischen der Antriebsrolle und der benachbarten Laufrolle äußerst gering.

Beim Verlassen, des Führungszapfens 21 läuft das Band über den Führungszapfen 22 und auf die Aufwickelspule 13. Zwischen dem Führangszapfen 22 und der Spule 13 ist ein zweiter Bandfühlzapfen 23 vorgesehen; er wirkt im Zusammenhang mit dem anderen Bandende in ähnlicher Weise wie der Zapfen 16.

In Fig.. 2 ist eine Schemadarstellung des Systems zur Abfühlung des Spulenendes gegeben. Das Band 24 verläuft in der unmittelbaren Nachbarschaft der beiden Zapfen 16 und 23. Das mit dem Zapfen 16 verbundene Bandstück befindet sich relativ nahe an der in der benachbarten Fläche des Zapfens gebildeten Mündung 26, wogegen das Band in einem erheblichen Abstand von der Mündung 27 in dem Zapfen 23 angeordnet ist, woraus sich ergibt, daß die Spule 12 nahezu leer ist. Die Mündungen 26 und 27 sind durch Luftleitungen 28 und 29 mit einem Druckwandler 31 verbunden. Durch die Öffnung 32 wird Luft eingeführt. Eine (nicht dargestellte) Mündung kann in der Speiseleitung 34 vorgesehen sein, die zu dem Wandler führt und dazu dient, zu gewährleisten, daß Luft in einer praktisch konstanten Menge eingespeist wird. Wenn die Bänder abgenommen sind, hat der Druck in dem Druckwandler einen bestimmten Wert. Verläuft dagegen das Band in der Nähe der einen oder anderen Öffnung, so wird die Luftmenge, die aus der Öffnung ausfließt, kleiner. Der Druck auf die Kugel 36 bewirkt dann eine Bewegung der Kugel, derart, daß der gegenüberliegende Durchgang abgesperrt wird und der Druck zunimmt. In die Leitung 38 ist ein geeigneter Umsetzer oder Wandler 37 eingeschaltet. Der Druckwandler kann z. B. ein Gehäuse mit Kammern 39 und 40 (Fig. 3) aufweisen, die durch eine bewegliche Membran 42 getrennt sind. Die Leitung 38 ist mit der Kammer 39 auf der einen Seite der Membran verbunden. Wenn der Druck in der Kammer 39 zunimmt, bewegt sich die Membran, um den Schalter 41 zu betätigen, der mit der Funktionskontrolleinrichtung des Gerätes verbunden ist. In Abhängigkeit von ihm schaltet die Funktionskontrolleinrichtung die verschiedenen Antriebe aus.

Damit ist also ein pneumatisches System zum Erfühlen des Spulenendes geschaffen, das aus einer Druckluftquelle betrieben wird und einen druckbetätigten Schalter zur Bildung eines Steuersignals zum Steuern der Arbeitsweise des Gerätes enthält.

In Fig. 4 ist. ein pneumatisches System für das Spannen des Bandes und zum Abfühlen eines gerissenen Bandes dargestellt. Die Bandführungen 14 und 22 sind mit Öffnungen 51 bzw. 52 versehen, von denen jede mit einer druckempfindlichen Einrichtung verbunden ist. Es wird hier eine vollständige Beschreibung einer geeigneten druckempfindlichen Einrichtung gegeben. In Fig. 4 ist zum Zweck der Erläuterung eine solche Einrichtung 53 schematisch darge-

a5 stellt. Die druckempfindliche Einrichtung kann beispielsweise eine biegsame Membran 54 aufweisen, die zwischen Kammerteilen56 und 57 enthalten ist. Hierdurch werden zwei Druckkammern 58 und 59 gebildet. Diesen Kammern wird Luft aus einem Verteiler 61 zugeführt. Vorzugsweise wird die Luft über eine (nicht dargestellte) Öffnung eingespeist, welche die Luftmenge begrenzt. Die Kammer 58 ist durch eine Leitung 62 mit der Öffnung 51 verbunden. Es strömt also Luft durch die Leitung 62 und durch die Miindung 51 ins Freie. Die aus der Mündung ausströmende Luft bildet einen Luftfilm unter dem Band, der gewissermaßen zur Schmierung des Bandes dient, wenn er über dem Führungszapfen läuft. Die Schmierung erfolgt in Form eines dünnen Luftfilms, der das Band und den Führangszapfen trennt. Der Druck in der Kammer 58 ist abhängig von der Spannung des Bandes über dem Führangszapfen 14. Wenn die Bandspannung zunimmt, nimmt auch der Druck zu; der Druck in der Kammer 58 erhöht sich dann gleichfalls. Auf die Kammer 59 wird ein Bezugsdruck übertragen. Dieser Kammer wird aus einer mit dem Luftzufuhrverteiler 61 verbundenen Öffnung Luft zugeführt. Eine druckbestimmende Vorrichtung 63, die hier näher beschrieben werden soll, ist mit der Kammer verbunden und hält in der Kammer 59 einen vorbestimmten Druck aufrecht. Die Vorrichtung 63 kann so eingestellt werden, daß sich ein Druck ergibt, der einer gegebenen, hierauf bezogenen Bandspannung entspricht. Jede Bandspannungsabweichung des an der Öffnung 51 vorbeilaufenden Bandes äußert sich als Änderung des Druckes in der Kammer 58 und bewirkt eine entsprechende Verformung der Membran 54.

Die Membran ist so angeordnet, daß sie ein Signal erzeugt, daß auf die Bewegung der Membran bezogen ist. Zum Beispiel kann ein Verschluß 66 an der Membran angebracht werden, der zum Steuern der durch die Öffnung 68 hindurchtretenden Lichtmenge aus der Lichtquelle 67 dient. Dieser Verschluß dient zum Steuern der auf die fotoelektrische Zelle 69 auftreffenden Lichtmenge.

In ähnlicher Weise sind zwei Druckkammern 71 und 72 zum Steuern des über die Führung 22 kufen-

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den Bandes vorgesehen. Es wird also Luft aus dem Verteiler 61 durch Öffnungen zu den Kammern 71 und 72 geführt. Ein Bezugsdruck wird durch die mit einer der Kammern verbundene Einrichtung 73 aufrechterhalten, und die Öffnung 52 ist durch die Leitung 74 mit der anderen Kammer verbunden.

Das elektrische Signal aus den lichtempfindlichen Zellen wird durch Verstärker 76 a und 76 b verstärkt und an Kraftverstärker 79 α und 79 b gelegt. Schwankungen oder Verschiedenheiten des Ausganges der lichtempfindlichen Zellen, die mit beiden Bandführungen verbunden sind, dienen zur Änderung des zu den Motoren 81a bzw. 81 b zugeführten Energiebetrages, welche die Abwickelspule und die Aufwickelspule antreiben. Durch Steuern des zu den Motoren zugeführten Energiebetrages wird das auf die Spulen übertragene Drehmoment und demzufolge die Spannung des Bandes gesteuert.

Damit ist ein pneumatisches System geschaffen, das Bandspannungsänderungen abführt und selbsttätig die an den jeweiligen Drehtellermotor angelegte Energie steuert, um auf diese Weise das Drehmoment und damit die Bandspannung zu beeinflussen.

Gemäß der Erfindung können die Bandführungen 14 und 22 so ausgebildet sein, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt. Jede enthält ein Formstück, dessen Querschnitt 6-6 auf zwei Seiten von einem Teil einer Ellipse begrenzt ist; die entsprechenden Flächen 86, 87 sind diametral zueinander angeordnet und haben verschiedene Breite. Jede dieser Flächen weist eine Mündung 88 α, 88 b auf, die durch die Öffnungen 89 α, 89 b mit einer Speiseleitung 91 verbunden sind, welche der Leitung 62 bzw. 74 entspricht. Es ist ersichtlich, daß die Führung so angeordnet ist, daß die Spitze oder das Ende der Speiseleitung 91 innerhalb des Rohrteiles 89 a, das mit der Bandmündung verbunden ist, tiefer liegt. Die Vorrichtung ist mit einer Feder 92 vorgespannt und kann angehoben und gedreht werden, so daß das Rohr 89 b an der Leitung 91 zu liegen kommt. Auf diese Weise wird die Bandführung nicht nur von einer Bandabmessung auf eine andere umgestellt, sondern sie wird auch durch das nach oben reichende zapfenähnliche Ende der Rohrleitung genau ausgerichtet. Außerdem verbindet diese Änderung die Speiseleitung 91 mit der neuen Mündung oder Öffnung 88 b. Damit ist also eine umwandelbare Bandführung geschaffen, die mit einer Luftschmierung und einer pneumatischen Bandspannungsabfühlung verbunden ist.

In Fig. 7 und 8 ist ein Druckwandler, wie er in Fig. 4 schematisch angedeutet ist, mit seinen Einzelheiten dargestellt. Im oberen Teil der Fig. 7 ist zu erkennen, daß der Druckwandler einen oberen Wandungsteil 101 besitzt, der mit einem unteren Wandungsteil 102 zusammenpaßt, um eine Kammer 103 zu bilden. Diese ist durch eine biegsame Membran 107 in Teilkammern 104 und 106 unterteilt. Der Umfangsrand der Membran ist zwischen den Wandungsteilen 101 und 102 in geeigneter Weise befestigt. Ein Stab 108 ist an der Membran befestigt und reicht durch die Buchse 109 hindurch. Das freie Ende des Stabes trägt einen Verschluß 111 α bzw. IUb, der die aus der Lichtquelle 112 stammende Lichtmenge steuert, die durch die Öffnung 113 α bzw. 113 b auf die lichtempfindliche Zelle 114 fällt.

Von einer Speiseleitung aus wird der unteren Kammer 106 Luft zugeführt. Zur Regelung des Druckes in der Kammer 106 dient ein Druckentlastungsventil

116. Dieses kann eine federbelastete Kugel 117 enthalten, die durch die Feder 119 gegen einen Dichtsitz 118 gedrückt wird. Durch Einstellen des Federdruckes, beispielsweise durch Drehung der Einstellschraube 121, läßt sich der Druckbetrag im Zylinder 106 steuern. Überschreitet der Druck den so vorbestimmten Wert, so hebt er die Kugel an und läßt Luft entweichen, um den Druck zu verkleinern. Der Leitungsanschluß für die Luftzufuhr ist in Fig. 8 mit 122 bezeichnet. Der oberen Kammer 104 wird durch die Armatur 123 Druck zugeführt. Die Armatur steht in Verbindung mit der oben beschriebenen Öffnung. Der Druck in der Kammer ist abhängig von der Abstandsnähe des Magnetbandes gegenüber der Mündung, die wiederum durch die Bandzugspannung gesteuert wird. Ein Ende des Stabes 108 trägt einen Knopf 126, der mit dem Schalterknopf 127 zur Anlage kommen kann. Bewegt sich beispielsweise die Membran nach oben, so wird der Druck in der Kammer 104 verkleinert. Diese Druckverkleinerung kann auftreten, wenn das Band reißt und die zugehörige Öffnung weit offen ist. Der Schalter 128 ist mit der Steuereinrichtung des Gerätes verbunden und dient zum Ausschalten der Apparatur, um eine ungeregelte Abwicklung des Bandes infolge eines Bandrisses zu verhindern.

Im unteren Teil der Fig. 7 ist ein zweiter Druckwandler dargestellt. Da die Bauteile dieses Druckwandlers die gleichen sind wie oben beschrieben, ist dieser Druckwandler mit denselben Bezugszeichen versehen. Es ist zu beobachten, daß bei dem hier gezeigten Druckwandler der Druck in der Kammer 103 beträchtlich vergrößert ist, wodurch angezeigt wird, daß die Bandspannung relativ groß ist. Der Verschluß lila schließt die Öffnung 113α vollständig und bewirkt so die Verkleinerung oder fast vollständige Abschirmung der Speisung des zugehörigen Drehtellermotors, wodurch eine Verkleinerung der Bandspannung ermöglicht wird.

In Fig. 9 und 10 ist ein zur Verwendung beim Gegenstand der Erfindung geeigneter Druckwandler dargestellt. Dieser enthält eine Kammer 131, die durch die Teile 132 und 133 des Körpers gebildet ist. Die Kammer 131 ist durch die Membran 137 in zwei Kammern 134 und 136 unterteilt. Die Membran ist längs ihres Umfanges dicht mit den benachbarten Teilen 132 und 133 verbunden. Auf einer Seite der Membran wird ein konstanter Luftdruck aufrechterhalten, während die andere Seite der Membran mit einer entsprechenden Öffnung verbunden ist. Durch Einstellen des Bezugsluftdruckes bewegt sich die Membran, sobald die Bandspannung von einem vorbestimmten Wert abweicht.

Bei diesem Gerät ist die Membran mit einem Verschlußorgan 138 mit gitterartigem Aufbau in Form von mehreren parallelen Schlitzen verbunden. Das Verschlußorgan 138 erstreckt sich nach oben und wird zwischen zwei weiteren Verschlußorganen 141 und 142 aufgenommen. Die Verschlußorgane 141 und 142 tragen gleichfalls mehrere parallele Schlitze 143, die, wenn sich das Verschlußorgan 138 in der richtigen Stellung befindet, sich mit den Schlitzen des Verschlußorgans 138 decken, so daß sie Licht durchlassen. Bei Abweichungen aus dieser Relativstellung aber überlappen sich die Schlitze teilweise und ergeben eine verhältnismäßig scharfe Abschaltcharakteristik. Ein Verschluß dieser Art arbeitet, verglichen mit der Verschlußart nach Fig. 7 und 8, bereits bei einer äußerst geringen Bewegung.

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Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Antriebsvorrichtung für einen bandförmigen, zwischen angetriebenen Ab- und Aufwickelspulen umspulbaren Aufzeichnungsträger, der über Füh- · rungszapfen mit Luftaustrittsöffnungen geführt ist, derart, daß die unter Überdruck austretende Luft unter dem Band ein Luftkissen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß in die Luftzuführung (34) zu jeder dieser Luftaustrittsöffnungen (26, 27) eine druckempfindliche Einrichtung (31, 53) zur Bildung eines Signals eingefügt ist und daß auf das Signal ansprechende Einrichtungen (41, 66 bis 69, 111 bis 114) zur Steuerung der dem Antrieb der jeweiligen Spule (12, 13) zugeführten Energie vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Einrichtung (53) eine Kammer mit einer Membran (54) aufweist, zu deren einer Seite (59) ein im wesentliehen konstanter Druck zugeführt wird, und daß die andere Seite (58) der Membran mit der Speiseleitung (62) verbunden ist und daß weiterhin eine auf Bewegungen der Membran ansprechende Einrichtung (66 bis 69) vorgesehen ist, die dazu dient, ein von der Differenz der Drücke auf beiden Membranseiten abhängiges Ausgangssignal zu bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Bewegungen der Membran ansprechende Einrichtung eine Lichtquelle (67), ein lichtempfindliches Element (69) und einen beweglichen Lichtverschluß (66) aufweist, der mit der Membran (58) verbunden ist und dazu dient, in Abhängigkeit von Bewegungen der Membran den auf das lichtempfindliche Element auftreffenden Lichtbetrag zu steuern.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Einrichtung (31, 53) auch auf eine Abwesenheit des Druckes oder einen Druckausfall anspricht, um ein Steuersignal zum Ausschalten des Gerätes zu bilden.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen das Spulenende abfühlenden Zapfen (16, 23) in der Nähe einer jeden der erwähnten Spulen (12, 13) aufweist, der mit einer Spulenendöffnung (26, 27) versehen ist, und daß dieser Zapfen so angeordnet ist, daß die Mündung durch das sich zwischen dem benachbarten Führungszapfen (14, 26) und der Spule (12, 13) erstreckende Magnetband (24) geschlossen wird, wenn das Bandstück am Ende der entsprechenden Spule liegt, daß der Spulenendöffnung (26, 27) Luft zugeführt wird, wobei mit der Luftzuführung eine druckempfindliche Einrichtung (31, 53) verbunden ist, die dazu dient, ein Steuersignal zu bilden, wenn die Öffnung geschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Führungszapfen (14, 22) zwei Führungsflächen (86, 87) zur Führung eines Bandes von verschiedener Breite aufweist, deren Öffnungen (86, 87) mit je einem Kanal (89 a, 89 b) in Verbindung stehen, und daß die Führungszapfen (14, 22) drehbar angeordnet sind, so daß die durch die Bandbreite vorgegebene Führungsfläche (86, 87) mit der Speiseleitung (91) zum Eingriff gebracht werden kann.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Druckwandler mit einem beweglichen, mit der Membran verbundenen Verschluß (138), dessen beweglicher gitterartiger Aufbau mit einem festen gitterartigen Aufbau zusammenwirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 944 902;
USA.-Patentschriften Nr. 2 612 566, 2 778 634.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

©209 580/219 5.62