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Vorrichtung zum Transport bandförmiger Aufzeichnungsträger Von einem
Magnetbandgerät für Schreiben und Lesen von Informationen auf bzw. vom Band in elektronischen
Rechnern und anderen Datenverarbeitungsanlagen mit hoher Geschwindigkeit wird eine
extrem genaue und stabile Arbeitsweise verlangt. Die Erfindung bezieht sich auf
eine solche Magnetbandeinrichtung, deren erste Aufgabe es ist, eine Einrichtung
anzubieten, die vollkommen frei von der Möglichkeit der Bandbeschädigung ist, und
deren zweiter Zweck darin besteht, eine leicht zu steuernde, billige Einrichtung
von einfachem Aufbau zu schaffen. Jede Beschädigung eines Magnetbandes ergibt einen
unersetzlichen Verlust der kostbaren, auf dem Band aufgezeichneten Informationen.
Daher sollte eine Einrichtung mit Andruckrollen, die in F i g. 1 gezeigt ist, bei
der die Beschädigung der Bänder so häufig ist, daß sie nicht unbeachtet gelassen
werden kann, vermieden werden. In F i g.1 bezeichnen die Positionen 1 und 2 die
Antriebsrollen, die in entgegengesetzten Richtungen zueinander rotieren. Ferner
sind jeweils gegenüberliegende Andruckrollen 3 und 4 vorgesehen. Beim Bandtransport
in die positive oder negative Richtung wird eine der beiden Andruckrollen gegen
die gegenüberliegende Antriebsrolle gepreßt, wogegen beim Bremsen des Bandes der
Druck der Andruckrollen gelöst wird und eine Andruckvorrichtung 6 gegen den Bremsschuh
5 gepreßt wird, um das Band sehr schnell anzuhalten. Im allgemeinen werden die Andruckrolle
und die Andruckvorrichtung für die Bremszwecke durch Elektromagneten 7, 8, 9 und
10 betätigt. Der größte Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß bei gleichzeitiger
Betätigung der Elektromagneten 7 und 8 zur Ansteuerung der Andruckrollen 3 und 4
mit den Bremsmagneten 9 und 10 durch einen Fehler in der Steuerung das Magnetband
in beiden Richtungen stark gedehnt wird, bis es beschädigt oder gerissen ist: Darüber
hinaus besteht bei dieser Einrichtung, bei der das Band zwischen einer Bandandruckrolle
und einer Antriebsrolle eingepreßt ist, der Nachteil, daß das Gerät leicht durch
Staub und anderes beeinträchtigt wird, so daß es zur Erhaltung eines einwandfreien
Bandzustandes notwendig ist, das Gerät mit größter Sorgfalt zu behandeln.
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Eine früher entwickelte Einrichtung, die diesen Mangel vermeidet,
bedient sich einer einzigen Antriebsrolle. Das Prinzip dieser Einrichtung ist an
Hand eines Beispiels in F i g. 2 gezeigt, in welcher das Band 13 über eine einzige
Antriebsrolle 12 geführt ist und über eine Puffereinrichtung, wie eine Vakuumkammer
14 oder eine Spannrolle, zu den Auf- bzw. Abwickelrollen15 führt. Das Band wird
gestartet oder gebremst, indem die Antriebsrolle in positiver oder negativer Richtung
bewegt bzw. schnell gestoppt wird, so daß auf das Band keine andere äußere Kraft
als die Reibung mit der Antriebsrolle 12 und dem Kopf 16 wirkt. Alle oben beschriebenen,
eine Einrichtung mit Andruckrollen begleitenden Mängel werden durch die Verwendung
einer einzigen Antriebsrolle vermieden. Eine eine einzige Antriebsrolle verwendende
Einrichtung ist damit ohne Frage eine ideale Art eines Bandtransportsystems.
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Durch die deutsche Auslegeschrift 1191125 und die britische
Patentschrift 839 464 sind bereits Magnetbandantriebe bekannt, bei welchen zur Bandrichtungswahl
eine beweglich auf einem Halter befestigte Andruckrolle gegen eine von zwei ständig
und gleichförmig in zueinander entgegengesetzter Richtung rotierenden Antriebsrollen
gepreßt wird. Bei ihnen ist aber lediglich die Gefahr beseitigt, daß das Band von
den beiden ständig in entgegengesetzter Richtung rotierenden Rollen nicht gleichzeitig
angetrieben und damit beschädigt wird. Da bei ihnen ferner die beiden ständig in
entgegengesetzter Richtung rotierenden Rollen unmittelbar mit dem Magnetband in
Berührung treten und die durch den Halter schwenkbar gelagerte Rolle nur zum Andrücken
des Magnetbandes an eine dieser beiden ständig rotierenden Rollen dient, sind diese
vorbekannten Magnetbandantriebe nicht in der Lage, das Magnetband durch den Antriebsmechanismus
rasch in einer neutralen Stellung abzubremsen.
Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, die genannten Mängel zu beseitigen und eine besonders aufwandsarme
und zuverlässig arbeitende Vorrichtung zum Transport bandförmiger Aufzeichnungsträger
zu schaffen.
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Die Lösung dieser Aufgabe für eine Vorrichtung zum Transport bandförmiger
Aufzeichnungsträger, insbesondere zum Transport von Magnetbändern in Magnetbandgeräten,
bei der der bandförmige Aufzeichnungsträger mit einer einzigen Antriebsrolle ständig
in Berührung steht und nur durch die Reibungskraft zwischen dem bandförmigen Aufzeichnungsträger
und dieser Antriebsrolle sehr schnell in positive oder negative Richtung beschleunigt
und gebremst wird, besteht erfindungsgemäß darin, daß die Antriebsrolle zum wahlweisen
Ändern ihrer Drehrichtung in einer an sich bekannten Weise zwischen zwei ständig
und gleichförmig in entgegengesetzter Richtung zueinander rotierenden Rollen beweglich
und an jeweils eine von ihnen andrückbar auf einem Halter befestigt angeordnet ist
und daß die Antriebsrolle außerdem derart zwischen Ankern gelagert ist, daß sie
durch deren Betätigung abgebremst und gleichzeitig in eine neutrale Stellung zwischen
den beiden ständig rotierenden Rollen zurückgeholt wird.
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Die Bandtransporteinrichtung nach der Erfindung wird nun im einzelnen
an Hand der F i g. 3 und 4 erläutert. Nach F i g. 3 besitzt die Antriebsrolle 17
eine Achse 18, die leicht und frei drehbar ist. Eine Halterung 19, die die Achse
18 hält, ist auf einer Welle 20 durch Aufschweißen oder Nieten befestigt. Die Welle
20 wird von einem Lager 21 gehalten, das an einem Blech befestigt ist. Am anderen
Ende der Welle ist ein Anker 22 befestigt, der zwei Elektromagneten 23 und 24 gegenüberliegt.
Die an den Wellen 37 und 38 befestigten Rollen 25 bzw. 26 werden beispielsweise
über einen nicht in der Zeichnung aufgeführten Motor über einen geeigneten übertragungsmechanismus
angetrieben, so daß sie ständig mit konstanter Geschwindigkeit in der Richtung der
Pfeile a rotieren.
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Wie in F i g. 4 gezeigt ist, enthält die obenerwähnte Antriebsrolle
drei Stufen, wovon der Teil 27 mit dem größten Durchmesser zur Übertragung der Bewegungsenergie
über die Rollen 25 und 26 benutzt wird. Wenn der Elektromagnet 23 erregt wird, schwenkt
der die Antriebsrolle tragende Halter 19 nach links, so daß die an der Antriebsrolle
montierte Rolle 27 mit der Rolle 25 in Berührung kommt. Damit die Drehbewegung über
diese Berührungsstelle ohne Gleiten übertragen werden kann, ist es vorteilhaft,
daß die berührende äußere Umfangsfläche einer oder beider Rollen und der Antriebsrolle
mit einem Material mit großem Reibungskoeffizienten, wie z. B. Gummi, versehen ist.
Durch diese Berührung beginnt die Antriebsrolle 17 sehr schnell in der Richtung
des Pfeiles b zu rotieren. Das Band 29, das auf der Antriebsrolle 17 hängt,
wird mit einer der Umfangsgeschwindigkeit der Antriebsrolle entsprechenden Geschwindigkeit
infolge seiner Reibung mit der Antriebsrolle transportiert. Zur Vermeidung von Schlupf
zwischen der Antriebsrolle 17 und dem Band 29 erhält das Band eine geeignete
Spannung in Richtung der Pfeile c und die Antriebsrolle 7L7 einen Mantel aus Polyurethangummi
oder einem ähnlichen Material von großer Reibung. Die an das Band angelegte Spannung
stammt von einer Puffereinrichtung des Bandes, wie z. B. einer Vakuumkammer oder
einer Spannrolle. Nun soll die durch die oben beschriebenen Einrichtungen in Drehung
versetzte Antriebsrolle 17 gebremst werden. Wenn der Befehl zur Bremsung des Bandes
empfangen wird, wird zuerst die Erregung des Elektromagneten 23 abgeschaltet. Die
Andruckkraft zwischen der Rolle 27, die mit der Antriebsrolle 17 und der Rolle 25
gekoppelt ist, nimmt sehr schnell ab, sie verschwindet innerhalb einiger tausendstel
Sekunden. Gleichzeitig mit diesem Steuerimpuls arbeitet der Bremsmagnet 30 und zieht
daher an beiden Seiten die Anker 32 und 33, die sich unabhängig voneinander drehen
können, unter Zentrierung der Rundwelle 31 an. Die Enden E und D dieser Anker halten
zwischen sich die mit der Antriebsrolle 17 gekoppelte Rolle 34 fest und geben damit
der Antriebsrolle eine große Dämpfungsreibung, um deren Drehung augenblicklich zu
bremsen.
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Die Polschuhe des Elektromagneten 30 sind so angeordnet, daß die Antriebsrolle
17 beim Anziehen der Anker 32 und 33 in eine neutrale Stellung zwischen den Rollen
25 und 26 gebracht wird, wodurch die Antriebsrolle 17 von der Rolle 25 gelöst und
in der neutralen Stellung gehalten wird. Es wird hierzu bemerkt, daß der Reibungsverschleiß
zwischen der Rolle 34, die mit der Antriebsrolle 17 und den Ankern 32 und 33 verbunden
ist, durch Benutzung einer Kombination von hochverschleißfesten Materialien, wie
z. B. Nylon und Stahl, vermindert werden kann.
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Weiterhin ist bemerkenswert, daß die Anker 32 und 33 mit einer in
F i g. 3. gezeigten Druckfeder 35 arbeiten, um die Antriebsrolle in der neutralen
Stellung zu halten, wenn der Elektromagnet 30 nicht erregt ist. Folglich wird, nachdem
die Antriebsrolle durch Erregung des Elektromagneten 30 in die neutrale Stellung
gebracht ist, die Erregung des Elektromagneten 30 gleich Null. Dadurch wird ein
unnötiger Verbrauch von elektrischer Energie, wie Wärmeerzeugung, für die Erregung
des Elektromagneten verhindert und der Start des Bandtransportes beschleunigt. Es
ist weiterhin erwähnenswert, daß in dieser Erfindung ein Hebel 36 am Halter 19 vorgesehen
ist. Die Breite des T-förmigen Teils des Hebels 36 ist ein wenig kleiner als der
Teil 34 der Antriebsrolle, so daß die Anker 32 und 33 nicht daran gehindert werden,
die Antriebsrolle 28 zu dämpfen. Wenn der Befehl zum Bandtransport empfangen wird,
wird der Elektromagnet 23 erregt. Zu dieser Zeit wird der Anker 32 nur durch die
Kraft 'der Feder 35 gegen die Antriebsrolle angepreßt, wodurch der Hebel
36 den Anker durch die Kraft des Elektromagneten 23 nach links bewegt. Natürlich
dreht sich der Halter 19 auch nach links, aber der Hebel 36 ist, wie in der Figur
gezeigt, so angeordnet, daß der Weg der Linksdrehung der Antriebsrolle immer etwas
kleiner als der Weg der Linksdrehung des Ankers ist. Durch diese Anordnung ist gesichert,
daß die Antriebsrolle 17 mit der Rolle 25 immer erst nach der Lösung von ihrer Berührung
mit dem Anker 32 berührt, d. h., daß die Antriebsrolle 17 niemals gleichzeitig mit
dem Anker 32 und der Rolle 25 arbeitet. Dieselbe Wirkung wird erreicht, wenn der
Bremsmagnet und der Transportmagnet gleichzeitig unbeabsichtigt durch einen Fehler
des Steuersystems erregt werden; dadurch wird sichergestellt, daß die Antriebsrolle
17 nicht unnötig abgenutzt wird. Durch die obige Ausführung ist geklärt worden,
daß in der Einrichtung gemäß der Erfindung nicht nur das Band
selbst
nicht überflüssig abgenutzt wird, sondern daß auch der Antriebsmechanismus vollständig
vor Schäden bewahrt wird. Obgleich oben nur der Fall beschrieben wurde, daß das
Band nach links transportiert wird, so versteht es sich aus dem symmetrischen Aufbau
des Mechanismus dieser Erfindung, daß der Bandtransport in umgekehrter Richtung
auf dieselbe Weise möglich ist.
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Der Antriebsmechanismus der Rollen 25 und 26 ist im einzelnen in der
F i g. 5 gezeigt, in der die Rollen 25 und 26 mit Achsen 37 bzw. 38 verbunden sind.
Position 39 ist die Antriebsrolle eines Motors, 40 eine Führungsrolle, 41 eine Spannrolle,
während die Rollen 43 und 44 mit der Motorantriebsrolle 39 durch einen Riemen 45
gekoppelt sind und immer mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren, wenn der Motor
rotiert. Die F i g. 6 zeigt einen Ansteuerkreis für die Magneten 23, 24 und 30.
Wenn das Signal auf die Klemmen 46 und 48 gegeben wird, wird der Magnet 23 über
die Flip-Flops F1 und F2, das Und-Gatter Al und den Steuerverstärker D1 angesteuert,
worauf das Magnetband vorwärts transportiert wird. Wird das Signal auf die Klemmen
47 und 48 gegeben, wird der Magnet 24 über das Und-Gatter A2 und den Steuerverstärker
D2 betätigt und das Magnetband in die rückwärtige Richtung bewegt. Wenn an die Eingänge
46 und 47 kein Signal gegeben wird, so wird der Bremsmagnet 30 über die Inverter
11 und 12, das Und-Gatter A3, das Flip-Flop F2 und den Verstärker D3 angesteuert
und die Andruckrolle 17 wie oben beschrieben in die neutrale Position zurückgeholt,
worauf der Magnetbandtransport gebremst wird.
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In einem anderen Beispiel einer nur eine Antriebsrolle verwendenden
Einrichtung ist die Welle der Antriebsrolle direkt mit einem kräftigen Gleichstrommotor
gekoppelt, der schnell gestartet und gebremst werden kann. Dieses System übertrifft
im Prinzip alle anderen, nur eine einzige Antriebsrolle verwendenden Einrichtungen.
Auf das Band wirkt keine antreibende Kraft, und die zusammengesetzten Teile und
das System bilden den idealen Aufbau. Es kann insbesondere für die Einrichtungen
mit sehr schneller Bandgeschwindigkeit verwendet werden. Jedoch hat das den Nachteil,
daß dadurch die Magnetbandeinrichtung teurer wird, da zur Steuerung der Geschwindigkeit
sowie zum Starten und Bremsen des Motors in diesem System einige zusätzliche Einrichtungen
notwendig sind. In einem anderen Beispiel einer Einrichtung mit nur einer einzigen
Antriebsrolle sind auf der Welle der Antriebsrolle drei Kupplungen für positive
und negative Richtung und zum Bremsen vorgesehen. Sie dienen dazu, Energie von einer
ständig rotierenden Welle zu übertragen oder abzuschalten. Es ist aber schwierig,
diese Methode bei Einrichtungen mit hoher Geschwindigkeit zu verwenden, da es den
Kupplungen an Zuverlässigkeit mangelt. Diese Methode hat außerdem den anderen Nachteil,
daß die Einrichtungen nicht billig sein können. Im Gegensatz zu diesen Beispielen
hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß sie eine billige Einrichtung anbietet,
da der Aufbau dieser Einrichtung extrem einfach ist.
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Ein Nachteil dieser Erfindung ist, daß die Geschwindigkeit der die
Antriebsrolle beschleunigenden, ständig rotierenden Rolle zu hoch ist und zeitlich
ein leichter Schlupf zwischen Band und Antriebsrolle auftritt. Dadurch ist die Möglichkeit
eines Verschleißes zwischen Antriebsrolle und der Rolle (25, 26) und zwischen der
Antriebsrolle und dem Arm des Ankers, der zum Bremsen vorgesehen ist, gegeben. Solch
ein Nachteil wird jedoch nur bei mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Bandgeräten
oberhalb von 3 m/see auftreten. Bei Geräten mit mittlerer Geschwindigkeit von 1
bis 2 m/sec treten solche Nachteile nicht auf, die die Arbeitsweise im praktischen
Gebrauch beeinflussen.
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Es ist daher der größte Vorteil dieser Erfindung, ein magnetisches
Bandgerät für niedrige und mittlere Geschwindigkeiten zu schaffen, das extrem zuverlässig
und billig ist.