DE1774206A1

DE1774206A1 - Antriebsvorrichtung fuer streifenfoermige Aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE1774206A1
Application number: DE19681774206
Authority: DE
Inventors: Brikowski Harold J; Tommy Tyler
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1967-05-04
Filing date: 1968-05-02
Publication date: 1971-07-08
Also published as: FR1565160A; US3519215A; NL6806326A; GB1167684A

Description

04-3495 Ge Frankfurt am Main,

^den '-?. MA11088

HONEYWELL INC.
2701 Fourth Avenue South
Minneapolis, Minn., USA

Antriebsvorrichtung für streifenförmige Aufzeichnungsträger

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für streifenförmige, von einer Vorratsspule auf eine Aufwickelspule umspulbare Aufzeichnungsträger unter Verwendung am äußeren Umfang der auf den beiden Spulen befindlichen Wickel federnd anliegender, durc. einen Motor antreibbarer Antriebsrollen. Bei bekannten Antriebsvorrichtungen dieser Art hat sich gezeigt, daß durch den Druck der Antriebsrolle auf den Wickel der Vorratsspule sich in dieser eine gewisse Lose der oben liegenden Windungen des Schreibstreifens ergibt, so daß dieser unter Umständen nicht mehr genau rechtwinklig zur Spulenachse von dieser aMäuft. Hierdurch ergeben sich Schwierigkeiten bei der Führung des Aufzeichnungsträgers im Gerät, beispielsweise einem Registriergerät, die unter Umständen zu Beschädigungen des Schreibstreifens oder gar zum Abreißen führen können.

Um diese Mangel zu beseitigen, ist die Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine vom Motor angetriebene auf die der Vorratsspule zugeordnete

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Antriebsrolle einwirkende Vorrichtung, welche den Druck dieser Rolle gegen die Spule in periodischen Abständen verringert. Hierdurch wird der Wickel auf der Vorratsspule auch bei im Zuge des Abwickeins kleiner werdendem Durchmesser straff gehalten, so daß die oben geschilder ten Störungen nicht auftreten. Wenn auch die Erfindung in erster Linie für den Antrieb von Aufzeichnungsträgern vorgesehen ist, so ist doch ohne weiteres ersichtlich, daß sie auch beim Antrieb anderer strelfenförmlger Bahnen mit Vorteil eingesetzt werden kann.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Antriebsrollen und/oder die Kraftübertragungsraittei derart ausgebildet, daß die Antriebsrollen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit in der gleichen Richtung umlaufen. Hierdurch wird der Aufzeichnungsträger unter einer vorgegebenen und gegebenenfalls einstellbaren Spannung gehalten. ·

Nach einem weiteren die Erfindung ausgestaltenden Merkmal ist die Drehrichtung des Motors oder des Getriebes umkehr bar und bei umgekehrter Drehrichtung verringert eine auf die der Aufwickelspule zugeordnete Antriebsrolle einwirken de Vorrichtung der Druck gegen die Aufwickelspule in periodischen Abständen. Die erfindungsgemäS© Verbesserung des Schreibstreifenantriebs ist also in beiden AntrleÖSrichtungen, d.h. auch beim Zurückspulen, wirksam.

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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten werden nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Hierin zeigt

Figur 1 die lagemäßige Zuordnung der beiden Figuren IA und IB, welche zusammen eine perspektivische Darstellung der Antriebsvorrichtung in auseinandergezogener Darstellung wiedergeben;

Figur 2 zeigt die Antriebsvorrichtung gemäß Figur IB von links gesehen in einem Zustand, in dem die Vorratsspule voll und die AufwickeIspule nahezu leer ist;

Figur 3 zeigt eine ähnliche aber vereinfachte Dar-

stellung, und zwar in ausgezogenen Linien, die Lage der Teile, wenn die Vorratsspule nahezu leer und die Aufwickelspule voll ist sowie in gestrichelten Linien die Lage der Teile, wenn die Vorratsspule voll und die Aufwickelspule nahezu leer ist.

Figur 4 zeigt schematisch die Antriebs- und Kraftübertragungsmittel,

Figur 5 einen Querschnitt durch die Hohlwelle für die Vorratsspule und

Figur β einen Querschnitt der Hohlwelle für die Aufwickelspule.

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In den Figuren IA, IB und 4 erkennt man einen Elektromotor 10 mit umkehrbarer Drehrichtung, auf dessen Welle 12 zwei Riemenscheiben 14 und 16 befestigt sind. Die Riemenscheibe 14 treibt einen Riemen 18 an, der über eine Rolle 20 und die Welle 22 den Tachometerdynamo 24 in Umdrehung versetzt. Die Riemenscheiben und Riemen kämmen aufeinander, d.h. die Riemenscheiben sind mit einer Verzahnung versehen und die Riemen als Zahnriemen ausgebildet. Die andere Riemenscheibe 16 treibt über den Riemen 26 ein Getrieberad 28 an, dessen Drehung unmittelbar auf einen Satz ständig im Eingriff befindlicher Getrieberäder 30, 38, 40, 42, 46, 48, 50 und 52 übertragen wird. Diese Getrieberäder haben paarweise unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse, so daß durch wahlweises Einschalten einer der drei elektrischen Kupplungen 34, 44 oder 54 die Welle 36 durch den Motor 10 mit einer von drei einstellbaren Übersetzungsverhältnissen angetrieben werden kann. Die Drehzahl des Motors 10 kann ebenfalls einstellbar sein, so daß der Registrierstreifen 112 beispielsweise mit Geschwindigkeiten zwischen 0,25 und 400 cm pro Sekunde fortbewegt werden kann*

Vom Ausgangsrad 32 der Welle 36 überträgt ein Riemen 56 (vgl. Figur 4) die Drehbewegung auf die Scheibe 62« die über eine Einwegkupplung auf der Welle 64 befestigt 1st. Ein Getrieberad 68 läuft mit der Scheibe 62 um und treibt das Rad 70 an, welches seinerseits die Helle 72 der An-

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triebsrolle fk in Drehung versetzt, die der Vorratsspule 126 zugeordnet ist.

Mit der Scheibe 72 drehen sich gleichzeitig das Getrieberad 68 und die Scheibe 76. Von der Scheibe 76 wird über den Riemen 78 die Riemenscheibe 86 angetrieben, die auf der Achse 82 der Antriebsrolle 84 für die Aufwickelspule sitzt. Eine Einwegkupplung 86 zwischen der Riemenscheibe 80 und der Welle 82 sorgt dafür, daß die Antriebsrolle für die Aufwickelspule nur in der einen Drehrichtung des Motors angetrieben wird. Die Riemenscheibe 76 ist ferner Über den Riemen 88 mit der Scheibe 90 verbunden, welche auf der Achse 92 der Aufzeichnungsrolle 94 befestigt ist. Die Riemenscheibe 90 enthält ebenfalls eine Einwegkupplung aus demselben Grund wie die Kupplung 86 in der Riemenscheibe 80. Der Motor 10 kann beispielsweise ein Gleichstrom-Nebenschlußmotor von 0,3 PS sein, und Figur 4 zeigt schematisch, wie seine Drehzahl mit Hilfe einer Servo-Einrichtung bestehend aus einem Drehzahlregler 98* einer Vergleichsanordnung 100, einem Tachometerdynamo 24 und dessen bereits anhand von Figur IA erwähntem Antrieb 22, 20, l8, 14 und

Die

auf die gewünschte Drehzahl eingestellt werden kann./Vergleichsanordnung 100 vergleicht die am Drehzahleinsteller 98 eingestellte Spannung mit der Ausgangsspannung des Tachometerdynamos 24 und steuert mit dom Differenzsignal den Phasenwinkel der dem Motor 10 über die Leitung I08 zugeführten pulsierenden Gleichspannung.

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Wie die Figuren IA und IB zeigen, ist die Aufwickelspule 110 des Schreibstreifens 112 um eine rohrförmige Hülse 114, beispielsweise aus Pappe, gewickelt, die auf einer Halterung mit der Aufwickel-Hohlwelle Il6 befestigt ist. Die Hohlwelle 116 ist in Trägern 118 und 120 drehbar gelagert, die ihrerseits an den Seitenwänden 122 und 124 befestigt sind.

Aus Figur 6 ist ersichtlich, daß die Aufwickelwelle 116 eine hülsenförmige Rolle llöa, eine Welle Il6b, zwei Endhülsen Il6c und llöd, eine Gleithülse Il6e, Kugellager Il6f und Il6g, eine Rollenkupplung Höh sowie Federkupplungen Il6i und Il6j umfaßt. Sinn dieser Kupplungen ist es, einen Freilauf der Walze Il6a in der einen Richtung zu ermöglichen aber einer Drehung in Gegenrichtung einen Widerstand entgegenzusetzen.

Die Vorratsspule 12β des Aufzeichnungsträgers 112 umgibt eine Hülse 128, ähnlich der Hülse 114, und ist auf der Hohlwelle I30 befestigt. Die Vorratshohlwelle 130 umfaßt, wie Figur 5 zeigt, eine hUlsenförmige Rolle 130a, eine Welle 130b, zwei Endbuchsen 130 c und l^Od, eine freilaufende Hülse 130e, ein Kugellager 130f, eine Rollenkupplung 130g vom Torrington-Typ, eine Federkupplung 130h, einen Haltering 13Oi, Federstifte I3OJ und 130k sowie eine Kernverriegelung I30I,um die Hülse 128 auf der Rolle 130a festzuhalten.

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Diese Kupplungen dienen dem gleichen Zweck wie jene in der Aufwickelspul-Hohlwelle 116.

Die Vorratshohlwelle 1J50 ist mit ihren Enden in Schlitzen Ijj6 und 138 der Lagerteile 152 und Ijj4 zu beiden Seiten der Wiege l4o gelagert, die um die Achse 64 kippbar ist. Das Herauskippen der Wiege l4o nach vorn erleichtert das Einsetzen einer neuen Vorratsrolle. Die Achse J>2 der Antriebsrolle 84 für die Aufwickelspule wird von einer Lagerung getragen, welche zwei Kipparme 142 und 144 sowie eine mit diesen einstückigen Verbindungssteg 146 aufweist. Die Arme 142 und 144 sind ebenfalls um die Achse 64 schwenkbar, und die Antriebsrolle 84 wird durch eine am Arm 142 angreifende Feder 147 elastisch gegen die Aufwickelspule 110 gedrückt.

Die Achse 72 der Antriebsrolle 74 für die Vorratsrolle I26 ist in ähnlicher Weise auf zwei Schwenkarmen I50 und 152 gelagert, die über den Verbindungssteg 154 miteinander verbunden sind. Die Feder l47 wirkt auch auf den Arm I50 ein und drückt die Rolle 74 gegen die Vorratsspule 126. Die Antriebsrollen 74 und 84 liegen also normalerweise am Außenumfang der Vorratsspule 126 bzw. der Aufwickel-8pule 110 an.

Im folgenden wird die vom Motor angetriebene Vorrichtung zum periodischen Reduzieren des von den Antriebsrollen auf die betreffende Spule ausgeübten Druckes beschrieben.

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Wie man aus Figur IB erkennt, ist an dem Verbindungssteg 146 ein Arm I56 befestigt. Ein Drehzapfen I58 ragt durch den Arm 156 und das eine Ende einer Zahnstange 160 hindurch. Das andere Ende der Zahnstange wird von einem drehbaren Kugellager I62 gehalten, das seinerseits an einer Seitenwand 14^ des Rahmens für das Registriergerät befestigt ist. (Vgl. Pig. Z) An dem einen Ende des anderen VerbindungsSteges 15# ist ebenfalls ein Arm 164 befestigt, der durch einen Drehzapfen I66 mit einer zweiten Zahnstange I68 verbunden ist. Das andere Ende dieser zweiten Zahnstange wird von einer Kugellagerung getragen, die ebenfalls an der Seitenwand 14^ befestigt ist. Die Zahnstange 160 kämmt mit einem Zahnrad 172 und die Zahnstange 168 mit einem ähnlichen Zahnrad 174.

Eine Zahnstangen-Antriebswelle I76 trägt die Zahnräder 172 und 174 sowie zwei elektrische Kupplungen I78 und 180, die entweder das Zahnrad 172 oder das Zahnrad 17* in Jeweils einer Drehrichtung mit der Welle VfS kuppeln. An dem einen Ende der Welle I76 ist ein Schwenkarm befestigt, dessen anderes Ende die Achse 184 für die Abtastrolle 186 trägt. Der Schwenkarm l82 let «it Hilfe der Feder I87 derart vorgespannt, daß die Rolle I86 *■ : Umfang der von der Achse 158 getragenen Nockenscheibe -.

188 anliegt. Mittels einer Kupplung 190 kann die Noeken- . | scheibe 188 mit der Achse Ijj8 in Eingriff gebracht werden.

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. Dies hängt von der Stellung eines Steuerschalters ab, der eine Spannung an die Leitungen 192 legt. Ist die Kupplung 190 eingerückt, so dreht sich die Nockenscheibe 188 mit der Geschwindigkeit der Achse I38, auf welcher das Zahnrad 48 befestigt ist. Dieses dreht sich sobald der Motor läuft. Die Drehzahl hängt dabei davon ab, welche der Magnetkupplungen Jh, 44 und 54 erregt ist.

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Wie die Figuren IA, IB und 2 zeigen, läuft/Aufzeichnungsträger von der Vorratsspule 126 über die Aufzeichnungsrolle 94 zur Aufwickelspule 110. Eine durch eine Feder 202 vorgespannte Rolle 200 drückt den Aufzeichnungsträger gegen die Aufzeichnungsrolle'94. Das Umspulen des Aufzeichnungsträgers von der Vorratsspule 126 auf die Aufwickelspule 110 erfolgt folgendermaßen:

Wird der Motor 10 durch Betätigung eines Schalters in der Motorsteuerschaltung in Vorwärtsrichtung angetrieben, so wird die Antriebskraft über die Geschwindigkeitswechselgetriebe 23, 30 usv/., die Welle 36, die Riemenscheibe 32, den Riemen 56 und die Riemenscheibe 62 auf das Zahnrad 68 und die Riemenscheibe 76 übertragen. Die Einwegkupplung und eine ähnliche Kupplung in der Riemenscheibe 90 sind in Vorwärtsrichtung wirksam, so daß sowohl die Antriebsrollen 7k und 84 für die Vorrats- bzw. die Aufwickelspule als auch die Aufzeichnungsrolle 9^ angetrieben werden.

Bei einer erprobten Ausführungsform hat die AufZeichnungsrolle 9^ einen Außendurchmesser von 32,4 mm und die An-

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trlebsrolle 74 für die Vorratsspule 12β einen Aussendurchmesser von 34,9 nun. Hierdurch ergibt sich eine Untersetzung von 6θ:55 zwischen der Aufzeichnungsrolle 94 und der Antriebsrolle 74, so daß die Umfangsge-/ schwindigkeit der Antriebsrolle 74 etwa 1 % kleiner ist als die der Aufzeichnungsrolle 74. Polglich wird der Schreibstreifen zwischen diesen beiden Rollen gespannt gehalten. Die Antriebsrolle 84 für die Aufwickelspule 110 dreht sich mit derselben Geschwindigkeit wie die Aufzeichnungsrolle 94, aber hat einen etwas größeren Durchmesser. Demzufolge ist ihre Umfangsgeschwindigkeit etwa 3 % größer, wodurch auch zwischen diesen beiden Rollen der SchreibstreJLfen gespannt gehalten wird.

Eine nicht dargestellte Schaltung erregt während des Vorwärtslaufs des Motors 10 automatisch die Kupplungen 190 und 180, nicht aber die Kupplung 178. Demzufolge " rotiert die Nockenscheibe I88 und die Achse 176" wird von der Abtastrolle 186 am Ende des Schwenkarm^ I82 hin- und hergeschwenkt. Bewegungen -der Welle XfS im

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Gegenuhrzeigersinn (bezogen auf did Darstellung in Figur IB) werden über die eingeschaltete Kupplung auf das Zahnrad 174 übertragen, welches die Zahnstange f 168 periodisch in einer solchen Richtung bewegt, daß \ die Antriebsrolle 74 von der Vorratsspule 125 wegge- i schwenkt wird und damit periodisch der Druck der Rolle 74 auf die Vorratsspule 126 vorübergehend weggenommen

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wird. Hierdurch vermeidet man, daß sich bei der Verringerung des Durchmessers des Wickels auf der Rolle 128 lose Schichten des Aufzeichnungsträgers bilden.

Da die Kupplung I80 nur in einer Drehrichtung wirksam ist, kann die Zahnstange 1β8 durch die Feder 147 bei der Verringerung des Spulendurchmessers nach innen gezogen werden und der Durchmesserverringerung folgen. Eine ähnliche Wirkung könnte man dadurch erreichen, wenn man bei Verwendung einer normalen elektromagnetischen Kupplung 180 diese periodisch synchron mit der Drehung der Nockenscheibe I88 vorübergehend abschaltet. Die Einwegkupplung innerhalb der Hohlwelle I30 gewährleistet, daß die Vorratsspule 126 nicht völlig freilaufen kann, was während des periodischen Abhebens der Antriebsrolle von der Vorratsspule dazu führen würde, daß der Aufzeichnungsträger während dieser Zeit ungespannt ist.

Wird der Motor in Gegenrichtung betrieben, um den Auf zeichnungsträger von der Aufwickelspule 110 auf die Vor ratsspule 126 zurückzuspulen, so wird die Antriebsrolle .74 wie zuvor jedoch in Gegenrichtung angetrieben. Die Einwegkupplungen in den Riemenscheiben 80 und 90 (vgl. Figur 4) gewährleisten, da3 die Antriebsrolle 84 für die Aufwickelspule und die Aufzeichnungsrolle 94 nicht angetrieben werden. Hierdurch vermeidet man die Schwierigkeit, die sich andernfalls durch die unterschiedlichen Umfangs-

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geschwindigkeiten zur Aufrechterhaltung der Schreibstreifenspannung während des Vorwärtsbetriebs ergeben wUrden. Diese beiden Rollen v/erden deshalb beim Zurückspulen durch die Spannung des Schreibstreifens angetrieben, welche durch die Rückwärtsdrehung der Antriebsrolle 7^ für die Vorratsspule 126 hervorgerufen wird. Die Einwegkupplungen in der Hohlwelle Ιΐβ der Aufwickelspule gewährleistet, daß die Aufwickelspule beim Rückwärtslauf nicht zu schnell läuft. Während des Rücklaufs sind die Kupplungen 190 und I78 eingeschaltet, nicht aber die Kupplung I80. Demzufolge wird die Antriebsrolle 84 für die Aufwickelspule 110 periodisch in der gleichen Weise abgehoben, wie dies zuvor bei Vorwärtsbetrieb für die Antriebsrolle fk geschildert wurde. Auch hier bewirkt das periodische Wegnehmen des Druckes auf die Aufwickelspule, daß sieh keine losen Lagen des Aufzeichnungsträgers während des Abwickeins bilden können.

Wird die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers mit Hilfe der Kupplungen J54, 44 und 54 umgeschaltet, so wird die Kupplung 190 für die Nockenscheibe I88 und die jeweils im Betrieb befindliche der Kupplungen 178 und I80 vorübergehend, beispielsweise für I80 ms , abgeschaltet, um unerwünschte Ubergangseffekte zu vermeiden.

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Claims

Patentansprüche

1. Antriebsvorrichtung für streifenförmiges von einer Vorratsspule auf eine Aufwickelspule umspulbare Aufzeichnungsträger unter Verwendung am äußeren Umfang der auf den beiden Spulen befindlichen Wickel federnd anliegender, durch einen Motor antreibbarer Antriebsrollen, gekennzeichnet durch eine vom Motor (10) angetriebene,, % auf die der Vorratsspule (126) zugeordnete Antriebsrolle (74) einwirkende Vorrichtung (182 - 188, 168), welche den Druck dieser Rolle gegen die Spule in periodischen Abständen verringert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrollen (74, 84) mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit in der gleichen Richtung umlaufen. ä

35. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Motors (10) oder des Getriebes umkehrbar ist und bei umgekehrter Drehrichtung eine auf die der Aufwickelspule (110) zugeordnete Antriebsrolle (84) einwirkende Vorrichtung (182 - 188, l6o) deren Druck gegen die Aufwickelspule in periodischen Abständen verringert.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ^dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebsrollen (74,84) von Trägern (150,152 bzw. 142, 144) gehalten werden, die um eine gemeinsame Achse (64) schwenkbar sind.

5. Vorricht ung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung der Vorratsspule (126) die Enden einer Hohlwelle (128) in Schlitze (136,138) gegenüberliegender Seitenteile (132,134) einer Wiege (l4o) eingesetzt sind, welche um die gleiche Achse (64) schwenkbar ist wie die Antriebsrollen (74,84). ■ .

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß eine an dem sich zwischen der Vorratsspule (126) und der Aufwickelspule (110) erstreckenden Teil des Aufzeichnungsträgers (112) anliegende Aufzeichnungsrolle (74) von zwei Seitenwänden der Wiege (l4o) gehalten und vom Motor (10) in derselben Richtung angetrieben wird wie die Antriebsrollen (74,84).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichne t, daß zum periodischen Abheben der Antriebsrolle (74) für die Vorratsspule (126) eine den Träger (152) für die Antriebsrolle schwenkende Zahnstange (168) dient, die mit einem

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Zahnrad (174) in Eingriff ist, welches über eine nur in einer Drehrichtung des Motors (10) oder Getriebes eingeschaltete Kupplung (176) mit Hilfe einer vom Motor angetriebenen Nockenscheibe (188) und einer Abtastrolle (186) periodisch hin- und hergedreht wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, d a durch gekennzeichnet, daß zum periodischen Abheben der Antriebsrolle (84) für die ^

Aufwickelspule (110) eine den Träger (144) für die Antriebsrolle schwenkende Zahnstange (l6o) dient, die mit einem Zahnrad (172) in Eingriff ist, welches über eine nur in einer Drehrichtüng des Motors (10) oder des Getriebes eingeschaltete Kupplung (l8o) mit Hilfe einer vom Motor angetriebenen Nockenscheibe (188) und einer Abtastrolle (186) periodisch hin- und hergedreht wird.

9· Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch '

gekennzeichnet, daß die der Antriebsrolle (74) für die Vorratsspule (126) zugeordnete Kupplung (176) eine elektrische Einwegkupplung ist, welche beim Antrieb des Motors In Vorwärtsrichtung automatisch eingeschaltet wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die der Antriebsrolle (84) für die Aufwickelspule (110) zugeordnete 109828/1596

Kupplung (l8O) eine elektrische Einwegkupplung ist, welche beim Antrieb des Motors in Ruckspulrichtung automatisch eingeschaltet wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Übertragungsweg zwischen dem Motor (10) und der Antriebsrolle (84) für die Aufwickelspule (110) eine

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bei Lauf/des Motors in Rückspulrichtung augekuppelte

Einwegkupplung (80) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 11, dadurch gekennzei chnet, daß" im Übertragungsweg zwischen dem Motor (10) und der Aufzeichnungsrolle (94) eine bei Laufen des Motors in Rückspulrichtung ausgekuppelte Einwegkupplung (90) angeordnet ist.

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