Кассета для магнитной ленты

,м,ДЯ 73 Я;,.; БРЕТЕН Е ПИ КАВ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1/04,7,еиикаЪ ы являетами с неышен ного ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-технический центр "Кварк" и Малое внедренческое предприятие "Восток" (72) Н.Д,Бездетко, Н.Н.Демченко и Н.Ф.Осауленко(73) Малое внедренческое предприятие иВосток"(56) Патент США йг 4333620, кл,603 В 1982.Патент Великобритании М 148943 кл, 6 11 В 23/06, 1975.Авторское свидетельство СССР М 1693636, кл, 6 11 В 23/04, 1990,Изобретение относится к технике магнитной записи, в частности к кассетам.Известна магнитофонная кассета, в которой для уменьшения трения и предупреждения повреждения магнитной ленты (МЛ) установлены две плоские "жесткие" прокладки, Особенностью прокладок является наличие двух поверхностей с четырьмя вырезанными круглыми дугами для удержания сердечников в среднем положении и, отдельно, двух наклонных плоскостей для амортизации рулонов с МЛ. Такие прокладки позволяют также уменьшить дребезжание сердечников от контакта с полукорпусами кассеты и этим улучшить качество звука при воспроизведении и уменьшить акустический шум при перемотке.Недостатком известной кассет ся создание "жесткими" прокладкнормированными усилиями пов 1793473 А 1 2(54) КАССЕТА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ЛЕНТЫ (57) Изобретение относится к технике магнитной записи, Сущность. изобретения: кассета содержит компланарно расположенные сердечники с магнитной лентой, направляющие крышки и две Я-образные прокладки жесткостью от 3 до 6 г/мм с тремя прогибами, установленные таким образом, чтобы обеспечить стабилизацию положения магнитной ленты в процессе ее движения за счет вцбранных соотношений между наружным диаметром сердечника и расстоянием между гребнями периферийных прогибов прокладок, а также между радиусами наружных краев и начальной высотой прокладок. 1 з,п.ф-лы, 6 ил. трения в кассете из-за большой площади контакта прокладки с рулонами МЛ, Вследствие этого невозможно получить требуемое д качество укладки рулонов с МЛ, образуется их "распущенность", заминаются края МЛ и резко сокращается срок службы кассеты. Результаты экспериментов, приведенные в патенте, показывают большое количество остановок МЛ в таких кассетах (до 12), вызванное повышением трения в ней, бдИзвестна магнитофонная кассета для МЛ, е которой между сердечниками с МЛ и ); корпусами кассеты установлены две пружиннце гофрированные прокладки, имеющие центральный участок, представляющий собой плоскую поверхность с двумя отверстиями, которыми прокладка центрируется относительно корпусов кассеты. По обе стороны от центрального участка прокладки выполнено по 5-6 продольных гофров, На08 б ао 09 д,30 35 40 556 о В65 По 50 55 080 ао 090 чальная высота прокладки 0,8 мм. При установке прокладки в кассету она незначительно сжимается и опирается одной частью гофров на внутреннюю часть корпусов, а другой частью гофров, обращенных в противоположную сторону, поддерживает рулоны с МЛ. При этом усилия, с которыми каждая прокладка воздействует на рулоны с МЛ, нормированы и их величина равна (40 - 80) г при характерной для таких кассет рабочей высоте прокладки 0,4-0,6 мм, Известная прокладка по сравнению с "жесткой" прокладкой позволила благодаря наличию гофров несколько уменьшить трение в кассете за счет снижения площзди контакта прокладок с рулонами МЛ,Недостатком известной кассеты является низкое. качество укладки рулонов с МЛ, обусловленное тем, что прокладки воздействуют тояько нэ рулоны с МЛ. а сердечники из-зз биения приемного и подающего узлов магнитофона имеют возможность рзскзчиветьса практически независимо от рулонов с МЛ. В результате сложного взэимодействва возникает "распущвиность" (ступенчатость намотки) рулонов МЛ и, соответстэвино, ухудшается качество воспроизведение. увелеввается акустический шум при перемотке, Кроме того, достаточно большие иормированные усилия каждой прокладки еызываот повышение момента трения в кассете и, Век слбдстзие, дополнит 6 льное снижение срока службы МЛ и кассеты.8 КЕЧЭСТВЕ ПРОТОТИПЕ ВЫЬРЕНЕ каССЕта двя маГиитной лбиты, е которой длв увеличе нив сроке службы МЛ и кассеты прокладки еыпоянены В Обрвзьяии с треия продольными щюгибами, крайние две из которых взэи тии тт и т и д продольных крэв сопряжены с крышками, при этом жесткость прокладок - от 6,6 до т , Ътиии"т лиями несколько продлили срок службы кассеты и повысили точность воспроизведения особенно в тех случаях, когда рабочее положение кассеты в магнитофоне вертикаль.ное.Недостатком кассеты является невысокий срок службы кассеты, особенное при работе в горизонтальном положении, что вызвано как недостаточной жесткостью прокладок, так и неопределенностью соотношений между геометрическими размерами прокладок и сердечников. При расстоянии между крайними прогибами прокладок больше, чем диаметр сердечника с МЛ, возникает повышенное трение в кассете, обусловленное увеличением площади контакта и заклиниванием сердечника между гранямиирокладок. При малом расстоянии между прогибами прокладок уменьшается устойчивостьсердечников, вследствие чего ухудшаетсяточность кассеты в связи с увеличением поперечных перемещений МЛ,Целью изобретения является увеличение срока службы кассеты и повышение точности эа счет уменьшения поперечныхперемещений магнитной ленты.10 Поставленная цель достигается тем, чтов кассете для магнитной ленты, содержащейкомпланарно расположенные сердечники с .МЛ, направляющие ролики, крышки и двеУЧ-обрезные прокладки с тремя прогибами,15 расположенными между сердечникзми икрышками так, что две периферийных про.гиба сопряжены с сердечниками, а среднийпрогиб и два продольных крзя прокладоксопряжены с крышками, новым является20 следуещее: прокладки установлены в кассету таким обрезом, что центральные прогибыкаждой из прокладок совпадают с осью симметрии центровочных отверстий кассеты, а25дэе периферийных прогиба, сопряженные с5 сердечниками, выполнены на одинаковомрасстоянии от центрального прогиба и отвечают соотношению где б - наружный диаметр сердечникаео - расстояние между гребнями периферийных прогибов в недеформированном положением прокладок,при этом жесткость прокладок - от 3 до 6 г/мм.причем обе наружных края прокладки, ограничивающие ее длину, равноудалены от центров соответствующих сердечников на расстояние й, связанное с начальной высотой по прокладки в недеформированном положении соотношением Сопоставление с прототипом показывает, что предлагаемая кассета отличается тем, что:- центральные прогибы прокладок совпадают с осью симметрии кассеты, проходящей через центровочные отверстия;- экспериментально установлена зависимость расстояния между периферийными прогибами прокладок и наружным диаметром сердечника где б - наружный диаметр сердечника;а 0 - расстояние между гребнями периферийных прогибов в недеформированном положении прокладок,при этом периферийные прогибы прокладок выполнены на одинаковом расстоянии от центрального прогиба; экспериментально установлена оптимальная величина жесткости прокладок от 3 до 6 гlмм; экспериментально установлена зависимость длины наружных краев прокладок от начальной высоты прокладки в недеформированном положении;5 5 Ьой6,5 ЬоНа фиг.1 изображен один из вариантов кассеты; на фиг,2 - сечение А - А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - один из вариантов выполнения прокладки; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.З; на фиг,6 - график зависимости усилий прокладки от ее поперечной деформации Ь.Кассета содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 крышки, между которыми установлены два сердечника 3 с магнитной лентой 4, два направляющих ролика 5 для магнитной ленты 4 (фиг.1), Каждая из двух пружинящих прокладок 6, расположенных между сердечниками 3 и крышками 1 и 2 (фиг.2 - 4), касается двумя гребнями 7 и 8 периферийных прогибов 9 и 10 сердечников 3 в местах, наиболее приближенных к наружному диаметру сердечников на расстоянии, меньшем диаметра сердечников, а гребнем 11 центрального прогиба 12 и двумя продольными краями 13 и 14 опирается соответственно на внутренние поверхности крышки 1 и 2 таким образом, что центральные прогибы 12 обеих прокладок 6 совпадают с осью симметрии 15, проходящей через центры установочных отверстий 16 в крышках 1 и 2 кассеты, Прокладки 6 выполнены из листового материала с тремя продольными прогибами, два из которых 9 и 10 направлены в одну сторону, а центральный 12 - в противоположную (фиг.З и 5), Диаметры отверстий 17 прокладок имеют такую величину, чтобы прокладки точно центрировались относительно крышек 1 и 2 (фиг,2 - 4), Начальная высота Ъ 0 прокладок 6 до установки их в кассету выбрана такой, чтобы выполнялось соотношение Ь = (8-10)Ьр, где Ьр - высота прокладки в деформированном состоянии после установки ее в кассету (Фиг,2, 3), Таким соотношением обеспечиваются высокие пружинящие свойства прокладки.Для обеспечения наибольшей устойчивости сердечников 3 с лентой 4 в кассете, гребни 7 и 8 периферийных прогибов 9 и 10 выполнены на одинаковом расстоянии от0,8 да 00,9 б,касаются периферийных гребней прокладок в их сжатом состоянии, из-за чего сердечни ки с лентой могут занимать неустойчивое 35 40 кассеты не соответствуют требованиям ГОСТ 20492-87, Так как высота Ь сердечников 3 обычно 50 10 15 20 оси симметрии прокладки, совпадающей сее центральными прогибами 12 и проходящей через центровочные отверстия 16 кассеты, чтобы выполнялось соотношение где б - наружный диаметр сердечника;ао - расстояние между гребнями периферийных прогибов в начальном (недеформированном) положении прокладки.При этом в прокладках, сжатых до своего рабочего положения, гребни 7 и 8 периферийных прогибов касаются сердечников на максимальном расстоянии от центра сердечников,Зависимость расстояния между гребнями периферийных прогибов от наружного диаметра сердечника б выбрана на основании исследований и проверки на экспериментальных образцах кассет, При величинах а0,8 б эффективность влияние прокладок на устойчивость сердечников с лентой резко снижается, в результате чего появляется "распущенность" рулонов МЛ и в 1,5 - 3. раза уменьшается срок службы магнитной ленты, при а 00,9 б сердечники вообще не положение, увеличивается раскачивание сердечников; сердечники контактирует уже не с гребнями 7 и 8 прогибов, а с наклонными гранями 18 и 19. Из-за этого изменяется характер контакта и сопротивления сердечников с прокладками; сердечники могут быть заклинены между гребнями 18 и 19 прокладок, в результате качество укладки ленты резко ухудшается и характеристики на 0,2 - 0,3 мм превышает толщину (Ь) рудонов с МЛ, то прокладки 6 после установки в кассету деформируются по своей длине на различные величины; в районах контактов с сердечниками 3 - до размеров Ьр 1 и йр 2, а на краях прокладок - до размеров Ьрз и Ьр 4(фиг.2,3), При наиболее часто встречающемся вертикальном расположении кассеты веЛИЧИНЫ Пр 1 = Пр 2; Прз - Пр 4, ПРИ ЭТОМ толщина прокладки на ее конце больше, чем в районе сердечников Ьр 1, на величину (0,10,2) мм, Этим соотношением обеспечивается дополнительное "мягкое" пружинящее воздействие концов гребней 24 - 27 прокладок на МЛ (Фиг.4). Кроме того, оба наружных края 20 и 21 прокладки, ограничивающие ее длину, выполнены равноудаленными от центра сердечников на расстояние Й, свя 1793473занное с начальной высотой по прокладки после установки ее в кассету соотношением 5 5 ЬоВ6,5 Ьо. Указанная зависимость определена на основании исследований эксперименталь ных образцов кассет. Расстояние В с одной стороны ограничивается возможными размерами диаметров с МЛ, при этом должно соблюдаться условие ВОрмакс где Орм 8 кс - максимально возможный диаметр рулона МЛ (фиг.2), Кроме того расстояние сложной физической зависимостью связано с первоначальной высотой прокладки йо, Экспериментально было определено, что при 10 величинах В 5,5 йо амплитуда колебаний краев 24 - 27 гребней прокладок недостаточна для получения минимального "распушивания" рулонов с МЛ, а при В6,5 Ьо амплитуда вынужденных колебаний увеличивается, что приводит к появлению повреждения краев МЛ и к снижению ее срока службы,Прокладки могут быть выполнены иэ серийных отечественных или импортных материалов, например, служащих основной 20 25 для МЛ типа "основа лавсановая ОЛР/32 СТП 6-Г-УК 129-8 с модулем упругости Е =(45704650) МПа,Для уменьшения трения в кассете и увеличения ее срока службы на поверхности 30гребней 7 и 8 обеих прокладок наноситсяантифрикционное покрытие, например, наоснове фторсодержащих пленкообразующих веществ с добавкой А 120 з, обладающееи антистатическими свойствами при удельном сопротивлении не более 10 ом/см вшироком диапазоне климатических воздействий в соответствии с ГОСТ 20492-87.Кассета для магнитной ленты работаетследующим образом, 40Предварительно при установке пружинящих прокладок 6 в кассету (фиг.1 - 3) сердечники 3 воздействуют на гребни 7 и 8периферийных прогибов 9 и 10 прокладок 6,вызывая деформацию и перемещение поверхностей прокладок 6 в поперечном направлении от центра сердечников пострелкам (фиг,5) до своего расчетного положения, при котором гребни 7 и 8 наиболееприближены к наружному диаметру сердечников 3,Исследования прокладок в составе кассет подтвердили требуемые оптимальныеграницы толщины 3-12 г при расчетной толщине 0,5 - 0,7 мм, которые и позволяют реализовать поставленную авторами цель. Приэтих усилиях моменты трения находятся впределах (2,9-4,6)10 Н.м и соответствуюттребованиям ГОСТ 20492-87 (не более5,510 Нм), При усилиях прокладок свыше 12 г возникает повышенный момент трения, и вероятность останова кассет в магнитофоне, обусловленная этим моментом, увеличивается.На фиг,6 изображены зависимости усилий прокладки Р от ее поперечной деформации при различной (минимальной и максимальной) жесткости прокладки; прямая 22 - при жесткости 3 г/мм, прямая 23 - при жесткости 6 г/мм, Указанные выше величины жесткости были получены при дополнительных исследованиях прокладок, при которых были обнаружены три участка их работоспособности.Рассмотрим эти участки на примере прямой 23; начальный участок ГД определяет деформацию прокладки от ее начальной толщины пр до момента, когда измерительный прибор начинает "чувствовать" начальное усилие прокладки. На участке ГД усилие прокладки равно "0", его длина определяется чувствительностью прибора и самих прокладок: для более жестких прокладок участок ГД короче, для более мягких - ГД 1 - длиннее. Участок ДЕ - участок оптимальной работоспособности прокладки, при которой существует линейная зависимость между деформацией и прокладки и возникающим в результате деформаций усилиями Р, Крутизна (б 1) наклона прямой ДЕ и определяет жесткость К прокладки, равную:Участок ЕЖ - участок нелинейной зависимости величин и. и Р, На этом участке крутизна прямой резко возрастает, и жесткость прокладки увеличивается, Численные значения точек Д и Д 1 были получены в результате экспериментов с различными И/- образными прокладками, Иэ фиг,6 определены жесткости прокладки на различных участках:участок ГД,жесткость равна О,участок ДЕ, жесткость К 1 - 6 г/мм;12 г2 ммучасток ЕЖ, жесткость К 1(20-40) г/мм,Аналогично для прямой 22 определеныминимальная жесткость прокладки; на участке Д 1 Е 1 ее жесткость К 2 - =3 г/мм.Зг1 ммТаким образом, рабочим усилиям прокладок 3 - 12 г соответствуют жесткости от 3до 6 г/мм, которые с одной стороны, создают минимальную величину "распушивания"рулонов МЛ и обеспечивают минимальноезаклинивание краев МЛ о прокладку, а сдругой стороны - минимально снижают по1793473 перечное колебание сердечников относительно среднего положения.Исследования экспериментальных партий кассет с прокладками различной жесткости показали, что прокладки с жесткостью 5 свыше 6 гlмм резко усиливают трения в кассете, при этом может наблюдаться явление "заклинивания", т,е. останов МЛ в кассете. Прокладки с жесткостью менее 3 г/мм слишкомслабы,они необеспечиваюттребу емых минимальных поперечных перемещений сердечников с МЛ в процессе перемещения МЛ с одного сердечника на другой, что приводит к увеличению "распушивания" рулонов МЛ и, следовательно, к 15 уменьшению срока службы МЛ и кассеты,Изменение положения (перекосы) обоих сердечников 3 приводит к изменению усилий, действующих со стороны гребней 7 и 8 периферийных прогибов 9 и 10 г 1 рокла док на сердечники 3 и, как следствие, к возврату сердечников 3 в расчетное среднее положение относительно кассеты.Кроме того, концы 24 - 27 гребней 7 и 8 периферийных прогибов 9 и 10 выполняют 25 очень важную функцию упругой направляющей МЛ 4 перед ее поступлением с направляющих роликов 5 на сердечники 3, Так как прокладки перед установкой в кассету имеют первоначальную высоту по гораздо боль ше 8 - 10 пр.то после сборки кассеты прокладки в районе контакта с сердечниками имеют высоту йр 1 меньше, чем по краям прокладки прз(фиг.2), без искажения Я-образной формы прокладки. Полное усилие, с которым 35 каждая прокладка воздействует на оба сердечника и рулоны МЛ, составляют 3-13 г, При этом усилия, с которыми концы 24 - 27 гребней 7 и 8 воздействуют на отрезок МЛ, поступающий на рулон МЛ, предположитель ненных на одинаковом расстоянии от цент 45 рального прогиба и отвечают соотношению0,8 бао0,9 б, где б - наружный диаметрсердечника, ао - расстояние между гребнями,периферийных прогибов в недеформированном положении прокладок, при этом жест 50 кость прокладок составляет 3 - 6 г/мм.2. Кассета по п,1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что оба наружных края прокладки, ограничивающие ее длину, равноудалены от центров соответствующих сердечников на55 расстояние В, связанное с начальной высотоййо прокладки в недеформированном положении соотношением5,5 Пой6,5 Ьо,Формула изобретения 1, Кассета для магнитной ленты, содержащая компланарно расположенные сердечники с магнитной лентой, направляющие ролики, крышки с центровочными отверстиями и две Ю-образные прокладки с тремя прогибами, расположенными между сердечниками и крышками, причемдва периферийных прогиба сопряжены с сердечниками, а средний прогиб и два продольных края прокладки сопряженыс крышками, отл и ча ю щая ся тем,что, центральные прогибы каждой из прокладок совпадают с осью симметрии центровочных отверстий кассеты, а два периферийных прогиба, сопряженные с сердечниками, выполно составляют 0,5 - 1-5;ь от общего усилия прокладки, а зависят от диаметра рулона МЛ, жесткости и типа МЛ, параметров окружающей среды (температура, влажность) и т,п. При этом экспериментально установлено возникновение вынужденных колебаний концов 24 - 27 гребней прокладок, связанное со сложным механическим взаимодействием поверхностей прокладок и МЛ и окружающего МЛ воздуха, Это взаимодействие подчиняется законам газодинамики, и величина вибрации концов 24 - 27, гребней пропорциональна скорости воздушного потока, возмущенного движением МЛ, В результате величина амплитуды колебаний концов 24 - 27 гребней прокладок и ее частота наибольшие в режиме перемотки МЛ с одного сердечника на другой и зависят от величины радиуса Й прокладок (фиг.4). При величинах 5,5 пой6,5, по возникающие при движении МЛ сложные колебательные процессы (их усилие и амплитуда) благоприятно воздействуют на МЛ, позволяют установить МЛ в среднее положение кассеты с минимальным поперечным отклонением от него, не создавая усилий, деформирующих края магнитной ленты, и таким образом продлить срок службы МЛ и кассеты. Необходимость закруглений краев 20 и 21 прокладок по радиусу В, имеющему центр, совпадающий с центром размещения сердечников 3 для МЛ, обусловлена требованием получения одинаковой амплитуды вынужденных колебаний концов 24, 26 прокладок по отношению к концам 25, 27. Только в этом случае обеспечивается минимальное раскачивание сердечника с МЛ и минимальное "распушивание" рулонов с МЛ и достигается поставленная авторами цель - продление срока службы МЛ и кассеты и повышение ее точности, 17934731793473 г.Ф3 Мми Фиг. 6Составитель Н.ДемченкоТехред М.Моргентал эктор Б.Федо Корректор З,салко4 Тираж ПодписиГосударственного комитета по изобретениям и откр 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 Л аказ 507 8 НИИ ям ори ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101