Касета для магнітної стрічки

Изобретение относится к технике магнитной записи и, в частности, к кассетам. Известна магнитофонная кассета її], в которой для уменьшения трения в кассете 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 кассеты является создание "жесткими" прокладками с ненормативными усилиями повышенного трения в кассете из-за большой площади контакта прокладки с рулонами МЛ. Вследствие этого невозможно получить требуемое 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), вызванных увеличением трения в них. Известна магнитофонная кассета для МЛ [2], в которой между сердечниками с МЛ и корпусами кассеты установлены две пружинные 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 выполнены по 5-6 продольных гофров. Начальная высота прокладки равна 0,8 мм. При установке прокладки в кассету она незначительно сжимается и опирается одной частью гофров на вн утреннюю часть корпусов, а др угой частью го фров, обращенных в противоположную сторону, поддерживает рулоны с МЛ. При этом усилия, с которыми каждая прокладка воздействует на р улоны с МЛ, нормированы, и их величина равна 40-80 г при характерной для таких кассет рабочей высоте прокладки, равной 0.4-0,6 мм. Известна прокладка по сравнению с "жесткой" прокладкой позволила благодаря наличию гофров несколько уменьшить трение в кассете за счет снижения площади контакта прокладок с рулонами МЛ. Недостатком известной кассеты является низкое качество укладки рулонов с МЛ, обусловленное тем, что прокладки воздействуют только на рулоны с МЛ, а сердечники из-за биения приемного и подающего узлов магнитофона имеют возможность раскачиваться практически независимо от рулонов с МЛ. В результате сложного взаимодействия возникает "распущенность" (ступенчатость намотки) рулонов МЛ, и, соответственно, ухудшается качество воспроизведения, увеличивается акустический шум при перемотке. Кроме того, достаточно большие нормированные усилия каждой прокладки вызывают повышение момента трения в кассете и, как следствие, дополнительное снижение срока службы МЛ и кассеты. В качестве прототипа выбрана кассета для магнитной ленты [3], в которой для увеличения срока службы МЛ и кассеты прокладки выполнены W-образной формы с тремя продольными прогибами, крайние два из которых взаимодействуют с сердечниками, а средний и два продольных края прокладки сопряжены с крышками, при этом жесткость прокладок составляет от 0,6 до 2,6 г/мм. Прокладки с нормированными усилиями несколько продлили срок службы кассеты и повысили точность воспроизведения особенно в тех случая х, когда рабочее положение кассеты в магнитофоне вертикальное. Недостатком кассеты является невысокий срок службы, особенно 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 большем, чем диаметр сердечника с МЛ, возникает повышенное трение в кассете, обусловленное увеличением площади контакта и заклиниванием сердечника между гранями прокладок. При малом расстоянии между прогибами прокладок уменьшается устойчивость сердечников, вследствие чего ухудшается точность кассеты в связи с увеличением поперечных перемещений МЛ. При использовании заявляемого изобретения решается задача увеличения срока службы кассеты и повышения точности за счет уменьшения поперечных перемещений магнитной ленты. Это достигается тем, что в кассете для магнитной ленты, содержащей компланарно расположенные сердечники с МЛ, направляющие ролики, крышки и две прокладки W-образной формы с тремя прогибами, расположенными между сердечниками и крышками так, что два периферийных прогиба сопряжены с сердечниками, а средний прогиб и два продольных края прокладок сопряжены с крышками, прокладки установлены в кассету таким образом, что центральные прогибы каждой из прокладок совпадают с осью симметрии центровочных отверстий кассеты, а два периферийных прогиба, сопряженные С сердечниками, выполнены на одинаковом расстоянии от центрального прогиба и отвечают соотношению 0,8d < a o 0,9d сердечники вообще не касаются периферийных гребней прокладок в их сжатом состоянии, из-за чего сердечники с лентой могут занимать неустойчивое положение, увеличивается раскачивание сердечников; сердечники контактируют уже we 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 кассеты не соответствуют требованиям ГОСТ 20492-87. Т. к. высота (b) сердечников 3 обычно на 0,2-0,3 мм превышает толщину (b1) рулонов с МЛ, то прокладки б после установки в кассету деформируются по своей длине на различные величины: в районах контактов с сердечниками 3 - до размеров hp1 и hp2, а на краях прокладок - до размеров hp3 и hp4 (фиг. 2, 3). При наиболее часто встречающемся вертикальном расположении кассеты величины h p1 » h p3 ; h p 2 » h p 4 , при этом толщина прокладки на ее конце больше, чем в районе сердечников hp1, на величину (0.1-0,2) мм. Этим соотношением обеспечивается дополнительное "мягкое" пружинящее воздействие концов гребней 24, 25, 26, 27 прокладок на МЛ (фи г. 4). Кроме того, оба наружных края 20 и 21 прокладки, ограничивающие ее длину, выполнены равноудаленными от центра сердечников на расстояние R, связанное с начальной высотой прокладки после установки ее в кассету соотношением 5,5ho < R Dpmax. W Dpmax - максимально возможный диаметр рулона МЛ (фиг. 2). Кроме того, расстояние R сложной физической зависимостью связано с первоначальной высотой прокладки ho. Экспериментально было определено, что при величинах R 6,5 ho амплитуда вынужденных колебаний увеличивается, что приводит к появлению поврежденных краев МЛ и к снижению ее-срока службы. Прокладки могут быть выполнены из серийных отечественных или импортных материалов, например, служащих основой для МЛ типа "основа лавсановая ОЛР/32 СТП6-Г-01-УК129-8" с модулем упругости Е =(4570... 4650) МПа. Для уменьшения трения в кассете и увеличения ее срока службы на поверхности гребней 7 и 8 обеих прокладок наносится антифрикционное покрытие, например, на основе фторсодержащих пленкообразующи х веществ с добавкой АІ2 O3, обладающее и антистатическими свойствами при удельном сопротивлении не более 104 Ом/см в широком диапазоне климатических воздействий в соответствии с ГОСТ 20492-87. Кассета для магнитной ленты работает следующим образом. Предварительно при установке пружинящих прокладок 6 в кассету (фи г. 1, 2, 3) сердечники 3 воздействуют на гребни 7 и 8 периферийных прогибов 9 и 10 прокладок 6, вызывая деформацию и перемещение поверхностей прокладок 6 в поперечном направлении от центра сердечников по стрелкам (фиг. 5) до своего расчетного положения, при котором гребни 7 и 8 наиболее приближены к наружному диаметру сердечников 3. Исследования прокладок в составе кассет подтвердили требуемые оптимальные усилия прокладок, равные 3-12 г при расчетной толщине прокладки hp1, равной 0,5-0.7 мм, которые и позволяют решить поставленную авторами задачу. При этих усилиях моменты трения находятся в пределах (2,9-4,6) х 10-3 Н . м и соответствуют требованиям ГОСТ 20492-87 (не более 5.5 . 10-3 Н . м). При усилиях прокладок больших, чем 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 h при различной (минимальной и максимальной) жесткости прокладки: прямая 22 - при жесткости, равной 3 г/мм, прямая 23 жесткости, равной 6 г/мм. Указанные выше величины жесткости были получены при дополнительных исследованиях прокладок, при которых были обнаружены 3 участка работоспособности прокладок. Рассмотрим эти участки на примере Прямой 23: начальный участок ГД определяет деформацию прокладки от ее начальной толщины 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 – ГД1 длиннее. Участок ДЕ участок оптимальной работоспособности прокладки, при которой существует линейная зависимость между деформацией h прокладок и возникающими в результате деформаций усилиями Р. Крутизна ( a 1 ) наклона прямой ДЕ и определяет жесткость К прокладки, равную: DР К= Dh Участок ЕЖ - участок нелинейной зависимости величин h и Р, на этом участке крутизна прямой резко возрастает, и жесткость прокладки увеличивается. Численные значения точек Д и Д1 были получены в результате экспериментов с различными прокладками W-образной формы. Из фиг.6 определены жесткости прокладки на различных участках: участок ГД, жесткость равна 0, 12г участок ДЕ. жесткость К 1 = = 6г / мм ; 2мм участок ЕЖ, жесткость K1 > 20-40 г/мм. Аналогично для прямой 22 определены минимальная жесткость 3г прокладки: на участке Д1E1 ее жесткость K 2 = = 3г / мм . Таким образом, рабочим усилиям прокладок, 1мм равным 3-12, г соответствуют жесткости прокладок от 3 до 6 г/мм, которые, с одной стороны, создают минимальную величину "распушивания" рулонов МЛ и обеспечивают минимальное заклинивание краев МЛ о прокладку, и, с другой стороны, минимально снижают поперечное колебание сердечников относительно своего среднего положения. Исследования экспериментальных партий кассете прокладками различной жесткости показали, что прокладки с жесткостью, большей, чем 6 г/мм, приводят к резкому увеличению трения в кассете, при этом может наблюдаться явление "заклинивания", т. е. останов МЛ в кассете. Прокладки с жесткостью, меньшей, чем 3 г/мм, слишком слабы, они не обеспечивают требуемые минимальные поперечные перемещения сердечников с МЛ в процессе перемещения МЛ с одного сердечника на другой, что приводит к увеличению "распушивания" рулонов МЛ, и, следовательно, к уменьшению срока службы МЛ и кассеты. Изменение положения (перекосы) обоих сердечников 3 приводит к изменению усилий, действующи х со стороны гребней 7 и 8 периферийных прогибов 9 и 10 прокладок на сердечники 3 и. как следствие, к возврату сердечников 3 в расчетное среднее положение относительно кассеты. Кроме того, концы 24, 25, 26 и 27 гребней 7 и 8 периферийных прогибов 9 и 10 осуществляют очень важную функцию упругой направляющей МЛ 4 перед ее поступлением с направляющих роликов 5 на сердечники 3. Т. к. прокладки перед установкой в кассету имеют первоначальную высоту ho гораздо большую, чем рабочую (h0 = 8 10hp), то после сборки кассеты прокладки в районе контакта с сердечником имеют высоту h p1 меньшую, чем по краям прокладки hp3 (фиг. 2), без искажения W-образной формы прокладки. Полное усилие, с которым каждая прокладка воздействует на оба сердечника и рулоны МЛ, составляет 3-12 г, при этом усилия, с которыми концы 24. 25, 26, 27 гребней 7 и 8 воздействуют на отрезок МЛ, поступающий на рулон МЛ, предпочтительно составляют 0,5-1,5% от общего усилия прокладки, и зависит: от диаметра рулона МЛ, от жесткости и типа МЛ, параметров окружающей среды (температура, влажность) и т.п. При этом экспериментально было установлено возникновение вынужденных колебаний концов 24, 25. 26, 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 R прокладок (фиг. 4). При величинах 5,5ho < R < 6,5ho 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 увеличить срок службы МЛ и кассеты. Необходимость закругления края 20 и 21 прокладок по радиусу R, имеющему центр, совпадающий с центром размещения сердечников 3 для МЛ, обусловлена требованием получения одинаковой по величине 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 решается поставленная авторами задача - увеличение срока службы МЛ и кассеты и повышение ее точности.