专利名称：能正走和倒走的磁带记录仪和(或)重放装置的走带系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及使磁带记录仪和(或)重放装置正走和倒走的走带系统，特别是这样的多路数据及信号记录仪它具有使磁带达到要求速度的驱动马达，与驱动马达相连并通过轴承固定到机架上的主导轴，把主导轴的运动传递到磁带上的装置，两个卷带轴，安装在卷带轴上的带盘，还有与该卷带轴相连的卷带及倒带机构。
所有能使磁带正走倒走的记录仪和(或)重放装置都需有走带系统。这种系统的主要特性和有关的各种参数将结合多路信号记录仪来讨论。这种设备或系统采用带盘来装载既宽又厚的磁带，通常长于1000米，其重量约一公斤。其运转特点是启动频繁、快速卷带、倒带，且频繁换向。走带系统的目的是在实现这些功能时，应使磁带常处于拉紧但不过于拉伸，瞬态运动不能传到磁带上，同时，即使在故障条件(比如停电)下，也不应损坏磁带。在大多数常用系统中，这一难题是用三个马达来解决的，一个是驱动马达，其作用是保证磁带具有所需的速度。另两个马达与卷带轴连接，根据当时的工作方式，卷带时产生张力或者倒带时产生制动力。它们的作用还包括加速、减速、及快绕时把磁带拉紧。因为与卷带轴相连的两个马达的工作方式与驱动马达不同，它们间要有恰当而且同步的控制。这不是轻而易举的问题，而实现这一要求的复杂电路中的偶然失效都会导致磁带的损坏。除上述特点外，在使用三个马达的系统中，为了使用离合器需要有各自的机件来固定记录仪两个卷带轴。许多熟知的机器中采用了这类走带系统，其中有英国Racal记录仪有限公司生产的ICR20ICR40。
尽管还有使用其它走带系统的记录仪，但就其功能和达到的指标来说，上述类型的记录仪被认为是最近开发的产品。本发明的目的在于实现一种能完成所述复杂功能且具有更简单可靠的结构的走带系统。
本发明的基本观点是用一个马达就足够了，对两卷带轴交替作用的要求可用在每一卷带轴上的两个异步离合器来实现，它们的动作是由马达来传动的。
按照本发明的走带系统可获得能使磁带正走倒走的磁带记录仪和(或)重放装置，它具有把磁带驱动到要求速度的马达、与马达相连并通过轴承固定到机架上的主导轴，把主导轴的运动传递到磁带上的装置，两个马卷带轴，安装在卷带轴上的带盘、与卷带轴相连接的卷带和倒带机构，代表上述机构的异步卷带离合器和异步倒带离合器与每一卷带轴交叉连接，卷带离合器的另一端与驱动马达相连，而倒带离合器的另一端与机架相连，在任一时刻，卷带轴只许有一种连接方式。而对另一卷带轴，其连接方式恰恰与前一卷带轴的连接方式相反。
这种机构称为异步离合，它能在两个旋转轴间，即使这两个转轴的速度相差悬殊(比如，一个轴是静止的)的情况下均能传送规定大小或给定范围内的力矩。
在本发明系统的一种实现方案中，每一卷带轴和两个异步离合器联接，构成一个单一的双向异步离合装置，它具有与卷带轴相连的中心园盘及两个锁定方向相反的自由轮，通过这两个自由轮，与机架及马达相连。
在这种情况下，双向异步离合装置用磁离合器构成较好。在另一实现方案中，与两个卷带轴相连的两自由轮的锁定方向是彼此相反的。较好的构造是马达轴与主导轴是一致的，且主导轴上装有代表前述传送装置的走带轮、它部分被磁带所缠绕。
为得到适当的传动与连接，最好通过齿轮使驱动马达与固定在卷带离合器上的齿轮相啮合。
除非采用双向自动异步离合器，否则，在另一端也必须安装适当的离合器。为此，需要一共用啮合及释放控制机构与每一卷带轴相联的异步离合器相连接。
本发明的走带系统用简单的方法解决了这一传动问题，它可以保证在工作和不工作的条件下磁带的张力，并且可用此使绕系统低得多的造价来实现。
本发明通过图示例子详细说明，这里
图1是用本发明走带系统的机器的简化顶视图。
图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖视图。
图3是类似于图2的剖视图，它给出另一更简化的方案。
图4是图3所示的双向离合器的一般构造。
图1所示的走带系统安装在磁带记录仪的机架1上。该系统的核心部件是与机架1相垂直并通过轴承固定到机架上的由马达驱动的主导轴2。走带轮3安装在主导轴2的顶端、在磁带路径上形成约180°包角的接触面积，而磁带8则与所述走带轮3相接触。
与主导轴2相平行并装有轴承和带盘6及7的两个卷带轴4及5，它们安装在机架1上。所述磁带8缠绕在磁带盘6及7上，其路径由导柱9及10以及走带轮3的位置决定。沿着磁带路径上分别安装有消磁头、记录磁头和重放磁头11，12，13和14。快速绕带时，为保护磁头而将磁带挑走的导柱15和16安装在磁带路径上，这时，由控制机构将导柱和磁带移动到图中虚线所示的位置，这就使磁带不接触磁头11，12，13和14。在磁带路径上还可以安装磁带清洁器17和18。
安装在机架1下面的控制及驱动部件示于图2。主导轴2与驱动马达19直接连接，马达可以左右旋转，通过相应的控制，其速度可变。
图中没有给出调节其运转速度的传感部件、调整部件的执行部件，因为它们并不在本发明课题的范围内。
每一卷带轴4及5安装有两个异步离合器。这两个异步离合器之一与两卷带轴耦合时就卷带，另一个离合器耦合时则倒带。磁带8可沿两个方向运动，所以，两个卷带轴都应具备卷带和倒带这两种功能。
倒带离合器20和卷带离合器22安装在卷带轴4上，而倒带离合器21和卷带离合器23安装在卷带轴5上。
倒带离合器20和21的一端与机架1连接，而另一端与卷带轴4及5相连接，后一连接可以啮合或释放，但在任一时刻只有一个离合器与卷带轴啮合。同样，卷带离合器22和23的一端与卷带轴4和5啮合或释放，这样，在任一时刻只有一个离合器与一个卷带轴联动。卷带离合器22和23的另一端通过齿轮26和27与安装在主导轴2下端的齿轮25相啮合。
如前所述，卷带离合器和倒带离合器20、21、22、23交叉啮合，当磁带沿图1所示的方向P运动时，卷带离合器22与卷带轴4啮合，而倒带离合器21与卷带轴5啮合，另两个离合器则释放。当磁带8沿相反方向Q运动时，倒带离合器20与卷带轴4啮合，卷带离合器23与卷带轴5啮合，而另两个离合器则释放。这由执行机构24(即顶端推动机构)来控制，它与马达19的倒向联动控制。
异步离合器应能独立地或者只根据微小的速度差对两边施加制动力矩(或驱动力矩)。为使离合器的两边彼此同步，这种啮合不是很牢固的。离合器可用摩擦离合器，但用磁离合器更好，其中，离合器的一半是由磁性多极环组成，与它相对的是由可磁化的园盘构成离合器另一半。磁场与空气隙垂直，其方向随磁极变化。
图3所示的是类似于图2的装置，但其中每个卷带轴的异步离合器换上了双向离合器28，29，它们的结构示于图4。这种离合器可自动完成卷带和倒带功能，而不需执行机构24，因为它们的啮合取决于驱动的方向。自然，图3的装置要比图2的小，也比图2的更好。
图4所示的离合装置的中间部分由双侧异步离合器30构成，中间有一个与内轴32相连的中心园盘31。离合器30的每一端分别与自由轮33和34连接，它们(33和34)的锁定方向彼此相反。所述自由轮33和驱动马达19接合，而自由轮34与和架1接合。离合器30的每一侧均由磁性园盘做成，而中心盘31是由有磁性环的园片做成，旋转时，中心园盘通过力矩驱动对面的园片。本发明的走带系统的工作过程如下
当磁带8沿箭头Q所示的方向运动时，带速取决于驱动轴2的速度，因为轴上的走带轮3被磁带8缠绕，它们之间呈无滑动结合。齿轮25，26和27的传动使相应的卷带轴旋转，其转速要比走带轮3的速度高。在该例中，齿轮27通过卷带离合器23与卷带轴5连接。带盘7拉动磁带8，连续的拉力由卷带离合器23传动的力矩来维持。另一卷带轴4和连到机架1的倒带离合器20相连，它设法使磁带停下来。但是，磁带8被走带轮3所拉动。倒带离合器20的力矩使磁带制动，从而维持带盘6与走带轮3间拉得足够紧。在快绕时，情况仍是这样，齿轮25，27的传动负责拉带。离合器的正确大小可以使制动和拉带力矩恰好保持于工作速度范围所要求的值。即使带盘静止、加速或减速的情况下，采用离合器都是有效的，因此，瞬变运动不会造成磁带放松或拉长。
在反向驱动时，卷带轴4及5的作用互换，与该方向相应于的离合器啮合。
图3及图4的解决办法更好，这是，卷带对自由轮33锁定，它与离合器30的卷带侧相啮合(马达与卷带轴啮合)，在此情况下，与机架固定的自由轮自由转动不可能产生力矩。在倒带的情况下，自由轮34锁定并与离合器30的卷带侧啮合(机架与带轴啮合)，与马达相连的自由轮33自由转动也不可能传送力矩。由于操作的需要，双侧离合装置28和29中自由轮的锁定方向是彼此相反的，因此，当一侧卷带时，另一侧处于倒带工作方式。
图3和图4所示的解决办法，图2所示的工作条件对它同样适用。
尽管附图给出了这些例子，其中，驱动马达与主导轴2或是同一个轴，或者通过齿轮使主导轴与相应的离合器相连，但是也可以去掉齿轮，用其它传动方式来实现，比如皮带传动，而且驱动马达19也可通过某种传动系统与主导轴2相耦合。而这些结构上的细节不影响上述本发明系统的工作。
当用于多路数据和事件的磁带记录仪时，本发明的系统具有许多优点，表现在正常工作环境和不正常环境中均更为安全。
这种机器的工作包括频繁启动、减速、快进及快退，还有换向。在采用直流马达时，所有这些功能都可以通过改变加到驱动马达19端子上电压的大小的极性来实现，而不需更多的干预或控制。这特点大大简化了控制。磁带运动的减速可通过在马达的端子上施加反向电压来完成。在磁带停止后，不需要另外的紧固制动，因为异步离合器即使在静止位置也施加力矩，它等效于在工作情况下的磁带拉力。该力矩即使在机器不接上电源时也存在。若在不正常情况下，正工作时停电，停电使系统慢慢停下来，而仍能维持工作时的磁带张力，这样，磁带和机器都不会损坏。此外，在快速卷带时，突然制动会使具有很大质量和惯性的带盘停止驱动，会导致磁带的扯断或拉长，这现象也被本发明的系统消除了。
系统可靠性的改善是由于它没有任何磨损部件，并且磁性异步离合器的寿命实际上是无限的。
结构简化的结果使驱动中出现的摩擦损耗和齿轮摩损被消除或减小，因而系统的耗电也减小。在产品制造价格方面，由于用单马达代替使系统设备中的三马达，也使造价大大节省。
权利要求
1.正走和倒走的磁带记录仪和(或)重放设备的走带系统，它包括使磁带驱动到给定速度的马达，与驱动马达交连并由轴承固定到机架上的主导轴，把主导轴的运动传递到磁带上的装置，两个卷带轴，放在卷绕轴上的带盘，与卷带轴相连接的卷带和倒带机构。其特征在于代表所述机构的异步卷带离合器(22，23)和异步倒带离合器(20，21)，它们与每一卷带轴(4，5)互叉相连，卷带离合器(22，23)的另一端与驱动马达(19)相连，倒带离合器(20，21)的另一端与机架(1)相连，并且卷带轴(4或5)同时只能有一种连接方式，而另一卷带轴(5或4)的连接与前一卷带轴(4或5)的连接方式相反。
2.权利要求1所述的走带系统其特征在于与一个卷带轴(4或5)连接的两个异步离合器是用单个双侧异步离合装置构成的，它包括一个中心圆盘(31)，它与该卷带轴(4或5)连接，两个相反锁定方向的自由轮(33，34)，而与机架(1)和驱动马达(10)的连接是通过自由轮(33，34)实现的。
3.权利要求2所述的走带系统其特征在于所述双侧异步离合器(30)是用磁离合器来做成的。
4.权利要求2或3所述的走带系统，其特征是与卷带轴(4或5)相连的两个自由轮的锁定方向是彼此相反的。
5.权利要求1至4的任一项的走带系统，其特征在于马达(19)的轴结构形成所述的主导轴(2)，而主导轴(2)具有所述的走带装置一走带轮(3)，它被磁带(8)部分缠绕。
6.权利要求1至5任一项的走带系统，其特征是驱动马达(19)通过齿轮(25)与固定在卷带轴(22，23)上的齿轮(26，27)相啮合。
7.权利要求1所述的走带系统，其特征在于有一控制啮合和释放的公共执行机构(24)，它联到与卷带轴(4或5)之一相连的所述异步离合器(20及22，或21及23)。
全文摘要
本系统包括使磁带8达到所需速度的马达19，与马达19相连并由轴承固定到机架1上的主导轴2，把主导轴2的运动使到磁带上的传动装置，两个卷带轴4，5，放在卷轴4，5上的两个带盘6，7，与卷带轴相连的卷带及倒带机构，所述机构的异步卷带离合器22，23和倒带离合器20，21与每一卷带轴4，5连接，卷带离合器22，23的另一端与驱动马达19连接，倒带离合器20，21的另一端与机架1相连。
文档编号G11C11/401GK1037983SQ8910266
公开日1989年12月13日 申请日期1989年4月25日 优先权日1988年5月26日
发明者加博·纳吉, 吉格·纽曼, 玛塔·卡阿斯维哥, 安塔斯·特姆尔 申请人:Brg瓦兰特机器公司