Brevet FR2006669A1 — publié le 19700102

-i- 2006669 la présente invention concerne un mécanisme d'entraînement et de freinage et vise notamment un mécanisme permettant d'entraîner et de freiner alternativement deux arbres tels que les axes qui supportent les bobines dans des enregistreurs à bande magnétique 5 ou appareils analogues. Il existe actuellement de nombreux systèmes d'entraînement et de freinage des bobines de transfert de bandes ou de rubans; ces systèmes comportent des moyens permettant de régulariser le déplacement de la bande de manière qu'on puisse la dérouler à vitesse 10 constante, l'inverser et la réenrouler à vitesse accélérée ou l'arrêter. L'établissement de ces moyens de contrôle soulève divers problèmes. Par exemple, lorsqu'on arrête le déplacement de la bande, l'inertie de la bobine qui se déroule provoque souvent tin certain dévidage de la bande qui forme une boucle, à moins de stopper 15 la bobine débitrice avant la bobine réceptrice. Ce dévidage peut entraîner la rupture de la bande quand on remet l'appareil en marche car la bande est soumise à une tension accrue lorsque le jeu disparaît. Si on ne maintient pas la bande à un certain degré de tension 20 pendant son déplacement devant la tête d'enregistrement, il peut se produire dans la bande un jeu qui entraîne des variations de la vitesse de la bande devant le poste d'enregistrement, ce qui donne des enregistrements irréguliers ou de mauvaise qualité. Les systèmes utilisés pour venir à bout de ces problèmes sont 25 soit trop complexes, encombrants et onéreux, soit d'un fonctionne^ ment aléatoire. C'est ainsi que le brevet américain 1T° 2 962 239 Loewe et al, décrit un système de freinage dans leque^des patins de freins sont fixés aux induits de deux enroulements électromagnétiques et sont disposés de manière que lorsque les enroulements 50 électromagnétiques sont excités, les patins de frein viennent en contact par frottement avec chacune des bobines débitrice et réceptrice. Le freinage de la bobine débitrice et celui de la bobine réceptrice sont effectués à des moments différents et avec des forces de freinage différentes pour empêcher le dévidage de la bande 55 entre les deux bobines; le freinage de la bobine débitrice précède celui de la bobine réceptrice. Le brevet Loewe et al concerne seulement le freinage des bobines; un système indépendant supplémentaire doit être utilisé pour l'entraînement des bobines. De nombreux systèmes emploient un moteur séparé par bobine et 40 un frein séparé pour parvenir au même résultat. 3>e tels systèmes 12446 -2- 2006669 sont décrits par exemple dans les brevets américains Schober $T° 3 208 681 et Sanford îî° 3 294 333» Us ont l'inconvénient d'être onéreux, complexes et encombrants, ce qui est incompatible avec les appareils modernes. Le brevet américain Matovieil H° 3 090 673* déerit un système d'entraînement des bobines qui comprend un seul moteur électrique, deux galets d'entraînement,- quatre transmissions, deux embrayages unidirectionnels et deux embrayages glissants pour entraîner et freiner deux bobines» La présente invention vise un système d* entraînement et de freinage de bobines plus simple que celui décrit dans le brevet Matovich ou que les systèmes connus, et à la fois moins onéreux, plus compact et plus sûr. L'ensemble, d*entraînement et de freinage suivant l'invention comprend essentiellement un arbre entraîné de façon réversible et porteur d'une pièce Hélicoïdale ou hélice; l*arbre et l'hélice sont capables de transmettre le couple de freinage et d'entraînement qui leur est appliqué par l'intermédiaire d'un disque d1entraînement taraudé monté sur l'hélice de manière à pouvoir se déplacer axialement pour venir en contact par frottement avec des roues entraînées montées de façon à pouvoir tourner de chaque côté du disque, et notamment avec deux roues alignées axialement avec l'arbre» Des moyens permettent d'inverser le sens de rotation de 1'hélice pour modifier la position du disque et entraîner la première,puis la deuxième roue» Gomme représenté, ces roues sont des galets destinés à transmettre le couple à d'autres organes, tels que les bobines débitrice et réceptrice d'un magnétophone,, Lorsque la rotation de l'hélice cesse, le disque se déplace par inertie le long de l'hélice d'une position d'entraînement contre l'une des roues à une position de freinage contre l'autre roue - C'est le cas en particulier lorsque les roues sont également reliées par des moyens dren-traînement tels qu'un ruban, une pellicule, ou un autre matériau en bande. Les organes d'entraînement du magnétophone sont avantageusement constitués par un moteur réversible à courant continu, sur l'arbre de sortie duquel l'hélice est montée* Ce moteur constitue pour l'hélice un organe d'entraînement et un frein dynamique appropriés. On pourrait cependant utiliser d'autres systèmes d'entraînement. Les deux roues ou galets tournants sont alignés axialement avec l'arbre 69 M 2446 -3- 2006669 et peuvent venir en prise par frottement avec le disque pour assurer l'entraînement ou le freinage. Le disque comporte une ouverture centrale et des rainures hélicoïdales qui lui permettent de se déplacer le long de l'hélice, les galets ou roues peuvent -être re-5 liés aux axes des bobines par des. courroies de transmission ou par tout autre moyen , de façon que la rotation de l'un des galets provoque la rotation de l'une des roues. Le dispositif de la présente invention comprend un- minimum de pièces de sorte qu'il est compact, simple et relativement peu oné-10 reux à fabriquer et à êntretenir» II constitue donc un système simple et bon marché d'entraînement et de freinage de bobines réceptrice et débitrice,, Une seule source d'énergie associée au dispositif de l'invention assure un couple d'entraînement et de freinage pour les deux bobines» On évite ainsi l'emploi de systèmes tem-15 porisateurs compliqués, d'électroaimants ou d'autres systèmes complexes » Le dispositif de l'invention comporte en outre des moyens sûrs d'entraînement et de freinage pour les bobines de magnétophones ou d'appareils analogues de sorte que la bande peut être enroulée sous 20 une tension d'enroulement sensiblement constante, arrêtée, inversée ou enroulée à vitesse accélérée sans dévidage de la bande ou autres inconvénients» L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et à l'examen des dessins annexés, qui re-25 présentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation de l'invention. La figo 1 est une vue schématique, en plan, d'un magnétophone comportant un système d'entraînement et de freinage suivant l'invention» 30 La fig. 2 est une vue schématique, en perspective du système d'entraînement et de freinage de la figure 1» La fig. 3 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle d'un détail du système de la figure 2» La fig. 4 est un diagramme schématique du circuit électrique 35 qui commande le système de l'invention. La fig. 5 est une vue schématique d'un détail d'un deuxième mode de réalisation du système de l'invention» Gomme représenté sur la figure 1, une bande 10.portée par une bobine débitrice 11 et une bobine réceptrice 12 est entraînée par 4q un cabestan 13. Un galet presseur 14, poussé par un ressort main- îlv-ib _4_ ■ 2006669 tient la bande contre le cabestan 13 de manière à l'entraîner par frottement à vitesse constante le long d'un trajet prédéterminé devant une tête magnétique 15. Le cabestan 13 est entraîné par l'arbre de transmission' d'un moteur électrique 16 qui fonctionne par l'intermédiaire d'un pignon fou 17 et d'un volant 18. La bobine réceptrice 12 est entraînée par un moteur électrique réversible 1Ç par l'intermédiaire de deux poulies 21 et 22 qui coopèrent avec une courroie 23» La poulie 22 est reliée à la bobine 12 par l'intermédiaire d'un arbre tournant ou axe 24." La bobine 11 qui est reliée à une poulie 27 par un arbre tournant ou axe 30, n'est pas entraînée lorsque la bande se déplace dans le sens de la flèche 25, mais elle peut tourner librement autour de son axe,seul le frottement d'une courroie 26 associée à la poulie 27 et à une poulie 28 ralentissant sa rotation. Le fonctionnement du mécanisme d'entraînement et de freinage suivant l'invention est illustré plus en détail sur les figs. 2 et 3° Le moteur réversible 19 entraîne un arbre de sortie 29 pourvu d'un manchon cylindrique ou hélice 31 qui porte un filet hélicoïdal sur sa surface externe. Le manchon est calé sur l'arbre de manière à tourner avec lui." Un disque plat d'entraînement 32 qui comporte une ouverture centrale taraudée est vissé sur l'hélice; son déplacement axial le long de l'hélice est limité par des rondelles 33 et 34o Ce déplacement est cependant suffisant pour que le disque puisse venir en prise par frottement avec les faces recouvertes de garnitures 35 et 36 des poulies 21 et 28 respectivement, avec une force assez grande pour entraîner ou freiner la poulie en question. Les poulies 21 et 28 sont montées de manière que leurs faces recouvertes soient espacées le loîig de l'axe de lfhélice 31„ La poulie 21 est montée sur l'arbre de sortie 29 du moteur par l'intermédiaire d'un palier 37 de manière que la poulie puisse tourner librement sur 1'arbre» La poulie 28 est montée de façon à pouvoir tourner sur une plaque de montage fixe 38 par l'intermédiaire d'un système de montage 39 qui comprend une broche 41 qui permet à la poulie de tourner librement autour de son axe, et est alignée avec l'axe de l'arbre de sortie 29. Les deux poulies sont montées de manière à permettre la venue en contact par frottement de leurs faces recouvertes 35 et 36 respectivement avec la face opposée du disque 32 lorsque celui-ci occupe la position axiale correspondante le long de l'hélice»-Par exemple sur la figure 3,1e 69 5 10 15 20 25 30 35 40 12446 -5- 2006669 disque 32 est en prise par frottement avec la poulie 21 et occupe sa position inférieure extrême le long de l'hélice. Le disque vient en prise avec la poulie 28 lorsqu'il occupe sa position supérieure extrême (toujours par rapport à la fig.3). Si l'hélice 31 est faite avec un filet à droite et que l'arbre du moteur tourne dans le sens inverse des aiguilles d,une montre le disque 32 est entraîné vers le bas jusqu'à ce qu'il vienne, en prise par frottement avec la poulie inférieure 21 et l'entraîne en même temps que la bobine 12 par l'intermédiaire de la courroie 23. La poulie opposée 28 n'est pas en prise avec le moteur et permet donc à la bobine correspondante 11, ou bobine débitrice, de tourner en roue libre» Lorsqu'on arrête le moteur, la bobine débitrice 11 et le disque 32 continuent à tourner par inertie de sorte que le disque 32 se déplace vers le haut le long de l'hélice et vient en prise par frottement avec la poulie 28 qui est reliée à la bobine débitrice 11. La bobine débitrice est alors effectivement couplée à l'arbre du moteur et est brusquement freinée par le moteur .Si on désire un freinage plus puissant,avec un moteur à induction à courant alternatif,on peut appliquer un courant continu aux bornes du moteur, ou s'il s'agit d'un, moteur à courant continu, le fait de shunter les bornes du moteur augmente le freinage en produisant un freinage dynamique du moteur par création d'une force contre-électromotrice. Lorsque 1'enroulement est effectué en sens opposé, l'opération est inverse. Pendant les cycles d'enregistrement ou de restitution,la vitesse de rotation de la bobine d'entraînement ou bobine réceptrice est réglée par la vitesse de la bande qui est elle-même contrôlée par le cabestan et par le galet presseur- La bande comprise entre le cabestan et la bobine réceptrice est donc maintenue sous tension pendant ces cycles car la vitesse de rotation de la bobine réceptrice est freinée par l'impossibilité qu'a la bande de se déplacer plus vite entre le cabestan et le galet presseur.L'impossibilité pour la bobine réceptrice de tourner plus vite ralentit la vitesse du moteur d'entraînement 19, de sorte qu'il ne se produit pratiquement pas de glissement entre la bobine réceptrice et l'arbre du moteur. Pendant les cycles de rebobinage et de déroulement accéléré, la vitesse de la bande nrest pas limitée par le cabestan et le galet presseur. La vitesse de rotation de la bobine réceptrice n'est contrôlée que par la vitesse du moteur d'entraînement. 69 12446 -6- 2006669 la fig» 4 représente -un circuit électrique qu'on peut utiliser avec les moteurs de la figure 1 pour contrôler la vitesse et le sens de déplacement de la bande. Une tension est appliquée entre les extrémités du circuit qui comporte un interrupteur 42 pour 5 fermer et ouvrir le circuit afin d'allumer ou dréteindre le magnétophone. Le moteur à courant alternatif 16 qui entraîne le cabestan comme représenté sur la figure 1 est branché sur le courant alternatif. Un transformateur 43, mie diode 44 et un condensateur 45 coopèrent pour transformer le courant alternatif en courant con-30 tinu sensiblement constant qui est transmis à un commutateur à contact glissant à trois positions. Cet agencement permet d'inverser et d'arrêter le moteur à courant continu 19 qui sert à entraîner l'hélice, le disque et les bobines. Dans la position représentée sur la figure 2, le moteur est arrêté si sa rotation vers la droi-15 te déplace rapidement la bande 10 vers la bobine 12 et sa rotation vers la gauche à partir de la position représentée, réenroule la bande sur la bobine 11» Une résistance chutrioe 47 et un commutateur double unipolaire 48 sont montés en série» Le commutateur 48 est fermé dans la position "restitution®8 (représentée en pointil-20 lés) lorsque le magnétophone fonctionne normalement et le commutateur 46 reste dans la position représentée. La résistance 47 interposée applique un faible couple au moteur et permet de ralentir sa rotation. L'hélice 31, le disque 32 et les poulies 21 et 28 peuvent être 2 5 faits dans tout matériau approprié et connu tel que métal, bois ou. matière plastique. Il est cependant plus avantageux de les mouler dans des résines acétyliques qui permettent de fabriquer ces pièces à très bon marché. De plus les pièces en résine moulée sont durables et possèdent une bonne résistance à l'usure,. Les surfaces 30 35 et 36 des poulies 21 et 28 peuvent être faites dans un matériau caoutchouteux alvéolaire, mince, car ces surfaces venant en contact par frottement avec le disque 32, le matériau caoutchouteux alvéolaire évite pratiquement tout glissement entre le disque et les poulies. De plus, il est peu onéreux et facile à appliquer. Cepen-35 dant on peut également utiliser tout autre matériau ou revêtement approprié pour des surfaces venant en contact par frottement 0II est à noter en outre que les poulies et le disque peuvent être faits dans des matériaux venant en contact par frottement sans qu'il soit nécessaire d'interposer un matériau ou un revêtement tel 40 que 35 et 36„ 69 12446 -7- 2006669 La source d'entraînement en rotation 19 est avantageusement constituée par un moteur à courant continu pour sa facilité d'inversion, sa compacité et sa simplicité mais toute autre source d'énergie appropriée peut être utilisée pour contrôler la rotation 5 et l'arrêt de l'arbre 29 suivant l'invention. Bien que l'hélice puisse comporter uh nombre de filets approprié, une forme de réalisation.avantageuse est celle décrite qui comprend quatre filets, le filet ayant une inclinaison de 35° environ. Les poulies sont avantageusement coniques pour conférer 10 avec une courroie, ce qui assure une transmission efficace et sans à-coups du mouvement de rotation» Cependant on peut également utiliser tout autre moyen de transmission approprié tel qu'une transmission par chaîne et pignon» En outre les roues ou poulies peuvent être montées de manière à être entraînées par la couronne du 15 disque 32» Dans ce cas, on dispose leur axe parallèlement ou perpendiculairement à l'axe du disque,leurs surfaces d'entraînement étant espacées axialement. Ce dernier mode de réalisation est représenté sur la figure 5. Sur la figure 5, un moteur réversible d'entraînement 51 com-20 prend un arbre de transmission 52 auquel est fixée une bague cylindrique pourvue de filets ou hélice 53» Un disque d'entraînement 54 à bord périphérique chanfreiné définit deux surfaces d'entraînement 56 et 57. Le disque 54 comporte une ouverture centrale taraudée et est monté sur l'hélice de manière à pouvoir se déplacer 25 axialement le long de l'hélice par mouvement relatif du disque ou de l'hélice. L'hélice entraîne le disque 54 lorsque le déplacement axial du disque est limité par venue en contact avec des rondelles d'extrémité supportées par l'hélice 53 ou par l'arbre 52, ou par venue en contact du disque avec l'une ou l'autre des roues 58 et 30 59» Les roues 58 et 59 comportent respectivement des surfaces d'entraînement 61 et 62 qui peuvent venir en prise par frottement avec les surfaces correspondantes 56 et 57 du disque 54» Les roues 58 et 59 sont montées de façon que les surfaces 61 et 62 soient espa-' cées le long de l'axe de l'hélice 53- La roue 58 peut être montée 35 de façon appropriée de manière à tourner dans un élément de bâti 63 au moyen d'un arbre 64 qui porte à son autre extrémité une bobine 66» La roue 59 peut être supportée par un arbre 67 monté de manière à pouvoir tourner dans le bâti 63. A son autre extrémité, l'arbre 67 porte et entraîne une bobine 68. 12446 -8— 2006669 Un ruban 70 ou tout autre matériau en bande peut progresser entre les bobines 66 et 68 du fait de la rotation de l'arbre 52» Le sens de rotation de l'arbre 52 détermine celle des roues 58 et 59 qui "vient en- prise avec le disque 54 et est entraînée par lui, de la même façon que décrit dans l'exemple précédent„ Lorsqu'on veut immobiliser la bande, on freine le moteur 51 et le disque 54 s'écarte d'une roue pour venir en prise avec l'autre roue et la freiner» Le mode de réalisation de la figure 5 constitue un entraînement plus direct de la bobine par le moteur. Les bobines sont entraînées dans des directions opposées lorsque les surfaces d'entraînement des roues sont espacées axialement et que les roues reposent-dans des plans parallèles de part et d'autre de l'axe de l'hélice, comme représenté» Si on désire entraîner alternativement les deux arbres dans le même sens par inversion d'un moteur d'entraînement, on peut disposer les roues dans un même plan, avec leurs surfaces d'entraînement espacées axialement» Bien entendu, l'Invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, ét sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de 11 invent ion. 12446 -9- 2006669 - REVENDICATIOITS- 1«- Mécanisme de transport de bande servant à déplacer line bande enroulée d'une première bobine sur une deuxième bobine et qui comprend un premier et un deuxième arbre support agencés de manière à supporter les bobines des organes d'entraînement reliés auxdits arbres pour entraîner lesdits arbres et des organes pour freiner la rotation desdits arbres, ledit mécanisme étant caractérisé en ce que les organes d1 entraînement et les organes de freinage desdits arbres comprennent une hélice montée de manière à pouvoir tourner sur un arbre d'entraînement, deux roues montées séparément de façon à tourner autour de leurs axes et disposées chacune à une extrémité de l'hélice, des organes de liaison reliant chacune desdites roues à un arbre support différent, un disque taraudé monté coaxia-lement sur ladite hélice de manière à pouvoir se déplacer le long de ladite hélice en fonction d'un mouvement de rotation relatif entre le disque et l'hélice, pour amener le disque en contact d'entraînement avec l'une des roues par rotation de l'hélice pour entraîner la première roue et pour amener le disque en contact de freinage avec l'autre roue lorsque la rotation de l'hélice cesse,et un. élément d'entraînement pour faire tourner et arrêter l'hélice. 2.- Mécanisme suivant 1, dans lequel le premier et le deuxième arbre sont les axes parallèles espacés d'un magnétophone qui supportent les bobines sur lesquelles est enroulée la bande magné-tique, et dans lequel l'élément d'entraînement est constitué par un moteur électrique réversible à courant continu relié à l'arbre d'entraînement et à l'hélice, le moteur étant branché sur un circuit électrique qui assure sélectivement une action d'entraînement et de freinage sur ledit moteur. 3.- Mécanisme suivant 1 ou 2 dans lequel les deux roues sont montées coaxialement au disque, de chaque côté dudit disque. 4.- Mécanisme suivant 1 ou 2 dans lequel les deux roues sont montées sur des axes parallèles perpendiculaires à l'axe de l'hélice et sont disposées sur les côtés opposés de l'axe de l'hélice. 5.- Mécanisme suivant l'un quelconque des paragraphes précédents dans lequel la face des roues qui se trouve vis-à-vis du disque est revêtue d'un matériau à frottement. 6.- Mécanisme suivant 2, dans lequel le circuit électrique comprend des commutateurs pour inverser le sens de rotation du moteur et pour shunter ledit moteur. 69 12446 -10- 2006669 7»- Mécanisme suivant 1 ou 2 dans lequel les roues ont des faces qui peuvent venir en prise par frottement.avec le disque et des surfaces périphériques espacées axialement pouvant être reliées à des organes de liaison du type courroie passant autour des 5 poulies calées sur les arbres-support pour faire tourner lesdits arbres et entraîner la première et la deuxième bobine afin d'enrouler la bande et alternativement pour freiner la rotation des dits arbres-support et des bobines par venue en contact de freinage par frottement desdites roues sur le disque pour freiner l'une 10 desdites bobines et l'empêcher de tourner. 8.- Mécanisme suivant 2 dans lequel le circuit comprend une source de courant continu et un commutateur à trois positions assurant la rotation du moteur dans un sens, en sens inverse, ou shun-tant le moteur de manière que le disque puisse se déplacer axiale™ 15 ment le long de l'hélice pour venir en prise par frottement avec la première roue et la faire tourner ainsi que le premier arbre support tournant de bobine par rotation de 1'hélice et de l'arbre d'entraînement dans la première direction, la deuxième roue et le deuxième arbre-support rotatif étant débrayés par rapport audit 20 disque;que ledit disque puisse en outre se déplacer axialement le long de l'hélice pour venir en prise avec la deuxième roue et la faire tourner ainsi que le deuxième arbre-support tournant par rotation de l'hélice et de l'arbre d*entraînement en sens inverse,la première roue et le premier arbre-support étant alors débrayés par 25 rapport au disque; que le disque puisse également se déplacer axialement le long de l'hélice de sa position de venue en contact d'entraînement par frottement avec la première roue à sa position de venue en contact de freinage avec la deuxième roue lorsque la rotation de l'hélice et de l'arbre d'entraînement cesse pour empê-30 cher la deuxième roue et l'arbre-support de la deuxième bobine de tourner par venue en contact par friction du disque sur l'hélice immobilisée avec la deuxième roue, ladite deuxième roue supportant la bobine débitrice ;que le disque puisse aussi se déplacer axialement le long de l'hélice de sa position de venue en contact 55 d'entraînement par frottement avec la deuxième roue à sa position de venue en contact de freinage avec la première roue lorsque la rotation de l'hélice et de l'arbre d'entraînement cesse pour empêcher la première roue et l'arbre-support de la première bobine de tourner par venue en contact par friction du disque sur l'hélice 12446 -ii- 2006669 immobilisée avec la première roue, pour freiner par friction la première roue qui peut supporter la bobine débitrice afin d'éviter le dévidage de la bande, de façon telle que dans tous les cas la bobine débitrice soit freinée par frottement la première et que la bobine réceptrice soit freinée par la bande.