Brevet FR2498794A1 — publié le 19820730

1.- L'invention concerne un dispositif d'entraine- ment des bobines d'alimentation des bandes utilisées comme sup- port d'information en forme de bande pour les appareils d'en- registrement et/ou de reproduction de signaux électro-acousti- ques, de signaux vidéo, et d'informations de la technique de données numériques avec une bande magnétique ou un film magné- tique, notamment dans une réalisation sous cassettes. Il est classique Jusqu'à maintenant de mettre en oeuvre pour l'entra nement du bobinage des bandes, des mé- canismes d'enroulement spéciaux. Ceux-ci sont entraîinés par un moteur de bobinage spécial ou bien à l'aide du moteur prévu pour l'entralnement de la bande. Les mécanismes de bobinage transmettent le mouvement de rotation produit par le moteur de façon appropriée pour l'enroulement ou le déroulement, assu- rent les fonctions d'avance des bobinesde retour en arrière des bobines et de bobinage de la bande magnétique en fonction- nement de reproduction ou d'enregistrement de l'appareil. Pour la réalisation de la dernière fonction, ces mécanismes doivent être en outre équipés d'un couplage spécial qui compense la vi- tesse de rotation non constante de l'enroulement avec la vites- se de rotation constante du dispositit d'entraînement et qui garantit un couple d'enroulement constant. Dans certains cas, les dispositifs d'enroulement sont en outre équipés d'accou- plements de surcharge, qui, pour épargner la bande, assurent une limitation du couple dans le fonctionnement an avance de bande et en retour en arrière de bande. De plus, les mécanismes d'en- roulement comportent des dispositifs pour le freinage du dérou- lement, afin de stabiliser le déplacement de la bande. Pour em- pécher la formation de boucle de la bande, un freinage aussi rapide que possible du bobinage après l'achèvement des fonctions d'enroulement est nécessaire. A cet effet, on utilise des freins de bobinage de bande. Ces dispositifs classiques d'entrainement de bobinage de bande comportent un grand nombre d'inconvénients divers. La fabrication de tels dispositifs d'enroulement néces- site une dépense élevée en éléments mécaniques fonctionnels, avec une précision élevée pour une partie d'entre eux. Du fait du grand nombre de ces éléments mécaniques fonctionnels et groupes constitutifs, la tendance aux pannes du dispositif d'en- tra nement est relativement importante. La réalisation également entratne une dépense technique et technologique importante. 2.- Egalement, les paramètres susceptibles d'être obtenus avec de tels dispositifs d'entraînement ne montrent pas toujours, no- tamment pour des appareils d'enregistrement et de reproduction modernes de haut niveau, des résultats satisfaisants, car entre autres choses, on ne peut bobiner qu'avec des couples constants. Ces mécanismes présentent également des temps de démarrage et d'arrêt très importants. Dans le cas de ces solutions construc- tives, la réalisation des fonctions reproduction, enregistrement, marche en avant, marche en arrière et arrêt, n'est que diffici- lement possible par manoeuvre à distance, du fait des efforts importants de manoeuvre et du trajet de commutation. Au con- traire, les nouveaux développements de la technique des bandes magnétiques, comme par exemple les enregistreurs à cassettes magnétiques commandés par microcalculateurs, nécessitent des mécanismes d' entrainement susceptibles d'être commutés rapide- ment avec commutation électrique des fonctions. D'autres possibilités d'entratnement connues du bobinage des bandes, consistent en ce qu'un moteur d'entrai- nement distinct est associé à chacun des deux bobinages de ban- de. On supprime ainsi le coûteux mécanisme d'entraînement. C'est ainsi que par exemple dans le document DE-08 2 330 164, les bobinages de bande sont entraînés par des moteurs sans connec- teur, à accouplement direct, command6se électroniquement, dont le principe de fonctionnement correspond à celui des moteurs synchrones à aimants permanents. Dans ce cas, l'électronique de commande n'existe quRen un exemplaire et est branchée sur le moteur en fonctionnement. Cette solution comporte les incon- vénients suivants s les bobinages de bande sont solidaires des rotors à aimants permanents des moteurs et présentent un moment d'inertie élevé, ce qui nécessite la mise en oeuvre de freins de bobinage. lors du retour en arrière, le déroulement doit être accéléré au moyen de la bande magnétique. De ce fait, seules des vitesses de réenroulement modérées sont possibles car autre- ment, la bande magnétique pourrait être endommagée. Comme autres inconvénients, se présente le fait que chaque bobine de stator doit être commandée individuellement en fonction de la position du rotor. Pour garantir cela, des éléments de détection spéciaux sont nécessaires dans le moteur. Une régulation du couple du moteur dans le cas de la solution ainsi considéré n'est posai- ble que dans certaines limites. De tels moteurs qui, du fait 3.- de la réduction au minimum de l'électronique de commande ne sont équipées en règle générale que de trois bobines statoriques, présentent une nette sensibilité polaire, cela signifie que le couple d'entraînement n'est pas uniforme, ce qui se répercute également de façon très gênante sur le déplacement uniforme de la bande, notamment dans le cas d'appareils de haut niveau. Dans le document DB-OS 2 353 856, est décrit un nmécanisme d'entrainement à deux moteurs dans lequel un mo- teur agit comme entraînement direct de la partie reproduction, tandis que l'autre fonctionne comme moteur d'entraînement pour le mécanisme de bobinage de bande. L'avantage de cette solution réside dans le découplage de l'entraînement de la partie re- production et de l'entraînement de bobinage. Toutefois, l'en- trainement de bobinage de bande ne peut être réalisé qu'au prix d'une dépense technique et technologique élevée (élémentsfonc- tionnels supplémentaires pour les mécanismes de commutationp les freins de bobinage, temps de commutation élevés). Par contre, le document DB-OS 2 949 979 décrit un mécanisme d'entraînement à trois moteurs. A côté de l'entrai- nement direct de la partie reproduction, deux entraînements de bobinage de bande sont intégrés dans les moyeux des bobines d'enroulement. Toutefois, ces moteurs d'enroulement ne présen- tent pas une caractéristique couple-vitesse de rotation optimale pour l'entraînement de bobinage. Il sagit ici, comme cela est indiqué dans le document DB-OS 2 330 164, de moteurs synchrones à aimants permanents commandées électroniquement. Cette solu- tion présente des inconvénients techniques analogues à ceux qui ont été discutés à propos du document DE-OS 2 330 164. Les deux moteurs d'enroulement nécessitent en effet, une électroni- que de commande propre. Ces moteurs sont équipés d'éléments de détection pour détecter la position du rotor. Toutes les bobines statoriques doivent être commandées individuellement. Ces mo- teurs présentent une sensibilité polaire. Si l'entraînement de bobinage s'effectue sans mécanisme de démultiplication supplémentaires il est nécessaire pour obtenir les couples exigés de mettre en oeuvre des maté- riaux spéciaux de haute qualité et d'un coût élevé. Si l'on re- nonce à mettre en oeuvre ces matériaux, et si l'on utilise îes matérux classiques, le couple d'entraînement est trop faible. Le moteur doit fonctionner à une vitesse de rotation élevée et 4.-- sa caractéristique couple-vitesse de rotation doit être adaptée aux exigences d'un entraînement de bande au moyen d'un mécanis- me de démultiplication. Ceci a pour conséquence immédiate d'aug- menter la dépense de réalisation et en même temps la précision de l'usinage. la variante de dispositifs d'entraînement pro- posée dans le document DE-OS 2 949 979 est également à tout point de vue d'un coût élevé et n'est pas précisément avantageu- se pour la fabrication en grande série. On connaIt par ailleurs des moteurs à courant continu sans fer pour des dispositifs d'entraînmment direct de bobinage de bande, qui sont mis en oeuvre en couplage direct avec le bobinage de bande comme entratnement de bobinage. Ils conviennent très bien, du fait surtout de leur faible couple d'inertie du rotor et de leur collecteur comprenant un grand nombre de p8les. Il s'y ajoute leurs possibilités de régulation très bonnes et sans complication. Toutefois, de t els moteurs sont d'une réalisation très coûteuse et exigent la mise en oeuvre de matériaux coûteux de haute qualité. Un autre inconvénient de ces moteurs à collecteurs est en outre, l'émission de bruit éle- vée, l'émission de parasites tout comme une fiabilité et une durée de vie réduites propres aux moteurs à collecteurs. Ie but de l'invention est de créer un dispositif d'entranement de bobinage économique, d'une technique de fabri- cation simple, et non sujet à pannes. Il faut alors créer un dispositif d'entrainement de bobinage d'une grande sécurité de fonctionnement et avec peu de pièces individuelles en mouvement, qui soit susceptible d'être commandé électriquement, et qui, du fait de sa facilité de réalisation et de montage, garantisse une productivité élevée permettant une production en série éco- nomique. L'invention vise à créer un dispositif d'en- trainement de bobinage pour un support d'information en forme de bande, dans lequel les pièces individuelles mécaniques et les groupes constitutifs soient réduits à un minimum, par exem- ple en supprimant un embrayage à friction jusqu'ici nécessaire, dans lequel une conception technique fonctionnelle de l'appa- reil reste maintenue et dans lequel la régulation de l'entra ne- ment de bobinage s'effectue sans pièces individuelles mécaniques en mouvement et dans lequel l'entraînement de bobinage agit 5.- également comme frein de bobinage. Conformément à l'invention, ce but est atteint en ce qu'un moteur d'entraînement distinct est associé à chacun des bobinages de bande, ce moteur correspondant tout spéciale- ment dans ses paramètres aux exigences d'un entratnement de bobinage, et ce dispositif étant caractérisé en ce que pour les deux moteurs de bobinage, un seul circuit de commande est nécessaire. Comme entraînement, on utilise un moteur synchrone à hystérésis et à rotor e3teîe commandé électroniquement. Les propriétés avantageuses de cet entraînement de bobinage pro- viennent de ce que le moteur travaille en fonctionnement asyn- chrone. De façon plus détaillée, cet entraînement de bobinage est réalisé de façon telle que le bobinage d'une bande est so- lidaire d'un anneau constitué d'un matériau magnétique avec des pertes de démagnétisation élevées et qui constitue le rotor du moteur à hystérésis. GrAce à l'utilisation d'un matériai d'hystérésis approprié avec une boucle d'hystérésis suffisamment grande, on peut maintenir le moment d'inertie du bobinage de bande comme cela est absolument nécessaire à un niveau très bas (environ 10 g/cm2). A l'intérieur de l'anneau, les bobines sont rapportées sur un paquet de tôles de stator. Le paquet de tôles de stator et les bobines sont disposés à poste fixe. Deux sys- tèmes de bobines indépendants l'un de l'autre sont alors pré- vus. Si l'un des systèmes de bobine est parcouru par un courant alternatif sinusoidal, tandis que l'autre système de bobine est simultanément parcouru par le même courant alternatif mais dé- calé en phases de 90 , alors, pour une disposition appropriée des bobines autour du stator, un champ tournant magnétique est établi, qui traverse le matériau à hystérésis de l'anneau et met celui-ci en rotation avec un couple déterminé par l'intermé- diaire du mécanisme de magnétisation. La valeur du couple est déterminée par les propriétés du matériau d'hystérésis, par le nombre de paires de pôles du stator et par le flux magnétique de l'anneau d'hystérésis, une proportionnalité directe existant alors entre l'intensité du courant dans les enroulements du sta- tor et le couple obtenu. Par variation de l'intensité du courant, on obtient ainsi une possibilité simple du réglage du moteur. Le moteur peut ainsi de façon simple, être commuté entre les fonctions "enroulement" lors de l'enregistrement de la reproduc- tion et "marche à arrière". Ces moteurs de bobinage peuvent être 6.freinés sans complication et avec une intensité susceptible de varier, au moins l'une des bobines du stator étant parcourue par un courant continu. Dans un cas extrême, un freinage très rapide du bobinage de bande est possible de façon purement élec- tromagnétique, si bien qu'un frein agissant mécaniquement n'est pas nécessaire. Un dispositif de bobinage ainsi conçu est constitué de seulement deux pièces mobiles, ne contient aucun matériau de valeur élevée, et ne présente pas de complications dans la réalisation. Par comparaison avec les autres moteurs commandés électroniquement, l'électronique nécessaire pour cette solution d'entraînement est notablement plus simple. L'invention va être exposée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur les des- sins ci-joints d'un dispositif d"entraînement de bobinage pour un appareil de la technique à cassettes compactes. - la figure 1 est une vue schématique en éléva- tion et en coupe partielle du dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est un schéma simplifié du cir- cuit de commande. Sur la plaque de base 1 sont fixée l'entraine- ment d'enroulement 2 et l'entra nement de déroulement 3. L'en- traInement d'enroulement et l'entrainement de déroulement sont d'une constitution identique. La partie porteuse des deux entrai- nements de bobinage est le corps de base 4. Il est solidaire de la plaque de base 1. Dans ce corps de base 4. est fixé l'axe de bobinage 5. Il porte le paquet de t8les de stator 6 sur le- quel sont montés les systèmes de bobines 7 et 8. le bobinage de bande 9 qui constitue en même temps le rotor d'un moteur, est monté sur l'axe de bobinage 5. le bobinage de bande 9 est solidaire de l'anneau d'hystérésis 10. Pour établir le champ magnétique tournant, le système de bobine 7 est parcouru par un courant alternatif, tandis que le système de bobine 8 est par- couru par le même courant alternatif mais décalé en phases de 90 . Dans un circuit de générateur, sont obtenues deux tensions alternatives décalées en phases de 90 , qui sont susceptibles d'être commutées en grandeurs par le commutateur 12, car pour le fonctionnement en rebobinage, une tension plus élevée doit être disponible. Dans la fonction "arrêt", tous les enroulements du dispositif d'enroulement sont branchés par le commutateur 13 r 7.- sur une source de courant continu. Grâce au commutateur 14, - les tensions alternatives peuvent être commutées entre l'entra- nement dtenroulement et l'entra nement de déroulement. 8.- REVEND I CAT I ONS 1.- Dispositif d'entra nement de bobinage pour un support d'information en forme de bande, dispositif compor- tant des rotors prévue pour le bobinage de la bande, dispositif caractérisé en ce que les moyens d'enroulement et/ou de dérou- lement, pour une vitesse constante de transport de la bande, sont des moteurs synchrones à hystérésis fonctionnant de façon asynchrone. 2.- Dispositif d'entraînement de bobinage pour un support d'information en forme de bande selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'un détecteur de vitesse de rotation est rapporté sur le rotor du moyen d'enroulement, le signal proportionnel à la vitesse de rotation de ce détecteur étant appliqué à un organe de réglage branché en amont du moyen d'enroulement.