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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenteller für ein Laufwerk
für wechselbare
plattenförmige
Speichermedien.
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Heutzutage
sind eine Vielzahl wechselbarer plattenförmiger Speichermedien bekannt.
Hauptsächlich
handelt es sich dabei um optische Speichermedien wie zum Beispiel
die CD (Compact Disk) oder die DVD (Digital Versatile Disk) in ihren
verschiedenen Ausführungen.
Es sind aber auch magnetische (Diskette) oder opto-magnetische (MOD,
Magneto Optical Disk) plattenförmige
Speichermedien bekannt. Laufwerke für derartige Speichermedien
weisen in der Regel einen Plattenteller auf, der das im Laufwerk
befindliche Speichermedium auf seiner Auflagefläche trägt sowie mit einem Klemmhalter räumlich fixiert.
Der Plattenteller wird zum Lesen und/oder Beschreiben des Speichermediums
mit Hilfe eines Motors in eine Drehbewegung versetzt und ist entweder
direkt auf der Motorwelle oder aber auf einer eigenen Antriebswelle
montiert. Im letzteren Fall erfolgt der Antrieb des Plattentellers über ein
entsprechendes Getriebe.
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Bei
den Laufwerken für
plattenförmige
Speichermedien mit verhältnismäßig geringer
Speicherdichte, wie zum Beispiel die CD, sind die Anforderungen
an die Genauigkeit des Plattentellers relativ gering. Bei den Laufwerken
für Speichermedien
mit hoher Speicherdichte, die je nach Typ beispielsweise mehrere
Speicherschichten aufweisen, ist dies nicht mehr der Fall. Hier
werden hohe Anforderungen an den Rundlauf und an den Planlauf des
Plattentellers gestellt. Idealerweise soll die Symmetrieachse des Plattentellers
mit der Drehachse der Motorwelle zusammenfallen. Eine Neigung beziehungsweise
ein Versatz der Symmetrieachse relativ zur Drehachse der Motorwelle
unterliegt engen Toleranzen und führt zu Schwierigkeiten beim
Lesen und/oder Beschreiben des Speichermediums.
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Aus
Kostengründen
werden für
den Plattenteller üblicherweise
Spritzgussteile verwendet, die auf die Motorwelle aufgepresst werden.
Dies ist mit einer Reihe von Problemen verbunden. Der Aufpressdurchmesser
des Plattentellers und die daraus folgende Aufpresskraft sind schwierig
einzuhalten. Bei einer zu großen
Kraft wird der Motor beschädigt, bei
einer zu kleiner Kraft kann sich der Plattenteller bei Falltests
auf der Motorwelle verschieben. Auch die Aufpresshöhe des Plattentellers
ist nicht zuverlässig.
Die geforderten Toleranzen für
den Rundlauf und den Planlauf des Plattentellers sind für die Lieferanten
der Teile sehr schwierig einzuhalten, weshalb die Ausschussquote
relativ hoch ist. Des Weiteren hat die üblicherweise verwendete Gummiauflage
des Plattentellers große
Dickentoleranzen, welche selbst bei guten Kunststoffteilen einen
Planschlag verursachen.
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Um
diese Probleme zu beseitigen kann der Plattenteller beispielsweise
auf einer Drehbank nachgedreht werden, um so den Planlauf zu erreichen. Durch
die Nachbearbeitung ändert
sich allerdings die Klemmkraft am Speichermedium, da sich der Abstand
zum Klemmhalter verändert.
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Eine
andere bekannte Lösung
sieht vor, Klebepunkte auf der Auflagefläche des Plattenteller aufzubringen.
Diese werden vor dem Erhärten
mit einer Klinge abgezogen, um so den Planlauf zu erreichen. Dies
ist ein schwierig zu kontrollierender Prozess, da insbesondere beim
Abheben der Klinge Klebefäden entstehen
können.
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Beide
Lösungen
erlauben lediglich eine Korrektur des Planlaufs, der Rundlauf kann
nicht korrigiert werden. Dies ist hingegen möglich, wenn anstelle der gespritzten
Kunststoffteile gedrehte Metallteile verwendet werden. Diese lassen
sich zwar mit der geforderten Genauigkeit herstellen, sie sind aber
teurer als die Spritzgussteile.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, den Stand der Technik zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
einen Plattenteller für
ein Laufwerk für
plattenförmige
Speichermedien, mit einer Bohrung für die Aufnahme einer Motorwelle
eines Antriebsmotors bei dem der Durchmesser der Bohrung zumindest
in einem Teilbereich der Bohrung größer ist als der Durchmesser
der Motorwelle, so dass zwischen der Wand der Bohrung und der Motorwelle
ein Spalt vorhanden ist und die Neigung und/oder die Lage des Plattentellers
relativ zur Drehachse der Motorwelle einstellbar ist.
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Die
Erfindung verwendet einen Plattenteller, der eine indirekte Befestigung
zur Motorwelle hat. Zwischen der Motorwelle und dem Plattenteller
ist ein Spalt für
die Fehlerkompensation, welcher beispielsweise durch Kleber gefüllt wird.
Anstelle von Kleber können
auch andere Materialien verwendet werden, um den Spalt zu füllen und
den Plattenteller auf der Motorwelle zu fixieren, beispielsweise
ein erwärmter und
verflüssigter
Kunststoff, Kunstharze etc. Auch die Verwendung von Keilen zur Fixierung
ist denkbar. Die Genauigkeit des Planlaufes, des Rundlaufes und der
Aufpresshöhe
wird über
die Montage der Komponenten in einer präzisen Vorrichtung erzielt.
Auf diese Weise kann ein günstiger
Plattenteller mit geringer Präzision
verwendet werden, dessen Fehler über den
unterschiedlichen Klebespalt kompensiert werden.
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Vorteilhafterweise
ist die Bohrung im Wesentlichen zylindrisch. In diesem Fall ist
der Durchmesser der Bohrung durchgängig größer als der Durchmesser der
Motorwelle. Dies erlaubt eine Einstellung sowohl des Planlaufs als
auch des Rundlaufs, sowie eine Einstellung der Aufpresshöhe. In dieser Ausführung wird
der Plattenteller sinnvollerweise an mindestens zwei Stellen mit
der Motorwelle verklebt, um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß weist
die Bohrung eine ringförmige
Einengung auf, deren Durchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser
der Motorwelle entspricht. Eine solche Ausführung ist sinnvoll, wenn lediglich
der Planlauf und gegebenenfalls die Aufpresshöhe des Plattentellers eingestellt
werden soll. Die ringförmige
Einengung der Bohrung dient als Drehpunkt für den Plattenteller und fixiert
ihn gleichzeitig. Es ist daher nur noch ein weiterer Befestigungspunkt notwendig.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die Bohrung im Wesentlichen konisch. Auch in diesem
Fall ist eine Einstellung des Rundlaufs, des Planlaufs und der Aufpresshöhe möglich, sofern
der Durchmesser der konischen Bohrung durchgängig größer als der Durchmesser der Motorwelle
ist. Darüber
hinaus bietet diese Ausführung
den Vorteil, dass sich der Kleber zur Fixierung des Plattentellers
auf der Motorwelle besser innerhalb der Bohrung verteilt. Daher
ist es nicht erforderlich, weitere Befestigungspunkt vorzusehen.
Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Seite des Plattentellers
nur schwer zugänglich
ist, wie beispielsweise bei Plattentellern für die Laufwerke von tragbaren
Computern. Bei solchen Laufwerken ist aufgrund der engen räumlichen
Verhältnisse
der Plattenteller sehr nah am Motor angebracht.
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Vorteilhafterweise
entspricht der Durchmesser der konischen Bohrung an der engsten
Stelle der Bohrung im Wesentlichen dem Durchmesser der Motorwelle.
Wie schon bei der ringförmigen
Einengung ist eine solche Ausführung
sinnvoll, wenn lediglich der Planlauf und gegebenenfalls die Aufpresshöhe des Plattentellers
eingestellt werden soll. Die engste Stelle der Bohrung dient wieder
als Drehpunkt für
den Plattenteller und fixiert ihn gleichzeitig.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
er Erfindung besteht der Plattenteller aus zwei oder mehr Teilen,
von denen nur ein Teil in der Neigung und/oder der Lage relativ
zur Drehachse der Motorwelle einstellbar ist. In diesem Fall befindet
sich der Klebespalt zum Ausrichten teilweise zwischen der Motorwelle
und dem einstellbaren Teil des Plattentellers und teilweise zwischen
den Teilen des Plattentellers. Je nach Ausführung der Motorwelle kann der Spalt
auch ausschließlich
zwischen den Teilen des Plattentellers liegen. Der nicht einstellbare
Teil wird dabei auf die Motorwelle aufgepresst. Der einstellbare
Teil wird dann relativ zur Motorwelle justiert und mit der Motorwelle
und/oder dem nicht einstellbaren Teil verklebt. Alternativ ist es
auch möglich,
den Plattenteller derart zu gestalten, dass er zumindest teilweise flexibel
ist. In diesem Fall wird der Plattenteller nach dem Aufstecken auf
die Motorwelle zunächst
so geformt, dass die Abweichungen vom Rundlauf und/oder vom Planlauf
innerhalb der gewünschten Toleranzen
liegen. Anschließend
wird der Plattenteller beispielsweise durch Klebstoff versteift,
so dass er seine Form nicht länger ändern kann.
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Erfindungsgemäß umfasst
ein Verfahren zur Montage eines Plattentellers mit einer Bohrung
an einer Motorwelle die Schritte:
- – Positionieren
der Motorwelle in einer definierten Lage mit Hilfe einer ersten
Referenzfläche,
- – Einführen der
Motorwelle in die Bohrung des Plattentellers,
- – Einstellen
der Neigung und/oder der Lage des Plattentellers relativ zur Motorwelle
mit Hilfe einer zweiten Referenzfläche, und
- – Fixieren
der Motorwelle in der Bohrung des Plattentellers. Zur Montage wird
der Motor mitsamt der Motorwelle in eine spezielle Vorrichtung eingespannt,
die als Referenzfläche
dient. Vorteilhafterweise ist diese Referenzfläche senkrecht zur Motorwelle.
Mit Hilfe von Justageelementen wird der Motor mitsamt der Motorwelle
nun exakt in einer definierten Lage justiert. Ein Kontrolle der
Justage kann beispielsweise erfolgen, indem auf der Motorwelle ein
Spiegel angebracht wird, der mit einem kollimierten Lichtstrahl
beleuchtet wird. Die Lage des reflektierten Lichtstrahls kann mit
einer Detektorfeld bestimmt werden und erlaubt Rückschlüsse über die Ausrichtung der Motorwelle. Nach
erfolgter Justage wird der Plattenteller auf die Motorwelle aufgesetzt.
Mit Hilfe einer zweiten Referenzfläche, beispielsweise einer zur
ersten Referenzfläche
parallelen Platte mit einer exakten Aufnahme für den Plattenteller, wird der
Plattenteller relativ zur Motorwelle ausgerichtet. Anschließend wird
er an der Motorwelle fixiert, zum Beispiel durch Kleben, und als
komplette Einheit aus Motor und Plattenteller aus der Justagevorrichtung
entnommen. Selbstverständlich
muss nicht zwingend zunächst
der Motor justiert werden. Es ist ebenso möglich, zunächst den Plattenteller definiert
auszurichten und danach den Motor relativ zum Plattenteller zu justieren
oder beide Elemente im Wechsel zu justieren.
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Falls
der Plattenteller wie oben beschrieben aus zwei oder mehr Teilen
besteht, umfasst das Verfahren die Schritte:
- – Montieren
der nicht einstellbaren Teile des Plattentellers an der Motorwelle,
- – Positionieren
der Motorwelle in einer definierten Lage mit Hilfe einer ersten
Referenzfläche,
- – Einstellen
der Neigung und/oder der Lage des einstellbaren Teils des Plattentellers
relativ zur Motorwelle mit Hilfe einer zweiten Referenzfläche, und
- – Fixieren
des einstellbaren Teils des Plattentellers an der Motorwelle und/oder
den nicht einstellbaren Teilen des Plattentellers.
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Vorteilhafterweise
weist ein Gerät
zum Lesen und/oder Beschreiben plattenförmiger Aufzeichnungsträger einen
erfindungsgemäßen Plattenteller auf.
Ein solches Gerät
hat den Vorteil, dass der verwendete Plattenteller einerseits die
erforderliche Genauigkeit erzielt und dabei andererseits kostengünstig produzierbar
ist.
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Zum
besseren Verständnis
soll die Erfindung nachfolgend anhand der 1 bis 4 erläutert werden.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche Elemente. Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere
Ausführungen
ergeben sich für
den Fachmann in naheliegender Weise. Es zeigen:
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1:
ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Plattentellers
mit zylindrischer Bohrung;
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2:
ein zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Plattentellers
mit ringförmiger
Einengung;
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3:
ein drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Plattentellers
mit geteiltem Plattenteller; und
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4:
ein viertes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Plattentellers
mit konischer Bohrung.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Plattentellers
(1) dargestellt. Der Plattenteller (1) weist einen
langgezogenen Teil (2) auf, der mit einer Bohrung (3)
versehen ist und als Aufnahme für
die Motorwelle (4) eines Antriebsmotors (5) dient.
Idealerweise fällt
die Symmetrieachse des Plattentellers (1) mit der Drehachse
(6) der Motorwelle (4) zusammen.
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Im
rechten Teil der 1 ist ein vergrößerter Ausschnitt
der Bohrung (3) mitsamt der darin befindlichen Motorwelle
(4) dargestellt. Der Durchmesser der in diesem Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen zylindrischen Bohrung (3) ist über die
gesamte Länge größer als
der Durchmesser der Motorwelle (4), so dass zwischen der
Wand der Bohrung (3) und der Motorwelle (4) ein
Spalt (7) vorhanden ist. Aufgrund des Spalts (7)
kann der Plattenteller (1) relativ zur Motorwelle (4)
sowohl verschoben als auch verkippt werden. Dies erlaubt es, den
Plattenteller (1) derart zu justieren, dass seine Symmetrieachse
mit der Drehachse (6) der Motorwelle (4) zusammenfällt. Darüber hinaus
lässt sich
auch die Höhe
des Plattentellers (1) auf der Motorwelle (4)
einstellen. Zum Befestigen des Plattentellers (1) an der
Motorwelle (4) ist die Bohrung (3) am unteren
Ende und am oberen Ende trichterförmig erweitert. Die trichterförmigen Erweiterungen
werden nach der Justage mit Klebstoff gefüllt, so dass der Plattenteller
(1) und die Motorwelle (4) eine Einheit bilden.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt 2. Es entspricht weitgehend
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Allerdings weist
das obere Ende der Bohrung (3) eine ringförmige Einengung
(8) auf, wie dem vergrößerten Ausschnitt
der Bohrung im rechten Teil der
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2 zu
entnehmen ist. An dieser Stelle stimmt der Durchmesser der Bohrung
(3) im Wesentlichen mit dem Durchmesser der Motorwelle
(4) überein.
Daher ist bei dieser Ausführung
zwar noch ein Verkippen des Plattentellers (1) relativ
zur Motorwelle (4) sowie eine Einstellung der Höhe möglich, ein
Verschieben des Plattentellers (1) relativ zur Motorwelle (4)
ist aber nicht mehr vorgesehen. Die ringförmige Einengung (8)
wirkt einerseits als Drehpunkt für
das Verkippen des Plattentellers (1), andererseits dient sie
als Befestigungspunkt des Plattentellers (1). Daher ist
nur noch ein weiterer Befestigungspunkt notwendig, der wie bereits
zuvor durch die trichterförmige
Erweiterung am unteren Ende der Bohrung (3) bestimmt ist.
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3 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung. In diesem Fall besteht der Plattenteller (1)
aus zwei getrennten Teilen (1a, 1b), von denen ein
Teil (1b) fest auf die Motorwelle (4) aufgesteckt wird,
während
der andere Teil (1a) relativ zur Motorwelle (4)
justiert werden kann. Der Justagespalt (7) befindet sich
in diesem Fall sowohl zwischen der Motorwelle (4) und der
Bohrung (3) als auch zwischen den beiden Teilen (1a, 1b)
des Plattentellers (1). Da nur ein relativ kurzes Stück der Motorwelle
(4) innerhalb der Bohrung (3) liegt, erfolgt eine
Verklebung hier zur Verbesserung der Stabilität zumindest teilweise zwischen
den beiden Teilen (1a, 1b) des Plattentellers
(1). Selbstverständlich
ist es auch möglich, dass
die Motorwelle ausschließlich
in den fest aufgesteckten Teil (1b) des Plattentellers
(1) hineinreicht. In diesem Fall benötigt der justierbare Teil (1a)
keine Bohrung und wird lediglich mit dem fest aufgesteckten Teil
(1b) verklebt.
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Ein
viertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in 4 dargestellt. Diese Ausführung eignet
sich insbesondere für
Laufwerke von tragbaren Geräten,
bei denen aufgrund der beengten Platzverhältnisse der Plattenteller (1)
sehr nah am Antriebsmotor (5) angebracht ist, so dass das
untere Ende der Bohrung (3) für eine Verklebung nicht zugänglich ist.
In diesem Fall ist die Bohrung (3) im Wesentlichen konisch,
wodurch erreicht wird, dass sich der Klebstoff über einen größeren Bereich
der Motorwelle (4) verteilt. Dies ist auch deshalb von
Vorteil, weil nur ein relativ kleiner Teil der Motorwelle (4)
innerhalb der Bohrung (3) liegt und die vergrößerte Klebefläche zu einer
besseren Stabilität
führt.
Falls der Durchmesser der konischen Bohrung (3) an ihrer
engsten Stelle größer ist
als der Durchmesser der Motorwelle (4), ist wiederum eine
Justage der Neigung, der Position und der Höhe des Plattentellers (1)
möglich.
Ist der Durchmesser der konischen Bohrung (3) an ihrer engsten
Stelle gleich dem Durchmesser der Motorwelle (4), so entfällt die
Justage der Position des Plattentellers.