DE19806898A1 - Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben scheibenförmiger Aufzeichnungsträger - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben scheibenförmiger Aufzeichnungsträger, welches ein Unwuchtausgleichsmittel aufweist.

Ein derartiges Gerät ist aus der WO 84/01863 bekannt. Dieses Gerät weist einen bürstenlosen Gleichstrommotor als Antriebsmotor auf, welcher den scheibenförmigen Aufzeichnungsträger in eine Drehbewegung versetzt. Der Aufzeichnungsträger ist mittels eines Befestigungsmittels, hier der Motornabe, am Antriebsmotor befestigt. Zum Erzielen einer möglichst unwuchtfreien Drehbewegung des Aufzeichnungsträgers ist als Unwuchtausgleichsmittel der Gleichstrommotor so ausgelegt, daß dort nur einmal an einer Stelle gefräst zu werden braucht, um einen Unwuchtausgleich zu erzielen. Das Gerät ist so aufgebaut, daß bei Montage, Reparatur oder ähnlichem keine Unwucht entstehen kann.

Als nachteilig an dem bekannten Gerät ist anzusehen, daß eine Unwuchtfreiheit nur dann besteht, wenn auch der scheibenförmige Aufzeichnungsträger keinerlei Unwucht aufweist. Dies kann zwar bei Festplattengeräten gewährleistet werden, nicht aber bei Geräten, die auswechselbare Aufzeichnungsträger aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät der genannten Art vorzuschlagen, welches auch bei der Verwendung von auswechselbaren Aufzeichnungsträgern eine möglichst geringe Unwucht aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Unwuchtausgleichsmittel ein Zentrifugalkrafterzeugungsmittel ist, welches eine im Betrieb veränderliche Zentrifugalkraft erzeugt. Der Vorteil eines derartigen dynamischen Unwuchtausgleichsmittels besteht darin, daß Toleranzen des Aufzeichnungsträgers, Toleranzen in dessen Befestigung sowie Toleranzen des Antriebsmotors relativ groß sein dürfen, ohne daß die dadurch bedingte Unwucht einen störenden Einfluß auf den Betrieb des Geräts hat, da diese Unwucht über das dynamische Unwuchtausgleichsmittel ausgeglichen und sogar während des Betriebs an gegebenenfalls sich ändernde Bedingungen angepaßt wird. Aufzeichnungsträger, die mit einer Unwucht behaftet sind, wie z. B. sogenannte Shape-CDs, die unter Umständen keine gleichmäßige Massenverteilung aufweisen, sind in einem erfindungsgemäßen Gerät problemlos abspielbar.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß das Unwuchtausgleichsmittel ein Positioniermittel zum Positionieren des Aufzeichnungsträgers ist. Dies hat den Vorteil, daß die Unwucht direkt an ihrer Quelle ausgeglichen wird. Der durch den Aufzeichnungsträger oder dessen Positionierung im Gerät hervorgerufene Anteil der Unwucht, der naturgemäß nicht bei der Produktion bzw. dem Service des Geräts kompensierbar ist, wird somit ausgeglichen. Das Positioniermittel dient dazu, den Aufzeichnungsträger so zu positionieren, daß dessen Massenmittelpunkt zur Achse des Antriebsmotors bzw. der Rotationsachse des Aufzeichnungsträgers zentriert ausgerichtet ist.

Erfindungsgemäß weist das Positioniermittel Federelemente und Dämpferelemente auf, die gleichmäßig über den Umfang des Unwuchtausgleichsmittels verteilt angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß dadurch ein selbsttätiges Zentrieren des Aufzeichnungsträgers relativ zu seiner Rotationsachse ermöglicht ist. Feder- und Dämpferkräfte heben sich durch gleichmäßig verteilte Anordnung gegenseitig auf, bei Auftreten einer Unwucht auftretende Kräfte wirken auf die Feder- und Dämpferelemente so ein, daß der Massenmittelpunkt des Aufzeichnungsträgers auf die Rotationsachse hin verschoben wird. Dies wird bei relativ niedriger Rotationsgeschwindigkeit, die auf die Feder- und Dämpferkräfte bzw. -eigenschaften angepaßt ist, durchgeführt. Anschließend wird die selbstzentrierte Position des Aufzeichnungsträgers fixiert und beibehalten.

Das Zentrifugalkrafterzeugungsmittel weist erfindungsgemäß ein im Betrieb bewegliches Masseelement auf. Dies hat den Vorteil, daß durch Veränderung der Position des Masseelements auf einfache Art und Weise eine Veränderung der Zentrifugalkraft erzielbar ist. Dabei ist das Masseelement vorteilhafterweise an einem rotierenden Teil und bezüglich zu diesem Teil beweglich angeordnet, so daß eine Verschiebung des Masseelements mit einer Veränderung der Unwucht einhergeht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eines oder mehrere derartige Masseelemente zu verwenden. Ein einziges Masseelement ist vorteilhafterweise sowohl radial als auch in Winkelrichtung bezüglich der Rotation des rotierenden Teils verschiebbar ausgebildet. Die Verwendung von zwei Masseelementen hat den Vorteil, daß sie jeweils nur in einer Dimension, d. h. radial oder in Winkelrichtung, verschiebbar angeordnet zu werden brauchen, um die Unwucht ausgleichen zu können. Die Verwendung einer größeren Anzahl Masseelemente, z. B. drei, vier oder mehr, führt zu einer gleichmäßigeren Masseverteilung auch in Richtung der Rotationsachse. Die höhere Symmetrie, wie sie für diese und noch höhere Anzahlen, wie beispielsweise sechs, acht, etc. erzielt werden, trägt zur Verschleißminderung und zur Produktionsvereinfachung des Geräts bei.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, zwei Masseelemente um die Rotationsachse des Aufzeichnungsträgers beweglich anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß eine Winkelpositionsänderung der Masseelemente durch um die Rotationsachse bewegliche Anordnung leicht möglich ist. Da es sich um zwei Masseelemente handelt, ist durch symmetrische Winkelpositionsänderung dieser Masseelemente auch die radiale Komponente der Massenverteilung auf einfache Weise einstellbar. Die Masseelemente haben vorteilhafterweise im wesentlichen die Form eines Kreissegments oder Kreisringsegments, insbesondere die eines Halbkreises bzw. eines halben Kreisrings. Bei mehr als zwei Masseelementen sind entsprechend kleinere Kreissegmente, die zusammen eine Vollkreisscheibe ergeben, vorgesehen, was eine möglichst gleichmäßige Massenverteilung zur Folge hat. Die bewegliche Befestigung der Masseelemente sollte möglichst kompakt ausgebildet sein, um die Massenverteilung möglichst wenig zu stören. Kreisringsegmente haben den Vorteil, daß radial außen eine größere Massenansammlung vorhanden ist, welches eine höhere Effektivität bei gleich großer zusätzlicher Masse ermöglicht als bei einer radial gleichmäßigen Masseverteilung. Die Rotationsachse ist im allgemeinen gleich derjenigen des Antriebsmotors. Vorteilhafterweise sind die Masseelemente in der Nähe des Aufzeichnungsträgers angeordnet, um die Unwucht möglichst nahe ihrer Quelle auszugleichen, und somit mechanische Beanspruchungen der Achse und deren Lager zu minimieren, sowie Vibrationsausbreitung auf Gerät oder Antriebsmotor weitestgehend zu verhindern.

Nach einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, mehrere kleine Masseelemente zu verwenden, die entlang eines Umfangs oder eines Radius des Zentrifugalkrafterzeugungsmittels plazierbar sind. Dies hat den Vorteil, daß eine größere Anzahl Masseelemente leicht dosierbar ist, und kein großer mechanischer Halteaufwand erforderlich ist, wodurch das Zentrifugalkraft­ erzeugungsmittel platzsparend ausgelegt werden kann. Vorteilhafterweise sind die Masseelemente an einem radial relativ weit außen liegenden Umfang plazierbar, da dort ihr Einfluß auch bei relativ kleiner Gesamtmasse relativ groß ist. Die Masseelemente werden dabei vorteilhafterweise durch die Zentripetalkraft gehalten, welche ohne Rotation des Aufzeichnungsträgers nicht vorhanden ist, wobei in diesem Fall aber auch kein Unwuchtausgleich erforderlich ist.

Statt eines Umfangs oder eines- Radius des Zentrifugalkrafterzeugungsmittels kann ebenfalls der Umfang oder der Radius allgemein eines rotierenden Teils Verwendung finden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Masseelemente sind vorteilhafterweise als fein- oder grobkörniges Pulver ausgebildet, welches beispielsweise in einem abgeschlossenen Behältnis, um Verlust zu vermeiden, in Luft, einem bestimmten anderen Gas, bei Über- oder Unterdruck, in einer Flüssigkeit oder ähnlichem angeordnet sind. Die einzelnen Partikel sind vorteilhafterweise im wesentlichen kugelförmig ausgebildet, um eine möglichst dichte Packung zu ermöglichen. Vorteilhafterweise weisen sie aber ein abgeplattete oder rauhe Oberfläche auf, um die gegenseitige Reibung zu erhöhen und somit eine einmal eingenommene, als optimal eingestufte Position zu halten.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, am Umfang bzw. am Radius des Zentrifugalkrafterzeugungsmittels ein Haftelement oder ein Halteelement anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß zusätzlich zur Zentripetalkraft eine Haltekraft bzw. Haft kraft auf die Masseelemente ausgeübt wird, wodurch diese in ihrer eingestellten Position auch bei verminderter Drehgeschwindigkeit gehalten werden. Diese Lösung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Rotationsbewegung des Aufzeichnungsträgers angehalten wird, ohne daß dieser dem Gerät entnommen wird. Bei nachfolgendem erneuten Betrieb ist dann der Unwuchtausgleich noch erhalten, es ist schneller möglich, in den störungsfreien Abspielbetrieb überzugehen. Das Haftelement ist beispielsweise eine haftende Oberflächenbeschichtung, z. B. eine Klebeschicht, eine Schicht elektrostatischer Aufladung, eine magnetisierte Schicht bei der Verwendung magnetisierbarer Partikel als Masseelemente oder ein anderes geeignetes Haftelement. Das Halteelement ist beispielsweise als rauhe Oberfläche, als nagelbrettartige Oberfläche, oder als andersartig ausgestaltete Oberfläche, in der sich die Masseelemente festhängen bzw. verfangen, ausgebildet. Vorteilhafterweise sind Hohlräume mit in Rotationsrichtung angeordneten Öffnungen als Malteelemente vargesehen. Dies hat den Vorteil, daß die Masseelemente darin aufgenommen und gehalten werden. Zum Neutralisieren der eingestellten Massenverteilung ist beispielsweise eine Beschleunigung in entgegengesetzter Richtung vorgesehen, wodurch die Masseelemente aus den Hohlräumen entfernt werden.

Das Unwuchtausgleichsmittel weist erfindungsgemäß ein Steuerungsmittel auf, welches im wesentlichen der Rotationsbewegung des Unwuchtausgleichsmittels folgt. Dies hat den Vorteil, daß das Unwuchtausgleichsmittel und das mit diesem mitrotierende Steuerungsmittel relativ zueinander in Ruhe sind, wodurch keine Übertragung, beispielsweise von Steuerungsinformationen, Energie, Kraft oder gegenseitiger Beeinflussung von feststehenden auf rotierende Teile bzw. Elemente erforderlich ist. Der mechanische und elektrische Aufwand werden somit vermindert, ebenso wie die Verlustleistung.

Erfindungsgemäß ist das Steuerungsmittel ein Hebelelement. Dies hat den Vorteil, daß das Steuerungsmittel mechanisch ausgebildet ist, keine elektrische Energiezufuhr benötigt und einfach zu realisieren ist. Vorzugsweise werden mehrere, insbesondere gleichartig ausgebildete Hebelelemente verwendet, wobei eines oder auch mehrere Hebelelemente pro Masseelement vorgesehen sind.

Das Hebelelement weist erfindungsgemäß einen Angriffspunkt an einem rotierenden Teil, einen weiteren an einem ortsfesten Teil sowie einen an einem Masseelement auf. Dies hat den Vorteil, daß Angriffspunkt und Hebelelement derart angeordnet bzw. ausgebildet sind, daß durch die Unwucht hervorgerufene relative Verschiebung der Angriffspunkte am feststehenden und am rotierenden Teil eine Hebelwirkung auslösen, die ein Verschieben des Masseelements in entgegengesetzt zur durch die Unwucht hervorgerufenen Verschiebungsrichtung bewirkt.

Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß das Unwuchtausgleichsmittel ein Steuerungsmittel aufweist, welches bezüglich des Geräts im wesentlichen ortsfest angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß ein gehäusefest angeordnetes Steuerungsmittel die Anzahl der rotierend angeordneten Teile und somit deren Platzbedarf reduziert. Ein gehäusefest angeordnetes Steuerungsmittel hat weiterhin den Vorteil, daß Zuleitungen z. B. zur Steuerung, Energiezufuhr etc., vom Gehäuse her aufgrund der gehäusefesten Anordnung problemlos möglich sind. Desweiteren ist ein problemloser Zugriff auf ein gehäusefest angeordnetes Betätigungsmittel möglich.

Das ortsfest angeordnete Steuerungsmittel ist erfindungsgemäß ein Bremsmittel, welches die Winkelposition und/oder die Radialposition des Masseelements beeinflußt. Dies hat den Vorteil, daß die Steuerung über ein ortsfestes Bremsmittel erfolgt, Informations- und Energieübertragung sind einfach realisierbar. Das Bremsmittel ist vorteilhafterweise eine elektromagnetische Spule, die einen Bremshebel in eine oder zwei Bremspositionen bewegt, in der das Masseelement abgebremst wird. Beispielsweise wird die Winkelposition zweiter Masseelemente beeinflußt, so daß mittels einer geringen Anzahl von Bauteilen ein guter Unwuchtausgleich ermöglicht ist.

Erfindungsgemäß beeinflußt das Bremsmittel ein Positioniergetriebe mit rotierenden Elementen, welches Teil des Unwuchtausgleichsmittels ist. Dies hat den Vorteil, daß die Elemente des Positioniergetriebes durch das Bremsmittel abgebremst und dadurch eine Getriebebewegung in Gang gesetzt wird. Hierbei wird bei geeigneter Ausbildung des Positioniergetriebes ein einziges Masseelement in radialer Richtung und in Drehrichtung positioniert.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß das Bremsmittel ein Teil eines Angriffsmittels für den scheibenförmigen Aufzeichnungsträger ist. Dies hat den Vorteil, daß ein ohnehin vorhandenes Bauteil in einer Phase, in der es ohnehin inaktiv ist, zum Zweck des Unwuchtausgleichs Verwendung findet. Das Teil des Angriffsmittels ist vorteilhafterweise ein Hebel, mit dem ein anderes Element, der sogenannte Puck, zum Aufzeichnungsträger hin oder von diesem weg bewegt wird. Das Unwuchtausgleichsmittel ist hier vorteilhafterweise in das Angriffsmittel integriert. Dies hat den Vorteil, daß das Unwuchtausgleichsmittel von der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers als der Antriebsmotor angreift, und daher antriebsmotorseitig keine Modifikationen eines eventuell bereits fertig konstruierten Geräts erforderlich sind und dennoch das Unwuchtausgleichsmittel integriert werden kann, da auf der motorabgewandten Seite eher Bauraum zur Anordnung des Unwuchtausgleichsmittels zur Verfügung steht.

Erfindungsgemäß weist das Steuerungsmittel ein fernwirkungskrafterzeugendes Element auf. Dies hat den Vorteil, daß kein direkter mechanischer Kontakt zwischen Steuerungsmittel und Masseelement oder anderen rotierenden Teilen des Unwuchtausgleichsmittels erforderlich ist, wodurch eine Verringerung von Reibungsverlusten erzielt wird. Als Fernwirkungskraft ist beispielsweise eine magnetische Kraft vorgesehen, die z. B. mittels Elektromagnet erzeugt wird, eine elektrostatische Kraft oder eine andere, ohne direkten Kontakt übertragene Kraft. Das Masseelement ist erfindungsgemäß ein magnetisierbares Masseelement, und das fernwirkungskrafterzeugende Element ein Magnet. Dies hat den Vorteil, daß magnetisierbare Masseelemente, beispielsweise Eisenpartikel, kostengünstige und einfach handhabbare Werkstoffe sind. Magnete, insbesondere Elektromagnete, sind ebenfalls kostengünstig zu produzieren und als Massenware in ihren Eigenschaften gut bekannt. Mittels des Magneten werden die magnetisierbaren Masseelemente in ihrer Position verschoben, beispielsweise bei der Verwendung von Eisenpartikeln werden diese mittels des Elektromagneten angezogen, gesammelt und bei drehendem Antriebsmotor an als geeignet ermittelter Winkelposition freigegeben. Danach werden sie durch die Zentrifugalkraft an eine Außenwand gepreßt, auf die sie ihrerseits die Zentrifugalkraft weitergeben. Als magnetisierbares Masseelement ist sowohl ein einzelnes Masseelement oder eine geringe Anzahl einzelner Masseelemente vorgesehen, als auch eine große Anzahl von Masseelementen, z. B. pulverförmige Masseelemente. Ebenfalls vorteilhaft einsetzbar ist hier ein magnetisches Fluid.

Der Elektromagnet ist vorteilhafterweise so angeordnet, daß die Kraft im wesentlichen in Radialrichtung wirkt, was eine flache Bauweise des Zentrifugalkrafterzeugungsmittels ermöglicht. Eine in Radialrichtung kompakte Bauweise wird erzielt, wenn der Elektromagnet oberhalb oder unterhalb der Ebene des Zentrifugalkrafterzeugungsmittels angeordnet ist, d. h. wenn die Kraft im wesentlichen in Axialrichtung wirkt. Ein einziger Elektromagnet dient dazu, gegebenenfalls dosiert bzw. an unterschiedlichen Stellen Masseelemente freizugeben. Zwei Elektromagnete sind vorgesehen, um Masseelemente an verschiedenen Stellen freizugeben, um somit einen optimalen Massenausgleich, z. B. entsprechend zweier plazierbarer Massenelemente, zu erzielen. Auch die Anordnung von drei oder mehr Magneten, die vorteilhafterweise kleiner ausgelegt und mit höherer Symmetrie angeordnet sind, liegt im Rahmen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist das Unwuchtausgleichsmittel ein Zusatzkrafterzeugungsmittel, welches vorteilhafterweise ein Fernwirkungskrafterzeugungsmittel ist. Dies hat den Vorteil eines geringeren mechanischen Aufwandes und somit einer geringeren Störanfälligkeit, da kein bewegliches Masseelement erforderlich ist und die Zentrifugalkraft auf andere Weise erzeugt wird.

Das Fernwirkungskrafterzeugungsmittel ist erfindungsgemäß ein Magnetfelderzeugungsmittel. Dies hat den Vorteil, daß eine magnetische Kraft relativ einfach zu erzeugen ist, und daß sie keine oder nur geringfügige Störeinflüsse auf andere Teile des Geräts ausübt. Vorteilhafterweise sind mehrere Elektromagnete ortsfest angeordnet, die auf ein magnetisierbares rotierendes Element Anziehungskraft ausüben. Dabei sind mindestens drei, vorteilhafterweise aber eine größere Anzahl Elektromagnete gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Sie werden derart angesteuert, daß ein umlaufendes Magnetfeld entsteht, welches mit der Rotationsfrequenz des rotierenden Elements umläuft und somit eine Kraft ausübt, die bezüglich diesem rotierenden Element eine konstante Richtung aufweist. Das Feld wird derart erzeugt, daß diese Kraft in Betrag und Richtung geeignet ist, die Unwucht auszugleichen. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, das rotierende Element mit einem oder mehreren Elektromagneten auszustatten und ortsfest am Umfang Dauermagnete anzuordnen, welche beispielsweise alle mit ihrem Nordpol nach radial innen gerichtet sind. Dies hat den Vorteil, daß die Rotationsfrequenz des erzeugten Magnetfelds immer korrekt mit derjenigen des Aufzeichnungsträgers übereinstimmt und somit keine spezielle Regelung dafür erforderlich ist. Die Energiezufuhr für die Elektromagneten erfolgt vorteilhafterweise induktiv.

Das Magnetfelderzeugungsmittel ist erfindungsgemäß in den Antriebsmotor integriert. Dies hat den Vorteil, daß kein zusätzlicher Bauraum für das Magnetfelderzeugungsmittel im Gerät erforderlich ist, und daß diese Funktion mit dem ohnehin in dem als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor enthalten ist. Bei elektronisch kommutiertem Motor wird hiernach ein Zentrifugalkraftsteuerungssignal dem normalen Signal der Magnetspulen überlagert, so daß das umlaufende Wanderfeld zusätzlich mit der umlaufenden, die Unwucht ausgleichenden Kraft überlagert ist. Statt des Magnetfelderzeugungsmittels liegt es ebenfalls im Rahmen der Erfindung, ein allgemeines Fernwirkungskrafterzeugungsmittel in den Antriebsmotor zu integrieren.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß in dem Gerät ein Sensor und ein Auswertemittel vorhanden sind. Dies hat den Vorteil, daß die erforderliche Zentrifugalkraft in Betrag und Richtung optimal ermittelt und eingestellt wird. Ein langsames Hinlaufen zum optimalen Wert oder ein schnelles Überschwingen über diesen optimalen Wert hinaus ist daher nicht zu befürchten. Somit wird der optimale Betriebszustand schnell und sicher erreicht. Das Auswertemittel wertet das Sensorsignal aus und ermittelt die zum Unwuchtausgleich geeignete Zugkraft.

Erfindungsgemäß ist der Sensor ein Vibrationssensor. Dies hat den Vorteil, daß direkt die von der Unwucht hervorgerufene unerwünschte Eigenschaft gemessen wird. Auf diese Weise wird die Unwucht so kompensiert, daß möglichst geringe Vibration erzielt wird. Dies trifft bei Verwendung eines Vibrationssensors auch dann zu, wenn andere Einflüsse die Unwucht überlagern und daher eine optimale Unwuchtkompensation eventuell nicht einer optimalen Vibrationsdämpfung entspricht.

Erfindungsgemäß weist das Unwuchtausgleichsmittel ein Sensorelement, ein Auswertemittel und ein Zentrifugalkrafterzeugungsmittel bzw. ein Positioniermittel auf, welche alle an einem rotierenden Teil des Geräts angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß das Unwuchtausgleichsmittel besonders platzsparend angeordnet ist, da kein Informationsfluß zwischen einem rotierenden und einem nichtrotierenden Teil notwendig ist. Die genannten Elemente sind vorteilhafterweise als mikromechanische und mikroelektronische Elemente, sogenannte Mechatronikelemente, ausgelegt. Sensorelement, Auswertemittel, Zentrifugalkrafterzeugungsmittel bzw. Positioniermittel sind demnach alle auf einem einzigen Mechatronikträgerelement angeordnet. Der Sensor ist vorteilhafterweise als Rotationssensor ausgelegt. Das Positioniermittel bzw. das Zentrifugalkrafterzeugungsmittel ist beispielsweise als Mikropumpe und damit zusammenwirkende Mikroventile ausgelegt, die hydraulische Masseelemente verschiebt, bzw. den Aufzeichnungsträger positioniert. Da teilweise nur relativ kleine Massen zum Ausgleich benötigt werden, sind mikromechanische Elemente hier sinnvoll einsetzbar. Die Energieversorgung erfolgt vorteilhafterweise über elektrodynamischen Effekt oder Strahlungseinkopplung.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Einstellen einer veränderlichen Zentrifugalkraft eines Zentrifugalkraft­ erzeugungsmittels weist die im unabhängigen Verfahrensanspruch angegebenen Schritte auf.

Diese haben den Vorteil, daß auf diese Weise ein einfaches und dennoch sicheres Verfahren realisiert wird, um eine Zentrifugalkraft einzustellen und damit die Unwucht, die in einem Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben scheibenförmiger Aufzeichnungsträger durch ungleichmäßige Massenverteilung des Aufzeichnungsträgers bzw. dessen ungenauer Positionierung im Gerät hervorgerufen wird, auszugleichen. Dabei erfolgt der Vergleich der Differenz von aktuellem Wert und gespeichertem Wert vorzugsweise betragsmäßig oder über definierte obere und untere Schwellwerte. Die Änderung des Trägheitsmoments erfolgt im allgemeinen vorzugsweise über die Änderung des Radius, kann aber ebenfalls vorteilhafterweise über die Änderung der Masse des Masseelements erzielt werden.

Vorteilhafterweise wird zwischen den Schritten c) und e) des Verfahrens ein Schritt d), Hinzufügen eines Masseelements, durchgeführt. Das Hinzufügen kann darin bestehen, tatsächlich ein Masseelement von außen in das Zentrifugalkrafterzeugungsmittel einzusetzen, unter Hinzufügen ist aber ebenfalls zu verstehen, daß ein Masseelement aus einer Ausgangsposition in eine andere geeignete Position gebracht wird.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungsformen der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung vorteilhafter Ausführungsbeispiele entnommen werden.

Dabei zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Gerät mit als Positionier­ mittel ausgebildetem Unwuchtausgleichsmittel in einer ersten Betriebsstellung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Geräts aus Fig. 1 entlang der Linie AA;

Fig. 3 das erfindungsgemäße Gerät aus Fig. 1 in einer zweiten Betriebsstellung;

Fig. 4a eine Prinzipdarstellung eines Unwuchtausgleichs­ mittels eines erfindungsgemäßen Geräts in Draufsicht;

Fig. 4b ein erfindungsgemäßes Gerät mit Unwucht­ ausgleichsmittel gemäß Fig. 4a;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 5a-f Unwucht-Winkeldiagramme zur Verdeutlichung des in Fig. 5 abgebildeten Verfahrens.

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Gerät mit Positioniermittel;

Fig. 7 ein erfindungsgemäßes Gerät mit Zentrifugalkraft­ erzeugungsmittel für ein Masseelement in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 8 ein erfindungsgemäßes Gerät entsprechend Fig. 7 mit zwei Masseelementen;

Fig. 9a ein erfindungsgemäßes Gerät entsprechend Fig. 7 in einer zweiten Ausführungsform in Schnittdarstellung;

Fig. 9b ein erfindungsgemäßes Gerät entsprechend Fig. 9a in Draufsicht;

Fig. 10 Unwuchtausgleichsmittel eines erfindungsgemäßen Geräts mit der Rotationsbewegung folgenden Steuermitteln in Neutralposition;

Fig. 11 Unwuchtausgleichsmittel gemäß Fig. 10 in einer Ausgleichsposition;

Fig. 12 Zentrifugalkraftausgleichsmittel mit mehreren kleinen Masseelementen in Draufsicht;

Fig. 13 Zentrifugalkraftausgleichsmittel entsprechend Fig. 12 in perspektivischer Ansicht;

Fig. 14 Teil eines Zentrifugalkraftausgleichsmittels entsprechend Fig. 12 mit fernwirkungskraft­ erzeugendem Element in einem ersten Betriebszustand;

Fig. 15 Teil entsprechend Fig. 14 in einem zweiten Betriebszustand;

Fig. 16 ein erfindungsgemäßes Gerät mit Fernwirkungskrafterzeugungsmittel;

Fig. 17 Zentrifugalkrafterzeugungsmittel des Geräts entsprechend Fig. 16;

Fig. 18 ein Unwuchtausgleichsmittel mit erfindungsgemäß an einem rotierenden Teil des Geräts angeordneten Elementen.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Geräts. Ein scheibenförmiger Aufzeichnungsträger 1 ist mittels eines aus einem Zentrierstift 2 und einem Halteelement 3 gebildeten Befestigungsmittel an einem Plattenteller 4 befestigt. Das Halteelement 3 wird oft auch als Puck bezeichnet. Der Plattenteller 4 wird von einem Antriebsmotor 5 in Drehbewegung versetzt. In den Plattenteller 4 ist das Unwuchtausgleichsmittel, welches in diesem Ausführungsbeispiel ein Positioniermittel 6 ist, integriert. Man erkennt ein Federelement 7 und ein Dämpferelement 8 des Positioniermittels 6, welche einerseits an der Antriebswelle 9 des Antriebsmotors 5 angreifen und andererseits am Plattenteller 4.

Der Antriebsmotor 5 ist auf einem Trägerelement 10 angeordnet, auf welchem sich ebenfalls ein Abtaster 11 befindet. Der Abtaster 11 ist, wie alle anderen Elemente der Fig. 1, nur schematisch dargestellt. Von den dem Fachmann bekannten Bauteilen des Abtasters 11 ist lediglich eine radial und vertikal zur Ebene des Aufzeichnungsträgers 1 bewegliche Linse 12 schematisch dargestellt. Das Trägerelement 10 ist über Dämpferelemente 13 im wesentlichen erschütterungsentkoppelt mit dem nicht dargestellten Gehäuse des Geräts verbunden.

Ein Hebel 14 dient dazu, das Halteelement 3 anzuheben und somit den Aufzeichnungsträger 1 zum Entnehmen aus dem Gerät freizugeben. Das Halteelement 3 wird in seiner mit dem Aufzeichnungsträger 1 in Kontakt stehenden, in Fig. 1 dargestellten Stellung über magnetische Kräfte an den Aufzeichnungsträger 1 angedrückt. Dazu ist ein Magnet 15 am Halteelement 3 sowie ein Magnet 15' am Zentrierstift 2 angeordnet. Der Hebel 14 wird in Richtung des Pfeils 16 bewegt.

Im Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß der scheibenförmige Aufzeichnungsträger 1 ein optischer Aufzeichnungsträger, beispielsweise eine CD oder eine DVD ist, welcher kreis- oder spiralförmig angeordnete Datenspuren aufweist, die mittels eines vom Abtaster 11 und der Linse 12 fokussierten Lichtstrahls abgetastet werden. Dabei ermöglicht die Rotationsbewegung des Aufzeichnungsträgers 1 und die Beweglichkeit der Linse 12 und des Abtasters 11 in Radialrichtung, daß der Lichtstrahl der Datenspur folgen kann. Die Beweglichkeit in Radialrichtung ist durch den Pfeil 17 angedeutet.

Weist der Aufzeichnungsträger 1 eine Unwucht auf, oder ist er nicht exakt zentriert im Gerät angeordnet, so tritt eine Unwucht U, beispielsweise in Richtung des Pfeils 18, auf.

Die Unwucht U hat zur Folge, daß Vibrationen über den Plattenteller 4, den Antriebsmotor 5 und das Trägerelement 10 auf den Abtaster 11 übertragen werden. Je größer diese Vibrationen sind, umso stärker wird die Radialbewegung der Linse 12 beeinflußt. Die Vibration S ist eine Funktion der Unwucht U, es gilt S = f(U).

Zum Ausgleich einer durch den Aufzeichnungsträger 1 oder seine Befestigung hervorgerufene Unwucht U wird zunächst der Hebel 14 in der in Fig. 1 dargestellten, noch nicht komplett abgesenkten Position gehalten und der Antriebsmotor 5 in Rotation versetzt. Dabei wirkt die durch die Unwucht U hervorgerufene Kraft auf den Plattenteller 4 ein, welcher diese Kraft über Federelement 7 und Dämpferelement 8 an die Antriebswelle 9 überträgt. Da der Plattenteller 4 und die Antriebswelle 9 zueinander mit Spiel versehen sind, verschiebt sich der Plattenteller 4 dabei relativ zur Antriebswelle 9.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch Fig. 1 entlang der Linie AA. Man erkennt, daß mehrere Federelemente 7 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, wobei jedem Federelement 7 gegenüberliegend auf der anderen Seite der Antriebswelle 9 ein Dämpferelement 8 zugeordnet ist. Die Federkonstanten der Federelemente 7 und die Dämpfungskonstanten der Dämpferelemente 8 sind so aufeinander abgestimmt, daß sie zumindest bei einer bestimmten Rotationsfrequenz, die zum Unwuchtausgleich eingestellt wird, ein selbsttätiges Verschieben des Plattentellers 4 relativ zur Antriebswelle 9 ermöglichen. Sobald sich der Plattenteller 4 in einer bezüglich der Antriebswelle 9 zentrierten Position befindet, was beispielsweise über einen Sensor ermittelt wird, aber auch nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit als erreicht angenommen werden kann, wird der Hebel 14 entsprechend Pfeil 16' abgesenkt. Er nimmt dann seine in Fig. 3 dargestellte abgesenkte Position ein. Eine Spitze 19 des Hebels 14 kommt dabei in Kontakt mit dem Halteelement 3 und fixiert somit die radiale Position des Halteelements 3 und des über den Zentrierstift 2 mit diesem verbundenen Plattenteller 4 in der zentrierten, d. h. unwuchtausgeglichenen Position. Die Drehzahl des Antriebsmotors 5 kann nun auf die zum Auslesen oder Beschreiben des Aufzeichnungsträgers 1 geeigneten Geschwindigkeiten angehoben werden, ohne daß eine Verschiebung des Plattentellers 4 und somit eine erneute Unwucht U ≠ 0 zu befürchten ist.

Die übrigen, nicht näher beschriebenen Teile der Fig. 3 entsprechen den zu Fig. 1 beschriebenen. Die Rotation der Antriebswelle 9 wird über einen Antriebsstift 20, der in eine Ausnehmung 21 des Plattentellers 4 eingreift, auf diesen und damit auf den Aufzeichnungsträger 1 übertragen.

Fig. 4a zeigt eine Prinzipdarstellung eines Teils eines Unwuchtausgleichsmittels, welches sowohl in einem als Positioniermittel als auch in einem als Zentrifugalkrafterzeugungsmittel ausgebildeten Unwuchtausgleichsmittel angeordnet werden kann. Hierbei ist wieder schematisch ein Schnitt entsprechend beispielsweise Fig. 2 dargestellt, wobei der Plattenteller 4 zum einen über ein Federelement 7 an der Antriebswelle 9 abgestützt ist und zum anderen über zwei verstellbare Positionierstifte 23. Die Positionierstifte 23 greifen in Bohrungen 26 des Plattentellers 4 ein, und sind mit einem Außengewinde 24 versehen, welches mit einem Innengewinde 25 der Bohrungen 26 zusammenwirkt. Durch Drehen der Positionierstifte 23 kann auf diese Weise der Abstand zwischen dem Plattenteller 4 und der Antriebswelle 9 in Verlängerung der jeweiligen Bohrung verändert werden. Durch geeignete Verstellung der beiden Positionierstifte 23 ist somit eine Zentrierung des Plattentellers 4 bezüglich der Antriebswelle 9 im Sinne eines Unwuchtausgleichs möglich.

Statt des Plattentellers 4 kann gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung aber auch ein Masseelement 27 mittels Federelement 7 und Positionierstiften 23 gegenüber der Antriebswelle 9 verschiebbar angeordnet sein. In diesem Fall ist das Unwuchtausgleichsmittel nicht als Positioniermittel, sondern als Zentrifugalkrafterzeugungsmittel ausgebildet. In diesem Fall wird nämlich durch die Positionierung des Masseelements 27 die Position des Aufzeichnungsträgers 1 ungeändert gelassen, während der durch ihn hervorgerufenen Unwucht U eine durch entsprechende Verschiebung des Masseelements 27 hervorgerufene entgegengesetzte Zentrifugalkraft oder Unwucht U' entgegengesetzt wird.

In Fig. 4b ist dies in einem erfindungsgemäßen Gerät in Schnittdarstellung schematisch dargestellt. Der durch den Pfeil 18 angedeuteten Unwucht U des Aufzeichnungsträgers 1 steht die durch das Masseelement 27 hervorgerufene und durch den Pfeil 18' angedeutete Unwucht U' bzw. Zentrifugalkraft entgegen. Die übrigen in Fig. 4b enthaltenen Elemente entsprechen den zu Fig. 1 bzw. Fig. 3 beschriebenen und werden daher hier nicht näher erläutert.

In Fig. 5 ist ein Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Zu einzelnen Schritten des in Fig. 5 dargestellten Verfahrens sind in den Fig. 5a bis 5f Diagramme zur Verdeutlichung abgebildet.

Das in Fig. 5 dargestellte Verfahren zum Einstellen einer veränderlichen Zentrifugalkraft eines Zentrifugalkraft­ erzeugungsmittels, beginnt in Schritt a) mit dem Start des Einstellvorgangs. Im Schritt b) wird ein gemessener, einer Unwucht entsprechender Wert U_n mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert U_limit verglichen. Falls der gemessene Wert U_n unterhalb des Grenzwerts U_limit liegt, wird zum Schritt o), dem Ende des Einstellvorgangs, verzweigt. Andernfalls wird in Schritt c) der aktuelle Wert U_n der Unwucht als gespeicherter Wert U_n-1 gespeichert.

Fig. 5a zeigt schematisch den Plattenteller 4, der eine Unwucht aufweist. Diese ist übertrieben durch den Massepunkt m_u angedeutet, welcher sich im Abstand r_u vom Zentrum des Plattentellers 4, der Drehachse, befindet. Durch diese Unwucht wird eine Kraft F_u hervorgerufen. Ein Masseelement r₁ befindet sich im Abstand r₁ von der Drehachse. Seine Position ist in Drehrichtung veränderbar, was durch den mit ϕ bezeichneten Pfeil angedeutet ist. Der mit n bezeichnete Pfeil gibt die Drehrichtung des Plattentellers 4 an. Das dem Masseelement m₁ entsprechende Trägheitsmoment m₁r₁ ist in Fig. 5a größer als das dem exzentrischen Masseschwerpunkt m_u entsprechende Trägheitsmoment m_ur_u, was durch die Größe der mit m₁ und m_u bezeichneten Punkte angedeutet ist.

Fig. 5d entspricht der Darstellung zu Fig. 5a mit dem Unterschied, daß hier die Größenverhältnisse von m₁r₁ und m_ur_u umgekehrt sind. Das Feststellen eines der Unwucht U_u entsprechenden Wertes entspricht dem Verfahren bis zu Schritt c).

Im Schritt e) wird die Winkelposition des Masseelements m₁ um einen ersten Wert geändert. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um einen vorgegebenen positiven Wert +Δϕ. Im Schritt f) erfolgt der Vergleich eines aktuellen gemessenen Werts U_n der Unwucht mit dem gespeicherten Wert U_n-1, und falls der aktuelle Wert U_n kleiner als der gespeicherte Wert U_n-1 ist, wird zu Schritt h) verzweigt. Andernfalls wird im Schritt g) eine Änderung der Winkelposition des Masseelements m₁ um einen zweiten, im Ausführungsbeispiel negativen Wert -2Δϕ vorgenommen. Der Betrag dieses Werts ist im Ausführungsbeispiel doppelt so groß wie derjenige des ersten, positiven Werts. Im allgemeinen ist es aber ausreichend, wenn Vorzeichen und Betrag mit denjenigen des ersten Werts +Δϕ aus Schritt e) nicht übereinstimmen.

Im anschließenden Schritt h) wird die Differenz ΔU von aktuellem Wert U_n und gespeichertem Wert U_n-1 mit einem Schwellwert ΔU_max verglichen. Falls die Differenz ΔU größer als der Schwellwert ΔU_max ist, wird zu Schritt c) verzweigt. Andernfalls wird in Schritt j) der aktuelle Wert U_n als gespeicherter Wert U_n-1 gespeichert.

Das Ändern der Winkelposition erfolgt entsprechend dem mit ϕ bezeichneten Pfeil in Fig. 5a bzw. 5d. Die Fig. 5b und 5e zeigen ein Diagramm, in dem Unwucht über Winkelposition aufgetragen ist. Die beiden Kurven entsprechend dabei jeweils einer bezüglich m_u großen bzw. kleinen Masse m₁. Jede Kurve weist ein Minimum auf, d. h. eine Winkelposition, bei der die resultierende Unwucht am geringsten ist. Dieser Punkt ist jeweils durch ein x gekennzeichnet, während der Ausgangspunkt, der im allgemeinen nicht mit dem Minimum der Kurve zusammenfällt, mit einem * markiert ist.

Durch gegebenenfalls mehrfaches Durchlaufen der Schritte c) bis h) wird die Winkelposition des Massepunkts m₁ so geändert, daß das Minimum bzw. ein nahe des Minimums liegender Punkt, erreicht wird. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, dann zu Schritt j) zu verzweigen, wenn die Differenz ΔU unter 5% liegt.

Im Schritt k) wird das Trägheitsmoment des Masseelements m₁ um einen ersten Wert +Δm₁r₁ geändert. Dieser ist im Ausführungsbeispiel als positiver Wert gewählt. Dann wird im Schritt l) ein Vergleich zwischen dem aktuellen gemessenen Wert U_n und dem gespeicherten Wert U_n-1 durchgeführt. Falls der aktuelle Wert U_n kleiner als der gespeicherte Wert U_n-1 ist, wird zu Schritt n) verzweigt. Andernfalls wird im Schritt m) das Trägheitsmoment des Masseelements m₁ um einen zweiten Wert -2Δm₁r₁, dessen Vorzeichen und Betrag mit denjenigen des ersten Werts +Δm₁r₁ aus Schritt k) nicht übereinstimmen, geändert. Im Schritt n) wird die Differenz ΔU von aktuellem Wert U_n und gespeichertem Wert U_n-1 mit einem unteren Grenzwert Ulimit verglichen. Falls der Grenzwert U_limit überschritten wird, wird zu Schritt j) verzweigt, andernfalls wird mit Schritt o) das Ende des Einstellvorgangs erreicht.

Diese Schritte sind in Fig. 5c und 5f durch Diagramme verdeutlicht, in denen Unwucht über Trägheitsmoment aufgetragen ist. Durch Ändern des Trägheitsmoments m₁r₁ vom mit * gekennzeichneten Ausgangspunkt zum mit x gekennzeichneten Endpunkt, kompletter beziehungsweise nahezu kompletter Ausgleich der durch den exzentrisch angeordneten Masseschwerpunkt m_u hervorgerufenen Unwucht erzielt. Im einfachsten Fall wird dazu der Abstand von m₁ zur Drehachse entsprechend Fig. 5c verringert bzw. entsprechend Fig. 5f erhöht. Ein entsprechender Effekt kann aber auch durch Ändern der Masse m₁, beispielsweise durch Entfernen oder Hinzufügen von Masseelementen, erfolgen. Allgemein ist hier jede Maßnahme, die m₁r₁ entsprechend ändert, sinnvoll einsetzbar.

Vorteilhafterweise wird zwischen den Schritten c) und e) in einem Schritt d) ein Masseelements m₁ hinzugefügt, welches dann in den folgenden Schritten in Winkelrichtung und radial verschoben wird, um die Änderung der Winkelposition und des Trägheitsmoments zu erzielen. In Fig. 5a und 5d entspricht dies dem Einbringen des Massepunkts m₁ an seine Ausgangsposition.

Fig. 6 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit Positioniermittel für den Aufzeichnungsträger 1. Dargestellt sind der Antriebsmotor 5, dessen Antriebswelle 9, die über einen Antriebsstift 20, der in eine Ausnehmung 21 greift, den Plattenteller 4 antreibt. Dabei ist der oberhalb des Antriebsmotors 5 dargestellte Bereich im wesentlichen als Schnitt entsprechend der Linien BB'B'' aus Fig. 4a dargestellt. Der obere Teil der Antriebswelle 9 weist einen radialen Abstand zum Plattenteller 4 auf, ebenso der Antriebsstift 20 in der Ausnehmung 21. Dies ermöglicht es, daß der Plattenteller 4 radial bezüglich der Antriebswelle 9 verschoben werden kann.

Man erkennt die Bohrungen 26 mit Innengewinde 25, welche im Plattenteller 4 angeordnet sind. In das Innengewinde 25 greift das Außengewinde 24 der Positionierungsstifte 23. Die Positionierstifte 23 weisen an ihrem radial inneren Ende einen mit Zahnkranz 28 versehenen Kopf 29 auf. Der in der Abbildung jeweils obere Bereich des Kopfes 29 greift in ein Schrägzahnrad 30, 30' ein, der jeweils untere Teil in ein Schrägzahnrad 31, 31'. Die Schrägzahnräder 30, 30', 31, 31' weisen jeweils einen nach unten bzw. nach oben geneigten Zahnkranz auf. Sie sind mit ineinandergeschachtelten zylindrischen Elementen verbunden, die mit ihrem jeweils anderen Ende radial nach außen stehende Bremselemente 32, 32', 33, 33' aufweisen. Die Bremselemente 32, 32', 33, 33' weisen jeweils an ihrem radial äußeren Ende einen Ringkranz 34 auf, welcher mit einem Bremshebel 35, 35' in Kontakt bringbar ist, um das jeweilige Bremselement 32, 32', 33, 33' und damit das zugehörige Schrägzahnrad abzubremsen. Dazu wird der Bremshebel 35, 35' von einem Steuerungselement 36, 36', beispielsweise einem elektromagnetischen Aktuator, nach radial innen bzw. nach radial außen betätigt. Durch das Abbremsen der Rotationsbewegung eines der Bremselemente 32, 32', 33, 33' wird das jeweils zugehörige Schrägzahnrad 30, 30', 31, 31' abgebremst, wodurch der entsprechende Positionierstift 23 in Rotation versetzt wird und somit den Abstand des Plattentellers 4 zur Antriebswelle 9 verkürzt oder erhöht.

Durch geeignete Kombination der Einstellungen der beiden Positionierstifte 23 kann somit, wie zu Fig. 4 beschrieben, jede geeignete Position des Plattentellers 4 eingestellt werden. Über den Zentrierstift 2 wird somit der hier nicht dargestellte Aufzeichnungsträger 1 entsprechend verschoben.

Um eine erhöhte Erschütterungs- und Vibrationsentkopplung zu erzielen, sind sowohl die Steuerungselemente 36, 36' als auch der Antriebsmotor 5 durch Dämpferelemente 13' an ihren jeweiligen Halteelementen, die hier nicht dargestellt sind, befestigt.

Fig. 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Gerät mit Zentrifugalkrafterzeugungsmittel, welches ein Masseelement 27 aufweist. Antriebsmotor 5, Antriebswelle 9 sowie die daran angeordnet Schrägzahnräder 30, 30', 31, 31', die zugehörigen Bremselemente 32, 32', 33, 33', die Ringkränze 34, die Bremshebel 35, 35' und die Steuerungselemente 36, 36', sowie die Positionierstifte 23 entsprechen denjenigen wie zu Fig. 6 beschrieben und sind damit hier nicht näher beschrieben.

Die Antriebswelle 9 ist hier direkt mit dem Plattenteller 4 und dem Zentrierstift 2 verbunden. Die Positionierstifte 23 greifen in Bohrungen 26 eines Masseelements 27 ein, welches im wesentlichen aus einem radial äußeren Ringelement 37 sowie einer daran angeordneten gelochten Scheibe 38 besteht. Der radial innere Bereich der gelochten Scheibe 38 liegt im Ausführungsbeispiel in Axialrichtung am Schrägzahnrad 30' sowie am Zentrierstift 2 an, ist aber in Radialrichtung von der Antriebswelle 9 beabstandet, wodurch sowohl eine Beweglichkeit in Radial- als auch in Winkelrichtung ermöglicht wird. Das Masseelement 27 weist eine Ausnehmung 21' auf, in die ein Antriebsstift 20' eingreift, der am Plattenteller 4 angeordnet ist. Antriebsstift 20' und Ausnehmung 21' sind mit Spiel versehen, so daß auch hier die Beweglichkeit des Masseelements 27 relativ zum Plattenteller 4 gewährleistet ist. Das Spiel ist im wesentlichen in Radialrichtung vorhanden. Antriebsstift 20' und Ausnehmung 21' sorgen dafür, daß das Masseelement 27 mit dem Plattenteller 4 gekoppelt in Rotation versetzt wird. Radiale Verschiebung und Winkelverschiebung des Masseelements 27 erfolgen wie zu Fig. 6, dort bezüglich des Plattentellers 4, beschrieben. Es versteht sich, daß die einzelnen, auf der Antriebswelle 9 angeordneten, Bauteile sowohl zu dieser als auch untereinander sowie zum radial inneren Bereich der Scheibe 38 möglichst reibungsfrei gelagert sind, um Reibungsverluste so gering wie möglich zu halten.

Positionierstift 23, Schrägzahnräder 30, 30', 31, 31' sowie Bremselemente 32, 32', 33, 33' bilden zusammen ein Positioniergetriebe 41, welches zum Positionieren des Masseelements 27 bzw. des Plattentellers 4 und über diesen des Aufzeichnungsträgers 1 dient.

Fig. 8 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Geräts mit Zentrifugalkrafterzeugungsmittel 42, welches zwei Masseelemente 27, 27' aufweist. Der Hauptanteil der Masse des Masseelements 27 bzw. 27' ist in einem Ringelemente 37 bzw. 37' angeordnet, an welches sich radial nach innen eine gelochte Scheibe 38, 38' anschließt, welche an ihrem radial inneren Ende in eine Hülse 39, 39' übergeht, die auf der Antriebswelle 9 des Antriebsmotors 5 gleitend gelagert ist. Auch die Hülsen 39, 39' untereinander sind gleitend gelagert. An den gelochten Scheiben 38, 38' sind Mitnehmer 40, 40' angeordnet, die beispielsweise aus einem Gummiring bestehen, und im Normalfall dafür sorgen, daß die an ihnen anliegenden Elemente Scheibe 38 und Plattenteller 4 bzw. Scheibe 38' und Scheibe 38 keine Relativbewegung zueinander ausführen. Die aus elastischem Material bestehenden Mitnehmer 40, 40' ermöglichen aber eine Relativbewegung der entsprechenden Bauteile, wenn zwischen diesen Bauteilen wirkende Kräfte einen bestimmten Mindestwert überschreiten. Derartige Kräfte werden durch Abbremsen eines der Masseelemente 27 bzw. 27' durch Verschiebung eines Bremshebels 35', der mit einem Ringkranz 34 des entsprechenden Masseelements 27 bzw. 27' in Kontakt kommt, hervorgerufen. Der Bremshebel 35 wird, wie zu den vorhergehenden Figuren beschrieben, von einem Steuerungselement 36' aktiviert. Da es sich in diesem Ausführungsbeispiel um zwei unabhängig voneinander plazierbare Masseelemente 27, 27' handelt, ist nur ein einziger Bremshebel 35' erforderlich, da der von beiden Masseelementen 27 und 27' gebildete Masseschwerpunkt durch die unabhängige Winkelpositionierung der einzelnen Masseelemente 27, 27' selbst sowohl in Winkelposition als auch in Radialrichtung frei positioniert werden kann.

Die Fig. 9a und 9b zeigen ein erfindungsgemäßes Gerät mit Zentrifugalkrafterzeugungsmittel, welches ein positionierbares Masseelement aufweist in einer weiteren Ausführungsform. Fig. 9a zeigt dabei eine teilweise geschnittene Seitenansicht ähnlich Fig. 1, während Fig. 9b einen Schnitt durch Fig. 9a entlang der Linie CC darstellt.

In Fig. 9a sind die Fig. 1 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht näher beschrieben, soweit kein Unterschied zu Fig. 1 besteht. Der Plattenteller 4 ist hier direkt mit der Antriebswelle 9 verbunden. Auch der Zentrierstift 2 ist mit dem Plattenteller 4 verbunden und weist an seinem oberen Ende Magnete 15' auf. Die Magnete 15' wirken mit Magneten 15 des Halteelements 3 zusammen, um dieses an den Aufzeichnungsträger 1 anzupressen. Das Halteelement 3 weist eine zentrale gestufte Bohrung 43 auf, durch die ein Zylinder 44 greift, dessen unteres, dem Zentrierstift 2 zugewandtes Ende einen umlaufenden Vorsprung aufweist, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Stufe der gestuften Bohrung 43. Eine Bewegung des Zylinders 44 nach oben führt somit dazu, daß der umlaufende Vorsprung in Kontakt mit der Stufe der Bohrung 43 gelangt und bei weiterem Anheben des Zylinders 44 eine Mitnahme des Halteelements 3 und somit ein Abheben des Halteelements vom Aufzeichnungsträger 1 erfolgt. In der in Fig. 9a dargestellten Position des Zylinders 44 sind der umlaufende Vorsprung und die Stufe der Bohrung 43 voneinander beabstandet. Der untere Teil des Zylinders 44 steht mit einer Zentrierspitze 45 des Zentrierstifts 2 in Kontakt, um eine Zentrierung bezüglich der Antriebswelle 9 zu gewährleisten. Das obere Ende des Zylinders 44 ist ebenfalls mit einer Zentrierspitze 46 versehen, welche in einer Zentrierausnehmung 47 des Hebels 14 zentriert ist. Unterhalb der Zentrierspitze 46 weist der Zylinder 44 einen radialen Vorsprung 48 auf. Der Vorsprung 48 ist in der in Fig. 9a dargestellten Position von einem Greifelement 49 axial beabstandet, welches bei Anheben des Hebels 14 mit dem Vorsprung 48 in Kontakt tritt, und somit ein Anheben des Zylinders 44 bewirkt. Der Zylinder 44 weist in seinem mittleren Bereich einen Zahnkranz 50 auf, der mit einer Zahnstange 51 in Eingriff steht. Die Zahnstange 51 ist Teil eines Balkenelements 52, an dessen Enden jeweils ein Masseelement 27, 27' angeordnet ist. Das Balkenelement 52 liegt einerseits auf dem Halteelement 3 auf, und steht andererseits mit einer Druckplatte 53 in Kontakt. Die Druckplatte 53 ist an dem Zylinder 44 befestigt.

In der in Fig. 9a dargestellten Position des Hebels 14 wird der Zylinder 44 und damit die Druckplatte 53 nach unten gedrückt, wodurch auch das Balkenelement 52 an das Halteelement 3 angedrückt wird. Eine Relativbewegung von Balkenelement 52 und Halteelement 3 ist in dieser Stellung nicht möglich. Wird der Hebel 14 geringfügig angehoben, so liegen das Balkenelement 52 und die Druckplatte 53 zwar noch auf dem Halteelement 3 auf, eine Relativbewegung ist aber bei Überwindung der Reibungskraft möglich. Ein weiteres Anheben des Hebels 14 bewirkt, daß das Greifelement 49 mit dem radialen Vorsprung 48 des Zylinders 44 in Kontakt kommt, wodurch eine Rotationsbewegung des Zylinders 44 abgebremst wird. Dies führt dazu, daß sich der Zahnkranz 50 relativ zur Zahnstange 51 bewegt und somit das Balkenelement 52 in radialer Richtung verschoben wird.

Dies ist in Fig. 9b, die einen Schnitt durch Fig. 9a entsprechend der Linie CC darstellt, mit dem Pfeil 54 angedeutet. Pfeil 55 deutet eine Rotationsbewegung des Balkenelements 52 an, welche durch ein starkes Abbremsen bzw. starkes Beschleunigen des Plattentellers 4 und damit des Halteelements 3 und des Aufzeichnungsträgers 3 in der leicht angehobenen Stellung des Hebels 14 erzielt wird. Dabei kann gleichzeitig auch eine Verschiebung in Radialrichtung entsprechend Pfeil 54 auftreten, die auf das Zusammenwirken von Zahnkranz 50 und Zahnstange 51 zurückzuführen ist. Durch eine Kombination der beiden beschriebenen Vorgänge ist es möglich, die Masseelemente 27, 27' sowohl in ihrer Winkelposition als auch in ihrer radialen Position zu verschieben, und somit eine Unwucht U, siehe Pfeil 18, die beispielsweise durch den Aufzeichnungsträger 1 hervorgerufen wird, auszugleichen.

Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung ein Unwuchtausgleichsmittel 60 eines erfindungsgemäßen Geräts, welches beispielsweise anstelle der Ringelemente 37, 37' und des Steuerungselements 36' der Fig. 8 an einem entsprechenden Gerät angeordnet ist. Das Unwuchtausgleichsmittel 60 ist in einer senkrecht zur Antriebswelle 9 des Geräts angeordneten Schnittebene abgebildet. Das Unwuchtausgleichsmittel 60 weist im Ausführungsbeispiel vier Masseelemente 27 auf, die mit einem Steuermittel 61 verbunden sind, welches sich aus Hebelelementen 62, 62' und 62'' zusammensetzt und Angriffspunkte 63, 63' am Unwuchtausgleichsmittel 60 und weitere Angriffspunkte 64, 64' aufweist. Die Angriffspunkte 63, 63' sind im äußeren bzw. im inneren Bereich einer als Ringscheibe ausgebildeten Grundplatte 65 des Unwuchtausgleichsmittels 60 angeordnet. Der Angriffspunkt 64 liegt an einer Steuerungshülle 66 an, die gerätefest und zentriert zur Antriebswelle 9 angeordnet ist. Der weitere Angriffspunkt 64' ist mit dem Masseelement 27 verbunden. In der in Fig. 10 dargestellten Neutralposition des Unwuchtausgleichsmittels haben alle Masseelement 27 den gleichen Abstand zur Rotationsachse, d. h. zur Antriebswelle 9, eine Unwucht liegt nicht vor. Die Grundplatte 65 weist Führungselemente 67 auf, mittels deren die beweglich angeordneten Masseelemente 27 in Radialrichtung geführt werden. Die Grundplatte 65 rotiert mit dem Aufzeichnungsträger 1, d. h. mit gleicher Umdrehungszahl wie die Antriebswelle 9, während die Steuerungshülse 66 feststehend ist. Die Angriffspunkte 64 sind gleitend, abrollend oder auf eine andere geeignete Weise an der Innenfläche der Steuerungshülle 66 gelagert.

In Fig. 11 ist die Grundplatte 65 in Folge einer durch den Pfeil 18 angedeuteten Unwucht gegenüber der Antriebswelle 9 exzentrisch verschoben. Da die Steuerungshülse 66 bezüglich der Antriebswelle 9 unverschoben ist, haben sich die an der Grundplatte 65 befindlichen Angriffspunkte 63, 63' bezüglich des Angriffspunktes 64 verschoben. Die gelenkig miteinander verbundenen Hebelelemente 62, 62' und 62'' werden dabei gegeneinander verkippt. Da der Hebelarm des Hebelelements 62'' kürzer ist als derjenige des Hebelelements 62, befinden sie sich in Fig. 11 nicht mehr parallel zueinander, sie sind beide zum Mittelpunkt der Grundplatte 65 hin verkippt. Demzufolge ist ebenfalls der Angriffspunkt 64' am Masseelement 27 zu diesem Mittelpunkt hin verschoben. Dies gilt für das im oberen Teil der Fig. 11 dargestellte Masseelement 27. Die Führungselemente 67 stellen sicher, daß die Bewegung des Masseelements 27 in radialer Richtung erfolgt. Das im unteren Teile der Fig. 11 abgebildete Masseelement 27 ist radial nach außen verschoben, da hier die entsprechenden Hebelelemente ebenfalls vom Zentrum der Grundplatte 65 weg verschoben sind. Die in Fig. 11 links und rechts abgebildeten Masseelemente sind bei der angenommenen Richtung der Unwucht unverschoben. Die Hebelarme der Hebelelemente 62, 62', 62'' sowie deren Gesamtlänge und die Masse der Masseelemente 27 sowie der Grundplatte 65 sind so ausgelegt, daß die entgegengesetzt zur Bewegung der Grundplatte 65 erfolgende Bewegung der Masseelemente ausreicht, die Unwucht auszugleichen. Statt der dargestellten vier Masseelemente können auch drei, fünf, sechs oder eine höhere Anzahl Masseelemente entsprechend angeordnet werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

In Fig. 12 ist ein Zentrifugalkraftausgleichsmittel 70 abgebildet, welches anstelle der Ringelemente 37, 37' der Fig. 8 angeordnet sein kann. Es weist einen kreisringförmigen Hohlraum 71 auf, in dem eine Vielzahl kleiner Masseelemente 27 eingeschlossen sind. Die Masseelemente 27 sind vorzugsweise Eisenpartikel oder andere magnetische Eigenschaften aufweisende Stoffe, beispielsweise ein magnetisches Fluid. Außer den Masseelementen befindet sich im Hohlraum 71 eine Flüssigkeit oder ein Gas, vorzugsweise einer definierten Zusammensetzung. Der Hohlraum 71 ist zentriert zur Antriebswelle 9 angeordnet. Im rechten Teil der Fig. 12 erkennt man in einer gebrochenen Darstellung, daß unterhalb des Hohlraums 71 ein Elektromagnet 72 als fernwirkungskrafterzeugendes Element angeordnet ist. Pfeil 73 zeigt die Drehrichtung von Antriebswelle 9 und Zentrifugalkraftausgleichsmittel 70 an.

Sobald die Antriebswelle 9 in Bewegung gesetzt wird, werden die Masseelemente 27 aufgrund der Zentrifugalkraft gegen den äußeren Rand des Hohlraums 71 beschleunigt. Bei niedrigen Geschwindigkeiten kann die Reibungskraft noch größer als die Zentrifugalkraft sein, so daß eine Bewegung der Masseelemente 27 nach außen erst ab einer bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit eintritt. In der Beschleunigungsphase wird der Elektromagnet 72 aktiviert, worauf sich die Masseelemente aufgrund der magnetischen Anziehungskraft an der dem Elektromagnet 72 benachbarten Wand des kreisringförmigen Hohlraums 71 anlagern. Das vom Elektromagnet 72 erzeugte magnetische Feld ist dabei so stark, daß die Masseelemente trotz der Bewegung des Hohlraums 71 alle am Elektromagnet 72 aufgesammelt werden. Fig. 12 zeigt dementsprechend ein Bild, in dem bereits etwa ein halbe Umdrehung nach dem Einschalten des Elektromagnets 12 erfolgt ist.

In Fig. 13 erkennt man ein Zentrifugalkraftausgleichsmittel 70 entsprechend Fig. 12 in perspektivischer Darstellung. Hierbei sind zwei kreisringförmige Hohlräume 71, 71' übereinander angeordnet. Man erkennt weiterhin einen radial innen angeordneten Elektromagnet 72'. Der Elektromagnet 72' dient dazu, die Masseelemente 27 des Hohlraums 71' aufzusammeln, während ein weiterer, hier nicht abgebildeter Elektromagnet entweder ebenfalls radial innen oder unterhalb des Hohlraums 71 angeordnet ist, um die darin befindlichen Masseelemente 27 aufzusammeln.

Dies ist in Fig. 14 dargestellt. Zur Vereinfachung sind hier beide Alternativen, nämlich ein unterhalb bzw. oberhalb des Hohlraums 71 angeordneter Elektromagnet 72 sowie ein radial innen angeordneter Magnet 72' dargestellt. Beide sind in Betrieb und haben die Masseelemente 27 aufgesammelt. Die Innenwand des Hohlraums 71 ist an ihrem äußeren Umfang 74 mit einer strukturierten Oberfläche 75 versehen, die als Haftelement bzw. Halteelement dient.

Sobald ein Aufzeichnungsträger im erfindungsgemäßen Gerät eingelegt ist, wird der Antriebsmotor eingeschaltet, wodurch der Hohlraum 71 in Rotationsbewegung gesetzt wird. Gleichzeitig wird der Elektromagnet 72, 72' aktiviert und somit die Masseelemente 27 aufgesammelt. Mittels eines hier nicht dargestellten Sensors und einer entsprechenden Auswerteeinheit wird die Unwucht des rotierenden Systems, die hauptsächlich durch die Unwucht des Aufzeichnungsträgers hervorgerufen ist, ermittelt. Daraufhin wird entsprechend eines geeigneten Verfahrens die Position bestimmt, an der die Ausgleichsmasse angeordnet sein soll. Befindet sich der Hohlraum 71 in der entsprechenden Winkelposition, so wird der Elektromagnet 72, 72' abgeschaltet, worauf die Masseelemente 27 beschleunigt und aufgrund der Zentrifugalkraft gegen den äußeren Umfang 74 gedrückt werden. Dort bleiben sie an der strukturierten Oberfläche 75 hängen. Dies ist in Fig. 15 dargestellt. Die Masseelemente 27 weisen vorzugsweise eine vielflächige bzw. rauhe Oberfläche auf, so daß sie einerseits an der strukturierten Oberfläche 75 des Hohlraums 71 und andererseits gegenseitig untereinander haften. Eine gleichmäßigere Verteilung der Masseelemente 27 über einen größeren Bereich des Umfangs 74 läßt sich durch definiertes Reduzieren der vom Elektromagnet 72, 72' erzeugten magnetischen Feldstärke erzielen.

Im oberen Teil der Fig. 15 ist die Oberfläche mit Hohlräumen 76 versehen dargestellt, die gerichtete Öffnungen aufweisen, so daß bei einer Drehrichtung entsprechend Pfeil 73 die Masseelemente 27 in den Hohlräumen gehalten werden, auch wenn die Rotationsgeschwindigkeit reduziert bzw. auf Null gebracht wird. Bei einem erneuten Beschleunigen ist demgemäß kein erneutes Positionieren der Masseelemente 27 erforderlich. Zum Neupositionieren wird kurzfristig entgegen der Richtung des Pfeils 73 gedreht, wodurch die Masseelemente 27, die sich in den Hohlräumen 76 befunden haben, diese verlassen und vom Elektromagnet 72, 72' aufgesammelt werden können.

Der in Fig. 13 gezeigte zweite Hohlraum 71' dient dazu, daß zwei Anhäufungen von Masseelementen 27 in jeweils einem der beiden Hohlräume 71, 71' gebildet werden. Ähnliches ist ebenfalls durch Anordnung zweier Elektromagneten 72 an einem einzigen Hohlraum 71 möglich, hierbei ist es aber schwieriger, eine gleichmäßige Verteilung der beiden Masseelemente auf beide Elektromagnete 72 zu gewährleisten.

In Fig. 16 erkennt man, daß der Aufzeichnungsträger 1 vom Zentrierstift 2 zentriert auf dem Plattenteller 4 aufliegt. Unterhalb des Plattentellers 4 ist ein Rotor 81 angeordnet, welcher Teil des Zusatzkrafterzeugungsmittels 80 ist, welches als Unwuchtausgleichmittel dient. Der Rotor 81 ist an der Antriebswelle 9 angeordnet, die vom Antriebsmotor 5 angetrieben wird. Der Antriebsmotor 5 ist auf einem Trägerelement 10 angeordnet, welches über Dämpferelemente 13 an einem Gehäuse 82 angeordnet ist. Auf dem Trägerelement 10 ist des weiteren ein Sensor 83 sowie der Abtaster 11 mit Linse 12 angeordnet. Durch eine Öffnung 84 im Gehäuse 82 gelangt ein hier nicht dargestellter Abtaststrahl vom Abtaster 11 durch die Linse 12 auf den Aufzeichnungsträger 1. Das Abtasten eines derartigen optischen Aufzeichnungsträgers ist allgemein bekannt und braucht daher hier nicht näher erläutert zu werden. Des weiteren sind am oberen Teil des Gehäuses 82, dem Rotor 81 benachbart, Elektromagnete 85 angeordnet, die ebenfalls Teil des Zusatzkrafterzeugungsmittels 80 sind.

Der Sensor 83 dient dazu, ein Signal zu erzeugen, welches im Zusammenhang mit der beispielsweise vom Aufzeichnungsträger 1 hervorgerufenen Unwucht steht. Der Sensor 83 ist beispielsweise ein Vibrationssensor. Das Ausgangssignal des Sensors 83 wird von einer Steuerungseinheit 86 ausgewertet, welche daraus ermittelt, in welcher Art und Weise die Elektromagnete 85 anzusteuern sind, damit eine der Unwucht entgegenwirkende Zentrifugalkraft erzeugt wird. Der Rotor 81 weist dazu ebenfalls magnetische Eigenschaften auf, beispielsweise sind in ihm Dauermagnete angeordnet.

Fig. 17 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie DD der Fig. 16. Man erkennt einen Teil des Gehäuses 82, in dem sechs Elektromagnete 85 angeordnet sind. Der Rotor 81 ist mit der Antriebswelle 9 verbunden und zentriert zu ihr angeordnet. Zwischen Rotor 81 und den Elektromagneten 85 ist ein schmaler Spalt vorhanden. Zum Auslesen oder Beschreiben des Aufzeichnungsträgers 1 wird dieser in Rotation versetzt, wobei Antriebswelle 9 und Rotor 81 in Richtung des Pfeils 73 rotieren. Eine eventuell vorhandene Unwucht des Systems führt dazu, daß der Rotor 81 zu vibrieren beginnt. Um diese Vibration auszugleichen, muß eine mit der Frequenz des Rotors 81 umlaufende Zentrifugalkraft, die der von der Unwucht hervorgerufenen Kraft entgegengerichtet ist, erzeugt werden. Dazu sind die Elektromagnete 85 vorgesehen, die von der Steuerungseinheit 86 so angesteuert werden, daß ein umlaufendes Magnetfeld erzeugt wird, welches die entsprechende Kompensationskraft erzeugt.

In einer alternativen Ausgestaltungsform wird statt des Sensors 83 die Linse 12 und der Abtaster 11 als Vibrationssensor verwendet. Die Bewegung der Linse 12, die unter anderem auch von der durch die Unwucht erzeugten Vibration beeinflußt ist, wird mittels im Abtaster 11 vorhandener Sensoren, beispielsweise Photodetektoren und einer entsprechenden Auswertelogik ermittelt und zur entsprechenden Ansteuerung der Elektromagnete 85 genutzt. In einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung werden statt der Elektromagneten 85 die Elektromagneten des Antriebsmotors 5 mit einem Signal überlagert, welches das die Unwucht kompensierende umlaufende Magnetfeld hervorruft. In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung sind die ansteuerbaren Elektromagnete, im unteren Bereich der Fig. 17 als Elektromagnet 85' angedeutet, im Rotor 81 angeordnet, was den Vorteil hat, daß die Frequenz des durch die Elektromagneten 85' erzeugten Magnetfelds immer synchron zur Frequenz des Rotors 81 ist.

Fig. 18 zeigt in schematischer Darstellung ein Unwuchtausgleichsmittel 19, welches beispielsweise an der Position des Rotors 81 der Fig. 16 an der Antriebswelle 9 angeordnet ist. Es weist ein als Vibrationssensor ausgebildetes Sensorelement 93 auf, dessen Signal von einer Steuerungseinheit 96 ausgewertet wird, die ein Steuer- bzw. Regelsignal an Zentrifugalkrafterzeugungsmittel 91 weiterleitet. Im Ausführungsbeispiel sind drei derartige Zentrifugalkrafterzeugungsmittel 91 gleichmäßig verteilt auf dem Unwuchtausgleichsmittel 90 angeordnet. Im rechts oberen Teil der Fig. 18 ist in einer alternativen Darstellung ein Positioniermittel 92 dargestellt, welches ebenfalls in mindestens dreifacher Ausführung gleichmäßig verteilt über die alternative Ausgestaltung des Unwuchtausgleichsmittels 90 verteilt angeordnet ist.

Das Zentrifugalkrafterzeugungsmittel 91 weist eine Mikropumpe 94 auf, die mit einem radial inneren Tank 95 und einem radial äußeren Tank 95' verbunden ist. Die Mikropumpe 94 ist in der Lage, ein Fluid von dem radial inneren Tank 95 zum radial äußeren Tank 95' beziehungsweise umgekehrt zu befördern. Auf diese Weise ist eine Verschiebung der Massenverteilung des Unwuchtausgleichsmittels erzielbar. Durch gemeinsames Zusammenwirken mehrerer Zentrifugalkrafterzeugungsmittel 91 kann die zum Unwuchtausgleich erforderliche Massenverteilung erzielt werden. Die in Fig. 18 dargestellten Elemente sind nur schematisch abgebildet, sie sind beispielsweise als mikromechanische Bauteile, sogenannte Mechatronik-Bauteile, auf einem Halbleiterträger realisiert.

Auch die alternative Ausgestaltungsform mit Positioniermittel 92 weist eine Mikropumpe 94' auf, die mit einem äußeren Tank 95'' und einem Druckraum 97 eines Druckzylinders 98 verbunden ist. Der Kolben 99 des Druckzylinders 98 ist an der Antriebswelle 9 abgestützt, während der Druckzylinder 98 am Unwuchtausgleichsmittel 90 befestigt ist. Wird durch die Mikropumpe 94' Fluid aus dem Tank 95'' in den Druckraum 97 gefördert, so vergrößert sich der Abstand des Unwuchtausgleichsmittels 90 zur Antriebswelle 9 an dieser Stelle. Das Unwuchtausgleichsmittel 90 wird somit relativ zur Antriebswelle 9 neu positioniert, wodurch ebenfalls eine Unwucht künstlich erzeugt wird, die der Unwucht des Systems entgegengerichtet ist. Durch eine große Anzahl Positioniermittel 92, die ebenfalls als mikromechanische bzw. Mechatronik-Bauteile ausgelegt sind, kann die erforderliche Kraft erzeugt werden.

Obwohl nicht alle beschriebenen Ausführungsbeispiele jede erfindungsgemäß sinnvolle Kombination von Merkmalen aufweist, sind dennoch alle diese Kombinationen im Rahmen der Erfindung liegend, auch wenn nicht ausdrücklich auf sie hingewiesen wird.

Claims (24)

1. Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben scheibenförmiger Aufzeichnungsträger (1) mit einem Antriebsmotor (5), einem Befestigungsmittel (3, 4) und einem Unwuchtausgleichsmittel (6, 41, 42, 60, 70), dadurch gekennzeichnet, daß das Unwuchtausgleichsmittel ein Zentrifugalkrafterzeugungsmittel (42, 60, 70) mit im Betrieb veränderlicher Zentrifugalkraft ist.

2. Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unwuchtsausgleichsmittel ein Positioniermittel (6, 41) zum Positionieren des Aufzeichnungsträgers (1) ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Positioniermittel (6) Federelemente (7) und Dämpferelemente (8) aufweist, die gleichmäßig über dessen Umfang verteilt angeordnet sind.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrifugalkrafterzeugungsmittel ein im Betrieb bewegliches Masseelement (27, 27') aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Masseelemente (27, 27') um die Rotationsachse des Aufzeichnungsträgers (1) beweglich angeordnet sind.

6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere kleine Masseelemente (27) vorhanden sind, die entlang eines Umfangs (74) oder eines Radius des Zentrifugalkrafterzeugungsmittels (70) plazierbar sind.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang (74) bzw. am Radius des Zentrifugalkraft­ erzeugungsmittels (70) ein Haftelement (75) oder ein Halteelement (76) angeordnet ist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Unwuchtausgleichsmittel (60) ein Steuerungsmittel (61) aufweist, welches im wesentlichen der Rotationsbewegung des Unwuchtausgleichsmittels (60) folgt.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (61) ein Hebelelement (62, 62', 62'') ist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelelement (62, 62', 62'') einen Angriffspunkt (63, 63') an einem rotierenden Teil (65), einen Angriffspunkt (64) an einem ortsfesten Teil (66) und einen Angriffspunkt (64') an einem Masseelement (27) aufweist.

11. Gerät nach einem der Ansprüche, 1, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Unwuchtausgleichsmittel ein Steuerungsmittel (14, 36, 36', 85, 86) aufweist, welches bezüglich des Geräts im wesentlichen ortsfest angeordnet ist.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfest angeordnete Steuerungsmittel (14, 36, 36') ein Bremsmittel (49, 35, 35') aufweist, welches die Winkelposition (ϕ) und/oder die Radialposition (r₁) des Masseelements (4, 27, 27') beeinflußt.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Unwuchtausgleichsmittel ein Positioniergetriebe (23, 26, 29, 50, 51) mit rotierenden Elementen (32, 32', 33, 33', 44, 52) aufweist, welche von dem Bremsmittel (35, 35', 49) beeinflußbar sind.

14. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmittel (49) ein Teil eines Angriffsmittels (3, 14) für den Aufzeichnungsträger (1) ist.

15. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (86) ein fernwirkungskrafterzeugendes Element (72, 72', 85) aufweist.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Masseelement (27) ein magnetisierbares Masseelement ist und das fernwirkungskrafterzeugende Element (72, 72') ein Magnet ist.

17. Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unwuchtausgleichmittel ein Zusatzkrafterzeugungsmittel (80) ist, welches insbesondere ein Fernwirkungskrafterzeugungsmittel (85) aufweist.

18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernwirkungskrafterzeugungsmittel ein Magnetfeld­ erzeugungsmittel (85) aufweist.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfelderzeugungsmittel (85) in den Antriebsmotor (5) integriert ist.

20. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (83) und ein Auswertemittel (86) vorhanden sind.

21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (86) ein Vibrationssensor (11, 12, 86) ist.

22. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Unwuchtausgleichsmittel (90) ein Sensorelement (93), ein Auswertemittel (96) und ein Zentrifugalkrafterzeugungsmittel (91) und/oder ein Positioniermittel (92) aufweist, welche alle an einem rotierenden Teil (90) des Geräts angeordnet sind.

23. Verfahren zum Einstellen einer veränderlichen Zentrifugalkraft eines Zentrifugalkraft­ erzeugungsmittels, aufweisend die folgenden Schritte:

• a) Start des Einstellvorgangs,
• b) Vergleichen eines gemessenen, einer Unwucht entsprechenden Werts (U_n) mit einem unteren Grenzwert (U_limit) und verzweigen zum Schritt o) falls der gemessene Wert (U_n) unterhalb des Grenzwerts (U_limit) liegt,
• c) Speichern des aktuellen Werts (U_n) als gespeicherter Wert (U_n-1),
• e) Ändern der Winkelposition des Masseelements (m₁) um einen ersten Wert (+Δϕ),
• f) Vergleichen eines aktuellen gemessenen Werts (U_n) mit dem gespeicherten Wert (U_n-1), und falls der aktuelle Wert (U_n) kleiner als der gespeicherte Wert (U_n-1) ist, verzweigen zu Schritt h),
• g) Ändern der Winkelposition des Masseelements (m₁) um einen zweiten Wert (-2Δϕ), dessen Vorzeichen und Betrag mit denjenigen des ersten Werts (+Δϕ) aus Schritt e) nicht übereinstimmen,
• h) Vergleichen der Differenz (ΔU) von aktuellem Wert (U_n) und gespeichertem Wert (U_n-1) mit einem Schwellwert (ΔU_max) und verzweigen zu Schritt c), falls der Schwellwert (ΔU_max) überschritten wird,
• j) Speichern des aktuellen Werts (U_n),
• k) Ändern des Trägheitsmoments des Masseelements (m₁) um einen ersten Wert (+Δm₁r₁),
• l) Vergleichen eines aktuellen gemessenen Werts (U_n) mit dem gespeicherten Wert (U_n-1), und falls der aktuelle Wert (U_n) kleiner als der gespeicherte Wert (U_n-1) ist, verzweigen zu Schritt n),
• m) Ändern des Trägheitsmoments des Masseelements (m₁) um einen zweiten Wert (-2Δm₁r₁), dessen Vorzeichen und Betrag mit denjenigen des ersten Werts (+Δm₁r₁) aus Schritt k) nicht übereinstimmt,
• n) Vergleichen der Differenz (ΔU) von aktuellem Wert (U_n) und gespeichertem Wert (U_n-1) mit einem unteren Grenzwert (U_limit) und Verzweigen zu Schritt j), falls der Grenzwert (U_limit) überschritten wird,
• o) Ende des Einstellvorgangs.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schritten c) und e) der folgende Schritt:

• d) Hinzufügen eines Masseelements (m₁) durchgeführt wird.