DE2642943C2

DE2642943C2 - Elektrisch steuerbare Schwenkspiegelvorrichtung

Info

Publication number: DE2642943C2
Application number: DE2642943A
Authority: DE
Inventors: Herman Gerard Lakerveld; Gerard Eduard van Eindhoven Rosmalen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1976-09-24
Publication date: 1983-12-22
Also published as: ES451897A1; AT351821B; IT1072441B; GB1556473A; JPS5249607U; DE2642943A1; NL171405C; AU1815276A; JPS5629786Y2; NL171405B; CA1086859A; ATA714476A; NL7511417A; CH610114A5; FR2326096A1; SE407294B; SE7610644L; FR2326096B1; NO763304L; DK432676A

Description

— der Spiegel (3) um eine Lagerung (4) schwenk- ic bar ist

— mindestens eine die Schwenklage des Spiegels beeinflussende Steuerspule (9—12) und eine am Spiegel vorgesehene, mit der Steuerspuie zusammenwirkende dauermagnetische Steuereinrichtung (5—8) vorhanden ist

dadurch gekennzeichnet, daß

— die cauermagnetische Steuereinrichtung (5—8) längs des Spiegelrandes vorgesehen ist

— die dauermagnetische Steuereinrichtung (5—8) ein radial nach außen und parallel zur reflektierenden Oberfläche gerichtetes Feld aufweist

— die Steuerspulen (9—12) als Luftspulen ausgebildet sind,

— wenigstens die Teile der Windungen der Steuerspuie (9—12). die mit dem Feld der dauermagnetischen Steuereinrichtung (5—8) zusammenwirken, senkrecht zu diesem Feld und parallel zur reflektierenden Oberfläche verlaufen,

— die Zentren der durch τ!ie dauermagnetische Steuereinrichtung (5—8) jeweils erzeugten Felder und die Zentren der durch die gegenüberliegenden Steuerspulen (9—12) erzeugten Felder zueinander versetzt sind, welches durch eine möglichst nahe Anbringung nur einer Spulenseite der jeweiligen Steuerspule (9—12) «o bei den äußeren Polen der dauermagnetischen Steuereinrichtung (5—8) bewirkt wird.

2. Schwenkspiegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lagerung (4) des Spiegels (3) aus einem Zapfenlager, das einen mit dem Gestell verbundenen Zapfen (17) umfaßt, dessen Mittellinie sich senkrecht zur reflektierenden Oberfläche des Spiegels (3) erstreckt, sowie aus einer mit dem Zapfen an dessen spitz verlaufenden freien Ende (dem oberen Ende) (18) zusammenarbeitenden Lagerpfanne (19) besteht, die sich an der von der reflektierenden Oberfläche abgewandten Seite (an der unteren Seite) des Spiegels befindet.

3. Schwenkspiegelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das spitz verlaufende freie Ende (19) des Zapfens aus Edelstein besteht.

4. Schwenkspiegelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerpfanne aus Edelstein besteht.

5. Schwenkspiegelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen am unteren Ende mit Hilfe von Federmitteln (23), die den Zapfen in Richtung auf das obere Ende belasten, in ⁶' beschränktem Maße axial eindrückbar mit dem Gestell verbunden ist.

6. Schwenkspiegelvorrichtung nach Anspruch I₁

dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Spiegel zusammenarbeitende Anschlagmittel (126) vorhanden sind, die die Bewegungen des Spiegels (3) derart hemmen, daß der Spiegel nicht vom Zapfen (17) springen kann.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch steuerbare Schwenkspiegelvorrichtung zum Schwenken einer als Spiegel ausgebildeten reflektierenden Oberfläche um eine Null-Lagr; mit elastischer Rückstellung in diese Null-Lage für die Verwendung in einem optisch abtastenden Plattenspieler, wobei

— der Spiegel um eine Lagerung schwenkbar ist

— mindestens eine die Schwenklage des Spiegels beeinflussende Steuerspule und eine am Spiegel vorgesehene, mit der Steuerspule zusammenwirkende dauermagnetische Steuereinrichtung vorhanden ist.

Aus der CH-PS 3 54 117 ist eine elektrisch steuerbare Schwenkspiegelvorrichtung bekannt bei der der Spiegel aus einem da^vermagnetischen Körper besteht auf dem die reflektierende Schicht angebracht ist Auf diese Weise bildet der dauermagnetische Träger des Spiegels gleichzeitig eines der elektrodynamischen Antriebsmittel. Der Träges- ist zwischen den Polschuhen eines weichmagnetischen U-förmigen Joches in eine gummiartige Masse eingebettet Auf dem Joch ist eine Steuerspuie angeordnet Durch Erregung der Spule erfährt der Spiegel ein Moment, durch das er in seiner Einbettung eine Schwenkbewegung ausführen kann. Die Remanenz des Eisens in der Anordnung macht diese träge und erfordert viel Steuerenergie.

Aus der US-PS 30 11 124 ist es bekannt, einen Spiegel an einem Stabmagneten kardanisch aufzuhängen. Der Nullpunkt der Aufhängung liegt dabei außerhalb der Spiegelmitte im Stabmagneten. Steuerspulen um eine die Spiegelanordnung umgebende Eisenhülse steuern den Stabmagneten mit dem Spiegel. Während auch hier das Eisen die Anordnung träge und stromverzehrend macht, wird die Steuerung der Spiegellage durch die Verlagerung des Nullpunktes erschwert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrisch steuerbare Schwenkspiegelvorrichtung zu schaffen, die bei geringem Einsatz an Steuerenergie eine empfindliche Steuerung des Spiegels ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

— die dauermagnetische Steuereinrichtung längs des Spiegelrandes vorgesehen ist,

— die dauermagnetische Steuereinrichtung ein radial nach außen und parallel zur reflektierenden Oberfläche gerichtetes Feld aufweist,

— die Steuerspulen als Luftspulen ausgebildet sind,

= wenigstens die Teile der Windungen der Steuerspule, die mit dem Feld der dauermagnetisch^ Steuereinrichtung zusammenwirken, senkrecht zu diesem Feld und parallel zur reflektierenden Oberfläche verlaufen,

— die Zentren der durch die dauermagnetische Steuereinrichtung jeweils erzeugten Felder und die Zentren der durch die gegenüberliegenden Steuerspulen erzeugten Felder zueinander versetzt sind,

welches durch eine mogHchst nahe Anbringung nur einer Spulenseite der jeweiligen Steuerspule bei den äußeren Polen der dauermagnetischen Steuereinrichtung bewirkt wird.

Der eisenlose Aufbau macht die Anordnung außerordentlich empfindlich und hat einen geringen Energiebedarf. Der Energiebedarf wird noch weiter gesenkt, weil die Dauermagneten am Spiegelrand möglichst nahe an den Windungsdrähten einer Spulenseite angeordnet sind. Die Kraftvektoren wirken dadurch im wesentlichen senkrecht zur Spiegelfläche am Spiegelrand.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die genannte Unterstützung des Spiegels aus einem Zapfenlager, das einen mit dem Gestell verbundenen Zapfen umfa3t, dessen Mittellinie senkrecht auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegels steht, sowie aus einer mit dem Zapfen an dessen spitz auslaufenden freien Ende (nachstehend als oberes Ende bezeichnet) zusammenarbeitenden Lagerpfanne, die sich an der von

At^f '•anelrlioronrion Oberfläche ^^wi"¹"^'⁰" Caita

(nachstehend als Unterseite bezeichnet) des Spiegels befindet. Mit Vorteil kann ein Zapfen verwendet werden, bei dem das spitz endende obere Ende aus Edelstein besteht. Eine derartige Verwendung bietet den unerwarteten Vorteil, daß eine sogenannte Tonabnehmernadel eines Rillentasters zum Abtasten von Schallplatten verwendet werden kann. Es ist üblich, vor dem Schleifen derartiger Nadeln den Edelstein zunächst mit einem Stahlstift zu verlöten, damit das in Handhaben der Tonabnehmernadel bei den erforderlichen Bearbeitungen erleichtert wird. Der Stahlstift mit der verlöteten Tonabnehmernadel kann dann ohne weiteres als Zapfen für die Schwenkspiegelvorrichtung nach der Erfindung verwendet werden. Mit Vorteil besteht auch die Lagerpfanne aus Edelstein, damit eine sehr robuste Zapfenlagerung erhalten wird.

Um zu vermeiden, daß die Schwenkspiegelvorrichtung unter dem Einfluß von Stoßen, beispielsweise beim Transport, be.chädigt wird, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Zapfen am unteren Ende mit Hilfe von Federmitteln, die den Zapfen zum oberen Ende hin belasten, in beschränktem Maße mit dem Gestell axial eindrückbar verbunden ist. Durch die federnde Unterstützung der Zapfenlagerung lassen sich Stöße dampfen. Vorzugsweise werden außerdem wegen der Gefahr vor Stoßen zugleich mit dem Spiegel zusammenarbeitende Anschlagmittel verwendet, die die Bewegungen des Spiegels derart hemmen, daß dieser nicht vom Zapfen ">i> springen kann.

Ein Ausführungsbeispiel Jer Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht der Schwenkspie- « gelvorrichtung nach der Erfindung mit kreisrundem Spiegel, wobei zur Erläuterung der Konstruktion ein Sektor der Schwenkspiegelvorrichtung weggeschnitten worden ist,

F i g. 2 eine Draufsicht der Schwenkspiegelvorrichtung nach Fig. i, wobei deutlichkeitshalber die Schraubkappe an der Oberseite entfernt worden ist,

Fig.3 zur Erläuterung der Anordnung und der gegenseitigen Zusammenarbeit der Dauermagneten und der Steuerspuien einen stark schematisierten Querschnitt.

In Fig. 1 ist die Schwen'-.spiegelvorrichtung mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 angegeben. Die Vorrichtung umfaßt ein Gestell, das mit dem Bezugszeichen 2 angegeben ist und aus einer Aluminiumlegierung besteht Der kreisrunde Spiegel ist mit dem Bezugszeichen 3 angegeben und besteht aus einer keramischen Basis mit einer darauf angebrachten sehr dünnen reflektierenden Schicht, die so dünn ist, daß sie sich in der Figur nicht maßstabsgerecht darstellen und mit einem einzelnen Bezugszeichen angeben läßt Die Lagerung des Spiegels ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 4 angegeben; die Einzelteile werden untenstehend noch beschrieben. Die elektrodynamischen Antriebsmittel zum Schwenkenlassen des Spiegels 3 unter dem Einfluß elektrischer Steuersignale umfassen vier mit dem Spiegel verbundene dauermagnetische Mittel 5, 6, 7 und 8, siehe auch insbesondere F i g. 2. Sie sind durch Verleimung mit dem Umfang des Spiegels 3 verbunden. Die Dauermagneten 5 bis 8 arbeiten mit vier mit dem Gestell 2 verbundenen elektromagnetischen Mitteln, die aus vier Steuerspulen 9 bis 12 bestehen, zusammen. Die ^:.m wesentlichen

1—1*1· Cl Λ Λ Ι * J Γ —

Innenseite des ansteigenden Teils des Gestells 2 durch Verleimung in einer Lage befestigt, die der Lage der vier Dauermagneten 5 bis 8 entspricht. Diese Spülen befinden sich wenigstens in der Richtung parallel zu der reflektierenden Oberfläche des Spiegels 3, weiter von der Mitte der reflektierenden Oberfläche als die Dauermagneten 5 bis 8.

Die Magneten 5 bis 8 sind derart magnetisiert, daß die magnetischen Feldlinien, wenigstens an der Stelle der Steuerspulen 9 bis 12, im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Spiegels 3 verlaufen. Außerdem erstreckt sich wenigstens ein Teil der Windungen der Spulen 9 bis 12 parallel zu der reflektierenden Oberfläche und quer zu den genannten Feldlinien; in F i g. 1 sind dies diejenigen Teile der Windungen, die sich an der Ober- und Unterseite der Spulen befinden. Insbesondere die Windungen an der Obe-seitc- der Spulen spielen selbstverständlich eine Rolle; diese erstrecken sich immer quer zu den Feldlinien der Daue magneten, wodurch ein günstiger Wirkungsgrad der Antriebsmittel des Spiegels gewährleistet wird.

An der Unterseite des Gehäuses 2, d. h., an derjenigen Seite des Gehäuses gegenüber der Seite, an der sich der Spiegel 3 befindet, sind vier dauermagnetische Richtmittel 13,14,15 und 16 vorgesehen. Diese dienen dazu, den Spiegel 3 in eine neutrale Stellung zu bringen und ihn in dieser Stellung zu halten und zwar beim Fehlen von Steuersignalen und außerdem zur ständigen Belastung des Spiegels 3 zur Lagerung 4 hin. Diese Magneten sind derart magnetisiert, daß sich die magnetischen Feldlinien wenigstens örtlich den Feldlinien der dauemagnetischen Steuermittel 5 bis 8 entgegengesetzt erstrecken.

Die Lagerung 4 des Spiegels besteht aus einem Zapfenlager, das einen mit dem Gestell 2 verbundenen Zapfen 17 umfaßt, dessen Mittellinie senkrecht auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegels steht, sowie eine mit dem Zapfen an dessen spitz auslaufenden oberen Ende 19 zusammenarbeitende Lagerpfanne 18, die sich an der Unterseite des Spiegels 3 befindet und dort durch Verleimung befestigt ist. Das spitz verlaufende freie Ende 19 des Zapfens 17 besteht aus Edelstein, beispielsweise Saphir oder Diamant und ist im wesentlichen eine Tonabnehmernadel, die mit einem Metallröhrchen 20 verlötet ist. Auch die Lagerpfanne 18 besteht aus Edelstein, beispielsweise Rubin. Da? Röhrchen 20 ist in einer Kunstsioffbuchse 21 angeordnet, die im Gestell befestigt, z. B. verleimt, ist. An dem

der Unterseite zugewandten Ende enthält das Röhrchen 20 einen flanschförmigen Teil 22. der in der Ktinststoffbuchse 21 verschiebbar ist und zwar in einem Teil mit einer Bohrung mit etwas größerem Durchmesser als an der Stelle, wo der restliche Teil des Röhrchens 20 sich ϊ befindet. Das untere Ende des Zapfens 17 wird mit Hilfe einer Druckfeder 23 axial aufwärts belastet, so daß der Zapfen als Ganzes gegenüber dem Gestell in beschränktem Maße axial eindriickbar ist. Die Feder 23 ist mit Hilfe einer Schraube 24 eingeschlossen. in

An der Oberseite wird das Gestell 2 mit Hilfe eines Schraubdeckels 25 abgeschlossen, dessen Rand 126 einen Anschlag bildet, der die Bewegung des Spiegels derart hemmt, daß der Spiegel nicht nach oben vom Zapfen 17 springen kann. ι >

Die Steuerspulen 9 bis 12 sind alle mit Spulenausgangsdrähten versehen, die als 26 und 26' bei Spule 9,27, 27' bei Spule 10, usw. bis 29 und 29' bei Spule 12 bezeichnet sind. Mit Hilfe dieses Spulenausgangsdrahtes ist die Schwenkspiegelvorrichtung mit elektronischen .'<> Steuermitteln verbunden, die zu einem Regelkreis zum Befolgen der Spuren einer Videoplatte in radialer und tangentialer Richtung gehören. Diese Ausgangsdrähte sind durch Öffnungen im Gehäuse 2 nach außen geführt; in Fig. 1 sind zwei dieser Öffnungen, als 30 und 31 :> bezeichnet, sichtbar.

Einer der Vorteile der Erfindung ist, daß durch eine richtige Wahl der Lage der Richtmagneten 13 bis 16 gegenüber der zentralen optischen Achse 32 der Schwenkspiegelvorrichtung die Kraft, mit der der Spiegel 3 gegen die Zapfenstelle 19 gezogen wird, sowie die Rückstellkraft, die der Spiegel bei Verstellung aus der neutralen Lage erfährt, geändert werden können und zwar in beschränktem Maße unabhängig voneinander. Insbesondere Fig. 3 eignet sich dazu, dies zu erläutern. In dieser Figur sind die Magnetisierungsrichtungen der Dauermagneten 5 und 7 sowie der zugehörigen Richtmagneten 13 und 15 mit Hilfe eines Pfeiles und der Buchstaben /V und 5 verdeutlicht, wobei N auf den Nordpol und S auf den Südpol hinweist. Durch Verschiebung der Richtmagneten 13 und 15 zur Achse 32 hin oder weg von dieser Achse, kann in gewissem Maße und in einem beschränkten Gebiet die Rückstellkraft, die diese Magneten auf den Spiegel ausüben unabhängig von der Kraft, mit der der Spiegel gegen die Stelle des Zapfens 17 gezogen wird, geändert werden. Es ist auf diese Weise möglich, eine Schwenkspiegelvorrichtung zu konstruieren, die die gestellten Anforderungen erfüllt namentlich was die Belastung der Zapfenstelle 19 und die Eigenfrequenz, mit der der Spiegel bei beschränkter Ausweichung aus der neutralen Stellung schwingt, anbelangt. Letzteres ist ein wesentliches Erfordernis für das dynamische Verhalten der Regelvorrichtung, von der die Schwenkspiegelvorrichtung einen Teil bildet, sowie für den Energieverbrauch.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisch steuerbare Schwenkspiegel vorrichtung zum Schwenken einer als Spiegel ausgebildeten reflektierenden Oberfläche um eine Null-Lage mit elastischer Rückstellung in diese Null-Lage für die Verwendung in einem optisch abtastenden Plattenspieler, wobei