DE2736450A1

DE2736450A1 - Vorrichtung zum daempfen von drehteller-drehbewegung

Info

Publication number: DE2736450A1
Application number: DE19772736450
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Koke; Tsutomu Nakamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-08-16
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2736450C3; GB1591531A; CA1093208A; JPS5322704A; JPS6220627B2; DE2736450B2; US4127799A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung eines Drehtellers, nämlich eines Plattentellers eines Plattenspielers bzw. eines Wickeltellers eines Tonbandgerätes.

Bei einem Plattenspieler hat eine Schallplatte zum Abspielen, d. h. zum Wiedergeben, einen Drehteller bzw. Plattenteller, auf dem sie zum Drehen angeordnet ist. Ein derartiger Drehteller bzw. Plattenteller muß mit konstanter Drehzahl unabhängig von einer Xnderung der Last auf ihm umlaufen. Aus diesem Grund hat der Drehteller bzw. Plattenteller gewöhnlich eine große Masse

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und daher ein großes Trägheitsmoment, um eine Beeinflussung durch Lastschwankungen zu vermeiden.

Der Plattenspieler neigt zu Schwingungen aufgrund der durch Lautsprecher erzeugten Schallwellen, und die Schwingung wird vom Gehäuse des Tonabnehmerarmes aufgenommen, um ein Heulen oder Pfeifen durch Rückkopplungseffekte zu verursachen.

Ein Dreh- bzw. Plattenteller mit großer Masse schwingt kaum und kann daher ein Heulen oder Pfeifen vermeiden, so daß es vorteilhaft ist, die Masse des Dreh- bzw. Plattentellers so lange zu erhöhen, als keine zu große Last auf dem Lager der Welle des Dreh- bzw. Plattentellers liegt.

Bei einem Plattenspieler mit Direktantrieb, bei dem die Drehzahl des Motors zum Antreiben des Dreh- bzw. Plattentellers gleich ist der Drehzahl des Dreh- bzw. Plattentellers zum Abspielen der Schallplatte und bei dem der Drehteller direkt durch den Motor ohne jedes Getriebe oder Riemen durch direkte Kopplung der Welle des Motors mit der Welle des Drehtellers angetrieben wird (diese Art von Plattenspieler wird im folgenden auch als Direktantrieb-Plattenspieler bezeichnet), ist eine Regeleinheit vorgesehen, die die Drehzahl des Drehtellers erfaßt und entsprechend die Drehzahl des Motors einstellt, so daß der Drehteller mit einer gewünschten, genau konstanten Drehzahl umläuft. Bei einem derartigen Direktantrieb-Plattenspieler ist der Regelkreis umso stabiler, je größer die Masse des Drehtellers ist. Deshalb wird die Masse des Drehtellers innerhalb erlaubter Grenzen so groß als möglich gemacht.

Mit zunehmender Masse des Drehtellers wird es jedoch schwieriger, den umlaufenden Drehteller plötzlich anzuhal-

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ten, da die Zunahme der Masse notwendig von einer Zunahme der Trägheit begleitet ist.

Schallplatten werden gewöhnlich in "normale" Schallplatten, die mit 15 U/min (min ) abgespielt werden, und in Langspielplatten eingeteilt, die mit 33 1/3 U/min abgespielt werden. Wenn daher eine Langspielplatte im Anschluß an eine normale Schallplatte oder während deren Abspielens abgespielt werden soll, muß die Drehzahl des Drehtellers von Ί5 U/min nach 33 1/3 U/min umgeschaltet werden. Wenn der Drehteller eine große Masse aufweist, ist eine beträchtlich lange Zeit erforderlich, damit seine Drehzahl 33 1/3 U/min erreicht. Selbst wenn zwei Schallplatten einer Gruppe nacheinander abgespielt werden, kann die Drehbewegung des Drehtellers nach dem Abspielen der ersten Schallplatte wegen der großen Trägheit nicht unmittelbar angehalten werden, so daß auch eine lange Zeit benötigt wird, um die zweite Schallplatte auf den bewegungslosen Drehteller für die nächste Wiedergabe (Abspielen) zu bringen.

Bei einem Direktantrieb-Plattenspieler, in dem der Antriebsmotor mit Ί5 und 33 1/3 U/min umläuft, liegt keine Last auf dem Drehteller, während dieser mit Trägheitskraft umläuft, da der Direktantrieb-Plattenspieler kein Zwischengetriebe und Riemen verwendet. Selbst wenn folglich die zum Antriebsmotor gespeiste Energie abgeschaltet wird, dreht sich der Drehteller in ungünstiger Weise fUr eine lange Zeit weiter.

Daher wird bei einem Direktantrieb-Plattenspieler mit einem Drehteller großer Masse vorzugsweise die Drehbewegung des Drehtellers zwangsweise gedämpft, wenn die Drehbewegung angehalten oder die Drehzahl verringert werden soll. Zum Dämpfen der Drehbewegung des Drehtellers kann eine mechanische Dämpfungsvorrichtung verwendet werden, die die Drehbe-

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wegung dämpft, indem Bremsbacken gegen den Mantel der Welle des Drehtellers gepreßt werden. Jedoch erzeugt eine derartige mechanische Dämpfungsvorrichtung leicht Schwingungen des Drehtellers oder Reibgeräusche durch die Bremsbacken. Es ist auch schwierig, genau die Dämpfungszeit zur Verringerung der Drehzahl einzustellen, und die Vorrichtung benötigt weiterhin einen komplizierten Aufbau, um exakt die Dämpfungszeit festzulegen. Wenn die Drehbewegung des Drehtellers eines Direktantrieb-Plattenspielers angehalten oder die Drehzahl des Drehtellers verringert werden soll, wird vorzugsweise die Drehbewegung des Drehtellers gedämpft, indem ein Gegen-Drehmoment im Antriebsmotor erzeugt wird. Es muß jedoch auch verhindert werden, daß der Drehteller in entgegengesetzter Richtung aufgrund des Gegen-Drehmoments umläuft, d. h., das Gegen-Drehmoment des Antriebsmotors muß gerade dann auf Null verringert werden, wenn der Drehteller zum Anhalten kommt.

Es ist bereits eine Dämpfungsvorrichtung für einen Drehteller bekannt (vgl. JA-OS 18 004/75), bei der die Drehbewegung des Drehtellers durch Erzeugen eines Gegen-Drehmoments im Motor zum Drehteller-Antrieb gedämpft wird, wenn der Drehteller angehalten werden soll. Der Aufbau dieser Dämpfungsvorrichtung wird im folgenden näher erläutert. Die Vorrichtung hat eine Ständerspule und einen Läufermagnet mit mehreren Magnetpolen entlang des Randes des Drehtellers. Eine Scheibe mit mehreren Schlitzen wird zusammen mit dem Läufermagnet gedreht. Eine Lichtquelle ist auf einer Seite der Scheibe vorgesehen, während ein erster Lichtempfänger auf der anderen Seite angeordnet ist. Der Winkelabstand von jeweils zwei benachbarten Schlitzen beträgt 22,5°. Das Licht von der Lichtquelle verläuft durch die Schlitze und wird vom Lichtempfänger aufgenommen, so daß dieser ein Impulssignal mit einer Frequenz proportional zur Drehzahl der Scheibe erzeugt. Der Antriebsmotor läuft ohne Bürste um, indem die Polarität des zur Ständerspule ge-

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speisten Stromes entsprechend dem Impulssignal gesteuert wird. Ein zweiter Lichtempfänger ist auf der gleichen Seite der Scheibe wie der erste Lichtempfänger vorgesehen und von diesem um einen Winkelabstand von 45° getrennt. Das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfängers ist um 180° phasenverschoben zum Ausgangssignal des ersten Lichtempfängers. Wenn die Drehbewegung des Drehtellers angehalten werden soll, wird die Polarität des Ansteuerstromes durch die Ständerspule so durch das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfängers gesteuert, daß die Ständerspule einen Magnetbzw. Induktionsfluß erzeugen kann, damit der Läufermagnet in umgekehrter Richtung umläuft.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung des Drehtellers insbesondere eines Direktantrieb-Plattenspielers anzugeben, bei der ein Gegen-Drehmoment im Antriebsmotor erzeugt wird, wenn die Drehbewegung des Drehtellers angehalten oder dessen Drehzahl verringert werden soll, wobei das Gegen-Drehmoment auf Null verringert wird, wenn die Drehbewegung des Drehtellers aufhört.

Bei der Vorrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung des Drehtellers ist die Drehteller-Welle direkt mit der Motor-Welle gekoppelt; der Motor hat einen Läufermagnet mit mehreren Magnetpolen, die beabstandet entlang des Umfangee des Drehtellers angeordnet sind, Ständerspulen im Magnetfeld des Läufermagneten, Halleffekt-Bauelemente, die nacheinander magnetisch mit den Polen des Läufermagneten gekoppelt sind, um Ausgangssignale mit Polaritäten entsprechend den Polaritäten der Pole des Läufermagneten zu erzeugen, und Drehzahlfühler im Magnetfeld des Läufermagneten, um Drehzahlsignale mit einer Frequenz entsprechend der Drehzahl des Läufermagneten zu erzeugen. Der Läufermagnet läuft daher durch den Antriebs-Induktionsfluß um, der von den Ständer-

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spulen durch Einspeisung des Ausgangssignals der Halleffekt-Bauelemente zu den Ständerspulen erzeugt wird.

Der Motor hat auch ein Drehzahl-Stellglied, zu dem das Drehzahlsignal vom Drehzahlfühler gespeist wird. Das Drehzahlsignal wird dort in eine Gleichspannung mit einem Wert entsprechend dessen Frequenz umgewandelt. Diese Gleichspannung wird mit der Spannung einer FUhrungsspannungsquelle verglichen. Der Unterschied zwischen den beiden verglichenen Spannungen wird an die Halleffekt-Bauelemente abgegeben, so daß die Ausgangsströme dieser Bauelemente gesteuert sind, um die Drehzahl des Läufermagneten einzustellen.

Das Drehzahlsignal vom Drehzahlfühler wird zu einem ersten Signalumsetzer gespeist, der das Drehzahlsignal in ein erstes Impulssignal mit einer Folgefrequenz entsprechend der Frequenz des Drehzahlsignales umsetzt. Im Magnetfeld des Läufermagneten des Motors ist auch ein zweiter Drehzahlfühler vorgesehen, der ein zweites Drehzahlsignal erzeugt, das etwas vom ersten Drehzahlsignal phasenverschoben ist, das vom ersten Drehzahlfühler abgegeben wird, wobei das erste Drehzahlsignal eine Frequenz entsprechend der Drehzahl des Läufermagneten hat und dessen Drehzahl steuert. Das zweite Drehzahlsignal wird zu einem zweiten Signalumsetzer gespeist, der das zweite Drehzahlsignal in ein zweites Impulssignal mit einer Folgefrequenz entsprechend der Frequenz des zweiten Drehzahlsignales umsetzt. Das erste und das zweite Impulssignal werden beide zu einem ersten Schaltglied gespeist, das, gesteuert vom ersten und vom zweiten Impulssignal, abwechselnd ein- und ausgeschaltet ist, um intermittierend ein Steuersignal abzugeben. Das Steuersignal steuert ein zweites Schaltglied, legt eine negative Spannung an die Halleffekt-Bauelemente über das zweite Schaltglied, wenn der Drehteller angehalten werden soll, und bewirkt, daß die Ständerspulen einen Induktionsfluß erzeugen, um den Läufermagnet in umgekehrter

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Richtung anzutreiben, so daß die Drehbewegung des Drehtellers gedämpft wird.

Bei der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung kann die Drehbewegung des Drehtellers elektrisch gedämpft werden, so daß die Entstehung von Schwingungen verhindert und die Drehzahl des Drehtellers von M5 U/min nach 33 1/3 U/min in kurzer Zeit umgeschaltet werden kann.

Ein Plattenspieler hat also einen Drehteller, der von einem Motor angetrieben wird. Der Motor hat einen Läufermagneten mit mehreren Magnetpolen, die getrennt entlang des Umfanges des Drehtellers vorgesehen sind, Ständerspulen im Magnetfeld des Läufermagneten und Halleffekt-Bauelemente, die nacheinander magnetisch mit den Polen des Läufermagneten gekoppelt sind, um Ausgangssignale mit Polaritäten entsprechend den Polaritäten der Pole des Läufermagneten zu erzeugen, und um den Läufermagnet in Drehung zu versetzen, indem die Ausgangssignale der Halleffekt-Bauelemente zu den Ständerspulen gespeist werden. Eine erste und eine zweite Drehzahlfühler-Spule, die voneinander phasenverschobene Signale erzeugen, sind im Magnetfeld des Läufermagneten angeordnet. Die Ausgangssignale der ersten bzw. zweiten Drehzahlfühler-Spule schalten jeweils eine Verknüpfungseinheit (Logik) aus und ein. Wenn der Drehteller anhalten soll, wird die Verknüpfungseinheit durch das Ausgangssignal der zweiten Drehzahlfühler-Spule eingeschaltet. Die Drehbewegung des Drehtellers wird gedämpft, indem die Polaritäten der Ausgangssignale der Halleffekt-Bauelemente mit dem Ausgangssignal der Verknüpfungseinheit so gesteuert werden, daß die Ständerspulen den Induktionsfluß erzeugen, um den Läufermagnet in umgekehrter Richtung in Drehung zu versetzen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung

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AO

näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines Motors bzw. Laufwerkes für eine Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung eines Drehtellers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild der Schaltung einer Vorrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung eines Drehtellers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 3 den Verlauf von Ansteuer- bzw. Trigger-Impulsen von Differenziergliedern und den Verlauf de3 Ausgangssignales einer Verknüpfungseinheit, wobei die Differenzierglieder und die Verknüpfungseinheit beim Ausführungsbeispiel verwendet sind.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt eines Drehtellers und eines Motors eines Plattenspielers mit einer Vorrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung des Drehtellers. Ein Drehteller 1 ist auf der Welle 3 eines Motors 2 befestigt und wird direkt durch den Motor 2 angetrieben. Der Motor 2 hat eine flache Jochplatte 4 aus magnetischem Werkstoff, in deren Mitte ein Lager 5 befestigt ist, das sich senkrecht zur Jochplatte 4 erstreckt. Das Lager 5 nimmt die Welle 3 des Motors 2 auf, und die Welle 3 ist drehbar durch das Lager 5 gelagert. Ein kegelförmiges Loch 6 ist im unteren Ende der Welle 3 vorgesehen, und ein Kugellager 7 ist in das Loch 6 eingepaßt. Das obere Ende der Welle 3 hat ein sich verjüngendes Teil 8, an dem der Drehteller 1 fest angebracht ist. Das obere Ende des sich verjüngenden Teiles 8 ragt über die Oberseite des Drehtellers 1 vor und dient als Plattenführung, um zum Positionieren in die Mittenöffnung einer Schallplatte eingeführt zu werden.

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Λ*

Auf der Oberseite der Jochplatte 4 ist eine Ständerspule befestigt, die von der Jochplatte 4 isoliert und um die Welle 3 angeordnet ist. Ein oberes Joch 10 ist fest am Mittenteil der Welle 3 angebracht, und ein scheibenförmiger Läufermagnet 11 ist durch einen Haftstoff an der Unterseite des oberen Joches 10 befestigt. Der Läufermagnet 11 ist ein Ferrit-Magnet, der in Richtung seiner Dicke magnetisiert und in mehrere Polstücke aufgespalten ist, die symmetrisch um die Welle 3 vorgesehen sind. Die mehreren Polstücke sind so magnetisiert, daß die Flächen von zwei beliebigen benachbarten Polstücken entgegengesetzte Polarität haben können. Eine isolierende Platte 12 ist zwischen der Ständerspule 9 und dem Läufermagnet 11 vorgesehen und am oberen Ende des Wellenlagers 5 befestigt. Auf der Oberseite der isolierenden Platte 12 ist eine erste Drehzahlfühler-Spule 13 befestigt, die als gedruckte Schaltung ausgeführt ist und aus mehreren Leiterkomponenten besteht, die sich radial um die Welle 3 erstrecken. Weiterhin ist auf der Unterseite der isolierenden Platte 12 eine zweite Drehzahlfühler-Spule 70 angeordnet, die ebenfalls als gedruckte Schaltung ausgeführt ist und aus mehreren Leiterkomponenten besteht, die sich radial von der Welle 3 erstrecken. Die Leiterkomponenten der ersten und der zweiten Drehzahlfühler-Spule 13 bzw. 70 sind jeweils in Reihe geschaltet, und beide Spulen 13 und 70 sind magnetisch mit dem Läufermagnet 11 gekoppelt. Die Leiterkomponenten der ersten Drehzahlfühler-Spule 13 sind etwas von den Leiterkomponenten der zweiten Drehzahlfühler-Spule in umlaufender Richtung versetzt, so daß sie sich nicht überlappen. Ein Halleffekt-Bauelement 15 ist durch ein Haftmittel oder einen Klebstoff an der Oberseite der Jochplatte Ί befestigt. Das Halleffekt-Bauelement 15 erfaßt nacheinander bzw. sequentiell die Induktionsflüsse von den Polstücken des Läufermagneten 11 und erzeugt ein positives oder ein negatives Signal abhängig von den Polaritäten oder Vorzeichen der Polstücke. Ein schalenförmiger

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Deckel l6 ist auf der Jochplatte 4 vorgesehen, und der Deckel 16 umschließt zusammen mit der Jochplatte 4 den Läufermagnet 11, die Ständerspule 9, die erste und die zweite Drehzahlfühler-Spule 13 bzw. 14 sowie das Halleffekt-Bauelement 15·

Pig. 2 zeigt ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung eines Drehtellers, wobei der Motor 2 in Fig. 1 durch einen Block mit einer Strichlinie 2 dargestellt ist. Der Läufermagnet 11 hat acht getrennte Polstücke, die symmetrisch in Umfangsrichtung vorgesehen sind. Die Polstücke sind so magnetisiert, daß zwei beliebige benachbarte Polstücke entgegengesetzte Polaritäten oder Vorzeichen haben. Zwei Halleffekt-Bauelemente 15a und 15b sind im Magnetfeld des Läufermagneten 11 angeordnet. Diese Bauelemente 15a und 15b entsprechen dem Halleffekt-Bauelement 15 der Fig. 1 und bilden einen Winkel von 22,5° bezüglich der Mittenachse der Welle 3. Die erste Drehzahlfühler-Spule im Feld des Läufermagneten 11 hat mehrere Leiterkomponenten 13a, 13b, 13c, ..., die sich radial und gleich beabstandet voneinander erstrecken. Die Leiterkomponenten sind in Reihe geschaltet, indem abwechselnd die äußeren und inneren Enden der Leiter verbunden sind. Die Drehzahlfühler-Spule 13 gibt ein Drehzahlsignal ab. Die beiden Halleffekt-Bauelemente 15a und 15b erfassen die Induktionsflüsse von den jeweiligen Polstücken und erzeugen positive oder negative Signale abhängig von den Polaritäten bzw. Vorzeichen der sie magnetisch beeinflussenden Polstücke. Ein Ausgangsanschluß 17a der beiden Ausgangsanschlüsse 17a und 17b des Halleffekt-Bauelements 15a ist mit dem ersten Eingangsanschluß eines ersten Ansteuerverstärkers 24 über einen Widerstand 21 und eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 22 und einem Kondensator 23 verbunden, und der andere Ausgangsanschluß 17b des Bauelements 15a ist mit dem zweiten Eingangsanschluß des Ansteuerverstärkers 24 über eine Parallelschaltung eines Widerstandes 25 und

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eines Kondensators 26 verbunden. Auf diese Weise werden die Ausgangssignale des Halleffekt-Bauelements 15a durch den Verstärker 2k verstärkt. Ein Ausgangsanschluß l8a der beiden Ausgangsanschlüsse 18a und 18b ist mit dem ersten Eingangsanschluß eines zweiten Ansteuerverstärkers 30 über einen Widerstand 27 und eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 28 und einem Kondensator 29 verbunden, und der andere Ausgangsanschluß 18b ist mit dem zweiten Eingangsanschluß des zweiten Ansteuerverstärkers 30 über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 31 und einem Kondensator 32 verbunden. Auf diese Weise werden die Ausgangssignale des Halleffekt-Bauelements 15b durch den Verstärker 30 verstärkt. Der Ausgangsanschluß des ersten Ansteuerverstärkers 24 ist mit dem Verbindungspunkt der Basisanschlüsse eines PNP-Transistors 33 und eines NPN-Transistors 314 verbunden, die in komplementärer Gegentaktschaltung angeordnet sind. Die Transistoren 33 und 3Ί bilden einen ersten Ausgangsverstärker. Der Kollektor des Transistors 33 ist mit einer negativen Spannungsquelle verbunden, während der Kollektor des Transistors 3¹* an eine positive Spannungsquelle angeschlossen ist. Die Emitter der Transistoren 33 und 3^ sind mit einer ersten Ständerspule 9a zusammengeschaltet. Der Ausgangsanschluß des zweiten Ansteuerverstärkers 30 ist mit dem Verbindungspunkt der Basisanschlüsse eines NPN-Transistors 35 und eines PNP-Transistors 36 verbunden, die in komplementärer Gegentaktschaltung angeordnet sind. Die Transistoren 35 und 36 bilden einen zweiten Ausgangsverstärker, dessen Ausgangssignal am Verbindungspunkt der Emitter der Transistoren 35 und 36 abgegeben wird, und der Verbindungspunkt ist an eine zweite Ständerspule 9b angeschlossen. Die Ständerspulen 9a und 9b haben einen Winkelabstand von 22,5° voneinander. Die erste und die zweite Ständerspule 9a und 9b empfangen jeweils die Ausgangssignale des ersten bzw. zweiten Ausgangsverstärkers,

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um einen Ansteuerfluß zu erzeugen. Der Läufermagnet 11 wird durch den von der ersten und der zweiten Ständerspule 9a und 9b erzeugten Induktionsfluß in Drehung versetzt.

Wenn sich der Läufermagnet 11 zu drehen beginnt, fahren die Leiterkomponenten 13a, 13b, 13c, ... der ersten Drehzahlfühler-Spule 13 durch den Induktionsfluß von den PoI-stücken des Läufermagneten 11, so daß die Spule 13 ein Drehzahlsignal mit einer Frequenz abgibt, die der Drehzahl des Läufermagneten 11 entspricht. Ein Ausgangsanschluß 19a der beiden Ausgangsanschlüsse 19a und 19b der Drehzahlfühler-Spule 13 ist mit dem ersten Eingangsanschluß eines Verstärkers ¹Il über einen Kondensator 40 verbunden, und der andere Ausgangsanschluß 19b ist mit dem zweiten Eingangsanschluß des Verstärkers 41 verbunden. Der Verstärker 41 bildet zusammen mit einem Gegenkopplungswiderstand zwischen dem Ausgangsanschluß und dem ersten Eingangsanschluß einen Niederfrequenz-Verstärker und dient zur Verstärkung des Ausgangssignales der Drehzahlfühler-Spule 13. Das Ausgangssignal des Verstärkers 41 wird zum Eingangsanschluß eines Differenziergliedes 44 über einen Widerstand 43 gespeist. Das Differenzierglied 44 setzt das durch den Verstärker 41 verstärkte analoge Drehzahlsignal in ein Impulssignal mit einer Polgefrequenz gleich der Frequenz des analogen Drehzahlsignales um. Das Ausgangssignal des Differenziergliedes 44 wird zum Eingangsanschluß eines Frequenz-Spannungs-Umsetzers 45 gespeist und in eine Gleichspannung entsprechend der Folgefrequenz des Impulssignales umgewandelt. Der Frequenz-Spannungs-Umsetzer 45 besteht z. B. aus einem Monoflop und einem Integrierer. Das Monoflop wird durch das Ausgangs-Impulssignal des Differenziergliedes 44 gesteuert. Sooft das Impulssignal zum Monoflop gespeist wird, schaltet dieses vom stabilen in den nichtstabilen Zustand um, und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nimmt es wieder den stabilen Zustand an, um einen Impuls mit konstan-

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ter Zeitdauer zu erzeugen. Die Folgeperiode dieses Impulssignales ist proportional zur Frequenz des Ausgangs-Impulssignales des Differenziergliedes 44. Das Ausgangs-Impulssignal des Monoflops wird durch den Integrierer integriert und in eine konstante positive Gleichspannung umgewandelt. Der Frequenz-Spannungs-Umsetzer 45 speist sein Ausgangssignal zu einem Spannungsvergleicher 46 mit einer Führungsspannungequelle 47. Der Spannungsvergleicher 46 vergleicht die Ausgangs-Gleichspannung des Frequenz-Spannungs-Umsetzers 45 mit der positiven Gleichspannung der FUhrungsspannungsquelle 47, um die Differenz gleich der FUhrungsspannung weniger der Ausgangs-Gleichspannung des Frequenz-Spannungs-Umsetzers 45 zu erhalten. Wenn der Läufermagnet 11 mit hoher Drehzahl umläuft, ist die Frequenz des Ausgangssignales der Drehzahlfühler-Spule 13 hoch. Demgemäß ist die Ausgangsspannung des Frequenz-Spannungs-Umsetzers 45 so hoch wie die Ausgangsspannung des Spannungsvergleichers 46. Wenn die Drehzahl des Läufermagneten 11 anwächst, nimmt die Ausgangsspannung des Spannungsvergleichers 46 ab, bis sie negativ wird. Das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 46 wird über einen Widerstand 48 zum Verbindungspunkt der Basisanschlüsse eines NPN-Transistors 49 und eines PNP-Transistors 45 in komplementärer Gegentaktschaltung gespeist. Der Kollektor des Transistors 49 ist Über einen Widerstand 51 mit einer positiven Spannungequelle verbunden, während sein Emitter an den Emitter des Transistors 50 angeschlossen ist. Die Emitter der Transistoren 49 und 50 sind mit dem ortsfesten Kontakt (Ruhekontakt) 52a eines Start/Stop-Schalters zusammengeschaltet, und der bewegliche Kontakt (Arbeitskontakt) 52c des Schalters 52 ist mit den Eingangsanschlüssen 17c und l8c der Halleffekt-Bauelemente 15a und 15b verbunden. Die Eingangsanschlüsse 17d und l8d der Halleffekt-Bauelemente 15a und 15b sind geerdet. Wenn der Spannungsvergleicher 46 ein Signal mit positiver Spannung erzeugt, wird das Signal durch den Transistor 49 verstärkt und über

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die Kontaktstücke 52a und 52c des Schalters 52 zu den Halleffektbauelementen 15a und 15b gespeist, so daß die Ausgangssignale der Halleffekt-Bauelemente 15a und 15b gesteuert sind, um die Drehzahl des Läufermagneten 11 einzustellen.

Das Ausgangssignal des Verstärkers kl wird weiterhin zur Basis eines ersten Schalttransistors 55 gespeist. Die BasJ3 des Schalttransistors 55 ist Über einen Widerstand 56 mit einer positiven Spannungsquelle verbunden und weiterhin über einen Widerstand 57 geerdet. Der Kollektor des Transistors 55 ist mit der positiven Spannungsquelle über einen Widerstand 58 verbunden und weiterhin an die Basis eines zweiten Schalttransistors 6l über einen Widerstand

60 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 55 ist mit dem Emitter des Transistors 61 verbunden und weiterhin über einen Widerstand 59 geerdet. Die Basis des Transistors

61 ist über einen Widerstand 62 geerdet, während der Kollektor des Transistors 61 an die positive Spannungsquelle über einen Widerstand 63 und an die Kathode einer Diode 67 über einen Kondensator 6Ί angeschlossen ist. Die Kathode der Diode 67 ist mit der positiven Spannungsquelle über einen Widerstand 65 verbunden und weiterhin über einen Widerstand 66 geerdet, während die Anode der Diode 67 an die positive Spannungsquelle über einen Widerstand 68 angeschlossen und außerdem über einen Widerstand 69 geerdet ist. Der erste und der zweite Schalttransistor 55 und 56 bilden einen Schmitt-Trigger, der das Sinus-Ausgangssignal der Drehzahlfühler-Spule 13 in ein Impulssignal umwandelt. Entsprechend dienen die Transistoren 55 und 6l als Signal-Umsetzer, dessen Ausgangsimpuls durch den Kondensator Sk, die Widerstände 65, 66, 68 und 69 sowie die Diode 67 differenziert wird, um Trigger- bzw. Ansteuer-Impulse zu erzeugen.

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Eine zweite Drehzahlfühler-Spule 17 ist ebenfalls im Magnetfeld des Läufermagneten 11 angeordnet. Die zweite Drehzahlfühler-Spule 70 hat den gleichen Aufbau wie die erste Drehzahlfühler-Spule 13 und besteht aus mehreren Leiterkomponenten 70a, 70b, 70c, ..., die in gleicher Teilung wie die Leiter 13a, 13b, 13c, ... angeordnet sind, wobei die Leiter so durch den Induktionsfluß des Läufermagneten 11 fahren, daß die Spule 70 ein Sinus-Ausgangssignal erzeugt. Die Leiterkomponenten 13a, 13b, 13c, ... der ersten Drehzahlfühler-Spule 13 sind leicht von den Leiterkomponenten 70a, 70b, 70c, ... der zweiten Drehzahlfühler-Spule 70 versetzt. Insbesondere sind die Spulen und 70 so angeordnet, daß das Ausgangssignal der ersten DrehzahlfUhler-Spule elektrisch um 60° zum Ausgangssignal der zweiten Drehzahlfühler-Spule 70 phasenverschoben ist. Ein Ausgangsanschluß 71a der beiden Ausgangsanschlüsse 71a und 71b der zweiten Drehzahlfühler-SpuIe 70 ist über einen Kondensator 72 mit einem von zwei Eingangsanschlüssen eines Gegenkopplungsverstärkers 73 verbunden, und der andere Ausgangsanschluß 71b der Spule 70 ist an den anderen Eingangsanschluß des Verstärkers 73 angeschlossen. Der Gegenkopplungsverstärker 73 mit einem Widerstand T'* bildet einen Niederfrequenz-Verstärker mit gleichem Aufbau wie der Verstärker kl_t und das Ausgangssignal des Verstärkers 73 wird über einen Widerstand 77 zur Basis eines dritten Schalttransistors 75 gespeist. Der Emitter des Schalttransistors 75 ist mit dem Emitter eines vierten Schalttransistors 76 verbunden und weiterhin über einen Widerstand 78 geerdet. Der dritte und der vierte Transistor

75 und 76 bilden einen Schmitt-Trigger mit Widerständen und 80, die die Basisanschlüsse der Transistoren 75 und

76 mit Erde verbinden, Widerständen 8l und 82, die die Basisanschlüsse mit der positiven Spannungsquelle verbinden, und Widerständen 83 und 8M, die die Kollektoren der Transistoren 75 und 76 mit der positiven Spannungsquelle verbinden. Der

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Kollektor des Transistors 76 ist über einen Kondensator mit der Kathode einer Diode 86 verbunden. Die Kathode der Diode 86 ist über einen Widerstand 87 an die positive Spannungsquelle angeschlossen und weiterhin über einen Widerstand 88 geerdet. Die Anode der Diode 86 ist über einen Widerstand 89 mit der positiven Spannungsquelle verbunden und weiterhin über einen Widerstand 90 geerdet. Der Kondensator 85, die Widerstände 8/, 88, 89 und 90 sowie die Diode 86 bilden ein Differenzierglied. Das Ausgangssignal der zweiten Drehzahlfühler-Spule 70 wird auch in ein Impulssignal durch die Transistoren 75 und 76 umgewandelt, und das Impulssignal wird durch das Differenzierglied in Trigger- bzw. Ansteuer-Impulse umgesetzt.

Einer von zwei Eingangsanschlüssen eines NAND-Gliedes (-Verknüpfung) 91 ist mit der Anode der Diode 67 verbunden, und einer von zwei Eingangsanschlüssen eines NAND-Gliedes 92 ist an die Anode der Diode 86 angeschlossen. Der andere Eingangsanschluß des NAND-Gliedes 91 ist mit dem Ausgangsanschluß des NAND-Gliedes 92 verbunden, und der andere Eingangsanschluß des NAND-Gliedes 92 ist mit dem Ausgangsanschluß des NAND-Gliedes 91 verbunden. Die NAND-Glieder 91 und 92 bilden ein RS-Plipflop, dessen RUcksetz-Anschluß an die Anode der Diode 67 und dessen Setz-Anschluß an die Anode der Diode 86 angeschlossen ist. Wenn ein Trigger- bzw. Ansteuer-Impuls von der Anode der Diode 67 abgegeben wird, wird die Spannung am Ausgangsanschluß des Gliedes 92 Null, während die Spannung am Ausgangsanschluß des Gliedes 92 positiv wird, wenn der Trigger-Impuls von der Anode der Diode 86 erzeugt wird. Die Glieder 91 und 92 dienen als Schaltglied, das durch zwei Trigger-Impulse gesteuert ist. Der Ausgangsanschluß des Gliedes 92 ist mit der Kathode einer Z-Diode (Zener-Diode) 93 verbunden. Die Anode der Z-Diode 93 ist mit einer negativen Spannungsquelle über einen Widerstand 9*J und weiterhin mit der Basis eines fünften Schalttran-

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sistors über eine Reihenschaltung aus Widerständen 95, 96 und 97 verbunden. Der Verbindungspunkt der Widerstände 95 und 96 ist über einen Kondensator 99 geerdet, und der Verbindungspunkt der Transistoren 96 und 97 ist über einen Widerstand 100 geerdet. Der Emitter des fünften Sehalttransistors 98 ist geerdet, während der Kollektor des Schalttransistors 98 mit der negativen Spannungsquelle über einen Widerstand 101 und weiterhin mit der Basis eines sechsten Schalttransistors 103 über einen Widerstand

102 verbunden ist. Die Basis des sechsten Schalttransistors

103 ist mit der negativen Spannungsquelle über einen Widerstand 101 verbunden, während der Emitter des Schalttransistors 103 direkt an die negative Spannungsquelle angeschlossen und der Kollektor mit dem Kollektor des PNP-Transistors 50 über einen Widerstand 105 verbunden ist. Der Kollektor des PNP-Transistors 50 ist weiterhin mit dem ortsfesten Kontaktstück 52b des Start/Stop-Schalters 52 verbunden.

Wenn bei der oben erläuterten Vorrichtung der Läufermagnet 11 startet oder mit stetiger Drehzahl umläuft, bleibt das bewegliche Kontaktstück 52c des Schalters 52 auf dem ortefesten Kontaktstück 52a, so daß die Ausgangsspannung des Spannungsvergleichers 46 über den Transistor 49 an das Halleffekt-Bauelement 15a und 15b abgegeben wird. Deshalb liegt beim Starten des Läufermagneten 11 die positive Spannung der PUhrungsspannungsquelle 47 an den Halleffekt-Bauelementen 15a und 15b, während bei stetiger Drehbewegung die Differenzspannung zwischen der Ausgangsspannung des Frequenz-Spannungs-Umsetzers 45 und der Spannung der PUhrungsspannungsquelle 47 an die Bauelemente 15a und 15b abgegeben wird.

Wenn die Drehbewegung des Läufermagneten 11 angehalten werden soll, wird das bewegliche Kontaktstück 52c des Schalters 52 in Berührung mit dem ortsfesten Kontaktstück 52b gebracht. Da die erste und die zweite Drehzahlfühler-

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Spule 13 und 70 so im Magnetfeld des Läufermagneten 11 angeordnet sind, daß die Ausgangssignale der Spulen 13 und 70 um 60° el. phasenverschoben voneinander sind, sind die Trigger-Impulse bei der Anode der Diode 67 um 60° el. phasenverschoben von den Trigger-Impulsen bei der Anode der Diode 86.

In Fig. 3 entspricht das Signal (A) den Trigger-Impulsen an der Anode der Diode 67 und das Signal (B) den Trigger-Impulsen an der Anode der Diode 86. Die Trigger-Impulse 110 und 111 entsprechend den Signalen (A) und (B) werden jeweils an die EingangsanschlUsse der NAND-Glieder 91 bzw. 92 abgegeben. Da die Trigger-Impulse 110 und 111 um 60° el. phasenverschoben voneinander sind, liegt ein Intervall von 300° el. vom Trigger-Impuls 111 zum nächsten Trigger-Impuls 110 vor, und die Glieder 91 und 92 sind während dieses Intervalles im RUcksetz-Zustand. Die Trigger-Impulse 110 und 111 werden jeweils an die Eingangsanschlüsse der Glieder 91 bzw. 92 abgegeben, und die Glieder 91 und 92 sind im Setz-Zustand während des Intervalles vom Trigger-Impuls 111 bis zum nächsten Trigger-Impuls 110a, so daß eine positive Gleichspannung 112 entsprechend einem Signal (C) in Fig. 3 am Ausgangsanschluß des Gliedes 92 auftritt. Die Spannung 112 ist höher als die Zener-Spannung der Z-Diode 93 und liegt über die Z-Diode 93 an der Basis des Transistors 98. Der Transistor 98 wird durch diese Spannung 112 eingeschaltet, so daß die Spannung an seinem Kollektor die Führungsspannung erreicht, um den Transistor 103 einzuschalten. Nach dem Leiten des Transistors 103 wird die Spannung an seinem Kollektor negativ und an die Halleffekt-Bauelemente 15a und 15b abgegeben, so daß die Phasen der Ausgangssignale der Bauelemente 15a und 15b umgekehrt werden. Folglich erzeugen die Ständerspulen 9a und 9b Induktionsflüsse, um den Läufermagneten 11 in umgekehrter Richtung zu drehen, so daß die Drehbewegung des Läufermagneten

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11 und damit des Drehtellers 1 gedämpft wird. Wenn sich die Drehbewegung des Läufermagneten 11 verlangsamt, fallen die Spannungen der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Drehzahlfiihler-Spule 13 und 70 ab, so daß der Betrieb der Schalttransistoren 55, kl» 75 und 76 mit dem Unterbrechen der Erzeugung der Trigger-Impulse 110 und 111 aufhört. Damit verschwinden die Ausgangssignale der Glieder 91 und 92, so daß die Transistoren 97 und 103 ausgeschaltet werden, um die umgekehrte Drehbewegung des Läufermagneten 11 zu verhindern.

Wenn die Drehzahl des Drehtellers von 45 U/min nach 33 1/3 U/min geändert wird, muß die Spannung der Führungsspannungsquelle 47 lediglich kleiner als der Wert entspre-· chend 15 U/min sein. In diesem Fall ist das bewegliche Kontaktstück des Schalters 52 mit dem ortsfesten Kontaktstück 52a verbunden. Wenn die Spannung der FUhrungsspannungsquelle 47 zum niederen Wert verschoben ist, wird die Spannung kleiner als die Ausgangsspannung des Frequenz-Spannungs-Umsetzers 45 für 15 U/min, so daß die Ausgangsspannung des Spannungsvergleichers 16 negativ wird, um den Transistor 19 auszuschalten und den Transistor 50 einzuschalten. Dann wird der Transistor 103 durch das Auegangssignal der Glieder 91 und 92 eingeschaltet, und die negative Spannung liegt an den Halleffekt-Bauelementen 15a und 15b über den Transistor 103 und den Transistor 50, um die Drehbewegung des Läufermagneten 11 und damit des Drehtellers 1 zu dämpfen. Wenn die Drehzahl des Drehtellers 1 auf 33 1/3 U/min abgesenkt ist, wird die Ausgangsspannung des Spannungsvergleichers 16 positiv, so daß der Transistor 50 ausgeschaltet und der Transistor 19 eingeschaltet ist. Entsprechend beginnt der Drehteller 1 mit der stetigen Drehbewegung.

Wenn der Drehteller 1 von Hand in umgekehrter Richtung gedreht wird, liegt lediglich ein Intervall von 60° el.

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zwischen den Trigger-Impulsen 110 und 111 vor, so daß die durch den Trigger-Impuls 111 in den Setz-Zustand angesteuerten Glieder 91 und 92 bald durch den Trigger-Impuls 110 rückgesetzt werden, um eine Drehung des Drehtellers 1 in umgekehrter Richtung zu verhindern.

Der Schalter 52 kann weggelassen werden, wenn die Halleffekt-Bauelemente 15a und 15b direkt mit den Emittern der Transistoren 49 und 50 verbunden sind. Nur wenn in diesem Fall der Drehteller 1 angehalten werden soll, wird die Ausgangsspannung des Spannungsvergleichers 46 negativ, um den Transistor 49 auszuschalten und den Transistor 50 einzuschalten.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann also die Drehbewegung des Drehtellers elektrisch gedämpft und seine umgekehrte Drehbewegung verhindert werden.

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L e e r s e i I u

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung eines Drehtellers, dessen Antriebsmotor aufweist:

einen Läufermagnet mit mehreren Magnetpolen, die beabstandet am Umfang des Drehtellers angeordnet und so magnetisiert sind, daß die Polaritäten von zwei beliebigen benachbarten Magnetpolen entgegengesetzt zueinander sind,

Ständerspulen im Magnetfeld des Läufermagneten, und Halleffekt-Bauelemente, die sequentiell magnetisch mit den Magnetpolen des Läufermagneten gekoppelt sind, um Ausgangssignale mit Polaritäten entsprechend den Polaritäten der Magnetpole des Läufermagneten zu erzeugen, wobei die Ausgangssignale der Halleffekt-Bauelemente in die Ständerspulen speisbar sind, um den Läufermagneten anzusteuern, bei der Drehzahlsignale entsprechend der Drehzahl des Läufermagneten von Drehzahlfühler-Spulen im Magnetfeld des Läufermagneten erzeugt werden,

bei der ein Drehzahl-Stellsignal mit einer Soll-Polarität durch Vergleich der Drehzahlsignale von den Drehzahlfühler-Spulen mit einem Signal von einer Führungssignalquelle erhalten wird, und

bei der die Drehzahl des Läufermagneten durch Einspeisen des Drehzahl-Stellsignales in die Halleffekt-Bauelemente steuerbar ist,

gekennzeichnet durch

einen ersten Signalumsetzer (55, 6l), der das Drehzahlsignal von der ersten Drehzahlfühler-Spule (13) in ein Impulssignal umsetzt,

eine zweite Drehzahlfühler-Spule (70) im Magnetfeld des Läufermagneten (11), die ein zum Drehzahlsignal der ersten Drehzahlfühler-Spule (13) phasenverschobenes Drehzahlsignal entsprechend der Drehzahl des Laufermagneten

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ORIGINAL INSPECTED

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(11) erzeugt,

einen zweiten Signalumsetzer (76, 75), der das Drehzahlsignal von der zweiten Drehzahlfühler-Spule (70) in ein Impulssignal umsetzt,

ein Verknüpfungsglied (91, 92), das die Ausgangsimpulssignale vom ersten und vom zweiten Signalumsetzer (55, 61; 75, 76) empfängt und das durch das Ausgangsimpulssignal vom ersten Signalumsetzer (55, 6l) gesperrt und durch das Ausgangs-Impulssignal vom zweiten Signalumsetzer (76, 75) durchgeschaltet ist,

ein Schaltglied (98, 103), das durch das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes (91, 92) einschaltbar (leitend) ist, um ein Stellsignal mit einer Polarität entgegengesetzt zur Polarität des an die Halleffekt-Bauelemente (15a, 15b) abzugebenden Drehzahl-Stellsignales zu erzeugen, und

eine Einrichtung zur Einspeisung des Stellsignales vom Schaltglied (98, 103) in die Halleffekt-Bauelemente (15a, 15b), wenn die Drehbewegung des Motors angehalten werden soll.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der erste und der zweite Signalumsetzer (55, 61; 75, 76) einen Schmitt-Trigger aufweisen.

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