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Direkt antrieb für Tonträger
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Direktantrieb rür Tonträger Die Erfindung betrifft einen Direktantrieb
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei Piattenspielern und Tonbandgeräten werden seit einiger Zeit neben
den indirekten Antrieben in verstärktem Maß auch direkte Antriebe eingesetzt. Diese
sogenannten Direktantriebe haben verschiedene Vorteile, die z.T. darin bestehen,
daß die Rumpelgeräusche reduziert werden und eine kompaktere Bauweise von Plattenspielern
oder Tonband-Kassettengeräten ermöglicht wird.
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Derartige Direlctantriebe sind schon seit längerer Zeit bekannt (vergl.
DT-PS 15 72 442). Sie treiben einen Plattenteller oder einen Spulenträer in dem
Sinne an, wie die Stränge der Ständerwicklung geschaltet werden. Werden die Ständerwicklungen
bspw. im Uhrzeigersinn nacheinander an eine elektrische Energiequelle gelegt, so
läuft auch der Vektor des entsprechenden Magnetfelds im gleichen Sinne um und nimmt
rolglich den Läufer im Uhrzeigersinn mit. Andererseits läuft der Läufer im Gegenuhrzeigersinn1
wenn die Stränge der Ständerwicklung im uegenuhrzeigersinn geschaltet werden. Neben
dem Drehsinn stimmt
bei den bekannten Direktantrieben auch noch
die Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Plattentellers oder Spulenträgers mit
der Winkelgeschwindigkeit der Fortschaltung der Stränge der Ständerwicklung überein,
so daß, obwohl es sich im Grunde um einen Gleicnstroinantrieb handelt, der Effekt
eines Wecnselstrom-Synchronantriebs erzielt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Direktantrieb zu schaffen,
bei dem die Kopplung zwischen der Fortschaltung der Stränge und der Bewegung des
Tonträgers aufgehoben ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des Anspruchs
1 gelöst.
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Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus
der nacnfolgend beschriebenen Zeicnnung.
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Es zeigen: Fig. 1 das Prinzip eines 6-poligen Direktantriebs mit 5
eindrähtigen Spulen; Fig. 2 das Prinzip eines 4-poligen Direktantriebs mit 5 eindrähtigen
Spulen; Fig. 3 das Prinzip eines 6-poligen Direktantriebs mit 4 doppeldrähtigen
Spulen; Fig. 4 das Prinip eines 4-poligen Direktantriebs mit 3 3 eindrähtigen Spulen;
Fig. 5 das Prinzip eines 6-poligen Direktantriebs mit 4 doppeldrähtigen Spulen;
Fig. 6 das Prinzip eines b-poligen Direktantriebs mit 6 eindrähtigen Spulen; Fig.
7 eine Schaltungsanordnung für das Prinzip gemäß Fig.5.
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In der Fig.l sind fünf eindrähtige Spulen 1, 2, 3, 4, 5 gezeigt, welche
jeweils die Form eines Trapezes mit leicht gebogenen Ober- und Unterseiten 6, lo,
14, 18, 22 bzw. 8, 12, 16, 20, 24 haben. Mit den Enden der Unterseiten 8, 12, 16,
o, 24 berühren sich diese trapezförmigen Spulen 1, 2, 3, 4, 5, so daß sie hierdurch
in etwa ein gleichseitiges Fünreck aufspannen. Die Enden der Oberseiten 6, lo, 14,
18, 22 der trapezförmigen Spulen 1, 2, 3, 4, 5 berühren sich dagegen nicht, sondern
lassen einen Zwischenraum entstehen. Zieht man durch die Längsseiten 7, 9, 11, 13,
15, 17, 19, 21, 25, 25 der Spulen 1, 2, 3, 4, 5 Geraden,so schließen zwei jeweils
benachbarte Geraden 9,11; 13,15; 17,19; 21,23; 25,7 verschiedener Spulen einen Winkel
von 120 ein.
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Zwischen den Geraden zweier Längsseiten 7,9; 11,13; 15,17; 19,21;
23,25 einer und derselben Spule liegt dagegen ein Winkel von 600. Legt man nun noch
Geraden zwischen zwei jeweils benachbarte Längsseiten zweier verschiedener Spulen,
und zwar derart, daß sie den Winkel von 120 halbieren, so ergibt sich zwiechen diesen
Geraden und der entfernt liegenden Geraden durch die Längsseite einer Spule ein
Winkel von 720.
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Die Oberseiten 6, lo, 14, 18, 22 der Spulen 1, 2, 3, 4, 5 werden von
Blenden 26, 27, 28 umschlossen, die mit dem Rotor verbunden sind, wobei ein gewisser
Abstand zwischen den Oberseiten und den Blenden beibehalten ist. In diesem Abstand
befinden sich lichtempfindliche Elemente 29, 30 31 J 32, 33, denen Lampen 34, 35,
36, 37, 38 gegenüberliegen. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Lampen beträgt
24°, wenn man Geraden duch die Lampen durch den Mittelpunkt des Antriebs legt. Die
Blenden
26, 27 28 sirid mit Lücken zur jeweils benachbarten Blende
versehen, die eine t.röße von 240 aufweisen. Unterhalb der Spulen 1, 2> 3, 4,
5 sind mittels gestrichelten Linien die Pole 39, 40, 41,42, 43, 44 gezeigt, die
auf dem Läufer angeordnet sind.
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Die Spulen 1, 2, 3, 4, 5 werden nun in der Reihenfolge 5, 3, 1, 4,
2 an Spannung gelegt, um eine Drehung der Blenden 26, 27, 28 im Uhrzeigersinn zu
erreichen. Dabei werden pro Umdrehung insgesamt 15 Schaltungen vorgenommen, d.h.
jede Spule wird pro Umdrehung dreimal angeschaltet. Jede Spule wird während 240
an Spannung gelegt, so daß sie insgesamt für dreimal 240 = 720 an Spannung liegen.
Bei fünf Spulen ergibt sich folglich ein Gesamtwinkel von fünfmal 720 = 3600.
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Da für eine Umdrehung bei fünf Spulen fünfzehn Schaltungen vorgenommen
werden, beträgt die Umlaufgeschwindigkeit des magnetischen Feldes das Dreifache
der Umlaufgeschwindigkeit des Hotors mit den Blenden 26> 27, 28.
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Bei entgegengesetzter Drehrichtung ist somit die Winkelgeschwindigkeit
des Drehfeldes der Anordnung gemäß Fig.1 um den Falter drei höher als die Winkelgeschwindigkeit
des Läufers.# der Fig.2 ist ein 4-poliger Direktantrieb mit fünf eindrahtigen Spulen
45, 46, 47, 4d, 49 dargestellt, wobei die Pole mit 50, 51> 5, 53 bezeichnet sind.
Die Spulen unterscheiden sich von den Spulen der F'ig.1 im wesentlichen dadurch,
daß die Längsseiten von benachbarten Spulen über nahezu ihre ganze
Länge
einander berühren, d.h. die Oberseiten der trapezförmigen Spulen sind im Vergleich
zu den Unterseiten verlängert.
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Legt man durch die Längsseiten der Spulen Geraden, so bilden diese
jeweils Winkel von 720 unternander.
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Die Oberseiten der Spulen werden wieder von Blenden 54, 55, 56 umschlossen,
die Lücken zu der jeweils benachbarten Blende aufwelsen, wobei diese Lücken 360
betragen. Die Blenden 54, 55, 56 trennen in bekannter Weise die lichtempfindlichen
Elemente 57, 58, 59, 60, 61 von den ihnen zugeordneten Lampen 62, 63, 64, 65, 66,
die um einen Winkel von 360 voneinander versetzt sind.
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Für den Rechtslauf des Rotors werden die Spulen in der Reihenfolge
49, 46, 48, 45, 47 geschaltet. Dabei werden 10 Schaltungen a 360 pro Umdrehung ausgeführt.
Das bsagnetfeld hat somit eine doppelt so hohe Umlaufgeschwindigkeit wie der Rotor,
weil jede der füf Spulen zweimal pro Umdrehung an Spannung gelegt wird. Theoretisch
beträgt die Überlappung zweimal 190, praktisch, d.h. bezogen auf die Stegmittellinie,
ist sie Jedoch etwas geringer.
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Bei gleicher Drehrichtung ist somit die Winkelgeschwindigkeit des
Drehfeldes der Anordnung gemäß Fig.2 doppelt so groß wie die Winkelgeschwindigkeit
des Läufers.
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Die Fig.3 zeigt einen Direktantrieb mit sechs Polen 67, 68, 69, 70,
71> 72 und vier Spulen 73, 74> 75, 76, wobei die Spulen von drei Blenden 77,
78, 79 umgeben sind, die ihrerseits vier
Lampen do, 81, 82, 83
von lichtempfindlichen Elementen 84, 85, 86, 87 trennen können.
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Zwischen den Blenden 77, 78, 79 ist jeweils eine oeffnung von 300
vorgesehen, während die Blenden selbst sich über 900 erstrecken.
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Die Längsseiten einer Spule bilden jeweils einen Winkel von 600, so
daß sich ein Winkel von 300 zwischen den benachbarten sseiten zweier verschiedener
Spulen ergibt.
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Die Anordnung der Fig.3 wird mit zwölf Schalthandlungen betrieben,
wenn sich der Rotor rechtsherum oewegen soll. Wird sie mit vierundzwanzig Schalthandlungen
betrieben, so läuft der Rotor linksherum.
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In der Fig.4 ist ein Direktantrieb mit vier Polen 8d, 89, 9o, 91 und
drei eindrähtigen Spulen 92, 93, 94 gezeigt. Diese Spulen werden von zwei Blenden
95, 96 umschlossen, welche die Lampen 97, 98, 9 von den lichtempfindlichen Elementen
loo, lol, 102 trennen können. Die dreispulige Vorrichtung ist gegenüber einer sechsspuligen
Vorrichtung vorzuziehen, weil jene bei gleicher Leistung den doppelten Strom benötigt.
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Die Anordnung gemäß Fig.4 wird mit sechs Schaltungen pro Umdrehung
betrieben, so daß sich pro Schaltung ein Drehwinkel von 600 ergibt. hierdurch hat
das Feld eine im Vergleich zum Rotor gegenläufige Drehrichtung mit der doppelten
Geschwindigkeit. Die Energieentnahme erfolgt aus der rückwärtslaufenden Keilwelle
des Stators.
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Die Fig.5 zeigt einen Direktantrieb mit sechs Polen io3, 104, 1o5,
1o6, 107, 108 mit vier doppeldrähtigen Spulen lo9, silo, 111, 112. Es sind hierbei
drei Blenden 113, 114, 115 vorgesehen, welche die Lampen 116, 117, 118, 119 von
den lichtempfindlimonen Elementen 120, 121, 122, 123 trennen können. Der Magnet
ist oberhalb der Spulenebene angeordnet.
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Es werden zwölf Schaltungen pro Umdrehung durchgeführt, was einem
Betätigungswinkel von 300 entspricht. Eine definierte Felddrehrichtung ist dadurch
nicht definiert.
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Der Winkel d) zwischen zwei benachbarten Längsseiten verschiedener
Spulen beträgt vorzugsweise 300, während der Winkel zwischen den benachbarten Längsseiten
derselben Spule 600 betrt. Die Blenden 113, 114, 115 erstrecken sich ueber jeweils
900, so daß die Lücke zwischen ihnen jeweils 300 überspannt.
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Die lichtempfindlichen Elemente 12o> 121, 122, 123 sind in den
Spulenlücken vorgesehen, um den DUrchmesser zu verkleinern.
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Neben zweidrähtigen Spulen können auch eindrähtige Spulen vorgesehen
werden, indem Jedem lichtelektrischen Element 116, 117, 11S, 119 nur eine Spule
zugeordnet ist.
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Die Fig.6 zelt einen Direktantrieb mit acht Polen 124, 125, 126, 127,
128, 9, 130, 131 und sechs Spulen 132, 133, 134, 135, 136, 137, bei dem die Spulen
von vier Blenden 138, 139, 14o> 141 umrahmt sind. Diese Blenden können die Lampen
142, 143, 144 von den lichtempfindlichen Elementen 145, 146, 147 optisch trennen.
Zwischen den Längsseiten zweier benachbarter
Spulen besteht ein
Winkel von 150, während der Winkel zwischen den Längsseiten derselben Spule 45°
beträgt. Die Anordnung gemäß Fig.6 wird mit zwölr Schaltungen pro Umdrehung betrieben,
wobei das Feld im Vergleich zum Läufer die dreifache Wint.lgeschwindigkeit erhält
und rückwärts läuft. Hierbei werden die Wicklungen 13G, 133 bzw. 137, 134 bzw. 132,
135 gleichsinnig erregt.
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Die Darstellung der Fig.7 zeigt noch einmal die Schaltungsanordnung
t,remäß Fig.5 im Detail. Es handelt sich also um einen sechspolisen Direktantrieb
mit vier doppeldrähtigen Spulen.
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Die Versorgungsspannung UB liegt hierbei parallel zu den Lampen 116-119
und parallel zu einem Transistorschalter 148, der aus einem Transistor 149 und einem
Vorwiderstand 150 besteht.
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Die beiden Drähte der Spulen sind in dieser Figur mit denselben Bezugszeichen
versehen wie in der Fig.5, so daß direkt zu erkennen ist, welche DrDlte gemeinsam
an Spannung gelegt werden, wenn der Transistor 149 aufgrund einer Steuerspannung
UST durchschaltet.