DE2903197C2 - Einrichtung zur Halterung eines drehbaren Magnetkopfes für ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät - Google Patents
Einrichtung zur Halterung eines drehbaren Magnetkopfes für ein magnetisches Aufzeichnungs- und WiedergabegerätInfo
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Description
Zylinders mit Hilfe von Lagern ist auch ein System zur pneumatischen Halterung des Zylinders vorgeschlagen
und in professionell verwendeten VTR-Geräten angewendet worden. Bei den Luftlagern muß jedoch ein
Kompressor als Druckluftquelle sowie eine Druckluftsteuerschaltung verwendet werden, welche im Aufbau
kompliziert ist Infolgedessen ist es schwierig, dieses System bei Heimgeräten anzuwenden, da derartige VTR-Geräte
transportabel und im Aufbau einfach sein müssen.
Da zunehmend mehr transportable VTR-Geräte gefordert werden, müssen die einzelnen Teile mit einer
höheren Genauigkeit hergestellt und kompakt zusammengebaut werden. Die Höhe eines VTR-Gerätes, insbesondere
eines Heimgerätes, hängt hierbei von der Höhe des Zylinders ab, wobei sich die folgenden
Schwierigkeiten ergeben:
(1) Der obere Zylinder 1 weist eine freitragende Ausführung auf, so daß im Falle des Austausches des Kopfes
3 der obere Zylinder 1 ohne weiteres von der Welle 4 abgenommen werden kann. Wenn folglich ein Lager
über dem oberen Zylinder angeordnet ist, kann dadurch keine Verkleinerung in der Höhe des oberen Zylinders
erreicht werden.
(2) Zum Hallen der Drehwelle sind zwei Lager erforderlich.
Das heißt, um die Steifigkeit des oberen Zylinders und dessen Drehgenauigkeit zu gewährleisten, sind
zwei Radiallager erforderlich. Vorzugsweise wird der Abstand (in Fig. 1) zwischen den Lagern soweit wie
möglich vergrößert Folglich wird eine Verringerung der Höhe schwierig.
Im Falle der in Fig. 1 dargestellten Ausführung gibt es drei Möglichkeiten für eine Halterung eines Gleichstrommotors.
Das heißt
(1) der Motor kann zwischen dem oberen Zylinder 1 und oberen Lager 6,
(2) zwischen den oberen und unteren Lagern 5 und 6 und
(3) unter dem unteren Lager 5 angeordnet werden.
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind vorzugsweise zwei
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind vorzugsweise zwei
Drehübertrager 29 und 30, welche auch bei sehr schwachen Kopfsignalen arbeiten, so nahe wie praktisch möglich
an der Unterseite des oberen Zylinders 1 angeordnet. Wenn jedoch der Motor zwischen dem oberen Zylinder
1 und dem oberen Lager 6 angeordnet wird, müßte er zwischen dem Drehübertrager 30 und dem oberen
Lager 6 angeordnet werden. Folglich wird die Länge der Welle zum Halten des oberen freitragenden Zylinders 1
größer, und dadurch nimmt die Steifigkeit sich drehender Teile ab.
Wenn der Motor zwischen den oberen und unteren Axialkugellagern 5 und 6 angeordnet ist müssen gesonderte
Gehäuse vorgesehen werden. Ferner wird das Ausrichten zwischen den oberen und unteren Lagern 5
und 6 äußerst schwierig.
Wenn der Motor unter dem unteren Lager 5 angeordnet wird, muß der feststehende Teil (der Stator) des
Motors am unteren Ende des Gehäuses angebracht werden, während der Rotor (Anker) fest mit der Drehwelle
verbunden werden muß. Folglich wird die Gecamtlänn«
7i/linHf»ran/Mv{niin<r
—j — β
—j — β
daß es schwierig wird, die obere Zylinderanordnung bezüglich ihrer Größe kompakt und im Hinblick auf ihr
Gewicht leicht auszubilden. Bei Ausführungen, bei welchen der obere Zylinder 1 mit Axialkugellagern oder
Wälzlagern ausgebildet sind, ist es schwierig, die obere Zylinderanordnung kompakt auszubilden.
Aus der DE-OS 15 25 194 ist ein allgemeiner Aufbau einer hydraulischen Lagerung bekannt bei der in einem Schmiermittelspalt zwei Zonen vorhanden sind, wobei in der ersten Zone eine der beiden benachbarten Laufflächen mit einer Anzahl von Rillen versehen ist die derart schräg zur Bewegungsrichtung verlaufen, daß sie bei der vorgegebenen Drehrichtung eine Stauung des Schmiermittels in Richtung der angrenzenden zweiten Zone bewirken, wobei ferner im Übergangsbereich der beiden genannten Zonen der Schmiermittelspalt etwa ίο mit derselben Weite ausgebildet ist wie die beiden Zonen selbst
Aus der DE-OS 15 25 194 ist ein allgemeiner Aufbau einer hydraulischen Lagerung bekannt bei der in einem Schmiermittelspalt zwei Zonen vorhanden sind, wobei in der ersten Zone eine der beiden benachbarten Laufflächen mit einer Anzahl von Rillen versehen ist die derart schräg zur Bewegungsrichtung verlaufen, daß sie bei der vorgegebenen Drehrichtung eine Stauung des Schmiermittels in Richtung der angrenzenden zweiten Zone bewirken, wobei ferner im Übergangsbereich der beiden genannten Zonen der Schmiermittelspalt etwa ίο mit derselben Weite ausgebildet ist wie die beiden Zonen selbst
Aus der Zeitschrift "Philips' Technische Rundschau", 25. Jhrg, 1963/64, No. 9, Seiten 312 bis 320, ist ein Spiralrillenlager
bekannt welches für besondere Anwendungszwecke sehr geeignet ist. Ein derartiges auch als
"Schwebelager" bezeichnetes Lager verwendet als Schmiermittel entweder eine Flüssigkeit, wie beispielsweise
öl, aber auch Gas.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der
am Ende der stationären Achse ein stabiles Lager mit extrem geringer Reibung für den drehbaren Zylinder
ausgebildet ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Mit Hilfe der Einrichtung nach der Erfindung kann ein höherer Genauigkeitsgrad bezüglich der Umlaufgeschwindigkeit
gewährleistet werden. Bei der Konstruktion nach der Erfindung sind ferner die Vorteile einer
hydraulischen Schmierung voll ausgenutzt. Es können daher sowohl die radialen als auch die axialen Belastungen,
die auf den Zylinder der Einrichtung wirken, in einer beinahe idealen Weise aufgenommen werden, was
mit Hilfe der herkömmlichen hydraulischen Lagerkonstruktionen nicht möglich ist.
Durch die Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung kann somit die Arbeitsweise eines Video-Bandgerätes
(VTR-Gerätes) beträchtlich verbessert werden.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann in der Größe sehr kompakt ausgebildet werden, und die Tatsache, daß die Lagerbuchse flanschartig gestaltet ist, trägt auch dazu bei, daß die Größe des drehbaren Magnetkopfes im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen verkleinen werden kann. Bei der Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung kann auch vollständig auf Rollen- oder Wälzlagern verzichtet werden, die einen großen Einbauraum erfordern. Demnach kann mit Hilfe der Einrichtung nach der Erfindung ein Video-Bandgerät mit einer sehr geringen Bauhöhe bzw. -dicke geschaffen werden, was bisher nicht möglich war.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann in der Größe sehr kompakt ausgebildet werden, und die Tatsache, daß die Lagerbuchse flanschartig gestaltet ist, trägt auch dazu bei, daß die Größe des drehbaren Magnetkopfes im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen verkleinen werden kann. Bei der Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung kann auch vollständig auf Rollen- oder Wälzlagern verzichtet werden, die einen großen Einbauraum erfordern. Demnach kann mit Hilfe der Einrichtung nach der Erfindung ein Video-Bandgerät mit einer sehr geringen Bauhöhe bzw. -dicke geschaffen werden, was bisher nicht möglich war.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
2 bis 9.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine herkömmliche Drehkopfanordnung eines Videobandgeräts,
vorzugte Ausführungsform einer Drehkopfanordnung für ein Videobandgerät (VTR-Gerät) mit Merkmalen
nach der Erfindung,
Fig. 3 in einem größeren Maßstab einen Teil einer Schnittansicht zur Erläuterung des Flusses eines
Schmiermittels in einem hydraulischen Lager,
Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung eines Dreh-
Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung eines Dreh-
Zapfenlagers zur Aufnahme der Axialbelastung,
Fig. 5(a) eine Draufsicht auf ein Rillengleitlager,
Fig. 5(b) eine Seitenansicht davon und
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung, welche mit Einrichtungen zum Verhindern
eines Auslaufens von Schmiermittel versehen ist
In Fig. 2 ist eine Einrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt. Sie weist einen oberen Zylinder
13, eine drehbare Büchse 14 und eine obere Platte 15 auf, weiche ein Gehäuse für die sich drehende Seite
eines hydraulischen Lagers festlegt. Die obere Platte 15 ist mittels Schrauben 17 fest an der Büchse 14 angebracht,
und zwischen ihnen ist ein Schmierring 16 angeordnet, um das Lecken eines Schmiermittels zu verhindern.
Der obere Zylinder 13 ist mittels Schrauben 18 abnehmbar an der Büchse 14 angebracht
Ein Kopf 19 ist an dem oberen Zylinder 13 in der Weise angebracht, daß seine Verlängerung und sein
Schaltwinkel mittels einer Kopfeinstellschraube 20 fein eingestellt werden können. Eine mittlere stationäre
Achse 21 ist in einem unteren Gehäuse 22 gehaltert. Eine hydraulische Lagerbuchse 23 ist dadurch geschaffen,
daß ein Abstandsstück auf der stationären Achse 21 auf der Innenseite des oberen Zylinders 13 angeordnet
ist Die Oberflächen der hydraulischen Lagerbuchse 23 sind durch Ätzen mit spiralförmigen Rillen ausgestattet.
Das obere Ende der stationären Achse 21 endet in einem Drehzapfen 24.
Ein unmittelbar antreibender Motor weist einen in einem Gehäuse 26 untergebrachten Ankermagneten 25,
einen Stellungsrotor 27 und einen Stellungsstator 28 auf. Das Magnetgehäuse 26 ist an dem Rotor 27 angebracht,
der wiederum wirksam mit der Büchse 14 verbunden ist Der Stellungsrotor 27 und der Stellungsstator 28 entsprechen
den Bürsten der herkömmlichen Gleichstrommotore und haben die Aufgabe, die Winkelstellung des
Ankermagneten 25 zu fühlen, welcher ein Rotor ist
Um die Signale von dem Kopf 19 zu fühlen, sind erste und zweite sich drehende Übertrager 29 und 30 vorgesehen.
Der sich drehende Übertrager 29 ist an der drehbaren Büchse 14 angebracht, während der zweite Übertrager
30 und sein Halterungsring 31 an einem feststehenden Teil 32 angebracht und mit diesem mittels eines
Klebstoffs fest verbunden sind.
Die Spule 34 eines Impulsgenerators ist an dem feststehenden Teil 32 angebracht, um so die Winkelstellung
des Kopfes 19 zu fühlen. Die mittlere stationäre Achse
21 ist mittels einer Stellschraube 36, die in das Gehäuse
22 geschraubt ist, das einem unteren zylinderförmigen Teil 35 aufweist, in einer vorgegebenen Stellung festgehalten.
In der vorliegenden Beschreibung wird der Raum, welcher zwischen der Büchse 14 und der Lagerbuchse
23 festgelegt ist und in welchem Schmierfilme ausgebildet sind, als "der hydraulische Schmierteil 37" bezeichnet
und der ringförmige Raum, der zwischen der Büchse 14 und der stationären Achse 21 festgelegt ist wird als
"der ein Lecken des Schmiermittels verhindernde Teil 38" bezeichnet Da alle Schmierfilme auch in dem Teil 38
ausgebildet sind, um so die hydraulische Schmierung zwischen der Büchse und der stationären Achse 21 zu
bewirken, gibt es keine genaue Abgrenzung zwischen dem hydraulischen Schmierteil 38 und dem ein Lecken
des Schmiermittels verhindernden Teil 38.
In Fig. 3 ist in größerem Maßstab die Lagerbuchse 23 des hydraulischen Lagers dargestellt Wie oben beschrieben,
weist die Außenfläche der Lagerbuchse 23 radiale spiralförmige Rillen 39 auf. Außerdem sind spiralförmige,
einen Axialdruck aufnehmende Rillen in den oberen und unteren Flächen 40 und 41 einer flanschförmigen
Scheibe 42 ausgebildet, welche von dem oberen Ende der Achse 21 radial nach außen vorsteht. Infolgedessen
legt die stationäre Achse 21 einen Axiallagerteil 42 und einen Radiallagerteil 43 fest.
Bei einer Drehung der Büchse 14 dreht sich die innere Wandungsfläche oder die sich bewegende Wandungsfläche
der Büchse 14 um die äußere Wandungsfläche der stationären Achse 21, so daß infolge der Keilwirkung
des dazwischen eingeschlossenen Schmierfilms und der Pumpwirkung des hydraulischen spiralförmigen Lagers
Druck erzeugt wird. Das heißt, auf das Schmiermittel
!5 werden unter der Pumpwirkung wegen der Spiralrillen Kräfte in den durch Pfeile in Fig. 3 angegebenen Richtungen
ausgeübt. Wenn jedoch die Drücke ins Gleichgewicht gebracht werden, bestehen die Druckmittelflüsse
in den durch die Pfeile angezeigten Richtungen nicht mehr langer, und das Druckmittel fließt in Umfangsrichtung.
Die Merkmale, Wirkungen und Vorteile der anhand von Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausführungsform können
folgendermaßen zusammengefaßt werden:
(1) Die Magnetkopfanordnung kann in der Größe kompakt hergestellt werden; das heißt ein Merkmal der
Erfindung ist die Schaffung einer kompakten Anordnung. Die Tendenz bei VTR-Geräten (insbesondere bei
Heimgeräten) geht in Richtung auf eine kompakte Ausbildung; allerdings hängt, wie oben beschrieben, die Höhe
des VTR-Geräts von der des Zylinders ab. Wenn, wie oben ausgeführt. Rollen- oder Wälzlager in den Magnetkopfanordnungen
verwendet werden, ergeben sich verschiedene Schwierigkeiten. Bei der Erfindung können
diese Schwierigkeiten im wesentlichen beseitigt werden. Beispielsweise ist in der bevorzugten, in Fig. 2
dargestellten Ausführungsform der Erfindung das hydraulische Lager, welches die Axialbelastungen aufnimmt
durch die Verwendung von Teilen geschaffen, die in dem oberen Zylinder 13 angeordnet sind.
Folglich kann nicht nur eine ausgezeichnete Steifigkeit gegenüber den Belastungen geschaffen werden, die
auf den oberen Zylinder 13 (entgegen dem Gewicht des oberen Zylinders, wenn die Bandspannung horizontal
gerichtet ist und die Magnetkopfanordnung ebenfalls horizontal gehalten ist) ausgeübt werden, sondern das
hydraulische Lager kann auch so vorteilhaft ausgelegt werden, daß die Dicke des oberen Zylinders und der sich
drehenden Übertrager 29 und 30 dünn wird. In den herkömmlichen Drehkopfanordnungen belegen die Rollenoder
Wälzlager tote Räume; gemäß der Erfindung kann jedoch die Gesamthöhe der Zylinderanordnung in dem
Maß verkleinert werden, das gleich der Gesamthöhe von 2 Rollen oder Wälzlagern ist
Der Axiallagerteil 42, welcher nur der Teil der stationären
Achse 21 ist der in radialer Richtung nach außen vorsteht oder einen größeren Durchmesser aufweist
kann in dem oberen Teil der Büchse 14 angeordnet sein, weiche ihrerseits in dem oberen Zylinder 13 festgelegt
ist Folglich kann die Magnetkopfanordnung gemäß der Erfindung in der Größe kompakt ausgebildet werden.
Der obere Teii der Büchse 14 weist einen größeren Außendurchmesser auf, um so den äußeren Zylinder 1
herausnehmbar zu haltern, während der Außendurchmesser des unteren Teils kleiner ist so daß Bauteile, wie
beispielsweise die des Motors, daran angebracht werden können.
In den herkömmlichen Magnetkopfanordnungen, in
In den herkömmlichen Magnetkopfanordnungen, in
welchen der obere Zylinder durch die Rollen- oder
Wälzlager gehalten ist, sind die Außendurchmesser der Lager so groß, daß selbst wenn die stationäre Achse 21
verwendet wird, der Durchmesser der Hülse, in welcher die Rollen- oder Wälzlager gehaltert sind, größer wird,
so daß eine Halterung der einzelnen Teile, wie beispielsweise von Teilen des Motors, schwierig wird.
Wenn jedoch die in Fig. 2 dargestellte hydraulische Lagel ausführung verwendet wird, kann die Wandungsdickc
der Büchse 14 am unteren Teil erheblich dünner ausgeführt werden, und auch der Außendurchmesser
kann verkleinert werden. Folglich können verschiedene Bauteile ohne weiteres an der Büchse 14 angebracht
werden. Bei dem Zylinder eines VTR-Geräts, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, und bei welchem die Erfindung
angewendet ist, können die Bauteile der Zylinderanordnung des VTR-Geräts in der Größe sehr kompakt angeordnet
werden, ohne daß irgendein toter Raum übrig bleibt. Das heißt, es gibt keinen verlorenen Raum, welcher
dem Abstand / zwischen den zwei in Fig. 1 dargestellten Rollen- oder Wälzlagern entspricht.
Im Vergleich zu der herkömmlichen oberen Zylinderanordnung,
wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kann die gesamte Länge der oberen Zylinderanordnung gemäß der
Erfindung auf die Hälfte verkürzt werden, wenn ein Motor mit demselben Leistungsvermögen und denselben
Abmessungen wie der an den herkömmlichen oberen Zylinderanordnung angebrachte Motor angebracht
ist. Das heißt:
30
Stand der Technik
Erfindung
Gesamtlänge
0,5 L
35
(2) Es kann ein erheblich höherer Genauigkeitsgrad bei der Umlaufgeschwindigkeit gewährleistet werden:
Bei Verwenden der oberen Zylinderanordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist und bei welcher die Erfindung
angewendet wird, kann die Magnetkopfanordnung mit einem erheblich höheren Genauigkeitsgrad in der Umlaufgeschwindigkeit
hauptsächlich aus den folgenden drei Gründen geschaffen werden:
(a) wegen der Verwendung des hydraulisch geschmierten Lagers;
(b) der Anordnung des hydraulischen Lagers in den oberen Zylindern 13 und
(c) wegen des Vorsehens des hydraulisch geschmiertcn
Lagers, welches in ausreichender Weise Schmierfilme bilden kann.
Die vorstehend angeführten Gründen werden unten im einzelnen beschrieben.
(a) Unter den Drücken der Flüssigkeitsfilme können sowohl die Büchse 14 als auch der obere Zylinder
13 um die stationäre Achse 21 gedreht werden, ohne mit diesen in mechanischen Kontakt zu kommen.
Folglich können durch die Erfindung die Schwierigkeiten überwunden werden, die bei Rollen-
oder Wälzlagern auftreten, die in den herkömmlichen oberen Zylinderanordnungen verwendet
sind.
(b) In der Einrichtung (Fig. 1) ist das hydraulische Lager bei den ersten und zweiten sich drehenden
Übertragern 29 und 30 und bei dem oberen Zylinder 1 vorgesehen, an welchem der Kopf 3 angebracht
ist. dessen Umlaufgeschwindigkeitsgenauigkcit am höchsten sein muß. Diese Anordnung wird
nachstehend noch im einzelnen beschrieben.
Radiale Schwingungen des oberen Zylinders 13 und/ oder die Exzentrizität des oberen Zylinders 13 bezüglich
der stationären Achse 21 haben Veränderungen in der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kopf und dem
Band zur Folge, was wiederum zu einer Bildverzerrung in den wiedergegebenen Bildern führt. Die hierfür verantwortlichen
Ursachen sind folgende:
(1) Der obere Zylinder 13 und die anderen Drehteile sind nicht genau ausgeglichen, oder infolge ihrer
Exzentrizität ergibt sich eine dynamische Unausgeglichenheit.
(2) Die Exzentrizität der Drehteile wird durch die Spannung des Bandes hervorgerufen.
(3) Das Schmiermittel wird in dem hydraulischen Lager herumgewirbelt.
Welche dieser Gründe die radialen Schwingungen und die Exzentrizität betreffen, hängt sehr von der Ausführung
des Lagers ab, welches das jeweilige Drehteil trägt.
Im Falle der Ursache (1) dient der obere Zylinder als Schwungrad, das hochfrequente Schwingungen der
Umlaufgeschwindigkeit dämpfen kann, die durch Drehmomentschwankungen hervorgerufen werden. Das
Drehmoment (sowie das Gewicht und der Rotationsradius) ist im Vergleich zu den anderen Drehteilen am
größten. Folglich hat bereits eine sehr kleine Unwucht des oberen Zylinders 13 und/oder sogar eine sehr kleine
Exzentrizität im wesentlichen die radialen Schwingungen des Zylinders 13 und folglich des an diesem angebrachten
Kopfes 19 zur Folge.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann jedoch das hydraulische Lager in dem oberen
Zylinder 13 festgelegt sein, wie in Fig. 2 dargestellt ist, so daß die Zentrifugalbelastungen, welche die oben beschriebene
Unwucht zur Folge haben, unmittelbar ausgehalten werden können. Folglich wird kein Belastungsmoment, das eine Schrägstellung der Achse der Büchse
14 zur Folge haben würde, auf den hydraulisch schmierenden Teil 37 in dem oberen Zylinder 14 ausgeübt. Das
heißt, es kann ein ausgezeichnetes dynamisches Gleichgewicht gewährleistet werden, und radiale Schwingungen
können auf ein Minimum herabgesetzt werden (so daß Veränderungen in der Umlaufgeschwindigkeit
ebenfalls auf ein Minimum herabgesetzt werden können.
Dasselbe gilt für die Ursache (2). Das heißt, der hydraulisch schmierende Teil 37 kann die auf den oberen
Zylinder 13 ausgeübten Bandspannungen in der Weise aufnehmen, daß kein Torsionsmoment erzeugt werden
kann. Folglich ist die Steifigkeit des Lagers gegenüber den Radialbelastungen erheblich verbessert, und die Exzentrizität
der Drehmitte des oberen Zylinders kann auf ein Minimum oder auf ein vernachlässigbares Maß verringert
werden.
Bei der Ursache (3) führt das Verwirbeln des Schmiermittels zu Veränderungen in der Umlaufgeschwindigkeit,
die einer halben Umlaufgeschwindigkeit entsprechen. Dies ist eine Eigeninstabilität, die die hydraulischen
Lager aufweisen. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, sind nicht kreisförmige Lager verwendet
worden. Bei der Erfindung kann auch ein Lager mit spiralförmigen Rillen verwendet werden, was eine der
Änderungen der nicht kreisförmigen Lager ist.
Da, wie in Fig. 3 dargestellt, das Lager mit Spiralrillen in Gegenüberlage von der Innenwandung des oberen
Zylinders 13 und der ersten und zweiten sich drehenden Übertrager 29 und 30 festgelegt ist, kann die Steifigkeit
des Lagers, die auf d:^ Pumpwirkung zurückzuführen
ist, beträchtlich verbessert werden. Bei nicht kreisförmigen Lagern, wie beispielsweise Lagern mit Spiralrillen,
wird die Federsteifigkeit selbst dann nicht Null, wenn das hydraulische Lager keine Exzentrizität hat, da der
Druck erzeugt wird, so daß die Wirkungen der Ursachen (1), (2) und (3) weitgehend verringert werden können.
Ferner dient das Vorsehen des Drehzapfenlagers am oberen Ende der stationären Achse 21 dazu, das Drehmoment
zu verringern, wenn mit dem Antrieb des oberen Zylinders begonnen wird.
(c) Das hydraulisch geschmierte Lager, das ausreichende Schmierfilme schafft, kann ebenfalls vorgesehen
werden. Wenn ein vorbestimmtes Volumen an Schmiermittel in einem hydraulischen Lager eingeschlossen ist,
um die Beweglichkeit einer Anordnung zu erhöhen, ist es wegen des Leckens des Schmiermittels, der in dem
Schmiermittel eingeschlossenen Luft usw. außer bei Schmiersystemen, in welchen das Schmiermittel von außen
her gezwungen wird, umzulaufen, schwierig, ideal ausgebildete Schmierfilme zu erhalten.
Bei der Erfindung ist jedoch das Schmiermittel am unteren Ende der oberen Zylinderanordnung, d. h. dem
offenen Ende 43 der Büchse 14, immer der Umgebungsluft ausgesetzt. Der am besten abgedichtete Teil ist in
dem oberen Zylinder 13 festgelegt, in welchem das hydraulische Lager 23 festgelegt ist und welcher am weitesten
von der öffnung 43 entfernt ist.
In der erfindungsgemäßen Einrichtung kann eine ausreichende
hydraulische Schmierung entlang der inneren Wandungsflächen des oberen Zylinders 13 erhalten
werden. Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, ein unmittelbar antreibender Motor in der erfindungsgemäßen Einrichtung
verwendet wird, kann die Genauigkeit der Umlaufgeschwindigkeit weiter verbessert werden. Der Grund
hierfür liegt darin, daß das direkt antreibende System, das keine radiale Belastung infolge der Bandspannung
wie in dem Bandantriebssystem ausübt, keine Exzentrizität des hydraulischen Lagers verursacht
In der vorliegenden Beschreibung weist der Teil, wo das hydraulische Lager vorgesehen ist oder auf andere
Weise ausgebildet ist, auf den Teil hin, wo der Schmiermittelfilm gebildet ist. Beispielsweise ist in Flg. 2 das
obere Ende des Drehzapfenlagers 24 der obere Grenzwert des hydraulischen Lagers. Infolge der Keilwirkung
der viskosen Flüssigkeit ist das hydraulische Lager an dem das Lecken verhindernden Teil 38 ausgebildet
Die Teile an dem offenen Ende der drehbaren Büchse 14 kommen mit der Umgebungsluft in Berührung, so
daß es zu einer Umwandlung in ein Halbschmiermittel und in eine Grenzschichtschmierung kommt; es besteht
jedoch keine genau festgelegte Grenze zwischen dem vollständigen Schmiermittelfilm oder der vorbeschriebenen
hydrodynamischen Schmierung und der Grenzschichtschmierung.
Wenn gemäß der Erfindung das vordere Ende des Drehzapfenlagers 24 in den Innenwandungen der ersten
und zweiten sich drehenden Übertrager 29 und 30 festgelegt ist kann eine ausreichend hohe Steifigkeit und
Genauigkeit erhalten werden.
(3) Bei der Erfindung ist eine ausgezeichnete Schmiermitteldichtigkeit
erreicht Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Halterung der hydraulischen Lager (insbesondere
von Schmiermittellagern) besteht darin, das Schmiermittel abzudichten. Bei Werkzeugmaschinen
kann jederzeit ein Austausch und/oder ein Nachfüllen des Schmiermittels vorgenommen werden. Bei einer
transportablen elektrischen Einrichtung, wie beispielsweise Zylinderanordnungen von VTR-Gcräten, die jederzeit
erhältlich sind, ist jedoch das Schmiermittel vorzugsweise so abzudichten, daß keine Zufuhr erforderlich
ist.
Außerdem kann wegen der nachstehend aufgeführten Gründe bei der Erfindung ein höherer Grad einer
Schmiermitteldichtigkeit erreicht werden. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, hat die drehbare Büchse 14, welche
starr mit dem äußeren Zylinder 13 verbunden ist, die Form eines in axialer Richtung verlängerten Rohres, so
daß der das Auslecken verhindernde Teil 38, d. h. ein Schmiermitteldurchfluß zum Verhindern des Auslekkens
über den Zwischenraum zwischen der Büchse 14 und der stationären Achse 21 in Längsrichtung über
eine ausreichend große Länge verlängert werden kann. Das Schmiermittel wird in den Zwischenraum zwischen
der Büchse 14 und der stationären Achse 21 und in das hydraulische Lager 23 eingebracht, bevor die Platte
15 auf dem oberen Zylinder 13 angebracht ist. Wegen des höheren Widerstandes beim Fließen des Schmiermittels
und wegen der Oberflächenspannung, die durch den Schmiermittelring 16 an dem oberen Teil und zwischen
der Büchse 14 und der stationären Achse 21 am unteren Teil geschaffen ist, kann ein Schmiermittelauslecken
verhindert werden. Die Ausführung gemäß der Erfindung stellt einen höheren Dichtigkeitsgrad des
Schmiermittels sicher, so daß selbst ein Schmiermittel mit einer niedrigen Viskosität vollständig gedichtet werden
kann. Da es ferner ausreicht, das Schmiermittel durch den oberen Zylinder an einer einzigen Stelle einzubringen,
ist der Zusammenbau und die Wartung dadurch sehr erleichtert
Der obere Teil (d. h. die obere Platte 15) der Büchse 14, welche sehr nahe bei dem Kopf 19 angeordnet ist,
und das Band können durch eine druckdichte Abdichtung, wie beispielsweise den ölring 16, vollständig abgedichtet
werden, so daß das Auslecken des Schmiermittels, nachdem es eingebracht worden ist, vollständig vermieden
werden kann. Das untere offene Ende 43 des hydraulischen Lagers gemäß der Erfindung ist durch die
Bauteile 25—27 des Motors in einem verhältnismäßig großen Abstand von dem oberen Zylinder 13 angeordnet;
das Ausbreiten einer Verschmutzung nach oben kann verhindert werden, selbst wenn von dem oberen
Ende 43 eine kleine Menge des Schmiermittels leckt.
Folglich können die Teile, wie beispielsweise dsr Kopf 19, der obere Zylinder 13 usw. des Bandführungssystems
in einer sauberen Umgebung gehalten werden.
Um bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Drehmoment des antreibenden Teils zu verringern
und die Belastungsveränderungen infolge von Umgebungstemperaturänderungen auf ein Minimum
herabzusetzen, wurde ein leicht flüchtiges und niedrigviskoses Esteröl (η=3OcSt bei 300C) verwendet Es
wurde aber während einer langen Betriebszeit überhaupt kein Auslecken festgestellt
Der Axiallagerteil 42 und die obere Platte 15 legen zwischen sich ein hydraulisches Axialdrucklager fest Da
in der Nähe des auf diese Weise festgelegten, hydraulisehen Axialdrucklagers ausreichend Raum zur Verfügung
steht, kann eine ausgezeichnete Ausführung zum Abdichten des Schmiermittels geschaffen werden. Das
heißt, die Platte 15 kann über dem Ölring 16 mittels der Schrauben 17 fest an der Büchse 14 angebracht werden.
Bei dieser Anordnung kann selbst nach dem Zusammenbau der obere Zylinder 13 ohne weiteres von der
Büchse 14 durch Lösen der Stellschraube 18 abgenommen werden, welche zwischen dem oberen Zylinder 13
und der Büchse 14 vorgesehen ist. Folglich kann der Kopf 19 viel leichter ausgetauscht werden. (Nachdem
der Kopf eine vorbestimmte Zeit verwendet worden ist, muß er wegen seines Verschleißes ohnehin ausgetauscht
werden.) Die stationäre Achse 21, die Büchse 14 und die obere Platte 15 können als eine Einheit behandelt
werden, so daß das Schmiermittel in das hydraulische Lager gegossen werden kann, ohne daß es zu einer
Verschmutzung von anderen Teilen durch das Schmiermittel kommt. Ferner vereinfacht sich dadurch der Zusammenbau.
Aus den vorstehend angeführten Gründen (1) bis (3) kann die obere Zylinderanordnung für das VTR-Gerät
geschaffen werden, bei welchem eine vollständige Abdichtung des Schmiermittels und eine höhere Betriebsgenauigkeit gewährleistet werden kann und welche in
der Größe kompakt hergestellt werden kann. Außer den vorstehend angeführten Vorteilen (1) bis (3) können
bei der Erfindung in vorteilhafter Weise die oberen Zylinderanordnungen ohne weiteres maschinell hergestellt
und leicht zusammengebaut werden.
Beispielsweise ergeben sich bei den herkömmlichen oberen Zylinderanordnungen, bei welchen der obere
Zylinder von den Wälzlagern getragen wird, verschiedene Schwierigkeiten, wenn der sich drehende Teil oder
der obere Zylinder mit einer höheren mechanischen Genauigkeit gedreht werden muß. Um bei der in Fig. 1
dargestellten, oberen Zylinderanordnung die Wälzlager 5 und 6 auszurichten, wird zuerst ein Lager an dem
Gehäuse 12 gehalten, und dann muß der Außenring des
anderen Lagers mit einem entsprechenden Klebemittel fest mit dem Gehäuse verbunden werden.
Um eine genaue axiale Beziehung zwischen dem oberen Zylinder und der Drehwelle 4 zu gewährleisten oder
um die obere Däche des oberen Zylinders genau unter rechtem Winkel bezüglich der Achse der Drehwelle 4 zu
halten, ist ferner ein Schritt zur mechanischen Bearbeitung der Buchse 7 erforderlich, auf welcher der obere
Zylinder 1 angebracht ist, nachdem sie zusammengebaut worden sind. Dieser Schritt ist lästig und ein Hindernis
bei der Massenherstellung der oberen Zylinderanordnungen. Bei den oberen Zylinderanordnungen mit
den hydraulischen Lagern gemäß der Erfindung sind diese Schwierigkeiten jedoch im wesentlichen überwunden.
Das heißt, wenn die Bauteile mit den geforderten Abmessungstoleranzen
oder Genauigkeiten hergestellt werden, kann der Schmierfilm, welcher sich gleichförmig
in dem Zwischenraum zwischen der Büchse 14 und der Achse 21 ausbildet, automatisch in der richtigen
koaxialen Beziehung dazwischen erhalten werden. Gemäß der Erfindung ist das hydraulische Lager durch ein
Paar Teile, nämlich die Büchse 14 und die stationäre Achse 21 gebildet, so daß im Unterschied zu den herkömmlichen
oberen Zylinderanordnungen der in Fig. 1 dargestellten Art die Ausrichtung zwischen zwei Wälzlagern
5 und 6 entfallen kann.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform eines Lagers dargestellt,
bei welchem das vordere Ende des Drehzapfenlagers 24 immer gegegen den oberen Zylinder 15 gedruckt
wird, um so dessen Stellung in der Richtung zu steuern, in welcher die Axialbelastung ausgeübt wird.
Die in Fig. 4 dargstellten Pfeile geben die auf die Flüssigkeit
ausgeübten Kräfte wieder, wenn die Erfindung auf verschiedene Arten angewendet wird. Beispielsweise
wird bei einer Drehzapfenausführung (A) mit einer gewissen Saugwirkung die die Axialbelastung aufnehmende
Fläche 40 mit Spiralrillen in der Weise versehen, daß auf die Flüssigkeit die durch den Pfeil 44 angegebene
Kraft ausgeübt wird.
Die den Axialdruck aufnehmende Fläche 41 braucht nicht mit Spiralrillen versehen zu werden. Der Zwischenraum
45 muß ausreichend groß gemacht werden, während der Zwischenraum 46 klein sein muß. Bei diesem
System wird ein Unterdruck in dem Zwischenraum
46 erzeugt, so daß wegen des Unterschieds zwischen dem Unterdruck in dem Zwischenraum 46 und dem atmosphärischen
Druck der obere Zylinder 13 (die obere Zylinderabdeckung 15) gegen das Drehzapfenlager 24
gedrückt wird. Je größer die Fläche der die Axialbelastung aufnehmenden Fläche 41 ist, um so größer wird
die Saugkraft.
Bei einer Drehzapfenausführung (B) mit einer gewissen Saugwirkung werden die die Axialbelastung aufnehmenden
Flächen 40 und 41 mit Spiralrillen in der Weise versehen, daß auf die Flüssigkeit in den durch die Pfeile
47 und 48 angegebenen Richtungen (Druck-)Kräfte ausgeübt werden. Die Abmessungen des Lagers müssen so
festgelegt sein, daß der Zwischenraum bzw. der Abstand 45 so klein wie möglich gemacht werden kann, während
der Abstand oder der Zwischenraum 46 so groß wie möglich gemacht werden muß. Der auf die den Axialdruck
aufnehmenden Fläche 41 wirkende Druck ist größer als der auf die den Axialdruck aufnehmende Fläche
40 wirkende Druck, so daß auf den oberen Zylinder eine Kraft ausgeübt wird, welche nach unten gerichtet ist.
Das heißt, das Drehzapfenlager 24 und der obere Zylinder 13 werden gegeneinander gedruckt. In den beiden
beschriebenen Fällen (A) und (B) kann das Drehzapfenlager 42 die Axialbelastung aufnehmen. Statt Spiralrillen
in der den Axialdruck aufnehmenden Fläche 41 auszubilden, können am Umfang auch Stufen ausgebildet
sein.
Wenn eine der Ausführungsformen (A) und (B) verwendet wird, kann die Höhe des oberen Zylinders 13,
d. h. die Höhe des Kopfes 19, zwangsläufig aus der Höhe des vorderen oder oberen Endes des Drehzapfenlagers
24 bestimmt werden. Bei der Einstellung der Höhe des Kopfes (d. h. dessen Stellung in Axialrichtung bezüglich
des Bandes) während des Zusammenbaus braucht infolgedessen die Dicke des Schmiermittelfilms nicht berücksichtigt
zu werden. Folglich ist die Einstellung sehr viel leichter vorzunehmen. Es wird somit ein Verfahren
vorgeschlagen, bei welchem positive Drücke in dem Zwischenraum über und unter dem Axiallager 42 erzeugt
werden, so daß das Drehzapfenlager 24 berührungsfrei gehalten ist und die oberen und unteren Drükke
ausgeglichen werden, um so die Welle in zwei Richtungen zu tragen. Bei dieser Anordnung sind die strengen
Abmessungstoleranzen der oberen und unteren Zwischenräume 45 und 46 und der Dicke des Axiallagers
nicht erforderlich.
Bei den Ausführungen (A) und (B) hat nur das obere Ende des Drehzapfenlagers 24 mechanischen Kontakt
mit dem oberen Zylinder oder der oberen Zylinderabdeckung. Wegen dieses Berührungspunktes kann ein
viel höherer Genauigkeitsgrad bei der Umlaufgeschwindigkeit erreicht werden.
Die Ausführung des Axiallagers gemäß der Erfindung ist so, daß das Drehzapfenlager 24 die äußere nach unten
auf den oberen Zylinder wirkende Belastung trägt und das hydraulische Lager die äußere nach oben auf
den oberen Zylinder wirkende Belastung trägt Das heißt, das Lager nimmt die in zwei Richtungen wirkenden
Belastungen auf. Außerdem haben die Drehzapfensysteme (A) und (B) mit einer gewissen Saugwirkung
den weiteren Vorteil, daß sie selbst dann verwendet werden können, wenn die Einrichtung gemäß der Erfindung
in einer horizontalen oder in einer umgekehrten Lage gehalten wird. Beispielsweise wird bei dem Verfahren,
bei welchem die positiven Drücke in den oberen und unteren Zwischenräumen eines Axiallagers 97 erzeugt
werden, um dadurch den sich drehenden Teil im Gleichgewicht zu halten, das Gleichgewicht zwischen
den Kräften durch das Gewicht des sich drehenden Teils, der unter dem Axiallager 45 erzeugte Druck und
der über dem Axiallager 46 erzeugte Druck gebildet, so daß die Axialstellung des sich drehenden Teils (und die
Höhe des Kopfes 19) festgestellt ist
Wenn jedoch die Einrichtung in einer umgekehrten Stellung gehalten oder ihre Oberseite nach unten gekehrt
ist, bleibt die Richtung der auf das sich drehende Teil wirkenden Belastung unverändert, so daß sich die
von dem Schmierfilm getragene Gleichgewichtsstellung ändert Wenn jedoch die Drehzapfen-Saugsysteme (A)
und (B) verwendet werden, kann das Axiallager so angeordnet werden, daß die Saugkraft auf die Drehzapfenfläche
(der vertikale Widerstand von dem oberen Zylinder) größer werden kann als die auf den sich drehenden
Teil wirkende Belastung, so daß die den Drehzapfen tragende Fläche unabhängig von der Lage der Einrichtung
immer an die obere Platte 15 angesaugt gehalten werden kann. Somit kann eine hohe Steifigkeit in axialer
Richtung erreicht werden. Folglich bleibt die absolute Höhe des Kopfes 19 unverändert.
Je größer der Durchmesser des Flansches des Axiallagers
42 ist, um so größer ist die Saugwirkung des Drehzapfenlagers 24. In der Zylinderausführung gemäß der
Erfindung kann der Durchmesser des Flansches durch die wirksame Verwendung des Teils über der oberen
Fläche des oberen Zylinders 13, welcher ein toter Raum ist, ausreichend vergrößert werden. Folglich geht die
kompakte Ausbildung der Einrichtung nicht verloren.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist insbesondere in dem Fall wirksam und vorteilhaft, wo die obere Zylinderanordnung
für das VTR-Gerät, in welchem die Genauigkeit der Höhe des Kopfes 19 kleiner als wenige
Mikron ist, bei einem transportablen VTR-Gerät angewendet wird, dessen Lage sich immer ändert.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, d. h. im Falle des Drehzapfen-Saugsystems (A), betrug
die Tiefe der Spiralrillen sowie der Axiallagerzwischenraum 25 μ, und der Axiallagerdurchmesser war 15 mm.
Eine entsprechende Saugkraft von F= 400 g wurde dabei erhalten. Selbst wenn die Einrichtung in einer verkehrten
Stellung gehalten wurde, war eine hinreichende Benutzung möglich (und es wurden zufriedenstellende
Betriebsergebnisse gewährleistet).
Das vordere Ende des Drehzapfenlagers, das in der bevorzugten Ausführungsform verwendet wurde und
welches ein tragendes Teil ist, hat die Form einer Kugel, so daß der Berührungsteil ein punktförmiger Kontakt
wird, wodurch das Drehmoment verringert werden kann. Ferner kann das tragende Teil durch eine Kombination
beispielsweise einer konischen Fläche, einer im Querschnitt V-fftrmiixen RiH?; ?iner Kneel mit kleinem
Durchmesser oder einer Ebene gebildet werden.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Axiallager 42 an dem oberen Ende der stationären
Achse 21 ausgebildet, so daß durch die Erfindung eine vorteilhafte AusfüJirungsform geschaffen ist, bei
welcher ein Teil voll wirksam genutzt werden kann, der im Innern der inneren Wandung des oberen Zylinders
13 festgelegt ist, ohne daß Platz vergeudet wird.
Das AxiaUager 42 mit dem vorbeschriebenen Aufbau hat die folgenden Wirkungen, Merkmale und Vorteile:
Die Präzession kann verhindert werden, und es hat die Funktion eines axialen Anschlags, wenn der obere Zylinder
13 im Falle des Austausches des Kopfes 19 und des Zusammenbaus der Anordnung entfernt wird.
Wenn eine unausgeglichene Größe des sich drehenden Teils vorhanden ist, ergibt sich die Präzession. Wenn
beispielsweise das Drehzapfen-Saugsystem verwendet
ίο wird, wird das vordere Ende des Drehzapfenlagers 24,
das an dem vorderen Ende der stationären Achse 21 ausgebildet ist, ein Präzessionsdrehpunkt
Die Einrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Änderungen in der Lage des Kopfes
19 durch die Präzession auf ein Minimum herabgesetzt werden können. Einer der Gründe hier für ist die
Lage des Drehpunktes. Die Achse 21 soll nunmehr die Z-Achse sein, die X- und die y-Achsen sollen in der zu
der Z-Achse senkrechten Ebene liegen und den Drehpunkt aufweisen, welcher der Ursprung ist. Gemäß der
Erfindung können dann die Momente um die X- und die V-Achse auf ein Minimum herabgesetzt werden.
Je kleiner die Momente um die X- und die V-Achsen
sind, um so kleiner wird die Schrägstellung (des Drehpunkts)
bezüglich der Vertikalen. Die Beziehung zwischen der Präzession und dem Drehpunkt kann intuitiv
erfaßt werden, wenn eine Spitze mit einem hohen Schwerpunkt mit einer Spitze mit einem niedrigen
Schwerpunkt verglichen wird. Die Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung entspricht der einer
Spitze mit einem niedrigen Schwerpunkt, welche dadurch stabil ist.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann der Drehpunkt in dem oberen Zylinder festgelegt werden.
Außerdem hat das Axiallager 42, welches bei dem Drehpunkt festgelegt ist, die Wirkung, die Schrägstellung der
Achse des sich drehenden Teils auszugleichen, so daß die Präzession wirksam verhindert werden kann und
folglich die Lageveränderungen des Kopfes 19 auf ein Minimum herabgesetzt werden können. Der Flansch
des Axiallagers 42 hat eine Funktion eines Anschlags zwischen dem sich drehenden Teil und dem feststehenden
Teil (der stationären Achse 21), und zwar im Falle des Austausches des oberen Zylinders 13.
In Flg. 5 ist ein ebenes Axiallager mit Spiralrillen dargestellt.
Eine ebene Fläche 49 ist abwechselnd mit Rillen 50 und Rippen 51 versehen, welche in gleichem Winkelabstand
voneinander angeordnet sind. Wenn sich das Axiallager in der durch den Pfeil D angezeigten Richtung
dreht, wird auf die Schmierflüssigkeit auf der ebenen Axiallageroberfläche 49 die Kraft ausgeübt, die bewirkt,
daß das Schmiermittel in der durch den Pfeil E angezeigten Richtung fließt. Wenn andererseits das Axiallager
sich in der Richtung C dreht, wird auf das Schmierfluid eine Kraft in der Richtung F ausgeübt.
Wenn das ebene Axiallager stillstehend gehalten wird, während sich eine Oberfläche entgegengesetzt zu der
ebenen Fläche 49 dreht, wird die Richtung der auf das Schmiermittel wirkenden Kraft vollkommen umge-
κη kehrt
Dasselbe gilt für radiale Lager mit spiralförmigen Rillen. Die Rippen und Rillen der Spiralrillen können durch
logarithmische Spiralen u. ä. festgelegt sein. Die Einflüsse der Pump- und Keilwirkungen auf die Fluidlager können
in gleicher Weise mit Hilfe anderer Kurven oder gerader Linien erreicht werden. Infolgedessen kann der
Ausdruck "spiralförmige Rillen" auch austauschbar auf "irgendwelche anderen entsprechenden Rillenformen
15
bezogen werden, die sowohl die Pump- als auch die
Keilwirkungen erzeugen".
Die in den hydraulischen Lagern verwendeten Rillen sind vorgesehen, um einen höheren Grad an hydraulischer Schmierung zu erreichen. Natürlich können auch
ohne das Vorsehen von Rillen mit der Ausführungsform des Zylinders gemäß der Erfindung zufriedenstellende
Wirkungen bei hydraulischer Schmierung erreicht werden. Außer den spiralförmig gerillten Lagern, welche
unvollkommen rund sind, gibt es mehrbogige Lager, abgestufte Lager usw. Sie können bei der Erfindung angewendet werden, um eine wirksame hydraulische
Schmierung zu erreichen. Beispielsweise kann ein Mehrbogenlager bei dem in Flg. 2 dargestellten radialen Lagerteil 39 verwendet werden, während abgestufte
Lager an den oberen und unteren Flächen des Axiallagers verwendet werden können.
In Rg. 6 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche eine noch zuverlässigere und
noch dichtere Abdichtung des Schmierfilms gewährleisten kann. Die stationäre Achse 21 weist Spiralrillen 55
und eine ringförmige Rille 56 auf, welche als Schmiermittelbehälter dient. Ein Zwischenraum 57 zwischen der
stationären Achse 21 über der ringförmigen Rille 26 und der drehbaren Büchse 14 dient als Abdichtteil. Wenn die
Büchse 14 gedreht wird, wird das Schmiermittel von dem Schmiermittelboden 58 entlang der Spiralrillen 55
nach oben gepumpt, wodurch ein Auslecken des Schmiermittels verhindert werden kann.
30
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40
45
50
55
60
Claims (9)
1. Einrichtung zur Halterung eines drehbaren Ma- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Halterung
gnetkopfes für ein magnetisches Aufzeichnungs- eines drehbaren Magnetkopfes für ein magnetisches
und Wiedergabegerät 5 Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät gemäß dem
a) mit einem drehbaren, mindestens einen Ma- Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Einrichgnetkopf
tragenden Zylinder, tung ist aus der DE-OS 26 24 586 bekannt Eine dieser
b) mit einer mit dem Zylinder verbundenen bekannten Einrichtung entsprechende Konstruktion ist
Hülse, die eine stationäre Achse aufnimmt, in Flg. 1 wiedergegeben.
c) mit einer Antriebseinrichtung für die Hülse 10 In Flg. 1 wird ein Drehkopfzylinder 1 (ein oberer Zy-
und linder) im Falle eines VTR-Gerätes mit zwei Köpfen mit
d) mit einer Schmiermittellagerung mit Pump- einer Schrägspurabtastung mit 1800 U/min gedreht Ein
nuten, die auf mindestens einer äußeren Ober- Kopf 3 ist an dem Drehkopfzylinder 1 angebracht und
fläche der Hülse und/oder der stationären eine Welle 4 ist durch Radiallager 5 und 6 gehalten,
Achse vorgesehen sind, 15 welche sowohl die radialen als auch die axialen Bela
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: stungen aufnehmen. Eine Laufbuchse 7 ist über der WeI-
e) auf dem oberen Ende (24) der stationären Ie 4 angebracht und fest in dem Drehkopfzylinder 1
Achse (21) ist eine flanschartige, mit Spiralril- gehaltert Buchsen 9 bis 11 sind über der Drehwelle 4 in
len (39) versehene Lagerbuchse (23) angeord- der Weise angebracht, daß sie gegen die Radiallager 5
net; 20 und 6 drücken, um so deren Axialverschiebung zu besei-
f) die flanschartige Lagerbuchse (23) ist durch tigen. Die Lager 5 und 6 sind in einem Gehäuse 12
eine von der Antriebseinrichtung (25, 26, 27, untergebracht
28) drehbare Buchse (14) umgeben, die fest mit Bei der Halterung des vorstehend beschriebenen Zy-
dem Zylinder (13) verbunden ist; linders ergeben sich jedoch die folgenden Schwierigkei-
in dem Raum (37,38) zwischen der Hülse (14), 25 ten:
der stationären Achse (21) und der Lagerbuch- (1) Die Menge eines Schmiermittels (-fettes), das in
se (23) befindet sich als Schmiermittel den Radialkugellagern 5 und 6 eingeschlossen ist und
Schmieröl; und das Verfahren zum Dichten des Schmiermittels haben
h) die dem Flansch der Lagerbuchse (23) züge- Drehmomentveränderungen zur Folge. Das heißt, eine
wandte Stirnfläche des Zylinders (13) ist durch 30 große Menge an Schmiermittel oder -fett hat große
eine Platte (15) lösbar verschlossen. Belastungsveränderungen zur Folge, während eine klei-
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ne Schmiermittelmenge zu einem schnellen Verschleiß
zeichnet, daß das die Axialbelastung aufnehmende führt. Darüber hinaus führen die Wellenbewegungen
Ende (24) die Form eines Drehzapfenlagers hat. der Oberflächen der Ringe der Lager auch zu Drehmo-
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 35 mentsveränderungen.
zeichnet, daß die flanschartige Lagerbuchse (23) Da die derzeitige Entwicklung der Drehkopfanord-
unvollkommen rund ist. nungen auf eine Miniaturisierung hinausläuft, wird die
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Trägheitswirkung des Drehzylinderkopfes 1 zwangsläuzeichnet,
daß das die Axiaibelastung aufnehmende fig kleine', so daß die Drehbewegungsveränderungen
Ende (24, 40) die Form eines Rillengleitlagers (50, 40 infolge der Drehmomentsveränderungen der Lager zu
51) hat. ernsten Schwierigkeiten führen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- (2) Schwingungen werden hauptsächlich durch die
zeichnet, daß die Druckabdichteinrichtung (16) zwi- schlechte Oberflächenbeschaffenheit und die Ungenauschen
der Platte (15) und der drehbaren Buchse (14) igkeit der einzelnen Teile, wie beispielsweise der Kugeln
angeordnet ist. 45 und der Außen- und Innenringe und aufgrund des Spiels
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 4 oder zwischen den Teilen hervorgerufen. Ferner hängen die
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der seitlichen Schwingungen mit den Drehzahlveränderun-Platte
(15), die dem Ende (24) der Achse (21) gegen- gen infolge der Verschiebung der Drehmitle zusammen,
überliegt, mit hydraulischen Rillen (39) versehen ist. Auf diese Weise beeinflussen dann die Drehzahlände-
7. Einrichtung nach einem der vorangegangenen 50 rungen und die Schwingungen nachteilig die Güte der
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotor wiedergegebenen Bilder.
(27) an der drehbaren Buchse (14) angebracht ist, Die vorstehend unter (1) und (2) angeführten Schwie-
und daß ein Stator (28) vorgesehen ist, der den rigkeiten ergeben sich zwangsläufig aufgrund der VerRotor
(27) umgibt, wobei der Zylinder (13) unmit- wendung der Kugeliager. Bei der Ausführung von Drehtelbar
über die Buchse (14) antreibbar ist. 55 kopfanordnungen sind verschiedene Anstrengungen
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- unternommen worden, um diese Schwierigkeiten zu
zeichnet, daß die stationäre Achse (21) mit Rillen überwinden. Um das Schwingen des Zylinders auf ein
(29,55) versehen ist, welche das Schmiermittel ent- Minimum herabzusetzen, sind beispielsweise die Lager
lang der stationären Achse (21) zu dem die Druck- und Gehäuse mit einem sehr hohen Genauigkeitsgrad
belastung aufnehmenden Ende hin drücken, wenn 60 maschinell hergestellt worden, und die Drehwellen sind
die Buchse (14) gedreht wird. entsprechend bemessen worden, um ein hohes Träg-
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- heitsmoment zu erzeugen. Infolge des derzeitigen
zeichnet, daß entweder die drehbare Buchse (14) Trends im Hinblick auf eine Verkleinerung der bei VTR-
oder die Oberfläche der stationären Achse (21) mit Geräten verwendeten Mechanismen wird die Schwung-Rillen
(39, 55) versehen ist, so daß das Schmiermit- 65 radwirkung des Zylinders mehr und mehr kleiner, und
tel zu dem oberen Ende (24) der Achse (21) hin die Schwingungen der Lager selbst führen mehr und
gedrückt wird, wenn die Buchse (14) gedreht wird. mehr zu ernsten Schwierigkeiten.
Außer dem vorbeschriebenen System zum Halten des
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