DE3303705A1

DE3303705A1 - Plattendrehantrieb mit selbsttaetiger klemmvorrichtung

Info

Publication number: DE3303705A1
Application number: DE19833303705
Authority: DE
Inventors: Etienne Arthur Marie 1810 Wemmel Schatteman
Original assignee: Staar SA
Current assignee: Staar SA
Priority date: 1982-02-09
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1983-08-18
Also published as: DE3303705C2; CH651696A5; BE892073A; JPS58146071A; FR2521332B1; IT1161571B; FR2521332A1; GB2115228A; US4570194A; GB8303316D0; JPH0118511B2; IT8319489A1; GB2115228B; AT379701B; IT8319489A0; CA1209696A; ATA44683A

Description

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PATENTANWÄLTE "· :.-.:„

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KAISER-WILHELM-RING 24

5000 KÖLN 1

Rog,-Nr.

^Aktenz- ["Ja "453"". ΓΙ KÖLN, den 31 ·1.1983

bill« eingeben

Anm.: STAAR SOCIETE ANONYME Rue des Ateliers, 19-21, B-1080 Brüssel (Belgien)

Titel: Plattendrehantrieb mit selbsttätiger Klemmvorrichtung

Die Erfindung betrifft einen Plattendrehantrieb mit selbst» tätiger Klemmvorrichtung für Geräte zur Aufnahme und Wiedergabe von auf Platten gespeicherten Informationen« Mehr la einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine automatische Vorrichtung zum Festklemmen einer Platte an der Antriebsachse oder Antriebespindel in einem Plattenantrieb·

Plattenantriebe für magnetische Platten sind auf dem Gebiet der Datenspeicherung für Elektronenrechner bekannt. Ein anderes Beispiel für die Speicherung von Signalen im Plattenformat ist die übliche Schallplatte· Neuerdings haben zahlreiche Technologien ifür hohe Signaldichte die Möglichkeit der Speicherung von Hur- oder Videoinformationen auf Platten ermöglicht. Ein optisches Plattensystem, bei dem ein Laserstrahl die Information von der Scheibe abliest, 1st ein bevorzugtes Verfahren, da es hler weder Abrieb noch Risse auf der Plattenoberfläche gibt.

Derzeit werden automatische Plattenspieler entwickelt, die einen Schlitz aufweisen, in den die Platte so eingeführt wird, daß sie von einer automatischen Positioniervorrichtung erfaßt werden kann. Die Positioniervorrichtung ist

erforderlich, im die Platte mit einer Antriebsachse oder -spindel zum Drehen der Platte zu verbinden. Ferner sind Vorrichtungen erforderlich, um die Platte an der Antriebsspindel festzuklemmen, wenn die Zentriernabe des Plattenantriebes in das Mittelloch der Platte eingreift· Das Festklemmen der Platte an der Antriebsspindel stellt ein besonders schwieriges Problem dar, da die trennvorrichtung beim Einfuhren der Platte in den Plattenspieler diese nicht berühren darf. Außerdem wird die Platte gewöhnlich mit einer hohen Geschwindigkeit in der Größenordnung von 200-1800 Umdrehungen pro Minute gedreht, und es ist besonders wichtig, daß die Klemmvorrichtung die Platte bei ihrer Drehbewegung an der Antriebsachse zuverlässig festhält.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klemmvorrichtung zur efcrehfesten Verbindung von plattenförmigen Signalträgern mit ihrem Drehantrieb zu schaffen, die keinerlei bewegte Teile oder elektronische Steuervorrichtungen benötigt und beim Einführen und Auswerfen der Platte aus dem Plattenspieler die Platte nicht berührt, die zuverlässig arbeitet und kaum Wartung benötigt·

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß eine magnetische Klemmvorrichtung für die Platte vorgesehen ist, die sich durch Haftwirkung in eine Ruhestellung bewegt und in dieser festgehalten wird, wenn das Plattenspielergehäuse und die Plattenspieler__achse sich in der für die Einführung der Platte geeigneten Lage befinden und die in eine Klemmstellung überführt wird, sobald der Spieler, d.h. der Drehantrieb und das Gehäuse ihre zum Abspielen bzw. Aufnehmen der Platte geeignete Lage einnehmen· Hierbei wechselt die magnetische Klemmvorrichtung ihre Stellung, sobald die Zentriernabe der Antriebsspindel in die Mittelöffnung der Platte eingreift.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen eine bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert ist« Es zeigt:

Flg. 1 einen Teil des Drehantriebes und des Plattenspielergehäuses mit der magnetischen Klemmvorrichtung nach der Erfindung in ihrer Ruhe- oder Schwebestellung beim Einführen der Platte in einer Seitenansicht und teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine der Flg. 1 entsprechende Darstellung, welche die magnetische Klemmvorrichtung nach der Erfindung in ihrer Klemmstellung beim Abspielen der Platte zeigt,

Fig· 3 den bei der magnetischen Klemmvorrichtung nach den Fig· 1 und 2 verwendeten Permanentmagneten, in einer perspektivischen Darstellung, der auoh die Magnetflußlinien zeigt.

Flg. 4 den in FIg* 3 dargestellten Magneten im Querschnitt,

Fig. 5 den in Fig. 3 dargestellten Magneten im Querschnitt, wobei Fig· 5 die Magnetflußverteilung zeigt, wenn auf der Oberseite des Magneten eine Beilagscheibe zum Verkürzen des Magnetflusses angeordnet ist und

Fig. 6 den Magneten und seine magnetischen Kraftlinien, wenn der Magnet von einem Schwebering in der Schwebe gehalten wird.

Einzelheiten und andere Ausführungsformen der Konstruktionsteile von Plattenspielern mit einem Gehäuse, welches die Platte hebt und absenkt, um sie mit der Antriebsspindel in Eingriff zu bringen, sind aus den belgischen Patentschriften 891 045, 891 649 und 893 023 bekannt und werden deshalb hier nicht näher dargestellt und beschrieben·

In Fig· 1 der hier beigefügten Zeichnungen ist ein Querschnitt einer magnetischen Klemmvorrichtung 22 in einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung im einzelnen dargestellt. Hierbei schwebt die magnetisch· Klemmvorrichtung 22 in einer Ruhelage, wenn eich das Gehäuse 30 gegenüber der Drehachse 25 in einer angehobenen Stellung befindet. Die magnetische Klemmvorrichtung 22 hat einen ringförmigen Permanentmagneten 76, auf dessen Oberseite eine Scheibe 77 zum Verkürzen seines Magnetflusses angeordnet ist« Der Magnetfluß F des Magneten 76 wirkt mit einem Schwebering 78 zusammen, der konzentrisch zum Magneten 76 angeordnet und am oberen Teil 32 des Gehäuses 30 befestigt ist· Vorzugsweise 1st der Schwebering 78 so montiert, daß er mit der Unterseite des oberen Teiles 32 des Gehäuses 30 fluchtet. Der Schwebering 78 besteht aus einem magnetisch durchlässigen, ferreaagnetischen Material, wie beispielsweise Weicheisen, so daß der magnetische Fluß F des Permanentmagneten 76 mit dem magnetischen Fluß des Schweberinges 78 verkettet wird. Außerdem sind die Abmessungen des Schweberinges 78 und des Magneten 76,wie in Fig. 1 gezeigt, so gewählt, daß der Magnet entgegen der Kraft seines Eigengewichtes in der Schwebe gehalten wird, wenn sich das Gehäuse 30 ge-

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genüber der Spindel 25 in seiner angehobenen Stellung befindet·

Wenn die Platte 20 voll in das Gehäuse 30 eingeschoben ist, wird das Gehäuse 30 gegenüber der Spindel 25 abgesenkt· Die Zentriernabe 34 greift dann in das Loch 33 der Platte 20 ein (Fig. 2)· Um die Platte 20 an der Antriebsachse 25 festzuklemmen, besteht der Plattenantriebsteller 35 aus einem magnetisch durchlässigen Material, wie beispielsweise aus Weichvisen, das mit dem vom Magnet 76 kommenden Magnetfluß F zusammenwirkt· Sobald das Gehäuse 30 gegenüber der Achse 25 abgesenkt wird, verkettet sich der Magnetfluß F mit dem Plattenanttiebsteller 35 so, daß der Magnet 76 gegen den Plattenantriebsteller 35 gezogen wird, anstelle von dem Schwebering 73 in der Schwebe gehalten zu werden, so daß sich der Magnet 76 auf den Plattenantriebsteller 35 zu bewegt und die Platte 20 auf dem Plattenantriebsteller 35 sicher festklemmt«

Die räumliche Verteilung des magnetischen Flusses F für den Magneten 76 ist in den Fig· 3 bis 6 näher dargestellt« Der im freien Raum isoliert angeordnete: Magnet 76 hat ursprünglich eine Magnetflußlinienverteilung, wie sie in Fig« 3 für einen ringförmigen Magneten dargestellt ist, der eine Vielzahl von über seinen Itafang verteilten, magnetischen Nordpolen N und Südpolen S aufweist· Der Magnet 76 hat vorzugsweise eine Sicke t von 4 bis 5 an, einen Innendurchmesser D* von 15 mm und einen Außendurchmesser D_Q von 28 mm« Sin Querschnitt des Magneten 76 ist in Fig« 4 dargestellt, welche die Tatsache erläutert, daß die Mehrzahl der Magnetflußlinien F die einander gegenüberliegenden magnetischen Nordpole und Südpole auf der Oberseite und auf der Unterseite des Magneten brückenartig miteinander verketten.

Wie aus Flg. 5 hervorgeht, wird durch das Hinzufügen el» ner die Magnetflußlinien verkürzenden Beilagscheibe 77 auf der Oberseite des Magneten 76 der von dem Magneten 76 nach oben ausgesandte Magnetfluß eingedämmt· Hierdurch wird der den freien Raum durchdringende Magnetfluß F vornehmlich von den Nord- und Stidpolea auf der Unterseite des Magneten ausgesandt·

Ss ist bekannt, daß in jedem magnetischen Kreis oder System, das Permanentmagnete, magnetisch durchlässiges Material und Luftzwischenräume enthält, das System die Neigung hat, eine Stellung einzunehmen, in der das gesamte Energiepotential ein Minimum ist· Dieses Energiepotential ist z.B. die Summe aus dem Gravitationspotential gfh dm vermehrt um das magnetische Energiepotential 1/2 j 5 * H dv, wobei £ die Schwerebeschleunigung, dm. das Massendifferential, h die Höhe, 5 die magnetische Flußdichte, H die magnetische Feldstärke und dv das Volumendifferential ist· In der Praxis können diese Gleichungen vereinfacht wenden unter der Annahme, daß die bedeutsamste Änderung in der Gesamtenergie auf die magnetische Feldenergie < ί / S/ dv (wobei u. _Q die magnetische Durchlässigkeit des freien Raumes bedeutet) in den LuXtzwlschenräumen des Magnetkreises zurückzuführen ist. Im allgemeinen bewegen sich die einzelnen Teile des Magnetkreises in diejenige geometrische Lage, in der ein Minimum an magnetischem Fluß herrscht, der in den Luftzwischenräumen zwischen dem Magneten 76 und dem Schwebering 78 oder, bei der Stellung In Fig. 2, dem Plattenantriebsteller 35 vorhanden ist.

Man kann Intuitiv aus Fig. 6 erkennen, daß der Magnet

76 mit seiner den Magnetfluß verkürzenden Beilagscheibe

77 gegenüber dem Schwebering 76 eine Schwebestellung einnimmt, da dann das Volumentntegral des Quadrates der magnetischen Flußdichte, die in dem Luftzwischen-

raum zwischen dem Hagnet 75 und dem Schwebering 73 vorhanden ist, ein Minimum wird«

Weil der Magnetfluß umschaltet, setzt der Plattenantriebsteller 35 dem von dem Schwebering 73 erzeugten Schwebezustand des Magneten 76 keinen Widerstand entgegen» wenn eich das Plattenantriebsgehäuse in seiner Platteneinführ- oder -auewerfstellung befindet. Umgekehrt beeinflußt der Schwebering 78 nicht die magnetische Verkettung zwischen dem Magneten 76 und dem Plattenantriebsteller 35, wenn sich der Plattenantrieb In der Abspielstellung und der Magnet 76 in seiner Klemmstellung befindet.

Um die Klemmstellung und die Ruhe- oder Schwebestellung des Magneten 76 ohne Rücksicht auf dessen Drehbewegung genau zu definieren, sind besondere Mittel vorgesehen. Insbesondere hat der obere Teil des Gehäuses 32 einen mit ihm einstückig verbundenen Rückhalteteil 31, der die magnetische Klemmvorrichtung 22 umgibt. Der Rückhalt erteil 81 hat einen oberen Flansch 82, der mit dem Ilafangsrand 33 einer Kappe 30 zusammenwirkt, welche den Magneten 76 und die Scheibe 77 zum Verkürzen des Magnetflusses aufnimmt und auf diese Weise die obere Grenzlage der in der Schwebe gehaltenen Klemmvorrichtung 22 genau definiert«

Obgleich die magnetische Klemmvorrichtung 22, die in den Fig. 1 bis 6 gezeigt ist, Ihrer Art nach einfach und wirtschaftlich ist, ist doch noch darauf hinzuweisen, daß sie viele Probleme löst, die auf den ersten Blick ziemlich komplizierte mechanische oder elektrische Steuerelemente zu erfordern scheinen. Die magnetische Klemmvorrichtung 22 bewegt sich von selbst gegenüber dem Gehäuse 30 zwischen ihrer Ruhelage und ihrer Klemmstellung, ohne ein mechanisches Mittel oder eine mechanische Verbindung zum Erzeugen

dieser Bewegung zwischen der magnetischen KLemmvorrichtung 22 und dem Gehäuse 30· Die Bewegung tritt im richtigen Zeitpunkt beim Einführen oder Herausziehen der Zentriernabe 34 aus de» Mittelloch 33 der Platte 20 τοη seilst ein· Insbesondere der Schwebezustand der magnetischen Klemmvorrichtung 22 würde mit mechanischen oder elektrischen Mitteln außerordentlich schwierig zu erreichen sein« Darüber hinaus ist die erfindungsgea&fie Klemmvorrichtung höchst zuverlässig und gewährleistet einen fehlerfreien Betrieb·

Claims

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Patentansprüche ϊ

( 1 ·/ Plattendrehantrieb mit einer Klemmvorrichtung zur drehfesten Verbindung einer Platte mit der Drehspindel des Antriebes, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (22) ein magnetisches Klemmelement (76) aufweist, das zwischen einer an der Spindel (25) befindlichen ersten oder Klemmstellung und einer im Abstand von der Spindel (25) befindlichen zweiten oder Ruhestellung in Richtung der Spindelachse freibeweglich bewegbar 1st und daß an der Spindel (25) ein Teil (35) aus ferromagnetischem Material angeordnet ist, das mit den Klemmeleaent (76) in dessen erster Stellung zusam-· menwirkt und daß außerhalb des Bewegungsraumes für das Klemmelement (76) ein Teil (78) aus ferr©magnetischem Material angeordnet ist, welches mit dem Klemmelement (76) in dessen zweiter Stellung zusammenwirkt·
2. Antrieb, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben einem Ende der Spindel (25) ein magnetisches Klemmelement (76) angeordnet ist, wobei das Klemmelement (76) und die Spindel (25) in Axialrichtung der Spindel relativ zueinander zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar sind und das Klemmelement (76) in der ersten Stellung die Platte (20) erfaßt und an der Spindel (25) festklemmt und sich in der zweiten Stellung axial is Abstand von der Spindel (25) befindet, um einen Spielraum zu schaffen, in dem die Platte (20) zwischem dem Klemmelement (76) und der Spindel (25) quer zur Spindelachse frei bewegbar ist und daß das Klemmelement (76) ferromagnetisches Material aufweist und daß eine Quelle vorgesehen ist, welche ei-

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nen Magnetfluß erzeugt, der das ferromagnetische Material im Klemmelement (76) und in der Spindel (25) miteinander verkettet und eine magnetische Klemmkraft erzeugt, welche das Klemmelement (76) axial gegen die Spindel (25) drückt, wenn sich diese Teile in ihrer ersten Stellung befinden und daß neben dem Klemmelement (76) ein Teil (78) angeordnet ist, welches ferromagnetisches Material in dem von der Quelle kommenden Kraftlinienweg aufweist, wodurch das ferromagnetische Material im Klemmelement (76) und in dem Teil (78) miteinander verkettet werden und eine magnetische Schwebekraft erzeugen, die so wirkt, daß sie das Klemmelement (76) in Axialrichtung von der Spindel (25) fortdrückt, um das genannte Spiel zu erzeugen, wenn sich das Klemmelement (76) und die Spindel (25) in der genannten zweiten Stellung befinden·
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das neben dem Klemmelement (76) angeordnete Teil (78) sich vom Klemmelement (76) in einem solchen Abstand befindet, daß sich die Spindel (25)» die Platte (20) und das Klemmelement (76) ohne gegenseitige Behinderung frei drehen können, wenn sie sich in ihrer ersten Klemmstellung befinden und daß das Teil (78) außerhalb des das Klemmelement (76) und die Spindel (25) miteinander verkettenden Kraftlimienflusses liegt und auf das Klemmelement (76) eine eine magnetische Schwebekraft ausübt·
4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (25) und das Klemmelement (76) axial miteinander fluchten und daß das Teil (78) von einem Ring aus ferromagnetische!! Material gebildet wird, der das Klemmelement (76) konzentrisch umgibt und mit dem ferromagnetiaphen Material im

Klemmelement (76) durch Magnetfluß verkettet wird, wenn das Klemmelement (76) und die Spindel (25) sich in ihrer zweiten Stellung befinden·
5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der auf das Klemmelement (76) zu dessen Axialverschiebung einwirkenden magnetischen Kraft eine umgekehrte Funktion des Axialabstandes zwischen Klemmelement und Spindel ist, so daß das Klemmelement (76) bestrebt 1st, sich aus seiner ersten Klemmstellung In seine zweite Klemmstellung zu bewegen, wenn sich die Spindel (25) und das Klemmelement (76) voneinander entfernen und daß das Klemmelement (76) bestrebt 1st, sich in seine erste Klemmstellung zu bewegen, wenn sich die Spindel (25) und das Klemmelement (76) aufelnanderzübewegen.
6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (76) als Permanentmagnet ausgebildet ist.
7· Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Klemmelement (76) in seiner zweiten Stellung und der Spindel (25) ein Zwischenraum zum Einschieben der Platte (20) verbleibt.
8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein ferromagnetische» Teil (78) zum axialen Bewegen des Klemmelementes (76) im Gehäuse (30) auf der der Spindel (25) gegenüberliegenden Seite der eingeschobenen Platte (20) angeordnet ist und daß das Gehäuse (30) eine Haltevorrichtung für die Platte (20) aufweist, welche die Platte (20) in einem Bereich zwischen den bei-

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den Stellungen des Klemmelementes hält, welcher der Platteneinflihrung dient.
9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (78) aus ferromagnetischem Material an demjenigen Teil (32) des Gehäuses (30) montiert ist, der das Klemmelement (76) in seiner Ruhelage umschließt und festhält.