DE3303705C2

DE3303705C2 -

Info

Publication number: DE3303705C2
Application number: DE3303705A
Authority: DE
Inventors: Etienne Arthur Marie Wemmel Be Schatteman
Original assignee: Staar Sa Bruessel/bruxelles Be
Current assignee: Staar Sa Bruessel/bruxelles Be
Priority date: 1982-02-09
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1989-03-09
Also published as: US4570194A; GB8303316D0; BE892073A; GB2115228B; CA1209696A; GB2115228A; AT379701B; IT8319489A1; JPS58146071A; IT1161571B; CH651696A5; IT8319489A0; DE3303705A1; ATA44683A; FR2521332B1; FR2521332A1; JPH0118511B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattendrehantrieb mit einer auf die Platte absenkbaren Klemmvorrichtung, die ein magnetisches Klemmelement zum Halten der Klemmvorrichtung in einer von der Spindel entfernten Ruhestellung und zur drehfesten Verbindung der Platte mit der Drehspindel des Antriebes aufweist.

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 für hohe Signaldichte die Möglichkeit der Speicherung von Hör- oder Videoinformationen auf Platten ermöglicht. Ein optisches Plattensystem, bei dem ein Laserstrahl die Information von der Scheibe abliest, ist ein bevorzugtes Verfahren, da es hier 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, um 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 Klemmvorrichtung beim Einführen 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.

Es ist ein Plattendrehantrieb der eingangs näher erläuterten Art bekannt (DE-OS 29 09 099), bei der die Klemmvorrichtung eine Klemmplatte aus ferromagnetischem Material aufweist, die im Plattengehäuse axial beweglich gelagert ist und mit zwei Dauermagneten zusammenwirkt, von denen sich der eine im Deckel des Plattengehäuses und von denen sich der andere im Drehteller der Drehspindel des Antriebes befindet, auf dem die Platte festgeklemmt werden soll. Bei geöffnetem Gehäusedeckel, wenn die Platte in den Aufnahmeschlitz des Plattengehäuses eingeschoben wird, steht die Klemmplatte unter der Wirkung des im Gehäusedeckel angordneten Magneten, welcher die Klemmplatte anzieht und diese in ihrer von der Spindel entfernten Ruhestellung hält, in der sie sich in einer Ausnehmung des Gehäusedeckels befindet. Wenn dann nach dem Einlegen der Platte der Gehäusedeckel geschlossen wird und hierbei auch die Klemmplatte in größere Nähe des Plattendrehtellers gelangt, kommt die Klemmplatte in den Wirkungsbereich des zweiten Magneten, der im Plattendrehteller angeordnet ist und die Klemmplatte stärker anzieht als der erste im Deckel des Gehäuses angeordnete Magnet. Die Klemmplatte wird hierdurch fest auf die abzuspielende Platte gedrückt und klemmt diese auf dem Plattendrehteller fest.

Bei diesem bekannten Drehantrieb werden zwei Magnete benötigt, und die Magnetwirkung des im Plattendrehteller angeordneten Magneten muß um einen ganz bestimmten Betrag größer sein als die Magnetwirkung des Magneten im Deckel des Plattengehäuses. Durch die Anordnung von zwei Magneten ist die Konstruktion recht aufwendig und es ist schwierig, die Magnetwirkung beider Magnete genau aufeinander abzustimmen, da die auf die Klemmplatte einwirkende Differenzkraft der Magnete auch von deren Einbaulage und dem jeweiligen Abstand von der Klemmplatte in deren Ruhelage einerseits und in deren Klemmlage andererseits abhängt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Plattendrehantrieb der eingangs näher erläuterten Art so auszubilden, daß das Klemmelement bei geöffnetem Deckel in diesem sicher festgehalten wird und nach dem Schließen des Gehäusedeckels die Platte mit genau definierter Klemmkraft auf dem Drehantrieb festhält.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß das magnetische Klemmelement an der Klemmvorrichtung befestigt und zusammen mit dieser zwischen einer Klemmstellung und einer im Abstand von der Spindel befindlichen Ruhestellung in Richtung der Spindelachse frei hin- und herbewegbar ist, wobei das magnetische Klemmelement in seiner Klemmstellung nur mit einem Teil aus ferromagnetischem Material magnetisch zusammenwirkt, das an der Spindel vorgesehen ist und in seiner Ruhestellung nur mit einem Teil aus ferromagnetischem Material magnetisch zusammenwirkt, das außerhalb des Bewegungsraumes für das Klemmelement und außerhalb des das Klemmelement und die Spindel miteinander verkettenden Kraftlinienflusses angeordnet ist.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß nur ein einziges magnetisches Klemmelement erforderlich ist, das mit zwei ferromagnetischen Teilen zusammenwirkt, von denen das eine sich im Gehäusedeckel befindet und von denen das andere der Drehteller des Plattendrehantriebes selbst ist. Das Klemmelement wird hierdurch mit der gleichen magnetischen Klemmkraft gegen den Plattenteller gezogen, mit der es auch in der Offenstellung des Gehäuses in dessen Deckel festgehalten wird, wo sich das andere ferromagnetische Element befindet. Dieses verliert jedoch beim Schließen des Deckels seine Wirkung, sobald es von der das magnetische Klemmelement in dessen Klemmstellung umgebenden Kappe abgedeckt wird. Die Kraftlinien des Magneten laufen dann ausschließlich durch die Platte und den ferromagnetischen Plattenteller, auf dem die Platte liegt, so daß die volle Magnetwirkung ausgenutzt wird und keine Streufelder entstehen.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 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 Fig. 1 entsprechende Darstellung, welche die magnetische Klemmvorrichtung in ihrer Klemmstellung beim Abspielen der Platte zeigt,

Fig. 3 das bei der magnetischen Klemmvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 verwendete Klemmelement in Form eines Permanentmagneten, in einer perspektivischen Darstellung, die auch die Magnetflußlinien zeigt,

Fig. 4 das in Fig. 3 dargestellte Klemmelement im Querschnitt,

Fig. 5 das in Fig. 3 dargestellte Klemmelement im Querschnitt, wobei Fig. 5 die Magnetflußverteilung zeigt, wenn auf der Oberseite des magnetischen Klemmelementes eine Beilagscheibe zum Verkürzen des Magnetflusses angeordnet ist und

Fig. 6 das magnetische Klemmelement und seine magnetischen Kraftlinien, wenn der Magnet von einem Schwebering in der Schwebe gehalten wird.

In Fig. 1 ist mit 22 eine magnetische Klemmvorrichtung bezeichnet, die einen ringförmigen Permanentmagneten 76 aufweist, auf dessen Oberseite eine Scheibe 77 zum Verkürzen seines Magnetflusses angeordnet und die zusammen mit dieser in einer Kappe 80 untergebracht ist. Der Magnetfluß F des Magneten 76 wirkt mit einem ferromagnetischen Ring 78 zusammen, der konzentrisch zum Klemmelement 76 angeordnet und am oberen Teil 32 eines Plattenspieler-Gehäuses 30 befestigt ist. Vorzugsweise ist der ferromagnetische Ring 78 so montiert, daß er mit der Unterseite des oberen Teiles 32 des Gehäuses 30 fluchtet. Der Ring 78 besteht aus einem magnetisch durchlässigen, ferromagnetischen Material, wie beispielsweise Weicheisen, so daß der magnetische Fluß F des magnetischen Klemmelementes 76 mit dem magnetischen Fluß des Ringes 78 aus ferromagnetischem Material verkettet wird. Außerdem sind die Abmessungen des Ringes 78 und des Klemmelementes 76, wie in Fig. 1 gezeigt, so gewählt, daß das Klemmelement entgegen der Wirkung seines Eigengewichtes in der Schwebe gehalten und die Kappe 80 gegen einen Anschlag 82 im oberen Gehäuseteil 32 gedrückt wird, wenn sich das Gehäuse 30 gegenüber der Spindel 25 eines Plattentellers in seiner angehobenen Stellung befindet.

Wenn eine auf dem Plattenteller zu befestigende Platte 20 voll in das Gehäuse 30 eingeschoben ist, wird das Gehäuse 30 in Richtung auf die Spindel 25 abgesenkt. Eine auf dem Plattenteller 35 angeordnete Zentriernabe 34 greift dann in das Loch 33 der Platte 20 ein (Fig. 2). Um die Platte 20 an der Spindel 25 festzuklemmen, besteht der Plattenteller 35 aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise aus Weicheisen, das in den Magnetfluß F des magnetischen Klemmelementes 76 gerät, sobald das Gehäuse 30 auf die Spindel 25 abgesenkt wird. Das Klemmelement 76 wird hierbei gegen den Plattenteller 35 gezogen, und die Platte 20 wird auf dem Plattenteller 35 sicher festgeklemmt.

Die räumliche Verteilung des Magnetflusses F des Klemmelementes 76 ist in den Fig. 3 bis 6 näher dargestellt. Im freien Raum hat das magnetische Klemmelement 76 eine Magnetflußlinienverteilung, wie sie in Fig. 3 für einen Ringmagneten dargestellt ist, der eine Vielzahl von über seinen Umfang verteilten, magnetischen Nordpolen N und Südpolen S aufweist. Das Klemmelement 76 hat vorzugsweise eine Dicke t von 4 bis 5 mm, einen Innendurchmesser D _i von 15 mm und einen Außendurchmesser D _o von 28 mm. Ein Querschnitt des magnetischen Klemmelementes 76 ist in Fig. 4 dargestellt, wo die meisten Magnetflußlinien F die einander gegenüberliegenden magnetischen Nordpole und Südpole auf der Oberseite und auf der Unterseite des Klemmelementes brückenartig miteinander verketten.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird durch das Hinzufügen einer die Magnetflußlinien verkürzenden Beilagscheibe 77 auf der Oberseite des Klemmelementes 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 Südpolen auf der Unterseite des Magneten ausgesandt.

Es ist bekannt, daß in jedem magnetischen 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 g ∫ m dm vermehrt um das magnetische Energiepotential ½ ∫ B · H dv, wobei g die Schwerebeschleunigung, dm das Massendifferential, h die Höhe, B die magnetische Flußdichte, H die magnetische Feldstärke und dy das Volumendifferential ist. In der Praxis können diese Gleichungen vereinfacht werden unter der Annahme, daß die bedeutsamste Änderung in der Gesamtenergie auf die magnetische Feldenergie

(wobei µ₀ die magnetische Durchlässigkeit des freien Raumes bedeutet) in den Luftzwischenräumen des Magnetkreises zurückzuführen ist. Im allgemeinen bewegen sich die einzelnen Teile des Magnetsystems in diejenige geometrische Lage, in der ein Minimum an magnetischem Fluß herrscht, der in den Luftzwischenräumen zwischen dem magnetischen Klemmelement 76 und dem ferromagnetischen Ring 78 oder, bei der Stellung in Fig. 2, dem Plattenteller 35 vorhanden ist.

Man erkennt aus Fig. 6, daß das magnetische Klemmelement 76 mit seiner den Magnetfluß verkürzenden Beilagscheibe 77 gegenüber dem ferromagnetischen Ring 78 eine Schwebestellung einnimmt, da dann das Volumenintegral des Quadrates der magnetischen Flußdichte, die in dem Luftzwischenraum zwischen dem Klemmelement 76 und dem ferromagnetischen Ring 78 vorhanden ist, ein Minimum wird.

Weil der Magnetfluß umschaltet, setzt der Plattenteller 35 aus ferromagnetischem Material dem von dem ferromagnetischen Ring 78 erzeugten Schwebezustand des Klemmelementes 76 keinen Widerstand entgegen, wenn sich das Plattenantriebsgehäuse in seiner Platteneinführ- oder -auswerfstellung befindet. Umgekehrt beeinflußt der ferromagnetische Ring 78 nicht die magnetische Verkettung zwischen dem magnetischen Klemmelement 76 und dem Plattenteller 35, wenn sich die Platte in der Abspielstellung und das Klemmelement 76 in seiner Klemmstellung befindet.

Um die Klemmstellung und die Ruhe- oder Schwebestellung des Klemmelementes 76 ohne Rücksicht auf dessen Drehbewegung genau zu definieren, sind besondere Mittel vorgesehen. Insbesondere hat der obere Teil 32 des Gehäuses 30 einen mit ihm einstückig verbundenen Rückhalteteil 81, der die Klemmvorrichtung 22 umgibt. Der Rückhalteteil 81 hat einen Anschlag 82 am oberen Ende, an dem der Umfangsrand 83 der Kappe 80 anliegt, welche das Klemmelement 76 und die Beilagscheibe 77 zum Verkürzen des Magnetflusses enthält.

Claims

1. Plattendrehantrieb mit einer auf die Platte absenkbaren Klemmvorrichtung, die ein magnetisches Klemmelement zum Halten der Klemmvorrichtung in einer von der Spindel entfernten Ruhestellung und zur drehfesten Verbindung der Platte mit der Drehspindel des Antriebes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Klemmelement (76) an der Klemmvorrichtung (22) befestigt und zusammen mit dieser zwischen einer Klemmstellung und einer im Abstand von der Spindel (25) befindlichen Ruhestellung in Richtung der Spindelachse frei hin- und herbewegbar ist, wobei das magnetische Klemmelement (76) in seiner Klemmstellung nur mit einem Teil (35) aus ferromagnetischem Material magnetisch zusammenwirkt, das an der Spindel (25) vorgesehen ist und in seiner Ruhestellung nur mit einem Teil (78) aus ferromagnetischem Material magnetisch zusammenwirkt, das außerhalb des Bewegungsraumes für das Klemmelement (76) und außerhalb des das Klemmelement (76) und die Spindel (25) miteinander verkettenden Kraftlinienflusses angeordnet ist.

2. Plattendrehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (25) und das Klemmelement (76) axial miteinander fluchten und daß das Teil (78) von einem Ring aus ferromagnetischem Material gebildet wird, der das Klemmelement (76) konzentrisch umgibt und mit dem ferromagnetischen Material im Klemmelement (76) durch Magnetfluß verkettet wird, wenn sich die Klemmvorrichtung (22) in ihrer von der Spindel (25) entfernten Ruhestellung befindet.

3. Plattendrehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (76) als Permanentmagnet ausgebildet ist.

4. Plattendrehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (22) und der ferromagnetische Teil (78), welcher das magnetische Klemmelement (76) in seiner Ruhestellung hält, in einem Gehäuse (30) auf der der Spindel (25) gegenüberliegenden Seite einer eingeschobenen Platte (20) angeordnet sind und daß das Gehäuse (30) einen Platteneinführ- und -halteschlitz aufweist, welcher die Platte (20) in einem Bereich zwischen den beiden Stellungen des Klemmelementes (76) aufnimmt.

5. Plattendrehantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Klemmelement (76) in einer Kappe (80) angeordnet ist, deren unterer Rand mit dem Klemmelement (76) fluchtet und die den im oberen Teil (32) des Gehäuses (30) angeordneten ferromagnetischen Ring (78) abdeckt, wenn sich das Klemmelement (76) in seiner mit der Spindel (25) zusammenwirkenden Klemmstellung befindet.