DE3314079C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwellenlaufwerk für kassettierte Signalträger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine aus DE-OS 29 25 670 bekanntgewordene Anordnung gemäß der beschriebenen Gattung stellt einen kompakten Modul dar, der als umgossener Statorblock ausgebildet ist und bei hoher Maßhaltigkeit mit während des Betriebes vernachlässigbaren Verformungen verwendet werden kann. Er erfüllt damit gut die derzeit hohen Anforderungen an Gleichlauf und Bandlauf bei Geräten mit kassettierten Signalträgern, wie beispielsweise Tondbandgeräten, Videorekordern oder Datenbandgeräten.

Aus der DE-OS 31 15 322 ist eine Anordnung bekannt, bei der ein Statorblechpaket in einem verwindungssteifen Rahmen befestigt ist.

Ähnliche Anordnungen sind weiterhin aus DE-OS 30 29 224 und 30 31 946 bekannt.

Probleme treten bei der Herstellung solcher Module auf. Wird der Modul nämlich durch Umgießen eines Statorblechpaketes hergestellt, dann kann es bei der Abkühlung zu teilweise erheblichen Spannungen in der Anordnung kommen, durch die vor allem die Parallelität der Antriebsachsen infrage gestellt ist. Dadurch ist eine Kontrolle jedes Bauteils nach dem Guß erforderlich, und es müssen auch Korrekturen der Parallelität der Achsen vorgenommen werden.

Weiterhin ist die Maschinenzeit für die einzelnen Gießformen erhöht, weil die verschiedenen Lagerbuchsen und die Statorbleche von Hand eingelegt werden müssen. Dies führt zur Kostenerhöhung des fertigen Moduls.

Auch bei der Fertigung von Antriebsmodulen mit einem Kunststoffrahmen mit verklebten Statorblechen oder von in einem Rahmen einzeln befestigten Motoren ist ohne maschinelle Bearbeitung der Lagersitze oder Justierung nicht gewährleistet, daß Parallelität der Rotorachsen nach Abschluß der Herstellung besteht.

Die Verbesserung der Herstellung von Mehrwellenlaufwerken und die Erhöhung der Genauigkeit des Endproduktes auf wirtschaftlich vorteilhafte Weise hat sich die Erfindung deshalb zur Aufgabe gemacht.

Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß die Lager der Rotoren mit Kunststoff im Rahmenteil verklebt sind.

Dabei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß eine Verklebung der Lager im Rahmenteil mit relativ hoher Genauigkeit möglich ist.

Die Vorteile dieser Anordnung bestehen darin, daß insbesondere bei umgossenen Statoren der Rahmen ohne Einlegeteile gegossen werden kann. Das verkürzt die Maschinenzeit beträchtlich, weil der Montagevorgang für die Lager außerhalb des Gießvorganges stattfindet.

Die Montage vereinfacht sich zusätzlich: Hat sich nämlich ein solches Bauteil bei der Abkühlung verworfen, kann es grob gerichtet oder auch belassen werden, weil die erforderliche Genauigkeit der Konstruktionsparameter, vor allem die Achsenparallelität, erst durch die anschließende Verklebung in der Montagelehre hergestellt wird.

Durch die vorliegende Erfindung wird die Herstellung derartiger Mehrwellenlaufwerke vor allem auch dadurch vereinfacht, daß auf eine Kontrolle und Korrektur der exakten Positionierung und Parallelität der Antriebswellen verzichtet werden kann.

Durch die DE-OS 27 53 565 ist eine Antriebsvorrichtung, speziell für Fenster und Schiebedächer an Kraftfahrzeugen, bekanntgeworden, die mit mehreren Antriebswellen ausgestattet ist, weil sie bei vergleichsweise großer Drehmomententfaltung in einer Dimension sehr klein sein soll, damit man sie im Dach oder der Tür eines Fahrzeuges unterbringen kann. Bei einem derartigen Motor, bei welchem die beiden Motorantriebswellen über Stirnräder mit dem Stirnrad einer Abtriebswelle kuppeln, kommt es auf die Parallelität und eine hochgenaue Positionierung der Motorantriebswellen überhaupt nicht an, solange nur die Kraftübertragung zwischen den Zahnrädern gewährleistet ist. Die exakte Positionierung ohne nachträgliche Korrektur ist jedoch genau das Problem, vor welchem der Fachmann bei den gattungsgemäßen Antriebsmotoren steht.

Die vorgenannte Schrift kann daher dem Fachmann nicht den geringsten Hinweis darauf liefern, wie man durch entsprechende Ausgestaltung des Motors auf nächträgliche Nachjustierungen der Lager verzichten kann, zumal die Schrift keine Hinweise auf ein Einkleben der Motorwellenlager in den Grundrahmen gibt.

Die Maßhaltigkeit des fertigen Bauteils, beispielsweise die Parallelität der Bandtransportwellen (Capstanwellen), der Achsen der Wickelmotore, der Drehachsen für die Magnetkopfbühne und der Achsen für die Andruckrollen, ist gegenüber den herkömmlichen Justiermethoden erheblich verbessert, obwohl der Kunststoff in den Verbindungsstellen an sich eine geringere mechanische Festigkeit aufweist als der gegossene Metallrahmen.

Darüber hinaus können für die Transportwellen die besonders genauen Doppellager mit hohem Schmierstoffvolumen verwendet werden, weil durch die Herstellung der Anordnung, die jedenfalls im Bereich der Zimmertemperatur vorgenommen werden kann, die Schmierstoffe nicht aus dem Sintermetall austreten, so daß die Lager bei der Verklebung nicht beschädigt werden und die Verklebung ihre hohe Festigkeit beibehält.

Entsprechende Verbesserungen treten auch bei Anordnungen auf, die nicht durch Umgießen eines Stators entstanden sind, sondern aus einem Kunststoffrahmen mit einem damit verklebten Mehrfachstator oder aus einem Kunststoffrahmen mit mehreren Einzelstatoren bestehen. Auch hier kommt es auf die Genauigkeit des gegossenen Rahmenteils nicht an, sondern die Genauigkeit des Bauteils wird durch Fertigstellung in der Montagelehre gewonnen.

Zur Herstellung der Anordnung ist deshalb eine Kleblehre vorgesehen, die auf einer Grundplatte Auflager und Anschläge zur Aufnahme der zu verklebenden Bauteile sowie Präzisionsdorne zur Aufnahme der Achsbuchsen aufweist.

Die Bohrungen für die Lagerbuchsen im Rahmen müssen etwas größer als die Durchmesser der Lagerbuchsen sein.

Bei Anordnungen mit Kunststoffrahmen und eingeklebten Mehrwellenstatoren oder Einwellenstatoren können vorteilhaft auch die Bleche des Stators miteinander verklebt und es können die Abschirmbleche und die Permanentmagnete mit dem Stator verklebt sein.

Nachdem die Achsenparallelität in einfacher Weise mit hoher Genauigkeit durch die erfindungsgemäße Anordnung sichergestellt ist, kann die Lagerung der Wellen vereinfacht werden.

Dies ist dadurch möglich, daß bei einem Mehrwellenlaufwerk für kassettierte Signalträger, das in einem als einstückige Basisplatte ausgebildeten, die Antriebshilfsmittel und die mechanisch bewegten Teile eines Kassettengerätes tragenden Rahmen mindestens zwei, insbesondere in einem gemeinsamen Stator angeordnete Rotoren aufweist, die den Rotoren zugeordneten Motorelemente, wie die Radiallager für die Wickelmotore, die Spurlager für die Tonmotore, die Tachowicklungen für die Tonmotore, die Bürstenanordnungen für die Motore und die Steuersensoren für Kommutierungsanordnungen auf einer die Steckanschlüsse und die elektronischen Schalt- und Steuerelemente tragenden gedruckten Leiterplatte angeordnet sind, die mit dem Rahmen über Befestigungsmittel verbunden ist.

Die Auflagen für die Leiterplatte können am Rahmen angeformt sein.

Eine besonders einfache Weiterentwicklung dieser Anordnung, die als "Leiterlagerplatte" bezeichnet werden kann, ergibt sich, wenn ein rohrförmiger Abstandshalter vorgesehen ist, gegen den die Leiterplatte festgepreßt ist.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn durch Drehung in die Leiterlagerplatte einrastbare Lager vorgesehen sind, die eine Lagerbuchse, einen eine Anschlagfläche aufweisenden Lagerbund und am Lagerrohr in einem Abstand, der geringfügig kleiner ist als die Dicke der Leiterlagerplatte, mindestens drei radial verlaufende Zapfen aufweisen.

Solche Lager können nach der Montage oder der Fixierung der Lagerleiterplatte von außen in diese eingerastet werden, nachdem die Rotoren in den Rahmen eingesetzt sind.

Dabei ist die folgende Methode zweckmäßig: Zentrisch zur Mäanderwicklung für die Drehzahlregelung des Bandantriebsmotors wird zuerst ein radiales Justierhilfslager in die Leiterlagerplatte eingesetzt, die Leiterlagerplatte auf die Welle des Bandantriebsmotors zentriert und am Rahmen befestigt, sodann das Justierhilfslager gegen ein Axiallager ausgetauscht und die Radiallager der Wickelmotoren in die Leiterlagerplatte eingesetzt.

Damit ist eine Methode verwendet, die einmal erhebliche Justierarbeit erspart, die überraschenderweise aber auch noch hinreichende Maßhaltigkeit für die Lager, die Wellen und die Motorhilfseinrichtungen, wie beispielsweise Kollektoren, Mäanderwicklungen und Steuerorgane aufweist. Dies ist dadurch verursacht, daß die Leiterlagerplatte mit sehr guter Präzision auf die Bandantriebswelle zentriert ist, die ihrerseits ihre Genauigkeit durch das Einkleben der Lagerbuchsen in einer Montagelehre erhält und daß dabei gleichzeitig auch die erforderliche Präzision für die Zentrizität der Mäanderwicklung erreicht wird. Die statische Bestimmtheit der Bandantriebswelle wird durch Verwendung eines Axiallagers in der Leiterlagerplatte gewährleistet.

Ein besonderer Vorteil dieser Justierung ist es, daß sie auch später immer wieder vorgenommen werden kann.

Die Anforderungen an die Zentrizität der Wickelmotoren ist geringer. Sie wird durch die verwendeten einrastfähigen Lager ebenfalls erreicht. Weiterhin tritt statische Unbestimmtheit deshalb nicht auf, weil die der Leiterlagerplatte gegenüberliegenden Lager als Pendellager ausgebildet oder die Lagerspiele hinreichend groß, die Anforderungen an die Parallelität zu den anderen Wellen aber kleiner sind.

Die elektrischen Eigenschaften der Leiterlagerplatte können aber ebenso weiter ausgenutzt werden: Die Bürsten und ihre Isolation sind einfach zu montieren, wobei die Isolationsfähigkeit der Leiterlagerplatte voll zur Geltung kommt. Es können aber auch Steuertasten, Steuerschalter, Steuerlogiken, Endstufen der Steuerlogiken, das Netzteil, Beleuchtungen, die Steuermagnete, die Stecker (Edge-connectors), die Steuersensoren, beispielsweise als Hall-Generatoren ausgebildet, auf dieser Leiterlagerplatte montiert sein.

In Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Lager sind die Lagerzapfen angeschrägt und weisen vorteilhaft einen Flächenwinkel von tan.1/8 auf.

Die Verwendung einer Leiterlagerplatte ist nicht nur bei Anordnungen mit eingeklebten Lagern, sondern auch darüber hinaus von Bedeutung.

In der Zeichnung, in der weitere Einzelheiten der Erfindung dargestellt sind, zeigt

Fig. 1 eine Anordnung nach der Erfindung in Draufsicht,

Fig. 2 eine Anordnung nach Fig. 1 im Schnitt mit Kleblehre,

Fig. 3 eine Anordnung mit Rahmen und Einzelmotoren,

Fig. 4 und 5 eine Leiterlagerplatte,

Fig. 6 ein Rastlager,

Fig. 7 und 8 Rastlagerausbildungen.

In Fig. 1 ist ein Statorpaket 1 mit einem Rahmen 290 fest verbunden. Die Verbindung kann durch Umgießen oder Verkleben hergestellt sein.

Die Öffnungen 10, 11 können je nach Bedarf bis zu 2 Rotoren zum Antrieb von Magnetbändern aufnehmen, in Öffnungen 12, 13 sind die Rotoren der Wickelmotoren angeordnet, in Öffnungen 15, 16 sind Linearmagnete zur Betätigung der nicht gezeichneten Magnetkopfbühne und zur Öffnung einer Kassettenklappe angeordnet. Eine Anordnung nach Fig. 1 ist längs der Linie A-A geschnitten. Den Schnitt zeigt Fig. 2.

In der Anordnung nach Fig. 2 ist das Statorpaket 1 über die Auflager 100 mit dem Rahmen 290 verklebt. Im Rahmen 290, der auf Stützen 220 mit Führungsmitteln 221, die auch das Statorpaket fixieren, in drei Koordinaten festgelegt ist, sind die Lagerbuchsen 200 mittels eines Kunststoffklebers 201 eingesetzt. Als Verklebemasse haben sich anaerob aushärtende Adhäsivkleber mit einer Viskosität von etwa 12 000 cP bewährt. Die Klebstoffspalte sind etwa ½₀ mm bis ½ mm, vorzugsweise ¹/₁₀ mm groß.

Präzisionsdorne 502, die in einer Grundplatte 500 eingesetzt und mit wenigen Winkelsekunden Genauigkeit parallel justiert sind, halten die Lagerbuchsen 200, bis der Kunststoff 201 ausgehärtet ist. Scheiben 503 aus Polytetrafluorid oder ähnlichem, nicht verklebbaren Material, die mit Federn 504 gegen den Rahmen 290 gepreßt sind, verhindern das Auslaufen des Klebers 201. Magnete 102 sowie Abschirmungen 103 sind ebenfalls mit Kunststoffklebern eingesetzt und härten gleichzeitig aus.

Ein rohrförmiger Abstandshalter 40, in den Schrauben 402 als Befestigungsmittel eingesetzt sind, hält eine gedruckte Leiterplatte 410 fest, die Lager 412, eine Mäanderwicklung zur Drehzahlkontrolle 413 auf der statorseitigen Fläche, die Steuerelektronik oder andere Schaltungsteile der Anordnung sowie die Steckerleisten 411, 26, 27 zum Anschluß der Verkabelung 404 aufweist.

Die Leiterplatte kann jedoch noch weitere Aufgaben übernehmen.

Wie Fig. 3 anhand einer Anordnung mit mehreren in einem Rahmen 290 befestigten Einzelmotoren 210, 211 mit Lagerbuchsen, die mittels des Kunststoffklebers 201 befestigt sind, zeigt, können nicht nur Axiallager 3, sondern auch die Bürstenanordnungen 330 auf der Leiterplatte 410, die deshalb auch als "Leiterlagerplatte" bezeichnet werden kann, angeordnet werden.

Daß die Leiterlagerplatte auch dem mechanischen Teil des Motors zuzuordnende Aufgaben - Halterungen für Lager 2, 3, Halterungen für Bürsten 330 und dergleichen - übernehmen kann, ist überraschend, weil bisher, insbesondere bei mechanisch anspruchsvollen Antrieben, die Maßhaltigkeit einer solchen Lösung bezweifelt wurde.

In Fig. 4 und 5 ist eine Leiterlagerplatte 410 dargestellt, die Rastlager 3 in Bohrungen 30 zeigt. Die Bohrungen 30 sind mit Ausnehmungen 7 versehen, in die Zapfen von Rastlagern 2, 3 eingreifen und diese durch Verdrehung festlegen und sichern. Auf der Leiterlagerplatte 410 sind die gedruckten Leiterbahnen 23, die Bohrungen 24 zur Befestigung am Rahmen, die Mäanderwicklung 413 für den Tachogenerator der Bandantriebswelle und die Stecker 411, 26, 27 (Edge connectors) angeordnet.

Die Mäanderwicklung 413 und die Bohrung 300 müssen sehr genau konzentrisch angeordnet sein. Dies wird dadurch erreicht, daß entweder die Bohrung 300 in eine auf der Lagerleiterplatte gedruckte Mäanderwicklung genau zentrisch feingestanzt wird oder daß die Wicklung gemäß Fig. 2 als separates Teil auf die feingestanzte Bohrung 300 zentriert und festgelegt, beispielsweise verklebt, wird.

Die zugehörigen Rastlager zeigen Fig. 6a, 6b, 7 und 8.

Wie aus Fig. 6a und 6b hervorgeht, trägt eine Lagerbuchse 306 die drei Zapfen 307. Die Zapfen 307 greifen in Ausnehmungen 7 der Leiterlagerplatte 410, Fig. 5. Sie sind zweckmäßig mit Schrägen 308 versehen. Die Schrägen sollen einen Winkel von etwa tan.1/8 aufweisen.

Den Zapfen 307 steht ein Bund 311 im Abstand A gegenüber. Dieser Abstand A ist geringfügig kleiner als die Dicke der Leiterlagerplatte 410, so daß die Schrägen 308 auf die Leiterlagerplatte 410 aufgleiten, wenn das Rastlager in die Ausnehmungen 7 eingesetzt und in Richtung 313 verdreht wird, und das Rastlager dann in der Leiterlagerplatte festhalten. Der Bund 311 ist mit einem Sechskant 312 versehen.

Die Rastlager können nach dem Schnittbild Fig. 7 als Radiallager 2 zur radialen Führung der Welle, dargestellt im Montagezustand durch den Präzisionsdorn 502 oder als Axiallager 3 zur axialen Führung der Welle ausgebildet sein.

Der Außendurchmesser 306 der Buchse und die lichte Weite der in der Leiterlagerplatte 410 angeordneten Bohrungen 30, 300 bilden einen strengen Gleitsitz.

Claims (13)

1. Mehrwellenlaufwerk für kassettierte Signalträger, das in einem als einstückige Basisplatte ausgebildeten, die Antriebshilfsmittel und die mechanisch bewegten Teile eines Kassettengerätes tragenden Rahmen mindestens zwei, insbesondere in einem gemeinsamen Stator angeordnete Rotoren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (200) der Rotoren mit Kunststoff (201) im Rahmenteil (290) verklebt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche des Stators (1) miteinander verklebt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abschirmbleche (103) und Permanentmagnete (102) mit dem Stator (1) verklebt sind.

4. Mehrwellenlaufwerk für kassettierte Signalträger nach Anspruch 1, das in einem als einstückige Basisplatte ausgebildeten, Antriebshilfsmittel und mechanisch bewegte Teile eines Kassettengerätes tragenden Rahmen mindestens zwei, insbesondere in einem gemeinsamen Stator angeordnete Rotoren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Rotoren zugeordneten Motorelemente, wie Radiallager (2) für die Wickelmotore, Spurlager (3) für die Bandantriebswellen, Tachowicklungen (413) für die Bandantriebsmotore, Bürstenanordnungen (330) für die Motore und Steuersensoren für Kommutierungsanordnungen und dergleichen, einzeln oder gemeinsam auf einer die Steckanschlüsse (411, 26, 27) und die elektronischen Schalt- und Steuerelemente tragenden gedruckten Leiterlagerplatte (410) angeordnet sind, die mit dem Rahmen (290) über Befestigungsmittel (402, 40) verbunden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsmittel für die Leiterlagerplatte (410) an den Rahmen (290) angeformt sind.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiger, ein- oder mehrstückiger Abstandshalter (40) vorgesehen ist, der mit Befestigungsmitteln (402) axial gegen die Leiterlagerplatte (410) festgepreßt ist.

7. Methode zur Herstellung der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kleblehre (5) vorgesehen ist, die auf einer Grundplatte (500) Stützen (220) und Führungsmittel (221) zur Aufnahme der zu verklebenden Bauteile sowie Präzisionsdorne (502) zur Aufnahme der Lagerbuchsen (200) aufweist und daß die Bauteile (200, 290, 1, 40, 502, 504) in die Kleblehre (5) eingelegt sind, bis der Kleber dort ausgehärtet ist.

8. Methode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der klebende Kunststoff anaerob kalthärtend ist und eine Viskosität von etwa 12 000 cP aufweist.

9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Drehung in der Leiterlagerplatte (410) einrastbare Lager (2, 3) vorgesehen sind, die eine Lagerbuchse (306), einen eine Anschlagfläche aufweisenden Lagerbund (311) und an der Lagerbuchse (306) in einem Abstand (A), der geringfügig kleiner ist als die Dicke der Leiterlagerplatte (410), mindestens drei radial verlaufende Zapfen (307) aufweisen.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (2, 3) nach der Montage des Mehrwellenlaufwerks von außen in die Leiterlagerplatte (410) eingerastet sind.

11. Methode zur Montage einer Leiterlagerplatte nach einem der Ansprüche 4, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zentrisch zur Mäanderwicklung für die Drehzahlregelung des Bandantriebsmotors angeordneten Bohrung (300) zuerst ein radiales Justierhilfslager in die Leiterlagerplatte (410) eingesetzt, die Leiterlagerplatte (410) auf die Welle des Bandantriebsmotors zentriert und am Rahmen (290) befestigt ist, daß sodann das Justierhilfslager gegen ein Axiallager (3) ausgetauscht und die Radiallager (2) der Wickelmotoren in die Leiterlagerplatte eingesetzt sind.

12. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (307) der Lager (2, 3) angeschrägt sind.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägen der Zapfen (307) einen Flächenwinkel von tan.1/8 aufweisen.