DE60307514T2 - Einfüge- und Extraktionsvorrichtung für rotierbare Datenträgerplatten - Google Patents

Einfüge- und Extraktionsvorrichtung für rotierbare Datenträgerplatten Download PDF

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzugs- und Auszugsvorrichtung für drehbare Datenträgerplatten, die die Datenträgerplatte mechanisch vor dem Spielen aus einer Einschubposition in eine Spielposition und nach dem Spielen wieder zurück in die Einschubposition überführt.
  • Solche Einzugs- und Auszugsvorrichtung für drehbare Datenträgerplatten sind bekannt. Bei stationären Vorrichtungen für das Spielen von CD- oder DVD-Datenträgerplatten werden diese üblicherweise über eine Schublade eingezogen oder ausgeworfen. Bei Geräten, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, ist ein Schubladenmechanismus wegen des Platzbedarfes nicht möglich. Der Ein- und Auszug erfolgt mittels eines Rollenmechanismus.
  • Das Dokument EP 27 3510 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Diese bekannten Mechanismen bestehen aus einer größeren Anzahl von Einzelteilen, womit sie aufwendig und teuer sind. Ein weiterer Nachteil ist, dass sie die Datenträgerplatte nicht richtig führen, weil sie im Rollbetrieb nur die Ränder und diese auch nur punktuell fassen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einzugs- und Auszugsvorrichtung zu schaffen, die die Platte während des gesamten Bewegungsablaufes besser führt und aus weniger Funktionsteilen besteht.
  • Die gestellte Aufgabe ist gelöst durch die Merkmale von Anspruch 1.
  • Da sich die Führungsschienen über den gesamten Bewegungsbereich der Datenträgerplatte erstrecken und diese an diagonal gegenüberliegenden Randbereichen führen, wird die Datenträgerplatte während des Einzuges und des Auszuges ständig geführt. Dies ist vorteilhaft für Vorrichtungen, die Erschütterungen ausgesetzt sind. Wenn mindestens eine der Führungsschienen auf die Datenträgerplatte Bewegungsimpulse, beispielsweise stoßartige Bewegungen, in einer ihrer Bewegungsrichtungen überträgt, sind alle weiteren Bewegungsmechanismen überflüssig. Die Führungsschienen selbst wirken als Transportge ber. Der Aufwand an betriebsnotwendigen Bauteilen und der erforderliche Platzbedarf werden dadurch deutlich reduziert.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bewegungsimpulse mittels eines piezoelektrischen Antriebes auf eine oder beide Führungsschienen ausgeübt werden. Für piezoelektrische Antriebe kennzeichnend sind pulsierende Stoßbewegungen in einer Vortriebsrichtung.
  • Piezoelektrische Antriebe, oder Motoren, sind in den unterschiedlichsten Varianten bekannt. Im Tagungsband zur Konferenz ACTUATOR 96 ist ein linearer Wanderwellenmotor mit einem geschlossenen, ringförmigen Stator beschrieben. (Hermann, M; Schinköthe, W.: Piezoelectric Travelling Wave Motors generating direct linear motion. Proc. of ACTUATOR, Bremen, 26.–28. Juni 1996, S. 200–203). Der erste Schenkel des Motors ist entlang des Weges eines Objektes angeordnet. An ihren Stirnseiten sind beide Schenkel halbkreisförmig miteinander verbunden. Zur Bewegung in einer Richtung sind bei Wanderwellenmotoren zwei phasenversetzte Spannungen nötig. Obwohl dieser Motor senkrecht zum bewegten Objekt sehr flach ausgestaltet werden kann, besitzt er doch zwei Nachteile: Der Umfang des Stators ist größer als das Doppelte des möglichen Weges, außerdem werden gleichzeitig zwei harmonische Spannungen benötigt.
  • Piezoelektrische Mikrostoßmotoren, wie sie beispielsweise in der EP 0951078 beschrieben sind, benötigen ein wesentlich geringeres Einbauvolumen als Wanderwellenmotoren; sie werden auch mit nur einer harmonischen Spannung betrieben. Allerdings besitzen diese Motoren senkrecht zur Bewegungsrichtung ihre größte Abmessung in der Größenordnung von 10 bis 20 Millimetern. Mit diesen Motoren kann das bei einem Direktantrieb erforderliche Wandern des Kontaktpunktes zumindest nicht einfach realisiert werden.
  • Um bei den engen Raumverhältnissen in einem Spieler, der in einem Kraftfahrzeug oder einem Computer im Heimbereich verwendet wird, einen piezoelektrischen Antrieb mit kleinem Volumen zu verwirklichen, ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der piezoelektrische Antrieb aus Piezomotoren besteht, von denen jeder auf eine Führungsschiene stoßartig einwirkt. Ein Motor wirkt in Einzugsrichtung, der andere in Auszugsrichtung.
  • Bei einer derartigen Anordnung wird ein sehr kompakter Aufbau möglich. Der Motor ist in der Bewegungsrichtung flach und braucht nur von einer stehenden Welle nach dem Mikrostoßprinzip angeregt zu werden. Die Anzahl der benötigten Bauteile ist gering.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Führungsschiene selbst ein Piezomotor bestehend aus einem mit Statorzähnen versehenen Stator und einem piezoelektrischen Element ist, dessen aktive, dem Antrieb dienende anregende Zelle eine Länge von mindestens einer halben Wellenlänge aufweist.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Führungsschiene selbst ein Piezomotor bestehend aus einem mit Statorzähnen versehenen Stator und einem piezoelektrischen Element ist, bei dem die Länge des anregenden Teiles eine Länge von zwei Wellenlängen aufweist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass nur eine Führungsschiene selbst ein Piezomotor bestehend aus einem mit Statorzähnen versehenen Stator und einem piezoelektrischen Element ist, dessen aktive, anregende Zelle eine Länge von mindestens einer halben Wellenlänge oder einem ganzzahligen Vielfachen einer halben Wellenlänge aufweist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das piezoelektrische Element des Motors aus einer piezoelektrischen Keramik besteht, die Bereiche von alternierender Polarität mit einer Länge von λ/2 aufweist, wobei abdeckende Elektroden vorgesehen sind, von denen sich eine am Stator anliegende Elektrode über die ganze Länge des Keramikelements erstreckt und auf der anderen Seite des Keramikelements befindliche Elektroden einer Länge von λ/4 abwechselnd mit Anschlüssen alternierender Polarität verbunden sind.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass für einen Piezomotor für eine Bewegungsrichtung nur die Bereiche aus piezoelektrischem Material bestehen, die von der zugehörigen Ansteuerelektrode bedeckt sind.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stator für eine Stoßrichtung in Längsrichtung über das piezoelektrische Element hinaus mittels Verlängerungen verlängert ist um ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4.
  • In einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stator für eine entgegengesetzte Stoßrichtung in Längsrichtung über das piezoelektrische Element hinaus verlängert ist um ein geradzahliges Vielfaches von λ/4.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mindestlänge aus aktiver Zelle und zusätzlichem Statormaterial mindestens einer Wellenlänge λ entspricht.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der anregende Teil des Stators auf der einen Hälfte der Führungsschiene um ungeradzahlige Vielfache von λ/4 und die andere Hälfte um geradzahlige Vielfache von λ/4 verlängert ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, die beiden Hälften der Führungsschienen mittels Blattfedern auf der Höhe der neutralen Schwingungslinie voneinander entkoppelt sind.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Resonanzfrequenz Fi des Motors bemisst auf:
    Figure 00040001
    wobei i in erster Näherung abhängig ist von der Ordnung der stehenden Welle i, der Länge 1 des Stators, der Höhe h des Stators, der Materialkonstanten, dem Elastizitätsmodul E und der Dichte ρ des Statormaterials.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Statorzähne im Abstand von λ/2 an Stellen zwischen den sich ausbildenden Schwingungsbäuchen und Schwingungsknoten angeordnet sind.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Motor etwa die Länge der Bewegungsstrecke der Datenträgerplatte aufweist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bewegungsimpulse mittels eines Exzentermechanismus auf die jeweilige Führungsschiene und über diese auf die Datenträgerplatte übertragen werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Exzentermechanismus die von ihm angetriebene Führungsschiene um einen Drehpunkt schwingen lässt und die Schwingungen der Führungsschiene der Datenträgerplatte einen Vortriebsimpuls in der Bewegungsrichtung verleihen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Exzentermechanismus auf einen Bandförderer Schwingungsimpulse überträgt, die dieser als Vortriebsimpulse auf die Datenträgerplatte überträgt.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Bandförderer entsprechend der Richtung seiner Umlaufbewegung die Datenträgerplatte in Einzugs- oder Auszugsrichtung bewegt. Der Bandförderer weist ein genutetes Profil auf, in das der Rand der Datenträgerplatte eingreift.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Statorzähne in Längsrichtung des Piezomotors mit Nuten versehen sind, in die die Datenträgerplatte mit ihrem Rand eingreift.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der piezoelektrische Motor ganz allgemein zum linearen Bewegen von zu bewegenden Bauteilen mittels Stoßimpulsen eingesetzt wird.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Einzugs- und Auszugsvorrichtung für digitale Datenträgerplatten, wie CD oder DVD, mit parallelen Führungsschienen, zwischen denen eine Datenträgerplatte während der Einzugs- und Auszugsbewegungen geführt wird, wobei der Datenträgerplatte die Einzugs- und Auszugsbewegungen über die Führungsschienen vermittelt werden;
  • 2 ein Beispiel für eine Einzugs- und Auszugsvorrichtung, bei der die Führungsschienen durch piezoelektrische Motoren bewegt werden und diese Bewegungen Verschiebebewegungen auf die Datenträgerplatte ausüben;
  • 3 das Prinzip des aktiven Bereiches eines geeigneten piezoelektrischen Motors, der direkt als Führungsschiene verwendet werden kann;
  • 4 einen geeigneten Piezomotor, der direkt als Führungsschiene für eine erste Bewegungsrichtung verwendet werden kann;
  • 5 einen geeigneten Piezomotor, der direkt als Führungsschiene für eine zweite Bewegungsrichtung verwendet werden kann;
  • 6 einen ersten Piezomotor, der direkt als Führungsschiene für beide Bewegungsrichtungen verwendet werden kann;
  • 7 die aktive Zelle eines zweiten Piezomotors, der direkt als Führungsschiene für beide Bewegungsrichtungen verwendet werden kann;
  • 8 einen Exzenterantrieb, der über eine der Führungsschienen Vortriebsimpulse auf die Datenträgerplatte überträgt;
  • 9 einen alternativen Exzenterantrieb, der über einen Bandförderer Vortriebsimpulse auf eine Datenträgerplatte überträgt.
  • 1 zeigt das Prinzip einer Einzugs- und Auszugsvorrichtung für digitale Datenträgerplatten 1 (beispielsweise CDs und DVDs). Die Einzugs- und Auszugsvorrichtung umfasst parallele Führungsschienen 2, die sich über den gesamten Bewegungsbereich für Einzug und Auszug erstrecken. Die Datenträgerplatte 1 ist an diagonal gegenüberliegenden Randbereichen 3, 4 in Nuten 5 der Führungsschienen 2 geführt. Mindestens von einer der Führungsschienen 2 werden auf die Datenträgerplatte 1 auf später zu beschreibende Weise Bewegungsimpulse entweder in der einen oder der anderen Bewegungsrichtung 6, 7 übermittelt. Diese Bewegungsimpulse, die den Führungsschienen 2 von noch zu beschreibenden Antrieben impuls- oder stoßartig aufgegeben werden, sind durch Pfeile 8, 9 angedeutet. Die impuls- oder stoßartigen Bewegungen der Antriebe werden von den Führungsschienen 2 auf die Datenträgerplatte 1 übertragen. Die Datenträgerplatte bewegt sich damit in Impuls- oder Stoßrichtung, also in der Einzugsrichtung oder der Auszugsrichtung. Die Führungsschienen 2 vibrieren unter dem Einfluss der Bewegungsimpulse und wirken damit schiebend auf die Datenträgerplatte 1 ein. Die Pfeile 8 und 9 könnten missverständlich gedeutet werden, da sie jeder nur in einer Richtung, d. h. in entgegengesetzten Richtungen zeigen, obwohl sich die Führungsschienen auf der Stelle hin und her bewegen. Es sei deshalb darauf hingewiesen, dass die Pfeile 8 und 9 die Stoßrichtungen angeben, in denen die Führungsschienen 2 auf die Datenträgerplatte 1 wirken.
  • 2 zeigt schematisch einen piezoelektrischen Antrieb, der stoßartige Bewegungsimpulse auf die Führungsschienen 2 überträgt. Dem piezoelektrischen Antrieb dienen piezoelektrische Motoren 100. Stößel 150 der Motoren 100 sind schräg gesetzt und zeigen damit deutlich die Stoßrichtungen 8 und 9 an, in denen sie auf die Führungsschienen 2 und über diese auf die Datenträgerplatte 1 einwirken. Federn 2a ziehen die Führungsschienen 2 nach jedem Stoß in die Ausgangslage zurück.
  • 3 stellt den aktiven Kern eines piezoelektrischen Motors 10 dar, welcher als linearer Piezomotor mit kompaktem und flachem Aufbau in CD-/DVD-Geräten zur Verwendung kommt. Der Motor 10 wird von einer stehenden Welle angeregt und arbeitet mit allen seinen Zähnen 15 nach dem Mikrostoßprinzip. Damit kommt er mit nur einer harmonischen Spannung aus. Er erstreckt sich über die gesamte von der Datenträgerplatte 1 zu durchlaufende Wegstrecke.
  • Der piezoelektrische Motor 10 hat eine anregende, dem Antrieb dienende aktive Zelle 11 von mindestens einer halben Wellenlänge. In ihrer Ausdehnung kann die aktive Zelle 11 jederzeit in Inkrementen von λ/2 erweitert werden.
  • In 3a ist eine Betriebsmöglichkeit der Motors 10 mit einer aktiven Zelle 11 der Länge La = 2 λ schematisch dargestellt. Der Motor 10 hat einen Stator 13 der Höhe h. Es sind an der einen Statorseite 14 Statorzähne 15 im Abstand von λ/2 vorgesehen. Die Statorzähne 15 sind an Stellen 12 angeordnet, die sich zwischen sich ausbildenden Schwingungsbäuchen 26 und Schwingungsknoten 25 befinden.
  • Auf der anderen Statorseite 16 ist ein der Anregung dienendes piezoelektrisches Element 17 mit einer Piezokeramik 18 angeordnet. In der Piezokeramik 18 bilden sich Bereiche von alternierender Polarisierung mit einer Wellenlänge von λ/2 aus. Das piezoelektrische Element 17 ist an der Statorseite 16 mit einer gemeinsamen Elektrode 19 versehen. An der anderen Seite 20 ist eine Elektrodenteilung vorgenommen. Jede Hälfte der Bereiche mit alternierender Polarisierung in der Länge von λ/2 ist dabei von einer eigenen Teilelektrode 21 bedeckt. Abwechselnd sind die Teilelektroden 21 der halben λ/2-Bereiche an zwei Anschlüsse 22 und 23 mit alternierender Polarität gelegt.
  • Mit Hilfe der Piezokeramik 18 und der Elektrodenanregung wird in der aktiven Zelle 11, die in 3a dargestellt ist, für die eine Antriebsrichtung eine stehende Welle derart angeregt, dass an den Enden 24 der aktiven Zelle 11 Schwingungsknoten 25 liegen, wie es in 3b dargestellt ist. Die Statorzähne 15 stoßen direkt gegen den Datenträger 1 und bewegen diesen schrittweise in einer Richtung. Für die entgegengesetzte Antriebsrichtung müssen sich an den Enden 24 der aktiven Zelle 11 Schwingungsbäuche 26 ausbilden, wie es in 3c dargestellt ist.
  • Um zur Ausbildung einer stehenden Welle und damit zu einem effizienten Motor 10 zu kommen, wird die aktive Zelle 11 in beiden Längsrichtungen weiter derart mit Statormaterial ergänzt, dass sich an dem Statorende 24 die Schwingungsknoten 25 oder Schwingungsbäuche 26 ergeben.
  • Für den in 3b dargestellten Fall einer Antriebsrichtung nach links ist auf beiden Seiten der aktiven Zelle 11 Statormaterial erforderlich, dessen Länge jeweils einem ungeradzahligen Vielfachen von λ/4 entsprechen muss. Die eine Hälfte der Zähne zeigt im dargestellten Schwingungszustand nach links oben und stößt in dieser Lage gegen den Datenträger 1. Die zweite Hälfte zeigt im dargestellten Zustand nach rechts oben, befindet sich aber in der Ausholphase und hat keinen Kontakt zum Datenträger 1. Eine halbe Frequenz periode später wechseln die Aufgaben der Zähne. Die erste Hälfte befindet sich nun in der Ausholphase und zeigt nach rechts oben. Die zweite Hälfte ist in der Stoßphase und zeigt nach links oben. Zur Anregung dieser Schwingungsform wird eine Wechselspannung geeigneter Frequenz zwischen den Elektrodenanschlüssen 22 und 19a angelegt. Die Piezokeramiken 18 unter der Elektrode 23 sind bei dieser Bewegungsrichtung nicht aktiv und können auch entfallen. Ein Beispiel für einen derartigen Antrieb ist in 4 dargestellt.
  • Für den in 3c dargestellten Fall einer Antriebsrichtung nach rechts ist dagegen auf beiden Seiten der aktiven Zelle 11 noch Statormaterial erforderlich, dessen Länge jeweils einem geradzahligen Vielfachen von λ/4 entspricht. Für die Anregung wird eine Wechselspannung UN geeigneter Frequenz zwischen den Elektrodenanschlüssen 23 und 19a angelegt. Die Piezokeramiken 18 unter der Elektrode 22 sind in dieser Betriebsart passiv und können auch entfallen. Ein Beispiel für einen derartigen Antrieb ist in 5 dargestellt.
  • Ohne weitere Merkmale kann somit ein effizienter Motor 10 für eine jeweilige Antriebsrichtung und einen jeweiligen Anwendungsfall entworfen werden. Die Mindestlänge aus aktiver Zelle 11 und zusätzlichem Statormaterial 28, 29 beträgt eine Wellenlänge λ.
  • 4 zeigt einen Piezomotor 10 für eine Antriebsrichtung nach links mit den entsprechenden Verlängerungsstücken 28a und 28b, die im dargestellten Fall Längen von 7 λ/4 bzw. 9 λ/4 entsprechen.
  • 5 zeigt einen Piezomotor 10 für eine Antriebsrichtung nach rechts mit den entsprechenden Verlängerungsstücken 29a und 29b, die im dargestellten Fall Längen von 3 λ bzw. 2 λ entsprechen.
  • Die Resonanzfrequenz Fi, mit der der Stator 13 eines derartigen Motors 10 betrieben wird, ist in erster Näherung abhängig von der Ordnung der stehenden Welle i, der Länge 1 und der Höhe h des Stators 13. Wichtig sind auch die Materialkonstanten, der Elastizitätsmodul E und die Dichte ρ des Statormaterials. Die Resonanzfrequenz ergibt sich aus der Formel:
    Figure 00080001
  • Für das in 2 beschriebene Beispiel errechnet sich die Frequenz F3 zu:
    Figure 00090001
  • Diese Frequenz verändert sich kaum, unabhängig davon wie lang der gesamte Stator 13 wird, solange die Verlängerungsstücke 28, 29 nach den vorstehend angegebenen Vorgaben (ungeradzahliges bzw. geradzahliges Vielfaches von λ/4) gewählt werden.
  • Es wird für jede Bewegungsrichtung je ein Piezomotor 10 für nur eine Bewegungsrichtung eingesetzt.
  • 6 zeigt, in einer Ansicht von oben, einen Piezomotor 10 für zwei Antriebsrichtungen, aufbauend auf einer aktiven Zelle 11 nach 3a im Zentrum, mit Verlängerungen an der einen Hälfte für die Antriebsrichtung nach links mit Verlängerungsstücken 50a und 50b der Länge 7 λ/4 und mit Verlängerungen an der anderen Statorhälfte für die Antriebsrichtung nach rechts mit Verlängerungsstücken 51a und 51b der Länge 2 λ. In die Zähne 15 sind Nuten 5 zur Führung der Datenträgerplatte 1 eingebracht. Die Verlängerungsstücke 50a, 50b, 51a, 51b sowie der aktive Bereich 11 im Zentrum sind zwar in 6 zur Verdeutlichung durch gestrichelte Linien 53 abgegrenzt, sie sind in Wirklichkeit aber aus einem Teil gefertigt und bilden den Stator 13.
  • 7 zeigt die aktive Zelle der Länge 2λ eines Piezomotors für zwei Antriebsrichtungen. Der Stator ist in zwei Hälften 13a und 13b geteilt. Jede Statorhälfte besitzt an ihrer Unterseite piezokeramische Elemente 17 der bereits beschriebenen An zur Anregung der gewünschten stehenden Wellen.
  • An der Oberseite der Statorhälften sind die Zähne 15 so ausgeführt, dass die Zahnhälften 15a über der Statorhälfte 13a biegesteif für Stöße nach oben in Antriebsrichtung 8 und biegeschlaff für Stöße nach oben in Antriebsrichtung 9 sind. Die Zahnhälften 15b über der Statorhälfte 13b sind biegesteif für Stöße nach oben in Antriebsrichtung 9 und biegeschlaff für Stöße nach oben in Antriebsrichtung 8. Derartige Zähne können zum Beispiel aus gestanzten, gebogenen Blechen einfach hergestellt werden.
  • Folglich ist bei dieser Ausführungsform der aktiven Zelle die Statorhälfte 13a mit Verlängerungen um ein geradzahliges Vielfaches von λ/4 zu verlängern (Bewegungsrichtung nach rechts) und die Statorhälfte 13b mit Verlängerungen um ein ungerad zahliges Vielfaches von λ/4 (Bewegungsrichtung nach links) zu versehen. Diese Verlängerungen sind in 7 nicht dargestellt.
  • In der neutralen Lage der stehenden Welle sind die beiden Statorhälften mittels eines Verbindungssteges 52 gekoppelt.
  • Die piezoelektrischen Elemente beider Statorhälften können für beide Antriebsrichtungen in der bereits beschriebenen Art und Weise elektrisch angesteuert werden. In einer einfacheren Variante wird die Statorhälfte 13a nur angeregt, wenn die Bewegungsrichtung 8 gewünscht ist, und die Statorhälfte 13b nur, wenn die Bewegungsrichtung 9 gewünscht ist.
  • Die 8 und 9 zeigen Einzugs- und Auszugsvorrichtungen mit Führungsschienen nach 1, bei denen Einzug und Auszug mittels Exzentervorrichtungen erfolgen.
  • Bei der Einzugs- und Auszugsvorrichtung 30 nach 8 ist die links dargestellte Führungsschiene abweichend von dem Aufbau nach 1 nicht parallel zur Einzugsrichtung 6 geführt, sondern um einen Drehpunkt 31 schwenkbar, der sich an einem Ende 32 dieser Führungsschiene 2 befindet. Auf das andere Ende 33 wirkt ein Exzenter 34 ein, der sich um eine Achse 35 dreht. Die Drehrichtung ist mit einem Pfeil 36 angedeutet. Es ist noch eine Stützfeder 37 vorgesehen, die die Führungsschiene 2 gegen die einzuziehende Datenträgerplatte 1 drückt.
  • Wenn sich der Exzenter in Richtung des Pfeils 36 dreht, werden Schwingungsimpulse auf die Führungsschiene 2 übertragen. Diese Schwingungsimpulse veranlassen die Führungsschiene 2 der Datenträgerplatte 1, Vortriebsimpulse in Richtung des Pfeils 6 auszuüben. Für den Auszug ist ein funktionsmäßig ähnlicher Antrieb vorgesehen, der in Auszugsrichtung wirkt.
  • 9 zeigt eine Einzugs- und Auszugsvorrichtung 40, die mit einem Bandförderer in Form eines Gummibandes 41 arbeitet. Die rechte Führungsschiene 2 ist wieder parallel zu den Einzugs- und Auszugsrichtungen 6,7 geführt. Das Gummiband 41 ist elastisch und kann impulsförmig aufgebrachte Streckungen an die Datenträgerplatte 1 übertragen. Zum Erzeugen der impulsförmigen Streckungen dient ein Exzenter 42, der um eine Achse 43 rotiert. Bei Drehung in einer mit der Pfeilspitze 44 angezeigten Richtung erfolgen die auf das Gummiband 41 ausgeübten Streckungen so, dass die Datenträgerplatte 1 Vortriebsimpulse in der Einzugsrichtung 6 erfährt und somit eingezogen wird. Dreht sich der Exzenter 42 in einer mit der Pfeilspitze 45 angezeigten Richtung, erfährt die Datenträger platte 1 Vortriebsimpulse in Auszugsrichtung 7. Das Gummiband 41 weist zur Datenträgerplatte 1 hin ein Nutprofil 46 auf, in das der Rand 3 der Datenträgerplatte 1 eingreift.

Claims (23)

  1. Einzug- und Auszugsvorrichtung für drehbare Datenträgerplatten, die die Datenträgerplatte (1) mechanisch vor dem Spielen aus einer Einschubposition in eine Spielposition und nach dem Spielen wieder zurück in die Einschubposition überführt, mit parallelen Führungsschienen (2), die sich über den gesamten Bewegungsbereich für Einzug und Auszug erstrecken und die die Datenträgerplatte (1) an diagonal gegenüberliegenden Randbereichen in Nuten (5) führen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsschienen (2) auf die Datenträgerplatte (1) Bewegungsimpulse in einer ihrer Bewegungsrichtungen überträgt, mittels derer die Datenträgerplatte (1) in Einzugs- oder Auszugsrichtung bewegt wird.
  2. Einzug- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsimpulse mittels eines piezoelektrischen Antriebes (100) auf eine oder beide Führungsschienen (2) ausgeübt werden.
  3. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Antrieb aus Piezomotoren (100) besteht, von denen jeder auf eine Führungsschiene (2) stoßartig einwirkt.
  4. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Führungsschiene (2) selbst ein Piezomotor (10) bestehend aus einem mit Statorzähnen (15) versehenen Stator (13) und einem piezoelektrischen Element (17) besteht, dessen aktive, dem Antrieb dienende anregenden Zelle (11) eine Länge von mindestens einer halben Wellenlänge aufweist.
  5. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Führungsschiene (2) selbst ein Piezomotor (10) bestehend aus einem mit Statorzähnen (15) versehenen Stator (13) und einem piezoelektrischen Element (17) ist, dessen aktive, anregenden Zelle (11) eine Länge von mindestens einer halben Wellenlänge oder einem ganzzahligen Vielfachen einer halben Wellenlänge aufweist.
  6. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Führungsschiene (2) selbst ein Piezomotor (10) bestehend aus einem mit Statorzähnen (15) versehenen Stator (13) und einem piezoelektrischen Element (17) ist, bei dem die Länge des anregenden Teiles einer Länge von zwei Wellenlängen entspricht.
  7. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Element (17) des Motors (10) aus einer piezoelektrischen Keramik (18) besteht, die Bereiche von alternierender Polarität mit einer Länge von einer halben Wellenlänge (λ/2) aufweist, wobei abdeckende Elektroden (19, 21) vorgesehen sind, von denen sich eine am Stator (13) anliegende Elektrode (19) über die ganze Länge der Keramik (18) erstreckt und auf der anderen Seite der Keramik (18) befindliche Elektroden (21) einer Länge von λ/4 abwechselnd mit Anschlüssen (22, 23) von alternierender Polarität verbunden sind.
  8. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Piezomotor (10) für eine Bewegungsrichtung nur die Bereiche aus piezokeramischem Material bestehen, die von der zugehörigen Ansteuerelektrode (19, 21) bedeckt sind.
  9. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) für eine Stoßrichtung in Längsrichtung über das piezoelektrische Element (17) hinaus mittels Verlängerungen (28) um ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4 verlängert ist.
  10. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) für eine entgegengesetzte Stoßrichtung in Längsrichtung über das piezoelektrische Element (17) hinaus mittels Verlängerungen (29) verlängert ist um ein geradzahliges Vielfaches von λ/4.
  11. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestlänge aus aktiver Zelle (11) und zusätzlichem Statormaterial (28, 29) mindestens einer Wellenlänge λ entspricht.
  12. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der anregende Teil des Stators (13) auf der einen Hälfte der Führungsschiene (2) um ungeradzahlige Vielfache von einer viertel Wellenlänge (λ/4) und die andere Hälfte um geradzahlige Vielfache von λ/4 verlängert wird.
  13. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hälften der Führungsschienen (2) mittels Blattfedern auf der Höhe der neutralen Schwingungslinie voneinander entkoppelt sind.
  14. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Resonanzfrequenz F; des Motors bemisst auf:
    Figure 00140001
    wobei i in erster Näherung abhängig ist von der Ordnung der stehenden Welle i, der Länge 1 des Stators, der Höhe h des Stators, den Materialkonstanten, dem Elastizitätsmodul E und der Dichte ρ des Statormaterials.
  15. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorzähne (15) im Abstand von λ/2 an Stellen zwischen den sich ausbildenden Schwingungsbäuchen (26) und Schwingungsknoten (25) angeordnet sind.
  16. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (10) etwa die Länge der Bewegungsstrecke der Datenträgerplatte (1) aufweist.
  17. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorzähne (15) in Längsrichtung des Piezomotors (10) mit Nuten (5) versehen sind, in welche die Datenträgerplatte (1) mit ihrem Rand (3) eingreift.
  18. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsimpulse mittels eines Exzentermechanismus (34, 42) auf die jeweilige Führungsschiene (2, 41) und über diese auf die Datenträgerplatte (1) übertragen werden.
  19. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzentermechanismus (34) die von ihm angetriebene Führungsschiene (2) um einen Drehpunkt (31) schwingen lässt und die Schwingungen der Führungsschiene (2) der Datenträgerplatte (1) einen Vortriebsimpuls in der Bewegungsrichtung (6) verleihen.
  20. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzentermechanismus (42) auf einen Bandförderer (41) Schwingungsimpulse überträgt, die dieser als Vortriebsimpulse auf die Datenträgerplatte (1) überträgt.
  21. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (41) entsprechend der Richtung seiner Umlaufbewegung die Datenträgerplatte (1) in Einzugs- oder Auszugsrichtung bewegt.
  22. Einzugs- und Auszugsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (41) ein genutetes Profil (46) aufweist, in das der Rand (3) der Datenträgerplatte (1) eingreift.
  23. Piezoelektrischer Motor nach Anspruch 4 zum linearen Bewegen von zu bewegenden Bauteilen mittels Stoßimpulsen.
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