DE8533869U1 - Integriertes Antriebssystem für signalverarbeitende Geräte - Google Patents
Integriertes Antriebssystem für signalverarbeitende GeräteInfo
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Description
Die Neuerung betrifft ein integriertes Antriebssystem für signalverarbeitende Geräte, insbesondere Video-
und sonstige, vorzugsweise magnetische Impulsauf-Zeichnungsgeräte, mit einem Gerätechassis, mindestens
einem Motor einschließlich eines Lager- und/oder Führungsflächen aufweisenden Befestigungsteils hierfür,
Bohrungen für Lagerwellen und Achsen und/oder Hilfsteilen, zur genauen Bewegung oder Führung vöfi
Geräteteilen.
In gattungsgemäßen Geräten müssen die Informationsträger selbst und auch die Aufnahme- und Abfragesensoren
(Leseköpfe) sehr exakt bewegt und also sehr genau
1^ geführt werden. So müssen in Video- und sonstigen,
z.B. magnetischen Impulsaufzeichnungsgeräten die Antriebsachsen für die Bandführungen von Magnetband-Kassetten
und für Magnetplatten äußerst genau zueinander justiert sein, was auf die hohe Dichte der Informationen
zurückzuführen ist, die im Speichermedium (Band, Platte) aufgezeichnet sind. Es wurden für die
Parallelität von Wellen und die Winkeligkeit von Pl&ttenauflageebenen
Werte im um-Bereich gefordert, was unter Umständen auch für Kassettenauflageebenen gilt, jedoch
nurf wenn diese gleichzeitig als Bearbeitungsausgangsfläche
benutzt werden. Speziell die Hauptantriebsachsen von Video- und sonstigen magnetischen Impulsaufzeichnungsgeräten
müssen - was den Rundlauf der Wellen in ihrem Lagersystem anbelangt - sehr hohen
Anforderungen genügen, und durch Taumeln der Wellen hervorgerufene Fehler dürfen z.B. 5/10.000 mm nicht
überschreiten.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Neuerung, ein integriertes Antriebssystem für signalverarbeitende
Geräte der Eingangs geamTten Art zu schaffen,
das mit möglichst geringem 'Aufwand eine besonders genaue Lage seiner Bauteile zueinander gewährleistet.
Il III
• I I I
Diese Aufgabe wird bei einem integrierten Antriebssystem für signalverarbeitende Geräte, insbesondere
Video- und sonstige Impulsaufzeichnungsgefate neuerungsgemäß
dadurch gelöst, daß das Gerätechassis und das Befestigungsteil in einem Bauteil einstückig ausgeführt
sind und daß die Bohrungen für sämtliche Lagerwellen und/oder Achsen und/öder Führungsbahnen in dem
Bauteil in einer Arbeitsstufe (z.B. in einer Fertigungs-1^
stufe ohne Umspennen des Werkstücks) herstellbar sind.
Das Gerätechassis und das Befestigungsteil für den Motor, insbesondere der Motorflansch, werden in bevorzugter
Weise aus Metall gegossen oder aus Kunststoff gespritzt, gegossen oder gepreßt.
Bei dem neuerungsgemäßen integrierten Antriebssystem bestehen also das Gerätechassis und der Motorflansch
aus einem Teil, so daß sie gemeinsam bearbeitet werden
können. Wenn mehr als ein Motor für das Antriebssystem benötigt wird, dann sind die Motorflansche
aller Motoren ebenfalls einstückig mit dem Gerätechassis ausgebildet.
Beim Nachbearbeiten der in das Gerätechassis gegossenen Bohrungen für sämtliche Lagerwellen und Achsen braucht
das Gerätechassis nicht umgespannt zu werden, was einerseits eine genaue Lage der einzelnen Bohrungen
zueinander erlaubt und andererseits zu einer Kosten-Senkung führt, weil ein späteres Justieren nicht vorgenommen
werden muß.
Infolge der Integration der Motorflansche in das Gerätechassis
sind Bearbeitungstolerar.zen möglich, die kleiner sind als die Summe der Toleranzen der einzelnen
Werkstücke bzw. Teile. Auch infolge dieser kleineren "Summentoleranz", die mit dem integrierten
Antriebssystem wesentlich einfacher einzuhalten ist, können die Kosten gesenkt werden, d.h. es kann ein
günstiges Verhältnis von Aufwand zu Leistung erzielt werden.
In Videogeräten müssen die Welle einer Kopftrommel und die Eandumlenkbolzen in der Nähe dieser Kopftrommel
bekanntlich in einem sehr genau festgelegten Winkel mit Toleranzen zueinander festgelegt sein, die weniger
als 10 Minuten betragen. Infolge der gemeinsamen Bearbeitung von einer am Gerätechassis definierten Ausgangsebene
für die Bearbeitung können diese Toleranzen der Bohrungen für diese einzelnen Lager in relativ
einfacher Weise eingehalten werden. Die die Ausgangsebene definierenden Punkte können als Auflagepunkte
oder -stellen für die Kassette gleichzeitig dienen.
Ebenso ist es mit dem neuerungsgemäßen integrierten Antriebssystem möglich, auch eine Kopfbetätigungsachse
genau parallel zu einer Plattenachse festzulegen oder in einem Plattenspeichergerät die vbice-coil-Führungskanten,
im allgemeinen senkrecht zur Plattenachse dadurch preiswert und genau zu gewinnen, daß sie
- in oben genannter gemeinsamer Bearbeitung - direkt ins Chassis eingelassen, vorzugsweise durch Fräsen
unmittelbar eingearbeitet sind.
Eine Weiterbildung der Neuerung besteht darin, daß durch Formgebung und Materialwahl des Gerätechassis
einerseits und der auf diesem montierten Teile andererseits der Temperaturgang, ρ2<?ο die Wärmeausdehnung
der einzelnen Bauteile, k'·· .,.'.--nsierbar ist. Auf diese
Weise wird ein von Temperaturschwankungen seiner Umgebung praktisch nicht beeinflußbares integriertes
Antriebssystem für Video- und sonstige magnetische ImpulsaufZeichnungsgeräte geschaffen.
• · III ■ S ·
Das Gerätechassis ist also Träger für alle aktiven und passiven Antriebsteile, für zusätzlich benötigte
Hilfsteile und gegebenenfalls auch für eine Steuerelektronik.
Das Gerätechassis kann, worauf bereits oben hingewiesen
wurde, aus Metall oder Kunststoff bestehen. Als Metall wird in bevorzugter Weise Aluminium verwendet. Es hat
sich nun gezeigt, daß insbesondere bei einem aus Aluminium bestehenden Gerätechassis Temperatureinflüsse
eine Veränderung von Lagerflächen zur Folge haben können, die sich in einem sogenannten "Abkippen" beispielsweise
dar Rotationsachse eines Motors zu einer ebenen Auflagefläche für Platten,
also in einer Veränderung der Rechtwinkligkeit zwischen der Ko- >
tationsachse einer Plattenstapelnabe und der Auflagefläche der Hartplatten
auf dieser Nabe äußern können. Diese Temperatureinflüsse können durch größere Änderungen der Umgebungstemperatur bedingt sein
oder ihre Ursache im Geräteinnern und speziell im Lagerinnern haben, wenn zum Beispiel der äußere Lagerring
eine gegenüber dem Werkstoff des Gerätechassis (z.B. Aluminium) wesentlich abweichende Wärmeausdehnung hat.
Um nun solche negativenTemperatureinflüsse auszuschalten und speziell zu gewährleisten, daß die Auflagefläche
für den Plattenstapel am Rand selbst bei Temperaturschwankungen
von 60"Cnicht mehr als 5 um Differenz (bezogen auf einen Durchmesser des Hubs von 40 mm)
von der zur Rotationsachse genau rechtwinklingen Ebene durch den Mittelpunkt der Auflagefläche hat, ist in
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen, daß der Motor über eine mit den Lagerflächen
verbundene und vorzugsweise aus Stahl bestehende Hülse an dem Befestigungsteil angebracht ist, vorzugsweise irittels Klebung.
Der Klebstoffilm besteht aus einer hochviskosen, anaeroben
Flüssigkeit und hat eine Dicke von 2 bis 30 um,
vorzugsweise 2 bis 20 um, d.h., der Klebsstoffilm
ist möglichst dünn ausgebildet.
Es ist von entscheidender Bedeutung, daß der Klebsofffilm
in einer sehr genauen Zylinderbohrung, also der Lagerfläche des einstückig nut dem Gerätechassis gestalteten
Befestigungsteiles sitzt, da er nur dann ausreichend
dünn ausgestaltet werden kann. Eine größere Dicke des Klehstoffilms würde nämlich außerdem die Position des Plattenstapels
im Gerät nicht stabil und genau genug sein lassen.
Um die Fläche für den Klebstoffilm zu verlängern, kann
der Motor wenigstens teilweise in einer im Gerätechassis vorgesehenen Wanne untergebracht werden. Auf diese
Weise kann trotzdem eine niedrige Bauhöhe gewährleistet werden.
Um die Bauhöht; möglichst gering zu halten, kann der
Motor in seiner Leistung dadurch verstärkt werden, daß als Motormagnet ein kunststoffgebundener SmCo-Magnet
dient, wobei der axial darunter sich anschließende Signalmagnet ein kunststoffgebundener Ferritring sein
kann. Bei kunstetoffgebundenen Seltenen Erdmagneten
(wie SmCo) ist es aber nicht möglich, axial lange Ringe zu machen. Es ist also besser, kurze Ringe in beliebiger
Weise zu staffeln. Die Ringe müssen nun unabhängig von ihrer Position vor der Montage magnetisiert werden,
wenn eine Magnetisierung im eingebauten Zustand vermie-
3Q den werden soll. Eine solche Vormagnetisierung erfordert
nun, daß die Ringe zueinander eine exakte umfangsmäßige
Position haben, damit ihre Polaritäten sich nicht stören. Zu diesem Zweck sind axiale Nuten und Nasen an einer
Stelle ihres Umfangs vorgesehen. Eine solche axiale Nut oder Nase kann - wenn eine Vormagnetisierung vermieden
werden soll - auch der darunterliegende Signal-
magnetring haben, denn auch dieser muß ja zur Rotormagnetisierung in einer richtigen Umfangsposition angeordnet
sein.
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Das Befestigungsteil kann Lager- und/oder Führungsflächen
für verschiedene Motoren haben. Ebenso können in Hülsen Motoren für beispielsweise drei und sechs Platten untergebracht
werden.
Nachfolgend wird die Neuerung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht eines integrierten Antriebssystems für ein Video-Impulsaufzeichnungs
gerät,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen schräggestellten Kopfradantrieb bei dem in Fig. 1 dargestellten
Antriebssystems,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Capstan- und einen Wickelmotor in integrierter Technik in dem
Videolaufwerk von Fig. 1,
Fig. 4A und 4B in Draufsicht (Fig. 4A) und Schnitt
(Fig. B) ein Ausführungsbeispiel für einen Hartplattenspeicher mit einem Motor und zwei
Führungsschlitzen für die voice-coil-Motoren.
Fig. 5 und 6 ein Gehäusechassis in Draufsicht bzw.
Schnitt mit direkt eingearbeiteten Lagersitzen,
Fig. 7 ein Weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit einem Plattenspeichermotor mit hängender Außenrotor-
glocke und einem voice-coi]-Motor, und
ill · a ■ *
Fig. 8 und 9 bzw. 10 und 11 jeweils ein AusfühfUngsbeispiel
der Erfindung mit einer mit Führungsflächen verklebten Stahlhülse.
Fig. i zeigt in Draufsicht ein Videolaufwerk mit einem integrierten Antriebssystem, d.h. einem Gerätechassis
1, das gleichzeitig als Motorflansch für einen Kopfradmotor 20 (vgl* Fig* 2) und einen Capstan-Motor 21
sowie einen Wickelmotor 22 (vgl* Fig* 3) dient. Dieses
integriert Antriebssystem weist im wesentlichen als aktive Antriebsteile ein durch den Kopfradmotor 20
über eine Kopfradwelle 4 angetriebenes Kopfrad (Kopfradtrommel) 5 mit schräggestellter kchse, eine vom Capstan-Motor
21 angetriebene Capstan-Welle 8 und eine vom .Wickeimotor 22 angetriebene Wickelmotorachse 18 auf.
-B-
Passive Antriebsteile sind eine Andruckrolle 62, die
über einen Andrückrollenhebel 23 in einer Welle 42 zu einer Schwenkbewegung gelagert ist, deren Endstellung
durch einen Auflagepunkt 31 eines feststehenden Zapfens 30 definiert ist, und Umlenkbolzen 12 zum Umlenken
der Bandrichtung.
10 15 20 25
Außerdem sind auf äas Geiätecnässis 1 direkt eine
Halterung und eine Beleuchtung 10, eine auf einen mitgegossenen Zapfen 3 montierte Lichtschranke, ein Tonkopf
13 und ein Löschkopf 14 montiert. Eine Aufnahmesperre 15 ist mittels einer Schraube in einem Schlitz
der gegossenen Gerätechassis 1 festgelegt.
Weiterhin sind am Gerätechassis 1 noch Befestigungslappen 40 und ein Träger 41 für einen Erdungsbügel 16
angebracht.
Das Kopfrad 5 ist von durch das Gerätechassis 1 gebildeten Bezugsflächen 11 für Bandführungs- bzw. Einfädelschlitten
umgeben, die zusammen mit dem Auflagepunkt 31 des Zapfens 30, einem Auflagepunkt 33 eines
Zapfens 32 und einem Auflagepunkt 34 gemeinsam bearbeitet sind und zueinander in einer genau justierten
Beziehung stehen.
S 6
30 35
In gleicher Weise wie die Wellen 4, 8, 18 sind auch die Zapfen 30, 32 und noch ein Zapfen 36 für die Löschkopf
halterung sowie Wellen 37, 38 für einen Bandzughebel
39 und eine Welle 42 für den Andruckhebel 23 in dem Gerätechassis 1 vorgesehen. Ebenso gilt dies für
die Bandführungsachse 47 bzw. den Zapfen 36, auf dem gleichzeitig noch eine Bandführung angeordnet ist. Ein
Steuerhebel 44 mit einer Feder 43 steuert den Andruckhebel 23.
• · * * III··»«
Zusanunen mit dem Gerätechassis 1 werden auch eine
Kabelführung bzw. -befestigung 25 und ein Hilfsbolzen 24 für die Kassettenentriegelungsmechanik mitgegossen,
welche aber toleranzmäßig von untergeordneter Bedeutung sind.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das bezüglich der Oberfläche des Gerätechassis 1 schräggestellte Köpfrad
5, das in einer Längsbohrung 2 des Gerätechassis 1 über Lager 7 gelagert ist. Die Längsbohrung 2 ist
sehr genau fluchtend und in ihrer Schräglage exakt zu der durch die Auflagepunkte 31, 33 und 34 definierten
Kassettenauflageebene angebracht. Der Kopfradmotor 20
1^ selbst hat einen Statorteil 26, einen Rotorteil 27 und
eine Abschirmung 28 zur Abschirmung elektromagnetischer Felder. Außerdem liegt der Kopfradmotor 20 über eine
genau bearbeitete und gegebenenfalls integrierte Auflage
29 für die Motorleiterplatte und einen Tacho auf
^O dem Gerätechassis 1 auf.
Fig. 3 zeigt schließlich einen Schnitt durch den Capstan-Motor 21 und den Wickelmotor 22.
Die Welle 8 des Capstan-Motors 21 ist in einer Bohrung 50 des Gerätechassis 1 über Lager 52 gelagert. Ein
Capstan-Tacho 53 ist mit enger Winkeltoleranz zu dieser Lagerbohrung 50 vorgesehen.
3^ Die Achse 18 des Wickelmotors 22 ist über Lager 54 in
einer Bohrung 55 des Gerätechassis 1 gelagert.
Die Motoren 21 und 22 sind jeweils von einem Motorgehäuse 56, 57 umgeben, wobei das Motorgehäuse 56 einen
Rückschluß für Magnete 58 liefert.
Bei dem erfindungsgemäßen integrierten Antriebssystem
sind also das Gerätechassis 1 und die Motorflansche aller Motoren 20, 21, 22 integriert bzw. einstückig
ausgeführt. Weiterhin sind alle Bohrungen (vgl. beispielsweise die Bohrung 2 in Fig. 2 und die Bohrungen
50, 55 in Fig. 3) für sämtliche Lagerwellen oder einzusetzende Achsen ohne Umspannung auf einer Maschine
hergestellt, so daS diese Bohrungen äußerst genau sueinander
angeordnet sind. Dies gilt insbesondere auch für die schräggestellte Bohrung 2 für das Kopfrad
Auch Hilfsteile, wie beispielsweise eine Halterung für die Beleuchtung 10, die für den Betrieb des Gerätes
erforderlich sind, werden zusammen mit dem Geräte- *° chassis 1 gegossen bzw. beaibeitet. Diese gemeinsame
Bearbeitung bezieht sich auch auf die Bezugsflächen 11 und die verschiedenen Auflagepunkte, die zueinander
in genau justierter Beziehung stehen müssen.
ZQ Fig. 4 zeigt in Draufsicht (Fig. 4A) und im Schnitt
(Fig. 4B) ein integriertes Antriebssystem für Hartplattenspeicher. Ein Gerätechassis 401 weist einen senkrecht
aus diesem hervorragenden Lagerführungszapfen
402 mit einer Lagerbohrung 403 auf. Strichpunktiert
sind die äußeren Abmessungen eines Hartplattenspeichergeräts
410 angedeutet. Ein sogenannter hub (Kern) trägt Speicherplatten 412. Ebenfalls strichpunktiert
dargestellte Abtastköpfe 413 werden von nicht gezeichneten voice-coil-Motoren bewegt, die in einem
Schlitz 404 oder in mehreren Schlitzen 405, 406 an Seitenflächen 407, 408 geführt werden. Die Schlitze
404, 405, 406 werden zusammen mit der Lagerbohrung
403 in einer Aufspannung bearbeitet und halten dadurch eine genau zueinander definierte Lage. Der Schlitz
(gestrichelt) ist eine alternative Lösung zu den beiden Schlitzen 405, 406.
-ι 1-
Die Schlitze 405, 406 verlaufen in vorbestimmten! Abstand
parallel zueinander und konzentrisch zur Lagerbohrung 403, wenn man die Ebene gemäß Fig. 4A betrachtet,
während im Alternativbeispiel mit nur einem Führungsschlitz 404 (gestrichelt) dieser im wesentlichen
in Richtung Lagerbohrungsachse verläuft.
Das Gerätechassis 1 bzw. 401 ist somit Träger für alle
aktiven und passiven Antriebsteile und zusätzlich benötigte Hilfsteile und kann gegebenenfalls auch eine
(nicht dargestellte) Steuerelektronik aufnehmen.
*' ■ mill
Fig. 5 und 6 zeigen ein Chassisgehäuse 1, eine Capstan-Welle
502, Wickeldorne 503, 504 mit Wickeltellern 505 und 506. Die Wickelteller bzw. -dorne sind hier mit einer
rotierenden Welle 508 versehen, die in einer Gleitlagereinheit 511 drehbar und in einem Anlauflager 512
zusätzlich axial abgestützt sind (selbstverständlich j
ist auch eine umgekehrte Ausführung möglich, so daß ei- j
ne stehende Welle die rotierenden Wickeldorne und Wik- f
kelteller aufnimmt). Die Wickeldorne und -teller sind p
in standardgemäßer, üblicher Ausführung für eine Standard- 1 Video-Kassette konzipiert. |
Am Unterteil des Wickeltellers 505 ist die weichmagneti- | sehe Rückschlußscheibe 513 des Rotors S-förmig im Profil- |
Schnitt angeformt und eingegossen bzw. jedenfalls form- \
schlüssig gehalten. Am wesentlich ebenen ringförmigen g
Rückschlußscheibenteil 513 ist ein axial magnetisierter Permanentmagnet 514 befestigt. Der verdickte Rand 516
des Wickelmotors umgreift glockenartig den permanent- f
magnetischen Rotor und auch die statorseitigen Spulen noch in axialer Richtung bis auf einen kleinen Luftspalt
518. Ein Luftspalt 519 des Wickelmotors wird auf der gegenüberliegenden Seite des Permanentmagneten 514 von einem
ebenen Spulensatz 520 mit Einzelspulen 521 bis 526 begrenzt. Diese sitzen auf der Oberseite 529 der Platte
528; sie sind dort auf einer in Fig. 5 gezeigten gedruckten Schaltung 531, 532, 533, wo die einzelnen Spulen
gleichzeitig noch mit verlötet werden, vorgesehen. Die sechs Spulen 521 bis 526 werden dreiphasig angesteuert,
drei Hall-Generatoren 541, 542, 543 sind auf der Leiterplatte 528 angelötet und zwar in einer gedruckten Schaltungsschicht
530, die unmittelbar auf der Oberfläche 529 der Platte 528 aufgebracht ist. Die sechs äquidistanten
Spulen sind von trapezförmiger Gestalt. Den sechs Spulen |
j stehen vier Rotorpole gegenüber. Diese dreiphasige
j Motoranordnung ist im Sinne größerer Leistung nütz-
\ 5 lieh. Bei weniger Leistung und auch bei weniger Gleichförmigkeit
des Drehmoments kann auch eine vierspulige Anordnung bekannterweise verwendet werden. Das kann
jedoch bedeuten, daß nicht nur die Gleichförmigkeit des Drehmoments reduziert wird, sondern auch bei gleichem
Leistungsbedarf die radiale Abmessung der Statorwicklungsanordnung größer wird. Die Trägerplatte 528
f hat einen weichmagnetischen Kern und ist beidseitig
beschichtet. Auf der linken Seite der Fig. 6 ist die einstückige Platine der rechten Figurenhäiite zu sehen,
wobei dort aber auf der Unterseite 39 auch eine gedruckte Schaltung vorgesehen ist. Der dreiphasig ausgeführte
Motor -»eigt sechs äquidistante Statorspulen trapezförmiger Gestalt, wobei wiederum die Hall-Generatoren
in drei benachbarten Spulen in deren Zentrum liegen. Diese Spulen 541 - 546 überlappen sich also
etwa in der Mitte der Fig. 6 mit den Spulen 551 - 5D6
auf der unteren Seite des Capstan-Motors mit den Wikkelmotorspulen
521 - 526 auf der Oberseite der Platte 528. Die Hall-Generatoren 544, 545, 546 sind ebenfalls
wieder um 120 elektrische Grade versetzt, so daß besonders hier beim Capstan-Motor ein konstantes Drehmoment
erreicht wird. Mit dem Gehäusechassis 1 sind erfindungsgemäß die Lagerrohre 561 für den Capstan-Antrieb
materialeinheitlich ausgeführt, dessen Welle Q0 über Kugellager 563, 564 läuft, während die Wickelwelle
508 rechts sich in einem Sinterlager 511 mit zwei Gleitflächen dreht und dieses Gleitlager-Bauteil 511
als gesintertes einstückiges Teil in das materialeinheitlich mit dem Gehäusechassis 1 verbundene Lagerj
35 rohr 562 eingesetzt ist. Beim Konzept nach Fig. 6
! kommt die Hauptsteifigkeit der Anordnung von dem Ge-
; häusechassis 1. Für die Statöreji 521 bis 526 und 551
bis 556 (jeweils Einzelspulen) dient die durchgehende Platte 528 als nicht rotierender magnetischer Rückschluß,
während der rotierende Rückschluß die Scheibe 513 bzw. 567 in ihrer axialen Position die maximale
axiale Dicke des Antriebssatzes bedeutet. Vorzugsweise wird dabei an der Capstan-Welle der Motor unterhalb
der Platte angeordnet - wodurch dann zwangsläufig beim
Wickelantrieb die Antriebsmotoren oberhalb der Platte 10
528 sein müssen. Dies hat zur Folge, daß im Bereich der Capstan-Welle 502 gegen Streufelder empfindliche
Köpfe gegenüber Streufeldern aus der Statorwickiung 551 - 556 aufgrund der weichmagnetischen Platte 528
abgeschirmt sind. Rechts neben der Welle 502 ist noch ein Arretierungsstift 575 und am rechten Ende der Fig.
6 ein entsprechender Stift 576 zur Halterung der Kassette zu sehen.
Das Lagerrohr 561 der Capstan-Welle 502 ist, wie Fig.
6 zeigt, hochgezogen, damit die beiden Kugellager 56Z, 364 einen möglichst großen Abstand erhalten können.
Dies ist vorteilhaft, weil die Querbelastung auf die Welle 502 am Ende im Betrieb eine beträchtliche Kraft
darstellt. Der Abstand der Lager 563, 564 in axialer
25
Richtung müßte bei den übrigen Gegebenheiten (Einbauraum und standardisierte Abmessungen) kleiner sein,
wenn der Motor mit dem Rotor 510 oberhalb der Platte 528 wäre. Außerdem sind die Streufelder, wie schon
oben geschildert, dadurch in der Nähe des Endes der 30
Capstan-Welle 502, wo auch Köpfe angeordnet sind, kleiner, wenn die Statorspulen unterhalb der Platte
528 sind (zusammen mit den rotierenden Magneten). Ein Hall-Generator 529 liegt am Umfang des Teils 516, der
ein Permanentmagnetring mit 36 oder 48 Polen ist, axial magnetisiert sind und mit ihrem Magnetfeld auf
den Hall-Generator 559 wirken. Der Ring 569, der schälenartig
zusammen mit der Platte 573 das rotierende Gehäuse des Capstan-Motors darstellt, kann auch als ein
solcher Permanentmagnet ausgebildet sein und auf einen entsprechend angeordneten Hall-Generator wirken, wie
auf der rechten Seite dargestellt und mit 559 beziffert ist* Aus den Impulsen dieses Hall-Generators können
Zähl- oder Rotationssignale zur Steuerung oder zum Messen der Bandwickel oder der Umdrehungen gewonnen
werden.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen
Hartplattenspeicher mit einem voice-coil-Kt/tor 768 und einem Plattenmotor
766. Bei diesen Motoren sind zwei Wellen 776 mit beispielsweise einem Durchmesser von S mm so gelagert,
daß ihre Achsen 772 genau parallel zueinander verlaufen. Hierzu sind zwei Lager 770, die aus jeweils
miteinander identischen Kugellagern 778 bestehen, an entsprechenden Lagerflächen des Gehäusechassis 1 angebracht.
Der Motor 766 hat einen Stator 780, während der Motor 768 einen Stator 784 aufweist. Beide Statoren
780 und 784 sind an einer Leiterplatte 782 angebracht, welche außerdem zur Aufnahme von beispielsweise HaIl-Elementen
dient. Der eine Stator ist an der Leiterplatte 782 fixiert, der andere ist zum Toleranzausgleich mit minimalem
Spiel an ihr verschieblich befestigt. Ein metallischer Abschirmring 786 ist um jeden der Statoren 780 und 784 zwischen
diesen und dem Gehäusechassis 1 vorgesehen.
Die Leiterplatte 782 ist vorzugsweise lösbar an dem Gehäusechassis 1 befestigt. Die Lage des Stators 784
des voice-coil-Motors 768 kann z. B. mittels eines (nicht gezeigten) Dorns im Lager eingestellt werden,
während der Rotor des Plattenmotors 766 mittels eines leitenden Klebstoffes in seiner Position verschraubt
werden kann.
In dem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist eben- |
falls wieder eine Chassis-Platte gezeiqt, die im wesentlichen in
einer Ebene verläuft, an welcher zwei zylindrische An- |
sätze angegossen sind» Auch bei diesem signalverarbeitenden Gerät, einem Hartplattenspeicher, geht es darum, die
um den sogenannten Hub-Motor 766 angeordneten Platten in jj
einer hochgenauen über die Lebensdauer konstanten Position jj rotieren zu lassen, während der linke Voice-Coil-Motor
eine exakte Bewegung radial zur Achse des Motors 766 steuern oder ausführen muß, da eine hohe Spurdichte auf
den um die Achse des Motors 766 rotierenden Speicherplatten eine sehr exakte radiale Position der Leseköpfe (wie
angedeutet vom Motor 768 gesteuer und bewegt) ausführen
muß. Lagerrohrartige hohlzylindrische Teile 791 |
und 792 sind wie erwähnt einstückig mit der Chassisplatte 1 und (beide Laaer) in einer Stufe bearbeitet (gemäß Anspruch
1). Damit sind die Wellen 776 bzw. die Achsen 772 | möglichst exakt zueinander positioniert. Dies ist die
Hauptforderung. Diesem Zweck dient natürlich, daß die
2ö Rotoren einwandfrei gelagert und gewuchtet, ohne Vibration
zu erzeugen, um diese Achsen rotieren. Die Statoren werden jeweils diesen Achsen sozusagen zugeordnet, indem sie mit
ausreichender Genauigkeit so montiert werden, daß die vorgeschriebenen Luftspaltabstände zwischen Statoren und i
Rotoren eingehalten werden. Der Stator des Motors 766 ist relativ exakt auf den Lagerrohransatz 792 aufgesetzt (indem
z. B. hier eine Außensitzflache 793 auch in der gleichen Arbeitsstufe mit angebracht wird. Die Genauigkeit
des Stators des Hub-Motors muß also relativ hoch sein, da er eine strengere Luftspaltforderung hat.
Der Stator des Voice-Coil-Motors 768 wird in der oben beschriebenen
Weise evtl. nächjustiert. Die Methode mittels Dornen der Lagerung ist jedoch auch ziemlich genau. Der
Innenstator des Außenläufer-Hub-Motors 766 kann aber relativ bequem und genau auf dem Lagerrohrsitz 793 angebracht
werden.
Unter der Chassis-Platte 1, axial sehr kompakt, liegt der Hub-Motor, der ein Durchmesser-Längen-Verhältnis von
5-10 : 1 hat, d. h., der Luftspaltdurchmesser ist das Fünf- bis Zehnfache der axialen Länge des Luftspaltes
bzw. Ringmagneten. Etwa von gleicher axialer Höhe ist der Voice-Coil-Motor in dem sehr flachen Chassis 1 mit
dem Rand 712, der die axiale Länge der Antriebsmotoren noch um einen Sicherheitsabstand 715 übergreift, ange-
nannte Hub oder die Plattennabe 713 vorgesehen. Es versteht
sich, daß der Außenläufermotor zu dieser Nabe 713 auch ein Innenläufer oder ein sogenannter Inhub-Motor
sein kann, bei dem eine rotierende oder auch sogenannte stehende Welle einen Motor, der im Innern der
Nabe angeordnet ist, trägt. Die Problematik mit der Lagersitzgenauigkeit ist dort die gleiche. Auch bei einem sogenannten
Inhub-Motor bestehen die scharfen Toleranzvorschrifte^
und der Inhub-Motor ist praktisch nur als Aussenläufer
ausbildbar, jedoch kann er mit einer rotierenden oder einer stehenden Welle versehen sein. Im Falle
einer stehenden Welle wird diese selbst mit der erforderlichen Genauigkeit in einer Bohrung der Chassis-Platte 1
fixiert. Diese Lösung wird bevorzuot, wegen der extremen
radialen Begrenzung (für den Außenhubdurchmesser ist ein standardisierter Durchmesser von z. B. 40 oder sogar
25,4 mm vorgeschrieben). Diese Lösung mit der festen Welle stellt, was die Motorleistung betrifft, in Verbindung mit
der Raumausnützung eine vorteilhaftere Konstruktion dar. In jedem Fall muß auch dann diese feste, nicht
rotierende (oder auch rotierende) Welle entsprechend exakt in der Platte oder zur Plattenauflage positioniert sein.
Der Hub-Motor zeigt einen Stahlbügel 714, der als ferromagnetisches
Bauteil auf dem Außenrotor vor der Wuchtung angeordnet ist und in einen gegenüberliegenden magnetfeldempfindlichen
Sensor pro Umdrehung einen Impuls induziert. Ein Permanentmagnetring 716 ΐεΐ, evtl . auch inHalb- oder
Viertelschalen, in eine Außenrotorglocke 717 eingeklebt,
• · - · · · Mt till >
welche über ein Zwischenflanschteil 718 mit der Welle
verschraubt oder verklebt ist. Durch leitfähige Klebemittel
oder durch strqmleitfähige Ferrofluide an der Stelle 719 (Magnetdichtung 720 zwischen der Welle 776 und dem Chassis
1) wird einerseits das Lagersystem gegenüber dem Raum mit der Nabe 713, der einer hochgenauen Reinigkeitsforderung unterliegt,
abgedichtet und andererseits gleichzeitig geerdet, d. h. es muß eine gewisse leitende Verbindung
zwischen dein Rotor bzw ^ dsr Nabe und der Chassis—Platte
hergestellt werden. Notfalls kann das auch im Lagerbereich durch eine/ die Welle 716 spiralförmig umschlingende und
auf ihr gleitende Metallfeder gelöst werden*
Die Magnetdichtung 720 ist axial ineinandergreifend im Innern der ^abe 713 so vorgesehen, daß sie in einer kleinen
axialen Erhebung der Platte 1 liegt, so daß dadurch kein zusätzlicher Bauhöhenbedarf entsteht.
Die Fig. 8 und 9 bzw. 10 und 11 zeigen jeweils zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung für-einen-Hub-Motor wie in Fig;- 7 dargestellt^
bei denen mit einer Lagerfläche 801 des aus Aluminium bestehenden Gehäusechassis 1 eine Stahlhülse 802 über einen 2
bis 20 μΐη dicken Klebstoffilm aus einer hochviskosen,
anaerob aushärtenden Klebeflüssigkeit verbunden ist. In der Stahlhülse 802 liegen Kugellager 803, die mittels einer
Feder 804 verspannt sind.
Zwischen den Ausführungsbeispielen der Fig. 8, 9 und 10, 11 besteht der Unterschied, daß drei bzw. sechs
Platten aufgenommen werden können, wobei jedoch der gleiche Motor verwendet wird und auch die Elektronik
einschließlich eines Signalmagneten 805 am unteren Rand der Außenrotorglocke 806 beibehalten werden kann.
Um die Klebesitzflache zu vergrößern, sitzt bei beiden
Ausführungsbeispielen der Motor in einer Wanne 807 des
Gerätechassis 1. Ebenso sind bei beiden Ausführungsbeispielen eine Leiterplatte 808, die über einen
Schnappverschluß 809 festgelegt ist, in Aufsicht und Schnitt jeweils um 90° verdreht gezeichnete Anschlußleitungen
810 sowie Magnete 811 gleich. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 10, 11 ist zusätzlich
noch ein unmagnetischer Distanzring 813 zwischen den Magneten 805 und 812 vorgesehen,und in Fig. 10 rechts
ist der (linke) Magnetring 811 durch zwei axial halbierte Motormagnetringe 811, 812 ersetzt.
30
Durch die gemeinsame Bearbeitung der Lagerbohrungen, der Bezugsflächen und gegebenenfalls der Schlitze wird j
auf einfache Weise ein Höchstttiö. : ι Genauigkeit er- !
reicht, wobei gleichzeitig der Aufbau des Antriebs-35
systems vereinfacht ist, da das Gerätechassis und beispielsweise Motorflansche einstückig ausgebildet
sind.
Durch die Wanne 807, d. h. die Vertiefung, wird die
Steifigkeit der Chassis-Platte 1 zusätzlich erhöht.
Außerdem wird die Klebesitzlänge axial verlängert
Steifigkeit der Chassis-Platte 1 zusätzlich erhöht.
Außerdem wird die Klebesitzlänge axial verlängert
(Fläche 801). Am oberen Rand der Stahlhülse 802 befindet
sich eine sogenannte Magnetdichtung, die in bekannter 1
ρ Weise mit magnetoliquider Flüssigkeit arbeitet. Die Welle |
816 ist in die Nabe 817 konstant hochgenau eingepaßt. Die r
zylindrische Außenfläche 818 der Nabe 817 muß zur Achse J1
819 exakt koaxial sein. In die Welle 816 sind Laufrille^ f
820 für die Kugeln 821 der Lager eingelassen. Die Welle |
816 wirkt wie ein Innenlaufring der Lager. Diese Lösung I
ist an sich bekannt. Die Welle 819 weist am unteren Ende S eine Rundung 823 auf, welche im Zentrum (möglichst auch |
in der Achse 819) gegen ein Kunststoffklötzchen 824 nach | Art eines Punktlagers anläuft, über diese Punktlagerfläche
wird die elektrostatische Aufladung des Rotors abgeführt
auf eine federnde Kappe 815, die in der Stahlhülse 802
gehaltert ist. Durch die Vertiefung (Wanne 807) wird die
Klebesitzflache 801 mindestens auf die halbe axiale Länge
wird die elektrostatische Aufladung des Rotors abgeführt
auf eine federnde Kappe 815, die in der Stahlhülse 802
gehaltert ist. Durch die Vertiefung (Wanne 807) wird die
Klebesitzflache 801 mindestens auf die halbe axiale Länge
der Stahlhülse erstreckt, ohne daß die Nabe 806 höher
über die Chassis-Platte 1 hinausragt. Im Falle der Fig.
10 wird die zusätzliche Klebesitzlänge aufgrund der
höheren Nabe (für mehr Platten) dadurch gewonnen, daß die
lagerrohrartige Angußhülse 825 sich im Innern der Nabe
über die Chassis-Platte 1 hinausragt. Im Falle der Fig.
10 wird die zusätzliche Klebesitzlänge aufgrund der
höheren Nabe (für mehr Platten) dadurch gewonnen, daß die
lagerrohrartige Angußhülse 825 sich im Innern der Nabe
verlängernd in die Konstruktion einfügt.
Claims (1)
- ■t · · · «<iiG 85 33 869.9 Papst Motoren GmbH(Neue) SchutzansprücheIntegriertes Antriebssystem für signalverarbeitende Geräte, insbesondere Video- und sonstige Impulsaufzeichnungsgeräte, mit- einem Gerätechassis (1),- mindestens einem Motor (20, 21, 22) einschließlich eines Lager- und/oder Führungsflächen aufweisenden Befestigungsteils hierfür,- Bohrungen (z.B. 2, 50, 55) für Lagerwellen (z.B. 4, Γ5, 1Γ) und Achsen und/oder- Hilfstei^n zur genauen Bewegung oder Führung von Geräteteilen,dadurch gekennzeichnet,- daß das Gerätechassis (1) und das Befestigungsteil einstückig in einem Bauteil ausgeführt sind und- daß die Bohrungen für sämtliche Lagerwellen und/oder Achsen und/oder Führungsbahnen, die in einer Arbeitsstufe hergestellt sind, in dem einen Bauteil vorgesehen sind.Integriertes Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätechassis (1) und das Befestigungsteil aus Metall gegossen oder aus Kunststoff gespritzt, gegossen oder gepreßt sindj «· · ι» ItI3. Integriertes Antriebssystem nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Gerätechassis (1) Teile montiert sind, die so mit dem Gerätechassis verbunden sind, daß der Temperaturgang kompensiert ist.4. Integriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil ein Motorflansch ist.5. Integriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle zu bearbeitenden Flächen ohne Umspannen im Gerätechassis(1) ausgeführt sind.6. Integriertes Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen und die Laufflächen für Bandfuhrungsschlitten ohne Umspannen im Gerätechassis (1) ausgeführt sind.7. Integriertes Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff faserverstärkt ist .8. Integriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche1 bis 7 für wenigstens einen Abtastkopf eines Hartplattenspeichers, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein den Abtastkopf (413) führender Schlitz (404 - 406) und eins Lagerbohrung (403), die zusammen in einer Arbeitsstufe hergestellt sind, im Gerätechassis vorgesehen sind.9. Integriertes Antriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zueinander in vorbestimmten Abständen parallele und konzentrischti il nil · · · *, ii ·· · «tillzur Lagerbohrung (403) verlaufende Schlitze (405, 406), die in einer Arbeitsstufe hergestellt sind, im Gerätechässis (401) vorgesehen sind,10i Integriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfsteile (z.B. 3) mit untergeordneter Toleranzbedeutung mit dem Gerätechassis (1) und dem Befestigungsteil gemeinsam hergestellt sind.11. Integriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, da3 das Gerätechassis (1) auch eine Steuerelektronik trägt. 1512. Ingetriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil Lager- und/oder Führungsflachen für ver^ schiedene Motoren aufweist.13. Integriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor über eine mit den Lagerflächen verbundene Hülse an dem Befestigungsteil angebracht ist.14. Integriertes Antriebssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse mit der Lagerfjäche über einen Klebstoffilm verklebt ist.15. Integriertes Antriebssystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus Stahl besteht.16. Integriertes Antriebssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, <
aus Aluminium besteht.QO durch gekennzeichnet, daß das Gerätechassis (1)17. integriertes Antriebssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoffilm möglichstdünn ausgebildet ist. 518. Integriertes Antriebssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoffilm 2 bis 30 um, vorzugsweise 2 bis 2Ö un^dick ist.19. Integriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche 14, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoffilm aus eieer hochviskosen anaeroben Klebeflüssigkeit besteht.20. Integriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor wenigstens teilweise in einer im Gerätechassis vorgesehenen Wanne untergebracht ist.. Integriertes Antriebssystem nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ι der Motor Magnete aufweist, die aus Ringen zu- | sammengesetzt sind, welche über Nuten und Nasenineinander greifen. 25
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US73321885A | 1985-05-10 | 1985-05-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8533869U1 true DE8533869U1 (de) | 1986-08-21 |
Family
ID=24946709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19858533869 Expired DE8533869U1 (de) | 1985-05-10 | 1985-12-02 | Integriertes Antriebssystem für signalverarbeitende Geräte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8533869U1 (de) |
-
1985
- 1985-12-02 DE DE19858533869 patent/DE8533869U1/de not_active Expired
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