NL1016037C2 - Inrichting voor het in een twee-traps configuratie positioneren van een object. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor het in een twee-traps configuratie positioneren van een object.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het in een twee-traps configuratie positioneren van een object, zoals bijvoorbeeld een magneetkop in een opname- en/of weergave apparaat ten opzichte van een magnetische band, waarbij het object door middel van een 5 door een eerste motor aangedreven spindel grof verplaatsbaar is en door middel van een tweede motor fijn verplaatsbaar is. De inrichting is in het algemeen toepasbaar in grof-fijn positioneringssystemen waar hoge positioneringsnauwkeurigheden van groot belang zijn.

Wanneer in een opname-en/of weergave apparaat met behulp van 10 een magneetkop informatie in een groot aantal sporen op een magnetische band moet worden geschreven of van een magnetische band moet worden gelezen, bijvoorbeeld in 192 sporen op een 8 mm brede band, dient de magneetkop in de breedterichting van de band nauwkeurig te kunnen worden gepositioneerd. Een dergelijke positionering vindt in de praktijk 15 plaats met behulp van een servoloop die, reagerend op spoorvolgsignalen in de band, de magneetkop nastuurt op de band. De magneetkop dient daarbij zowel dynamisch van het ene spoor op het andere spoor te kunnen worden nagestuurd, als op een spoor te worden gehouden, ook als zich kleine positieveranderingen in de band voordoen. Om een dergelijke nasturing op 20 nauwkeurige wijze te realiseren is het bekend gebruik te maken van een twee-traps actuator, waarbij met behulp van een door een eerste motor aangedreven spindel een grove positionering mogelijk wordt om met name snel de magneetkop van het ene naar het andere spoor te verplaatsen, terwijl met behulp van een tweede motor een fijne positionering mogelijk 25 wordt om met name de magneetkop op het desbetreffende spoor te houden. Bij deze bekende twee-traps actuator wordt de magneetkop met de tweede motor en de middelen om de magneetkop met behulp van deze tweede motor 101603?« 2 te verplaatsen tezamen als één geheel verplaatst langs een in de breedterichting van de band verlopende spindel die door de eerste motor wordt gestuurd. Deze twee-traps actuator kan dan ook worden beschouwd als een, die werkzaam is in serieconfiguratie. Binnen genoemd geheel 5 omvatten de middelen om de magneetkop met behulp van de tweede motor te verplaatsen bijvoorbeeld een draaias. Het nadeel van deze constructie is dat een relatief grote massa langs de spindel voor de grof positionering dient te worden verplaatst hetgeen een beperking aan de bij snelle positionering haalbare nauwkeurigheid inhoudt.

10 Het doel van de uitvinding is deze nadelen op te heffen en voorts meer in het algemeen een inrichting voor het in een twee-traps configuratie positioneren van een object te verschaffen, waarbij een snelle * positieverandering mogelijk wordt, terwijl toch een uitermate hoge positioneringsnauwkeurigheid kan worden bereikt en in het bijzonder een 15 inrichting voor het positioneren van een magneetkop, die een snelle positionering van de magneetkop van het ene naar het andere spoor mogelijk maakt, terwijl toch een uitermate hoge positioneringsnauwkeurigheid van de magneetkop kan worden bereikt.

Overeenkomstig de uitvinding heeft daartoe de inrichting, zoals deze 20 in de aanhef is omschreven, het kenmerk, dat de spindel zelf met behulp van de tweede motor in zijn lengterichting verplaatsbaar is. Toegepast in een opname- en/of weergave apparaat kan de magneetkop met zeer geringe additionele massa daarbij rechtstreeks, om de afstand tussen de genoemde positiebepalende spindel en de magneetkop zo klein mogelijk te doen zijn, 25 en snel in zijn zwaartepunt aangedreven langs de spindel in de breedterichting van de band worden verplaatst, terwijl onafhankelijk daarvan de spindel met de magneetkop in de breedterichting van de band nog eens fijn kan worden gepositioneerd. Deze twee-traps actuator kan worden beschouwd als een, die werkzaam is in parallelconfiguratie, waarbij 3 beide motoren vast zijn verbonden met het huis of een frame waarin het object verplaatsbaar is aangebracht.

In een voorkeursuitvoeringsvorm steunt de spindel aan het ene uiteinde verend af in een huis of frame ten opzichte waarvan het object 5 verplaatsbaar is en aan het andere uiteinde in een lager dat door middel van de tweede motor in de lengterichting van de spindel verplaatsbaar is. Om de verende afsteuning van het ene uiteinde van de spindel zoveel mogelijk wrijvingsloos te realiseren kan deze verende afsteuning een op dit uiteinde rustende kogel omvatten en een tussen de kogel en het huis of 10 frame gelegen veer. Om een goede centrering en een zowel axiaal als radiaal in hoofdzaak spelingsvrije afsteuning van de spindel in het lager te verkrijgen, kan het lager als kogellager zijn uitgevoerd en het hierop afsteunende uiteinde van de spindel een taps verloop hebben. Het lager en daarmee de spindel is bij voorkeur in de lengterichting van de spindel 15 verplaatsbaar door middel van een door de tweede motor aangedreven hefboom. Door een dergelijke hefboomconstructie is een hoge instelnauwkeurigheid van de positie van de spindel mogelijk. De hefboom is kantelbaar in een onder veerdruk staand scharnier om de speling in het scharnier zo veel mogelijk te beperken, terwijl de hefboom is 20 uitgebalanceerd rond zijn scharnierpunt, zodat de fijninstelling minder schokgevoelig is. Voorts is om de positie van de hefboom en dus van het lager en daarmee de spindel en het object in de lengterichting van de spindel te bepalen een sensor aanwezig .

In een eerste uitvoeringsvorm kan het object zijn aangebracht op een 25 drager die vast is verbonden met een eerste langs de spindel beweegbaar spindelmoerdelement en die beweegbaar is verbonden met een tweede langs de spindel beweegbaar spindelmoerelement, terwijl tussen de beide spindelmoerelementen een verend element aanwezig is. In deze uitvoeringsvorm kan het object met het tweede spindelmoerelement zijn 30 verbonden middels een bladveer parallellogramconstructie. In deze 4 uitvoeringsvorm wordt speling die in de spindelbeweging aanwezig is tegengegaan, omdat bij deze constructie door het verend element het eerste en tweede spindelmoerelement tegen de groefranden van de spindel zo ver mogelijk van elkaar gedrukt worden gehouden.

5 In een tweede uitvoeringsvorm is het object aangebracht op een drager die vast is verbonden met een eerste en een tweede langs de spindel beweegbaar spindelmoerelement. Om de speling die in de spindelbeweging aanwezig is tegen te gaan, kan een andere, hierna te noemen maatregel worden toegepast.

10 In beide uitvoeringsvormen is het gunstig wanneer middelen aanwezig zijn om een rotatie van het object rond de as van de spindel tegen te gaan. Deze middelen kunnen zijn uitgevoerd in de vorm van een veerconstructie. Deze veerconstructie is bij voorkeur vast in contact met een ten opzichte van het object achter de spindel gelegen huis- of framedeel, 15 terwijl de vrije uiteinden van de veerconstructie door openingen in het eerste en tweede spindelmoerelement en in de groeven van de spindel verlopen. Deze veerconstructie heeft in de tweede uitvoeringsvorm nog een verdere functie, te weten: er voor zorgen dat de speling in de spindelbeweging wordt tegengegaan. Hiertoe zijn dan wel de openingen in 20 een van de beide vast met de drager voor het object verbonden spindelmoerelementen gevormd door slobgaten.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening. In deze tekening toont: 25 Fig. 1 op schematische wijze de inrichting overeenkomstig de uitvinding in een eerste uitvoeringsvorm; en

Fig. 2 een detail daarvan in een tweede uitvoeringsvorm.

De in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvorm van de inrichting overeenkomstig de uitvinding is toegepast in een opname- en/of weergave 30 apparaat, waarbij in een twee-traps configuratie een magneetkop ten 101 6 Π 3 7 m 5 opzichte van een magnetische band kan worden gepositioneerd, en omvat een spindel 1 die aan het bovenuiteinde verend afsteunt in een huis of frame 2 en aan het onderuiteinde afsteunt in een lager 3 dat is aangebracht op het ene uiteinde van een hefboom 4. Aan het bovenuiteinde is om de spindel 1 5 een bus 5 aangebracht, om welke bus een bladveer 5' is aangebracht welke aan het huis of frame 2 is bevestigd. Een tandwiel 6 is verbonden met de spindel 1. De spindel 1 wordt door middel van een eerste motor 7 met een tandwiel 8 dat met het tandwiel 6 in aangrijping staat aangedreven. De verende afsteuning van de spindel omvat een op het bovenuiteinde van de 10 spindel rustende en door de bus 5 omgeven kogel 9 en een tussen de kogel 9 en het huis of frame 2 aangebrachte veer 10. De afsteuning van de spindel 1 in het lager 3 wordt gerealiseerd door het lager als kogellager uit te voeren en door de spindel een taps uiteinde 11 te geven en dit taps verlopende uiteinde 11 centraal in het kogellager te laten rusten. De hefboom 4 is 15 kantelbaar opgesteld in het huis of frame 2 en wordt door een tweede motor 12 met een spindelverstelling aangedreven. Door de motor 12 kan het kogellager 3 in de lengterichting van de spindel 1 worden bewogen, terwijl door de motor 7 de spindel 1 kan worden verdraaid. De plaats van het scharnierpunt 13 van de hefboom 4 is in hoofdzaak in het zwaartepunt van 20 de hefboom 4 gekozen. Het scharnierpunt 13 is elastisch uitgevoerd om speling in de hefboom te vermijden.

Langs de spindel is een tweetal spindelmoerelementen 14 en 15 beweegbaar. Het spindelmoerelement 14 is voorzien van een drager 16 voor een magneetkop 17. De drager 16 is gekoppeld met het spindelmoerelement 25 15 door middel van een bladveer parallellogramconstructie 18. Om speling in de beweging van de spindelmoerelementen 14 en 15 in de lengterichting van de spindel 1 op te kunnen vangen, is tussen de beide spindelmoerelementen 14 en 15 en om de spindel 1 een verend element 19 aangebracht. Voorts is een veerconstructie 20 aanwezig om een rotatie van 30 de spindelmoerelementen 14 en 15 en derhalve van de drager 16 met de 6 magneetkop 17 ten opzichte van de spindel 1 tegen te gaan. In de weergegeven uitvoeringsvorm bestaat de veerconstructie 20 uit een tweetal stangen 21 en 22 die aan het ene uiteinde vast zijn gelegd tegen een ten opzichte van de magneetkop 17 achter de spindel 1 gelegen huis- of 5 framedeel 23, terwijl het vrije uiteinde van deze stangen 21 en 22 is gestoken door een opening 24, respectievelijk 24' in de spindelmoerelementen 14 en 15, om een deel van de groeven van de spindel 1 geleid en door openingen 25, respectievelijk 25' in de spindelmoerelementen 14 en 15 weer naar buiten gevoerd.

10 Om de positie van de spindel 1 in verticale richting te bepalen is een reflectiesensor 26 aanwezig op het huis of frame 2 en wel direct onder het gedeelte van de hefboom 4 waarop het lager 3 zich bevindt. Op grond van spoorvolgsignalen die van een langs de magneetkop 17 geleide magnetische band wordt gelezen en van uitgangssignalen van de sensor 26 worden in de 15 besturingseenheid 27 stuursignalen voor de motoren 7 en 12 afgeleid.

Daarbij geldt dat voor relatief grove positioneringsstappen, bijvoorbeeld om de magneetkop van een eerste spoor op de magneetband naar een tweede spoor daarop te leiden, alleen de motor 7 wordt bekrachtigd, terwijl voor een fijnpositionering, bijvoorbeeld om de magneetkop op een te volgen spoor te 20 houden, alleen de motor 12 wordt bekrachtigd.

In de fig. 2 weergegeven uitvoeringsvorm vormen de beide spindelmoerelementen 14 en 15' en de drager 16 met de magneetkop 17 een geheel. Het verend element 19 als ook de bladveer parallellogramconstructie 18 is hier dan ook niet nodig. Om speling in de beweging van genoemd 25 geheel ten opzichte van de spindel 1 op te vangen zijn de openingen in het spindelmoerelement 15' gevormd door slobgaten 28 en is tussen de beide stangen 21 en 22 een deze stangen uiteen duwende kracht aanwezig, waardoor het geheel van spindelmoerelementen, drager en magneetkop steeds tegen de onderrand van een groef in de spindel wordt gedrukt. De 30 veerconstructie 20 heeft in deze uivoeringsvorm derhalve zowel de functie 7 om rotatie van genoemd geheel rond de spindel tegen te gaan als de functie om speling in de beweging in de lengterichting van het geheel ten opzichte van de spindel op te vangen.

De uitvinding is niet beperkt tot de hier aan de hand van de tekening 5 beschreven uitvoeringvormen, doch omvat allerlei modificaties hierop, uiteraard voor zover deze vallen binnen de beschermingsomvang van de hiernavolgende conclusies.

1 0 \ O' ;j ·

Claims (12)

1. Inrichting voor het in een twee-traps configuratie positioneren van een object, zoals bijvoorbeeld een magneetkop in een opname- en/of weergave apparaat ten opzichte van een magnetische band, waarbij het object door middel van een door een eerste motor aangedreven spindel grof 5 verplaatsbaar is en door middel van een tweede motor fijn verplaatsbaar is, met het kenmerk, dat de spindel zelf met behulp van de tweede motor in zijn lengterichting verplaatsbaar is.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de spindel aan het ene uiteinde verend afsteunt in een huis of frame ten opzichte 10 waarvan het object verplaatsbaar is en aan het andere uiteinde afsteunt in een lager dat door middel van de tweede motor in de lengterichting van de spindel verplaatsbaar is.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de verende afsteuning van het ene uiteinde van de spindel een op dit uiteinde rustende 15 kogel omvat en een tussen de kogel en het huis of frame gelegen veer.

4. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het lager een kogellager is en het hierop afsteunende uiteinde van de spindel een taps verloop heeft.

5. Inrichting volgens een van de conclusies 2-4, met het kenmerk, dat 20 het lager en daarmee de spindel in de lengterichting van de spindel verplaatsbaar is door middel van een door de tweede motor aangedreven hefboom.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat een sensor aanwezig is om de positie van het lager in de lengterichting van de spindel 25 te bepalen.

7. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het object is aangebracht op een drager die vast is verbonden met een eerste langs de spindel beweegbaar spindelmoerdelement en die beweegbaar is verbonden met een tweede langs de spindel beweegbaar spindelmoerelement, terwijl tussen de beide spindelmoerelementen een verend element aanwezig is.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de magneetkop met het tweede spindelmoerelement is verbonden middels een bladveer parallellogramconstructie.

9. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het object is aangebracht op een drager die vast is verbonden 10 met een eerste en een tweede langs de spindel beweegbaar spindelmoerelement.

10. Inrichting volgens een van de conclusies 7-9, met het kenmerk, dat middelen, zoals een veerconstructie, aanwezig zijn om een rotatie van het object rond de as van de spindel tegen te gaan.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de veerconstructie spelingsvrij is verbonden met een ten opzichte van het object achter de spindel gelegen huis- of framedeel en dat de vrije uiteinden van de veerconstructie door openingen in het eerste en tweede spindelmoerelement en in de groeven van de spindel verlopen.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de openingen in een van de beide vast met de drager voor het object verbonden spindelmoerelementen worden gevormd door slobgaten.