NL8005948A

NL8005948A - Zwenkspiegelinrichting.

Info

Publication number: NL8005948A
Application number: NL8005948A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1982-05-17
Also published as: AU7689281A; CA1160875A; JPS5791142U; DE3165257D1; ES269689U; JPH0214014Y2; ES269689Y; EP0051331A1; US4376572A; EP0051331B1; ATE8823T1; AU541896B2

Description

-Λ X V - l* PHN 9869 1

N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN IE EINDHOVEN

"Zwenkspiegelinrichting"

De uitvinding heeft betrekking op een zwenkspiegelinrichting voor een, met behuilp van een stralenbundel, informatiesporen op een informatiedrager aftastend apparaat en omvattende: een om minstens één zwenkas zwenkbare zwenkspiegel met een stralingreflecterende frontzijde 5 en, daar tegenover, een rugzijde* alsmede een spiegellagering omvattende een starre lagersteun met een zich nabij de rugzijde van de zwenkspie-gel bevindend eerste uiteinde en een daarvan afgekeerd tweede uiteinde en een zowel met de rugzijde van de zwenkspiegel als met de lagersteun verbonden elastisch lager uit rubberachtig materiaal, dat het eerste 10 uiteinde van de lagersteun en een deel van de lagersteun nabij het eerste uiteinde omgeeft.

Een zwenkspiegelinrichting van deze aard is bekend uit het amerikaanse octrooischrift No. 4.021.076. Bij deze bekende zwenkspiegelinrichting wordt voorgesteld het spiegellager te vervaardigen uit 15 een siliconenrubber, waarbij vloeibaar siliconenrubber door een toevoer-kanaal in de starre lagersteun kan worden toegevoerd. De zwenkspiegel en de lagersteun worden in een onderlinge ruimtelijke relatie gebracht welke, althans in hoofdzaak, overeenkomt met de ruimtelijke relatie die aanwezig moet zijn in de gerede zwenkspiegelinrichting en een siliconen-20 . rubber massa wordt in een visceuze, gietbare, toestand door het toevoer-kanaal aangebracht om de ruimte aanwezig tussen de rugzijde van de zwenkspiegel en het eerste uiteinde van de lagersteun op te vullen. Hierna wordt de siliconenrubber uitgehard. Gezien de problemen welke bij de vervaardiging van dergelijke zwenkspiegelinrichtingen optreden, vooral 25 de moeilijkheden bij het hanteren van de visceuze siliconenrubber massa en de benodigde lange uithardtijd, is in het amerikaanse octrooischrift No. 4.129.930 voorgesteld het elastische lager eerst als een gereed onderdeel te vervaardigen en het pas in een later stadium met de zwenkspiegel te verbinden. Een geschikt rubberachtig materiaal voor een 30 volgens deze werkwijze vervaardigd lager is bijvoorbeeld chloropreen-rubber. Het is mogelijk om de lagersteun en het elastische lager in een persmal, met behulp van een persprocédé en tijdens het vervaardigen van 8005948 * ) PHN 9869 2 het elastische lager, met elkaar te verbinden. Na het perprocêdé vonten de lagersteun en het elastische lager tezamen een gemakkelijk hanteerbare montageeenheid.

Een van de problemen welke kunnen optreden met zwenkspiegelin-5 richtingen met elastische lagers is, dat in de zwenkrichtingen waarin de zwenkspiegel dient te kunnen zwenken een grote elasticiteit gewenst is, maar dat in alle andere bewegingsrichtingen het lager juist een grote stijfheid dient te bezitten. In het eerstgenoemde . amerikaan-se octrooi 4.021.076 wordt een zwenkspiegelinrichting beschreven waarbij de lagersteun buisvormig is en met een opening welke naar de rugzijde van de zwenkspiegel is toegekeerd. De siliconenrubber massa bevindt zich niet alleen tussen het open uiteinde van de lagersteun en de rugzijde van de zwenkspiegel, maar ook gedeeltelijk cm de lagersteun. De zwenkspiegel is zwenkbaar om iedere as loodrecht op de optische as ^ van de zwenkspiegel en gaande door een zwenkpunt nabij het eerste uiteinde van de lagersteun. Door de aanwezigheid van het buisvormige gedeelte van de lagersteun binnen in het gedeelte van de rubbermassa dat met de rugzijde van de zwenkspiegel is verbonden is de spiegellagering voldoende stijf voor translatiebewegingen loodrecht op de optische as 20 van de zwenkspiegelinrichting. De elasticiteit van de zwenklagering in de gewenste zwenkrichtingen wordt evenwel nadelig beïnvloedt. Het is gezien deze tegenstrijdige eisen van belang te streven naar een lagerconstructie, die een gewenste mate van elasticiteit in de gewenste zwenkrichting of zwenkrichtingen bezit bij een zo klein mogelijk 25 volume aan rubberachtig elastisch materiaal. Bij een andere beschreven zwenkspiegel-inrichting is de zwenkspiegel om slechts een enkele as loodrecht op de optische as van de zwenkspiegel zwenkbaar en heeft de lagersteun een zodanige vorm dat een langgerekt elastisch lager bij het aanbrengen van de siliconenrubber massa ontstaat. Bij dit lager 30 bevindt de siliconenrubber zich uitsluitend tussen de zwenkspiegel en de lagersteun, zodat niet delen van de lagersteun tot in het elastische lager dringen. Hierdoor is de elasticiteit van de zwenklagering groot in de gewenste zwenkrichting. De stijfheid voor translaties loodrecht cp de zwenkas is echter klein.

35 De uitvinding beoogt een zwenkspiegelinrichting van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen met een spiegellagering die een grote elasticiteit in de gewenste zwenkrichtingen biedt en die tevens 8005948 / 4 EHN 8969 3 robuust is en een grotere stijfheid bezit voor bewegingen van de zwenkspi.egel in niet gewenste richtingen. Hiertoe wordt de uitvinding daartoe gekenmerkt, dat het genoemde deel van de lagersteun dat zich nabij het eerste uiteinde bevindt een dwarsprofiel bezit dat verloopt 5 van een kleinste dwarsafmeting aan het eerste uiteinde naar een grootste dwarsafmeting qp een meer naar het tweede uiteinde gelegen plaats. Door de aanwezigheid van een deel van de lagersteun binnen in het rubberachtig materiaal verkrijgt de lagering de gewenste stijfheid. Doordat het genoemde deel het genoemde profiel bezit wordt bereikt dat het 10 lager tevens een grote elasticiteit in de gewenste zwenkrichting of zwenkrichtingen bezit. Zoals later nog nader zal worden beschreven is het mogelijk om het lager, rekening houdend met de toelaatbare belastbaarheid van het rubberachtige materiaal, een maximale elasticiteit te geven voor een bepaald volume toegepast rubberachtig materiaal.

15 Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft tot kenmerk, dat het rubberachtige materiaal de lagersteun over de gehele lengte van het gedeelte met het genoemde verlopende dwarsprofiel omgeeft, waarbij ook op de genoemde plaats waar het dwarsprofiel de grootste dwarsafmeting heeft de lagersteun met een laag rubberachtig materiaal omgeven is.

20 De extra laag rubberachtig materiaal heeft slechts een beperkte invloed op de elasticiteit van het lager en vormt als het ware een beschermende omhulling voor het meer naar binnen gelegen gedeelte van het lager dat voor de elastische eigenschappen van de lagering belangrijker is.

Door de omhulling zijn omgevings-invloeden slechts in geringe mate 25 in staat om veranderingen in de loop der tijd teweeg te brengen in de eigenschappen van de lagering.

Een volgende uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft tot kenmerk, dat voor een verankering van het elastische materiaal op de lagersteun, de lagersteun aansluitend qp het gedeelte met het genoemde 07] verlopende dwarsprofiel een verjongd gedeelte bezit. Deze uitvoeringsvorm is vooral van belang uit vervaardigingstechnisch oogpunt. Door de aanwezigheid van de verankering wordt voorkanen dat het rubberachtige materiaal van de lagersteun kan worden afgetrokken of geschoven.

Een optimale kombinatie van eigenschappen van de lagering 35 voor wat betreft elasticiteit in de gewenste richtingen en stijfheid in andere richtingen wordt bereikt met een uitvoeringsvorm van de uitvinding die tot kenmerk heeft, dat het genoemde deel van de lagersteun 8005948

* L

PHN 8969 4 binnen in het elastische materiaal de vorm heeft van een afgeknotte kegel.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening waarin: 5 Fig. 1 een perspectivisch aanzicht is, ten dele in doorsnede en qp meer dan ware grootte, van een zwenkspiegelinrichting volgens de uitvinding,, geschikt voor zwenkingen in twee onderling loodrechte richtingen,

Fig. 2 een grafiek is van het spanningsprofiel in het elas-10 tische materiaal van het lager van de zwenkspiegelinrichting van Fig.

1 bij maximale zwenking,

Fig. 3 op vergrote schaal een doorsnede van een deel van de lagering van de zwenkspiegelinrichting van fig. 1 toont, ter verduidelijking van de grafiek van Fig. 2 en 15 Fig. 4 een explosieaanzicht is van een zwenkspiegelinrichting volgens de uitvinding die geschikt is voor zwenkingen cm een enkele zwenkas.

De zwenkspiegelinrichting volgens fig. 1 is geschikt voor toepassing in optische videqplatenspelers, waarbij een van een laser 20 afkomstige lichtbundel wordt gebruikt voor het aftasten van informatie-sporen op een videoplaat. De inrichting bezit een zwenkspiegel 1_ met een stralingsreflekterende frontzijde 2 en een daartegenover liggende rugzijde 3. De figuur toont een as 4 die in het vervolg de optische as van de zwenkspiegel genoemd zal worden. Deze as staat loodrecht op 25 de frontzijde 2 van de zwenkspiegel indien de zwenkspiegel zich in zijn neutrale positie bevindt en gaat door het midden daarvan. De zwenkspiegel is zwerikbaar cm twee zwenkassen 5 en 6 in zwenkrichtingen welke symbolisch zijn aangegeven met gebogen dubbele pijlen 7 en 8 ,en is geschikt zowel voor de korrektie van fouten in de spoorligging van de 30 optische plaat als voor tijdfoutkorrékties. De assen 5 en 6 gaan door een punt C op de optische as 4, welk punt beschouwd kan worden als het zwenkpunt van de zwenkspiegel. In principe is de zwenkspiegel zwenkbaar om iedere as door het punt C loodrecht qp de optische as 4, de zwenkbeweglngen kunnen evenwel steeds werden opgevat als kombinaties 35 van zwenkbewegingen cm de assen 5 en 6.

De zwenkspiegelinrichting bezit een spiegellagering 9 welke een starre lagersteun 10 omvat. Nabij de rugzijde 3 van de zwenkspiegel 8005948 t PHN 9869 5 bevindt zich een eerste uiteinde 11 van de lagersteun terwijl het tweede uiteinde 12 van de rugzijde van de zwenkspiegel is af gekeerd. Een elastisch lager 13 is met de rugzijde 3 van de zwenkspiegel ]_ en met de lagersteun 10 verbonden. Dit lager bestaat uit een rubberachtig 5 materiaal, dat het eerste uiteinde 11 van de lagersteun 10 en een deel 14 van de lagersteun nabij het eerste uiteinde omgeeft.

Het genoemde deel 14 van de lagersteun 10 bezit een dwarsprofiel dat verloopt van een kleinste dwarsafmeting aan het eerste uiteinde 11 naar een grootste dwarsafmeting op een meer naar het tweede uiteinde 10 12 gelegen plaats 15. (Zie vooral Fig. 3).

De lagersteun 10 is met behulp van een boutje 16 vastgezet in een uit kunststof vervaardigd gestel 17 dat op zijn beurt is aangebracht op een metalen gesteldrager 18. De gesteldrager is voorzien van een daarop bevestigd draadeinde 19 met behulp waarvan de zwenkspiegelin-15 richting in een videqplatenspeler kan worden aangebracht. Voor de besturing van de zwenkbewegingen van de zwenkspiegel 2 zijn een aantal tegen de rugzijde 3 gelijmde permanente magneten aanwezig, in fig. 1 zijn twee magneten 20 en 21 zichtbaar. De permanente magneten zijn radiaal gemagnetiseerd zodat hun magnetische veldlijnen evenwijdig aan het 20 reflekterende oppervlak 2 van de zwenkspiegel verlopen. In groeven van het gestel 17 zijn stuurspoelen gemonteerd, waarvan er in fig. 1 een drietal, genummerd 22 t/m 24 is te zijn. De spoel 22 werkt met de permanente magneet 20 samen voor het elektrisch bestuurbaar zwenken van de zwenkspiegel in een zwenkrichting volgens de pijl 7. De spoel 25 24 aan de andere zijde van de zwenkspiegel werkt op soortgelijke wijze met een permanente magneet samen. De spoel 23 werkt met de permanente magneet 21 samen voor het elektrisch bestuurbaar zwenken van de zwenkspiegel in de zwenkrichting volgens de pijl 8. Aan de andere zijde van de zwenkspiegel bevindt zich een soortgelijke spoel en een 30 soortgelijke permanente magneet voor hetzelfde doel.

De gunstige eigenschappen van de zwenkspiegelinrichting volgens fig. 1 zullen nader worden toegelicht aan de hand van de fig. 2 en 3.

Deze figuren tonen in doorsnede (en op vergrote schaal) een deel van de zwenkspiegelinrichting van fig. 1 in de omgeving van het deel 14 35 van de lagersteun. Dit deel bezit een dwarsprofiel dat verloopt van een kleinste dwarsafmeting, aan het eerste uiteinde 11, naar een grootste dwarsafmeting op een meer naar het tweede uiteinde 12 gelegen 8005948 PHN 9869 ' 6 plaats 15. Boven het in Fig. 3 getekende gedeelte van de zwenkspiegel-inrichting is in Fig. 2 een tweetal loodrecht op elkaar staande assen 24 en 25' getekend. As 24 snijdt de optische as 4 van de zwenkspiegelin-richting loodrecht. As 25 snijdt as 24 loodrecht en is evenwijdig 5 aan de optische as 4. As 24 zal de X-as worden genoemd terwijl as 25 de ^-as zal worden genoemd. De -as heeft betrekking op de in het elastische materiaal van het elastische lager optredende trek- en druk-spanningen en de X-as op de plaats van een punt in de doorsnede X-X (Fig. 3), daar waar het lager 13 en de rugzijde 3 van de zwenkspiegel ]_ 10 met elkaar zijn verbonden.

Zoals bekend geldt voor trekspanningen in elastische materialen bij benadering de volgende betrekking: E.a 1 j- 27 ^ =— [w*?] 15 1 waarin:<T~-de spanning is, in een bepaald punt van een doorsnede in het elastische materiaal, in Newton per vierkante meter.

1- de oorspronkelijke lengte is van het gerekte lichaan, gemeten, in de richting waarin de rek optreedt, in meters en 20 Δ1“ de optredende rek is of, met andere woorden, de ver andering van de lengte uitgaande van de oorspronkelijke lengte, in meters.

Zoals uit deze betrekking blijkt, is de spanning in een doorsnede lineair afhankelijk van de optredende rék. Bij afwezigheid van 25 de lagersteun zou, wanneer het elastische lager 13 geheel uit elastisch rubber achtig materiaal zou bestaan, het spanningverloop in de doorsnede X-X bij een kanteling volgens de pijl 26 verlopen volgens de lijn 27 in Fig. 2. Ten gevolge van de aanwezigheid van het deel 14 van de lagersteun in de vorm van een afgeknopte kegel echter verloopt het span-30 ningsprofiel vanaf het punt X2 op de X-as niet meer volgens de lijn 27, maar volgens een horizontale lijn 28 tussen X2 en X^. Aangezien tussen deze twee waarden van X het manteloppervlak van de afgeknopte kegel lineair van een grotere diameter naar een kleinere diameter verloopt, wordt de lengte van het op trek belaste rubber tussen X2 en X^ lineair 35 verkleind.- Het zal duidelijk zijn dat, gezien het eerder besproken lineaire karakter van de afhankelijkheid van de spanning in rubber van de optredende rek, door de aanwezigheid van het conusvormige deel 14 q * n s. c, k ft V -J 'J > w * PHN 9869 7 een constante trekspanning over het gedeelte tussen X2 en zal ontstaan. Op geheel overeenkanstige wijze zal een kanstante drukspanning aanwezig zijn tussen de punten X^ en X^, zodat tussen deze twee laatste punten het spanningsprofiel een horizontaal gedeelte 5 29 zal vertonen. Aangezien het eerste uiteinde van het deel 14 van de lagersteun afgeknot is, zal tussen de punten X^ en X^ een stijl spanningsverloop volgens de lijn 30 plaatshebben, welke de lijnen 28 en 29 met elkaar verbindt. In fig. 2 is een stippellijn 61 getekend welke de maximaal toelaatbare trekspanning in het rubber aangeeft.

10 De ligging van de lijnen 28 en 29 boven, respektievelijk onder, de X-as wordt bepaald door de grootte van de toelaatbaar geachte spanning (T~^ in het rubber. Zoals te zien in Fig. 2 hebben de gedeelten van het spanningsprofiel boven en onder de X-as een bij benadering rechthoekige vorm. De ingesloten gearceerde oppervlakken hebben dus een bij benade-15 ring maximaal oppervlak. Dit duidt er op, dat door de toepassing van het conische deel 14, uitgaande van een bepaalde gewenste zwenkstijfheid en een bepaalde rubber soort, een minimum aan elastisch materiaal wordt gebruikt. Dit houdt in dat bij benadering een zo groot mogelijke stijfheid van de lagering bestaat in andere dan de gewenste richtingen.

20 De uitvoeringsvorm volgens fig. 4 heeft betrekking op een zwenkspiegelinrichting volgens de uitvinding die geschikt is voor zwenkingen volgens de dubbele pijl 31 om slechts een enkele zwenkas 32.

De inrichting bezit een zwenkspiegel 33 met een stralingreflekterende frontzijde 34 en een rugzijde 35. De spiegellagering 36 omvat een 25 starre lagersteun 37 met een zich nabij de rugzijde 35 van de zwenkspiegel 33 bevindend eerste uiteinde 38 en een daarvan afgekeerd tweede uiteinde 39. Verder is een met de rugzijde 35 van een zwenkspiegel alsmede met de lagersteun 37 verbonden elastisch lager 40 aanwezig uit rubberachtig materiaal, dat een eerste uiteinde 38 van de lagersteun 30 en verder een deel 41 van de lagersteun nabij het eerste uiteinde omgeeft. Dit deel van de lagersteun bezit een dwarsprofiel in de vorm van een langsdoorsnede van een afgeknopte kegel, dus gelijk aan het dwarsprofiel van het deel 14 van de zwenklagerinrichting volgens de fig. 1 en 3. De fig. 2 en 3 zijn dus ook illustratief voor de eigen-35 schappen van de zwenklagering 36.

De zwenkspiegelinrichting volgens fig. 4 omvat een gesteldrager 42 waarop de lagersteun 37 net behulp van een bevestigingsplaatje 43 8005348 PHN 9869 8 is bevestigd. De lagersteun bezit een tweetal benen 44 en 45 walke door openingen 46 en 47, gescheiden door een deel 48 van de gesteldrager 42, kunnen worden gestoken. Het bevestigingsplaatje 43 bezit net de benen 44 en 45 overeenkomende sleufvormige openingen 49 en 50. Nadat de benen 5 44 en 45 door de openingen 46, 47 en 49, 50 zijn gestoken, worden hun uiteinden enigszings vervormd zodat terugbewegen van de benen niet mogelijk is.

De zwenkspiegel 34 draagt aan zijn onderzijde een tweetal staaf vormige permanente magneten 51 en 52. Een stuurspoel 53 van in 10 hoofdzaak rechthoekige vorm wordt op de gesteldrager 42 gemonteerd tussen de opstaande delen 54 t/m 57. Hierdoor is een coaxiale situering van de spoel 53 ten opzichte van de zwenkspiegel 34 gegarandeerd.

15 20 25 30 35 8005948

Claims

1. Zwenkspiegellnrichting voor een, met behulp van een stralen bundel, informatiesporen op een informatiedrager aftastend apparaat en omvattende: - een om minstens één zwenkas (5, 6) zwenkbare zwenkspiegel 0) net een 5 straling reflecterende frontzijde (2) en een daar tegenover liggende rugzijde (3) en - een spiegellagering (9) omvattende: - een starre lagersteun (10) net een zich nabij de rugzijde (3) van de zwenkspiegel bevindend eerste uiteinde (11) en een 10 daarvan afgekeerd tweede uiteinde (12) en - een met de rugzijde (3) van de zwenkspiegel (2) alsmede met de lagersteun (10) verbonden elastisch lager (13) uit rubberachtig materiaal, dat het eerste uiteinde van de lagersteun en een deel (14) van de lagersteun nabij het eerste uiteinde 15 omgeeft, met het kenmerk, dat het genoemde deel (14) van de lagersteun (10) dat zich nabij het eerste uiteinde (11) bevindt, een dwarsprofiel bezit dat verloopt van een kleinste dwarsafneting aan het eerste uiteinde (11) naar een grootste dwarsafmeting op een meer naar het tweede uiteinde 20 gelegen plaats (15). (Fig. 1, 3).

2. Zwenkspiegellnrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het rubberachtige materiaal de lagersteun (10) over de gehele lengte van het deel (14) met het genoemde verlopende dwarsprofiel omgeeft, waarbij ook op de genoemde plaats (15) waar het dwarsprofiel 25 de grootste dwarsafmeting heeft de lagersteun met een laag rubberachtig materiaal omgeven is.(Fig. 3).

3. Zwenkspiegellnrichting volgens conclusie 2, roet het kenmerk, dat voor een verankering van het elastische materiaal op de lagersteun (10), de lagersteun aansluitend op het gedeelte met het genoemde ver- 30 lopende dwarsprofiel een verjongd gedeelte (60) bezit (Fig. 3).

4. Zwenkspiegellnrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het genoemde dwarsprofiel de vorm heeft van een langsdoorsnede van een afgeknotte kegel. (Fig. 1, 3, 4). 8005348 35