DE3303705C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Plattendrehantrieb mit einer
auf die Platte absenkbaren Klemmvorrichtung, die ein magnetisches
Klemmelement zum Halten der Klemmvorrichtung in
einer von der Spindel entfernten Ruhestellung und zur drehfesten
Verbindung der Platte mit der Drehspindel des Antriebes
aufweist.
Plattenantriebe für magnetische Platten sind auf dem Gebiet
der Datenspeicherung für Elektronenrechner bekannt. Ein anderes
Beispiel für die Speicherung von Signalen im Plattenformat
ist die übliche Schallplatte. Neuerdings haben zahlreiche
Technologien für hohe Signaldichte die Möglichkeit
der Speicherung von Hör- oder Videoinformationen auf Platten
ermöglicht. Ein optisches Plattensystem, bei dem ein
Laserstrahl die Information von der Scheibe abliest, ist
ein bevorzugtes Verfahren, da es hier weder Abrieb noch
Risse auf der Plattenoberfläche gibt.
Derzeit werden automatische Plattenspieler entwickelt, die
einen Schlitz aufweisen, in den die Platte so eingeführt
wird, daß sie von einer automatischen Positioniervorrichtung
erfaßt werden kann. Die Positioniervorrichtung ist
erforderlich, um die Platte mit einer Antriebsachse oder
-spindel zum Drehen der Platte zu verbinden. Ferner sind
Vorrichtungen erforderlich, um die Platte an der Antriebsspindel
festzuklemmen, wenn die Zentriernabe des Plattenantriebes
in das Mittelloch der Platte eingreift. Das
Festklemmen der Platte an der Antriebsspindel stellt ein
besonders schwieriges Problem dar, da die Klemmvorrichtung
beim Einführen der Platte in den Plattenspieler diese
nicht berühren darf. Außerdem wird die Platte gewöhnlich
mit einer hohen Geschwindigkeit in der Größenordnung von
200-1800 Umdrehungen pro Minute gedreht, und es ist besonders
wichtig, daß die Klemmvorrichtung die Platte bei
ihrer Drehbewegung an der Antriebsachse zuverlässig festhält.
Es ist ein Plattendrehantrieb der eingangs näher erläuterten
Art bekannt (DE-OS 29 09 099), bei der die Klemmvorrichtung
eine Klemmplatte aus ferromagnetischem Material aufweist,
die im Plattengehäuse axial beweglich gelagert ist
und mit zwei Dauermagneten zusammenwirkt, von denen sich
der eine im Deckel des Plattengehäuses und von denen sich
der andere im Drehteller der Drehspindel des Antriebes befindet,
auf dem die Platte festgeklemmt werden soll. Bei
geöffnetem Gehäusedeckel, wenn die Platte in den Aufnahmeschlitz
des Plattengehäuses eingeschoben wird, steht die
Klemmplatte unter der Wirkung des im Gehäusedeckel angordneten
Magneten, welcher die Klemmplatte anzieht und
diese in ihrer von der Spindel entfernten Ruhestellung
hält, in der sie sich in einer Ausnehmung des Gehäusedeckels
befindet. Wenn dann nach dem Einlegen der Platte der Gehäusedeckel
geschlossen wird und hierbei auch die Klemmplatte
in größere Nähe des Plattendrehtellers gelangt, kommt die
Klemmplatte in den Wirkungsbereich des zweiten Magneten,
der im Plattendrehteller angeordnet ist und die Klemmplatte
stärker anzieht als der erste im Deckel des Gehäuses angeordnete
Magnet. Die Klemmplatte wird hierdurch fest auf
die abzuspielende Platte gedrückt und klemmt diese auf dem
Plattendrehteller fest.
Bei diesem bekannten Drehantrieb werden zwei Magnete benötigt,
und die Magnetwirkung des im Plattendrehteller angeordneten
Magneten muß um einen ganz bestimmten Betrag größer
sein als die Magnetwirkung des Magneten im Deckel des Plattengehäuses.
Durch die Anordnung von zwei Magneten ist die
Konstruktion recht aufwendig und es ist schwierig, die Magnetwirkung
beider Magnete genau aufeinander abzustimmen, da
die auf die Klemmplatte einwirkende Differenzkraft der Magnete
auch von deren Einbaulage und dem jeweiligen Abstand
von der Klemmplatte in deren Ruhelage einerseits und in
deren Klemmlage andererseits abhängt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Plattendrehantrieb der
eingangs näher erläuterten Art so auszubilden, daß das
Klemmelement bei geöffnetem Deckel in diesem sicher festgehalten
wird und nach dem Schließen des Gehäusedeckels die
Platte mit genau definierter Klemmkraft auf dem Drehantrieb
festhält.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß
das magnetische Klemmelement an der Klemmvorrichtung befestigt
und zusammen mit dieser zwischen einer Klemmstellung
und einer im Abstand von der Spindel befindlichen
Ruhestellung in Richtung der Spindelachse frei hin- und
herbewegbar ist, wobei das magnetische Klemmelement in
seiner Klemmstellung nur mit einem Teil aus ferromagnetischem
Material magnetisch zusammenwirkt, das an der Spindel
vorgesehen ist und in seiner Ruhestellung nur mit einem
Teil aus ferromagnetischem Material magnetisch zusammenwirkt,
das außerhalb des Bewegungsraumes für das Klemmelement
und außerhalb des das Klemmelement und die Spindel
miteinander verkettenden Kraftlinienflusses angeordnet ist.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß nur ein einziges
magnetisches Klemmelement erforderlich ist, das mit zwei
ferromagnetischen Teilen zusammenwirkt, von denen das eine
sich im Gehäusedeckel befindet und von denen das andere der
Drehteller des Plattendrehantriebes selbst ist. Das Klemmelement
wird hierdurch mit der gleichen magnetischen Klemmkraft
gegen den Plattenteller gezogen, mit der es auch in
der Offenstellung des Gehäuses in dessen Deckel festgehalten
wird, wo sich das andere ferromagnetische Element befindet.
Dieses verliert jedoch beim Schließen des Deckels seine
Wirkung, sobald es von der das magnetische Klemmelement in
dessen Klemmstellung umgebenden Kappe abgedeckt wird. Die
Kraftlinien des Magneten laufen dann ausschließlich durch
die Platte und den ferromagnetischen Plattenteller, auf dem
die Platte liegt, so daß die volle Magnetwirkung ausgenutzt
wird und keine Streufelder entstehen.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
an einem Beispiel näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Teil des Drehantriebes und des
Plattenspielergehäuses mit der magnetischen
Klemmvorrichtung nach der Erfindung
in ihrer Ruhe- oder Schwebestellung
beim Einführen der Platte in
einer Seitenansicht und teilweise im
Schnitt,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung,
welche die magnetische Klemmvorrichtung
in ihrer
Klemmstellung beim Abspielen der Platte
zeigt,
Fig. 3 das bei der magnetischen Klemmvorrichtung
nach den Fig. 1 und 2 verwendete Klemmelement
in Form eines Permanentmagneten, in einer perspektivischen
Darstellung, die auch die Magnetflußlinien
zeigt,
Fig. 4 das in Fig. 3 dargestellte Klemmelement
im Querschnitt,
Fig. 5 das in Fig. 3 dargestellte Klemmelement
im Querschnitt, wobei Fig. 5 die Magnetflußverteilung
zeigt, wenn auf der
Oberseite des magnetischen Klemmelementes eine Beilagscheibe
zum Verkürzen des Magnetflusses
angeordnet ist und
Fig. 6 das magnetische Klemmelement und seine magnetischen
Kraftlinien, wenn der Magnet von einem
Schwebering in der Schwebe gehalten
wird.
In Fig. 1 ist mit 22 eine
magnetische Klemmvorrichtung bezeichnet, die einen
ringförmigen Permanentmagneten 76 aufweist, auf dessen Oberseite
eine Scheibe 77 zum Verkürzen seines Magnetflusses angeordnet
und die zusammen mit dieser in einer Kappe 80 untergebracht ist. Der Magnetfluß F des Magneten 76 wirkt mit
einem ferromagnetischen Ring 78 zusammen, der konzentrisch zum
Klemmelement 76 angeordnet und am oberen Teil 32 eines Plattenspieler-Gehäuses
30 befestigt ist. Vorzugsweise ist der ferromagnetische Ring 78
so montiert, daß er mit der Unterseite des oberen Teiles
32 des Gehäuses 30 fluchtet. Der Ring 78 besteht
aus einem magnetisch durchlässigen, ferromagnetischen
Material, wie beispielsweise Weicheisen, so daß
der magnetische Fluß F des magnetischen Klemmelementes 76 mit dem
magnetischen Fluß des Ringes 78 aus ferromagnetischem Material verkettet wird.
Außerdem sind die Abmessungen des Ringes 78 und
des Klemmelementes 76, wie in Fig. 1 gezeigt, so gewählt, daß
das Klemmelement entgegen der Wirkung seines Eigengewichtes in
der Schwebe gehalten und die Kappe 80 gegen einen Anschlag 82 im oberen Gehäuseteil 32 gedrückt wird, wenn sich das Gehäuse 30 gegenüber
der Spindel 25 eines Plattentellers in seiner angehobenen Stellung befindet.
Wenn eine auf dem Plattenteller zu befestigende Platte 20 voll in das Gehäuse 30 eingeschoben
ist, wird das Gehäuse 30 in Richtung auf die Spindel 25 abgesenkt.
Eine auf dem Plattenteller 35 angeordnete Zentriernabe 34 greift dann in das Loch 33
der Platte 20 ein (Fig. 2). Um die Platte 20 an der
Spindel 25 festzuklemmen, besteht der Plattenteller
35 aus einem ferromagnetischen Material,
beispielsweise aus Weicheisen, das in den Magnetfluß F
des magnetischen Klemmelementes 76 gerät, sobald
das Gehäuse 30 auf die Spindel 25 abgesenkt
wird.
Das Klemmelement 76 wird hierbei gegen den Plattenteller
35 gezogen,
und die Platte 20 wird auf dem Plattenteller
35 sicher festgeklemmt.
Die räumliche Verteilung des Magnetflusses F des Klemmelementes
76 ist in den Fig. 3 bis 6 näher dargestellt.
Im freien Raum hat das magnetische Klemmelement
76 eine Magnetflußlinienverteilung,
wie sie in Fig. 3 für einen Ringmagneten dargestellt
ist, der eine Vielzahl von über seinen Umfang
verteilten, magnetischen Nordpolen N und Südpolen S
aufweist. Das Klemmelement 76 hat vorzugsweise eine Dicke t
von 4 bis 5 mm, einen Innendurchmesser D i von 15 mm
und einen Außendurchmesser D o von 28 mm. Ein Querschnitt
des magnetischen Klemmelementes 76 ist in Fig. 4 dargestellt,
wo die meisten Magnetflußlinien
F die einander gegenüberliegenden magnetischen
Nordpole und Südpole auf der Oberseite und auf
der Unterseite des Klemmelementes brückenartig miteinander
verketten.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird durch das Hinzufügen einer
die Magnetflußlinien verkürzenden Beilagscheibe 77
auf der Oberseite des Klemmelementes 76 der von dem Magneten
76 nach oben ausgesandte Magnetfluß eingedämmt. Hierdurch
wird der den freien Raum durchdringende Magnetfluß
F vornehmlich von den Nord- und Südpolen auf der Unterseite
des Magneten ausgesandt.
Es ist bekannt, daß in jedem magnetischen System,
das Permanentmagnete, magnetisch durchlässiges Material
und Luftzwischenräume enthält, das System die Neigung
hat, eine Stellung einzunehmen, in der das gesamte
Energiepotential ein Minimum ist. Dieses Energiepotential
ist z. B. die Summe aus dem Gravitationspotential
g ∫ m dm vermehrt um das magnetische Energiepotential
½ ∫ B · H dv, wobei g die Schwerebeschleunigung, dm das
Massendifferential, h die Höhe, B die magnetische Flußdichte,
H die magnetische Feldstärke und dy das Volumendifferential
ist. In der Praxis können diese Gleichungen
vereinfacht werden unter der Annahme, daß die bedeutsamste
Änderung in der Gesamtenergie auf die magnetische
Feldenergie
(wobei µ₀ die magnetische
Durchlässigkeit des freien Raumes bedeutet) in den Luftzwischenräumen
des Magnetkreises zurückzuführen ist. Im
allgemeinen bewegen sich die einzelnen Teile des Magnetsystems
in diejenige geometrische Lage, in der ein Minimum
an magnetischem Fluß herrscht, der in den Luftzwischenräumen
zwischen dem magnetischen Klemmelement 76 und dem ferromagnetischen Ring
78 oder, bei der Stellung in Fig. 2, dem Plattenteller
35 vorhanden ist.
Man erkennt aus Fig. 6, daß das magnetische Klemmelement
76 mit seiner den Magnetfluß verkürzenden Beilagscheibe
77 gegenüber dem ferromagnetischen Ring 78 eine Schwebestellung
einnimmt, da dann das Volumenintegral des Quadrates
der magnetischen Flußdichte, die in dem Luftzwischenraum
zwischen dem Klemmelement 76 und dem ferromagnetischen Ring 78 vorhanden
ist, ein Minimum wird.
Weil der Magnetfluß umschaltet, setzt der Plattenteller
35 aus ferromagnetischem Material dem von dem ferromagnetischen Ring 78 erzeugten Schwebezustand
des Klemmelementes 76 keinen Widerstand entgegen, wenn
sich das Plattenantriebsgehäuse in seiner Platteneinführ-
oder -auswerfstellung befindet. Umgekehrt beeinflußt der
ferromagnetische Ring 78 nicht die magnetische Verkettung zwischen
dem magnetischen Klemmelement 76 und dem Plattenteller 35, wenn
sich die Platte in der Abspielstellung und das
Klemmelement 76 in seiner Klemmstellung befindet.
Um die Klemmstellung und die Ruhe- oder Schwebestellung
des Klemmelementes 76 ohne Rücksicht auf dessen Drehbewegung
genau zu definieren, sind besondere Mittel vorgesehen.
Insbesondere hat der obere Teil 32 des Gehäuses 30 einen
mit ihm einstückig verbundenen Rückhalteteil 81, der
die Klemmvorrichtung 22 umgibt. Der Rückhalteteil
81 hat einen Anschlag 82 am oberen Ende, an dem
der Umfangsrand 83 der Kappe 80 anliegt, welche
das Klemmelement 76 und die Beilagscheibe 77 zum Verkürzen des
Magnetflusses enthält.
Claims (5)
1. Plattendrehantrieb mit einer auf die Platte absenkbaren
Klemmvorrichtung, die ein magnetisches Klemmelement zum
Halten der Klemmvorrichtung in einer von der Spindel
entfernten Ruhestellung und zur drehfesten Verbindung
der Platte mit der Drehspindel des Antriebes aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß das
magnetische Klemmelement (76) an der Klemmvorrichtung
(22) befestigt und zusammen mit dieser zwischen einer
Klemmstellung und einer im Abstand von der Spindel (25)
befindlichen Ruhestellung in Richtung der Spindelachse
frei hin- und herbewegbar ist, wobei das
magnetische Klemmelement (76) in seiner Klemmstellung nur mit
einem Teil (35) aus ferromagnetischem Material magnetisch zusammenwirkt,
das an der Spindel (25) vorgesehen ist und
in seiner Ruhestellung nur mit einem Teil (78) aus ferromagnetischem
Material magnetisch zusammenwirkt, das außerhalb des
Bewegungsraumes für das Klemmelement (76) und außerhalb
des das Klemmelement (76) und die Spindel (25)
miteinander verkettenden Kraftlinienflusses angeordnet
ist.
2. Plattendrehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spindel (25) und das Klemmelement
(76) axial miteinander fluchten und daß das Teil
(78) von einem Ring aus ferromagnetischem Material gebildet
wird, der das Klemmelement (76) konzentrisch umgibt
und mit dem ferromagnetischen Material im Klemmelement
(76) durch Magnetfluß verkettet wird, wenn sich
die Klemmvorrichtung (22) in ihrer von der Spindel (25)
entfernten Ruhestellung befindet.
3. Plattendrehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Klemmelement (76)
als Permanentmagnet ausgebildet ist.
4. Plattendrehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Klemmvorrichtung (22) und der ferromagnetische Teil
(78), welcher das magnetische Klemmelement (76) in
seiner Ruhestellung hält, in einem Gehäuse (30) auf
der der Spindel (25) gegenüberliegenden Seite einer
eingeschobenen Platte (20) angeordnet sind und daß
das Gehäuse (30) einen Platteneinführ- und -halteschlitz
aufweist, welcher die Platte (20) in einem Bereich
zwischen den beiden Stellungen des Klemmelementes (76)
aufnimmt.
5. Plattendrehantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das
magnetische Klemmelement (76) in einer Kappe (80)
angeordnet ist, deren unterer Rand mit dem Klemmelement
(76) fluchtet und die den im oberen Teil (32)
des Gehäuses (30) angeordneten ferromagnetischen Ring
(78) abdeckt, wenn sich das Klemmelement (76) in seiner
mit der Spindel (25) zusammenwirkenden Klemmstellung
befindet.
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