NL8003085A - Draaitafelaandrijfstelsel. - Google Patents

Description

f - * ! 1 YO 512.

Titel : Draaitafélaandrij f stelsel.

De uitvinding heeft in het algemeen "betrekking op een videoschijfweer-geefinrichting. Meer in het "bijzonder heeft de uitvinding "betrekking op een draaitafelsnelheidshesturingsstelsel voor een videoschijfweergeef-inrichting.

5 Talrijke informatieregistratie- en veerge efst els els vereisen een draaitafel, die voor een juiste -werking met een nauwkeurige snelheid moet worden geroteerd. Een dergelijke eis doet zich bijvoorbeeld voor bij een videoschijfstelsel. Bij bepaalde videoschijfstelsels wordt video-informatie geregistreerd door middel van geometrische variaties 10 in de bodem van een gladde, spiraalvormige groef aan het oppervlak van een schijfvormige registratiedrager. Het registratie-oppervlak kan zijn voorzien van een bekleding van geleidend materiaal, welke bij voorkeur is bekleed met een dunne laag van diëlektrisch materiaal. Een op-neemnaald werkt met de spiraalvormige groef samen en omvat een geleidend 15 oppervlak, dat tezamen met de geleidende bekleding en de diëlektrische laag van de registratiedrager een condensator vormt. Wanneer de registratiedrager wordt geroteerd wint- een rand van het geleidende oppervlak van de ©pneemnaald, wanneer deze zich in de groef beweegt, capa-citieve variaties terug, die een gevolg zijn van de geometrische varia-20 ties in de groef. De capacitieve variaties, welke indicatief zijn voor vooraf geregistreerde video-informatie, worden toegevoerd aan een geschikte signaalverwerkingsketen en daaruit verkregen elektrische signalen worden aan een normale televisie-ontvanger voor weergave toegevoerd. Een dergelijke variabel-condensatorconcept, als toegepast op 25 videoschijfstelsels, is gedetailleerd omschreven in het Merikaanse octrooischrift 3*81+2.19^· Bij vodeoschijfstelsels, zoals beschreven in dit Amerikaanse octrooischrift, is ingezien, dat niet slechts de gemiddelde snelheid van de relatieve beweging tussen de registratiedrager en de opneemnaald op een voorafbepaalde waarde (bijvoorbeeld 795 om-30 wentelingen per seconde) moet worden gehouden, doch dat ook de snel- heidsvariatie op de gemiddelde snelheid binnen bepaalde tolerantiegrenzen (bijvoorbeeld +_ 0,01 procent) moet worden onderhouden om een nauwkeurige weergave van de vooraf geregistreerde signalen te verkrijgen.

De voorafbepaalde snelheid en de gespecificeerde tolerantiegrenzen 35 zijn ook nodig om ervoor te zorgen, dat.de horizontale en vertikale synchronisatie-informatie stabiel is en binnen het grendelgebied van 800 3 0 85 2 de afbuigketens van de televisie-ontvanger is gelegen. Bovendien moet, •wanneer de vooraf geregistreerde informatie een kleurentelevisiesig-naal is, vaartij de chrominantie-informatie als een gemoduleerd draag-golfsignaal is gereigstreerd, liet teruggewonnen signaal stabiel en 5 binnen het grendelgebied van de kleurverwerkingsketens van het weer-geefstelsel zijn gelegen om fazevervorming tot een minimum terug te brengen.

In het Amerikaanse octrooischrift 3*912.283 is een draaitafel-snelheidsbesturingsstelsel beschreven, waarmede de rotatiesnelheid van 10 een draaitafel, ondanks belastingsvariaties, slijtage van onderdelen, 'lijnspanningsvariaties, enz. zeer nauwkeurig op een gewenste waarde kan worden gehouden. Bij het in dit Amerikaanse octrooischrift beschreven stelsel ondersteunt een door een motor aangedreven draaitafel voor rotatie daarmede een even aantal permanente magneten, bijvoorbeeld 16), 15 die symmetrisch langs de omtrek van een ring zijn opgesteld, welke concentrisch is met het rotatiemidden van de draaitafel, en wel met wisselende polariteit (d.w.z., dat elke tweede magneet zodanig is gepoold, dat deze een noordpool vormt, terwijl de tussengelegen magneten in tegengestelde richting zijn gepoold). Een stationair gemonteerde 2Q kern van magnetiseerbaar materiaal omvat een paar poolschoenen met op een afstand van elkaar gelegen oppervlakken, die een luchtspleet vormen over welke luchtspleet een magnetische flux vloeit wanneer een wikkeling op de kern met wisselstroom (bijvoorbeeld 60 Hz) wordt bekrachtigd. De spleet van de kern is zodanig opgesteld, dat deze de ring opneemt, 25 zodat de permanente magneten de luchtspleet achtereenvolgens doorlopen wanneer de draaitafel roteert. De roteerbare magneetring en de bekrachtigde kern vormen een synchronisatie-inrichting, welke eventuele afwijkingen van de draaitafelsnelheid ten opzichte van een rotatiefrequen-tie (bijvoorbeeld 7 s5 omwentelingen per sec.) overeenkomende met de fre-30 quentie van de wikkelingsbekrachtigingsstroom (bijvoorbeeld βθ Hz) gedeeld door de helft van het aantal ringmagneten (bijvoorbeeld 8) tegenwerkt. De koppeling tussen de aandrijfmotor (bijvoorbeeld een synchroon-motor) en de draaitafel is bij voorkeur zodanig, dat, wanneer dit nodig is, een asynchrone relatie tussen de respectieve rotatiesnelheden moge-35 lijk is. Bij wijze van voorbeeld wordt deze karakteristiek verkregen door gebruik te maken van een niet-slippende riemaandrijving voor het overdragen van de beweging vanuit een op een motoras ondersteunde riem- 800 30 85 * j 3 schijf na ar de draaitafel, waarbij de aandrijf riem., uit een meegeefbaar materiaal bestaat, dat een deformatie van de riem mogelijk maakt teneinde plaats te bieden aan asynchrone rotatie-omstandigheden. De mee-geefbare riemaandrijving kan bijvoorbeeld van het type zijn, zoals be-5 schreven in het Amerikaanse octrooischrift 3·873.365·

Bij het bovenbeschreven stelsel wordt een nauwkeurige relatie tussen de draairafelrotatiefrequentie en de wikkelingsbekrachtigings-stroomfrequentie met een grote mate van nauwkeurigheid onderhouden.

Indien dit onderhouden van de relatie evenwel moet leiden tot het onder-10 houden van de absolute waarde van de draaitafelrotatiefirequentie op een gewenste frequentiewaarde en wel met grote mate van nauwkeurigheid, is het essentieel, dat de wikkelingshekrachtigingsstroombron een sterke mate van frequentieatabiliteit bezit.

'Bij videoschijfweergeefstelsels (bijvoorbeeld van het type, 15 beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.842.19*0 is het meer in het bijzonder gewenst, dat de draaitafelrotatiefrequentie binnen +0,01 procent van een voorafbepaalde rotatiefrequentiewaarde (bijvoorbeeld 7,5 omwentelingen per sec.) wordt gehouden. In sommige gebieden van de wereld is de frequentie van de stroom, welke door het verdeelstelsel 20 (d.w.z. het net) wordt geleverd, normaal voldoende stabiel om een der gelijke stroom te kunnen gebruiken voor het bekrachtigen van de wikkeling van de synchronisatie-inrichting, waarbij het is verzekerd, dat de synchronisatie-inrichting de rotatiefrequentie van de draaitafel binnen de aangegeven deviatiegrenzen +0,01 procent houdt. In andere gebieden 25 van de wereld evenwel is de frequentiestabiliteit van het net zo slecht (bijvoorbeeld + 0,25 procent), dat de rotatiefrequentiestabiliteit, die voor een videoschijfweergave gewenst is, niet kan worden verkregen met de bovenbeschreven synchronisatie-inrichting wanneer voor het bekrachtigen van de kernwikkeling de netstroom wordt toegepast. In het Amerikaan-30 se octrooischrift 4.100.465 is een stelsel beschreven, waarbij de bovenbeschreven synchronisatie-inrichting kan worden gebruikt voor het verkrijgen van een sterke mate van rotatiefrequentiestabiliteit van de draaitafel (bijvoorbeeld van de orde van i 0,01 procent of beter, zoals voor videoschijfweergeefhandelingen gewenst is), welk stelsel in sterke 35 mate onafhankelijk is van frequentie-instabiliteiten, welke zich kunnen voordoen bij het net in het gebied, waarin de draaitafel wordt bedreven.

Een verbeterd draaitafelaandrijfstelsel, dat zonder een compro- 800 s η8τ k mis ten aanzien van de nauwkeurigheid van de draaitafelsnelheid tot een grote besparing aan kosten en energieverbruik leidt, zal thans worden beschreven.De inrichting volgens de uitvinding omvat daartoe een draai-tafelaandrijfmeehanisme en een draaitafelsnelheidsbesturingsmechanisme.

5 . Het draait afelaandr ij fmechani sme is voorzien van een stator met een lucht spleet voor het opnemen van een rotor, en een veldwikkeling voor het tot stand brengen van een wisselende magneetflux met een bepaalde frequentie. Meegeefbare koppelorganen koppelen de rotor- met de draaitafel. Het draaitafelsnelheidsbesturingsmechanisme omvat organen voor 10. het afleiden van een gedeelte van de magnetische flux van de stator naar een paar- poolschoenen en een ring, welke op de draaitafel in de buurt van de poolschoenen is gemonteerd, waarbij een aantal permanent gemagnetiseerde polen met wisselende polariteit langs de crntrek van de ring aanwezig is. De relatie tussen de bepaalde frequentie en het aantal 15 permanente gemagnetiseerde polen is zodanig, dat deviaties in de ro-tatiesnelheid van de draaitafel ten opzichte van een gewenste rotatie-snelheid worden tegengewerkt.

De uitvinding zal onderstaand worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont : 20 fig. 1 een videoschijfweergeefinrichting met een draaitafel- aandrijfstelsel volgens de uitvinding: fig. 2 een zij-aanzicht van het draaitafelaandrijfstelsel volgens fig- 15 fig. 3 een zij-aanzicht van een andere uitvoeringsvorm van een 25 draaitafelaandrijfstelsel volgens de uitvinding; en fig. ^ een gemagnetiseerde ring met een even aantal permanente magneten, die symmetrisch langs de omtrek van de ring zijn opgesteld en welke ring geschikt is om bij de draaitafelaandrijfstelsels volgens fig. 1 - 3 te worden toegepast.

30 In fig. 1 en 2 vindt men een videoschijfweergeefinrichting 10 van het type, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.8^2.19^· Zoals aangegeven, wordt een draaitafel 12 roteerbaar ondersteund door een as- 1^·, die stevig aan een ondersteuningsplaat l6 van het huis van de weergeefinrichting is bevestigd. Een signaalopnemer 18 wint geregis-35 treerde informatie terug uit een registratiedrager 20, welke zich op de draaitafel bevindt, als aangegeven in fig. 2. Het uitgangssignaal van de signaalonnemer wordt na een geschikte behandeling aan een normale tele- 8(30 3 0 85 5

<i S

visie-ontvanger toegevoerd.

Het draaitafelaandrijfstelsel 22 volgens de uitvinding omvat een draait af elmot or 2b en een sneiheidsbesturingsmechanisme 26. De motor omvat een stator met een kern 28, die stevig op de ondersteunings-5 plaat 16 is aangebracht, en een rotor 30, -welke is gemonteerd in een Inentspleet 32 (fig. 2), die in de kern van de stator is gevormd. Een yeldwikkeling 3¾ met klemmen 36 is om de kern aangebracht. Wanneer aan de klemmen energie wordt toegevoerd (bijvoorbeeld de netstroom) dan wordt een wisselende, magnetische flux met een bepaalde frequentie 10 (bijvoorbeeld 6o Hz) in de statorkern opgewekt. De motor drijf bij bekrachtiging de draaitafel aan door middel van een meegeefbare riem 38, welke om een gegroefde riemschijf Uo, die op een rotoras b2 is gemonteerd, en een zich naar beneden uitstrekkende ringvormige flens Wl·, die coaxiaal aan de onderzijde van de draaitafel is bevestigd, is ge-15 slagen. De rotatiesnelheid van de motor en de afmetingen van de riem-schijven kO en Ut· worden zodanig gekozen, dat de draaitafel nominaal met een gewenste, voorafbepaalde snelheid (bijvoorbeeld 1,5 omwentelingen per see) roteert. De motor is bijvoorbeeld van het type, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.8U3.1U6. De riem bestaat 20 bijvoorbeeld uit een elastisch kruipbaar materiaal, zoals neopreenrubber, polyurethaan, enz.

Het snelheidsbesturingsmechanisme 26 omvat een magnetische ring 50, die aan de binnenzijde van de zich naar beneden uitstrekkende flens bk is bevestigd, en een paar elementen 52 en 5b, die aan de kern 25 28 zijn bevestigd en voorzien zijn van polen 56 en 58, welke zich bij de buitenzijee van de zich naar beneden uitstrekkende flens bevinden, als aangegeven in fig. 1 en 2. De ring 50 bezit een even aantal permanent gemagnetiseerde polen met wisselende polariteit (bijvoorbeeld 16), welke polen symmetrisch langs de omtrek van de ring zijn opgesteld, 30 als aangegeven in fig. U. De gemagnetiseerde ring bestaat bij voorkeur uit het Plastiform Brand Permanent Magnet materiaal, BX-1013, type 1,¼ H. De draaitafel en de zich naar beneden uitstrekkende flens bestaan bij voorkeur uit niet-magnetisch materiaal.

De elementen 52 en 5b leiden een gedeelte van de magnetische 35 flux met bepaalde frequentie, die in de kern is opgewekt, af naar een gebied in de buurt van de ringmagneten. De relatie tussen de bekrach-tigingsfrequentie en het aantal permanent gemagnetiseerde poolparen «on 3 n 85 6 van de gemagnetiseerde ring (bijvoorbeeld 60 Hz/8 poolparen) is zodanig, dat de deviaties in de rotatiesnelheid van de draaitafel ten opzichte van een gewenste rotatiesnelheid worden tegengewerkt.

Fig. 3 toont een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.

5. Bij deze uitvoeringsvorm bevinden de ringmagneten 50’ en de polen 56' zich aan de binnenzijde van de zich naar beneden uitstrekkende flens 1+4. Bij deze bepaalde uitvoeringsvorm kan de zich naar beneden uit strekkende flens bestaan uit een niet-magnetiscb materiaal of magnetisch materiaal.

Het principe van de werking van het draaitafelaandrijfstelsel 10 is als volgt. Bij een magnetisch circuit, voorzien van een vast en een beweegbaar magnetisch flux-voerend element, zal het beweegbare element de neiging hebben een zodanig positie aan te nemen, dat de reluctantie van het -magnetisch circuit minimaal is, waarbij op het beweegbare ele--ent een synchronisatiekracht wordt uitgeoefend om te trachten, dat .15 deze de positie met minimale reluctantie aanneemt. Volgens de uitvinding is de variabele reluctantie over de polen 56 en 58 minimaal wanneer het op de draaitafel gemonteerde ringvormige onderdeel 50 met de voorafbepaalde snelheid roteert. De voorafbepaalde snelheid (bijvoorbeeld 7,5 omwentelingen per sec.) is gelijk aan de frequentie van het net 20 (bijvoorbeeld 60 Hz) gedeeld door het aantal poolparen (bijvoorbeeld 8). Opgemerkt wordt, dat de reluctantie van het magnetische circuit minimaal is wanneer het variabele gedeelte van de reluctantie (d.w.z. de reluctantie over de polen 58 en 58) minimaal is. Indien de draaitafel 12 met een hogere snelheid roteert dan de voorafbepaalde snelheid, 25 zal de synchronisatiekracht de neiging hebben de draaitafel te vertragen en omgekeerd. Derhalve wordt de draaitafel vergrendeld om met de voorafbepaalde snelheid te roteren. Uit de ervaring is gebleken, dat met het draaitafelaandrijfstelsel volgens de uitvinding een snelheids-nauwkeurigheid, welke beter is dan +0,01 procent, kan worden verkre-30 gen.

Het draaitafelaandrijfstelsel volgens de uitvinding is goedkoop, eenvoudig en stevig, kan in massaproduktie worden vervaardigd en is toch zeer nauwkeurig (bijvoorbeeld snelheidsfouten kleiner dan +0,01 procent). Derhalve verkrijgt men met het draaitafelaandrijfstelsel vol-35 gens de uitvinding resultaten, welke lang zijn beoogd in de informatie-registratie- en weergeefindustrie, doch welke resultaten v66r de uitvinding niet met vergelijkbare kosten konden worden verkregen.

800 30 85

Claims (3)

1. Draaitafelaandrijfstelsel gekenmerkt door een huis (16), een draaitafel (12), welke roteerhaar in het huis is gemonteerd, draaitafel-rotatie-organen (2k), voorzien van een stator (28) en een rotor (30), welke stator bestaat uit een kern, die een luchtspleet (32) voor het 5 opnemen van de rotor bepaalt, en een veldwikkeling (3*0 voor het tot stand brengen van een wisselende magnetische flux met een bepaalde frequentie in de kern, meegeefbare organen (38) om de rotor met de draaitafel te koppelen teneinde de draaitafel te laten roteren, en draai-tafelbesturingsorganen (26), voorzien van organen (52, 5^), die met de 10 kern zijn gekoppeld voor het afleiden van een gedeelte van de magnetische flux naar een paar poolschoenen (56, 58) en een ring (50), die op de draaitafel bij de poolschoenen is gemonteerd en voorzien is van een aantal permanent gemagnetiseerde polen met wisselende polariteit langs de omtrek van de ring, waarbij de relatie tussen de bepaalde frequentie 15 en het aantal permanent gemagnetiseerde polen zodanig is, dat de draai-tafelsnelheidbesturingsorganen deviaties in de rotatiensleheid van de draaitafel ten opzichte van de gewenste rotatiesnelheid tegenwerken.

2. Stelsel volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de meegeefbare koppelorganen zijn voorzien van een riemschijf, die aan de rotor 20 is bevestigd, een. flens, die op de draaitafel is gemonteerd, en een riem, die om de riemschijf en de flens is geslagen, waarbij de gemagnetiseerde ring aan ee binnenzijde van de flens is bevestigd.

3. Stelsel volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat de fluxaf-buigorganen zijn voorzien van een paar elementen, die aan de draai- 25 tafelrotatie-organen zijn bevestigd en het paar poolschoenen bepalen., ij·. Stelsel volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de configu ratie van het paar elementen zodanig is, dat het paar poolschoenen zieh aan de zijde van de flens, welke het verst van de gemagnetiseerde ring is gelegen, bevindt. •30 5· Stelsel volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de configura tie van het paar elementen zodanig is, dat het paar poolschoenen zich aan dezelfde zijde van de flens als de gemagnetiseerde ring bevindt. 800 3 0 85