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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbstkompensierende
dynamische Auswuchtvorrichtung, und im Besonderen auf eine selbstkompensierende
dynamische Auswuchtvorrichtung, die eine verbesserte Bauart aufweist,
so dass die zum Auswuchten benötigte
Zeit verringert und die Auswuchtleistung verbessert werden kann,
wenn ein sich drehender Körper
in einer senkrechten Ebene rotiert.
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Im
Allgemeinen zeichnet ein Plattenspieler in einem berührungslosen
Verfahren Information auf einer optischen Platte auf bzw. gibt information
von ihr wieder. Während
die Rotationsgeschwindigkeit eines im Plattenspieler angebrachten
Spindelmotors zunimmt, können
schädliche
innere Schwingungen erzeugt werden. Die inneren Schwingungen werden hauptsächlich auf
Grund der Umlaufbewegung des Rotations-Mittelpunktes eines sich drehenden Körpers erzeugt,
das heißt,
der Wirbelbewegung, die durch die Ungleichheit zwischen dem Rotations-Mittelpunkt
und dem Schwerpunkt des sich drehenden Körpers verursacht wird. Die
exzentrische Masse des sich drehenden Körpers wird durch einen Fehler
bei einem Herstellungsprozess des sich drehenden Körpers, wie
zum Beispiel einer Platte, erzeugt. Folglich wird eine selbstkompensierende
dynamische Auswuchtvorrichtung eingesetzt, um die inneren Schwingungen
zu verringern.
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1 zeigt
eine herkömmliche
selbstkompensierende dynamische Auswuchtvorrichtung zur Verringerung
von inneren Schwingungen, die ein Gehäuse 10 und eine Vielzahl
von starren Körpern 40, die
sich im Gehäuse 10 befinden,
umfasst. Das Gehäuse 10 beinhaltet
einen Hauptkörper 20,
der einen kreisförmigen
Laufring 21 aufweist, in dem sich die starren Körper 40 befinden,
und ein Abdeckelement 30, das ein offenes Teilstück des Hauptkörpers 20 bedeckt.
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Ein
Kupplungsloch 35 zum Verbinden einer Drehwelle 51 einer
Antriebsquelle 50 mit dem Gehäuse 10 ist im Mittelpunkt
des Abdeckelementes 30 ausgebildet. Der kreisförmige Laufring 21 ist
ein Raum, in welchem sich die starren Körper 40 frei bewegen
können
und er ist konzentrisch mit dem Mittelpunkt des Kupplungsloches 35.
Folglich streben, wenn sich das Gehäuse 10 dreht, die
im Laufring 21 befindlichen starren Körper 40 danach, sich
vom Rotations-Mittelpunkt der Drehwelle 51 auf Grund der Zentrifugalkraft
weg zu bewegen. In diesem Falle befinden sich, wenn die Drehwelle 51 auf
Grund der exzentrischen Masse rotiert, die starren Körper 40 entgegengesetzt
zum Dreh-Mittelpunkt
im Hinblick auf die Drehwelle 51, so dass die inneren Schwingungen auf
Grund der exzentrischen Masse verringert werden können. Dieser
Typ einer Auswuchtvorrichtung ist von WO-A-98/03974 bekannt, das
die Grundlage für
den Oberbegriff von Anspruch 1 darstellt.
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Bei
einer selbstkompensierenden dynamischen Auswuchtvorrichtung der
oben genannten Bauart ist der Durchmesser eines Kreises, der durch den
Laufring 21 gebildet wird, und der Durchmesser und die
Masse eines jeden der starren Körper 40 und die
Anzahl der starren Körper 40 unter
Berücksichtigung
einer normalen Drehgeschwindigkeit eines sich drehenden Körpers bestimmt,
um die inneren Schwingungen auf Grund der unwuchtigen Masse des
sich drehenden Körpers
zu minimieren.
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Bei
einer herkömmlichen
selbstkompensierenden dynamischen Auswuchtvorrichtung jedoch kommen
die starren Körper 40 wegen
der schwachen Dämpfung
zwischen den starren Körpern 40 und
dem Laufring 21 während
des Auswuchtvorganges nicht schnell in Ausgleichsstellungen zum
Stillstand. Ebenso werden die starren Körper 40 leicht abgenutzt,
da die starren Körper 40 mit
Oberflächen
der Außenwand
und dem Boden des Laufringes 21 in Kontakt kommen, und
die gesamte Auswuchtleistung wird beeinträchtigt. Ferner wird, wenn eine
Flüssigkeit
in den Laufring 21 injiziert wird, um starke Dämpfung zu bewirken,
die Reproduzierbarkeit einer Auswuchtvorrichtung wegen der Oberflächenspannung
verringert.
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Auch
wenn die oben erwähnte
selbstkompensierende dynamische Auswuchtvorrichtung senkrecht montiert
ist, das heißt
in einer nicht waagerechten Ebene, da die starren Körper 40 naturgemäß auf Grund
des Soges der Schwerkraft im unteren Abschnitt des Laufringes 21 angeordnet
sind, schwierig für
die starren Körper 40,
sich in ihre Ausgleichsstellungen zu bewegen.
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Es
ist ein Ziel wenigstens der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, eine selbstkompensierende dynamische Auswuchtvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die eine Bauart aufweist, die die Kontaktfläche zwischen
den sich bewegenden Elementen und dem Laufring verkleinern und die
Zeit, die für
die sich bewegenden Elemente benötigt
wird, um sich in Ausgleichsstellungen zu bewegen, verkürzen kann.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird eine selbstkompensierende dynamische
Auswuchtvorrichtung zur Verfügung
gestellt, wie sie in Anspruch 1 dargelegt wird. Weitere Merkmale
der Erfindung werden aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung
ersichtlich sein.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine selbstkompensierende
dynamische Auswuchtvorrichtung zur Verfügung gestellt, die mit einem
sich drehenden Körper
funktionell verbunden werden kann, um innere Schwingungen, die auf Grund
einer exzentrischen Masse des sich drehenden Körpers erzeugt werden, zu beschränken, wobei die
Auswuchtvorrichtung umfasst:
einen Hauptkörper, der einen darin ausgebildeten kreisförmigen Laufring
aufweist, und der konzentrisch mit einer Drehachse des sich drehenden
Körpers
ist;
eine Vielzahl von sich bewegenden Elementen, die bewegungsfähig im Laufring
angeordnet sind;
und ein Abdeckelement, das mit dem Hauptkörper verbunden
ist, um den Laufring abzudecken; wobei der Laufring eine Außenwand
umfasst, die ausgebildet ist, um Bewegung der sich bewegenden Elemente
so zu führen,
dass jedes der sich bewegenden Elemente mit der Außenwand
des Laufringes während der
Drehung des Hauptkörpers
in Kontakt kommen kann; und wenigstens ein Vorsprung ist auf der
Oberfläche
des Abdeckelementes, die den sich bewegenden Elementen zugewandt
ist und/oder am Boden des Laufringes ausgebildet, um Bewegungen
der sich bewegenden Elemente zu führen, indem er selektiv mit
den sich bewegenden Elementen in Kontakt kommt, wenn sich der Hauptkörper dreht.
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Vorzugsweise
befindet sich eine Vielzahl von Vorsprüngen in radial beabstandeten
Intervallen am Abdeckelement und/oder im Laufring.
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Vorzugsweise
ist die Außenwand
des Laufringes so ausgebildet, dass sie annähernd senkrecht zum Boden des
Laufringes und parallel zu einer Innenwand des Laufringes ist, und
die Außenwand
ist so ausgebildet, dass sie eine Einkerbung in ihrem Mittelabschnitt
hat, so dass die sich bewegenden Elemente wegen der Zentrifugalkraft
während
der Drehung des Hauptkörpers
vom Boden des Laufringes und dem Vorsprung getrennt werden können. Alternativ
ist die Außenwand
des Laufringes so ausgebildet, dass sie annähernd senkrecht zum Boden des Laufringes
und parallel zu einer Innenwand des Laufringes ist, und die Außenwand
ist so ausgebildet, dass sie in ihrem Mittelabschnitt konkav rund
ist, so dass die sich bewegenden Elemente auf Grund der Zentrifu galkraft
während
der Drehung des Hauptkörpers
vom Boden des Laufringes und dem Vorsprung getrennt werden können.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie Ausführungsformen derselben verwirklicht
werden können,
wird auf dem Weg über Beispiele
auf die begleitenden schematischen Zeichnungen verwiesen, in welchen
gilt:
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1 ist
eine teils ausgeschnittene, perspektivische Ansicht, die die herkömmliche
selbstkompensierende dynamische Auswuchtvorrichtung veranschaulicht;
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2 ist
eine Explosionsansicht, die eine selbstkompensierende dynamische
Auswuchtvorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
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3 ist
ein Querschnitt der in 2 gezeigten, selbstkompensierenden
dynamischen Auswuchtvorrichtung;
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4A und 4B sind
vergrößerte Querschnitte
des Kreises A von 3;
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5 ist
ein Querschnitt einer selbstkompensierenden dynamischen Auswuchtvorrichtung nach
einer anderen bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
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6 ist
ein vergrößerter Querschnitt
des Kreises B von 5.
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Eine
selbstkompensierende dynamische Auswuchtvorrichtung nach einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben. Bezug nehmend
auf 2, beinhaltet die selbstkompensierende dynamische
Auswuchtvorrichtung einen Hauptkörper 60,
der einen darin ausgebildeten kreisförmigen Laufring 61 aufweist, eine
Vielzahl von sich bewegenden Elementen 70, die sich bewegungsfähig im Laufring
befinden, ein Abdeckelement 80, das mit dem Hauptkörper 60 verbunden
ist, um den Laufring 61 abzudecken, und eine Vielzahl von
Vorsprüngen 81,
die auf der Oberfläche
des Abdeckelementes 80, die den sich bewegenden Elementen 70 zugewandt
ist, in vorgegebenen Intervallen strahlenförmig ausgebildet sind.
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Ein
Kupplungsloch 63 ist in der Mitte des Hauptkörpers 60 ausgebildet.
Das Kupplungsloch 63 ist mit einer Drehwelle 51 einer
Antriebsquelle 50, die eine Rotations kraft zur Verfügung stellt,
verbunden. Folglich wird der Hauptkörper 60 durch die
Rotationskraft, die von der Antriebsquelle 50 zur Verfügung gestellt
wird, gedreht.
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Das
gesamte obere Teilstück
des Hauptkörpers 60 des
Laufringes 61 kann geöffnet
werden, um das Einsetzen der sich bewegenden Elemente 70 zu ermöglichen,
wie in 2 gezeigt wird, oder alternativ kann nur ein Teil
des oberen Teilstückes
des Laufringes 61 offen sein, so dass die sich bewegenden Elemente 70 in
den Laufring 61 eingesetzt werden können. Die sich bewegenden Elemente 70 bewegen sich
durch die während
der Drehung des Hauptkörpers 60 erzeugte
Zentrifugalkraft strahlenförmig
auf die Positionen zu, die dem Mittelpunkt des Hauptkörpers 60 gegenüber liegen.
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Wenn
sich die sich bewegenden Elemente 70 im Laufring 61 in
geeignete ausgleichende Positionen bewegen, während sich der Laufring 61 mit
hoher Geschwindigkeit dreht, bewegen sich die sich bewegenden Elemente 70 sowohl
in eine Achsenrichtung als auch in eine zur Achsenrichtung senkrechte Richtung.
Das heißt,
da die sich bewegenden Elemente 70 durch die Zentrifugalkraft,
die auf Grund der Rotation des Laufringes 61 erzeugt wird,
beeinflusst werden, kommen sie in der Achsenrichtung gleitend mit
dem Laufring 61 in Kontakt, und kommen senkrecht zur Achsenrichtung
rollend mit dem Laufring 61 in Kontakt.
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Durch
Anwendung des oben genannten physikalischen Prinzips wird die Gesamt-Reibungskraft reduziert
und entsprechend die Auswucht-Leistung verbessert, wenn die sich
bewegenden Elemente 70 gezwungen werden, nicht mit dem
Boden des Laufringes 61 in Kontakt zu kommen.
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In
Anbetracht des oben Beschriebenen und nach der Ausführungsform,
wie sie in 3, 4A und 4B gezeigt
wird, weist der Laufring 61 eine Innenwand 61a,
eine Boden-Oberfläche 61c und eine
Außenwand 61b auf.
Die Außenwand 61b ist
so ausgebildet, dass sie die Bewegung der sich bewegenden Elemente 70 so
führt,
dass jedes der sich bewegenden Elemente 70 durch die Zentrifugalkraft, die
erzeugt wird, wenn sich der Hauptkörpers dreht, mit der Außenwand 61b des
Laufringes 61 in Kontakt kommt.
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4A und 4B sind
vergrößerte Ansichten
des Kreises A von 3. Bezug nehmend auf 4A,
ist die Innenwand 61a des Laufringes 61 so ausgebildet,
dass sie senkrecht zur Boden-Oberfläche 61c und parallel
zur Außenwand 61b ist.
Die Außenwand 61b ist
so ausgebildet, dass sie eine Einkerbung in ihrem Mittelabschnitt
hat, so dass die sich bewegenden Elemente 70 durch die
Zentrifugalkraft, wenn sich der Hauptkörper 60 dreht, von
der Boden-Oberfläche 61c des
Laufringes 61 und den Vorsprüngen 81 getrennt werden.
Folglich ist eine präzise
Bearbeitung der Boden-Oberfläche 61c nicht
notwendig, und ferner kann die Reibungskraft auf Grund des Kontakts
zwischen den sich bewegenden Elementen 70 und dem Laufring 61 verringert
werden.
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In
Bezug auf 4B ist die Außenwand 61b des
Laufringes 61 so ausgebildet, dass sie parallel zu dessen
Innenwand 61a und senkrecht zur Boden-Oberfläche 61c ist,
und der Mittelabschnitt der Außenwand 61b ist
so ausgebildet, dass er konkav rund ist. Folglich ist eine präzise Bearbeitung
der Boden-Oberfläche 61c nicht
notwendig und ferner kann die Reibungskraft auf Grund des Kontakts
zwischen den sich bewegenden Elementen 70 und dem Laufring 61 verringert
werden.
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Die
Vorsprünge 81 sind
für einen
Fall vorgesehen, in welchem der Hauptkörper 60 senkrecht
angebracht ist, das heißt,
der Laufring 61 ist so angebracht, dass er im Hinblick
auf den Rotations-Mittelpunkt aufrecht steht. Die Vorsprünge 81 kommen, entsprechend
der Rotationsgeschwindigkeit des Hauptkörpers 60, der senkrecht
angebracht ist, selektiv mit den sich bewegenden Elementen 70 in
Kontakt.
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Wenn
sich der Hauptkörper 60 nicht
dreht, sind die sich bewegenden Elemente 70 wegen ihres Gewichtes
im unteren Abschnitt des Laufringes 61 angeordnet. In diesem
Falle kommen die meisten der sich bewegenden Elemente 70 mit
der Außenwand 61b des
Laufringes 61 in Kontakt und ein Teil der sich bewegenden
Elemente 70 kommt mit der den sich bewegenden Elementen 70 zugewandten
Oberfläche
des Abdeckelementes 80 oder der Boden-Oberfläche 61c in
Kontakt.
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Wenn
sich der Hauptkörper 60 bei
niedriger Geschwindigkeit dreht, bewegen sich die sich bewegenden
Elemente 70 auf den unteren Abschnitt des Laufringes 61 zu,
da das Gewicht jedes der sich bewegenden Elemente größer als
die Zentrifugalkraft ist. In diesem Moment führen die Vorsprünge 81,
die in Kontakt mit den sich bewegenden Elementen 70 sind,
die Bewegungen der sich bewegenden Elemente 70. Folglich überwinden
die sich bewegenden Elemente 70, wenn sich der Hauptkörper 60 mit
normaler Geschwindigkeit dreht, um den Auswuchtvorgang zu ermöglichen,
ihr Gewicht oder den Sog der Schwerkraft, und die Zeit, die benötigt wird,
um sich in geeignete Ausgleichsstellungen zu bewegen, kann verkürzt werden.
Wenn sich der Hauptkörper 60 mit der
normalen Geschwindigkeit dreht, sind die sich bewegenden Elemente 70 in
Rollkontakt mit der Außenwand 61b,
die eine Einkerbung oder eine abgerundete Form aufweist, während sie
getrennt von der Boden-Oberfläche 61c und
den Vorsprüngen 81 sind.
Demgemäß beeinträchtigen
die Vorsprünge 81 die
Bewegungen der sich bewegenden Teile 70 während des
Auswuchtvorganges nicht.
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Bezug
nehmend auf 5 beinhaltet eine selbstkompensierende
dynamische Auswuchtvorrichtung nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Hauptkörper 60, der einen
darin ausgebildeten Laufring 61 aufweist, ein sich bewegendes
Element 70, das bewegungsfähig im Laufring 61 platziert
ist, ein Abdeckelement 80, das mit dem Hauptkörper 60 verbunden ist,
um den Laufring 61 abzudecken, und eine Vielzahl von Vorsprüngen 65,
die auf dem Boden des Laufringes 61 in vorgegebenen Intervallen
ausgebildet sind.
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Die
Vorsprünge 65 sind
für einen
Fall vorgesehen, in welchem der Hauptkörper 60 senkrecht
angebracht ist, das heißt,
der Laufring 61 ist so angebracht, dass er nicht waagerecht
und vorzugsweise aufrecht im Hinblick auf den Rotations-Mittelpunkt steht.
Die Vorsprünge 65 sind
den sich bewegenden Elementen 70 zugewandt auf dem Boden 61c des Laufringes
ausgeformt und kommen selektiv entsprechend der Dreh-Geschwindigkeit des
Hauptkörpers 60 mit
den sich bewegenden Elementen 70 in Kontakt.
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Wenn
sich der Hauptkörper 60 nicht
dreht, sind die sich bewegenden Elemente 70 auf Grund ihres
Gewichtes im unteren Teil des Laufringes 61 angeordnet.
In diesem Falle sind die meisten der sich bewegenden Elemente 70 mit
der Außenwand 61b des
Laufringes 61 in Kontakt und ein Teil der sich bewegenden
Elemente 70 ist mit der den sich bewegenden Elementen 70 zugewandten
Oberfläche
des Abdeckelementes 80 oder dem Vorsprung 65 auf
der Boden-Oberfläche 61c in
Kontakt.
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Wenn
sich der Hauptkörper 60 mit
einer niedrigen Geschwindigkeit dreht, bewegen sich die sich bewegenden
Elemente 70 auf den unteren Abschnitt des Laufringes 61 zu,
da das Gewicht jedes der sich bewegenden Elemente größer als
die Zentrifugalkraft ist. In diesem Moment führen die Vorsprünge 65,
die in Kontakt mit den sich bewegenden Elementen 70 sind,
die Bewegungen der sich bewegenden Elemente 70. Folglich überwinden
die sich bewegenden Elemente 70, wenn sich der Hauptkörper 60 mit
einer normalen Geschwindigkeit dreht, um den Auswuchtvorgang zu
ermöglichen,
ihr Gewicht oder den Sog der Schwerkraft, und die Zeit, die benötigt wird,
um sich in geeignete Aus gleichsstellungen zu bewegen, kann verkürzt werden.
Wenn sich der Hauptkörper 60 mit
der normalen Geschwindigkeit dreht, sind die sich bewegenden Elemente 70 in
Rollkontakt mit der Außenwand 61b,
die eine Einkerbung oder eine abgerundete Form aufweist, während sie getrennt
von den Vorsprüngen 65 und
der den sich bewegenden Elementen 70 zugewandten Oberfläche des
Abdeckelementes 80 sind. Demgemäß beeinträchtigen die Vorsprünge 65 die
Bewegungen der sich bewegenden Elemente 70 während des
Auswuchtvorganges nicht.
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Außerdem ist
es möglich,
dass die Vorsprünge 65 sowohl
auf der den sich bewegenden Elementen 70 zugewandten Oberfläche des
Abdeckelementes 80, wie in 3 gezeigt,
als auch am Boden 61c des Laufringes 61, wie in 5 gezeigt,
ausgebildet sind.
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Wie
oben beschrieben, ist bei der selbstkompensierenden dynamischen
Auswuchtvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Form der
Außenwand
des Laufringes so ausgebildet, dass die sich bewegenden Teile mit
der Außenwand
nur während
des Auswuchtvorganges in Kontakt sind. Ebenso können, wenn der Hauptkörper senkrecht
montiert ist, die Vorsprünge,
die auf der den sich bewegenden Elementen zugewandten Seite des
Abdeckelementes und/oder dem Boden des Laufringes ausgebildet sind,
die Zeit, die die sich bewegenden Elemente benötigen, um sich in geeignete
Ausgleichsstellungen zu bewegen, verkürzen.