DE1936036C3 - Drehtellerantrieb für einen Plattenspieler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehtellerantrieb für einen Plattenspieler, bei welchem der Drehteller mittels eines drehzahlgeregelten, kommulatorlosen Sj Gleichstrommotors angetrieben wird, der einen Innenständer und einen permanentmagnetischen Außenläufer, weiterhin einen Drehstellungsdetektor

Ein solcher Drehtellerantrieb ist aus »ΕΤΖ«-Λ 1965. S. 628 bis 632 bekannt. Doit ist ein zweipoliger, kommutatorloser Gleichstrommotor für Getäte wie Tonbandgeräte, Plattenspieler, Filmkameras beschrieben, bei dem der Drehstellungsdetektor in axialer Richtung zum Läufermagneten angeordnet ist. Der Drehstellungsdetektor besteht aus einer axialen, zentral angeordneten Primärwicklung, aus einem Transformatorkern, um die Primärwicklung angeordneten axialen Sekundärwicklungen und einem umlaufenden Steuersegment, durch dessen Drehstellung bezüglich der Steuerwicklungen die Steuerschaltung des Gleichstrommotors gesteuert wird. Der bekannte Motor bedarf wegen seiner Zweipoligkeit und entsprechend hoher Drehzahl eines Untersetzungsgetriebes, das aufwend'g ist und zur Geräuschbildung führt. Durch die axiale Anordnung des Drehstellungsdetektors ergibt sich eine relativ hohe Lage des Schwerpunktes.

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehtellerantrieb der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß bei Verringerung des Aufwands und der Geräuschbildung der Schwerpunkt möglichst niedrig liegt und zugleich eine flache Bauform erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die Gesamtheit folgender Merkmale:

a) die Scheibe des DrehsteHuiig">detektors ist, auf der Läufernabe sitzend, in einer Bohrung des Ständerkerns untergebracht und am Umfang mit Nuten versehen;

b) jeder Steuerspoile ist eine vom Oszillator gespeiste Spule, ein aus Primärwicklung und Sekundärwicklung bestehendes Spulenpaar bildend, benachbart zugeordnet;

c) die Primär- und Sekundärwicklungen der Spulenpaare sind auf radialen Armen an der Innenseite des Ständerkerns angeordnet;

d) der Drehteller ist mit dem Läufer direk.t gekuppelt und der Motor entsprechend hochpolig ausgeführt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, für deren Gegenstände kein selbständiger Schutz beansprucht wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1 bis 4 ljeispi eis weise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht eines teilweise geschnittenen Drehtellerantriebs gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einis Seitenansicht des teilweise geschnittenen Drehtellesrantriebs der F i g. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild der elektrischen Steuerschaltung des Drehtellerantriebs der F i g. 1 und 2,

F i g. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein mit einer Nabe 5 verbundenes Läuferjoch 1, das sich um eine Welle dreht.

Ein Läufermagnet 2 ist so magnetisiert, daß er dung. Zwischen die Basiselektrode des Transistors zwanzig Magnetpole aufweist. Der Magnet 2 ist mit 34 und den Verbindungspunkt zwischen dem Widerdem Läuferjoch 1 verbunden. An der Läufernabe 5 stand 28 und der Zenerdiode 29 ist ein Widerstand ist ein Drehstellungsdetektor mit einer Scheibe 4 mit 35 eingeschaltet.

zehn Zähnen und zehn Nuten angebracht und dreht 5 Nach der Darstellung in den F i g. 1 und 2 wird sich mit dem Läuferjoch 1. An einem Sockel 16, an das Läuferjoch 1 zugleich als Plattenteller benutzt, dem die Welle 15 befestigt ist, ist ein Ständerkern 3 Bei der Einrichtung nach der F i g. 4 ist jedoch auf angebracht. Der Sockel 16 ist an einem Chassis 17 das Läuferjoch 1 noch ein Plattenteller 46 aufgesetzt, befestigt. Der Ständerkern 3 ist mit sechzig Nuten 3 α um das Trägheitsmoment zu erhöhen, versehen und trägt die Ständerwicklungen 6, 7 und 8, io Nachstehend wird die Arbeitsweise der Einrichwie aus der F i g. 1 zu ersehen ist. Um den Inneniand tung nach der Erfindung beschrieben. Das Ausde? Ständerkerns 3 herum sind die Drehstellungsde- gangssignal aus dem Oszillator 21 wird den Primärtektorarme 9 a, 10«. 11«, 12«, 13« und 14« an- wicklungen 9, 11 und 13 zugeführt. Die einander gegeordnet. Die Dreh-Hellungsdetektorarme tragen die genüberstehenden Wicklungen (Primär- und Sekun-Primärwicklungen 9, 11, 13 ιν-.Δ die Sekundärwick- 15 därwicklungen 9-10, 11-12, 13-14 nach der F i g. 1) lungen 10, 12 und 14. Die Laufernabc 5 ist auf der bilden eine Art Transformator. Die Zähne und Nu-Welle 15 gelagert. Eine Kugel 19 und eine Druck- ten des Drehstellungsdetektors 4 verändern die Kopplagerplatte 18 bilden ein Drucklager. Ein Zapfen 20, lung zwischen den Primär-und Sekundärwicklungen, der zentrisch zur Läufernabe 5 angeordnet ist, dient Das Ausgangssignal aus den Sekundärwicklungen

zum Zentrieren einer Schallplatte. 20 10, 12 und 14 wird von den Dioden 22, 23 und 24

Die Fig.3 zeigt ein Schaltbild der elektrischen gleichgerichtet, während die Kondensatoren 25. 26 Steuerschaltung, die bei 43 und 44 a·! eine deich- und 27 die Trägerfrequenz, d. h. die vom Oszillator stromquelle angeschlossen ist und einer· Oszillator 21 21 erzeugte Frequenz ausfiltern. Die an jeder Diode aufweist, der ein Wechselstromsignal mit einer ver- auftretenden Ausgangsspannungen weiden zu den hältnismäßig hohen Frequenz erzeugt. Das Aus- 25 Basiselektroden der Transistoren 30, 31 und 32 gegangssignal des Oszillators 21 wird den Primärwick- leitet. Die Emitterelektroden der Transistoren 30. 31 lungen 9, 11 und 13 zugeführt. Zwischen die einen und 32 weisen eine gemeinsame Verbindung mit Enden der Sekundärwicklungen 10, 12 und 14 und einer Impedanz auf, die aus einem Widerstand 33 die betreffenden Basiselektroden von drei Transisto- und einem diesem nachgeschaUeten Transistor 34 beren 30, 31 und 32 sind drei Dioden 22, 23 und 24 ge- 30 steht. Wie bereits beschrieben, sind die anderen Enschaltet. Die anderen Enden der SekundärwicHun- den der Sekundärwicklungen 10, 12 und 14 gemeingen 10, 12 und 14 sind zusammengeschaltet und mit sam mit einem Verbindungspunkt zwischen dem einem Verbindungspunkt zwischen einem Wider- Widerstand 28 und der Zenerdiode 29 verbunden, stand 28 und einer Zenerdiode 29 verbunden. Der weshalb die Transistoren 30, 31 und 32 wahlweise Widerstand 28 und die Zenerdiode sind in Reihe ge- 35 wirksam werden, d. h. nur derjenige Transistor, an schaltet und an die Klemmen 43 und 44 angeschlos- dessen Basiselektroden die höchste Spannung liegt, sen. wird leitend.

Zwischen die Basiselektroden der Transistoren 30, Bei der Einrichtung nach der F i g. 1 ist in der dar-

31 und 32 und die anderen Enden der Sekundär- gestellten Stellung der Scheibe 4 die Kopplung zwiwicklungen sind die Kondensatoren 25, 26 und 27 40 sehen der Primärwicklung 9 und der Sekundärwickgeschaltet. Die Emitterelektrode der Transistoren lung 10 stark, während die Kopplung zwischen den 30, 31 und 32 sind miteinander verbunden und ihr Wicklungen 11, 12 und 13, 14 schwach ist. In der einer Widerstand 33 an die Kollektorelektrode eines Sekundärwicklung 10 wird daher die höchste Wech-Transistors 34 angeschlossen. selspannung induziert. An der Basiselektrode des

Die Basiselektroden der Transistoren 40, 41 und 45 Transistors 30 liegt daher eine höhere Spannung als 42 stehen in der in der Zeichnung dargestellten an den Basiselektroden der Transistoren 31 und 32. Weise mit den Kollektorelektroden der Transistoren Der Transistor 30 wird daher leitend, während die 30, 31 und 32 in Verbindung. Die Emitterelektroden Transistoren 31 und 32 gesperrt bleiben. Dies hat zur der Transistoren 40, 41 und 42 stehen gemeinsam Folge, daß der Transistor 40 leitend wird, so daß mit der Anschlußklemme 43 in Verbindung. Die 50 durch die Ständerwicklung 6 ein Strom fließt und zu-Kollektorelektroden der Transistoren 40, 41 und 42 sammen mit dem Läufermagneten 2 ein Drehmoment stehen in der in der Zeichnung dargestellten Weise erzeugt.

mit dem einen Ende der Ständerwicklungen 6,7 und Angenommen, der Läufer drehe sich im Uhr-

8 in Verbindung, deren andere Enden mit der An- zeigersinne, dann steht nach einer Drehung von unschlußklemme 44 verbunden sind. 55 gefähr 6° aus der in der F i g. 1 dargestellten Dreh-

Die Transistoren 30, 31 und 32 bestehen aus stellung der Zahn d der Scheibe 4 den Detektorarmen n-p-n-Transistoren und die Transistoren 40, 41 und 11 α und 1T. α gegenüber, und die Kopplung zwischen 42 aus p-n-p-Transistoren oder umgekehrt. der Primärwicklung 11 und der Sekundärwicklung

Dioden 37, 38 und 39 sind mit ihrer Kathode an 12 wird stark, während die Kopplung zwischen der dem einen Ende der Ständerwicklungen 6,7 und 8 60 Primärwicklung 9 und der Sekundärwicklung angeschlossen, an die auch die Kollektorelektroden schwach wird. In der Sekundärwicklung 12 wird dader Transistoren 40, 41 und 42 angeschlossen sind. her die höchste Spannung induziert mit der Folge, Die Anoden der Dioden 37, 38 und 39 sind im Ver- daß die Tunsistcren 30 und 40 gesperrt bleiben, bindungspunkt 47 verbunden. Zwischen die Basis- während die Transistoren 31 und 41 leitend werden, elektrode des Transistors 34 und diesen Verbindungs- 65 so daß durch die Ständerwicklung 7 ein Strom fließt punkt ist ein Widerstand 36 eingeschaltet. und ein Drehmoment erzeugt.

Der Verbindunßspunkt 47 steht über einen Kon- Nach einer Drehung von insgesamt 12° des Läu-

densator 45 mit der Anschlußklemme 44 in Verbin- fers steht der Zahn g der Scheibe 4 den Detektorar-

men 13 α und 14 α gegenüber, so daß die Kopplung zwischen der Primärwicklung 13 und der Sekundärwicklung 14 stark wird.

In der Sekundärwicklung 14 wird daher die höchste Spannung induziert, so daß die Transistoren 30, 40 und 31, 41 gesperrt werden, während die Transistoren 32 und 42 leitend werden. Hiernach fließt ein Strom durch die Ständerwicklung 8 und erzeugt ein Drehmoment. Der Läufer setzt seine Drehung fort.

In jeder Ständerwicklung 6,7 und 8 wird eine Gfgen-F.MK induziert, wobei die Wechselspannungen jedoch eine Phasenverschiebung von 12()^! gegeneinander aufweisen.

Die Erregung der Ständerwicklungen erfolgt in der Periode, in der die Polarität der Gegen-EMK dieselbe ist wie die Polarität der Stromquelle. Durch die Wicklungen fließt kein Strom, wenn die Gegen-EMK die entgegengesetzte Polarität wie die Stromquelle aufweist.

Die Dioden 37, 38 und 39 bewirken eine Gleichrichtung der Gegen-EMK, so daß eine wellige Gleichspannung am Punkt 47 erzeugt wird. Diese Spannung wird vom Kondensator 45 geglättet, und es wird eine Gleichspannung erhalten, die der Drehzahl des Läufers proportional ist. Die Zencrdiode 29 erzeugt eine Bezugsspannung. Die an der Basiselektrode des Transistors 34 liegende Spannung verändert sich entsprechend dem Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände 36 und 35 und entsprechend dem Verhältnis der Gegen-EMK am Punkt 47

sis- und Kollektorströme des Transistors 34 schwanken stark, wenn die Basisspannung ungefähr 0,5 bis 0,7 Volt beträgt. Der Kollektorstrom des Transistors 34 steuert die Kollektorströme der Transistoren 30, 31 und 32 und damit die Ströme, die durch die Ständerwicklungen 6,7 und 8 fließen.

Die Widerstandswerte der Widerstände 35 und 36 werden so bemessen, daß deren Verhältnis fast gleich dem Verhältnis der Bezugsspannung und der am Punkt 47 liegenden Spannung ist und der vorbestimmten Drehzahl entspricht.

Übersteigt die Drehzahl des Läufers den vorherbestimmten Wert, so sinkt die an der Basiselektrode des Transistors 34 liegende Spannung ab, mit der Folge, daß der Basisstrom der Transistoren 40, 41 und 42 schwächer wird. Infolgedessen wird das erzeugte Drehmoment und damit die Drehzahl des Läufers herabgesetzt. Sinkt die Drehzahl des Läufers unter den vorherbestimmten Wert ab, so erhöht sich die an der Basiselektrode des Transistors 34 liegende Spannung, so daß die Basisströme der Transistoren 40, 41 und 42 stärker werden. Hierbei wird das erzeugte Drehmoment und damit die Drehzahl des

S Läufers erhöht. Die Drehzahl des Läufers wird daher im Sinne einer konstanten Drehzahl geregelt. Eine solche Drehzahlregelung ist an sich durch die französische Patentschrift 1 526 581 bekannt.

Die Läuferdrehzahl kann nur dadurch vorherbestimmt werden, daß für die Widerstände 35 oder 36 ein geeigneter Wert gewählt wird.

Eine Feinregulierung der Drehzahl des Plattentellers kann dadurch bewirkt werden, daß ein Teil der Widerstände 35 oder 36 durch einen Regelwider-

t5 stand ersetzt wird.

Bei der Anordnung nach der F i g. 1 sind am Ständerkern 3 drei Nuten pro Polabstand am Läufcrmagnetcn2 vorgesehen, so daß der Ständerkern 3 insgesamt 60 Nuten aufweist. Ändert sich die Dreh-,

ao stellung des Läufermagneten 2 in Bezug auf den Ständerkern 3, so wird auch die magnetische Beziehung zwischen den Polen des Läufermagneten 2 und den Nuten verändert. Die Periode, in der sich der magnetische Widerstand des Magneten ändert, ist

»5 gleich dem Abstand der Nuten voneinander. Der magnetische Widerstand verändert sich daher 60mal pro Umdrehung.

Auf Grund dieser Veränderungen schwankt der magnetische Fluß und damit auch das Drehmoment zwischen Höchst- und Mindestwerten.

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zu einer relativen Vibration zwischen dem Läufer magneten 2 und dem Ständerkern3, wobei ein uner wünschtcs Signal-Rausch-Verhältnis bei dem Plat tenspieler erzeugt wird. Diese Schwierigkeit kann jedoch dadurch beseitigt werden, daß die Nuten am Ständer in bekannter Weise schräg angeordnet wer den. Hierbei werden die Schwankungen des magnetischen WidciStandes klein gehalten, so daß diese

Drehmomentschwankungen auf einen kleinen Wen herabgesetzt werden. Der direkt angetriebene Drcli teller des Plattenspielers weist daher ein ausgezeich netes Signal-Rausch-Verhältnis bei einem sehr gerin gen Laufgeräusch auf.

Es wurde festgestellt, daß die Vibration am gering sten ist, wenn die Schräglage der Nuten ungefäin gleich einem Nutabstand ist. Auf Grund dieser schrii gen Anordnung der Nuten kann der Vibrati^nspege. so weit herabgesetzt werden, daß er viel kleiner is' als das Laufgeräusch herkömmlicher Plattenspieler.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

3533

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehtellerantrieb für einen Plattenspieler, bei welchem der Drehteller mittels eines dreh- S zahlgeregelten, kommutatorlosen Gleichstrommotors angetrieben wird, der einen Innenständer und einen permanentmagnetischen Außenläufer, weiterhin einen Drehstellungsdetektor besitzt, der den Standerwicklungen räumlich zugeordnete Steuerspulen aufweist, die mit einer von der hochfrequenten Spannung eines Oszillators gespeisten Spule magnetisch verkettet sind, wobei die Verkettung mittels einer mit dem Läufer umlaufenden magnetisch leitenden Scheibe abhängig von der Drehstellung des Läufers ist und wobei die in den Stf.L'erspulen induzierte Spannung nach Gleichrichtung Transistoren steuert, die jeweils mit einer der in Stern geschalteten Ständerwicklungen :n Reihe liegen, gekennzeich- net d u r c ii die Gesamtheit folgender Merkmale:

a) die Scheibe (4) des Drehstellungsdetektors ist. auf der Läufernabe (5) sitzend, in einer Bohrung des Ständerkerns (3) untergebracht und am Umfang mit Nuten versehen;

b) jeder Steuerspule ist eine vom Oszillator gespeiste Spule, ein aus Primärwicklung (9; 11; 13) und Sekundärwicklung (10; 12; 14) bestehendes Spulenpaar (9, 10; 11, 12; 13, 14) bildt ".d, benachbart zugeordnet;

c) die Primär- und Sekundärwicklungen der Spulenpaare (9, 10: 11, 12; 13, 14) sind auf radialen Armen (9 a, 10^ 11a; 12 a; 13 a, 14 a) an der Innenseite des Ständerkerns (3) angeordnet;

d) der Drehteller ist mit dem Läufer direkt gekuppelt und der Motor entsprechend hochpolig ausgeführt.

2. Drehtellerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufermagnet (2) von einem Joch (1) aus ferromagnetischem Material außerhalb des Ständerkerns (3) getragen wird.

3. Drehtellerantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (1) als Plattenteller ausgebildet ist.

4. Drehtellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten des Ständerkerns (3) schräg angeordnet sind. so

5. Drehtellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehzahlregelung die Spannungen an den Ständerwicklungen (6 bis 8) über in Stern geschaltete Dioden (37 bis 39) abgegriffen und mit einer Bezugsspannung (Zenerdiode 29) verglichen werden und daß die den Strom in den Ständerwicklungen steuernden Transistoren (40 bis 42) von der so gewonnenen Regelabweichung beaufschlagt werden.

besitzt der den Ständerwicklungen raumlich zueeo.dnete Steuerspulen aufwe.st, die m.t e.ner von der hochfrequenten Spannung e.nes Oszillators gespeisten Spule magnetisch verkettet sind, wobei dir Verkettung mittels einer mit dem Lau er umlautenden magnetisch leitenden Scheibe abhangig von der DrehsteÜune des Läufers ist und wobei die m uen Steuerspulen induzierte Spannung nach Gleichnchtunu Transistoren steuert, die jeweils mit e.ner denn S'eni ^schalteten Standerwicklungen in Ri.he lie-