DE4102213A1 - Vorrichtung zum einstellen der position eines elementes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen der Position eines Elementes, das in einer vorgegebenen Richtung bewegbar ist, mit einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer auf das Element auszuübende An­ triebskraft und einer Übertragungseinrichtung zur Über­ tragung der Antriebskraft auf das Element.

Insbesondere befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einer Kopfeinstellvorrichtung, wie sie beispielsweise an einem Magnetaufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe von Daten auf eine bzw. von einer Ma­ gnetplatte vorgesehen ist. Insbesondere soll eine sol­ che Kopfeinstellvorrichtung so ausgebildet sein, daß damit ein Kopf auf eine vorgegebene Position, bei­ spielsweise eine Anfangsspurstellung oder eine Endspur­ stellung und dergleichen auf einfache Weise justiert werden kann.

Bei einem Gerät zur magnetischen Aufzeichnung und Wie­ dergabe von Daten auf eine bzw. von einer Magnetplatte wie beispielsweise einer Floppy-Disc und dergleichen erfolgen das Aufzeichnen und die Wiedergabe dadurch, daß ein Magnetkopf in Kontakt mit der Aufzeichnungs­ oberfläche einer drehbar gelagerten Magnetplatte ge­ bracht wird. Die Aufzeichnungsoberfläche dieser Art von Magnetplatten hat eine Vielzahl konzentrischer magne­ tischer Aufzeichnungsspuren. Der Magnetkopf tritt in Berührung mit einer dieser Spuren zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe von Daten und wird zur Einstellung auf die gewünschte Aufzeichnungsspur in radialer Richtung verstellt.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer herkömmlichen Kopfein­ stellvorrichtung zur Verstellung eines den oben genann­ ten Magnetkopf tragenden Schlittens in einer durch einen Pfeil T angegebenen Spurwechselrichtung relativ zur Magnetplatte. Fig. 1 zeigt einen Magnetkopf 1, einen diesen tragenden Schlitten 2, der auf zueinander parallelen Führungsstangen 3, 4, die an einem nicht dargestellten Chassis des Magnetaufzeichnungsgerätes befestigt sind, gleitend verschiebbar gelagert und durch eine Feder 6 im wesentlichen parallel zur Spur­ wechselrichtung der Magnetplatte in Richtung auf deren Zentrum vorgespannt ist, einen Spindelmotor 5 mit einer Spindel 5a zum Antrieb der Magnetplatte 100 (Fig. 3) und einen Schrittmotor 11, der an einer an dem Chassis oder dergleichen befestigten nicht dargestellten Basis mit Hilfe zweier Schrauben 15, 15 befestigt ist, die durch Schlitze 11b in zwei Flanschen des Schrittmotors 11 hindurchtreten.

Der Schrittmotor 11 hat ein Ritzel 9, das mit einem an­ getriebenen Zahnrad 10 kämmt, um so eine spiralförmig geformte Nockenscheibe 7 zu drehen, die koaxial zum an­ getriebenen Zahnrad 10 drehbar gelagert ist. Diese Nok­ kenscheibe 7 tritt in Berührung mit einem Nockenfolger 20, der an dem Schlitten 2 vorgesehen ist. Der Schlit­ ten 2 und der von ihm getragene Magnetkopf 1 werden durch eine Drehung der Nockenscheibe 7 in Spurwechsel­ richtung bewegt.

Die Justierung des Magnetkopfes erfolgt üblicherweise so, daß die nicht gezeigte Welle des Schrittmotors 11 durch Einschalten des Schrittmotors 11 blockiert wird, so daß sie nicht gedreht werden kann, d. h. der Schritt­ motor 11 wird erregt. Anschließend werden die Schrauben 15 gelockert. Der Schrittmotor 11 wird als ganzes um seine Achse in den Schlitzen llb gedreht. Dabei wird über das angetriebene Zahnrad 10 die Nockenscheibe 7 direkt verdreht, ohne daß dabei eine Drehung der Welle des Schrittmotors 11 relativ zu dessen Stator erfolgt. Durch die Drehung der Nockenscheibe 7 wird der Schlit­ ten 2 in Spurwechselrichtung verstellt.

Bei der herkömmlichen Einrichtung tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß der Einstellbereich oder Ju­ stierbereich durch das durch die Zähnezahl von Ritzel 9 und Zahnrad 10 angegebene Untersetzungsverhältnis zwi­ schen dem Ritzel 9 und dem angetriebenen Zahnrad 10 be­ grenzt ist. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Nok­ kenscheibe 7 bei der oben beschriebenen Justierung nur in Übereinstimmung mit dem Untersetzungsverhältnis ver­ stellt wird, so daß der Justierbereich außerordentlich klein ist. Ein weiteres Problem liegt darin, daß ein ausreichendes Spiel für die Anschlußklemmen 11a des Schrittmotors 11 benötigt wird, über welche der Schrittmotor 11 gespeist wird und die von diesem seit­ lich abstehen, so daß sie zusammen mit dem Schrittmotor verstellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbes­ serte Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit deren Hilfe das zu justierende Element, insbesonde­ re ein Magnetkopf beim Zusammenbau des Gerätes auf ein­ facher Weise justiert werden kann und bei der der Ju­ stierbereich größer als bei der bekannten Lösung ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Für den Fall, daß die Antriebseinrich­ tung von einem Schrittmotor gebildet ist, wird durch die erfindungsgemäße Lösung der Einbau eines solchen Schrittmotors erheblich erleichtert. Zudem wird im Ge­ gensatz zu der bekannten Lösung der für die Anschluß­ klemmen des Schrittmotors benötigte Freiraum reduziert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbin­ dung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung an­ hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische teilweise sche­ matische Ansicht einer herkömmlichen Kopfeinstellvorrichtung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Dar­ stellung einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung,

Fig. 3 einen Schnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung entlang der Linie III-III und

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Dar­ stellung einer zweiten Ausführungs­ form der Erfindung.

Im folgenden wird nun zunächst die erste Ausführungs­ form der Erfindung anhand der Fig. 2 und 3 erläu­ tert.

Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Spindelmotor 5 mit einer Spindel 5a zum Antrieb einer Magnetplatte 100, einen Magnetkopf 1 zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe von Daten auf der bzw. von der Magnetplatte 100 und einen Schlitten 2, der den Magnetkopf 1 treibt.

Der Schlitten 2 umfaßt einen L-förmigen Rahmen und ist auf zwei zueinander parallelen Führungsstangen 3, 4 verschiebbar gelagert, die an einem nicht dargestellten Chassis eines Gerätes zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten befestigt sind, in dem die erfin­ dungsgemäße Kopfjustiereinrichtung vorgesehen ist. An den Enden des einen parallel zur Spurwechselrichtung T der Magnetplatte 100 gerichteten Schenkels 2a des Schlittenrahmens sind zwei Lappen 2b umgebogen, durch welche die eine der beiden Führungsstangen, die Füh­ rungsstange 3 hindurchtritt. Von demselben Rahmenschen­ kel 2a steht ein Federhaken 2c ab, an dem eine Feder 6 eingehängt ist, die mit ihrem anderen Ende an einem nicht dargestellten chassisfesten Punkt befestigt ist.

An dem freien Ende des senkrecht zum ersten Rahmen­ schenkel 2a gerichteten Rahmenschenkel 2d ist ein Ab­ schnitt des Rahmenschenkels 2d nach unten abgekröpft unter Bildung eines oberen und eines unteren Führungs­ stückes 2e bzw. 2f zwischen denen die Führungsstange 4 gleitend geführt ist. Etwa in der Längsmitte des Schen­ kels 2d ist ein Trägerabschnitt 2d ausgebildet, an dem der Magnetkopf 1 befestigt ist. Von der Unterseite des Schenkels 2d steht ferner ein Nockenfolger 2h ab, der zur Anlage an einer spiralförmig gekrümmten Außenum­ fangsfläche einer später noch zu beschreibenden Nocken­ scheibe 7 bestimmt ist.

Die Figuren zeigen ferner einen Schrittmotor 11, ein angetriebenes Zahnrad 10 und eine mit einer spiralför­ migen Nockenfläche versehene Nockenscheibe 7, die dreh­ fest mit dem angetriebenen Zahnrad 10 verbunden ist, wobei die vorstehend genannten Teile von einer Träger­ platte 12 gehalten werden. Der Schrittmotor 11 ist an der Trägerplatte 12 mittels eines Rahmens 110 befe­ stigt, welcher den Schrittmotor 11 umgibt und mit der Trägerplatte 12 verbindbar ist.

Wie Fig. 3 zeigt, sind die Nockenscheibe 7 und das an­ getriebene Zahnrad 10 drehfest miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt mit Hilfe zweier Fortsätze 71 an der Nockenscheibe 7, welche in Vertiefungen 101 an dem Zahnrad 10 eingreifen. Die Drehwelle 111 des Schrittmo­ tors 11 ragt nach unten durch ein Loch in der Träger­ platte 12 und trägt ein Ritzel 9. Die Nockenscheibe 7 und das angetriebene Zahnrad 10 sind gemeinsam auf der unteren Seite der Trägerplatte 12 mittels einer Welle 16 gehalten, wobei das Zahnrad 10 mit dem Ritzel 9 kämmt. Dabei liegt die spiralförmige Umfangs- oder Nok­ kenfläche der Nockenscheibe 7 an dem oben genannten Nockenfolger 2h an. Die Welle 16 ist an der Trägerplatte 12 mittels eines Befestigungselementes 16a befestigt, das starr mit der Platte 12 verbunden ist. Beispielsweise hat das Befestigungselement 16a eine Vertiefung 16a-1, in welche die Welle 16 eingesetzt und in der sie befestigt wird. Auf der Welle 16 sind gemäß Fig. 3 die Nockenscheibe 7 und das Zahnrad 10 drehbar gelagert, wobei diese Teile auf der Welle 16 durch einen mit dieser verbundenen E-förmigen Haltering gehalten werden.

Die oben genannte Trägerplatte 12 ist auf einer Mehr­ zahl von Säulen 13 befestigt, die auf einem Chassis stehen. Die Trägerplatte 12 hat entsprechend den Säulen 13 Langlöcher 12a und ist an den Säulen 13 mit Hilfe von Schrauben 14 befestigt, welche die Langlöcher 12a durchsetzt. Dabei ist in jeder Säule 13 eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer Schraube 14 vorgesehen. Somit kann die Trägerplatte 12 in Spurwechselrichtung der Magnetplatte 100 durch Verschiebung in Längsrichtung der Langlöcher 12a bewegt werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Einstellvorrichtung werden bei einer Drehung des Ritzels 9 durch den Schrittmotor 11 das mit dem Ritzel 9 kämmende angetrie­ bene Zahnrad 10 und damit auch die Nockenscheibe 7 ge­ dreht. Da der Nockenfolger 2h an dem Schlitten 2 durch die Federkraft der Feder 6 gegen die Umfangsfläche der Nockenscheibe 7 gespannt wird, wird der Schlitten 2 entlang den Führungsstangen 3, 4 entsprechend dem Dreh­ winkel der Nockenscheibe 7 verstellt, so daß der auf dem Schlitten 2 gehaltene Magnetkopf 1 parallel zur Spurwechselrichtung verstellt wird. Bei der Ausfüh­ rungsform gemäß den Fig. 2 und 3 wird der Magnetkopf 1 bei einer Drehung der Nockenscheibe in Uhrzeigersinn in Richtung auf den Mittelpunkt der Magnetplatte 100, d.h. in der Zeichnung nach rechts bewegt, während der Magnetkopf 1 bei einer Drehung der Nockenscheibe entge­ gen dem Uhrzeigersinn zum äußeren Rand der Magnetplatte hin in Spurwechselrichtung bewegt wird.

Die Feinjustierung der oben beschriebenen Einstellvor­ richtung erfolgt in der folgenden Weise.

Nachdem die Einrichtung zusammengebaut wurde, wird die Welle 111 durch eine Bestromung des Schrittmotors 11 blockiert, d.h. der Schrittmotor 11 wird erregt. An­ schließend werden die Schrauben 14 gelockert. Wenn der Schlitten 2 in Richtung auf den Mittelpunkt der Magnet­ platte 100 bewegt werden muß, wird die Trägerplatte 12 in Längsrichtung der Schlitze 12a in Richtung der Fe­ derkraft der Feder 6 verschoben. Die Trägerplatte 12 und der den Magnetkopf 1 tragende Schlitten 2 werden in der gewünschten Position, beispielsweise in der An­ fangsabtaststellung oder der Endabtaststellung der Ma­ gnetplatte positioniert, ohne daß hierzu die Relativ­ stellung von Nockenscheibe 7 und Nockenfolger 2h verän­ dert werden muß. Wenn dagegen der Schlitten 2 zum äuße­ ren Rand der Magnetplatte 100 hin verschoben werden soll, wird die Trägerplatte 12 in Längsrichtung der Langlöcher 12a in Spurwechselrichtung T verschoben und in der gewünschten Position angehalten. Dabei wird der Schlitten 2 durch die auf den Nockenfolger 2h wirkende Nockenscheibe 7 verschoben. In anderen Worten heißt dies, daß die Verschiebung der Trägerplatte 12 nach Richtung und Betrag gleich der Verschiebung des Schlit­ tens 2 ist. Ferner befindet sich die Bewegungskraft der Trägerplatte 12 in einem Bereich, in dem ein sogenann­ tes Außertrittkommen des Schrittmotors 11 nicht auftre­ ten kann. Anschließend werden die Schrauben 14 festge­ zogen und die Trägerplatte 12 wird auf den Säulen 13 fixiert. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Trägerplatte 12 an drei Stellen an den Säulen 13 befe­ stigt, wobei diese Stellen nicht in einer Reihe in Spurwechselrichtung liegen. Infolgedessen besteht keine Gefahr, daß die Trägerplatte 12 in unerwünschter Weise in einer von der Spurwechselrichtung T verschiedenen Richtung bewegt wird.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung, bei welcher die die Nockenscheibe 7, den Nocken­ folger 2h, das Ritzel 9, das angetriebene Zahnrad und den Schrittmotor 11 umfassende Anordnung durch ein Stahlbandsystem ersetzt wurde, welches einen Schrittmo­ tor 11, eine Riemenscheibe 17 an der Ausgangswelle des Schrittmotors 11 und ein Stahlband 18 umfaßt, das die Riemenscheibe 17 in α-Form umschlingt. Das Stahlband 18 ist so angeordnet, daß es schlupffrei die Riemen­ scheibe 17 umschlingt, wobei seine beiden Enden sich bei einer Drehung des Schrittmotors bewegen. Das Stahl­ band 18 ist ausreichend steif, um den Wagen 2 entlang der Spurwechselrichtung T zu bewegen. Bei dieser Aus­ führungsform ist eine Trägerplatte 12 auf Säulen 13 mit Hilfe von Schrauben 14 befestigt und trägt den Schritt­ motor 11. Beide Enden des Stahlbandes 18 sind jeweils an Befestigungsabschnitten 21 befestigt, die einstückig mit einem Rahmenabschnitt 2a des Wagens 2 ausgebildet sind und von diesem abstehen. Die Enden des Stahlbandes 18 sind beispielsweise an den Befestigungsabschnitten 21 durch Schweißen befestigt. Auf diese Weise ist das Stahlband 18 zwischen den Befestigungsabschnitten unter Umschlingung der Riemenscheibe 17 gespannt. Zur Justie­ rung wird der Schrittmotor 11 eingeschaltet, so daß sich seine Welle nicht dreht, d. h. der Schrittmotor wird erregt. Anschließend werden die Schrauben 14 gelok­ kert. Dann wird die Trägerplatte in Spurwechselrichtung T bewegt, wobei auch der Schlitten 2 sowie das Stahlband 18 in Spurwechselrichtung T bewegt werden, ohne daß dabei die Riemenscheibe 17 gedreht wird. Bei dieser Ausführungsform wird der Magnetkopf 1 auf einfache Weise in der gewünschten Position in Spurwechselrichtung T eingestellt.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen stellen nur Ausführungsbeispiele dar, wobei die Elemente dieser Ausführungsformen nicht auf die in den Fig. 2 und 4 dargestellten Beispiele beschränkt sind. So kann bei­ spielsweise ein Stellspindelsystem anstelle der Nocken­ scheibe 7 und des Zahnrades 10 bei der erstgenannten Ausführungsform oder anstelle des Stahlbandes 18 bei der zweiten Ausführungsform Verwendung finden. Auch können natürlich der Schlitten 2 und der Führungsmecha­ nismus für denselben in geeigneter Weise abgeändert werden, wenn dies erforderlich sein sollte.

Da bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Schrittmotor 11 zum Bewegen des Schlittens 2 und der Antriebsmechanismus für den Schlitten 2 auf einer ge­ meinsamen Trägerplatte 12 montiert sind, kann die Ju­ stierung des Kopfes auf die gewünschte Position in Spurwechselrichtung, beispielsweise auf die Anfangs­ tastposition oder die Endtastposition auf wirksame Weise allein dadurch erfolgen, daß die Trägerplatte verstellt wird. Infolgedessen kann die Justierung auf einfache Weise durchgeführt werden. Da die Verschiebung des Magnetkopfes durch eine betragsgleiche Bewegung der Trägerplatte erfolgt, kann der Kopf in einem weiten Um­ fange verstellt werden. Da ferner der Motor und der An­ triebsmechanismus bei den oben beschriebenen Ausfüh­ rungsformen in einem Block vorliegen, kann die Anord­ nung auf einfache Weise zusammengebaut werden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Einstellen der Position eines Ele­ mentes (2), das in einer vorgegebenen Richtung (T) bewegbar ist, mit einer Antriebseinrichtung (11) zur Erzeugung einer auf das Element (2) auszuüben­ den Antriebskraft und einer Übertragungseinrich­ tung (9, 10, 7) zur Übertragung der Antriebskraft auf das Element (2), gekennzeichnet durch eine Trägerplatte (12), die mindestens die Antriebsein­ richtung (11) trägt und parallel zur vorgegebenen Richtung (T) verstellbar angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trägerplatte (12) mit mehreren Lang­ löchern (12a) versehen ist, deren Längsrichtung parallel zur vorgegebenen Richtung (T) ist, und daß die Trägerplatte zusammen mit dem Element (2) in der vorgegebenen Richtung bewegbar und mit Hilfe von die Langlöcher (12a) durchsetzenden Schrauben (14) in einer gewünschten Position ent­ lang der vorgegebenen Richtung (T) festlegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Langlöcher (12a) nicht alle in einer vorgegebener Richtung (T) parallelen Reihe ange­ ordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Schrittmotor (11) umfaßt und daß die Über­ tragungseinrichtung einen durch den Schrittmotor (11) drehbaren Nockenkörper (7) umfaßt, an dem ein mit dem Element (2) verbundener Nockenfolger (2h) anliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die vom Schrittmotor (11) erzeugte An­ triebskraft auf den Nockenkörper (7) durch zwei ineinandergreifende Getriebeelemente (9, 10) über­ tragbar ist, von denen das eine mit dem Schrittmo­ tor (11) und das andere mit dem Nockenkörper (7) drehfest verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Element (2) parallel zur vorgegebenen Richtung (T) in eine Richtung vorgespannt ist, die der Antriebsrichtung der An­ triebseinrichtung (11) entgegengesetzt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Nockenkörper (7) auf der Trägerplatte (12) gelagert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Schrittmotor (11) und die Übertragungsein­ richtung eine durch diesen drehbare Riemenscheibe (17) sowie einen die Riemenscheibe umschlingendes Stahlband (18) umfaßt, das sich in der vorgegebe­ nen Richtung (T) erstreckt und dessen beide Enden an zwei in der vorgegebenen Richtung (T) beabstandeten Stellen (21) des Elementes (2) be­ festigt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Element ein Schlit­ ten (2) ist, der einen zur Berührung mit einer Platte (100) bestimmten Tastkopf (1) trägt, wobei die Trägerplatte (12) parallel zu einem Radius der Platte (100) verstellbar ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (1) an dem Schlitten (2) derart angeordnet ist, daß er durch die auf den Schlitten (2) wirkende Vorspannkraft in radialer Richtung auf den Mittelpunkt der Plat­ te (100) zu bewegt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Platte eine Magnetplatte (100) und der Tastkopf ein Magnetkopf (1) ist.