DE2643998A1

DE2643998A1 - Einrichtung zum positionieren eines magnetkopfes in einem magnetplattenspeicher

Info

Publication number: DE2643998A1
Application number: DE19762643998
Authority: DE
Inventors: Walter Wachs
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DE2643998B2; DE2643998C3

Description

Einrichtung zum Positionieren eines Magnetkopfes in einem Magnet-
plattenspeicher.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Positionieren eines Magnetkopfes in einem Magnetplattenspeicher mit einer rotierbar angeordneten, biegsamen, magnetisierbaren Platte, bei der der Magnetkopf radial bewegbar an der Plattenoberfläche auf einem Wagen angebracht ist.
Es ist bereits ein Plattenspeicher unter Verwendung einer dünnen flexiblen, in einem Schutzumschlag enthaltenen magnetisierbaren Platte, die Floppy-Disk genannt wird, bekannt. Bei dieser bekannten Speicheranordnung wird die Oberfläche der magnetisierbaren Platte zur Aufnahme oder Aufzeichnung von Daten mittels eines Lese-Schreib-Magnetkopfes benutzt. Die Speicherplatte wird mit ihrer Schutzhülle in eine schwenkbare Aufnahmetasche von Hand eingeführt, verklinkt und an das Antriebssystem eines Laufwerkes gekoppelt.
Zum spiralförmigen Einschreiben und Auslesen von Daten auf der Speicherplatte ist auf einem bewegbaren Wagen ein radial verschiebbarer Magnetkopf angeordnet, der im Betriebszustand an der Platte aufliegt. Der Wagen ist auf einer Spindel angeordnet, die von einem Schrittmotor angetrieben wird. Zur exakten Ansteuerung der Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabe spuren auf der Speicherplatte ist es erforderlich, daß die Spindel aus Metall ist und eine konstante Steigung mit sehr engen Toleranzen aufweist. Der Schrittmotor darf bei der Umsteuerung in die andere Drehrichtung keine Hysterese aufweisen. Die hohen Anforderungen an die Positionierung des Magnetkopfes machen den Spindelantrieb sehr kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Positionierung des Magnetkopfes auf der Magnetplatte aufzuzeigen, die einen möglichst geringen Aufwand erfordert und deren Positioniergenauigkeit ausreichend ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an dem über zwei Führungsstangen verschiebbaren Wagen in Verschiebungsrichtung eine Zahnstange angebracht ist, deren Zähne durch eine Feder form-und kraftschlüssig mit einem Schrittmotor gekoppelt sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert einen geringen Aufwand und ist kostengünstig herstellbar. Die Vorrichtung benötigt nur wenige und wirtschaftlich mit ausreichender Genauigkeit herstellbare Stanz- und Kunststoffspritzteile. Der Wagen kann als kostengünstiges Kunststoffspritzteil ausgeführt werden, weil sich Temperaturänderungen nicht auf den Abstand zwischen Schrittmotor und Magnetkopf auswirken. Die Zahnstange ist aus Metall, wobei jedoch die Verzahnung aus Kunststoff aufgespritzt ist. Das Zahn- und Lagerspiel werden durch die Feder herausgedrückt und wirken sich daher nicht auf die Verstellung der Zahnstange aus. Bei Verstellung um eine Spurteilung mit mehreren Motorschritten verringert sich die Abstandstoleranz durch den Schrittwinkelfehler, so daß ein preisgünstiger, handelsüblicher Schrittmotor verwendet werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Zahnstange an dem einen Ende am Wagen gelagert und am anderen Ende in einer Führung des Wagens frei beweglich ist und daß zwischen dem frei beweglichen Ende der Zahnstange und dem Wagen eine Feder eingefügt ist, die die Zahnstange gegen das Antriebszahnrad des Schrittmotors drückt.
Eine besonders einfache Ausführung des Lagers wird durch ein offenes Schwenklager erreicht.
Die Einrichtung ermöglicht es, ein besonders leicht herzustellendes offenes Schwenklager zu verwenden, das darin besteht, daß an der Zahnstange eine keilförmige Ausnehmung angebracht ist, die sich an einer am Wagen angebrachten verrundeten Nase abstützt.
Durch Anordnung des Magnetkopfes auf dem Wagen in Höhe des offenen Schwenklagers, bezogen auf die Bewegungsrichtung, wirken sich Längenänderungen am Wagen durch Temperaturschwankungen nicht auf den Abstand zwischen Schrittmotor und Magnetkopf aus.
Durch die Verwendung der umspritzten Verzahnung aus Kunststoff auf der Zahnstange und Kunststoffzahnrädern auf der Welle des Schrittmotors ist ein wartungsfreier Betrieb möglich.
Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles, das in der Figur dargestellt ist, erläutert.
Die Positionierungseinrichtung besteht aus dem Wagen 4, der an den ortsfesten Führungsstangen 1 und 2 verschiebbar gelagert ist und radial zur nicht dargestellten Magnetplatte bewegt wird. Das Verschieben des Wagens geschieht mittels des ortsfesten Schrittmotors 8 über die Zahnstange 6, die sich unter der Wirkung der Druckfeder 5 am, Zahnrad 9 des Schrittmotors 8 und mit seiner keilförmigen Ausnehmung 11 an der verrundeten Nase 10 des Wagens ahstützt. Die Zahnstange ist in den Schlitzen 12 und 13 des Wagens geführt. Der Magnetkopf 3 ist in der Bewegungsrichtung des Wagens, etwa in der Höhe des offenen Schwenklagers, das aus der Ausnehmung 11 und der Nase 10 besteht, am Wagen angebracht. Die Verzahnung 7 greift in das Zahnrad 9 ein. Durch die form- und kraftschlüssige Kopplung von Zahnstange 6, Wagen 4 und Schrittmotor 8 werden Zahn-und Lagespiel herausgedrückt und wirken sich nicht auf die Position des'Magnetkopfes 3 aus. Das offene Schwenklager kann auch als Zapfen- oder Prismenlage ausgeführt sein.
Die Zahnstange 6 kann mit ausreichender Genauigkeit und Formstabilität als Stanzteil aus Metall mit umspritzter Verzahnung aus Kunststoff hergestellt werden. Der Wagen 4 wird vorteilhaft ebenfalls aus Kunststoffspritzteil ausgeführt. Durch die Anordnung des Magnetkopfes 3 auf gleicher Höhe mit der Nase 8 sind Abweichungen von der relativen Sollage zwischen Magnetkopf und Schrittmotor vernachlässigbar gering. Bei einer Temperaturänderung sind die Längenänderungen der Zahnstange vernachlässigbar, während die Ausdehnungen des Wagens aus Kunststoff unbeachtlich sind, weil sich der Wagen infolge des Führungsschlitzes 13 entlang der Zahnstange ausdehnen kann, ohne daß sich die Längenänderungen auf die Position des Magnetkopfes und die Stellung des Schrittmotors auswirken.
Das Antriebszahnrad 9 des Schrittmotors 8 wird ebenfalls zweckmäßig aus Kunststoff hergestellt. Der Einfluß des Winkelfehlers vom Schrittmotor 8 auf die Positionierung des Magnetkopfes wird durch die Ausführung von mehreren Motorschritten für einen Spurabstand verringert. Bei einer Schrittwinkeltoleranz von 4 % beträgt die Toleranz für einen Spurabstand bei vier Motorschritten je Spurabstand nur noch - 1 %. Dadurch kann ein preisgünstiger, handelsüblicher Motor mit größeren Toleranzen verwendet werden.
Der lastabhängige Winkelfehler, der beim Wechsel der Laufrichtung des Schrittmotors auftritt, kann durch entsprechende Ansteuerung kompensiert werden. Dies ist dadurch möglich, daß die Sollstellung des Motors immer von der gleichen Seite angesteuert wird. Dazu eignet sich besonders vorteilhaft das sogenannte Pilgerschritt-Verfahren. Dadurch wird bei einem Richtungswechsel der Motor jeweils um eine über die Sollstellung hinausgehende Stellung umgesteuert.
Danach wird der Motor in die Sollstellung gesteuert.
9 Patentansprüche 1 Figur

Claims

P a t e Ä t a n s p r üc h e # I 1 Einrichtung zum Positionieren eines Magnetkopfes in einem Magnetplattenspeicher mit einer rotierbar angeordneten, biegsamen, magnetisierbaren Platte, bei der der Magnetkopf radial bewegbar an der Plattenoberfläche auf einem Wagen angebracht ist, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an dem über zwei Führungsstangen (1, 2) verschiebbaren Wagen (4) in Verschiebungsrichtung eine Zahnstange (6) angebracht ist, deren Zähne (7) durch eine Feder (5) form- und kraftschlüssig mit einem Schrittmotor (8) gekoppelt sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Zahnstange (6) an dem einen Ende am Wagen gelagert und am anderen Ende in einer Führung (13) des Wagens frei beweglich ist und daß zwischen dem frei beweglichen Ende der Zahnstange (6) und dem Wagen die Feder (5) eingefügt ist, die die Zahnstange gegen das Antriebszahnrad (9) des Schrittmotors (8) drückt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Zahnstange an dem einen Ende in einem offenen Schwenklager (9) am Wagen (4) gelagert ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das offene Schwenklager aus einer in der Zahnstange angebrachten keilförmigen Ausnehmung (11), die sich an einer am Wagen angebrachten verrundeten Nase (9) abstützt, gebildet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Magnetkopf (3) quer zur Verschiebungsrichtung etwa in der Höhe der Lagerstelle (8) der Zahnstange (6) am Wagen angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Zahnstange (6) aus Metall und der Wagen (4) aus Kunststoff besteht.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Zahnstange (6) eine aus Kunststoff aufgespritzte Verzahnung (7) aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Schrittmotor (8) für die Verstellung der Zahnstange um eine Spurteilung mehrere Schritte ausführt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Schrittmotor (8) bei der Umkehr der Drehrichtung nach dem Pilgerschritt-Prinzip arbeitet.