DE3038459A1

DE3038459A1 - Disketten-antrieb

Info

Publication number: DE3038459A1
Application number: DE19803038459
Authority: DE
Inventors: Dan Milton Torrance Calif. Machut
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1979-10-12
Filing date: 1980-10-11
Publication date: 1981-04-23
Also published as: CA1159144A; GB2060979A; FR2467462A1; GB2060979B; FR2467462B1; JPS5665369A; DE3038459C2

Description

Q33459

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft Speichersysteme mit Diskettenantrieb für digitale Rechner.

Seit über 25 Jahren sind rotierende magnetische Datenspeicher-Mittel bei Rechnersystemen bekannt. Verwendet werden rotierende feste als auch abnehmbare harte Disketten mit magnetischen Oberflächen zur Speicherung und Auslesung von Daten. Diskettenantriebe besitzen einen magnetischen Lese/Schreibkopf, der an einem beweglichen Arm sitzt,welcher den Kopf über einer ausgewählten konzentrischen Spur positioniert. Neuere Entwicklungen beziehen sich auf herausnehmbare flexible Disketten aus einer magnetisch beschichteten kreisrunden Diskette aus Mylar oder anderen flexiblen Materialien mit einem Durchmesser von etwa 20,3 cm. Systeme mit derartigen flexiblen Disketten sind kompakter und haben kleinere Kosten pro Antrieb zur Folge, als dies bei den früher verwendeten harten Disketten der Fall ist. Eine der neuesten Entwicklungen bei magnetischen Speichermitteln stellt die Entwicklung flexibler Minidisketten dar, die eine magnetisch beschichtete kreisförmige flexible Kunststoffdiskette enthalten, welche innerhalb einer steifen Hülle liegt r die Ausschnitte für den Zugriff zum magnetischen Medium besitzt. Derartige Minidisketten besitzen einen Außendurchmesser

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von etwa 13,3 cm. Obwohl diese Speichermittel eine weitere Verbesserung der Kompaktheit und eine weitere Verringerung der Kosten pro Diskettenantrieb mit sich bringen, sind die Kosten pro gespeichertem Bit relativ groß, und dies ist dadurch bedingt, daß jeweils nur eine einzige Minidiskette von einem Minidiskettenantrieb angetrieben wird» Ferner ist die Speicherdichte der Minidisketten aufgrund der Tatsache begrenzt, daß die Anzahl konzentrischer Spuren, d.h. die Spurendichte, beschränkt ist. Diese Beschränkung ergibt sich aus der Fehlermöglichkeit, die in den Einrichtungen zum Aufsuchen der ausgewählten Spuren liegt. Da die Minidisketten austauschbar oder abnehmbar sind, muß das Gewicht für den Kopf-Auflagedruck zum Kontaktieren der Oberfläche der Minidiskette mit dem magnetischen Lese/Schreibkopf eine beträchtliche Strecke von der Diskette beabstandet angebracht sein, damit die Diskette ohne Störungen eingesetzt und herausgenommen werden kann. Dieser Abstand des Andruckelements ' von der Diskette hat eine erhebliche Vergrößerung der Kopf-Aufsetzzeit mit einer entsprechenden Erhöhung der mittleren Suchzeit zur Folge, die erforderlich ist, um eine ausgewählte Spur aufzusuchen. Die z.Zt. erhältlichen Antriebe für flexible Minidisketten liegen also der Speicherkapazität und der Spursuchgeschwindigkeit erhebliche Beschränkungen auf.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Antrieb für Minidisketten derart weiterzubilden, daß die genannten Nachteile beseitigt sind.

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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein magnetisches Speichersystem vor, bei dem ein. rotierendes Element eine Spur mit einer um eine Achse laufende Kreiskomponente und eine senkrecht zur Kreiskomponente verlaufende Translationskomponente besitzt, wobei die beiden Komponenten zusammen eine Steigung oder Ganghöhe festlegen. Die Steigung der Spur besitzt abwechselnd Rampen und Übergangszonen; die Steigung der Übergangszonen ist steiler als die der Rampen; um die genannte Achse herum wird das Element drehbar angetrieben; ein Magnetkopfhalter enthält ein Folgeglied, welches in die Spur greift, so daß der Kopfhalter parallel zur Translationskomponente eine Translationsbewegung durchführt, während das Element rotiert; am Kopfhalter ist ein Magnetwandlerkopf befestigt; am Kopf wird ein magnetisches Speichermedium quer zur Translationskomponente vorbei bewegt. Das Medium besitzt eine magnetische Oberfläche parallel zur Translationskomponente. Die magnetische Oberfläche besitzt Datenspuren quer zur Translationskomponente, deren Positionen den Rampen entsprechen. Das magnetische Speichermedium i^si- bevorzugt eine Diskette; das drehbare Element ist bevorzugt eine Führungsschraube oder Schraubenspindel, und die Spur besitzt Schraubenform.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Antrieb für magnetische Disketten vorgesehen, der ein Gehäuse mit einem Diskettenaufnahmespalt, eine Diskettenantriebsspindel in dem Gehäuse dem Spalt benachbart, einen Halter zur Positionierung der

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in den Schlitz eingegebenen Diskette auf der Spindel enthält, um die Diskette in eine Disketten-Ebene zu legen. Vorgesehen ist ferner ein erstes und ein zweites Element, die miteinander auf gegenüberliegenden Seiten der Disketten-Ebene in dem Gehäuse fluchten. Das erste Element ist quer zur Disketten-Ebene zwischen einer Ruheposition und einer Position in der Diskettenebene beweglich, und das zweite Element ist stationär. Mindestens eines dieser Elemente ist ein Magnetkopf. Das erste Element wird aus der Ruheposition in eine Zwischenposition bewegt, die enger an der Diskettenebene liegt als die Ruheposition, und diese Bewegung findet bevorzugt mit dem Berührungseingriff des Diskettenhalters statt. In Abhängigkeit von einem Disketten-Zugriffsbefehl wird dann das erste Element aus der Zwischenposition in die Position innerhalb der Diskettenebene bewegt, um eine Diskette auf der Spindel zwischen das erste und zweite Element zu klemmen und ein Einspeichern oder Auslesen magnetisch gespeicherter Information zu ermöglichen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Antrieb für zwei magnetische Disketten vorgeschlagen. Auf einem Chassis ist eine erste und eine zweite Spindel angeordnet, die sich unabhängig voneinander um fluchtende Achsen drehen können. Der Motor besitzt eine Welle, die sich um eine Achse dreht, welche zu den Spindelachsen nichtparallel ist. Ein Richtungsumlenkrad ist auf der Grundplatte angeordnet und dreht sich um eine zur Spindelachse nicht-parallele Achse; ein Endlosriemen läuft längs eines Pfads um die Welle des Motors, das Umlenkrad und die erste und zweite Spindel, um

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die Spindeln gegenläufig anzutreiben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Antrieb für zwei Magnetdisketten angegeben, bei dem eine erste und eine zweite Spindel auf einer Grundplatte angeordnet sind und um fluchtende Achsen unabhängig voneinander drehbar sind. Magnetwandlerköpfe kragen von den Enden eines Magnetkopf-Transportblocks gegen die Spindeln und ermöglichen, daß die Köpfe sich den Spindelachsen stärker nähern können als der Block. Die Spindeln besitzen einander benachbarte Riemenführungsabschnitte mit relativ großem Durchmesser und an den einander abgewandten Enden Disketten-Berührungs- oder Halteabschnitte mit kleinerem Durchmesser. Der Magnetkopf-Transportblock ist relativ zu den Spindelachsen in radialer Richtung längs der Diskettenebenen mit den Riemenführungsabschnitten fluchtend verschiebbar. Die Magnetköpfe befinden sich in einer Ebene mit den Diskettenhalteabschnitten.

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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet..

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines Minidisketten-Antriebs für zwei Disketten gemäß der Erfindung;

Fig. 1A eine perspektivische Ansicht des Minidiskettenantriebs mit entferntem Frontfenster;

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der

Vorrichtung zum Antreiben der Disketten in entgegengesetzten Richtungen;

Fig. 3 eineSeitenansicht des Minidisketten-Doppelantriebs ;

Fig. 4 eine Seitenansicht des magnetischen

Lese/Schreibkopfes und einer zugeordneten Platte in offener Position;

Fig. 5 eine Seitenansicht des magnetischen Lese/Schreibkopfes und der zugeordneten Platte in geschlossener Position;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Aufsetzvorrichtung für den magnetischen Schreib/ Lesekopf;

eine Ansicht längs der Linie 7-7 der Fig. 3;

eine perspektivische Ansicht der Führungsschraube auf einem Diskettenantrieb;

eine Einzelheit des Gewindes der Führungsschraube; und

eine schematische Ansicht eines Teils der Führungsschraube

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Fig.	8
Fig.	9
Fig.	10

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In den Fig. 1, 1A, 2 und 3 ist ein Doppelantrieb 10 für flexible Minidisketten gemäß der Erfindung dargestellt. Der Antrieb besitzt eine Grundplatte oder Chassis^6 mit einer ersten Seitenwand 13 und einer zweiten Seitenwand 14, die beide gleiche Abmessungen besitzen und zur Grundplatte senkrecht stehen. Die Höhe H der Seitenwand und die Breite W der Grundplatte entsprechen den Hersteller-Standardmaßen für einen Einzelantrieb einer Minidiskette; die Höhe H beträgt 8,25 - 0,02 cm, und die Breite W beträgt 14,60 + 0,0O₇, - 0,05 cm. Die beiden Seitenwände besitzen ein Führungspaar 91 und 92 zur Positionierung aufgenommener Minidisketten.

An einem der Grundplatte ist ein Frontfenster 17 befestigt, die Ebene des Frontfensters verläuft etwa senkrecht zur Ebene der Grundplatte. Das Frontfenster 17 besitzt einen ersten Spalt 18 und einen zweiten Spalt 19 in zur Grundplatte parallelen Ebenen zur wahlweisen Aufnahme einlegbarer Minidisketten 42. Die aufgenommenen Minidisketten liegen ebenfalls in Ebenen, die parallel zur Ebene der Grundplatte verlaufen. Eine erste .Spindel 21 und eine zweite Spindel 22 sind an je einer Seite der Grundplatte angeordnet und sind unabhängig voneinander drehbar auf einer Welle 25 gelagert, die mittels einer Preßpassung in der Grundplatte sitzt. Die Spindeln fluchten also auf einer Achse, die quer zur Ebene der Grundplatte läuft. Eine ers-fepewegliche Platte 23 und eine zweite bewegliche Platte 24 sind an Grundplattenstützen 26 und 27 befestigt, wobei die Stützen an dem dem Frontfenster gegenüberliegenden Ende der Grundplatte angeordnet sind. Die Platten 23 und 24 sind schwenk-

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bar an den Stützen mittels Flachfedern 28 und 29 befestigt, welche die Platten 23 und 24 von der Ebene der Grundplatte 16 weg, d.h. voneinander weg drücken.

Eine Minidiskette 42 besitzt eine zentrale Mittenöffnung, deren Umfangskante wahlweise mittels eines ersten drehbaren Diskettenhalters 33 oder eines zweiten drehbaren Diskettenhalters 34 an der ersten Spindel 21 oder der zweiten Spindel 22 befestigt wird. Die Diskettenhalter 33, 34 sind an den beweglichen Platten 23, 24 befestigt und besitzen einen Umfang, der aufgrund eingearbeiteter Schlitze elastisch komprimierbar ist. An den Enden der beweglichen Platten 23, 24 ist eine erste Tür 31 bzw. eine zweite Tür drehbar angekoppelt. Diese Türen sind mittels eines Stifts 30 schwenkbar befestigt, der das Ende der Platten 23 und 24 an Ansätze 35 ankoppelt, welche von der Oberfläche der Türen abstehen. Beim Einsetzen wird eine Minidiskette auf ihre betreffende Spindel vom Benutzer festgeklemmt, wobei das von der Frontfensterebene abstehende Ende der Tür angehoben und gleichzeitig in eine mit dem Frontfenster abschließende Position gedreht wird. Dadurch wird die Platte festgesetzt, und es wird die Minidiskette in eine feste Position geklemmt, was einen Reibschluß der Minidiskette zu ihrer betreffenden Spindel bewirkt. Die Minidiskette wird dadurch herausgenommen, daß die betreffende Tür etwa senkrecht zur Ebene des Frontfensters gedreht wird, wodurch es den Flachfedern 28, 29 ermöglicht wird, die Platten 23, von der Ebene der Grundplatte weg zu bewegen, so daß

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die enthaltenen Minidisketten herausgenommen werden können. Wenn die Tür von einer Stellung parallel zur entsprechenden beweglichen Platte, d.h. aus ihrer offenen Position in eine Ebene senkrecht zur entsprechenden beweglichen Platte, d.h. in die Schließposition bewegt wird, wird die bewegliche Platte gegen die Grundplatte' hingeschwenkt und der Diskettenhalter greift in die Diskette.

Zum Antreiben der Spindeln in den beiden Richtungen ist ein Motor 36 auf der Grundplatte zwischen den Spalten 18 und 19 den Spindel 21 und 22 benachbart angeordnet; die Welle 37 des Motors besitzt eine Drehachse, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der Spindeln verläuft. Ein Antriebsrad 38 ist an der Welle des Motors 36 befestigt. In der Nähe des anderen Endes des Motors ist auf der Grundplatte ein drehbares,

Richtungslenkrad ' 39 vorgesehen, dessen Drehachse in derselben Ebene wie' die Drehachse der Welle 37 liegt. Ein Endlosriemen 41 läuft über das Antriebsrad 38, die zweite Spindel 22, das Richtungsumlenkrad 39, und um die erste Spindel 21. Die Richtung des Riemens wird durch das Antriebsrad und das Richtungsumlenkrad umgekehrt, so daß die erste Spindel und die zweite Spindel in entgegengesetzten Richtungen angetrieben wird. Die an der ersten und der zweiten Spindel angeklemmten Disketten drehen sich daher in entgegengesetzten Richtungen.

Magnetische Lese/Schreibköpfe 63 und 64 sind Rücken an Rücken zwischen den Ebenen der Spalte 18, 19 so positioniert, vergl. die Köpfe 63, 64, daß die an

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die Spindeln 21 und 22 angeklemmten Minidisketten in derselben Richtung, d.h. im Uhrzeigersinn, rotieren. Die beiden Minidisketten können zum Lesen und Schreiben in derselben Weise, z.B. durch die-selbe elektronische Schaltung, adressiert werden, da die Disketten sich an den Köpfen vorbei relativ zu den Köpfen in derselben Richtung bewegen.

In Fig. 3 ist die Minidiskette 42 auf die erste Spindel 21 mittels des ersten Diskettenhalters 33 geklemmt; die Platte 23 befindet sich in "geschlossener" Position. Während die Platte 23 in die geschlossene Position geht, bewegt sich der Halter 33 in die zentrale Öffnung der Minidiskette mit Kraftschluß und drückt dabei den Umfang des Halters 33 zusammen und zentriert die Minidiskette auf dem Halter 33. Wenn die Platte 23 in der geschlossenen Position ist, liegt das Ende des Halters 33 innerhalb der zentralen Öffnung der Spindel 21. Die Flächen der Minidiskette werden zwischen die Oberflächen des Halters 33 und der Spindel 21 parallel zu diesen Oberflächen festgeklemmt. Die zweite Platte 24 ist in "offener" Position dargestellt. Wenn die Platte 23 oder 24 sich in geschlossener Position befindet, so sind diese Platten parallel zur Ebene der Grundplatte 16 ausgerichtet. In offener Position werden die Platten 23 oder 24 von der parallel zur Grundplatte 16 verlaufenden Lage unter dem Druck der Federn 28 bzw. 29 weggedrückt.

Mittels der Halterungen 47 und 48 ist eine erste Referenzebene 44 und eine zweite Referenzebene 46 an der Grundplatte 16 befestigt. Die Referenz-

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i ebenen dienen dazu, die flexiblen Disketten in einer *

Ebene parallel zur Achse der Radialverschiebung der Magnetköpfe zu halten.

In den Fig. 4, 5, 6 und 7 ist die erfindungsgemäße Kopfaufsetzvorrichtung dargestellt. Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Elemente der Kopfaufsetzvorr^ichtung in Verbindung mit der ersten Spindel 21. Entsprechende Elemente, welche der zweiten Spindel 22 zugeordnet sind, sind im wesentlichen identisch; die Beschreibung wird daher nur in Verbindung mit der ersten Spindel vorgenommen. Eine Magnetspule 52 ist an der Grundplatte 16 befestigt. Ein Hebearm 53 ist an einem Anker 50 befestigt, dessen eines Ende schwenkbar an der Magnetspule befestigt ist; der Hebearm wird durch eine Feder 54 aufwärts gegen eine Stellschraube 62 an der Platte 23, von der Ebene der Grundplatte 16 weggedrückt. Ein Kopf-Belastungsarm 56 ist schwenkbar mittels eines Bolzens 57 an einem Kopfwagen befestigt, der noch näher erläutert wird. Eine Feder 58 drückt ein Druckkissen 59 am Arm 56 gegen die Ebene der Grundplatte 16. Wenn die Magnetspule 52 nicht erregt ist, drückt die Feder 58 den Arm 56 gegen den Hebearm 53, der eine durch die Stellschraube 52 vorgegebene Strecke von der Platte 23 beäbstandet ist. Auf den Enden entsprechender Kopfhalter 65 und 75, die an einem Führungssschrauben-Folgerblock 66 befestigt sind, ist ein erster magnetischer Lese/Schreibkopf 63 und ein zweiter Lese/Schreibkopf 64 angeordnet. Die Köpfe 63 und 64, die Kopfhalter 65 und 75, und der Block 66 bilden einen Kopfwagen, der sich parallel zur Ebene der eingesetzten Minidiskette in radialer Richtung relativ zur Achse der Spindel 21

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und 22 auf Wagenschienen 67 (Fig. 7) bewegt, die auf der Grundplatte verankert sind. Die Wagenschienen 67 verlaufen durch entsprechende Gänge (nicht dargestellt) im Block 66 oder durch ein daran befestigtes separates Teil, Die Köpfe 63 und 64 kragen am Ende des Blocks 66 mittels der Halter 65 und 75 den Spindeln 21 und 22 benachbart aus, fluchtend mit den die Disketten berührenden Abschnitten der Spindeln, vergl. Fig. 3. Die gestrichelte Linie 66 in Fig. 7 bezeichnet das Ende des Blocks den Spindeln 21 und 22 benachbart, das mit den Teilen der Spindel fluchtet, welche den Endlosriemen führen. Obwohl daher die Radialbewegung des Blocks 66 zur Achse der Spindeln hin wegen des großen Durchmessers der den Riemen führenden Abschnitte der Spindeln 21, 22 begrenzt ist, vergl. Fig. 2 und 7, lassen sich die Köpfe 63 und 64 wegen der überkragenden Konstruktion enger an die Spindelachse heranfahren als der Block 66; auf diese Weise besitzen die Köpfe 63 und 64 einen Zugang zu der gesamten Datenspeicherfläche der Disketten. :'. ' .. ^v

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden die Andruckelemente 59 und 61 durch einen dritten bzw. vierten magnetischen Lese/Schreibkopf ersetzt. Diese zusätzlichen Köpfe ermöglichen eine Aufzeichnung und Auslesung der Information von beiden Seiten einer Minidiskette ohne die Notwendigkeit, die Minidiskette herauszunehmen, umzudrehen und wieder in den Antrieb einzuschieben.

In Fig. 4 ist die Platte 23 in offener Position gezeigt. Das Andruckelement 59 wird durch die Feder 54 von der Ebene der Grundplatte 16 weggedrückt,

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um ein einfaches Einsetzen und Herausnehmen der Minidiskette 42 ohne Berührung des Andruckelements 59 oder des Lese/Schreibkopfes 63 zu ermöglichen. Fig. 5 zeigt die Platte 23 in geschlossener Position, in welcher das Andruckelement 59 der Oberfläche der Minidiskette 42 eng benachbart liegt.

In der offenen Position wird die Platte 23 von der Ebene der Grundplatte 16 durch die Kraft der Federn 28 weggedrückt, welche die Platte an den Schlitzen 26 befestigt; der Hebearm 53 hebt unter der Wirkung der Magnetspulenfeder 54 den Belastungsarm 56 weg von der Ebene der Grundplatte und überwindet damit die kleinere Gegenkraft der Feder 58. In geschlossener Position ist die Platte 23 gegen die Ebene der Grundplatte bewegt und vom Benutzer in dieser Position dadurch festgesetzt _r daß die Tür 31 in eine mit dem Frontfenster 17 bündigen Position gedreht wird. Während die Platte in die geschlossene Position bewegt wird, wird diese Bewegung durch die Stellschraube 62 auf- den Hebearm 53 .übertragen. Dadurch werden sowohl der Belastungsarm 56 als auch der Hebearm 53 gegen die Ebene der Grundplatte bewegt, wodurch der Belastungsarm das daran befestigte Andruckelement in eine von der eingesetzten Minidiskette eng beabstandete Position bringt. Wenn die Minidiskette auf ihre entsprechende Spindel geklemmt wird, weil die Platte in ihre geschlossene Position bewegt wird, so wird der Spalt zwischen Kopf und Minidiskette durch Einstellung der Stellschraube 62 auf einem Minimum gehalten. Auf Befehl wird die Spule 52 erregt und zieht den Anker 50 in die Spule hinein, wodurch der Hebearm 53 in noch

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engere Nachbarschaft zur Ebene der aufgenommenen Minidiskette gebracht wird als dies bei der durch Platte 23 und Stellschraube 62 definierten Position der Fall ist. Diese auf Befehl mögliche Neupositionierung ermöglicht es dem Belastungsarm 56, die Kraft der Feder 58 über das Andruckelement 59 auf die Oberfläche 79 der Minidiskette zu übertragen, die der dem Lese/Schreibkopf 63 benachbarten Oberfläche 81 gegenüberliegt. Auf einen solchen Befehl berührt daher der Lese/Schreibkopf 63 die Oberfläche 81 der Minidiskette und ermöglicht auf diese Weise entweder eine Einlesung oder Auslesung von magnetischer Information.

Da die Platte 23 das Andruckelement 59 beim Schließen der Tür 31 in sehr kleinen Abstand zur Minidiskette bringt, wird die Wartezeit zwischen dem Kopfbelastungsbefehl an die Spule und dem tatsächlichen Belasten des Andruckelements stark verringert. Aufgrund dieser verringerten Wartezeit ergibt sich eine größere Spursuchgeschwindigkeit, da die Verzögerung beim Andrücken des Kopfes auf ein- Minimum reduziert ist. Da der Spalt 82 erfindungsgemäß ebenfalls verringert wird, berührt das Andruckelement 59 die Oberfläche der Minidiskette 79 mit kleinerer Kraft, wodurch die Prall- und Kopfsetzzeit verringert wird.

In den Fig. 7, 8 und 10 sind Teile der Spursucheinrichtung dargestellt. An der Grundplatte 16 ist ein Schrittmotor 68 befestigt, dessen Drehachse senkrecht zur Drehachse der ersten und zweiten Spindel 21, 22 ist. Die Welle 69 des Schrittmotors ist an einer Führungssehraube 71 befestigt, die

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eine schraubenförmige Spur z.B. in Form einer V-Nut 72 besitzt. Auf Befehl dreht der Schrittmotor in gleichen Inkrementen die Welle 69 und die Führungsschraube 71. Der Köpfwagen 66 besitzt einen ersten magnetischen Lese/Schreibkopf 63 und einen zweiten magnetischen Lese/Schreibkopf 64, die koaxial so angeordnet sind, daß die Köpfe längs einer Achse fluchten, die im wesentlichen parallel zur Achse der Spindeln 21 und 22 ist. Der Kopfwagen ist zwischen den Ebenen der Spalte 18 und 19 angeordnet, die Köpfe sind im Kopfwagen Rücken an Rücken angebracht und sind gegen die benachbarte Oberfläche der Minidisketten gerichtet, welche durch die beiden Spalte eingelegt werden, und die Köpfe dienen der Aufzeichnung und Auslesung von Information. Der Kopfwagen ist bezüglich der Achse der· Minidisketten radial ausgerichtet, um die Köpfe reproduzierbar über ausgewählten Spuren der Minidisketten zu positionieren. Ein Folgeelement, z.B. eine Kugel 78 (Fig. 3) ist an dem Führungsschrauben-Folgeblock 66 mittels einer Flachfeder 70 oder dgl. befestigt, um den Kopfwagen mit der Führungsschraube 71 zu verbinden. Die Führungsschraube besitzt eine schraubenförmige V-Nut 72, um den Kopfwagen radial zu positionieren. Die Kugel 78 ist federbelastet mittels der Feder 70 und läuft in der V-Nut 72,während sich die Führungsschraube dreht. Während sich der Schrittmotor dreht, führen die Welle und die Führungsschraube in radialer Richtung eine Neupositionierung des Kopfwagens durch. Der Kopfwagen gleitet frei längs der. Wagenschienen 67, so daß die Bewegung des Kopfwagens längs einer Achse begrenzt wird, die radial zu den Disketten verläuft, und die Bewegung des Kopfwagens erfolgt je nach Drehrichtung des Schritt-

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motors in beiden Richtungen dieser Achse; auf diese Weise kann jede beliebige konzentrische Spur auf der Oberfläche der Minidisketten ausgewählt werden.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Einzelheiten der Führungsschraube 71 eines Minidisketten-Doppelantriebs. Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht der Führungsschraube 71 , die eine schraubenförmige V-Nut 72 auf ihrer Oberfläche besitzt. In einer Bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das Querschnittsprofil der V-Nut einen Winkel von etwa 70 Fig. 9 zeigt einen Teil der V-Nut 72 im Detail.

Die schraubenförmige V-Nut besteht abwechselnd aus Ruhezonen 73 und Übergangszonen 74 unterschiedlicher Steigung, deren Wert von verschiedenen Faktoren, wie z. B. dem maximalen Winkelfehler des Schrittmotors, der gewünschten Spurdichte, der trägen Masse der Kopfwagenanordnung, und dem Durchmesser der Führungsschraube abhängt. Die Ruhezonen 73 entsprechen in ihrer Position den Spuren auf der Scheibe, und die Übergangszonen 74 entsprechen dem.Abstand zwischen den Spuren. Die Ruhezonen besitzen bevorzugt eine Steigung mit dem Wert Null, d.h. sie liegen in einer Ebene, die senkrecht zur Schraubenachse verläuft. Wenn jedoch der Abstand zwischen den Spuren zu groß ist, so kann es sein, daß die Ruhezonen eine von Null verschiedene Steigung besitzen müssen, die jedoch immer noch kleiner sein soll als die Steigung der Übergangszonen, um eine unerwünschte Oszillation des Führungsschrauben-Folgeelements 78 zu verhindern. Für das folgende Beispiel wird z.B. angenommen, daß die Steigung der Ruhezonen größer Null ist, d.h. daß die Ruhezonen

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die Form von Rampen besitzen.

Die Rampen sind durch zwei orthogonale Komponenten definiert. Eine axiale oder Translationskomponente parallel zur Drehachse 76 der Führungsschraube 71 , und eine Umfangs- oder Kreiskomponente 86 senkrecht zur Drehachse der Führungsschraube. Die Translationskomponente 84 gibt den totalen zulässigen Ausrichtfehler des Kopfes bezüglich der gewählten Spur an. Mit zunehmender Verringerung dieser Komponente erreicht der Winkel 77 der Rampe den Wert 90°. Die Beschleunigung des Kopfwagens 66 von einer Übergangszone 74 zu einer Rampe 73 nimmt mit zunehmendem Winkel 77 ebenfalls zu. Mit zunehmender Beschleunigung kann das Folgeelement 78 jedoch eine unerwünschte Oszillation innerhalb der V-Nut ausführen. Die Translationskomponente 84 der Rampe 73 parallel zur Drehachse 76 wird deshalb so klein wie möglich gewählt/ sie besitzt bevorzugt den Wert Null, um die Oszillation des Führungsschrauben-Folgelelements auf einen minimalen Wert zu bringen. In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Translations-Komponente 84 ungefähr 0,003 cm, um einen Spursuchfehler von etwa - O,OO15 cm zuzulassen. Der Winkel 77 beträgt in dieser Ausführungsform etwa 83 . Die Umfangskomponente 86 senkrecht zur Drehachse 76 entspricht der Sehnenlänge 86, die sich bei einem Strahlwinkel 87 ergibt, der etwa gleich dem doppelten maximalen Winkelfehler des Schrittmotors ist. Der Strahlwinkel 87 ist derjenige Winkel, der auf eine Ebene senkrecht zur Drehachse der Führungsschraube projiziert wird, wobei der Scheitel des Winkels mit der Drehachse der Schraube zusammenfällt. In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt

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der Strahlwinkel 87 etwa 2° und der Radius der Führungsschraube beträgt etwa 1,15 cm. Die resultierende Sehnenlänge 86 beträgt dann etwa 0,02 cm.

Die Übergangszonen 74 wechseln mit den Rampen 73 ab und verbinden die Rampen, und besitzen eine axiale Komponente 83 parallel zur Drehachse der Führungsschraube 76, die etwa gleich dem Abstand zwischen den Spuren der Diskette ist. In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Komponente 83 etwa 0,025 cm. Gemäß Fig. 9, ist die Steigung der Übergangszonen steiler als die Steigung der Rampen 73. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besitzt Übergangszonen mit kontinuierlich sich ändernder Steigung, wobei die Steigung in der Mitte der Zone größer ist als an den Enden, damit das Folgeelement sich bei Annäherung an die Rampen verlangsamt. Der Kopfwagen 6 6 vollzieht dann einen weichen Übergang zwischen benachbarten Rampen und minimiert dabei die Beschleunigung in der Nähe der Rampen.

Die Verwendung verschiedener Steigungen ermöglicht also eine genauere Ausrichtung zwischen Kopf und Spur beim Positionieren des Kopfwagens 66 als dies bei einer konstanten Steigung möglich wäre, und sie ermöglichen eine schnellere Positionierung des Kopfwagens 66, so daß sich kürzere Zugriffszeiten zu den Daten auf den Disketten ergeben als dies bei einer konstanten Steigung der Fall ist.

Während sich der Schrittmotor inkrementell von einer Ruheposition zur nächsten weiterdreht, befindet sich die Kugel 78 in den Rampen 73, wenn der

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Motor in Ruhelage ist, und die Kugel 78 befindet sich in den Übergangszonen, wenn der Motor sich von der einen Ruheposition zur anderen Position weiterdreht. Die Umfangskomponente der Übergangszonen 74 entspricht einem oder mehreren Winkelinkrementen des Schrittmotors.

Anstelle,, der beschriebenen Aus f ührungs formen der Erfindung kann die Spur auf der Führungsschraube statt einer Nut auch erhaben ausgebildet sein. In diesem Fall muß das Folgeelement an die erhabene Spur geeignet angepaßt sein. Ferner kann die Spursucheinrichtung und die Kopfandruckeinrichtung auch bei einem Ein-Disketten-Antrieb eingesetzt werden, der in bekannter Weise angeordnet ist. Das Verfahren, die Disketten gegensinnig zu drehen, um Information aus einander benachbarten Oberflächen auszulesen bzw. einzuspeichern, kann in Datenspeichersysteme eingesetzt werden, welche flexible Disketten oder feste oder austauschbare harte Disketten mit einem Durchmesser von 20,3 cm verarbeiten. Der Vorteil eines kompakteren Antriebs und der Verwendung lediglich eines Motors läßt sich in all den genannten alternativen Ausführungsformen verwirklichen. Außerdem kann die Einrichtung zur Verkürzung der Kopfandruck-Verzögerung in einer Vielzahl von Speichersystemen mit einlegbaren Medien benützt werden, wobei als Speichermedien neben Minidisketten auch andere Speichermedien verwendet werden können. Die Erfindung läßt sich auch in Systemen einsetzen, die Magnetköpfe auf beiden Seiten einer Diskette oder Minidiskette besitzen, um beide. Seiten des Speicher-

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mediums abzutasten, ohne das Speichermedium dabei herausnehmen und umdrehen zu müssen.

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Claims

DIGITAL EQUIPMENT CORPORATION, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staats Massachusetts, V.St.A. 146 Main Street, Maynard, Massachusetts 01754 V.St.A.

Disketten-Antrieb

ANSPRÜCHE

(1J Disketten-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbares Element (71) mit einer Spur (72) vorgesehen ist, die eine Umfangskomponente um eine Achse herum, und eine Translationskomponente senkrecht zur Umfangskomponente besitzt und eine Steigung festlegt, wobei die Steigung der Spur alternierend Rampen (73) und ÜbergangsZonen (74) besitzt und die Steigung der Übergangsζonen (74) steiler als diejenige der Rampen (71) ist, daß Mittel (68, 69) zum Antreiben des drehbaren Elements um diese Achse vorgesehen sind, daß ein Magnetkopfhalter (65, 66) Mittel (78) zum Folgen der Spur (72) enthält,

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so daß der Kopfhalter (65, 66) parallel zu der Translationskoinponente verschiebbar ist, während das rotierende Element (71) sich dreht, daß ein Magnetwandlerkopf (63) auf dem Kopfhalter (65,' 66) angeordnet ist, und daß Mittel (21, 22, 36 bis 41) vorgesehen sind, um ein magnetisches Speichermedium an dem Kopf quer zur Translationskomponente vorbei zu bewegen, daß das Speichermedium eine magnetische Oberfläche parallel zur Translationskomponente besitzt, daß die magnetische Oberfläche Informationsspuren quer zur Translationskomponente aufweist, die hinsichtlich ihrer Lage den Rampen entsprechen.
2. Disketten-Antrieb, mit einer um eine Achse drehbar gelagerten Spindel zur Aufnahme einer Diskette, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führungsschraube (71) eine im allgemeinen schraubenförmige Spur (72) besitzt, daß Mittel (68, 69) vorgesehen sind, um die Führungsschraube um eine Achse senkrecht zur Spindelachse zu drehen, daß ein Führungsschrauben-Folgeelement (78) vorgesehen ist und in der Spur (72) läuft und bei Drehung der Führungsschraube eine Translationsbewegung radial zur Spindelachse durchführt, daß Mittel zum Befestigen des Kopfs auf dem Folgeelement (66, 78) vorgesehen sind, daß die Spur

(72) abwechselnd Rampen (73)und Übergangszonen (74 aufweist, und daß die Steigung der Übergangszonen (74) steiler ist als diejenige der Rampen (73).
3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangszonen (74) eine sich kontinuierlich ändernde Steigung besitzen und in ihrem mittleren Bereich steiler sind als an den Enden.

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4. Antrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel einen Motor (68) enthalten, der an die Führungsschraube (71) angekoppelt und die Führungsschraube in eine Drehbewegung versetzt.
5. Antrieb nach Anspruch 4, bei dem sich ein bestimmter Kopfausrichtfehler einstellt, wenn der Motor einen gegebenen Winkelfehler besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskomponente jeder Rampe (73) etwa gleich dem doppelten Winkelfehler des Motors ist, und daß die axiale Komponente jeder Rampe (73) etwa gleich dem bestimmten Kopfausrichtfehler ist.
6. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel einen Schritt-motor (68) enthalten, der die Führungsschraube (71) inkrementell von einer Ruheposition zur nächsten Ruheposition dreht, und daß das Spur-Folgeelement (78) sich in den Rampen (73) befindet, wenn der Motor stillsteht, und sich in den Übergangszonen befindet, wenn der Motor sich von einer Ruheposition zur nächsten weiterdreht.
7. Disketten-Atnrieb, mit einem Gehäuse mit einem Disketten-Aufnahmespalt, einer Antriebsspindel innerhalb des Gehäuses dem Spalt benachbart zum Antreiben der Disketten, und mit Klemmelement^zum Festklemmen einer durch den Spalt zugeführten Diskette auf der Spindel, in einer Disketten-Ebene, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und ein zweites Element (59, 63) untereinander fluchtend auf gegenüberliegenden Seiten der Disketten-Ebene

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innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, daß das erste Element quer zur Disketten-Ebene zwischen einer Ruheposition, die von der Disketten-Ebene beabstandet ist, und einer Position in der Disketten-Ebene bewegbar ist, und daß das zweite Element (63) stationär ist, daß mindestens eines der Elemente(63) ein

. , *-..-,„ Bewegungsmittel . Magnetkopf xst, daß erste / vorgesehen sind, um das erste Element (59) aus der Ruheposition in eine Zwischenposition zu bringen, die näher an der Disketten-Ebene liegt als die Ruheposition, und daß zweite Mittel (52, 53) auf einen Disketten-Zugriffsbefehl ansprechen und das erste Element (59) aus der Zwischenposition in die in der Disketten-Ebene liegenden Position bewegen, um eine Diskette auf der spindel festzuklemmen und zwischen dem ersten und dem zweiten Element (59, 63) zu führen, um eine Aufzeichnung und Auslesung magnetisch gespeicherter Daten zu ermöglichen.
8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bewegungsmittel zum Bewegen des ersten Elements (59) von den Haltemitteln (23, 62, 53) steuerbar ist.
9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß eine Tür (31) zum Öffnen und Schließen des Disketten-Eingabespalts vorgesehen ist und daß die Haltemittel (23) und die ersten Bewegungsmittel· beide vom Schließen der Tür (31) gesteuert sind.
10. Antrieb für Speicherdisketten zur Speicherung magnetisch kodierter -Information, gekennzeichnet

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durch eine Grundplatte (16), eine erste und eine zweite Spindel (21, 22) auf der Grundplatte (16), die sich unabhängig voneinander um fluchtende Achsen drehen, einen Motor (3 6) auf der Grundplatte (16) desssen Welle um eine mit den Spindelachsen nicht parallelen Achse drehbar ist, ein Richtungsumlenkrad (39) auf der Grundplatte (16) zur Drehung um eine Achse, welche mit den Spindelachsen nicht parallel ist, und einen Endlosriemen (41), der .sich um die Motorwelle (37, 38),das Umlenkrad (39), die erste und die zweite Spindel (21, 22) herum erstreckt und die Spindeln gegensinnig in Drehbewegung versetzt, und Haltemittel (23, 33, 24, 34) zum Festklemmen der Speicherdisketten auf den Spindeln (21, 22).
11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (16) eine Basisplatte zwischen den Spindeln (21, 22) enthält, an der das Richtungsumlenkrad (39), der Motor (36) und die Spindeln (21, 22) angeordnet sind, daß sich der Motor (36) längs der Basisplatte quer zu den Spindelachsen erstreckt, daß die Motorwelle 'auf einer Seite des Motors zwischen den Spindeln liegt, und daß das Umlenkrad (39) auf der anderen Seite des Motors zwischen den Spindeln liegt.
12. Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (21, 22) einander benachbart Riemenführungsabschnitte mit größerem Durchmesser, und an entgegengesetzten Enden Disketten-Berührungsabschnitte geringeren Durchmessers besitzen, daß ein Magnetkopf-Transportblock (66, 67)

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radial zu den Spindelachsen - mit den Riemenführungsabschnitten fluchtend - verschiebbar ist, daß ein erster und ein zweiter Magnetwandlerkopf (63, 64) vorgesehen ist, dass Magnetkopfhalter (65) die Magnetköpfe (63, 64) über das Ende des Transportblocks (66) gegen die Spindeln (21, 22) überstehen lassen, damit die Köpfe (63, 64) mit den Disketten-Berührungsabschnitten fluchtend näher an die Spindelachsen heranführbar sind als der Transportblock.
13. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (21, 22) je eine zentrale Öffnung besitzen, daß die Haltemittel (34) je eine Klemme aufweisen, die in die Mittenöffnungen der entsprechenden Spindeln einführbar ist.
14. Antrieb für Speicherdisketten, die magnetisch kodierte Information speichern, mit einem Chassis, einer ersten und einer zweiten Spindel auf dem Chassis für eine voneinander unabhängige Drehung um fluchtende Achsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (21, 22) einander benachbarte Riemenführungsabschnitte mit größerem Durchmesser und an entgegengesetzten Ende Disketten-Berührungsabschnitte geringeren Durchmessers besitzen, daß Antriebsmittel (36) zum Antreiben der Spindeln vorgesehen sind, daß ein Magnetkopf -Transportblock (66, 67) radial zu den Spindelachsen, mit den Riemenführungsabschnitten fluchtend, verschiebbar ist, daß ein erster und ein zweiter Magnetwandlerkopf (63, 64) vorgesehen ist, daß Kopfhalter (65) vorgesehen sind, welche die Magnetköpfe (63, 64) über das Ende des Blocks (66) hinausragend und gegen die Spindeln gerichtet halten,

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um die Köpfe, mit den Disketten-Berührungsabschnitten fluchtend, näher an die Spindelachsen heranführen zu können als den Block, und daß Haltemittel (33) zum Festklemmen der Speicherdisketten auf den Spindeln vorgesehen sind.
15. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel einen Schrittmotor (68) enthalten, der das drehbare Element (71) inkrementell aus einer Ruheposition in eine nächste Ruheposition bewegt, und daß das Spur-Folgeelement (78) sich in den Rampen (73) befindet, wenn der Motor stillsteht, und daß das Spur-Folgeelement (78) sich in den Übergangs zonen befindet, wenn der Motor sich von einer Ruheposition in eine andere Ruheposition dreht.

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