DE3338874A1 - Magnetplatten-speichereinrichtung mit einem lineareinstellantrieb - Google Patents

Description

Magnetplatten-Speichereinrichtung mit einem Lineareinstel1 antrieb

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Magnetplatten-Speichereinrichtung, die eine oder mehrere sich drehende magnetische Speicherplatten enthält. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Speichereinrichtungen mit sich drehenden Magnetplatten, die eine Betätigungs- oder Einstellvorrichtung mit einem Aufbau enthalten, der Wandler trägt, die dazu bestimmt sind, sich, radial in bezug auf die sich drehende magnetische Speicherplatten zu bewegen, um magnetische Information, die darauf gespeichert ist, auszulesen oder magnetische Information in diese einzuschreiben.

Die Betätigungs- oder Einstellvorrichtung wird als linear bezeichnet, da sie den oder die Wandler längs einer geraden Linie, die sich im allgemeinen radial über die magnetische Speicherplatte erstreckt, bewegt.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine lineare Betätigungsvorrichtung geschaffen, die insbesondere nutzvoll in magnetischen Speichereinrichtungen des Typs, die als sog. Winchester-Magnetplattenspeicher-Einrichtungen bekannt sind, eingesetzt werden kann. Die lineare Betätigungsvorrichtung stellt einen Lineareinstellantrieb dar, der nahe dem Umfang einer oder mehrerer in vertikaler Richtung voneinander einen Abstand aufweisender magnetischer Speicherplatten angeordnet und dafür ausgelegt ist, daß sie schnell den oder die Wandler positioniert, um auf die magnetische Information, die auf der betreffenden Speicherplatte aufgezeichnet ist, zuzugreifen. Die Wandler bestehen normalerweise aus "schwebenden" oder "fliegenden" Schreib/Lese-Köpfen .

Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Winchester-Magnetplattenlaufwerk beschrieben wird, wird aus der Beschreibung ersichtlich, daß die Betätigungsvorrichtung nutzvoll in anderen Typen von elektromagnetischen Spei-

chereinrichtungen, beispielsweise einer optischen Speichereinrichtung, worin ein optischer Wandler oder mehrere optische Wandler in der Betätigungsvorrichtung angeordnet sind, einsetzbar ist.
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Aufgrund der erhöhten Spurendichte, die durch jüngste Magnetplatten-Entwicklungsarbeiten möglich geworden sind, sind verstärkte Versuche unternommen worden, eine Betätigungs- oder Einstellvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, in sehr kurzer Zugriffszeit auf die Information, die auf der Magnetplatte gespeichert ist, zuzugreifen, jedoch trotzdem die Einrichtung soweit wie möglich in ihren Abmessungen zu verkleinern. Es ist deshalb wünschenswert, eine Betätigungs- oder Einstellvorrichtung, die genügend hohe magnetische Kräfte ausübt, hat, um den Wandler-Träger' oder -wagen schnell zu verzögern oder zu beschleunigen, zu schaffen, die den Wandler-Arm oder -wagen gegen bestehende Schwingungen ruhig hält und jeden magnetischen Streufluß vor der Betätigungsvorrichtung nahe den Magnetplatten auf einem Minimum hält, um so zu vermeiden, daß die magnetische Information, die auf den Magnetplatten gespeichert ist, schädlich beeinflußt wird. Desweiteren ist es wünschenswert, daß die Wandler-Arm- oder Wandler-Wagen-Lagerung und die Antriebsvorrichtung derart beschaffen sind, daß sie Resonanzschwingungen, die durch die geforderte starke Beschleunigung und Verzögerung des Wandlerträgers eingebracht werden, auf ein Minimum verringern. Desweiteren sollen mit der erfindungsgemäßen Betätigungs- oder Einstellvorrichtung die Herstellungskosten klein gehalten werden.

In der US-PS 4 280 155 ist ein feststehendes Magnetplattenlaufwerk beschrieben, das eine flache rechteckige Grundplatte und eine ballige Abdeckung hat. Ein Magnetwandlerkopf-Wagen und eine Positionierungsvorrichtung (im folgenden als Wandlerbetätigungsvorrichtung bezeichnet) ist nahe dem Umfang der Magnetplatten auf der Grundplatte befestigt, wobei die Wandler auf biegesteifen Armen montiert sind, die sich nach außen von der Betätigungsvorrichtung aus erstrecken.

-δι Ein Motor zum Drehen der Magnetplatten ist unterhalb der Grundplatte innerhalb des Gehäuses angebracht. Die Betätigungsvorrichtung wird in Position oder aus der Position in bezug auf die Magnetplatten durch einen Schrittmotor, der eine Zahnstange und ein Ritzel antreibt, bewegt.

Eine Verbesserung dieser oben genannten Wandler-Betätigungsvorrichtung ist in den mit der vorliegenden Anmeldung zusammenhängenden US-Patentanmeldungen, Serial Number 06/352,043, eingereicht am 26. Februar 1982 und Serial Number 06/391,782, eingereicht am 24. Juni 1982, welche beide von der Anmelderin auch der vorliegenden Anmeldung angemeldet wurden, beschrieben. Diese Anmeldungen zeigen elektromagnetische Mittel zum Antreiben der Betätigungsvorrichtung, die doppelt angeordnete Paare von Rechteck-Magneten (vier Magnete insgesamt) mit einer rechteckförmigen Spule, die dem Betätigungsvorrichtungs-Wagen zugeordnet ist, enthalten und die innerhalb eines rechteckförmigen Luftspalts angetrieben werden.

Lineare Positionierungsvorrichtungen sind ebenfalls inden US-PS 3 619 673 und 3 666 977 gezeigt.

In der US-PS 3 619 673 werden rechteckförmige Permanentmagnete mit einer rechteckförmigen Spule verwendet, die an einem Wagenteil angebracht sind, der in einem Luftspalt zwischen den Magneten und einem inneren Kernpolteil angeordnet sind. Ein Strom, der durch die Spule getrieben wird, übt eine Antriebskraft auf die Spulenanordnung mit genügender Stärke aus, um letztere längs des zentralen Kerns zu bewegen.

Die US-PS 3 666 977 zeigt ein ähnliches Prinzip, das ein zentrales Kernteil und eine Anzahl von individuellen Magnetblöcken um den Umfang des Kerns mit einer beweglichen Vi el fach-Antriebsspule in dem Lufstpalt enthält. Die Spule ist starr an dem Wagenaufbau angebracht, und die beiden bewegen sich zusammen, wenn ein Strom durch die Spule fließt.

Die vorliegende Erfindung sieht aufgabengemäß eine Speichereinrichtung mit sich drehenden magnetischen Speicherplatten vor, die eine verbesserte Einstelleinrichtung für die magnetischen Wandler hat und die oben erläuterten und weitere wünschenswerte Eigenschaften, insbesondere das Vorsehen eines hochwirksamen magnetischen Flußlinienweges in Form ei ner "8", aufwei st.

Diese Funktionen und Ergebnisse werden durch die Anordnung eines einzigen Paares von runden, zylindrischen, radial polarisierten Magneten, die schwebend innerhalb von einen Abstand voneinander aufweisenden, im allgemeinen im Querschnitt C-förmig gestalteten Polausbi!düngen mit doppelt vorgesehenen runden Antriebsspulen, die in dem Luftspalt dazwischen bewegbar sind, enthalten sind, wobei diese Antriebsspulen auf Befestigungsseitenteilen des Betätigungsvorrichtungs-Körpers oder -Wagens angebracht sind. Die Erregung der Antriebsspulen führt zu einer schnellen Bewegung der Betätigungsvorrichtung und zu einem schnelleren Zugriff der Wandler auf die Magnetplatten. Die Betätigungsvorrichtung oder der Lineareinstel1antrieb besteht im allgemeinen aus einem Träger und einem Paar von in Querrichtung einen Abstand voneinander aufweisenden elektromagnetischen Antriebsquellen, die symmetrisch gerichtete Bewegungskräfte auf den Wagen ausüben. Der Wagen wird zum Zwecke einer hin- und hergehenden Bewegung zwischen einem Paar von unteren und oberen zylindrischen Führungselementen gehalten. Der Wagen der Betätigungsvorrichtung enthält einen zentralen Körperabschnitt und Spulenträger-Seitenteile, die sich symmetrisch an der Seite des zentralen Körperabschnitts erstrecken. Ein Paar von Rollen ist auf der Oberseite des Wagenkörpers montiert, und ein doppelt vorgesehenes Paar von Rollen (vorderer und hinterer Rollensatz) sind so an dem unteren Ende des Trägerkörpers angeordnet, daß sie gegen das obere bzw. das untere Führungselement zu liegen. Der Betätigungsvorrichtungs-Wagen ist neben einem Paar von zylindrischen Magneten angeordnet, die an einer Haltekonstruktion angebracht sind. Zwischen den zylindrischen Magne-

-ιοί ten und der Polausbi1 dung ist ein ringförmiger Luftspalt ausgebildet, der die Magnete umgibt. An den Seitenteilen des Wagens sind Antriebsspulen befestigt, und die Antriebsspulen sind innerhalb des Luftspaltes positioniert und linear in bezug auf den Luftspalt und die zylindrischen Magnete bewegbar.

Wenn die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung erregt wird, erzeugt sie eine starke Kraft, die dazu bestimmt ist, die Wandler, welche sich von dem Wagenkörper aus relativ zu den Speicherplatten hin in der Antriebseinheit erstrecken, zu positionieren. Die Wandler sind auf einer Anzahl von biegesteifen Armen montiert, die sich freitragend in Vorwärtsrichtung von dem Wagenkörper aus erstrecken.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung ist ein Paar von seitlichen und symmetrische Abstände voneinander aufweisende Linearantriebsquellen vorgesehen, die zusammen die hohe Betätigungskraft bereitstellen> um einen schnellen Zugriff zu erzielen und den Trägerwagen gegen Schwingungen zu stabilisieren. Wegen der besonderen Konstruktion der Polanordnung nehmen die Antriebsquellen einen kleinen radialen Raum ein und erzeugen zusammen einen nur unwesentlichen magnetischen Streufluß in der Nachbarschaft der Umfange der sich drehenden Magnetplatten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung betreffender Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine maßstabsgetreue Explosionsdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels für die Linearen nstel 1 ei nri chtung gemäß der vorliegenden Erfindung .

Fig. 2 zeigt eine Tei1 draufsieht der Lineareinstel1 einrichtung und einen Teil einer Magnetplatte einer Speichereinrichtung.

-πι Fig. 3 zeigt eine Rückansicht der Lineareinstel1 einrichtung, wobei ein hinteres Polblech abgenommen ist.

Fig. 4 zeigt eine Schnittsansicht längs einer Linie 4-4 i η Fi g . 3 .

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Magneten, der in der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.

In Fig. 1 ist eine Magnetplatten-Speichereinrichtung gezeigt, die eine Grundplatte 10 enthält, durch welche sich eine Spindel oder Welle (nicht gezeigt) zur drehbaren Lagerung einer oder mehrerer magnetischer Speicherplatten 11, 12 erstreckt. Zum Bewegen eines oder mehrerer Schreib/Lese-Köpfe oder -Wandler längs eines geradlinigen oder linearen Weges, der sich im allgemeinen radial über eine sich drehende magnetische Speicherplatte erstreckt, ist ein Linearei nstel 1 antri eb 14 vorgesehen. Die Speichereinrichtung ist vom als Winchester-Laufwerk bekannten Typ, der fest eingebaute magnetische Speicherplatten mit 5:25" oder 8" Durchmesser enthält, welche künftig jeweils eine Spurendichte von etwa 600 ... 1200 Spuren/Zoll aufweisen. Speichereinrichtungen des Winchester-Magnetplattenlaufwerk-Typs sind dem Fachmann bekannt. Eine solche Speichereinrichtung enthält einen Motor (nicht gezeigt) zum Drehen der magnetischen Speicherplatte(η) bei einer hohen Geschwindigkeit und eine Gleichstrom-Antriebsschaltung (nicht gezeigt), die wirksam mit dem Lineareinstel1antrieb 14 verbunden ist. Die Grundplatte 10 ist innerhalb eines geschlossenen Gehäuses angeordnet, das ein Ventilationssystem enthält, welches dazu bestimmt ist, die Magnetplatten-Oberflächen frei von Staubablagerungen zu halten.

Im folgenden wird der Lineareinstel1antrieb 14 im einzelnen beschri eben.

Der Lineareinstel1 antrieb 14 ist sehr kompakt aufgebaut,

wodurch er einen Raum einnimmt, der nur etwa 2 ... 3.5" über den Umfangskreis der magnetischen Speicherplatten übersteht, und er ist etwa 1/8" bis 1" von dem Rand der magnetischen Speicherplatten 11 und 12 positioniert. Der Linearein-Stellantrieb ist in der Lage, die Wandler mit einen Hub von etwa 1 ... 1.5" praktisch ohne magnetischen Streufluß vor dem Lineareinstel1 antrieb in der Nachbarschaft der Umfange der sich drehenden magnetischen Speicherplatten hin- und herzubewegen. Obwohl die magnetischen Speicherplatten sehr dicht an den Permanentmagneten des Lineareinstel1antriebs-Aufbaus positioniert sind, wird die Information, die auf der magnetischen Speicherplatte magnetisch aufgezeichnet ist, nicht schädlich durch die Felder der Magnete beeinflußt.

Der Lineareinstel1 antrieb 14 besteht aus einer feststehenden Magnetanordnung 15 und einer beweglichen Wandler/Spulen-Anordnung 16. Nach dem Zusammenbau ist die Wandler/Spulen-Anordnung 16 innerhalb der feststehenden Magnetanordnung 15 positioniert, und die Rückseite des Lineareinstel 1 antriebs 14 ist durch ein hinteres Polblech 17 abgeschlossen. Ein Wagen 18 ist mittig in der Wandler/Spulen-Anordnung 16 angeordnet und enthält vordere Befestigungselemente 19, mittels derer eine Reihe von freitragenden Vorsprüngen oder Armen 21, die Wandler 22 ... 24 halten, befestigt sind. In der Position, in der sie auf die Information, welche in der magnetischen Speicherplatte gespeichert ist, zugreifen, befinden sich die Wandler 22 ... 24 über den betreffenden Spuren auf den magnetischen Speicherplatten 11

u. 12, wo sie entweder magnetische aufgezeichnete Information auslesen oder erforderlichenfalls magnetisch Information an dem betreffenden Ort in die magnetische Speicherplatten einlesen. Lediglich zum Verdeutlichen sei angenommen, daß die Wandler 22 u. 23 jeweils auf die obere bzw. untere Seite der Speicherplatte 11 zugreifen, und daß der Wandler 24 auf die obere Seite der Speicherplatte 12 zugreift. Es ist offensichtlich, daß ein zusätzlicher Wandler auf die Unterseite der Speicherplatte 12 zugreifen würde und daß

zusätzliche Wand!eraufbauten unterhalb des gezeigten Wandleraufbaus vorgesehen sein könnten, um so auf eine oder mehrere weitere Speicherplatte bzw. -platten, die sich unterhalb der Speicherplatten 11 u. 12 drehen, zugreifen zu können.

Die feststehende Magnetanordnung 15 enthält ein Paar im Querschnitt ringförmiger, zylindrischer Magnete 30 u. 31, die in einem Magnetgehäuse 27 gehalten werden. Das Magnetgehäuse 27 besteht aus einem vorderen Polblech 28, einer äußeren Polausbildung 29, die die zylindrischen Magnete umgibt, und dem zuvor erwähnten hinteren Polblech 17. Die Wandler/ Spulen-Anordnung 16 weist eine itn allgemeinen symmetrischen Konstruktion auf, die aus einem linken Schenkel 32 und einem rechten Schenkel 33 besteht, welche die zuvor erwähnten runden, zylindrischen Magnete 30 u. 31 einschließen. Die Magnete 30 oder 31 sind - wie bereits erwähnt - im Querschnitt ringförmig und durch einen Gleitsitz auf zentralen oder inneren Polteilen 34 angebracht. Der Gleitsitz-Spielraum ist durch das Hinweiszeichen 35 angedeutet. Die äußere Polausbildung 29 ist mit einem Abstand von dem äußeren Umfang jedes der runden Magnete angeordnet und hat eine Dicke 36j welche ausreichend ist, um die magnetischen Flußlinien, die durch den elektromagnetischen Antrieb erzeugt werden, übertragen zu können. Die äußere Polausbildung 29 weist einen Abstand von dem äußeren Umfang der Magnete 30 u. 31 auf, um dazwischen einen Luftspalt 37 zu bilden. Der Luftspalt 37 erstreckt sich geradlinig längs der Längsausdehnung des runden Magneten und der äußeren Polausbildung. Der Luftspalt 37 (typischerweise 0.150" ... 0.180" weit), der sich geradlinig von dem Magneten aus erstreckt, hat eine radiale Ausdehnung, die geringer als Luftspalte 37a (typisch 0.200" ... 0.250" weit) ist, welche zwischen den Enden der runden Magnete und deren sich gegenüberstehenden vorderen und hinteren Polblechen gebildet sind (vergl. Fig. 4), um so einen maximalen Wirkungsgrad sicherzustellen und einen magnetischen Kurzschluß zu den Endblechen hin zu verhindern. Die Magnete 30 u. 31 bestehen im allgemeinen aus

einem keramischen Material, beispielsweise hergestellt durch die Crucible Division of Colt Industries. Die feststehende Magnetanordnung 15 ist mittels einer Befestigung 38 an der Grundplatte 10 angebracht.
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Der Wagen 18 enthält Wagenseitenteile 42, an welchen jeweils eine linke Antriebsspule 40 bzw. eine rechte Antriebsspule 41 angebracht ist. An einwärts ausgebildeten Randabschnitten dieser Wagenseitenteile sind Spulenformen oder Halteringe 43 bzw. 44, die zum Halten der Spulen an ihren Orten auf den Wagenseitenteilen dienen, mittels Schraubverbindungen oder dergl . angebracht. Zusätzlich zu der mechanischen Haltekraft der Halteringe kann ein Kleber 45 die Spulen an den Wagenseitenteilen 42 befestigen. Die Antriebsspulen 40 u. 41 sind passende Hohlzy1inder, die einen Innendurchmesser, der größer als der Durchmesser der Magnete 30 u. 31 ist, und einen Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser der äußeren Polausbi!dung 29 ist, haben. Die Spulen befinden sich außerhalb der runden Magnete. Auf diese Weise können sich die Spulen frei innerhalb der Luftspalte 37 bewegen, die zwischen dem äußeren Umfang der runden Magnete und der äußeren Polausbi1 dung ausgebildet sind. Die Antriebsspulen sind identisch ausgebildet, so daß gleiche Kräfte an beiden Seiten des Wagens ausgeübt werden, die parallel zu dem linearen Bewegungsweg des Wagens ausgerichtet sind. Der Bewegungsweg ist durch Führungselemente 25 u. 26 bestimmt, die in bestimmter Beziehung zu der Grundplatte 10 und der feststehenden Magnetanordnung 15 ausgerichtet bzw. angeordnet sind. Die Länge der zylindrischen Magnete in der Richtung der Bewegung des Wagens ist im wesentlichen größer als die Länge der Spulen in der Wandler/Spulen-Anordnung, auf welche Weise ein Längsspaltkurzspulen-Typ eines Lineareinstel1antriebs geschaffen wird. Die symmetrische Anordnung der Antriebsspulen und des zugeordneten Paares von runden zylindrischen Magneten kann praktisch als eine Anordnung von zwei identischen elektromagnetischen Antrieben aufgefaßt werden, die auf den Wagen symmetrisch auf den sich gegenüberliegenden Seiten einwirken, um ausgeglichene

-15-Antriebskräfte zu erzeugen.

Sowohl die Grundplatte 10 der Speichereinrichtung als auch die äußere Polausbi1 dung 29, das vordere Polblech 28 und das hintere Polblech 17 sind aus einem Metall hoher magnetischer Permeabilität, beispielsweise Eisen, gegossen und. ausgebildet. Die Konstruktion des Wagens 18, die die Trägerarmhalterung und die freitragenden Arme 21 enthält, ist normalerweise aus gegossenem oder bearbeitetem Aluminium hergestellt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind passende runde, zylindrische Kupferrohre 46 vorgesehen, wovon jeweils eines auf dem äußeren Umfang jedes der Magnete 30 u. 31 montiert ist, um eine sog. Kurzschlußwindung zu bilden. Die Kurzschlußwindung wirkt als eine Kompensationsspule, um die Antriebsspule schnell zu sättigen, und verhindert außerdem, daß die Speicherplatten verunreinigt werden, d. h. sie dichtet oder kapselt den Umfang des Magneten ab, so daß Schmutzpartikel nicht in den Luftstrom abtreiben können. Das hintere Polblech 17 und das vordere Polblech 28 sind einstückig oder in einer festen Verbindung mit der äußeren Polausbi!dung vorgesehen. Das Gauß'sche Feld wird gleichförmig gehalten, und ein sehr geringer Gauß-Wert, d. h. ungefähr 3 ... 4 Gauß, ist außerhalb des Luftspalts zwischen den Speicherplatten und dem Lineareinstel1 antrieb meßbar, solange das Gehäuse, d. h. die äußere Polausbi1 dung und die Endpolteile, nicht gesättigt ist. Wegen des Abstandes zwischen dem Umfang der Magnete und der Antriebsspulen schweben die Antriebsspulen und die Magnete tatsächlich innerhalb der PoI-ausbi1 dung .

Wie in Fig. 2 u. Fig. 3 gezeigt, enthält der Wagen 18 ein Paar von oberen Führungsrollen 47 und doppelt vorgesehene Paare von unteren Führungsrollen 48 (vorn und hinten), die in einer rollenden Berührung mit dem oberen Führungselement 25 bzw. dem unteren Führungselement 26 stehen. Für jede der oberen bzw. unteren Führungsrollen sind Rollenwel-

BAD ORIGfJSJAL"

Ten 50 u. 51 vorgesehen, die sich senkrecht von den Oberflächen des Wagens 18 aus erstrecken. Die Wagenseitenteile 42 tragen die Antriebsspulen 40 u. 41. Ein Führungselement-Vorspannungsmechanismus 39 richtet die Führungseiementkonstruktion aus und erzeugt eine Vorspannkraft, so daß der Wagen ohne Schwingungen linear in bezug auf die oberen und unteren Führungselemente bewegt werden kann. Fig. 3 zeigt den Luftspalt 37 zwischen den Umfangsf1ächen der Magnete 30 u. 31 und der äußeren Polausbi1 dung 29 deutlicher. In diesem Luftspalt 37 bewegen sich die Antriebsspulen 40 u. 41 1 inear.

Die äußere Polausbi!dung 29 besteht im Querschnitt aus einem Paar von sich gegenüberliegenden, im Querschnitt C-förmigen Elementen 62 u. 63. Die oberen und unteren Flächen der Wagenseitenteile 42, die normalerweise aus Aluminium' oder Magnesium bestehen, erstrecken sich von einem Spalt 64 aus, der von sich gegenüberstehenden Enden 65 u. 66 der Elemente 62 u. 63 gebildet wird, und weisen so einen Abstand voneinander auf. Der Abstand zwischen den Enden 65 u. 66 ist derart ausgelegt, daß ein genügend großer Zwischenraum für die Höhe der Wagenseitenteile 42 gegeben ist, daß die Enden jedoch eng genug zusammenstehen, um einen Weg für die Flußlinien über den Spalt hinweg zwischen den Enden 65

u. 66 der C-förmigen Elemente derart zu bilden, daß ein "8"-förmiger Flußlinienweg zustandekommt. Dieser Flußlinienweg erstreckt sich von dem Magneten 30 aus über den Luftspalt 37 zu der äußeren Polausbi1 dung 29, dann zu dem hinteren Polblech 17 und durch einen Luftspalt 37b zurück zu dem Magneten 30. Ein solcher Flußlinienweg besteht in allen vier Quadranten. Aus Fig. 3 ist die Kurzschlußwicklung in Form des zylindrischen Kupferrohrs 46, das auf dem Magnetau· ßenumfang durch Preßsitz angeordnet sein kann, ersichtlich.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der feststehenden Magnetanordnung mit der Endkonstruktion, welche einen vorderen bzw. einen hinteren Stoßdämpfer 55 bzw. 56 enthält. Diese Stoßdämpfer fungieren als Prallkörper und absorbieren außerdem

kinetische Energie von den sich bewegenden Elementen auf der Polausbildung. Dadurch wird die Übertragung von Resonanzschwingungen in die Grundplatte 10 herrührend von einem Aufprall der Spulen auf die vorderen und hinteren Polteile minimiert. Der Magnet 30 sitzt in einem Gleitsitz auf den inneren Polteilen 34 mit einem oder ohne einen Luftspalt. Das hintere Polblech 17 ist abnehmbar an der feststehenden Magnetanordnung befestigt, so daß die Wandler/Spulen-Anordnung 16 leicht nach hinten von dem Lineareinstel1antrieb abgenommen werden kann.

_ Durch die vorliegende Erfindung ist beabsichtigt, entgegengesetzt gerichtete Flußkreise für jeden der Magnete 30 u. 31 vorzusehen, um so die Streuflüsse zu minimieren. Aufgrund der Größe des Luftspalts 37 und aufgrund des Gleitsitzes der Magnete auf den inneren Polteilen 34 werden mechanische Schwingungen daran gehindert, sich auf die Grundplatte 10 zu übertragen. Die Stoßdämpfer 55 u. 56 dämpfen außerdem magnetische Kräfte. Etwa 80% der Spule befinden sich in dem wirksamen magnetischen Luftspalt. Die doppelt vorgesehenen zylindrischen Spulen erlauben eine kompakte Konstruktion, und der gesamte Lineareinstel1 antrieb benötigt lediglich zwei Magnete im Gegensatz zu Einrichtungen gemäß dem Stand der Technik, die vier oder mehr Magnete für deren Betrieb erfordern.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung des Typs von Magnet, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Es ist ein sog. runder, zylindrischer Magnet, in dem die Pole innerhalb des Zylinders radial hintereinander angeordnet sind, so daß ein Norpol 68 und ein Südpol 67 in der äußeren bzw. der inneren Wand des runden Zylinders ausgebildet sind. Eine typische magnetische Struktur dieser Art ist derart ausgelegt, daß sie bis zu 1400 ... 1800 Gauß in dem Luftspalt erzeugt. Als Antriebsmagnete wirkende Magnete 30 u. 31 eines typischen 8"-Winchester-Magnetplattenlaufwerks sind 2.5" lang und weisen die Abmessung 1 1/8" im Außendurchmesser mit einem 1 /^"-Innendurchmesser auf.

Es ist zu beachten, daß in einem Magnetplattenlaufwerk das Magnetfeld iη dem Bereich der sich drehenden Magnetplatte kleiner als ein kritischer maximaler Wert ist, um das Löschen oder den Verlust der Information, die auf den Magnetplatten gespeichert ist, zu verhindern. Typischerweise beträgt dieser Wert maximal 10 Gauß. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, daß die Verwendung der C-förmigen äußeren Polausbi1 düngen, welche aus sorgfältig ausgewählten Materialien hergestellt sind und zylindrische Magnete umgeben, wirksam einen Streufluß von den sich drehenden Magnetplatten und den Wagen-Lagern abhalten .

Einzelheiten sowohl der Montage der Wandler auf den freitragenden biegesteifen Armen und der Montage der biegesteifen Arme auf dem Wagen als auch der speziellen Auslegung des Wagens 18 und des Führungselement-Vorspannungsmechanismus 39 sind in der zuvor erwähnten Patentanmeldung, Serial Number 06/352,043 gezeigt, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme auf diese Patentanmeldung enthalten ist. Die Antriebsspulen 40 u. 41 sind mit Spulenanschlußdrähten 57 u. 58 versehen, welche an eine herkömmliche Gleichstrom-Antriebssteuereinrichtung (nicht gezeigt) angeschlossen sind.

Während die vorliegende Erfindung im Hinblick auf das am meisten bevorzugte praktische Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist ersichtlich, daß die Erfindung auch auf andere spezielle Formen von Ausführungsbeispielen anwendbar ist, ohne daß dazu der allgemeine Erfindungsgedanke der Erfindung verlassen werden müßte. Es ist außerdem ersichtlich, daß andere Ausf ührungsbei s'pi ele,. di e die zuvor genannten Eigenschaften und Merkmale haben und in der gleichen Weise arbeiten, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist lediglich dazu bestimmt, die Erfindung zu erklären. Der Schutzumfang der Erfindung ist nicht aju-f.dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Er ist durch di/e Ansprüche bestimmt.

(Patentanwalt

Leerseite

Claims (12)

1. Ansprüche

   Magnetplatten-Speichereinrichtung mit einem Gehäuse, einer Grundplatte' für einen Lineareinstel1antriebs-Aufbau, die innerhalb des Gehäuses montiert ist, wobei der Lineareinstel1antriebs-Aufbau einen Wagen enthält, zumindest einem Wandler, der an dem Wagen angebracht ist, elektromagnetischen Mitteln zum Hin- und Herbewegen des Wagens, einem Antriebsmotor, der auf der Grundplatte montiert ist, und zumindest einer sich drehenden Speicherplatte, die wirk sam mit dem Motor innerhalb des Gehäuses in Verbindung steht, wobei der Wandler auf dem Wagen derart montiert ist, daß er aufgrund der Hin- und Herbewegung des Wagens zu einem gewünschten Spurenort auf der Oberfläche der magnetisehen Speicherplatte bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Mittel jeweils folgende Elemente aufweisen:

   a) ein sich in Längsrichtung erstreckendes zentrales Polteil (34) eines hochpermeabien magnetischen Materials, einen sich in Längsrichtung erstreckenden runden, zylindrischen Magneten (30, 31), der im Querschnitt ringförmig ist und das zentrale Polteil (34) umgibt, eine äußere Polausbil dung (29) eines hochpermeablen magnetischen Materials, die den Magneten (30, 31) umgibt und eine innere runde Fläche hat, die mit der äußeren Oberfläche des Magneten (30, 31) übereinstimmt, jedoch einen Abstand davon aufweist, um einen im wesentlichen ringförmigen Luftspalt (37) dazwischen zu bilden;

   b) eine rund gewickelte Antriebsspule (40, 41), die sich in Längsrichtung in dem Luftspalt (37) erstreckt und von der inneren runden Oberfläche der Polausbildung (29) und der äußeren Oberfläche des Magneten (30, 31) einen Abstand aufwei st;

   c) Verbindungsmittel, die die Antriebsspule (40, 41) mit dem Wagen (18) fest verbinden, wodurch ein Stromfluß durch die Antriebsspule (40, 41) diese zusammen mit dem Wagen (18) linear hin- und herbewegt.
2. 2. Magnetplatten-Speichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet , daß ein Paar der elektromagnetischen Mittel vorgesehen ist, welche Mittel mit einem Abstand voneinander nebeneinander in sich längs erstreckender Ausrichtung angeordnet sind, wobei sich der Wagen (18) zwischen dem Paar von elektromagnetischen Mitteln erstreckt.
3. 3. Magnetplatten-Speichereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel aus horizontalen Vorsprüngen bestehen, die sich von dem Wagen (18) aus erstrecken und an denen die Antriebsspulen (40, 41) befestigt sind, daß die äußeren Polausbildungen

   (29) des Paares von elektromagnetischen Mitteln Elemente mit C-förmigem Querschnitt haben, die einander gegenüberstehen, und daß sich die Vorsprünge an dem Wagen (18) zwischen diesen erstrecken und durch einen Spalt (64), der durch die sich gegenüberstehenden Enden (65, 66) der C-förmigen EIemente gebildet ist, einen Abstand von den Elementen aufweisen .
4. 4. Magnetplatten-Speichereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chnet , daß die Vorsprünge an dem Wagen (18) aus einem hochpermeablen magnetischen Material bestehen, wodurch ein Flußlinienweg die Magnete (30, 31) im wesentlichen umgibt, und daß dadurch ein Streumagnetfluß von den Speicherplatten (11, 12) ferngehalten wird.

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5. 5. Magnetplatten-Speichereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet , daß Stoßdämpfer (55, 56) vorgesehen sind, die den Enden der Magnete (30, 31)
   gegenüberstehen und an den inneren Oberflächen der Endabschnitte der äußeren Polausbildung (29) anliegen, und daß sich die Stoßdämpfer (55, 56) in den ringförmigen Luftspalt (37) an den in Längsrichtung liegenden Enden des Bewegungsweges der Antriebsspule (40, 41) erstrecken, um die magnetischen Kräfte zu dämpfen und um eine Überbewegung der Antriebsspule (40, 41) zu dämpfen bzw. zu stoppen.
6. _/^_> 6. Magnetplatten-Speichereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet , daß die Magnete (30, 31) in einem Gleitsitz über den zentralen Polteilen (34)
   angeordnet sind.
7. 7. Magnetplatten-Speichereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet , daß die Magnete (30, 31) entgegengesetzt gepolt sind, um den Streuverlust zu

   minimieren.
8. 8. Magnetplatten-Speichereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet , daß die Magnete (30, 31) jeweils zwischen dem zentralen Polteil (34) und der

   Antriebsspule (40, 41) schweben, um zu verhindern, daß mechanische Schwingungen auf das Gehäuse und den Grundplatten-Aufbau übertragen werden.
9. 9. Lineareinstel1antrieb mit einem Lineareinstel1antriebs-Aufbau, der eine Antriebs-Grundplatte, einen beweglichen

   Wagen, Mittel auf dem Wagen zur Montage eines Wandlers zum Zwecke des Zugriffs auf eine Speicherplatte, Mittel, die
   der Grundplatte zugeordnet sind, um den Wagen in einer hin- und hergehenden linearen Bewegung zu führen, und elektromagnetische Mittel zum Bewegen des Wagens in einer hin- und hergehenden linearen Bewegung und zum Placieren des Lineareinsten antri ebs-Aufbaus in einer Lese/Schreib-Positi on in bezug auf eine Speicherplatte, enthält, dadurch ge-

   lkennzeichnetj daß die elektromagnetischen Mittel folgende Elemente aufweisen:

   a) ein Paar von einen Abstand voneinander aufweisenden Magnetanordnungen, wobei jede Magnetanordnung ein inneres Polteil (34) und eine äußere Polausbildung (34), die an der Grundplatte (10) befestigt ist und im wesentlichen die äußere Oberfläche eines Magneten (30, 31) umgibt und einen Abstand davon aufweist, um einen Luftspalt (37) dazwischen zu bilden, enthält;

   b) ein Paar von zylindrischen Antriebsspulen (40, 41), die in dem Luftspalt (37) sitzen und Abmessungen derart aufweisen, daß sie frei in Längsrichtung der Magnete (30,

   31) hin- und herbewegt werden können;

   c) Elemente zum Ausbilden eines Spalts (64) in jeder der äußeren Polausbi1 düngen (29), wobei die Spalte (64) einander gegenüberstehen;

   d) Elemente, die sich durch die Spalte (64) erstrecken, um den Wagen (18) mit den Antriebsspulen (40, 41 ) zu verbinden.
10. 10. Lineareinstel1 antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von äußeren Polausbildungen (29) einstückig miteinander ausgebildet ist und integral ausgebildete vordere und hintere Polbleche (28, 17) enthält, die Öffnungen aufweisen, um eine Bewegung des Wagens (18) und diesem zugeordneter Wandler (22, 23, 24) durch diese hindurch in Richtung auf eine Speicherplatten-Oberfläche zu ermöglichen.
11. 11. Lineareinstel1 antrieb nach Anspruch 10, dadurch g e gpjkennzei chnet , daß das hintere Polblech (17) abnehmbar an der äußeren Polausbi1 dung (29) befestigt und mit einer Öffnung versehen ist, um die Bewegung eines Teils des Wagens (18) in Richtung weg von der Speicherplatten-

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    1 Oberfläche zu gestatten.
12. 12. Lineareinstel1antrieb nach Anspruch 9, dadurch g e -k ennzei chnet , daß die äußeren Polausbi!düngen 5 (29) im Querschnitt C-förmig sind, wobei die offenen Teile der C-Formen einander gegenüberstehen und die Spalte (64) bi1 den.

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