DE3851228T2 - Plattenantriebs-aufbau. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Plattenlaufwerke.
• Entwicklungen bei Personal Computern, portablen Computern und Laptop-Computern haben zu Verringerungen der Größe und Anstiegen der Speicherkapazität von Plattenlaufwerken geführt. Existierende Plattenlaufwerke leiden jedoch an verschiedenen Nachteilen und Versuche, weitere Verringerungen der Größe und des Gewichts, sowie Anstiege der Lebensdauer und Speicherkapazität vorzusehen, wurden durch diese Nachteile behindert.
• Existierende Plattenlaufwerke erfordern eine große Anzahl mechanischer Teile. Jedes zusätzliche Teil in einem Plattenlaufwerk stellt eine Erhöhung der Möglichkeit und Wahrscheinlichkeit des mechanischen Versagens des Laufwerks dar. Darüber hinaus stellt jedes Teil in einem Plattenlaufwerk eine Erhöhung des Gewichts des Laufwerks und des von dem Laufwerk eingenommenen Raums und eine Abnahme der Fähigkeit des Laufwerks dar, physische Stöße und Vibrationen zu überleben.
• Die Widerstandsfähigkeit gegenüber physischen Stößen und Vibrationen ist kritisch im Hinblick auf den Schutz der Platte oder Platten, des Kopfs oder der Köpfe und der verschiedenen Lager in einem Plattenlaufwerk vor Beschädigung; insbesondere einer Beschädigung der Platten, die zu Datenverlust führen kann, sowie einer Beschädigung der Köpfe oder Lager, die das Leben eines Laufwerks beenden kann, was zu einem totalen Datenverlust führt. Plattenlaufwerke des Stands der Technik weisen jedoch eine begrenzte Widerstandsfähigkeit gegenüber physischen Stößen auf.
• Ein weiteres Problem mit Plattenlaufwerken des Stands der Technik ist die Schwierigkeit, das Laufwerk abzudichten, um die Platten vor Verunreinigungen zu schützen. Diese Schwierigkeit rührt von der großen Fläche her, die abgedichtet werden muß, um die Umgebung, in der die Platte ruht, zu schützen, sowie von der großen Anzahl von Punkten, an welchen ein Zugang zu der Umgebung, in der die Platte ruht, vorgesehen ist. Diese Zugangspunkte werden verwendet, um elektrische Stromkreise, die Strom für den die Platte drehenden Motor vorsehen, in den Innenraum des Plattenlaufwerks zu bringen, um Datensignale zu den Information von den Platten lesenden und auf diese schreibenden Köpfen und von diesen weg zu übertragen, und in einigen Fällen um Strom für eine Schwingspule zum Positionieren des Kopfs (oder der Köpfe) relativ zu der Platte oder den Platten vorzusehen.
• Viele dieser Nachteile von Plattenlaufwerken des Stands der Technik sind dem Gehäuse - einem dreidimensionalen Gußteil oder der sogenannten "Toilettenschüssel" - zuzuschreiben, in welchem die Platten ruhen. Ein derartiges Gehäuse ist ein großes, dreidimensionales Stück Gußmetall, üblicherweise Aluminium, mit einem runden Abschnitt, in dem die Platten ruhen - daher der Name "Toilettenschüssel". Eine obere Platte deckt die gesamte offene Oberseite des Gehäuses ab und bildet mit dieser eine Dichtung. Die Dichtung zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung weist aufgrund der großen Öffnung an der Oberseite des Gehäuses eine große Fläche auf. Darüber hinaus verläuft die Spindel, auf der sich die Platten drehen, sowohl durch das Gehäuse als auch durch die Abdeckung.
• Sowohl die Dichtung als auch das Vorstehen der Spindel durch das Gehäuse und die Abdeckung stellen mögliche Punkte für einen Eintritt von Verunreinigungen dar. Ferner ist bei Plattenlaufwerken, welche Schrittmotoren zum Positionieren der Köpfe relativ zur Platte verwenden, der Schrittmotor außerhalb des Gehäuses angeordnet, was eine weitere Dichtung zwischen dem Schrittmotor und dem Gehäuse erfordert. In Erkenntnis der Tatsache, daß es Punkte gibt, an denen Verunreinigungen in das Plattenlaufwerk eintreten können, sehen Hersteller herkömmlicher Plattenlaufwerke einen Luftfilter vor und legen die Plattenlaufwerke derart aus, daß die Plattenlaufwerke infolge der Drehung der Platten Luft durch Lecks in den Dichtungen ausstoßen und Luft lediglich durch den in dem Luftfilter vorgesehen Filter ansaugen. Jedoch muß in dem Luftfilter ein ziemlich grober Filter vorgesehen sein, damit ein Luftstrom vorhanden ist, und somit können durch das Filterpapier Verunreinigungen in das Plattenlaufwerk gelangen.
• Es ist schwierig, ein Gußgehäuse mit Präzision herzustellen, insbesondere hinsichtlich der Lage von Montagepunkten für Elemente des durch das Gehäuse gehaltenen Laufwerks. Es müssen Montagelöcher gebohrt werden, nachdem das Gehäuse gegossen worden ist, und die Montagelöcher müssen zu dem Gehäuse und zueinander ausgerichtet sein. Wichtiger ist jedoch, daß sich ein dreidimensionales gegossenes Gehäuse aufgrund thermischer Spannungen verbiegt. Ein Verbiegen des Gehäuses ruft Nachführprobleme hervor, da es die Köpfe, die an einem Punkt des Gehäuses angebracht sind, relativ zu der Platte bewegt, die an einem anderen Punkt des Gehäuses angebracht ist. In Vielplatten-Plattenlaufwerken können die verschiedenen Platten zugeordneten Köpfe sich relativ zu den Platten in einem Ausmaß bewegen, daß sich verschiedene Köpfe in verschiedenen Zylindern befinden - ein Zylinder ist als ein vertikales Segment definiert, welches die gleiche Spur auf den jeweiligen Platten darstellt. Dieses Problem wird durch erhöhte Spurdichte noch verstärkt.
• Ein zusätzliches bei bekannten Plattenlaufwerken auftretendes Problem ist ihre Anfälligkeit für durch physische Stöße hervorgerufene Beschädigung. Diese Anfälligkeit für Beschädigung ist zumindest teilweise der Tatsache zuzuschreiben, daß die Spindel, auf der sich die Platten drehen, direkt an dem gegossenen Gehäuse angebracht ist.
• Bei herkömmlichen Plattenlaufwerken mit einem gegossenen Gehäuse, welche eine Schwingspule zum Positionieren des Kopfs relativ zur Platte verwenden, ist die Schwingspule eine Einheit mit einer großen Anzahl von Elementen einschließlich einem Permanentmagneten zum Bereitstellen eines Magnetfelds, separaten Teilen magnetisch permeablen Materials, die für einen Rückschluß für das Magnetfeld sorgen, und einer Spule zum Führen eines elektrischen Stroms; das Aluminiumgehäuse ist nicht magnetisch permeabel und kann nicht als Rückschluß für das Magnetfeld verwendet werden. Die separaten Teile magnetisch permeablen Materials erhöhen das Gewicht und die Komplexität des Plattenlaufwerks und erfordern zusätzlichen Raum. Ferner ist der Permanentmagnet vertikal angebracht, d. h. in einer zur Ebene der Platten orthogonalen Ebene, und zur Aufrechterhaltung eines konstanten Abstands zwischen dem Magneten und der an einem Gelenkarm angebrachten Spule, muß der Magnet gekrümmt sein, was Herstellungskosten und -schwierigkeit erhöht.
• Es wurden verschiedene Arten von Sperr- (oder Riegel-) -Vorrichtungen eingesetzt, um den Arm einer Schwingspule in einer bestimmten Position zu verriegeln, wenn das Plattenlaufwerk nicht in Betrieb ist. Der Trend bei Riegelvorrichtungen ist es, eine separat montierte Hochleistungseinheit zu verwenden, um für Zuverlässigkeit zu sorgen. Hochleistungs-Riegelvorrichtungen erzeugen jedoch eine große Wärmemenge, die in einem Plattenlaufwerk oder irgendeinem anderen Bereich in einem Computer nicht erwünscht ist. Ferner kann der Betrieb herkömmlicher Riegelvorrichtungen stellungsabhängig sein. Somit könnte die Orientierung des Plattenlaufwerks die Zuverlässigkeit der Riegelvorrichtung nachteilig beeinflussen.
• Der nächstkommende Stand der Technik wird von der EP-A-0 222 939 gebildet. Bei dieser Anordnung sind die Platten und der Plattenmotor zwischen parallelen oberen und unteren Platten angebracht. Ein Ende dieser Anordnung ist durch eine Kopfpositionieranordnung verschlossen, und das andere ist durch ein Gehäuse verschlossen. Diese Anordnung erfordert jedoch den Einsatz zweier Dichtungen.
• Die vorliegende Erfindung stellt eine Festplattenlaufwerksanordnung bereit, umfassend: eine Grundplatte; eine an der Grundplatte angebrachte und zu dieser parallel verlaufende obere Platte; ein die Grundplatte umgebendes Gehäuse; einen an der Grundplatte und der oberen Platte angebrachten Drehmotor; eine an dem Drehmotor angebrachte Platte; Transducermittel zum Wechselwirken mit der Platte; ein Stellmittel zum Positionieren der Transducermittel relativ zur Platte; und eine Endplatte, an welcher die Grundplatte derart angebracht ist, daß die Endplatte und die Grundplatte zueinander orthogonal verlaufen, wobei das Gehäuse an der Endplatte befestigt ist; welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Stellmittel an der Grundplatte angebracht ist, wobei von der Endplatte und dem Gehäuse eine kontrollierte Umgebung gebildet ist, die die Grundplatte umgibt.
• Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Grundplatte, an welcher die Platte und das Stellmittel angebracht sind, eine zweidimensionale Platte ist, die präzise gefertigt werden kann und dadurch genaues Positionieren der auf der Grundplatte gehaltenen Bauteile vorsieht. Der Einsatz der Grundplatte sorgt für ein einziges Strukturteil innerhalb der abgedichteten Umgebung des Gehäuses, an dem alle anderen Bauteile angebracht sein können, was die mit dem unvorhersagbaren thermischen Verbiegen eines dreidimensionalen Strukturbauteils verbundenen Probleme und die Verwendung jeglicher durch das Gehäuse vorstehender Montageschrauben umgeht. Die Grundplatte sorgt für strukturelle Steifigkeit des erfindungsgemäßen Plattenlaufwerks und verhindert Fehlausrichtung der Köpfe und der Platten; folglich können höhere Spurdichten verwendet werden und mehr Daten auf einer Platte gespeichert werden. Zusätzlich kann die Grundplatte durch Pressen bzw. Stanzen anstelle von Gießen gefertigt werden.
• Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Dichtung zwischen der Endplatte und dem Gehäuse eine kleine Fläche aufweist und daß ein einziger elektrischer Stecker verwendet werden kann, um alle elektrischen Signale zwischen der Außen- und Innenseite des Gehäuses zu übertragen, wodurch die Möglichkeit des Einführens von Verunreinigungen in die kontrollierte Umgebung innerhalb des Gehäuses verringert wird. Wichtig ist, daß das erfindungsgemäße Plattenlaufwerk keinen Luftfilter erfordert.
• Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Plattenlaufwerksanordnung gegenüber durch physische Stöße und Vibration hervorufene Beschädigungen widerstandsfähig ist.
• Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die geringe Anzahl mechanischer Teile die Möglichkeit von Zusammenbrüchen aufgrund mechanischen Versagens herabsetzt.
• Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Plattenlaufwerksanordnung eine bezüglich herkömmlicher Plattenlaufwerke, die Platten von angenähert dem gleichen Durchmesser verwenden, verminderte Größe aufweist.
• Im folgenden wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform als Beispiel und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert werden, in welchen:
• Fig. 1 bis 10 ein erstes Plattenlaufwerk darstellen;
• Fig. 1 eine maßgleiche Ansicht eines Plattenlaufwerks zeigt;
• Fig. 2 eine Explosionsansicht ist, die die Festplattenanordnung, den Stoßrahmen und die Schaltplatine zeigt, die das Plattenlaufwerk gemäß Fig. 1 umfaßt;
• Fig. 3A ein Teilschnitt ist, der die Anbringung der Festplattenanordnung an dem Stoßrahmen und die Anbringung der Grundplatte an der Endplatte zeigt;
• Fig. 3B eine Schnittansicht der Grenzfläche der Endplatte und des Gehäuses der Festplattenanordnung ist;
• Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht des Gehäuses ist;
• Fig. 5A eine maßgleiche Ansicht der Endplatte und der Grundplatte ist;
• Fig. 5B eine Schnittansicht längs der Linie 5B-5B in Fig. 5A ist;
• Fig. 6A und 6B Draufsichten der Stellanordnung sind;
• Fig. 7 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung der Magnetfelder in den elektromagnetischen Mitteln der Schwingspulenanordnung ist;
• Fig. 8A und B Draufsichten der Stellarmanordnung sind;
• Fig. 9A eine Seitenansicht der Stellarmanordnung ist;
• Fig. 9B eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Stellarmanordnung ist; und
• Fig. 10 eine Explosionsansicht der Stellanordnung ist.
• Fig. 11 bis 19 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plattenlaufwerks darstellen. Insbesondere:
• Fig. 11 eine maßgleiche Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Plattenlaufwerks ist;
• Fig. 12 eine Schnittansicht des Gehäuses für das Plattenlaufwerk ist;
• Fig. 13A und B Schnittansichten sind, die die Dichtung zwischen dem Gehäuse und der Endplatte zeigen;
• Fig. 14 und 15 Draufsichten eines Teils der Festplattenanordnung sind;
• Fig. 16 eine Explosionsansicht der Stellanordnung ist;
• Fig. 17 eine Seitenschnittansicht des Stellarms ist;
• Fig. 18 eine teilweise geschnittene Draufsicht des Riegelmechanismus ist; und
• Fig. 19 eine Seitenansicht des Riegelmechanismus ist.
• Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 19 wird im folgenden eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plattenlaufwerks beschrieben werden. Das hierin beschriebene Plattenlaufwerk umfaßt eine Festplattenanordnung, die eine verschiedene Anzahl von Festplatten beinhaltet und Winchester-Technologie verwendet; jedoch kann das erfindungsgemäße Plattenlaufwerk andere Arten von Platten, bspw. optische Platten und andere Lese-/Schreib-Technologien, bspw. Laser verwenden. Die in dem erfindungsgemäßen Plattenlaufwerk eingesetzten Platten weisen einen Durchmesser in der Größenordnung von 95,25 mm auf und sind sogenannte "3,5 Zoll"-Platten; jedoch kann das erfindungsgemäße Plattenlaufwerk mit Platten jeglichen Durchmessers, sei er größer oder kleiner als 95,25 mm, verwendet werden.
• Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 10 wird ein Plattenlaufwerk beschrieben werden, das keine erfindungsgemäße Ausführungsform ist, jedoch beim Verständnis der in den Fig. 11 bis 19 dargestellten Ausführungsform hilft.
• Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt ein Plattenlaufwerk gemäß der ersten Ausführungsform eine Plattenanordnung 26, einen Stoßrahmen 27, an dem die Plattenanordnung 26 angebracht ist, und eine gedruckte Schaltungsanordnung 28, die an dem Stoßrahmen 27 angebracht ist. Kurz gesagt umfaßt die Plattenanordnung 26 eine Endplatte 30, eine an der Endplatte 30 angebrachte Grundplatte 32, ein Gehäuse 34, das an der Endplatte 30 angebracht ist und mit dieser eine Dichtung bildet, um innerhalb des Gehäuses 34 eine kontrollierte Umgebung vorzusehen. Festplatten 36, in der ersten Ausführungsform zwei Platten, sind mittels eines Motors 37 drehbar an der Grundplatte 32 angebracht (Fig. 5A). Ein Stellanordnung 38 umfaßt eine Armanordnung 40, die zwischen der Grundplatte 32 und einer oberen Platte 42 gelenkig angebracht ist, wobei die obere Platte 42 selbst an der Grundplatte 32 angebracht ist. Ein Außendurchmesser- Anschlag 44 (outside diameter crash stop 44) und eine Filteranordnung 45 sind an der Grundplatte 32 angebracht, und ein Riegel 46 ist zwischen der oberen Platte 42 und der Grundplatte 32 gelenkig angebracht.
• Die Plattenanordnung 26 ist an dem Stoßrahmen 27 über Befestigungspunkte 47a-b in der Endplatte und zwei Zapfen 48a-b an dem Gehäuse 34 angebracht. Die Endplatten-Befestigungspunkte 47a-b sind an dem Rahmen 27 an Montagepunkten 50a bzw. 50b befestigt, und die Montagezapfen 48a-b sind mit dem Stoßrahmen 27 an Montagepunkte 50c-d verbunden. Jeder Montagepunkt 50a-d an dem Stoßrahmen 27 weist eine Öffnung auf, in welche Durchführungsdichtungen 58 eingesetzt sind.
• Die Zapfen 48a-b am Gehäuse 34 sind an den Montagepunkten 50c bzw. 50d direkt in die Durchführungsdichtungen 58 eingesetzt, wohingegen an den Montagepunkten 50a-b Stoßfedern
• 0 in die Durchführungsdichtungen 58 eingesetzt sind und Montageschrauben 62 durch die Stoßfedern 60 eingeführt und in Befestigungslöcher 47a-b der Endplatte 30 eingeschraubt sind.
• Die gedruckte Schaltungsanordnung 29 (in Fig. 2 in umgekehrter Stellung dargestellt) ist ebenfalls an dem Stoßrahmen 27 befestigt. Ein einziger Bus 52 überträgt alle elektrischen Signale von der gedruckten Schaltungsanordnung 28 über einen Stecker 54 und einen Sockel 56 in der Endplatte 30 zur Plattenanordnung 26. Ferner weist der Bus 52 aufgrund der Tatsache, daß ein lediglich drei (3) Leitungen erfordender Gleichstrommotor eingesetzt wird, lediglich wanzig (20) Adern auf. Ein derartiger Motor ist in der US- Patentanmeldung Serien-Nr. 880,754 mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR BRUSHLESS DC MOTOR SPEED CONTROL" beschrieben, welche am 1. Juli 1986 von den Erfindern John P. Squires and Louis J. Shrinkle eingereicht wurde und auf die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde.
• Das Plattenlaufwerk hat die folgenden Außenabmessungen: Höhe 1,5'' (3,81 cm); Länge 5,75'' (14,61 cm); und Breite 4,0'' (10,61 cm) und ein Gesamtgewicht von 544,8 g. Somit weist das erfindungsgemäße Plattenlaufwerk die Hälfte (1/2) der Größe eines halbhohen (1/2-hohen) "5 1/4 Zoll"-Plattenlaufwerks auf.
• Die Wechselbeziehung der Endplatte 30, der Grundplatte 32 und der Abdeckung 34, wie sie nachfolgend mit Bezug auf Figuren 3 bis 5 erläutert wird, sorgt für eine gegen Verformung aufgrund physischer und thermischer Spannungen widerstandsfähige Plattenanordnung 26, sowie für eine kontrollierte Umgebung innerhalb des Gehäuses.
• Eine Dichtung wird zwischen der Endplatte 30 und dem Gehäuse 34 von einem Dichtungselement 64 gebildet. Die Teilschnittansicht gemäß Fig. 3B zeigt die Endplatte 30, das Gehäuse 34 und das Dichtungselement 64 nach Bildung der Dichtung. Das Dichtungselement 64 weist einen geneigten Abschnitt 64a auf, der die Montage der Endplatte 30 und des Gehäuses 34 erleichtert. Insbesondere ist die Öffnung des Gehäuses 34 derart ausgelegt, daß sie sich leicht ausdehnt, wenn der Rand des Gehäuses 34 den geneigten Abschnitt 64a des Dichtungselements 64 hinaufgleitet. Schrauben 66 halten das Gehäuse 34 an der Endplatte 30, und O-Ringe 68 sorgen für eine Dichtung um die Montageschrauben 66 herum. Dichtungselement-Halter 70 (Fig. 5A) sind an der Oberseite und der Unterseite der Endplatte 30 vorgesehen, um die korrekte Positionierung des Dichtungselements 64 aufrechtzuerhalten. Es wurde gefunden, daß die Dichtungselement-Halter 70 notwendig sind, wenn die Plattenanordnung 26 in eine Umgebung gebracht wird, in der der Druck außerhalb des Gehäuses 34 niedriger ist als der Druck innerhalb des Gehäuses 34, bspw. in großer Höhe. In derartigen Situationen treibt die Druckdifferenz zwischen den Umgebungen innerhalb und außerhalb des Gehäuses 34 das Dichtungselement 64 aus dem Zwischenraum zwischen Endplatte 30 und Gehäuse 34 heraus.
• Die Fähigkeit, die Umgebung innerhalb des Gehäuses abzudichten, umgeht die Notwendigkeit eines Luftfilters und ermöglicht bei dem erfindungsgemäßen Plattenlaufwerk die Verwendung eines inneren Luftfiltersystems. Die von dem Dichtungselement 64 vorgesehene Dichtung ist bei Drucken stabil, wie sie beim Betrieb des Plattenlaufwerks in Höhen von 200 Fuß (60,96 m) unter Meereshöhe bis 10000 Fuß (3048 m) über Meereshöhe auftreten. Der innere Luftfilter 45 weist einen 0,3 um-Filter auf, um für die Köpfe und Platten für eine saubere Umgebung zu sorgen.
• Wie in Fig. 3A und 5A-B dargestellt, ist die Grundplatte 32 an der Endplatte 30 durch Montageschrauben 72 befestigt, die sich durch Montageansätze 74a-b der Endplatte 30 erstrecken. Jeder Montageansatz 74a-b umfaßt einen Vorsprung 76a-b, dessen Achse parallel zur Ebene der Endplatte verläuft. Die Grundplatte 32 liegt gegen die Vorsprünge 76a-b an, und die Montageschrauben 72 erstrecken sich durch die Montageansätze 74a-b und sind in Kunststoffmuttern 78 geschraubt. Die Kunststoffmuttern 78 sind aus einem halbsteifen Material, bspw. Delran 500, gebildet, und weisen eine Hülse 78' auf, welche sich durch die Grundplatte 32 erstreckt und die Unterseite der Montageansätze 74 berührt. Die Länge der Hülsen 78' ist größer als die Dicke der Grundplatte 32 plus die Tiefe des Vorsprungs 76. Dieses Montage System ermöglicht der Grundplatte ein Verschwenken relativ zur Endplatte um eine durch die Berührungspunkte der Vorsprünge 76a-b und der Grundplatte 32 definierte Linie. Das Verschwenken der Grundplatte 32 relativ zur Endpiatte 30 verhindert, daß die Grundplatte 32 verwunden, gebogen oder in anderer Weise verformt wird, wenn die Grundplatte 32 und die Endplatte 30 als Einheit am Gehäuse 34 befestigt werden und dabei die Kerbe 80 in der Grundplatte 32 mit dem Befestigungspunkt 82 (Fig. 4) des Gehäuses 34 in Eingriff gelangt. Ferner kann die Grundplatte 32 durch Pressen bzw. Stanzen hergestellt werden, ein Verfahren, welches die Fertigung der Grundplatte und aller Montagelöcher darin in einem einzigen Schritt ermöglicht. Daher werden gesonderte Schritte vermieden, die andernfalls zum Ausrichten der Montagelöcher erforderlich wären.
• Der Aufbau und der Betrieb der Stellanordnung 38 werden mit Bezug auf die Fig. 6 bis 10 erläutert werden. Zweck der Stellanordnung 38 ist es, die Köpfe 84 mittels einer Schwenkarmanordnung 40 relativ zu den Oberflächen der Platten 36 zu positionieren. Insbesondere ist es ihr Zweck, die Köpfe 84 über einzelnen Spuren auf den Platten 36 zu positionieren. Die Armanordnung 40 umfaßt biegsame Elemente 86 (flexures 86) zum Tragen der Köpfe 84, wobei die biegsamen Elemente ihrerseits von einem Stellarm 88 gehalten sind. Die Armanordnung 40 verschwenkt an einem Stellgliedzapfen 90, der ein Hülsenlager umfaßt, welches an der Grundplatte 32 befestigt ist. Eine Spule 92 ist an dem Stellarm 88 auf der den Köpfen 84 entgegengesetzten Seite des Stellgliedzapfens 90 vorgesehen. Die Armanordnung 40 ist genau ausbalanciert, d. h. auf beiden Seiten des Stellgliedzapfens 90 sind gleiche Gewichtsmengen vorgesehen, so daß das Positionieren der Köpfe 84 gegenüber linearen Stößen und Vibration weniger anfällig ist.
• Die zum Verschwenken der Armanordnung 40 eingesetzte Kraft wird von einer Schwingspulenanordnung bereitgestellt. Die Schwingspulenanordnung umfaßt die Spule 92, einen sich durch die Spule 92 erstreckenden Polkern 94, Halterungszapfen 96a-b (die jeweils untere und obere Abschnitte 96a&sub1;, 96b&sub1; bzw. 96a&sub2;, 96b&sub2; umfassen) zum Haltern des Polkerns 94 zwischen Grundplatte 32 und oberer Platte 42, erste und zweite Permanentmagnete 98a-b, die jeweils an der Grundplatte 32 und der oberen Platte 42 unterhalb und oberhalb der Spule 92 befestigt sind, sowie obere und untere Platten 32, 42. Die obere Platte 42 und die Grundplatte 32 wirken zusammen mit den Halterungszapfen 96a-b und dem Polkern 94 als Rückschlüsse für die durch die ersten und zweiten Permanentmagnete 98a-b erzeugten Magnetfelder. Es ist wichtig, daß in diesen Rückschlüssen für die Magnetfelder keine Luftspalte zwischen den Halterungszapfen 96a-b und entweder der Grundplatte 32, dem Polkern 94 oder der oberen Platte 42 vorhanden sind; jedweder Luftspalt würde eine Diskontinuität in dem Rückschluß erzeugen, und hierdurch die Magnetfeldstärke in dem von dem Magneten durch den Luftspalt isolierten Abschnitt des Rückschlusses stark herabsetzen.
• Die ersten und zweiten Magnetfelder B&sub1; (mit durchgezogenen Pfeilen dargestellt) und B&sub2; (mit gestrichelten Pfeilen dargestellt), wie sie in den Rückschlüssen enthalten sind, sind in Fig. 7 dargestellt. Dadurch, daß Rückschlüsse für die ersten und zweiten Magnetfelder B&sub1;, B&sub2; vorgesehen und hierdurch die Magnetfelder B&sub1; und B&sub2; in den Rückschlüssen eingeschlossen werden, steigt die Magnetfeldstärke in dem Bereich zwischen dem Polkern 94 und jedem der Magnete 98a-b an, in dem die stromführende Spule 92 angeordnet ist. Die Kraft auf einen stromführenden Draht in einem Magnetfeld ist proportional zur Magnetfeldstärke und wird durch die Gleichung dF = idl·B ausgedrückt, wobei F die Kraft, i der Strom, l die Länge des Drahts, und B das Magnetfeld ist. Durch Beschicken der Spule 92 mit Strom in entgegengesetzten Richtungen werden entsprechende Kräfte F&sub1; und F&sub2; (Fig. 6A) bereitgestellt, die orthogonal zur Windungsebene der Spule und in entgegengesetzten Richtungen gerichtet sind; diese Kräfte F&sub1; und F&sub2; verschwenken die Armanordnung 40 in entgegengesetzten Richtungen.
• Anschläge sind vorgesehen, um die Schwenkbewegung der Armanordnung 40 derart zu begrenzen, daß sich die Köpfe 84 zwischen ausgewählten Innen- und Außendurchmessern der Platten 36 bewegen. Ein innendurchmesser-Anschlag umfaßt einen O-Ring 100 (Fig. 6A), der auf einen Halterungszapfen 96a&sub1; gepaßt ist. Wenn die Schwenkbewegung der Armanordnung 40 die Köpfe 84 am Innendurchmesser der Platten 36 anordnet, berührt ein Abschnitt des Stellarms 88 den Innendurchmesser-Anschlag 100 und verhindert hierdurch eine weitere Bewegung der Köpfe 84. Fig. 6A stellt die Armanordnung 40 in einer Position in der Nähe des Innendurchmesser-Anschlags 100 dar. Fig. 6B stellt die Armanordnung 40 dar, wenn ein Abschnitt des Stellarms 88 eine u-förmige Feder 102 des Außendurchmesser-Anschlags 44 berührt. Die u-förmige Feder 102 (Fig. 2) ist dadurch, daß die Feder-um drei Metallstifte 104a-c gebogen ist, vorgespannt. Die Vorspannung der Feder 102 begrenzt die Auslenkung der Köpfe zwischen dem ersten Kontakt zwischen Stellarm 88 und Feder 102 und der Position, an der die Bewegung der Armanordnung 40 angehalten ist, auf ungefähr 40/1000 Zoll (1,016 mm)
• Der vorstehende beschriebene Aufbau des Plattenlaufwerks sorgt für ausgezeichneten Schutz vor Stoß und Vibration. Insbesondere übersteht das Plattenlaufwerk im Nicht-Betriebszustand Stöße von 75 g und im Betriebszustand Stöße von 5 g ohne nicht wiederherstellbare Fehler. Im Nicht- Betriebszustand sind Vibrationen von 2 g im Bereich von 5-500 Hz die spezifizierte tolerierbare Grenze. Im Betriebszustand sind Vibrationen ohne nicht wiederherstellbare Daten bei 0,15 g für den Bereich 5-500 Hz spezifiziert.
• Jede der beiden Platten 36 weist aufgrund der Fähigkeit der Stellanordnung 38, mit einer Spurdichte von 1000 Spuren pro Zoll (2,54 cm) zu arbeiten, 752 Spuren pro Fläche auf. Bei Verwendung von 26 Blöcken pro Spur und 512 Byte pro Block weist das Plattenlaufwerk der ersten Ausführungsform somit eine unformatierte Kapazität von 50,1 MByte und eine formatierte Kapazität von 40 MByte auf. Die Stellanordnung 38 sorgt für eine mittlere Suchzeit von 29 ms und für eine Spur-zu-Spur-Suchzeit von 10 ms. Die mittlere Suchzeit wird bestimmt, indem man die zum Suchen zwischen allen möglichen geordneten Paaren von Spuradressen erforderliche Gesamt zeit durch die Gesamtzahl der adressierten geordneten Paare dividiert.
• Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 6, 7 und 10 der Riegelmechanismus 46 beschrieben werden, der den Stellarm in einer Orientierung verriegelt, in der die Köpfe 84 am Innendurchmesser der Platten 36 positioniert sind. Der Riegelmechanismus 46 ist ausbalanciert, um auf einem an der Grundplatte 32 befestigten Metallstift 106 zu verschwenken. Wenn der von der Drehung der Platten 36 erzeugte Luftstrom nicht groß genug ist, um die Vorspannkraft der gegen den Federzapfen 112 wirkenden Feder 110 zu überwinden, wird der Riegelmechanismus bei 46 durch die Feder 110 in der verriegelten Stellung gehalten, wie in Fig. 6A gezeigt. Wenn sich der Riegel 46 in der verriegelten Stellung befindet, berührt der Riegeldorn 114 des Riegels 46 die Riegelfläche 108 des Stellarms 88 und legt dadurch die Armanordnung 40 zwischen dem Riegeldorn 114 und dem Innendurchmesser-Anschlag 100 fest. Demgemäß ist die Armanordnung 40 in einer Stellung verriegelt, in der sich die Köpfe 84 über nicht mit Daten beschriebenen Bereichen am Innendurchmesser der Platten 36 befinden. Die Schwingspulenanordnung verschwenkt die Armanordnung 40 in die Stellung, in der sich die Köpfe 84 am Innendurchmesser der Platte befinden, bevor die Drehzahl der Platten 36 bis zu dem Punkt verringert wird, an dem die Köpfe 84 auf den Platten 36 landen. Somit landen die Köpfe 84 nur auf Nicht-Datenbereichen am Innendurchmesser der Platten 36.
• Wenn der durch die Drehung der Platten 36 erzeugte Luftstrom groß genug ist, um den Riegelmechanismus 46 in die in Fig. 6B dargestellte Stellung zu verschwenken, wird die Armanordnung 40 entriegelt und kann verschwenken. Um für einen Luftstrom zu sorgen, der groß genug ist, um den Riegelmechanismus 46 zu verschwenken, sind der Außendurchmesser-Anschlag 44 und die Filteranordnung 45 derart ausgebildet, daß sie in dem Gehäuse bei Drehung der Platten 36 einen kreisförmigen Luftstrom aufrechterhalten, indem sie verhindern, daß der Luftstrom aus dem Bereich über den Platten 36 entweicht. Zusätzlich weist die Filteranordnung 45 einen Lufteinlaß (nicht dargestellt) auf, um Luft durch ein Filtermedium (nicht dargestellt) zu führen, und die aus der Filteranordnung 45 aus tretende Luft durchläuft ein Venturi-Rohr, was der austretenden Luft hohe Geschwindigkeit verleiht und den bestehenden Luftstrom direkt auf den Riegelmechanismus 46 richtet. Die Hysterese der von der Feder 110 vorgesehenen Federkraft ist sorgfältig ausgewählt derart, daß der durch die Drehung der Platten 36 erzeugte Luftstrom die Vorspannkraft der Feder 110 überwindet und den Riegel 46 in die entriegelte Stellung verschwenkt, wenn sich die Platten gerade unterhalb der vollen Drehzahl von bspw. 3600 U/min drehen, und derart, daß die Feder 110 den Riegel 46 in die verriegelte Stellung vorspannt, wenn sich die Drehzahl der Platten 36 auf einen Wert gerade unterhalb der vollen Drehzahl verlangsamt; diese Beziehung stellt sicher, daß der Riegelmechanismus 46 aufgrund des übermäßigen Luftstroms, der zum Entriegeln des Riegelmechanismus 46 verfügbar ist, stets entriegelt wird, und daß die Armanordnung 40 am Innendurchmesser der Platten 36 verriegelt wird, wenn die Köpfe 84 auf den Platten 36 landen.
• Mit Bezug auf die Fig. 6A, 8A-B und 9A wird eine flexible Stromkreisanordnung 116 zum Führen elektrischer Signale von dem Sockel 56 zu den Köpfen 84 und zur Stellanordnung 38 beschrieben werden. Die flexible Stromkreisanordnung ist in drei Abschnitte unterteilt. Ein erster Abschnitt 118 führt Strom zur Spule 92 der Stellanordnung 38. Ein zweiter Abschnitt 120 ist eine Erdungsfläche, die den stromführenden Abschnitt 118 von einem dritten datenführenden Abschnitt 122 trennt. Der datenführende Abschnitt 122 stellt Signale für die Köpfe 84 bereit, um Information auf die Platten 36 aufzuzeichnen, und führt beim Lesen von Daten von den Platten 36 Signale von den Köpfen über den Sokkel 56 und den Bus 52 zu der gedruckten Schaltungsanordnung 28. Durch Vorsehen der Erdungsfläche 120 werden Störungen der relativ schwachen Datensignale verhindert, die andernfalls durch die größeren Ströme, welche zum Betrieb der Stellanordnung 38 erforderlich sind und durch den ersten Abschnitt 118 der flexiblen Stromkreisanordnung 116 hindurchlaufen, hervorgerufen werden würden.
• Die flexible Stromkreisanordnung 116 verläuft an dem Punkt, an dem sie an den Sockel 56 angeschlossen ist, parallel zur Grundplatte; jedoch durchläuft die flexible Stromkreisanordnung 116 eine 90º-Biegung, so daß sie in ein parallel zur Grundplatte verlaufendes Segment 116a und ein orthogonal zur Grundplatte verlaufendes Segment 116b unterteilt wird. Das Segment 116b der flexiblen Stromkreisanordnung 116 ist in den Fig. 6A und 8A von oben und in Fig. 9A von der Seite gezeigt.
• Jegliche durch die flexible Stromkreisanordnung 116 auf die Armanordnung 40 ausgeübte Kraft beeinflußt die Funktion der Stellanordnung 38 beim Positionieren der Köpfe 84 relativ zu den Platten 36 nachteilig, insbesondere die Spurfolgeund -suchfunktionen. Die von der Schwingspulenanordnung bereitgestellte Kraft wird korrigiert, um die von der flexiblen Stromkreisanordnung 116 ausgeübte Kraft zu kompensieren. Wenn die von der flexiblen Stromkreisanordnung 116 ausgeübte Kraft ansteigt, so weist die Änderung der Kraft über den Bewegungsbereich der Armanordnung 40 eine größere Varianz auf und daher wird ein genaues Spurfolgen und -suchen schwieriger. Demgemäß muß der Radius R der Krümmung im Abschnitt 116b der flexiblen Stromkreisanordnung 116 (Fig. 6A) groß genug sein, so daß die flexible Stromkreisanordnung 116 keine große Kraft gegen die Armanordnung 40 ausübt, an der sie befestigt ist.
• Um die Platten 36 - insbesondere das magnetische Aufzeichnungsmedium auf den Platten - vor jeglichen Magnetfeldern zu schützen, die von den Strömen erzeugt werden könnten, welche durch die Signale von der flexiblen Stromkreisanordnung zu den Köpfen 84 führenden Leitungen 124 hindurchlaufen, verlaufen die Leitungen 124 auf den der Platte entgegengesetzten Seiten der biegsamen Elemente 86. Zusätzlich sind die Leitungen 124 an dem Punkt, an dem die biegsamen Elemente an dem Stellarm 88 befestigt sind, in einer Einkerbung oder Nut angeordnet, die in dem Rand des Stellarms 88 vorgesehen ist. Eine Nut in dem Stellarm ist in der teilweise aufgebrochenen Ansicht gemäß Fig. 83 dargestellt. Somit sind die Platten 36 durch die biegsamen Elemente 86 oder durch den Stellarm 88 stets vor den Leitungen 124 geschützt.
• Mit Bezug auf die Fig. 11 bis 19 wird eine erfindungsgemäße Plattenanordnung beschrieben werden. Fig. 11 zeigt die Plattenanordnung 126, die an einem Stoßrahmen (nicht dargestellt) angebracht ist, der dem Stoßrahmen 27 des ersten Laufwerks ähnlich ist. Eine gedruckte Schaltungsanordnung (nicht dargestellt), welche der gedruckten Schaltungsanordnung 28 ähnlich ist, ist ebenfalls an dem Stoßrahmen angebracht. Die Anbringung der Festplattenanordnung 126 an einem Stoßrahmen und die elektrischen Verbindungen zwischen der Festplattenanordnung 126 und einer gedruckten Schaltungsanordnung (nicht dargestellt) sind in ähnlicher Weise vorgesehen, wie jene mit Bezug auf das erste Plattenlaufwerk beschriebenen. Daher werden diese Gesichtspunkte der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht im Detail beschrieben werden.
• Das Plattenlaufwerk der zweiten Ausführungsform, welches vier (4) Platten aufweist, ist geringfügig größer (1,625''; 4,13 cm) als das Plattenlaufwerk der ersten Ausführungsform; jedoch bleiben die Länge und Breite gleich. Das Gewicht beträgt 2,0 Pfund (908 g). Die spezifizierten Stoß- und Vibrationsgrenzen für das Plattenlaufwerk der zweiten Ausführungsform sind die gleichen wie jene des Plattenlaufwerks des ersten Laufwerks.
• Die Plattenanordnung 126 der Ausführungsform umfaßt eine Endplatte 130, eine an der Endplatte 130 angebrachte Grundplatte 132 und ein an der Endplatte 130 angebrachtes Gehäuse 134, welches mit der Endplatte 130 eine Dichtung bildet, um eine kontrollierte Umgebung innerhalb des Gehäuses 134 bereitzustellen. In der Ausführungsform sind vier Festplatten 136 mittels eines Motors 137 drehbar auf der Grundplatte angebracht (Fig. 16), und eine Stellanordnung 138, welche eine Armanordnung 140 umfaßt, ist zwischen der Grundplatte 132 und einer an der Grundplatte 132 angebrachten oberen Platte 142 angebracht. n der Ausführungsform dienen die obere Platte 142 und die Grundplatte 132 dazu, die Platten 136 drehbar zu haltern.
• Die Wechselbeziehung der Endplatte 130, der Grundplatte 132 und des Gehäuses 134 wird mit Bezug auf die Fig. 11-14 beschrieben werden. Die Endplatte 130 ist an dem Gehäuse 134 durch vier Schrauben 150 befestigt, die das Gehäuse 134 zu der Endplatte 130 hin ziehen. Wenn das Gehäuse 134 zu der Endplatte 130 hin gezogen wird, wird ein zwischen der Endplatte 130 und dem Gehäuse 134 angeordnetes Dichtungselement 152 (Fig. 13A-B) zusammengedrückt und in die Nut 153 in der Endplatte 130 gequetscht. Das Einquetschen des Dichtungselements 152 in die Nut 153 hält das Dichtungselement am Ort und schließt die Notwendigkeit von Dichtungselement-Haltern 70 aus, die bei der ersten Ausführungsform eingesetzt werden. Dadurch, daß die Abdeckung 134 in Richtung zur Endplatte 130 gezogen wird, wird ferner die Verlängerung 154 der Grundplatte 132 mit dem Montagepunkt 156 im Gehäuse 134 (Fig. 11-12) in Eingriff gebracht, insbesondere mit einem im Montagepunkt 156 vorgesehenen Plastikeinsatz 157.
• Um sicherzustellen, daß aufalle Punkte längs des Umfangs des Dichtungselements 152 gleichmäßiger Druck ausgeübt wird, verschwenkt die Grundplatte 132 relativ zur Endplatte 130 in der Ebene der Grundplatte. Das Verschwenken der Grundplatte 132 wird erzielt, indem die Grundplatte 132 an der Endplatte 130 mit einer einzigen Montageschraube 158 angebracht ist (Fig. 14). Die durch das Dichtungselement 154 vorgesehene Dichtung ist bei Drücken stabil, die in Höhen von 200 Fuß (60,96 m) unter Meereshöhe bis 10.000 Fuß (3048 m) über Meereshöhe vorliegen.
• Die Stellanordnung 138 der erfindungsgemäßen Ausführungsform, die in Aufbau und Funktion der Stellanordnung 38 des ersten Plattenlaufwerks ähnlich ist, wird mit Bezug auf Figuren 14-16 diskutiert werden. Wiederum ist es Zweck der Stellanordnung 138, die Köpfe 84 über einzelne Spuren auf den Platten 136 zu positionieren; bei der Ausführungsform werden acht Köpfe 84, jeweils einer für jede Seite der vier Platten 136 verwendet. Die Armanordnung 140 umfaßt Köpfe 84, biegsame Elemente 86 zum Haltern der Köpfe 84 und einen Stellarm 160 zum Haltern der biegsamen Elemente 86. Die Armanordnung 140 verschwenkt auf einem Lager 162, welches zwischen der Grundplatte 132 und der oberen Platte 142 gehaltert ist. Eine Spule 164 (in Fig. 18 im Querschnitt dargestellt) ist durch den Stellarm 160 auf der von den Köpfen 84 entgegengesetzten Seite des Lagers 162 vorgesehen. Wie bei dem ersten Laufwerk ist die Armanordnung 140 präzise ausbalanciert, so daß sie auf dem Lager 162 leicht verschwenkt.
• Eine Schwingspulenanordnung zum Verschwenken der Armanordnung 140 umfaßt eine Spule 164, einen durch die Spule 164 verlaufenden Polkern 166, Polkernhalterungen 168a&sub1;&submin;&sub2;-b&sub1;&submin;&sub2;, erste und zweite Permanentmagnete 170a-b, die obere Platte 142 und die Grundplatte 132. Die Polkernhalterungen 168, die obere Platte 142, die untere Platte 132 und der Polkern 166 sorgen für Rückschlüsse für die Magnetfelder der ersten und zweiten Permanentmagnete 170a-b. Dadurch, daß in der Spule 164 ein Strom in entgegengesetzten Richtungen fließt, werden Kräfte F&sub1; und F&sub2; (Fig. 14) bereitgestellt, welche die Armanordnung 140 in entgegengesetzte Richtungen verschwenken. Der Verlauf der Magnetfelder ist dem in Fig. 7 bezüglich des ersten Laufwerks dargestellten Verlauf der Magnetfelder ähnlich.
• Eine flexible Stromkreisanordnung (nicht dargestellt), die der flexiblen Stromkreisanordnung 116 des ersten Laufwerks ähnlich ist, führt elektrische Signale von dem Sockel 56 (Fig. 11) zur Spule 164 und den Köpfen 84.
• Die Schwenkbewegung der Armanordnung 140 wird durch einen Stift 178 begrenzt, der als Außendurchmesser-Anschlag wirkt, sowie durch einen O-Ring 180, der um die als Innendurchmesseranschlag wirkende Polkernhalterung 168a&sub2; gepaßt ist. Fig. 14 zeigt die Armanordnung 140 in eine Stellung verdreht, in der die Köpfe 84 sich am Außendurchmesser der Platten 136 befinden und der Stellarm 160 den Stift 178 berührt. Fig. 15 zeigt den Stellarm 160 in Kontakt mit dem O-Ring 180 und die Köpfe 84 am Innendurchmesser der Platten 136.
• Die Stellanordnung 138 sorgt für eine mittlere Suchzeit von 25 ms und für eine Spur-zu-Spur-Suchzeit von 8 ms bei 1150 Spuren je Zoll vor. Jede Platte weist 776 Spuren je Oberfläche auf bei 33 Blöcken je Spur und 512 Byte je Block, was eine formatierte Kapazität von 100 MByte bereitstellt.
• Bei den hierin beschriebenen Plattenlaufwerken ist die Armanordnung 40, 140 schwenkbar zwischen der oberen Platte 42, 142 und der Grundplatte 32, 132 angebracht. Nichtsdestoweniger werden andere Arten der Anbringung der Armanordnung 40, 140 in Betracht gezogen; bspw. könnte die Armanordnung 40, 140 derart angebracht sein, daß sie durch einen Linearmotor längs ihrer Längsachse verschoben wird.
• Während der Herstellung eines erfindungsgemäßen Plattenlaufwerks müssen Anstrengungen unternommen werden, um zu verhindern, daß Fremdstoffe in der kontrollierten Umgebung innerhalb des Gehäuses 34, 134 eingeschlossen werden. Eine Quelle von Verunreinigungspartikeln sind die Permanentmagnete 98, 170, die aufgrund ihrer Feldstärke Stücke magnetischen Materials anziehen. Die Gefahr, die von magnetischem Material in der Plattenanordnung 26, 126 ausgeht, ist zweifach: Erstens kann ein beliebiger, sich auf der Platte befindender Partikel einen "Absturz" eines der Köpfe 84 hervorrufen. Zweitens kann ein magnetischer Partikel, falls er sich in nächster Umgebung der Platten 36, 136 befindet, Daten zerstören, die auf der Platte in magnetischer Form gespeichert sind. Demgemäß sind bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform erste und zweite Permanentmagnete 170a-b an ersten und zweiten Magnetträgern 172a-b befestigt (Fig. 16). Ein Ende jedes der Magnetträger 172a-b weist ein cförmiges Ende 174 auf, welche Enden mit Einkerbungen 176a-b in den Polkernhalterungen 168a&sub1;&submin;&sub2; in Eingriff sind. Das andere Ende der Magnetträger 172a-b wird durch den Metallstift 178 in Position gehalten, der durch die obere Platte 142 und die Grundplatte 132 verläuft. Ferner sichern Schrauben (nicht dargestellt) die Magnetträger 172a-b an der oberen Platte und der Grundplatte. Die Verwendung von Magnetträgern 172a-b ermöglicht das Einsetzen der ersten und zweiten Magnete 170a-b in die Stellanordnung 138, wenn die Montage der Plattenanordnung 126 nahezu beendet ist, und begrenzt somit die Möglichkeit, daß die ersten und zweiten Magnete 170a-b vor der Abdichtung der Festplattenanordnung 126 magnetische Partikel anziehen.
• Mit Bezug auf die Fig. 16 bis 19 wird der elektromagnetische Riegel 146 der erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben werden. Der elektromagnetische Riegel 146 umfaßt eine Riegelhalterung 182, einen Riegelansatz 184, der auf dem Metallstift 178 verschwenkt und mit dem Riegeldorn 186 am Stellarm 160 in Eingriffist, sowie eine Feder 188 zum Vorspannen des Riegelansatzes 184 in die verriegelte Stellung. Die Riegelhalterung 182 weist zwei c-förmige Abschnitte 182a-b auf, die mit Einkerbungen 176c-d in entsprechenden oberen und unteren Polkernhalterungen 168b&sub1;&submin;&sub2; In Eingriff sind. Die Riegelhalterung 182 wird ferner durch den Stift 178 positioniert. Somit hat der Stift 178 drei Funktionen: Er dient als Außendurchmesseranschlag, er dient als Schwenkachse für den Riegelansatz 184 und er dient zum Positionieren der Riegelhalterung 182.
• Ein Elektromagnet, der ein aus einem magnetisch permeablen Material gebildetes und an der Riegelhalterung 182 angebrachtes Spulengehäuse 190 sowie eine Spule 192 umfaßt, wird verwendet, um den Riegelansatz 184 in die entriegelte Stellung zu verschwenken. Das Spulengehäuse 190 weist eine äußere Wandung 190a und einen zentralen Vorsprung 190b auf. Wenn ein Strom durch die Spule 192 geleitet wird, zieht das durch das Spulengehäuse 190 erzeugte Magnetfeld die Kippplatte 194 an; die Kippplatte 194 ist auf dem Riegelansatz 184 derart angebracht, daß sie in alle Richtungen kippen kann und an der Außenwandung 190a bündig anliegen kann, wenn die Kippplatte 194 von dem Elektromagneten gefangen ist. Ein Kontakt zwischen der gesamten Außenwandung 190a und der Kippplatte 194 ist erforderlich, um ein zuverlässiges Fangen der Kippplatte 194 sicherzustellen. Der zentrale Vorsprung 190b des Spulengehäuses 190 erstreckt sich nicht soweit wie die Außenwandung 190a und es ist ein kleiner Luftspalt zwischen dem zentralen Vorsprung 190b und der Kippplatte 194 vorhanden, um zu ermöglichen, daß der Elektromagnet die Kippplatte 194 freigibt. Der Luftspalt beträgt in der Größenordnung von 1 bis 6 tausendstel Zoll (0,0254-0,1524 mm) - vorzugsweise 2-4 tausendstel Zoll (0,0508-0,1016 mm). Ohne den Luftspalt zwischen dem zentralen Vorsprung 190b und der Kippplatte 194 würde die Kippplatte 194 als magnetischer Rückschluß dienen und es wäre äußerst schwierig, die Kippplatte 194 von dem Elektromagneten frei zu bekommen. An den Elektromagneten wird für kurze Zeit eine hohe Gleichspannung angelegt, um die Kippplatte 194 zu fangen, und die angelegte Spannung wird dann auf einen kleinen Wert reduziert, um den Fangzustand aufrechtzuerhalten. Somit verbraucht dieser Aufbau wenig Leistung und erzeugt wenig Wärme. Ferner ist der Elektromagnet trotz seines geringen Leistungsverbrauchs hochzuverlässig beim Fangen, Halten und Freigeben der Kippplatte 194 und somit des Riegelansatzes 184.
• Der Riegelansatz 184 verschwenkt auf dem Stift 178 und weist auf entgegengesetzten Seiten des Schwenkpunkts erste und zweite Arme 184a und 184b auf. Der Riegelansatz 184 ist derart ausgelegt, daß er bezüglich des Punkts, um den er auf dem Stift 178 verschwenkt, außer Gleichgewicht ist, um die Verriegelungseigenschaften während des Versands und bei Stößen im Nicht-Betriebszustand zu verbessern. Das Ausbalancieren des Riegelansatzes sorgt für einen positionsunabhängigen Betrieb des Riegelmechanismus 146. Die Kippplatte 194 wird von dem zweiten Arm 184b gehalten und der erste Arm 184a ist mit dem Riegelvorsprung 186 in Kontakt. Der Riegelvorsprung 186 weist einen geneigten Abschnitt 186a auf, der ein Verschwenken des Stellarms 160 an dem Riegelansatz 184 vorbei ermöglicht, wenn der Riegelansatz 184 sich in der verriegelten Stellung befindet; insbesondere läuft der Riegelansatz 184 den geneigten Abschnitt hinauf, wobei er gegen die Kraft der Feder 188 verschwenkt, wenn der Stellarm 160 zu dem inneren Anschlag 180 hin verschwenkt. Fig. 15 und 18 stellen den Stellarm 160 in einer durch den Riegelansatz 184 verriegelten Stellung dar, während Fig. 14 den Stellarm 160 den gesamten Weg zum äußeren Anschlag 178 hin verschwenkt darstellt, wobei sich der Riegelansatz 184 in der entriegelten Stellung befindet. Eine Kerbe 196 ist in dem ersten Arm 184a des Riegelansatzes 184 vorgesehen, um es dem Riegelvorsprung 186 zu ermöglichen, den Riegelansatz 184 freizugeben, wenn der Stellarm 160 verschwenkt.
• Die vorstehend beschriebene bestimmte Ausführungsform des Riegelmechanismus 145 umfaßt einen Elektromagneten und eine Kippplatte 194, um den Riegelansatz 184 in die entriegelte Stellung zu verschwenken. Jedoch könnten andere Mechanismen zum Verschwenken des Riegelansatzes verwendet werden, bspw. ein Solenoid.

Claims (9)

1. Festplattenlaufwerksanordnung, umfassend: eine Grundplatte (132); eine an der Grundplatte (132) angebrachte und zu dieser parallel verlaufende obere Platte (142); ein die Grundplatte (132) umgebendes Gehäuse (134); einen an der Grundplatte (132) und der oberen Platte (142) angebrachten Drehmotor (137); eine an dem Drehmotor (137) angebrachte Platte (136); Transducermittel (84) zum Wechselwirken mit der Platte (136); ein Stellmittel (138) zum Positionieren der Transducermittel (84) relativ zur Platte; und eine Endplatte (130), an welcher die Grundplatte (132) derart angebracht ist, daß die Erdplatte (130) und die Grundplatte (132) zueinander orthogonal verlaufen, wobei das Gehäuse (134) an der Endplatte (130) befestigt ist; dadurch gekennzeichnet, daß das Stellmittel (138) an der Grundplatte (132) angebracht ist, wobei von der Endplatte (130) und dem Gehäuse (134) eine kontrollierte Umgebung gebildet ist, die die Grundplatte umgibt.

2. Laufwerksanordnung nach Anspruch 1, bei welcher: die Grundplatte (132) relativ zur Endplatte (130) in der Ebene der Grundplatte (132) schwenkt; die Endplatte (130) und das Gehäuse (134) abdichtbar befestigt sind, so daß die kontrollierte Umgebung vom Umgebungsdruck isoliert ist; das Gehäuse (134) einen Befestigungspunkt (156) umfaßt; und die Grundplatte (132) erste und zweite Enden aufweist, wobei das erste Ende der Grundplatte (132) an der Endplatte (130) angebracht ist und das zweite Ende der Grundplatte (132) an dem Befestigungspunkt (156) des Gehäuses (134) angebracht ist.

3. Laufwerksanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die obere Platte (142) und die Grundplatte (132) das Stellmittel (138) halten.

4. Laufwerksanordnung nach Anspruch 3, bei welcher das Stellmittel (138) umfaßt: einen Stellarm (160), der die Transducermittel (84) hält, und eine Schwingspulenanordnung, umfassend: Mittel (170) zum Vorsehen eines Magnetfelds, die Grundplatte (132) und die obere Platte (142) umfassende Mittel (132, 142, 168) zum Vorsehen eines Rückschlusses für das Magnetfeld, und an dem Stellarm (160) befestigte Spulenmittel (164), um einen elektrischen Strom durch das Magnetfeld zu leiten und dadurch eine den Stellarm (160) bewegende Kraft zu erzeugen.

5. Laufwerksanordnung nach Anspruch 4, bei welcher der Stellarm (160) an der Grundplatte (132) schwenkbar angebracht ist und die Wechselwirkung des elektrischen Stroms und des Magnetfelds den Stellarm (160) verschwenkt.

6. Laufwerksanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend in der Endplatte (130) vorgesehene Anschlußmittel (56) zum Vorsehen einer elektrischen Schnittstelle mit der kontrollierten Umgebung innerhalb des Gehäuses (134).

7. Laufwerksanordnung nach Anspruch 6, ferner umfassend: mit den Anschlußmitteln (56) elektrisch verbundene Steuermittel zum Erzeugen von Steuersignalen; und einen Bus zum Übertragen der Steuersignale von den Anschlußmitteln (56) zu dem Stellmittel (138)

8. Laufwerksanordnung nach Anspruch 7, bei welcher: der Bus eine Erdungsfläche, einen Abschnitt zum Zuführen von Energie zu dem Stellmittel (138) und einen Abschnitt zum Zuführen von Datensignalen zu den Transducermitteln (84) umfaßt; und der Abschnitt des Busses zum Zuführen von Energie zu dem Stellmittel (138) und der Abschnitt des Busses zum Zuführen von Datensignalen zu den Transducermitteln (84) durch die Erdungsfläche getrennt sind.

9. Laufwerksanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Platte in einer vom umgebenden Atmosphärendruck isolierten, kontrollierten Atmosphäre ruht.