DE2130864A1 - In einer kassette enthaltener magnetplattenspeicher - Google Patents

In einer kassette enthaltener magnetplattenspeicher

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    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks

Description

BÖblingen, 15. Juni 1971 sa-sk
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10
Amtl.Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenz.d.Anmelderin: Docket SA 969 057
In einer Kassette enthaltener Magnetplattenspeicher
Die Erfindung betrifft einen Magnetplattenspeicher mit einer innerhalb einer Kassette auf einer mit einem Antrieb kuppelbaren Nabe drehbar gelagerten Magnetplatte und einem mit der Magnetplatte zusammenwirkenden, in axialer Richtung verschiebbaren Schreib/Lesekopf.
Bei den bekannten, Plattenpakete enthaltenden Magnetplattenspeichern sind die Schreib/Leseköpfe auf einem außerhalb des Gehäuses des.Plattenpaketes befindlichen Träger befestigt. Diese Magnetkopfträger werden in radialer Richtung zu den Magnetplatten durch geeignete Antriebe, wie hydraulische Antriebe, Gewindespindeln oder Schrittmotoren verschoben. Dabei kommen die Schreib/ Leseköpfe gewöhnlich durch schlitzförmige öffnungen in der Kassette mit den Magnetplatten in Eingriff. Bei diesen Einrichtungen ist der radiale Abstand zwischen den Magnetköpfen und den Plattenoberflächen relativ groß,
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so daß lange Hebelarme für die Schreib/Lesekopfträger erforderlich sind, um den Plattenbereich zu erreichen und die große Anzahl von Aufzeichnungsspuren auf den Platten zu überqueren. Ferner sind sehr genaue Führungen für die Hin- und Herbewegung der Schreib/Lesekopfträger erforderlich, die zur Folge haben, daß die mit der Kopfverschiebung verbundenen mechanischen Teile eine relativ große Masse besitzen müssen. Zusätzlich werden die mechanischen Teile durch Temperaturechwankungen beeinflußt, so daß die erforderliche Genauigkeit der radialen Verschiebung der Schreib/Leseköpfe oft nicht gewährleistet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Magnetplattenspeicher der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem der Verschiebungsantrieb für den Schreib/Lesekopf nur eine geringe Masse aufweist, so daß mit geringerer Energie ein schneller Zugriff zu den aufgezeichneten Daten ermöglicht wird. Es soll auch keine zusätzliche Einrichtung erforderlich sein, die sicherstellt, daß sich der Jchreib/Lesekopf in der gewünschten Spur befindet. Schließlich soll der Magnetplattenspeicher so eingerichtet sein, daß Erhitzung und Temperaturänderungen die Wirkungsweise des Speichers nicht nachteilig beeinflußen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der mit der Magnetplatte im Eingriff stehende Magnetkopf innerhalb der Kassette angeordnet und in radialer Richtung verschiebbar ist entlang einer ebenfalls innerhalb der Kassette angeordneten,zwischen Außenwand und Nabe gelagerten Gewindespindel, deren Antrieb in steuerbarer Weise von der Drehbewegung der mit der Antriebswelle gekuppelten Nabe ableitbar ist.
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Der erfindungsgemäße Magnetplattenspeicher ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet, daß auf der der Nabe benachbarten Stirnseite der Gewindespindel eine in axialer Richtung elastische Friktionsscheibe befestigt ist, die durch die Betätigung von Steuermagneten wahlweise mit einem von zwei auf der Nabe zu beiden Seiten der Gewindespindel angeordneten Kupplungsringen in Eingriff bringbar ist. Vorteilhaft ist es ferner, daß auf der Gewindespindel ein Zahnrad befestigt ist, durch dessen Zahnlücken ein Lichtstrahl zur Zählung der überquerten Spuren auf eine Fotozelle gerichtet ist, und das durch einen bei Betätigung· eines Steuermagneten wirksam werdenden Anschlag beim Erreichen der vorgegebenen Aufzeichnungsspur arretierbar ist. Eine vorteilhafte Aus- J
bildung des Magnetplattenspeichers besteht ferner darin, daß parallel zu der Gewindespindel eine Führungsschiene für den Schreib/Lesekopf angeordnet ist.
Ein Vorteil bezüglich der Stabilität gegenüber Temperaturschwankungen wird bei dem erfindungsgemäßen Magnetplattenspeicher dadurch erreicht, daß die Friktionsscheibe, diu Gewindespindel sowie die den Magnetkopf tragende Führungsschiene aus Materialien mit ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn diese Teile aus Materialien mit relativ kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen. In vorteilhafter Weise ^ sind ferner innerhalb der Kassette Mittel zur zirkulierenden ™ Luftkühlung des Schreib/Lesekopfantriebes vorgesehen, die aus oberhalb der Magnetplatte angeordneten, mit der Magnetplatte rotierenden Rippen, aus den Luftstrom unter die Magnetplatte in den Bereich der die Schreib/Lesekopfverschiebung antreibenden Teile leitenden Umlenkblechen, aus in der Nabe angeordneten Austrittsöffnungen und aus einem Luftfilter bestehen.
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Die Erfindung wird anhand eines durch die Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:
Fig.l den in einer Kassette angeordneten Magnetplattenspeicher in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
Fig.2a,b die zur Verschiebung des Schreib/Lesekopfs dienende Kupplung in Draufsicht und Seitenansicht, und
Fig.3 den Sperrmechanismus für die Schreib/Lesekopf-Verschiebung in Seitenansicht.
In Fig.l ist die den Magnetplattenspeicher enthaltende Kassette, die beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial bestehen kann, mit 10 bezeichnet. Der Magnetplattenspeicher besteht aus der Magnetplatte 12, die mit der drehbaren Nabe 14 verbunden ist. Die Nabe ist ihrerseits auf der Antriebsachse 16 befestigt, die durch den außerhalb der Kassette angeordneten Synchronmotor 18 angetrieben wird. Die Antriebsachse 16 und der Motor 18 können direkt oder über einen Treibriemen verbunden sein.
Zum Einschreiben und Auslesen der Daten der magnetischen Oberfläche ist der Schreib/Lesekopf 20 auf dem Träger 22 befestigt, durch welchen der Schreib/Lesekopf in radialer Richtung entlang der Oberfläche der Magnetplatte 10 gleitet. Der Schreib/Lesekopfträger ist auf der Gewindespindel 24 befestigt, bei deren Drehung der Träger verschoben wird. Der Schreib/Lesekopfträger wird ferner geführt durch die Schiene 26, die parallel zu der Gewindespindel 24 angeordnet ist und verhindert, daß sich der Kopf mit der Spindel 24 dreht. Der Schreib/Lesekopf 20 1st so angeordnet, daß sein Arbeitsspalt der Oberfläche der Magnetplatte 12 gegenüberliegt. Er kann dabei mit der Magnetplatte in mechanischem
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Kontakt stehen oder durch ein Luftlager von ihr getrennt sein.
Zur Drehung der Gewindespindel 24 wird die vom Antriebsmotor 18 gelieferte Kraft auf die flexible Priktionsscheibe 28 übertragen, die an einer Stirnseite der Spindel 24 befestigt ist. Mit der Nabe 14 der Antriebsachse 16 sind dicht neben dem stirnseitigen Ende der Spindel 24 die ringförmigen Wülste 30a, 30b verbunden, wobei die Achse der Spindel 24 senkrecht zu der Achse der Nabe steht. Die ringförmigen Wülste 30a-und 30b haben einen Abstand, der geringer ist, als der Durchmesser der Friktionsscheibe 28 und liegen den Außenbereichen dieser Scheibe dicht gegenüber.
Im Betrieb wird der Verschiebungsmechanismus für den Schreib/Lesekopf betätigt, wenn auf der Leitung 32 ein Steuersignal auftritt. Wenn der Schreib/Lesekopf 20 auf eine gewünschte Spur eingestellt werden soll, wird die flexible Friktionsscheibe 28 mit einem der beiden Ringe 30 in Verbindung gebracht, in den einer von den beiden zugeordneten Elektromagneten 34a oder 34b über die Leitungen 35a oder 35b (Fig.2) entsprechend der gewünschten Bewegungsrichtung des Magnetkopfs erregt wird.
Nach Erregung des ausgewählten Elektromagneten 34a oder 34b wird der zugeordnete Anker 36a oder 36b betätigt, durch den eine vorgespannte Blattfeder 38a oder 38b gegen die flexible Scheibe 28 geschwenkt wird. Auf den Blatt federn 38 sind Andruckkissen 40a,b befestigt, welche die flexible Scheibe 28 mit einem der mit der Antriebsachse rotierenden Ringe 30a oder 30b in Eingriff bringt. Die Drehbewegung der Ringe 30 wird dadurch auf die Scheibe und somit auch auf die Gewindespindel 24 übertragen. Das hat zur Folge, daß der Schreib/Lesekopf 20 und sein Träger
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22 entlang der Spindel 24 entsprechend der Drehbewegung der flexiblen Scheibe 28 in radialer Richtung bewegt werden. Die lineare Geschwindigkeit des Trägers 22 hängt von der Geschwindigkeit des Antriebsmotors und von der Steigung des Gewindes der Spindel 24 hauptsächlich ab.
Wenn der Schreib/Lesekopf 20 in der gewünschten Spur angelangt ist, werden die Drehbewegung der Spindel 24 und die Verschiebung des Trägers 22 schlagartig angehalten. Um dieses schnelle Anhalten zu erreichen, wird der vorher erregte Elektromagnet 34 durch ein Steuersignal abgeschaltet, so daß das Andruckskissen 40 durch die vorgespannte Blattfeder 38 mit der flexiblen Friktionsscheibe 28 außer Eingriff gebracht wird, die sich dabei ihrerseits von dem jeweiligen Ring 30 löst.
Zur vollständigen Abbremsung der Spindel 24 wird der in Fig.3 dargestellte Sperrmechanismus verwendet. Auf der Spindel 24 ist das Zahnrad 42 befestigt, durch welches die Winkelverstellung der Spindel und die Anzahl der vom Schreib/Lesekopf überquerten Aufzeichnungsspuren abgetastet werden. Hierzu wird ein Lichtstrahl der Lichtquelle 44 durch die Zahnlücken des Zahnrads 42 auf die Fotozelle 46 gerichtet. Die Unterbrechungen des Lichtstrahls durch die Zähne des Zahnrades ergeben elektrische Ausgangssignale der Fotozelle, die ein Maß für die Drehbewegung des Zahnrades 42 und damit der Spindel 24 sind. Wenn die gewünschte Anzahl von Datenspuren überquert worden ist, so daß sich, der Schreib/Lesekopf 20 in der gewünschten Datenspur befindet, wird der Steuermagnet 48 erregt. Der dabei angezogene Magnetanker 50 wirkt mit der Schubstange 52 zusammen, durch die mit dem Zahnrad 42 in Eingriff kommende Anschläge 54 geschwenkt werden. Wenn der Steuermagnet 48 abgeschaltet wird, zieht die Rückstellfeder 56 die Anschläge 54 zurück und gibt das Zahnrad 42 frei.
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Zur Erzielung einer Luftzirkulation in der verschlossenen Kassette sind Rippen 58 vorgesehen und ein Luftfilter 60, durch welches die Verunreinigung verringert wird. Das Luftfilter ist mit der Nabe 14 verbunden und die Rippen 58 sind ihrerseits an dem, sich drehenden Luftfilter befestigt. Die Luft zirkuliert durch die öffnungen 42 in der Nabe, durch das Luftfilter 60 zu Umlenkblechen 64, welches den Luftstrom in einer öffnung eines ringförmigen Leitblechs 66 zwischen die Magnetplatte 12 und die Kassettenwand lenkt. Die gefilterte Luft tritt dabei in den Raum ein, in welchem sich der Schreib/Lesekopf befindet und kehrt sodann durch die öffnung 62 zum Luftfilter zurück.Auf diese Weise wird eine unerwünschte Temperaturerhöhung vermieden, ' * und durch Verschmutzung verursachte Probleme werden auf ein Minimum reduziert.
In der beschriebenen Speichereinrichtung werden Materialien mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und mit einander sehr ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet. Dadurch werden alle Teile bei Temperaturschwankungen in gleicher Weise beeinflußt. Beispielsweise werden die Platte, die Nabe und die Spindel aus demselben Material hergestellt, so daß radiale und lineare Veränderungen dieser dicht benachbarten Teile gleichzeitig und in ähnlicher Weise auftreten. Infolgedessen behält der Schreib/Lesekopf die gerade (ä von ihm eingenommene, konzentrische Aufzeichnungsspur bei.
Da bei diesem Magnetplattenspeicher derselbe Schreib/Lesekopf die Daten liest, die er aufgezeichnet hat, werden die Toleranzen für Schrägstellung und Abnutzung reduziert und die Lesbarkeit der Daten verbessert. Im Bedarfsfalle können auch mehrere Schreib/Leseköpfe an der Oberfläche der Magnetplatte angeordnet sein.
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Durch die Anordnung des Schreib/Lesekopfträgers 22 innerhalb der Kassette wird es möglich, diesen sehr klein und sehr leicht zu machen. Der Träger besitzt eine Masse von wenigen Gramm z.B. 5-10 Gramm, da die üblichen langen Hebelarme nicht mehr benötigt werden. Dadurch wird eine kurze Zugriffszeit mit einem relativ geringen Energieaufwand ermöglicht.
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Claims (7)

  1. Patentansprüche
    Magnetplattenspeicher mit einer innerhalb einer Kassette auf einer mit einem Antrieb kuppelbaren Nabe drehbar gelagerten Magnetplatte und einem mit der Magnetplatte zusammenwirkenden/ in radialer Richtung verschiebbaren Schreib/Lesekopf, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Magnetplatte (12) in Eingriff stehende Schreib/Lesekopf (20) innerhalb der Kassette (10) angeordnet und in radialer Richtung verschiebbar ist, entlang einer ebenfalls innerhalb der Kassette (10) angeordneten, zwischen f
    Außenwand und Nabe (14) gelagerten Gewindespindel (24), deren Antrieb in steuerbarer Weise von der Drehbewegung der mit der Antriebswelle (16) gekuppelten Nabe (14) ableitbar ist.
  2. 2. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Nabe (14) benachbarten Stirnseite der Gewindespindel (24) eine in axialer Richtung elastische Friktionsscheibe (28) befestigt ist, die durch die Betätigung von Steuermagneten (34a, b, 36a,b) wahlweise mit einem von zwei auf der Nabe
    (14) zu beiden Seiten der Gewindespindel (24) ange- M ordneten Kupplungsringen (30a,b) in Eingriff bringbar ist.
  3. 3. Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gewindespindel (24) ein Zahnrad (42) befestigt ist, durch dessen Zahnlücken ein Lichtstrahl (44) zur Zählung der überquerten Spuren auf eine Fotozelle (46) gerichtet ist, und das durch einen bei Betätigung eines Steuermagneten (48,50) wirksam werdenden Anschlag (54) beim
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    Erreichen der vorgegebenen Aufzeichnungsspur arretierbar ist.
  4. 4. Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Gewindespindel (24) eine Führungsschiene (26) für den Schreib/Lesekopf (20) angeordnet ist.
  5. 5. Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Friktionsscheibe (28), die Gewindespindel (24) sowie die den Magnetkopf (20) tragende Führungsschiene (26) aus Materialien mit ähnlichen Wärmeausdehungskoeffizienten bestehen.
  6. 6. Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Friktionsscheibe (28), die Gewindespindel (24) sowie die den Magnetkopf (20) tragende Führungsschiene (26) aus Materialien mit relativ kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen.
  7. 7. Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kassette (10) Mittel zur zirkulierenden Luftkühlung des Schreib/Lesekopfantriebes vorgesehen sind, die aus oberhalb der Magnetplatte angeordneten, mit der Magnetplatte rotierenden Rippen (58), aus den Luftstrom unter die Magnetplatte in den Bereich der die Schreib/Lesekopfverschiebung antreibenden Teile leitenden Umlenkblechen (64,66), aus in der Nabe angeordneten Austrittsöffnungen (62) für den Luftstrom nach oben und aus einem Luftfilter (60) bestehen.
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