DE1774362A1

DE1774362A1 - Swash bearing for a disk storage signal head

Info

Publication number: DE1774362A1
Application number: DE19681774362
Authority: DE
Inventors: Werner Hasler
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1968-05-31
Filing date: 1968-05-31
Publication date: 1971-12-30
Also published as: GB1255381A; FR2014145A1

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH 1774362IBM Germany Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH 1774362

Böblingen, 30. Mai 1968 ka-maBoeblingen, May 30, 1968 ka-ma

Amtliches Aktenzeichen: NeuanmeldungOfficial file number: New registration

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket GE 968 043, GE 867Applicant's file number: Docket GE 968 043, GE 867

Swash bearing for a disk storage signal head

Die Erfindung betrifft ein Taumellager für einen Plattenspeicher-Signalkopf, der durch Strömungskräfte einer Luftströmung über der Plattenoberfläche in einem Abstand gehalten wird, mit einer Einstellung des Abstandes zwischen dem Signalkopf und der Plattenoberfläche durch eine regelbare Schubkraft, die den Strömungskräften entgegenwirkt.The invention relates to a wobble bearing for a disk storage signal head, which is kept at a distance by flow forces of an air flow above the plate surface, with one setting the distance between the signal head and the disk surface an adjustable thrust that counteracts the flow forces.

Es ist bekannt (DBP 1 050 076), Signalköpfe, die für die Aufzeichnung/ Abfühlung von Signalen an magnetischen Plattenspeichern benützt werden, an Tragarmen kardanisch derart zu lagern, dass der Magnetkopf Dreh- " bewegungen ausführen kann um zwei Achsen, die zueinander senkrecht angeordnet sind. Ein Kardanlager dieser Art ist zweckmässig für Signalköpfe, die in einem geringen Abstand über der sich drehenden Platte gehalten werden. In dieser Anordnung ruht der Signalkopf auf einem Luftlager, das durch die Drehung der Platte gebildet wird. Die LuftIt is known (DBP 1 050 076) that signal heads are used for recording / Sensing of signals on magnetic disk drives are used, to be gimbaled on support arms in such a way that the magnetic head rotates " can move around two axes that are perpendicular to each other. A cardan bearing of this type is useful for signal heads, which are held a short distance above the rotating plate. In this arrangement the signal head rests on one Air bearing formed by the rotation of the plate. The air

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wird-von der Platte axial angesaugt und durch die Zentrifugalkraft in einer Ebene parallel zur Plattenoberfläche in der Form eines dünnen, laminaren Films radial nach aussen geschleudert. Da dieser Luftfilm sehr dünn ist, besteht die Möglichkeit, dass bei geringen Abweichungen des Kopfsiegels und der Plattenoberfläche von der Parallelausrichtung eine Berührung zwischen Magnetkopf und Plattenoberfläche stattfindet. Durch die Kardanlagerung des Signalkopfes können kleine im Betrieb des Plattenspeichers entstandene Abweichungen der Parallelausrichtung ausgeglichen werden. Eine Beschädigung der empfindlichen Magnetschicht der Plattenober fläche durch den Signalkopf wird somit vermieden.is sucked in axially by the plate and by centrifugal force in a plane parallel to the plate surface in the form of a thin, laminar film thrown radially outwards. Since this air film is very thin, there is a possibility that with minor deviations of the head seal and the disk surface from the parallel alignment there is contact between the magnetic head and the disk surface. Due to the cardan bearing of the signal head, small deviations in the parallel alignment that arise during operation of the disk storage device can be avoided be balanced. Damage to the sensitive magnetic layer of the disk surface by the signal head is thus avoided.

Die bekannte Ausführung des Kardanlagers für einen Signalkopf besteht darin, dass der Signalkopf an den Endpunkten eines Durchmesser an zwei Lagerzapfen drehbar gelagert ist. Die Lagerzapfen sind befestigt an den Enden eines Bügels, der aus einem elastischen Material besteht, um dem Kopf eine in Richtung der Plattenoberfläche wirkende Vorspannung zu geben. Dieser Bügel ist an einem Block befestigt, der auf einer "Welle leicht drehbar gelagert ist. Der Signalkopf ist dadurch nach allen Seiten beweglich und kann sich parallel zur Plattenoberfläche einstellen. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, dass die aus Bügel und Block bestehende Dreheinrichtung des Signalkopfes eine bestimmte Masse aufweist. Daraus ergibt sich für die Dreheinrichtung des Lagers eine gewisse Trägheit, so dass die Lage des Signalkopfes nicht mit der erforderlichen Geschwindigkeit an dieThe known design of the cardan bearing for a signal head is that the signal head is at the end points of a diameter is rotatably mounted on two bearing journals. The journals are attached to the ends of a bracket made of an elastic material exists in order to give the head a preload acting in the direction of the disk surface. This bracket is attached to a block that is easily rotatable on a "shaft. The signal head is thus movable in all directions and can move parallel to the Adjust the plate surface. The disadvantage of this facility is there in that the rotating device of the signal head consisting of bracket and block has a certain mass. This results for the rotating device of the bearing a certain inertia, so that the position of the signal head does not respond to the required speed

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während des Betriebes auftretenden Lageänderungen der Plattenoberfläche angepasst werden kann. Changes in position of the plate surface occurring during operation can be adapted.

Es ist ferner bekannt (DBP 1 204 710), Signalköpfe eines Trommelspeichers durch Strömungskräfte einer Luftströmung über der Trommel-Oberfläche in einem Abstand zu halten. Diese Einrichtung ist so ausgebildet, dass eine konstante Vorspannung in Richtung der Trommeloberfläche auf die Signalköpfe einwirkt, und dass die entgegen der Vorspannung wirkenden Strömungskräfte zur Einstellung des Abstandes zwischen den Signalköpfen und der Trommeloberfläche durch ein Ventil regelbar sind. Die Federung dieses Lagers wirkt ausschliesslich in radialer Richtung zur Trommel, so dass eine Kardanlagerung der Signalköpfe nicht möglich ist. Die Radialverschiebung der Signalköpfe wird erreicht durch-Stifte, die in zylindrischen Führungen des Tragelementes leicht beweglich angeordnet sind. Eine Anordnung dieser Art kann dazu benutzt werden, den Abstand zwischen den Signalköpfen und der Trommeloberfläche wahlweise stufenlos zu ändern, sie ist jedoch nicht dazu geeignet, die Lage der Signalköpfe während des Betriebes an die verschiedenen, achsialen Lageänderungen der Trommeloberfläche selbsttätig anzupassen.It is also known (DBP 1 204 710), signal heads of a drum store by flow forces of an air flow over the drum surface to keep at a distance. This device is designed in such a way that a constant preload in the direction of the drum surface acts on the signal heads, and that the flow forces acting against the bias to adjust the distance between the signal heads and the drum surface can be regulated by a valve. The suspension of this bearing only works radially Direction to the drum, so that a cardan bearing of the signal heads is not possible. The radial displacement of the signal heads is achieved through pins that easily fit into cylindrical guides of the support element are movably arranged. Such an arrangement can be used to adjust the distance between the signal heads and the drum surface can optionally be changed continuously, but it is not suitable for the position of the signal heads during operation on the various, automatically adapt to axial changes in position of the drum surface.

Die Nachteile bekannter Einrichtungen werden gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass ein elastischer Ring an seinem Aussenrand mit einem Tragelement und an seinem Innenrand mit dem Signalkopf verbunden iet.The disadvantages of known devices are according to the invention thereby avoided that an elastic ring on its outer edge with a support element and connected to the signal head at its inner edge iet.

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Eine Bauweise dieser Art hat den Vorteil, dass für einen Signalkopf - ein Taumellager bei einem geringen Aufwand für die Herstellung in einer sehr kleinen Raumform mit kleiner Massenträgheit der bewegten Teile hergestellt werden kann. ..A construction of this type has the advantage that for a signal head - A wobble bearing with a low cost for production in a very small spatial shape with a small inertia of the moving Parts can be manufactured. ..

Ein Aueführungebeispiel der Erfindung wird anhand der Abbildungen näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the figures.

Die Fig. 1" zeigt einen Magnetkopf, der durch einen Tragarm über einer Magnetplatte gehalten wird.Fig. 1 "shows a magnetic head that is supported by a support arm a magnetic disk is held.

Die Fig. 2 zeigt die Darstellung eines Querschnitte der für den Magnetkopf bestimmten Lagerelemente entlang der in , Fig. 1 dargestellten Schnittlinie 2-2. Fig. 2 shows the representation of a cross section for the Magnetic head certain bearing elements along the section line 2-2 shown in, Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Magnetkopf-Tragarm bildet das Tragelement für den Magnetkopf 12, der zur Aufzeichnung/Abfühlung von Signalen über der Oberfläche.der rotierenden Magnetplatte 17 in einem Ab-. 'stand gehalten wird. Da der Abstand zwischen der mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Magnetplatte 17 und dem Polspiegel des Magnetkopfes 12 sehr klein ist, besteht die Notwendigkeit, die Lage des Polspiegele an die Lage der Magnetplatte anzupassen, wenn sich für diese während des Betriebes kleine Abweichungen ergeben. Durch diese Anpassung können Berührungen zwischen der Plattenoberfläche und dem Magnetkopf vermieden werden. . Die Anpassung ermöglicht fernerThe magnetic head support arm shown in Fig. 1 forms the support element for the magnetic head 12 which is used for recording / sensing signals above the surface of the rotating magnetic disk 17 in one off. 'is held. Because the distance between the high-speed rotating magnetic disk 17 and the pole mirror of the magnetic head 12 is very small, there is a need to adapt the position of the pole mirror to the position of the magnetic disk, if this is necessary small deviations occur during operation. This adaptation allows contact between the plate surface and the magnetic head can be avoided. . The customization also enables

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einen gleichbleibenden Abstand zwischen dem Magnetkopf und der Magnetplatte, sodas* die Signale die zu/von dem Magnetkopf übertragen werden, an der Magnetplatte in gleichbleibender Signalstärke aufgezeichnet/abgefühlt werden. Die Lage des Magnetkopfes wird während des Betriebes selbsttätig an die Ungleichförmigkeiten der Plattenoberfläche angepasst durch ein Taumellager des Magnetkopfes 12, dessen Lagerkräfte durch eine regelbare Vorspannung einstellbar sind, die den Strömungskräften entgegenwirkt. Die auf das Taumellager d a constant distance between the magnetic head and the magnetic disk, so that * the signals transmitted to / from the magnetic head are recorded / sensed on the magnetic disk with constant signal strength. The position of the magnetic head is automatically adapted to the irregularities of the disk surface during operation by a wobble bearing of the magnetic head 12, the bearing forces of which can be adjusted by means of an adjustable preload that counteracts the flow forces. The d

wirkenden Kräfte können wahlweise so eingestellt werden, dass sich zwischen dem Magnetkopf und der Plattenoberfläche ein gewünschter Abstand einstellt.acting forces can optionally be adjusted so that sets a desired distance between the magnetic head and the disk surface.

Die Fig. 2 zeigt Einzelheiten des Taumellagers anhand eines Querschnitts, der in der Darstellung nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2 ausgeführt ist. Der Magnetkopf-Tragarm 1 bildet einen Körper, an dem die Luftkammer 9 und 11 angeordnet sind. Die beiden Luftkammern werden an ihrer Oberseite abgedichtet durch ein Dichtungsmaterial 6, das durch eine Deckplatte 5 am Tragkörper befestigt ist. Die Luftkammer 9 ist innerhalb des Tragkörpers vorzugsweise in Form eines halbkreisförmigen Ringes ausgebildet, der mit einer im Magnetkopf-Tragarm 1 angeordneten nicht dargestellten Luftzuführung verbunden ist. Die Luftkammer 11 ist kreisförmig ausgebildet. Ein elastischer kreisförmiger Ring 3 schliesst die Kammer an deren Unterseite luftdicht ab, und zwar an deren Rand, durch den kreisförmig in die Kammer eingepassten Ring 7 und im Mittelpunkt durch den Befestigungsring 14,Fig. 2 shows details of the swash bearing based on a cross section, which is carried out in the illustration of FIG. 1 along the line 2-2. The magnetic head support arm 1 forms a body which the air chambers 9 and 11 are arranged. The two air chambers are sealed on their upper side by a sealing material 6, which is attached to the support body by a cover plate 5. The air chamber 9 is within the support body preferably in the form of a semicircular ring formed, which is connected to an arranged in the magnetic head support arm 1 air supply, not shown is. The air chamber 11 is circular. An elastic one circular ring 3 closes the chamber on its underside in an airtight manner from, namely at the edge, through the circularly fitted ring 7 in the chamber and in the center through the fastening ring 14,

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der den Innenrand des elastischen Ringes 3 an dem Haltestift 13 des Magnetkopfes 12 befestigt. In die Kammer 11 ist eine spiralförmige Rückholfeder 4 eingebaut, deren oberes Ende durch den Ring 7 festgehalten wird, und deren unteres Ende an der Ringscheibe 15 aufliegt, die durch die Schraube 16 an den Stift 13 des Magnetkopfes 12 befestigt ist.the inner edge of the elastic ring 3 on the retaining pin 13 of the magnetic head 12 attached. In the chamber 11 is a spiral Return spring 4 installed, the upper end of which is held by the ring 7, and the lower end of the ring washer 15 rests, which is fastened to the pin 13 of the magnetic head 12 by the screw 16.

Der Magnetkopf 12 wird durch die Wirkung der Rückholfeder 4 angehoben, sodass sich der Innenraum der Luftkammer 11 verkleinert, abhängig davon, in welcher Grosse der in der Kammer* bestehende Luftdruck eingestellt wird. In der Wandung der Kammer befindet sich mindestens eine Durchlassöffnung 18, durch welche stossartig auftretende Luftdruckschwankungen ausgeglichen werden. Die Luftkammer 11 ist über die Drossel 8 und über die Luftkammer 9 mit einer nicht dargestellten Druckleitung verbunden. Der in der Luftkammer 11 bestehende Luftdruck kann somit durch eine Drosselschraube 10 geregelt werden, derart, dass die Spitze der Drosselschraube 10 dem Ende der Drossel 8 entweder genähert oder von diesem entfernt wird. Durch eine Erhöhung des Luftdrucks in der Kammer wird der Abstand zwischen dem Magnetkopf 12 und der Oberfläche der Magnetplatte 17 verkleinert, Entsprechend bewirkt eine Verkleinerung des Luftdrucks in der Kammer 11 eine Vergrösserung des Abstandes zwischen Magnetplatte 17 und Magnetkopf 12.The magnetic head 12 is raised by the action of the return spring 4, so that the interior of the air chamber 11 is reduced, depending on the size of the existing in the chamber * Air pressure is set. In the wall of the chamber there is at least one passage opening 18, through which in a jerky manner occurring air pressure fluctuations are compensated. The air chamber 11 is above the throttle 8 and the air chamber 9 connected to a pressure line, not shown. The one in the air chamber 11 existing air pressure can thus be regulated by a throttle screw 10 such that the tip of the throttle screw 10 is either approached or removed from the end of the throttle 8. By increasing the air pressure in the chamber the distance between the magnetic head 12 and the surface of the magnetic disk 17 is reduced. Accordingly, a reduction is effected the air pressure in the chamber 11 increases the distance between the magnetic disk 17 and the magnetic head 12.

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Für das Material des elastischen Ringes 3 kann entweder dünnes Blech, Kunststoff, Gummi oder ein anderes elastisches Material verwendet werden. Er hat die Aufgabe, die Lage des Magnetkopfes 12 an vorübergehend auftretende geringe Lageränderungen der Platte und an Ungleichförmigkeiten der Plattenoberfläche während der .Plattenbewegung anzupassen. Diese Anpassungsfähigkeit ergibt sich durch die Elastizität des Ringes 3, dessen Oberfläche getnäss der Darstellung wellenförmig ausgebildet sein kann. Der elastische ^For the material of the elastic ring 3, either thin sheet metal, plastic, rubber or another elastic material can be used be used. Its job is the location of the magnetic head 12 to temporarily occurring slight changes in the bearing of the disk and to irregularities in the disk surface during the .Adjust plate movement. This adaptability results from the elasticity of the ring 3, the surface of which is wet the representation can be formed wave-shaped. The elastic ^

Ring 3 hat ferner die Aufgabe, dem in der Kammer 11 bestehenden Luftdruck nachzugeben, sodass der Abstand zwischen der Platte 17 'und dem Magnetkopf 12 durch Luftdruckveränderungen genau eingestellt werden kann. Der elastische Ring bewirkt somit für den Magnetkopf 12 ein Taumellager, das die Eigenschaft hat, auch bei sehr geringen Abständen zwischen Magnetkopf und Platte entgegen den Strömungskräften an der Plattenoberfläche den Abstand zwischen der Plattenoberfläche und dem Magnetkopf konstant zu halten.Ring 3 also has the task of the existing in the chamber 11 To give in air pressure, so that the distance between the plate 17 'and the magnetic head 12 is precisely adjusted by changes in air pressure can be. The elastic ring thus causes a wobble bearing for the magnetic head 12, which has the property, even with very small distances between magnetic head and disk counteract the flow forces on the disk surface the distance between the To keep the disk surface and the magnetic head constant.

Die zur Aufzeichnung/Abfühlung bestimmten Signale können daher in gleichbleibender Signalstärker an der Leitung 15 zu/von dem Magnetkopf übertragen werden. The signals intended for recording / sensing can therefore be transmitted to / from the magnetic head at a constant signal strength on the line 15.

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Claims

IBM DeiStSnhiand Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH · I / / H SO Z Boeblingen, May 30, 1968 Docket GE 968 043, GE..867 ka-ma patent claims

1. Swash bearing for a disk storage signal head, which is caused by the forces of an air flow above the disk

m> surface is kept at a distance with one setting

the distance between the signal head and the plate surface by means of an adjustable preload, which counteracts the flow forces counteracts, characterized in that an elastic ring (3) on its outer edge with a support element (1) and is connected to the signal head (12) at its inner edge. ·

2. wobble bearing according to claim 1, characterized in that consisting of the signal head (12) and the elastic ring (3) Arrangement a chamber (11) closes airtight, which is through a adjustable throttle (8) is connected to a pressure line.

3. wobble bearing according to claims 1 and 2, characterized in that that in the wall (5) of the chamber (11) at least one passage opening (18) is arranged.

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4. wobble bearing according to claims 1 to 3, characterized in that that the signal head (12) is connected to a return spring (4) whose spring force counteracts that on the signal head acting adjustable bias is directed.

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