DE19522371C2 - Magnetische Verriegelungsvorrichtung für den Kopfträger eines Festplattenantriebs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Verriegelungsvorrichtung für ei­ nen Kopfträger eines Festplattenantriebs in einer Hilfsspeichervorrichtung eines Rechners, um den Kopf in einer Parkzone der Festplatte zu halten, wenn der Festplattenantrieb nicht in Betrieb ist.

Im allgemeinen enthält der Festplattenantrieb, der in einem Rechner als Peripherieeinheit angeordnet ist, eine Platte, die von einem Spindelmotor mit hoher Geschwindigkeit in Drehung versetzt wird, und einen Kopfträger, der in Abhängigkeit von einem Schrittmotor um einen Schwenkpunkt geschwenkt wird, um einen Magnetkopf, der Dataen auf Spuren der Platte schreibt und daraus ausliest, zu bewegen. Der Magnetkopf ist am vorderen En­ de eines Kopfträgers befestigt, der sich zu beiden Seiten der Platte bewegt, wobei der Magnetkopf von einer Luftströmung be­ einflußt wird, der auf der Oberfläche der Platte erzeugt wird, wenn diese mit hoher Geschwindigkeit rotiert, so daß ein klei­ ner Luftspalt zwischen dem Magnetkopf und der Platte aufrecht­ erhalten wird.

Wenn die Festplatte anhält oder im Betrieb abgeschaltet wird, dann bewegt sich der Kopfträger in eine Parkzone, die in einem inneren oder einem äußeren Bereich der Platte angeordnet ist. Beim Ausschalten der Festplatte bewegt der Kopfträger die Ma­ gnetköpfe in die Parkzone auf der Platte aufgrund der Restträg­ heit des Spindelmotors. Auf diese Weise wird verhindert, daß Datenspuren auf der Platte durch unerwünschte Berührung seitens des Magnetkopfes zerstört werden.

Zur stabilen Fixierung oder Verriegelung des hinteren Endes des Kopfträgers im vorgenannten Betrieb wurden bislang Elektroma­ gnete, gesonderte Schrittmotoren oder magnetische Verriegelun­ gen eingesetzt. Unter diesen Lösungen hat sich die magnetische Verriegelung im allgemeinen durchgesetzt. In diesem Falle muß eine Metallplatte, die leicht von einem Magnet angezogen werden kann, am hinteren Ende des Kopfträgers befestigt werden, weil das hintere Ende des Kopfträgers aus Aluminium besteht oder ei­ nen Aufbau hat, an dem eine Spule befestigt ist. Im allgemeinen ist bei Einsatz der Metallplatte diese am hinteren Ende des Kopfträgers mittels Klebstoff befestigt. Hieraus erwächst je­ doch der Nachteil, daß während der Aushärtung des Klebstoffs dieser gast und Dämpfe entwickelt, die nachteiligen Wirkungen auf die Zuverlässigkeit der Festplatte haben.

Die anderen Lösungen, die Elektromagnete oder gesonderte Schrittmotoren verwenden, erfordern zusätzliche Einrichtungen zum Steuern derselben. Dieses führt zu einem weiteren Problem, da die Herstellungskosten entsprechend anwachsen.

Aus der US-PS 5 189 576 ist eine mechanische Verriegelungsvor­ richtung bekannt, die auf die Trägheitskraft des Kopfträgers anspricht, um einen Verriegelungsstift zu bewegen, der mit ei­ nem Finger in Eingriff gelangt, der sich von dem Kopfträger er­ streckt, um diesen in seiner geeigneten Position zu halten, wenn der Plattenantrieb nicht in Betrieb ist.

Im Falle der bekannten magnetischen Verriegelung beruhen Nach­ teile darauf, daß eine komplizierte Vorrichtung mit Dämpfern oder Federn zur Pufferung des Stoßes, der beim Parken des Kop­ fes entsteht, verwendet werden, wodurch die Herstellungskosten entsprechend steigen und Schwierigkeiten beim Zusammenbau und der Wartung verursacht werden.

Aus der US-PS 5 231 556 ist eine selbsthaltende Verriegelungs­ anordnung bekannt, die einen magnetischen Riegel enthält, der an einer Magnetspulenanordnung befestigt ist, der um einen Schwenkstift schwenkt, der einen Verriegelungsstift bildet und sich von der Seite eines Kopfträgers durch einen Verriegelungs­ stiftarm zwischen einem Verriegelungsarm der magnetischen Ver­ riegelungsanordnung und einem Anschlag erstreckt, um dadurch den Kopfträger in einer Parkzone zu verriegeln.

Aus der US-PS 5 224 000 ist eine magnetische Verriegelungsein­ richtung zum Halten eines Kopfträgers in einer Parkstellung be­ kannt, bei der die magnetische Verriegelungseinrichtung zwei magnetische L-förmige verschiebbare Pole enthält, die auf ent­ gegengesetzten Seiten eines Magnets angeordnet sind, wobei die Pole eine größere Länge als der Magnet haben, so daß eine Stahlaufschlagplatte, die an dem Kopfträger befestigt ist, die Pole berührt, um zu verhindern, daß die Aufschlagplatte auf den Magnet auftrifft. Die magnetische Verriegelungseinrichtung ist verschiebbar in einer Vertiefung eines Anschlagpuffers mon­ tiert, der innerhalb eines Rahmens eines Pufferanschlags ange­ ordnet ist, der am unteren Teil des Gehäuses befestigt ist, so daß die Pole sich über eine Kontaktfläche des Pufferanschlags hinaus erstrecken.

Die US-PS 5 023 736 beschreibt eine magnetische Verriegelungs­ einrichtung mit zwei im Abstand angeordneten parallelen Polen, die sich von einem Magnet erstrecken, um eine Verriegelungs­ platte zu verriegeln, die sich von einem Magnetkopfträger er­ streckt, um den Kopfträger in einer Parkposition zu halten, wenn dies erwünscht ist. Die magnetische Verriegelungseinrich­ tung befindet sich in einer Kammer eines gegossenen Plastikge­ häuses, das an dem Festplattengehäuse befestigt ist.

In der US-PS 5 003 422 ist ein magnetischer Sperrmechanismus, d. h. eine magnetische Verriegelungseinrichtung, die einen ela­ stischen Mechanismus aufweist, der mit einer Tragstruktur zur Dämpfung des Aufschlags des Kopfträgers verbunden ist, wenn ein Kopfträgerstift, der sich vom Kopfträger erstreckt, gegen eine Schwingplatte des elastischen Mechanismus schlägt. Die Bewegung der Schwingplatte bewirkt, daß sich die Oberseite der Schwing­ platte gegen den Widerstand einer Feder bewegt, wenn der Kopf­ träger von unten gegen die Schwingplatte schlägt. Ein an der Unterseite der Schwingplatte befestigter Magnet verriegelt sich an einem Kopfträgerstift, der sich vom Kopfträger erstreckt, wenn sich der Kopfträger in einer Parkstellung befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Verriegelungsvorrichtung für den Kopfträger eines Festplattenantriebs anzuge­ ben, bei der kein Klebstoff zur Installation erforderlich ist und die einfach zusammengesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine magnetische Verriegelungsvorrichtung mit den im Anspruch 1 ange­ gebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Erfindung wird ein Permanentmagnet dazu verwendet, eine Verriegelungsschraube zu verriegeln, die an dem Spulenende des Kopfhalters in der Festplatte zu befestigen ist. Der Permanentma­ gnet ist mit einem aus Gummi bestehenden Dämpfungsmaterial be­ deckt. Die Verriegelungsschraube ist in einem Schraubengewinde mon­ tiert, das an einem Teil des Spulenendes des Kopfträgers ausge­ bildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer magnetischen Kopfträger­ verriegelungsvorrichtung in einem Festplattenantrieb gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Metallplatte und ihrer Zubehörteile des Kopfträgers in Beziehung zur montierten Verriegelungsvorrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der magnetischen Kopf­ trägerverriegelungsvorrichtung im Festplattenantrieb gemäß der Erfindung.

Ein Festplattenantrieb, wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt eine Festplatte 14, die durch einen mittig zu ihr angeordneten Spindelmotor 12 mit hoher Geschwindigkeit in Dre­ hung versetzt ist. Ein Kopfträger 20 ist schwenkbar an einem Schwenklager 18 oberhalb der Festplatte 14 angeordnet, und an des­ sen freien Ende ist eine Kopfaufhängung angebracht, die einen Magnetkopf 24 trägt. Die Festplatte 14 enthält eine Datenzone 17, wo Daten aufgezeichnet oder gelesen werden, und eine Parkzone 16, wo der Magnetkopf 24 sicher abgesetzt wird, wenn die Fest­ platte nicht in Betrieb ist. Eine Spule und eine Spulenkombina­ tion, die einen Schrittmotor bilden, sind am Schrittmotoren­ de des Kopfträgers 20 angeordnet.

Der Schrittmotor bewegt sich zwischen einem unteren Joch 28 (Fig. 1), auf dem ein Permanentmagnet 30 montiert ist, und ei­ nem oberen Joch 29, an dem ebenfalls ein (nicht gezeigter) Per­ manentmagnet befestigt ist. Diese Magneten sind um eine gegebe­ ne Distanz voneinander entfernt. Das untere Joch 28 ist an dem unteren Chassis des Festplattenantriebs befestigt.

Das Schrittmotorende des Kopfträgers 20 ist zum Teil weggebro­ chen, wie Fig. 2 zeigt, so daß ein Fortsatz entsteht, der ein Schraubengewinde 22 aufweist, die zur Aufnahe einer Verriegelungs­ schraube 52 bestimmt ist, die sehr leicht von einer Verriege­ lungseinrichtung 36 verriegelt werden kann, wenn der Kopf 24 sich in die Parkzone 16 bewegt.

Die Verriegelungsschraube 52 weist zwei Enden auf, die vonein­ ander verschiedene Größen aufweisen. Das kleinere Ende bildet ein Außengewinde, das zur Aufnahme in dem Schraubengewinde 22 be­ stimmt ist.

Wie Fig. 1 zeigt, hat die Verriegelungseinrichtung 36, die die Verriegelungsschraube 52 durch Magnetkraft anzieht und somit ermöglicht, den Magnetkopf 24 am Halter 20 in einer Parkzone 16 beim Abschalten der Festplatte 10 zu halten, eine L-förmige Ge­ stalt. Die Verriegelungseinrichtung 36 enthält ein Dämpferein­ satzteil 44 kastenförmiger Gestalt mit einer oberen Öffnung in einem oberen Abschnitt desselben an einer Seite der Verriege­ lungseinrichtung 36, um einen Dämpfer 46 aufzunehmen, der eine Öffnung aufweist, in die ein Permanentmagnet 50 eingesetzt ist. Eine Seite des Dämpfereinsatzteils 44 weist eine Seitenöffnung auf, durch die eine Seite des Dämpfers 46 vorstehen kann, so daß die Verriegelungsschraube 52 mit dem Dämpfer 46 in Kontakt gebracht werden kann. Die andere Seite der Verriegelungseinrich­ tung 36 weist eine Platte auf, die sich vom Dämpfereinsatzteil 44 erstreckt und ein Zapfeneinsetzloch 38 aufweist, das einen Zapfen 32 aufnimmt, der sich vom unteren Joch 28 nach oben er­ streckt, und ein Halteelement-Einsetzloch 42, das es ermög­ licht, die Verriegelungseinrichtung 36 am unteren Joch 28 zu be­ festigen.

Der Dämpfer 46 wird mit dem Permanentmagneten 50 besteht aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise Gummi, um einen Stoß oder einen Schlag abzupuffern, der davon herrührt, daß die Ver­ riegelungsschraube 52 mit ihm in Berührung gelangt.

Weiterhin enthält das untere Joch 28 den Zapfen 32 vorbestimm­ ter Größe, der zur Einführung in das Zapfeneinsetzloch 38 in der Ver­ riegelungseinrichtung 36 bestimmt ist, und ein Halteelementmonta­ geloch 34, das mit dem Einsetzloch 42 im Halteelement der Verriegelungseinrichtung 36 ausgerichtet ist, um die Anbringung der Verriegelungsanordnung 36 am unteren Joch 28 zu ermöglichen.

Zum Sichern der Verriegelungseinrichtung 36 am unteren Joch 28 ist ein Halteelement 40 streng in das Loch 34 im unteren Joch 28 eingepaßt, wobei es das Einsetzloch 42 im Halteelement der Verriegelungseinrichtung 36 durchquert. Wie in Fig. 1 ge­ zeigt, ist das Halteelement 40 in seinem unteren Abschnitt als Stift ausgeführt, der dazu bestimmt ist, das Einsetzloch 42 der Ver­ riegelungseinrichtung 36 zu durchqueren und in das Loch 34 im un­ teren Joch 28 eingesetzt zu werden. Das Halteelement 40 weist weiterhin einen oberen Abschnitt größerer Abmessungen als den genannten Stift auf, wodurch verhindert wird, daß sich die Ver­ riegelungseinrichtung 36 um den Zapfen 32 dreht, wenn die Verrie­ gelungsschraube 52 den Dämpfer 46 berührt.

Bei einer solchen Verriegelungsvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau, wie er in Fig. 1 ge­ zeigt ist, läuft der den Permanentmagneten 50 aufweisende Dämp­ fer 46 durch die obere Öffnung des Dämpfereinsatzteils 44 in der Verriegelungseinrichtung 36 und dann liegt die eine Seite des Dämpfers 46 an der Seitenöffnung des Dämpfereinsatzteils 44. Außerdem läuft das Zapfeneinsetzloch 38 in der Verriegelungsein­ richtung 36 über den Zapfen 32 im unteren Joch 28, und der Stift des Halteelements 40 läuft durch das Einsetzloch 42 in der Verriegelungseinrichtung 36 und wird streng vom Loch 34 im unte­ ren Joch 28 aufgenommen, wodurch die Verriegelungseinrichtung 36 am unteren Joch 28 festgelegt wird.

Weiterhin wird, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Teil des Spulenendes des Kopfträgers 20, das die Schrittmotor-Spule aufnimmt, entfernt, um einen Teil der Spule freizulegen. Der hinterste Abschnitt des verbleibenden Teils des Spulenendes des Kopfträgers 20, der die Spule aufnimmt, hat das Schraubengewinde 22 an einer Sei­ te. Die Verriegelungsschraube 52 ist in das Schraubengewinde 22 im Spulenende des Kopfträgers 20 eingeschraubt.

Wenn der Festplattenantrieb 10 mit Strom versorgt wird und die Festplatte 14 in vorgegebener Richtung durch den Spindelmotor 12 in Drehung versetzt wird, dann schwebt bei der in Fig. 3 darge­ stellten Anordnung der Magnetkopf 24, der sich in der Parkzone 16 der Platte 14 befindet, in einer gegebenen Höhe aufgrund der Luftströmung, die durch die rotierende Oberfläche der Festplatte 14 erzeugt wird. Die Verriegelungsschraube 52 des Kopfträgers, die mit dem Dämpfer 46 aufgrund der Magnetkraft der Permanent­ magneten 50 in der Verriegelungseinrichtung 36 in Berührung ist, wird durch eine Antriebskraft des Stellmotors von dem Dämp­ fer gelöst. Der Kopfträger 20 schwenkt das Schwenklager 18, so daß der Magnetkopf 24 in eine gewünschte Position der Datenzone 17 der Festplatte 14 bewegt werden kann.

Wird hingegen der Antrieb ausgeschaltet, dann dreht die Festplatte 14 entgegen dem Uhrzeigersinn aufgrund ihrer Drehträgheit mit abnehmender Geschwindigkeit weiter. Der Magnetkopf 24 am Kopf­ träger 20 wird dann sicher in die Parkzone gebracht, die im in­ nersten Abschnitt der Festplatte 14 vorhanden ist. Die Verriege­ lungsschraube 52 haftet dann an dem Permanentmagneten 50 an, um den Kopfträger in dieser Ruhestellung des Kopfes zu fi­ xieren.

Die Verriegelungsvorrichtung für den Kopfträger des Festplattenantriebs hat den Vorteil, daß die Erzeugung von Gas und Staub unterdrückt wird, weil die Verriege­ lungsvorrichtung ohne Verwendung von Klebstoff zusammengebaut werden kann, und die Produktionskosten können aufgrund der Ein­ fachheit der Montage und Demontage im Vergleich zum Stand der Technik verhindert werden.

Claims (10)

1. Magnetische Verriegelungsvorrichtung für den Kopfträger eines Festplattenan­ triebs mit oberen und unteren Jochen (28, 29), an denen jeweils ein Permanentmagnet (30) befestigt ist, zwischen denen ein Schrittmotor an einem Spulenende des Kopfträgers (20) ange­ ordnet ist, um einen Magnetkopf (24), der am Kopfende des Kopf­ trägers (20) befestigt ist, über einer gewünschten Stelle einer Festplatte (14) zu positionieren, mit:
einer Verriegelungseinrichtung (36) mit ersten und zweiten Enden, die ein erstes Einsetzloch (38) an dem zweiten Ende zum Anbringen der Verriegelungseinrichtung (36) am unteren Joch (28) aufweist;
einer Dämpfungseinrichtung (46) mit einem darin eingesetzten Magneten (50), die an dem ersten Ende der Verriegelungseinrich­ tung (36) befestigt ist;
einem Halteelement (40) mit einem kleinen Ende und einem großen Ende, wobei das kleine Ende durch ein zweites Einsetzloch (42) am zweiten Ende der Verriegelungseinrichtung (36) hindurchge­ führt ist, um fest am unteren Joch (28) angebracht zu werden, und
einem Verriegelungselement (Verriegelungsschraube 52), das an einem Teil des Spulenendes des Kopfträgers (20) befestigt ist und von dem Magneten (50) verriegelt wird, wenn sich der Plat­ tenantrieb in einem Parkzustand befindet.

2. Magnetische Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Ende der Verriegelungseinrichtung (36) einen ka­ stenförmigen Endabschnitt (44) und das zweite Ende einen plat­ tenförmigen Endabschnitt hat, der die ersten und zweiten Ein­ setzlöcher aufweist, wobei der kastenförmige Endabschnitt (44) eine obere Öffnung und eine seitliche Öffnung aufweist.

3. Magnetische Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das erste Einsetzloch (38) in dem plattenförmigen Endab­ schnitt ein Zapfeneinsetzloch (38) ist und das zweite Einsetz­ loch (42) in dem plattenförmigen Endabschnitt ein Halteele­ menteinsetzloch (42) ist, wobei das Zapfeneinsetzloch (38) einen Zapfen (32) aufnimmt, der sich von dem unteren Joch (28) nach oben erstreckt, um die plattenförmige Verriegelungsein­ richtung (36) an dem unteren Joch (28) festzulegen.

4. Magnetische Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Halteelementeinsetzloch (42) mit einem Halteelementmon­ tageloch (34) in dem unteren Joch (28) ausgerichtet ist.

5. Magnetische Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das kleine Ende des Halteelements (40) eine stiftförmige Ge­ stalt hat, um durch das Halteelementeinsetzloch hindurchzulau­ fen und in das Halteelementmontageloch (34) einzugreifen.

6. Magnetische Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprü­ che 2 bis 5, bei der die Dämpfungseinrichtung (46) durch die obere Öffnung des kastenförmigen Endabschnitts (44) der Verrie­ gelungseinrichtung (36) eingesetzt ist, so daß der Seitenab­ schnitt der Dämpfungseinrichtung (46) in die seitliche Öffnung des kastenförmigen Endabschnitts (44) vorsteht, wobei die Dämp­ fungseinrichtung (46) aus flexiblem Gummi besteht.

7. Magnetische Verriegelungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, bei der das Spulenende des Kopfträgers (20) einen weggeschnittenen Abschnitt aufweist, um einen ersten Ab­ schnitt des Schrittmotors freizulegen, und einen Gehäuseab­ schnitt aufweist, um einen zweiten Teil des Schrittmotors auf­ zunehmen.

8. Magnetische Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der ein hinterster Abschnitt des Gehäuseteils des Spulenendes des Kopfträgers (20) einen Seitenabschnitt aufweist, durch den der Schrittmotor läuft, wobei in dem Seitenabschnitt ein Schraubengewinde (22) ausgebildet ist.

9. Magnetische Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Verriegelungselement eine Verriegelungsschraube (52) aufweist, die ein Gewindeende hat, das in das Schraubengewinde (22) eingeschraubt ist, wobei die Verriegelungsschraube (22) von dem Magnet (50) festgehalten wird, wenn sich der Festplat­ tenantrieb im geparkten Zustand befindet.

10. Magnetische Verriegelungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 6 bis 9, bei der die Dämpfungseinrichtung (46) eine Öffnung zur Aufnahme des Magneten (50) aufweist.