DE2016178B2 - Magnetplattenspeicher - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Magnetplattenspeicher aus einer drehbaren Scheibe, bei der auf mindestens einer Oberfläche eines Trägerkörpers eine Magnetschicht angeordnet ist.

Zum magneischen Aufzeichnen von Informationen auf der Magnetschicht eines Magnetplattenspeichers sowie zum Ablesen der aufgezeichneten Informationen sind vielfach ein oder mehrere Magnetköpfc so dicht wie möglich über der magnetischen Oberfläche des rotierenden Magnetplattenspeichers angeordnet, berühren diese Oberfläche jedoch nicht. Um in dem dem Magnetkopf nachgeschalteten elektrischen System des Signal/Rausch-Verhältnis optimal zu halten, muß der Abstand zwischen Magnetkopf und Magnetschicht möglichst klein sein. Bei der Rotation des Magnetplattenspeichers stellen sich jedoch häufig axiale Schwingungen der Scheibe ein, die dieses Verhältnis ungünstig beeinflussen. Um eine möglichst große Speicherkapazität des Magnetplattenspeichers zu erhalten, wird der Durchmesser der Scheibe sehr groß gewählt, wodurch das Auftreten der störenden axialen Schwingungen begünstigt wird.

Da weiter die Zugriffszeiten zu den einzelnen Bereichen der Magnetschicht möglichst kurz sein sollen, wird der Magnetplattenspeicher mit hoher Winkelgeschwindigkeit angetrieben und zur Erleichterung dieses Antriebs so dünn wie stabilitätsmäßig möglich gewählt. Diese hohe Winkelgeschwindigkeit und die geringe Stärke der Scheibe begünstigen ebenfalls beträchtlich das Auftreten axialer Schwingungen oder Zitterbewegungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Magnetplattenspeicher zu schaffen, bei dem zur Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses in dem dein Magne;kopf nachgeschalteten elektrischen System keine oder jedenfalls kaum merkbare axiale Schwingungen der Scheibe auftreten.

Bei dem eingangs genannten Magnetplattenspeicher löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, daß der Trägerkörper einen Kern und eintti mit der Magnetschicht versehenen Mantel aufweist, und daß der Kern eine Dichte besitzt, die kleiner ist als die Dichte des Mantels. Wegen der bei dieser Ausbildung des Trngerkörpers wesentlich höheren Eigenfrequenz der Scheibe parallel zu ihrer Achse gegenüber bekannten Platten mit vergleichbarem Durchmesser und Gewicht kann der Magnetplattenspeicher mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit umlaufen, ohne daß dabei merkliche axiale Schwingungen oder Zitterbewegungen auftreten. Dementsprechend lassen sich Magnetplattenspeicher mit größerem Durchmesser und damit größerer Speicherkapazität herstellen. Schließlich läßt sich eine hinreichend ebene Oberfläche des Trägerkörpers herstellen, ohne daß die Scheibe spannungsfrei gemacht werden muß.

Das Kernmaterial kann parallel zur Scheibenachse relativ steif sein und es erweist sich als besonders zweckmäßig, den Kern in einer Bienenwabenstrukiur mit Zellen auszubilden, deren Achsen parallel zur Scheibenachse verlaufen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Aus anderen Gebieten der Technik, insbesondere dem Flugzeugbau, ist zwar die sogenannte Sandwich-Bauweise mit wabenartigem Kern von quer belasteten Trägerelcmenten bekannt, (USA.-Patcntschrift 3 072 225), doch ist das Nutzbarmachen der dort gewonnenen Erkenntnisse für das vorliegende Problem wegen der besonderen, von der Informations-Speichertechnik her vorgegebenen Bedingungen nicht ohne weiteres übertragbar.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Magnetplattenspeichers,

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Vorderansicht des Magnetplattenspeichers nach F i g. 1,

Fig. 2 A eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus F i g. 2 und

F t g. 3 einen Schnitt 3-3 gemäß F i g. 2.

Gemäß F i g. 1 ist eine Antriebswelle 1 mit Hilfe von Lagern 3 und 4 drehbar in einem feststehenden Gerüst 2 gelagert. Die Antriebswelle 1 ist mit einem Motor 5 gekuppelt. Auf der Antriebswelle 1 sind kreisförmige Naben 6 und 7 befestigt. Zwischen den Naben 6 und 7 ist eine kreisförmige Scheibe 8 auf der Welle 1 befestigt. Die Scheibe 8 besitzt Beschichtungen 10 und 11 aus einem magnetischen Material, z. B. Kobalt-Nickel, so daß sich Informationen auf

ihr speichern lassen, Die Naben 6 und 7 und die Scheibe 8 besitzen zentrale Löcher, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser der Welle I, so daß sich ein guter Sitz ergibt, wenn sie auf der Welle 1 befestigt sind.

Die Naben 6 und 7 sind mit Hilfe von vier gleichmäßig am Umfang verteilten Bolzen und Muttern 20, 21, 22 zusammengespannt. Zwei Stifte 24 und 25 verhindern relativ Drehungen der Naben 6 und 7 relativ zur Welle 1. Ein Magnetkopf 27 ist dicht an einer Oberfläche der Scheibe 8 angeordnet. Auf gleiche Weise ist ein weiterer Magnetkopf (nicht dargestellt) dicht an der anderen Oberfläche der Scheibe 8 angeordnet.

Gemäß Fig.2, 2A und 3 besitzt die Scheibe'8 einen Kern 30 aus einer Bienenwabenstruktur, der mit einem dünnen metallischen Mantel 31 bedeckt ist. Der Kern 30 besteht aus einer Vielzahl kurzer prismatischer Zellen 32, deren Achsen parallel zueinander und parallel zur Achse 33 der Scheibe 8 angeordnet sind. Gemäß F i g. 2 A wrd der Kern 30 aus dünnen Folien 40 bis 45, vorzugsweise Aluminiumfolien, hergestellt. Die Folien 40 bis 45 werden aneinandergelegt und benachbarte Folien werden in Abstandsintervallen miteinander verbunden. Jede Folie, z.B. 43, wird mit der Folie, z.B. 44, auf der einen Seite in Abstandsintervallen, z.B. 49 und 50, verbunden, die zwischen den Verbindungsstellen, z. B. 46, 47 und 48, mit der Folie, z. B. 42, auf der anderen Seite liegen. Wenn die Folien 40 bL 45 auf diese Art miteinander verbunden sind, werden sie auseinandergezogen, so daß gemäß F i g. 2 A Zellen mit weitgehend sechseckigem Querschnitt entstehen. Der Mantel 31 besteht aus ebenen, kreisförmigen metallischen Auflagen 34 und 35, die die Stirnseiten des Kernes 30 bedecken, einem äußeren Ring 36, der die «ußere Peripherie des Kernes 30 bedeckt, und einem inneren Ring 37, der die innere Peripherie des Kernes 30 bedeckt. Die Durchmesser der Auflagen 34 und 35 sind um die radiale Dicke des äußeren Ringes 36 größer als der Durchmesser des Kernes 30. Die Auflagen 34 und 35 besitzen je ein zentrales Loch, dessen Durchmesser um die radiale Dicke des inneren Ringes 37 kleiner ist als der Durchmesser des zentralen Loches des Kernes 30. Die Auflagen 34 und 35 können aus Messing und die Ringe 36 und 37 aus Aluminium hergestellt werden. Die Auflagen 34 und 35 sind mit dem Kern 30 und den Ringen 36 und 37 durch ein Bindemittel 38, z.B. Epoxydharz, verbunden. Dadurch ist der Kern 30 vollständig dicht eingeschlossen.

Obwohif ein Kern mit Bienenwabenstruktur Vorzüge besitzt, stellt jedes Kernmaterial, das eine geringere Dichte als der Mantel besitzt, eine Verbesserung gegenüber einer homogenen Scheibe dar. Das heißt, der Kern 30 könnte aus einem Schaumstoff, z.B. Epoxydharz-Schaumstoff, oder aus einer soliden Masse, z. B. aus Aluminium bestehen.

Die Scheibe 8 läßt sich in den folgenden Schritten herstellen. Erstens wird der Bienenwaben-Kern durch das Auseinanderziehen der Folien hergestellt und als Kreisform mit einem zentralen Loch geschnitten. Zweitens wird der äußere Ring 36 auf die äußere Peripherie des Kernes 30 aufgepaßt und der innere Ring 37 in die innere Peripherie des Kernes 30 eingepaßt. Drittens werden dte Auflagen 34 und 35 mit mit Epoxydharz imprägnierten Gcwebezwischenlagen auf die Stirnseiten des Kernes 30 aufgebracht. Viertens wird die Scheibe8 gleichzeitig erwärmt und einem axialen Druck ausgesetzt, so daß das Epoxydharz abbindet. Fünftens werden die äußeren Oberflächen der Auflagen 34 und 35 und der Ringe 36 und 37 geläppt, so daß äußers; ebene Oberflächen für die Beschichtungen aus magnetisehem Material und glatte, dichtschließende Übergänge zwischen den Ringen 36 und 37 und den Enden der Auflagen 34 und 35 entstehen. Schließlich wird das magnetische Material auf die Auflagen 34 und 35 galvanisch aufgebracht. Auf Aluminium läßt

sich eine Beschichtung aus dem magnetischen Material galvanisch nicht aufbringen; dadurch werden die Ringe 36 und 37 nicht beschichtet. Da der Kern 30 dicht umschlossen ist, kann das Elektrolydbad nicht durch den Mantel 31 in den Kern eindringen.

Es hat sich gezeigt, daß sin Magnetplattenspeicher der oben beschriebenen Konstruktion parallel zu der Scheibenachse eine sehr hohe Eigenfrequenz besitzt. Zum Beispiel läßt sich eine Scheibe mit einer Gesamtdicke von ungefähr 12 mm, einem äußeren Durchmesser von ungefähr 670 mm und Auflagen 34 und 35, die je nominell ungefähr 1 mm dick sind, mit einer Drehzahl von über 3000 Upm betreiben, ohne daß nennenswerte axiale Schwingungen auftreten. Dagegen treten in einer soliden, homogenen Messingplatte des gleichen Gewichts mit einem äußeren Durchmesser von ungefähr 670 mm bei einer Drehzahl von 1200 Upm heftige axiale Schwingungen auf. Selbst wenn das Gewicht der gleichen Platte um das vierfache erhöht wird, so daß sie eine Dicke von ungefähr 12 mm besitzt, wird sie sich nicht so gut verhalten wie der oben beschriebene Magnetplattenspeicher, da ihre spezifische Steifigkeit nicht erhöht wird. Es hat sich ferner gezeigt, daß sich auf dem beschriebenen Magnetplattenspeicher eine sehr ebene Oberfläche erzielen läßt, ohne daß es erforderlich ist, die Scheibe spannungsfrei zu machen. Es wird vermutet, daß dies dadurch begründet ist, daß die Auflagen 34 und 35 wesentlich dünner sind als die Gesamtdicke der Scheibe und daß sie sich daher ausreichend eben herstellen lassen.

Ferner hat sich gezeigt, daß die Scheibe eine ausreichende Konzentrizität besitzt, die während der Rotation ein ausgezeichnetes statisches und dynamisches Gleichgewicht bewirkt.

äo Die Erfindung schafft also im wesentlichen einen Trägerkörper für einen Magnetplattenspeicher, der einen von einem dünnen äußeren Mantel hoher Dichte umgebenen Kern von niedriger Dichte besitzt. Der Kern ist vorzugsweise eine Bienenwabenstruktur mit Zellen, deren Achsen parallel zur Achse der Scheibe angeordnet sind. Der Mantel besteht aus ebenen, kreisförmigen Metall-Auflagen, die mit den Stirnseiten des Kernes verbunden sind, und einem äußeren Ring, der entlang dem äußeren Umfang des Kernes mit den Auflagen verbunden ist. Wenn der Kern pin zentrales Loch besitzt, besteht der Mantel ferner aus einem inneren Ring, der entlang des inneren Umfangs des Kernes mit den Auflagen verbunden ist. Dadurch ist der Kern von dem Mantel dicht umschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Magnetplattenspeicher aus einer drehharen Scheibe, bei der auf mindestens einer Oberfläche eines Trägerkörpers eine Magnetschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper einen Kern (30) und einen mit der Magnetschicht (10, 11) versehenen Mantel (31) aulweist, und daß der Kern eine Dichte be- ίο sitzt, die kleiner als die Dichte des Mantels ist.

2. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus einem Material besteht, das parallel zur Scheibenachse (33) relativ steif ist.

3. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (30) eine Bienenwabenstruktur mit Zellen (32) hat, derer» Achsen parallel zur Scheibenachse (33) verlaufen.

4. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (32) sechseckigen Querschnitt besitzen.

5. Magnetplattenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kern abdichtend umgebende Mantel (31) aus einem die Außenperipherie des Kernes umgreifenden Ring (36) sowie aus die beiden Stirnseiten des Kernes abdeckenden Auflagen (34, 35) besteht.

6. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichne'., daß der Kern in der Scheibenmitte ein durchgehende.·» Loch besitzt und daß der Mantel einen zweiten, an der Innenperipherie des Kernes anliegenden Ring (37) aufweist, der mit den Auflagen (34, 35) verbunden ist.

7. Magnetplattenspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel mindestens an den mit der Magnetschicht versehenen Abschnitten aus Kupfer oder Messing besteht.