DE2247930B2 - Belüftungsvorrichtung für ein Magnetplattengerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung, die insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für Magnetplattengeräte bestimmt ist, die bei Datenverarbeitungsanlagen verwendet werden.

Bekanntlich bestehen solche Geräte aus einer Gruppe von parallelen Platten, die sich mit großer Geschwindigkeit drehen und in einer Kassette untergebracht sind, wobei Leseköpfe an die beiden Seiten jeder Platte angenähert werden, um die von diesen Plattenseiten getragenen Informationen zu lesen.

Die Dichte der auf den Platten aufgezeichneten Informationen und deren Drehzahl machen es erforderlich, die Leseköpfe bis auf sehr kleine Abstände an die Oberfläche der Platten anzunähen¹ (einige Mikron für eine Drehzahl von 1500 U/min). Die Köpfe befinden sich dann praktisch in einem ärodynamischen Schwebezustand, Die dann auftretenden Probleme sind von zweifacher Art Einerseits ist es erwünscht, daß keine Staubteilchen auf der Oberfläche der Platte vorhanden sind, welche die Platten verkratzen und Störungen in den abgegebenen Signalen verursachen könnten. Andererseits erfordert die notwendige mechanische Präzision einen praktisch isothermen Betrieb, um

ίο ungleichmäßige Ausdehnungen der verschiedenen Teile der Vorrichtung zu vermeiden.

Die Notwendigkeit der Einführung der Leseköpfe in das Innere der Kassette hat zur Folge, daß es nicht möglich ist das Innere der Kassette vollständig von der -ütaubbehafteten Umgebung zu isolieren. Die äußeren Staubteilchen dringen in das Innere der Kassette einerseits bei den Operationen der Handhabung und des Einsetzens der Platten in das Gerät und anaererseits während des Betriebs ein. Nun können sich die Operationen des Einsetzens der Platte mehrmals pro Tag wiederholen. Der im Verlauf dieser Operationen abgesetzte. Staub wird zum großen Teil dadurch beseitigt daß die Oberfläche der Platten unmittelbar nach dem Einsetzen der Kassette in das Gerät vor dem Lesen oder Aufzeichnen abgebürstet wird. Leider erfordert diese Maßnahme die Einführung von Bürsten in das Innere der Kassette, weshalb es notwendig ist in der Seitenwand der Kassette eine weitere öffnung vorzusehen. Dadurch wird die Möglichkeit des Eindrin-

JO gens der äußeren Staubteile in das Innere der Kassette während des Betriebs vergrößert. In diesem Fall nehmen nämlich die in eine schnelle Drehbewegung versetzten Platten die benachbarten Luftschichten mit, wodurch eine Pumpwirkung auf die Außenluft in der

J5 Nähe der Einführungsöffnungen für die Magnetköpfe oder Bürsten ausgeübt wird.

Die Verstellung der Magnetköpfe wurde bisher durch einen mechanischen oder hydraulischen Antrieb erreicht, der keine besonderen Probleme hinsichtlich eines

«ο im wesentlichen isothermen Betriebs des Geräts ergab. Die im Gerät enthaltene Luft konnte durch Filterung regeneriert werden. Um die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Verstellungen der Leseköpfe zu erhöhen, ist es bereits vorgeschlagen worden, die mechanische oder hydraulische Steuerung durch eine elektrische Steuerung zu ersetzen, wobei das Steuerorgan durch einen Antriebsmotor nach Art einer »Schwingspule« gebildet ist. Da die Wicklungen dieser Antriebsmotore von dem Augenblick des Beginns der

5<> Drehbewegung der Platten praktisch dauernd unter Strom stehen, ergibt sich eine nicht vernachlässigbare Erwärmung, die durch eine Belüftung kompensiert werden muß, damit der Betrieb des Geräts bei geeigneter Temperatur möglich ist.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, welche die Erfüllung der verschiedenen Bedingungen ermöglicht, die für ein Magnetplatten-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät gestellt werden, insbesondere die Abführung der auf der Platte durch molekulare oder magnetische Anziehung festgehaltenen Staubteilchen vor dem Lesen und die Vermeidung der Einführung von neuen Staubteilchen während des Betriebs.
Nach der Erfindung ist eine Belüftungsvorrichtung für

^hr> ein Magnetplattengerät mit einem Träger für eine Kassette, die wenigstens eine Magnetplatte enthält und eine erste seitliche Öffnung für die Einführung von Bürsten und eine zweite seitliche Öffnung für die

Einführung von Lese- und Aufzeichnungsköpfen aufweist, wobei entsprechende öffnungen in dem Träger angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daB ein Kanal für gefilterte Luft in den Träger auf der Höhe der ersten öffnung mündet, so daB die Luft die Kassette über die zweite öffnung verläßt, und daß die Bürsten im Innern des Luftkanals angeordnet sind.

Bei der Belüftungsvorrichtung nach der Erfindung ist die in die Kassette eingeführte Luft gefiltert Diese Luft wird durch Viskosität mitgenommen, wenn sich die Platten drehen. Unter der Einwirkung der Trägheitskraft haben die am Umfang befindlichen Luftfäden die Neigung, aus der Kassette durch deren Öffnungen auszutreten, im Fall von Magnetplatten also insbesondere durch die Einführungsöffnungen für die Magnetköpfe.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein Gitter, dessen Querschnitt im wesentlichen gleich dem inneren Querschnitt des Kanals ist, in der Nähe der ersten öffnung angebracht ist, und daß das Gitter Öffnungen aufweist, welche die Einführungen des hinteren Teils der Bürstenträger ermöglichen, wenn sich die Bürsten in der Ruhestellung befinden.

Das Zusammenwirken der Bürstenträger mit dem Strömungsbegrenzungsgitter ermöglicht zwei Betriebsweisen: Einen normalen Betrieb, wenn die Bürstenträger teilweise die öffnungen des Gitters verschließen, und einen beschleunigten Betrieb mit erhöhter Luftströmung, wenn die öffnungen freigegeben sind. Dieser zuletzt genannte Betrieb ist besonders für den Fall interessant, daß das Gehäuse Magnetplatten enthält. Beim Beginn der Operationen trägt nämlich ein starker Luftstrom dazu bei, die Staubteilchen zu lösen, die sich auf den Platten während der Speicherung oder des Transports oder beim Einsetzen in das Gerät festgesetzt haben.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist am Einlaß des Kanals eine selbstregelnde Klappe angebracht. Dies ermöglicht die Erzielung einer konstanten Strömungsmenge, die von dem Druck am Einlaß des Belüftungskanals verhältnismäßig unabhängig ist und ein zu schnelles Zusetzen des Filters verhindert, wodurch dessen Lebensdauer erhöht wird; die Plattengeräte sind nämlich im allgemeinen mit einem Staubfilter mit sehr großem Filtervermögen ausgestattet.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Anordnung einer Magnetplattenkassette in einem Magnetplattengerät,

Fig.2 eine Detailansicht des Strömungsbegrenzungsgitters der Bürstenträger,

F i g. 3 zwei verschiedene Stellungen der selbstregelnden Klappe im Innern des Kanals,

Fig.4 eine perspektivische Ansicht der selbstregelnden Klappe und

Fig. 5a, b, c schematische Darstellungen der auftretenden ärodynamischen Erscheinungen.

Die in F i g, 1 gezeigte Kassette ί liegt auf einem w Träger 2 des Magnetplaüen-Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts auf. Die Kassette 1 enthält zwei Platten 3 und 4. Die Kassette könnte auch nur eine einzige Platte 3 enthalten, wobei dann die Platte 4 eine dauernd im Gerät bleibende Platte wäre. Diesen Platten <■> wird eine Drehbewegung durch einen Mechanismus erteilt, der mit den Naben jeder Platte in Eingriff kommt und nicht dargestellt ist.

Es sind vier Bürsten 7 vorgesehen, die an Trägern 5 montiert sind, die um eine am Träger 2 für die Kassette 1 befestigte Achse 6 schwenkbar sind.

Die ganze Bürstenanordnung ist im Innern eines Belüftungskanals 8 angebracht, der einerseits an seinem Ende 9 mit einem weiteren Belüftungskanal verbunden ist, der über ein Filter und ein Gebläse mit dem Außenraum verbunden ist, während er andererseits über die für die Einführung der Bürsten 7 bestimmte öffnung 10 der Kassette mit deren Innenraum in Verbindung steht Die Abführung der in die Kassette eingebrachten Luft erfolgt durch die Öffnungen 11, die für die Einführung der Leseköpfe 12 bestimmt sind. Am Austritt der öffnungen 11 sind Ablenkglieder 13 angebracht, die eine Umlenkung der austretenden Luftströmung zu der ihnen gegenüberliegenden Außenwand 13a des Kanals 8 ermöglichen, damit ein gleichmäßigeres Abfließen der abgeführten Luft erreicht wird.

Außer den Bürsten und ihren Trä£-.vn sind im Innern des Kanals 8 ein Strömungsbegrenungsgitter 14 (F i g. 2) und eine selbstregelnde Klappe 15 angebracht, die jedoch zum besseren Verständnis der Zeichnung außerhalb des Belüftungskanals dargestellt ist

Im Rstrieb werden die sich in der Nähe der Oberfläche der Platten befindenden Luftschichten von diesen in Drehung versetzt so daß sie einer Zentrifugalwirkung ausgesetzt sind, die bewirkt daß sie durch die erste sich ihnen bietende Öffnung auszutreten suchen.

Wenn Luft durch die Bürstenöffnung 10 eingebracht wird, besteht die Tendenz, daß sie durch die Kopföffnung 11 ausgestoßen wird.

In F i g. 2 sind einige Teile der Vorrichtung von F i g. 1 dargestellt insbesondere ein Teil der Platte 3, die Schwenkachse 6, ein Bürstenträger 5 und eine Bürste 7. Wenn der Bürstenträger 5 über die Plane 3 kommt, verschwenkt sich die Bürste 7 um ihre Achse in der Weise, daß sie die Oberseite der Platte bestreiche Eine zweite, nicht dargestellte Bürste führt die gleiche Arbeit an der Unterseite der Platte durch. In diesem Augenblick sind die horizontalen öffnungen 16 des Strömungsbegrenzungsgitters 14 freigegeben, und die im Kanal 8 befindliche Luft dringt ohne größeren Widerstand in die Kassette 2 ein. Wenr, dagegen die Bürsten das Abkehren der Platten beendet haben, kehren sie in ihre in Fig. 2 dargestellte Ausgangslage zurück. Die vier horizontalen öffnungen 16 sind dann teilweise verschlossen, und die Luft kann praktisch nur durch den vertikalen Schlitz 17 hindurchgehen. Diese Maßnahme ermöglicht die Erzielung einer großen Luftströmung während des Abbürstens der Platter, damit die Staubteilchen aus der Kassette herausgeführt werde. 1, und eine eingeschränktere Luftströmung während des Lesens und der Aufzeichnung, um ein Verschmutzen des Filters zu vermeiden.

F i g. 3 zeigt die beiden Endstellungen der selbstregelnden Klappe 13, wobei die Klappe in Fig.3a in der Offenstellung und in F i g. 3b in der Schließstellung steht. Die selbstregelnde Klappe IS ist um eine im Kanal 8 befestigte Achse 18 schwenkbar gelagert. Sie besteht im wesentlichen aus zwei Seitenteilen 19, die in Fig. 4 besser zu erkennen sind, und an denen ein Teil 20 angeschweißt ist, das eine zur Achse 18 zentrische Zylinderfläche hat, 'ind dessen Ränder 21 und 22 umgebogen sind. Eine Torsionsfeder 23 übt ein Drehmoment aus, das die Klappe beim Fehlen einer Gegenkraft in die Offenstellung (Fig. 3a) zu bringen sucht.

Diese Klappe wirkt in folgender Weise:

Wenn keine Luft fließt, kommt die Klappe unter der Wirkung der Feder 23 mit ihrem Rand 21 in Anlage an das Teil 24. Wenn Luft unter einem gewissen Druck in der Richtung des Pfeils Fl ir dn Kanal 8 eingebracht wird, übt sie auf den Rand 22 des Teils 20 eine Kraft aus: das Profil des Rands 22 ist so bestimmt, daß die Resultierende der auf den Rand 22 ausgeübten Kräfte keine zu plötzlichen Bewegungen der Klappe verursacht. Unter dem Einfluß dieser Kraft verschwenkt sich die Klappe um die Achse 18, bis die von der Feder 23 einerseits und von der Kraft Fl andererseits in Bezug auf die Achse 18 ausgeübten Drehmomente gleich sind. Ie größer also der auf den Rand 22 ausgeübte Druck ist. umso weiter bewegt sich die Klappe nach unten, und umso größer wird der Widerstand, welcher dem Durchgang der Luft entgegengesetzt wird. In der Grenzstellung nimmt die Klappe die in Fig. 3b dargesteiite Lage ein, in weicher der Rand 2\ in Berührung mit der Innenwand des Kanals 8 kommt, so daß der Kanal durch die Klappe 20 vollkommen verschlossen ist.

Fig.4 zeigt die Klappe in der Schließstellung. Der Druck stromabwärts von der Klappe bleibt im Betrieb des Magnetplattengeräts im wesentlichen konstant. Es ist natürlich wichtig, daß die in das Innere der Kassette eingebrachte Luft selbst keine Staubteilchen mit sich führt. Zu diesem Zweck wird sie am Einlaß des Luftkanals sorgfältig gefiltert. In der Praxis hat das (nicht dargestellte) gewählte Filter ein großes Filtervermögen (beispielsweise 95% bei 0,3 Mikron). Die von der Klappe verursachte Selbstregelung soll verhindern, daß sich das Filter zu schnell zusetzt. Die Stellung der Klappe kann auch leicht als Anzeige für den Filterzustand dienen, soweit der Druck der vom Gebläse durch das Filter geschickten Luft konstant bleibt.

In Fig.4 ist schematisch eine Sicherheitsvorrichtung dargestellt, welche die Notwendigkeit des Austausche des Filters anzeigen kann. Zu diesem Zweck ist ein Zeiger 25 an der Achse 18 befestigt. Wenn der Druck der vom Gebläse geförderten Luft zu stark abfällt (Filter zugesetzt), schlägt der Zeiger 25 an einem Mikroschalter 26 an, der den Alarm auslöst.

F i g. 5a bis 5c zeigen schematisch die ärodynamisehen Erscheinungen, die auf der Höhe der Öffnungen der Kassette 1 auftreten. In diesen drei schematischen Darstellungen sind wieder Teile der Vorrichtung von F i g. 1 zu finden, nämlich die Bürsten 7, die Öffnungen 10 und 11, eine Platte 3 und der Träger 2.

In Fig.5a sind die Erscheinungen dargestellt, die beim Fehlen der Ablenkglieder 13 entstehen. Die Luft kommt in der Kassette in den durch die Pfeile F dargestellten Richtungen an. Die aus der Kassette austretende Luft verläßt diese in der durch die Pfeile FI dargestellten Richtung.

Die am rechten Rand der Öffnung 11 aus der Kassette austretende Luftströmung erzeugt einen Unterdruck in der Nähe des linken Randes der Öffnung 11. Dadurch entsteht eine Kavitationswirkung, welche Luft, die sich außerhalb der Kassette 1 befindet in deren Inneres einführt wie durch die Pfeile F2 dargestellt ist. Diese Luft führt aber Staubteilchen mit sich. Man kann diese Störung dadurch abschwächen, daß man an dem Träger ein Ablenkglied 13 anbringt das die austretende Luftströmung Fl durch teilweises Abdecken der Öffnung 11 zum linken Teil dieser Öffnung umlenkt. Die im linken Teil der öffnung 11 entstehende Wirbelerscheinung ist dann wesentlich verringert. Trotzdem kann noch äußere Luft F2 in die Kassette 1 eindringen

Vorzugsweise wird das Eindringen von verschmutzter Luft dadurch unterdrückt, daß ein Teil der aus dem Kanal 8 stammenden Luft mit Hilfe einer Düse in Richtung zu der Kopföffnung U hin derart abgelenkt

ίο wird, daß die Luftfäden F praktisch tangential zur Außenfläche der Kassette 1 an der Öffnung Il ankommen(Fi g. 5c).

Zusätzlich hat das Ablenkglied 13 (bzw. die Ablenkglieder 13) einen hakenförmigen Querschnitt,

'■> indem es einen geradlinigen Abschnitt aufweist, der in einem konkaven umgebogenen Abschnitt endet. Der geradlinige Abschnitt ist parallel zu der Austrittsrichtung der Luftströmung angeordnet, wenn der umgebogene konkave Abschnitt die Umlenkung der austreten-

w den Luftfäden in Richtung zu der Öffnung hin ermöglicht, durch welche die tangcntialen Luftfäden zugeführt werden. Die austretende Luftströmung trifft somit auf keine scharfen Kanten, die ihr Abfließen stören wurden. Man erzeugt auf diese Weise während

-'"> des Betriebs des Magnetplattengeräts einen dynamischen Luftvorhang, der sich dem Eindringen von verschmutzter Luft in das Innere der Kassette widersetz!. In Fig. 5c ist ein Teil 27 dargestellt, das in Verbindung mit der Wand 13a des Kanals 8 die Führung

t" der Luftfäden Fgewährleistet.

Man kann auch die Betriebssicherheit hinsichtlich der Einführung von Staubteilchen aufgrund der folgenden Bemerkung erhöhen. Wenn die Kopföffnung nicht nach außen mündet, sondern in ein Abteil mit verhältnismä-

Ji Big begrenzten Abmessungen (im Vergleich zu der in die Kassette eingeführten Luftmenge) entsteht in diesem Abteil, falls es geschlossen ist, ein Überdruck. Dieser Überdruck wird dazu ausgenützt, daß das Abteil für die verschmutzte Luft die Rolle eines Staubfängers

■»" übernimmt.

Zu diesem Zweck wählt man vorzugsweise ein dichtes Abteil, das mit einer einzigen öffnung versehen ist, die ein laminares Abfließen der Luft gewährleistet, und deren Strömungsmenge gleich der Summe der aus der

■" Kassette austretenden Luftmenge und der direkt eingeführten Luftmenge, d. h. der in den Kanal 8 eingeführten Luftmenge ist. Es bestehen zahlreiche Mittel, um ein solches Abfließen zu erzielen. Man könnte die Betriebssicherheit noch dadurch erhöhen.

daß man das erste Abteil in ein zweites dichtes Abteil münden läßt, oder auch dadurch, daß das erste Abieil mit dem Außenraum über einen verhältnismäßig langen Kanal verbunden wird, der dem Eindringen von verschmutzter Luft in das Abteil eine sehr große Impedanz entgegensetzt

Praktisch kann das dichte Abteil durch ein Gehäuse gebildet sein, das die Steuervorrichtung für die Verstellung der Magnetköpfe umgibt unter der Bedingung, daß die nach dem Anbringen des Gehäuses entstehenden Luftaustritte ein im wesentlichen laminares Abfließen gewährleisten.

In F i g. 5c ist das Vorhandensein des dichten Abteils 29 und der Abströmöffnung 30 schematisch angedeutet Das Abströmen der Luft ist durch die Pfeile F3 dargestellt

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Belüftungsvorrichtung für ein Magnetplattengerät mit einem Träger für eine Kassette, die wenigstens eine Magnetplatte enthält und eine erste seitliche Öffnung für die Einführung von Bürsten und eine zweite seitliche öffnung für die Einführung von Lese- und Aufzeichnungsköpfen aufweist, wobei entsprechende öffnungen in dem Träger angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal für gefilterte Luft in den Träger auf der Höhe der ersten öffnung mündet, so daß die Luft die Kassette über die zweite öffnung verläßt, und daß die Bürsten im Innern des Luftkanals angeordnet sind

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gitter, dessen Querschnitt im wesentlichen gleich dem inneren Querschnitt des Kanals ist, in der Nähe der ersten öfinung angebracht ist, und daß das Gitter öffnungen aufweist, weiche die Einführung des hinteren Teils der Bürstenträger ermöglichen, wenn sich die Bürsten in der Ruhestellung befinden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite öffnung an dem vom Kanal am weitesten entfernten Rand mit vertikalen Ablenkgliedern versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß im Kanal eine Düse gebildet ist, die tangential zum Umfang des Kassettenträgers in der Nähe des Riedes der zweiten öffnung mündet und einen Teil der eintretenden Luftströmung zu dieser öffnung hin ablenkt.

5. Vorrichtung nach-eir<em der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite öffnung in ein im wesentlichen dichtes Abteil mündet, das wenigstens eine öffnung aufweist, die ein laminares Abströmen der darin enthaltenen Luft in einer Strömungsmenge ermöglicht, die gleich der Strömungsmenge der in den Kanal eintretenden Luft ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaß des Kanals eine selbstregelnde Klappe angebracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstregelnde Klappe mit einem Zeiger versehen ist, der in einer bestimmten Endstellung der Klappe auf einen ein Alarmsignal auslösenden Mikroschalter einwirkt.