DE2264029C3 - Magnetplattenspeicher - Google Patents
MagnetplattenspeicherInfo
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B17/00—Guiding record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor
- G11B17/02—Details
- G11B17/021—Selecting or spacing of record carriers for introducing the heads
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B17/00—Guiding record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor
- G11B17/32—Maintaining desired spacing between record carrier and head, e.g. by fluid-dynamic spacing
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Description
35
Die Erfindung betrifft einen Magnetplattenspeicher, mit mindestens zwei auf einer gemeinsamen Welle gelagerten,
in einem geschlossenen Gehäuse umlaufenden Speicherplatten und zwischen den Speicherplatten feststehend
und im wesentlichen radial angeordneten Leitschienen.
An Magnetspeicherplatten werden bezüglich der Ebenheit der Plattenoberfläche und der Laufruhe sehr
hohe Anforderungen gestellt. Denn für die geforderte hohe Aufzeichnungsdichte und eine fehlerfreie Aufzeichnung
und Abtastung der Signale auf der Plattenoberfläche ist eine ungestörte gleichmäßige Flughöhe
der Magnetköpfe eine wichtige Voraussetzung. Dagegen beeinträchtigen Flatterschwingungen der
Speicherplatten das Folgeverhalten zwischen Platte und Magnetkopf und können dadurch bei der Aufzeichnung
und Abtastung Signalmodulationen sowie Datenfehler bewirken.
Derartige Flatterschwingungen der Magnetspeicherplatten entstehen durch pulsierende Luftströmungen in
dem Bereich zwischen zwe» benachbarten Platten. Um eine ciiis.irechende Stabilisierung der Speicherplatten
zu erreichen, kann man zwar die Plattendicke vergrößern, jedoch stünde dies im Gegensatz zu dem Bedarf
an möglichst leichten Plattenstapeln mit einer entsprechend höhen Zahl von Platten pro Stapelhöhe mit
leichter Handhabung und Austauschbarkeit.
Eine weitere Maßnahme zur Reduzierung von Flatterschwingungen ist in der britischen Patentschrift
1 031 275 beschrieben. Bei dieser bekannten Anordnung sind sogenannte Spoiler vorgesehen, das sind feststehende
Leitschienen, die radial in den Spalt zwischen zwei Magnetspeicherplatten bis in die unmittelbare
Nähe des Umfangs der die Speicherplatten tragenden Welle ragen. Diese Leitschienen sind zu den Trägerarmen
der Magnetköpfe so angeordnet, daß sie im Dreh sinne der Speicherplatten vor den Magnetköpfen iie-
Die Wirkung der Leitschienen besteht darin, daß die
zwischen den Magnetplatten befindliche, durch die Drehung der Platten unter Reibungswirkung mitgenommene
Luftströmung mit erhöhtem Druck und ge steigerter Geschwindigkeit aus den Spalten zwischen
den Platten austritt Der Luftaustritt aus dem Stapelbereich erfolgt somit vor dem Erreichen der Zugriffsarme
mit den Magnetköpfen, und der Eintritt der Luftströ mung findet - im Drehsinne der Magnetspeicherplatten
gesehen — hinter den Zugriffsarmen mit den Magnetköpfen statt.
Durch die Anordnung der Leitschienen zwischen den Magnetplattenspeichern erhält man infolge der verbesserten
LuftverteiUing eine Temperaturstabilisierung und durch Reduzierung der Turbuienzströmungen eine
Verringerung der Flatterschwingungen, indem die auf der Plattenoberfläche gemessenen Schwingungsampli
tuden gegenüber der Ausführung ohne Leitschiene auf etwa die Hälfte reduziert werden konnten. Es hat sich
aber herausgestellt, daß eine weitergehende Verbesse
rung des Flatterverhaltens der Speicherplatten mit die
ser Maßnehme nicht möglich ist.
Unabhängig davon, ob ein Magnetplattenstapel mn Leitschienen ausgestattet ist oder nicht, sind Plattenspeicheranordnungen
grundsätzlich von einem Gehäuse umgeben, das vornehmlich sowohl zur Sicherheit der
sich in der Nähe aufhaltenden Personen als auch zur Abschirmung der Auf/eichnungsoberflächen der
Speicherplatten gegen Staub und sonstige Einflüsse der umgebenden Luft dient Das Gehäuse ist im wesentli
chen der Kontur des Plattenstapels und der zugeordneten Magneikopfhaherungen sowie den im Einzelfall
vorgesehenen Luftumführungen angepaßt. Bei Plattenspeicherausführungen
mit einer Leitschiene, wie im IBM Technical Disclosure Bulletin, Januar 1969. S. 951
beschrieben, dient das Gehäuse auch zur Bildung eines Führungskanals für die aus dem Plattenstapel austre
tende und nach dem Durchströmen des Kanals wieder eintretende Luft, derart, daß ein geschlossener Luftkreislauf
gebildet wird.
Der ^sführung und Gestaltung des Gehäuses für Magnetplattenspeicher hat man bisher keine besondere
Bedeutung beigemessen, sondern Jie Bemessung so vorgenommen, daß einerseits die Außenmaße des Speichers
nicht unnötig groß werden, andererseits aber auch zwischen dem Außenrand der Speicherplatten
und dem umgebenden Gehäuse ein ausreichender Abstand blieb. Dabei ist man nicht nur davon ausgegangen,
daß ohne unnötig hoch geschraubte Anforderungen an die Fertigungstoleranzen des Gehäuses eine Berührung
zwischen Platten und Gehäuse auszuschließen war. sondern auch das eigentliche Luftvolumen im Innern
des Gehäuses ausreichend bemessen werden sollte, um einen entsprechenden Austausch- und Kühleffekt
der Luft im Innern des Gehäuses zu erreichen.
Es wurden aber auch Versuche unternommen, eine Reduzierung der Flatterschwingungen konventioneller
Speicherplatten durch eine Verkleinerung des Gehäuses zu erreichen, indem man den Abstand zwischen
dem Umfang der Platten und dem Gehäuse verringerte, und zwar so weit, daß eine Berührung zwischen
Platten und Gehäuse auch bei Temperaturschwankungen und anderen mechanischen Einflüssen gerade noch
verhindert war. Eine solche Gehäuseausbildung zeitigte
jedoch ein wesentlich verschlechtertes Schwingungsverhallen, so daß dieser Weg nicht weiter beschriften
wurde. Demgegenüber beeinflußte eine Vergrößerung des Geniuses, also eine Erhöhung des Sicherheitsabstandes
zwischen Platten und Verkleidungsinnenseite mit erweitertem Ringraum um den Plauenstapel herum
d»s Schwingungsverhalten der Platten praktisch überhaupt nicht.
Die durch die Erfindung gelöste Aufgabe be&eht darin, diese Sd<wierigkeiten in der weiteren Verbesserung
des Schwingungsverhaltens bei Plattenspeichern zu überwinden und die Amplituden der auftretenden
Flatterschwingungen der Speicherplauen wirksam zu verringern. Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gehingen,
daß bei einem mit radial angeordneten Leitschienen zur Vermeidung von Wirbelbildung versehenen
Magnetplattenspeicher der eingangs beschriebenen Ausführung das Gehäuse in dem zur S-rhening des
berührungsfreien Umlaufs der Speicherplatten geringstmöglichen Abstand vom Umfang der Speicherplatte
angeordnet ist Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung wird eine überraschend wirksame Homogenisierung
der Luftströmung zwischen den Plattenoberflächen erreicht mit der Folge, daß die an der Platten
Oberfläche gemessenen Schwingungsamplttuden ganz erheblich verringert sind. Dieser Erfolg ist darauf zurückzuführen,
daß die Ursache der Flatterschwingun gen der Speicherplatten, die Entstehung pulsierender
Strömungen zwischen den Plattenoberflächen, bei einem Plattenstapel nach der Erfindung nahezu voll
ständig verhindert ist. Dabei bewirkt die Leitschiene eine Beruhigung der Zwischen den Platten erzeugten
Luftströmung, während das eng ausgebildete Gehäuse den Austausch der Strömungen zwischen den Plattenpaaren
durch den Ringspalt am Umfang hindurch prak
tisch verhindert, so daß bei der Zirkulation der Luft
infolge der Ventilationseinwirkung der Plattenoberflächen eine von Turbulenzen weitgehend freie Strömung
erzeugt wird.
Die Erfindung ermöglicht, von den bisher bekannten Ausführungen der Magnetplattenspeicher ausgehend.
e'-'o wesentliche Vergrößerung der Plattendurchmesse
und damit der Speicherkapazität, gewährleistet eine höhere Zuverlässigkeit bei der Aufzeichne g und Abtastung
der Daten and bietet außerdem den Voneil daß die Verlustleistung beim Betrieb des Plattenspeicher
unabhängig von der jeweiligen Stellung der Magnetköpfe
nahe/u vollständig konstant gehalten wird. Der letztere Vorteil hat seine Lirsache darin, daß die Strömungsverhältnisse
in den Bereichen zwischen den Speicherplatten nicht mehr davon beeinflußt werden,
ob der Magnetkopf gerade auf eine Spur nahe der Außenkante der Platte oder nahe der Trägerwelle eingestellt
ist.
Die Bemessung des Abstandes zwischen der Gehäuseinnenwand
und dem Umfang der Speicherplatten erfolgt nach der erfindungsgemäßen Lehre so. daß ein
möglichst geringer Abstand verbleibt, der bei allen auftretenden Betriebsverhältnissen zur Verhinderung
einer physichen Berührung zwischen Platten und Gehäuse ausreicht. Ein Abstand von 13 bis 2 mm entspricht
im allgemeinen diesen Anforderungen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Plattenspeichers sind zwischen je zwei
Speicherplatten je zwei um etwa 180° gegeneinander versetzt angeordnete Leitschienen vorgesehen. Diese
Anordnung ist vorzugsweise für solche Speicherausführungen geeignet, bei denen zwei Sätze von Magnetkopf-Zugriffsarmen
diametral zueinander vorgesehen sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeich-S nungen in einigen Ausfühnmgsbeispielen erläutert. Es
zeigi
F ι g. 1 einen Magnetspeicher-Plattenstapel in schaubildlicher
Darstellung ohne Gehäuse,
F ι g. 2 eine schematische Schnitfiarstellung eines
F ι g. 2 eine schematische Schnitfiarstellung eines
ίο Magnetspeicher-Plattenstapels mit je einer Leitschiene
zwischen den Speicherplatten und
F i g. 3 in schematlscher Darstellung eine Draufsicht auf einen Magnetspeicher-Plattenstapel mit zwei Leitschienen
zwischen den Speicherplatten.
is Gemäß F i g. 1 sind eine Mehrzahl, beispielsweise
sechs Magnetspeicherplauen 1 zu einem Stapel zusammengefaßt und auf einer gemeinsamen Welle 2 gelagert.
Die Welle 2 läuft mittels eines (nicht gezeigten) Antriebes ständig um und hat eine konstante Drehzahl
ίο von 40U/Sek. Auf den Oberflächen der Magnetspeicherplatien
1 befindet sich eine Vielzahl konzemn scher Datenspuren 3. von denen auf jeder der dargestellten
Speicherplatten auf der sichtbaren Oberfläche eine Datenspur 3 gestrichelt dargestellt ist. Die Ma
gnetspeicherlatten 1 und damit die Datenspuren 3 sind
in jeweils 20 Sektoren 4 unterteilt, wobei jedem dieser Sektoren 4 zur Kennzeichnung eine Adresse zugeteilt
In den Plaitenstapel können fünf kammartig ausge-
3c bildete Zugnffsarme 5 mit zehn Magnetkopfen 6 unterschiedlich weit eingefahren und auf die ausgewählte
Datenspur 3 eingestellt werden. Die Zugnffsarme 5 haben daher in jeder Stellung Zugriff zu zehn Datenspuren
J. die als »Zylinder« bezeichnet werden. Die Magnetköpfe
6 sind als Schreib-zl.eseköpfe ausgebildet. Die Steuerung und der Antrieb Λτ Zugriffsarme 5 er
folgt über eine Zugriffssteuereinrichtung 7. mittels derer die Zugriffsarme 5 mit den Magnetkopfen 6 in Richtung
des Doppelpfeiles zum Plattenstapel 8 ein- und
ausgefahren werden.
Nach F i g. 2 ragt zwischen die Magnetspeicherplatten
1 des Plattenstapels 8 je eine stationäre Leitschiene 9. Die Leitschiene 9 ist etwa tangential zur Welle 2
ausgerichtet und reicht bis dicht an die Welle 2 heran.
Der Abstand der Leitschiene 9 von den Oberflächen der benachbarten Magnetspeicherplatten I ist sehr gering
gehalten und beträgt etwa 1 mm. so daß der Durchtritt der Luftströmung von der einen Seite der
Leitschiene 9 zur anderen Seite weitgehend verhindert ist.
Der Plattenstapel 8 sowie die Zugriffssteuereinrichtung 7 sind von einem Gehäuse 10 umgeben, das den
Plattenstapel 8 in einem Bereich von 180° mit einem
Abstand von etwa 2 mm umgibt und im übrigen so gestaltet ist, daß um die Zugriffssteuereinrichtung 7 herum
ein Luftfuhrungskanal 11 mit Leitschaufeln 12 gebildet wird.
Im Betrieb der dargestellten Anordnung wird die zwischen den in Pfeilrichtung umlaufenden Magnet-Speicherplatten
1 befindliche Luft, da sie infolge des geringen Spaltes am Umfang der Magnetspeicherplatten
1 unter der Wirkung ihrer Zentrifugalkraft nicht entweichen kann und von der Leitschiene 9 tangential
abgelenkt wird, im Sinne der Pfeile in den Luftfüh-
rungskanal 11 gedrängt, aus dem sie nach einer gewissen
Abkühlung wieder in den Plattenstapel 8 tangential eintritt. Obwohl sich die Strömungsgeschwindigkeit
vom Austritt aus dem Plattenstapel bis zum Wiederein-
tritt in einem gewissen Umfang verringert, wohnt der Luftströmung beim Wiedereintritt in den Plattenstapel
noch eine beträchtliche kinetische Energie inne; es werden daher beim Wiedereintritt der Luftströmung
zwischen die Speicherplatten nur verhältnismäßig geringe Beschleunigungskräfte auf die Luftströmung
wirksam. Weiterhin wird bei der beschriebenen Ausbildung die Entstehung von Turbulenzen weitgehend verhindert,
da der Austausch zwischen der Luftströmung im Bereich zwischen den Speicherplatten einerseits und
im Bereich zwischen Plattenumfang und Gehäuse andererseits auf ein Minimum reduziert ist, wobei sich allenfalls
im äußersten Bereich zwischen den Platten bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten gewisse turbulente
Strömungsbereiche bilden können.
In dem geschlossenen Kreislauf der Luftströmung findet somit im Bereich zwischen den Platten eine Homogenisierung
der Luftströmung statt, derart, daß im wesentlichen eine Laminarströmung aufrechterhalten
wird. Dies hat zur Folge, daß keine nennenswerten Störeinflüsse auf die umlaufenden Magnetplatten mehr
feststellbar sind, und deren Schwingungsverhalten beträchtlich verbessert ist Bei der Messung der Schwingungsamplituden
der Magnetspeicherplatten konnte gegenüber Plattenspeicherausführungen mit konventioneller
Gehäuseanordnung ohne Leitschiene eine Verbesserung um den Faktor 10, gegenüber Plattenspeicherausführungen
mit Leitschiene um den Faktor 5 erreicht werden.
Bei der in F i g. 3 schematisch dargestellten Ausführungsform ragen zwischen je zwei benachbarte Magnetspeicherplatten
1 je zwei Leitschienen 13 und 14, die zueinander um 180° versetzt sind. Das Gehäuse 15
schließt hier den Magnetplattenstapel in zwei gegenüberliegenden Bereichen von je etwa 90° seines Um·
fangs mit sehr engem Abstand der Innenwand von dem Umfang der Magnetspeicherplatten 1 ein. Jeweils benachbart
hinter den Leitschienen 13 und 14 im Drehsinne der Welle 16 (Pfeil) werden die Zugriffsarme und die
Zugriffssteuereinrichtung für die Magnetköpfe (nicht gezeigt) vorgesehen.
In ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach F i g. 2 wird gemäß F i g. 3 die Luftströmung mittels
der Leitschienen 13 und 14 aus dem Bereich zwischen den Magnetspeicherplatten 1 in einen Luftführungskanal
17 bzw. 18 abgelenkt und durch Leitschaufeln 19 bzw. 20 hindurchgeführt, b:s sie erneut zwischen
die Magnetspeicherplatten 1 gelangt. Hier wird die Luftströmung unter der Mitnahmewirkung der Plattenoberflächen
mittels der Reibung in den Grenzschichten erneut beschleunigt und nun durch die Leitschaufel 14
bzw. 13 in den gegenüberliegenden Luftführungskanal 18 bzw. 17 abgelenkt.
Die Leitschienen 9 bei der Ausführung gemäß F i g. 2 sowie die Leitschienen 13 und 14 bei der Ausführungsform nach F i g. 3 können entweder als einzelne Schienen
ausgeführt und befestigt oder einstückig in Form eines Rechens oder Kammes ausgebildet sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Magnetplattenspeicher, mit mindestens zwei auf einer gemeinsamen Welle gelagerten, in einem S
geschlossenen Gehäuse umlaufenden Speicherplatten und zwischen den Speicherplatten feststehend
und im wesentlichen radial angeordneten Leitschienen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10; 15) in dem zur Sicherung des beruhrungsfreien
Umlaufes der Speicherplatten (1) geringstroöglichen Abstand vom Umfang der
Speicherplatten angeordnet ist.
2. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Umfang der Speicherplatten (1) und der Innenwand
des Gehäuses (10; 15) etwa 2 mm oder weniger beträgt
3. Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den
Speicherplatten (1) je zwei um etwa 180° gegeneinander versetzt angeordnete Leitschienen (13. 14)
vorgesehen sind
4. Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Leitsthienen
(9) etwa tangential zur Welle (2) der Speicherplatten (1) angeordnet sind.
5. Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschienen
(9: 13, 14) für alle Plattenzwischenräume einstückig
als Kamm oder Rechen ausgebildet sind.
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DE2264029B2 DE2264029B2 (de) | 1975-01-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |