DE2326663A1

DE2326663A1 - Speichervorrichtung

Info

Publication number: DE2326663A1
Application number: DE2326663A
Authority: DE
Inventors: Ivan Pejcha
Original assignee: Information Storage Systems Inc
Current assignee: Information Storage Systems Inc
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1973-05-25
Publication date: 1974-03-07
Also published as: NL7310920A; GB1434216A; FR2195817A1; JPS49133009A; FR2195817B1; US3768083A; CA1023468A; JPS5148052B2; DE2326663C3; DE2326663B2

Description

Beschreibung zum Patentgesuch

der Information Storage Systems Inc., 10435 North Tantau Avenue

Cupertino, Calif. 95014, USA

betreffend:
Speichervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung zum übertragen von Daten zu oder von einem Speicher durch die Wechselwirkung zwischen einem Lese/Sehreibkopf und dem Speicher.

Insbesondere handelt es sich w& einen Plattenspeicherantrieb, bei welchem ein Lese/Schreibkopf quer zur Oberfläche einer sich drehenden Platte sum Lesen und Aufzeichnen, der Daten in digitaler Form an bestimmter Stelle bewegt wird_o

In der Rechnerindustrie werden allgemein Speicher mit direktem Zugriff von einem Typ verwendet? bei welchem eine sich drehende Platte oder mehrere solcher Platten oder Stapel von Platten als Speichermedien verwendet werden,. Bei derartigen Vorrichtungen sind eine oder mehrer© Platten raa eine feste Achse drehbar nahe einem Zugriffsmechanismus angeordnet, welcher Lese/Sehreibköpfe auf einer Trageinrichtung enthält«. Der Zugriffsmechanismus enthält einen Linearmotor, der auf einer Fortsetzung des Radius der Aufseiehraungsplatten angeordnet ist, um die Bewegung der ^ese/Schreibköpfe radial zu den Plattenflächen zu erleichtern_o

Bei einem derartigen Mechanismus wird angestrebt, daß die Lese/Schreibköpfe in einer Weise gelagert sind, welche sicherstellt, daß sie bei jeder Zugriffsbewegung den gleichen Weg zurücklegen, so daß die Köpfe wiederholt genau positioniert werden können. Gleichzeitig ist es wichtig, daß die Masse der bewegbaren Teile auf ein Minimum herabgesetzt wird, um ein maximales Beschleunigen und Abbremsen zur Verminderung der Zugriffszeit zu gestatten.

Besonders hohe Anforderungen an die wiederholbare Positionierung der Lese/Schreibköpfe durch die Servo-Einrichtungen bei Plattenantrieben werden gestellt, wenn es sich um lösbare und austauschbare Platten oder mehrere Platten in einem Stapel handelt. Wenn die Platten zwischen den Antrieben austauschbar sind_r muß der Zugriffsmechanismus für jede Speichereinrichtung die Lese/Schreibköpfe zur genauen linearen Bewegung bezüglich der Platten anordnen, so daß die .-von dem einen Speicher gelesenen Daten mittels einer anderen Antriebseinrichtung ohne Schwierigkeiten gelesen werden können«, Zusätzlich wird dieses Problem der Positionierung des Lese/ Schreibkopfes größer mit zunehmender Dichte der Datenzeilen, wodurch die Lese/Schreibköpfe in noch engeren Toleranzen in jeder Zeile angeordnet sein müssen.

Die Positionierungsprobleme werden noch dadurch kompliziert, daß das zur Bewegung der Köpfe verwendete elektromagnetische Betätigungsorgan und die Trageinrichtung für die Köpfe sowie die Platten (-stapel) und die Trageinrichtung für diese ein Gewicht von mehr als 18 kp aufweisen. Um diese Baugruppen relativ zueinander in fester Zuordnung zu lagern, wird allgemein eine sogenannte Basisplatte verwendete Die bisher verwendete Basisplatte war sehr schwer und kompliziert aufgebaut, um die ausreichende Steifigkeit zur Fixierung der Position der Lese/Schreibköpfe bezüglich des Plattenstapels sicherzustellen,

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wodurch die Kosten der Vorrichtung wesentlich erhöht wurden. um die relativen Positionen der Köpfe und des Plattenstapels weiter su fixieren^ t-rarden das elektromagnetisch© Betäti- . gungsorgan und der Plattenstapel starr an einer einzigen Basisplatte befestigt? wodurch Schwingungen iron beiden Baugruppen an die Basisplatte übertragen wurden _B so daß die Basisplatte zur Resonanz aufgrund des bewegten Betätigungsorganes und/oder der sich drehenden Platte neigte. Die Stabiiitätsprobleme des gar Position!er «rag der Köpfe auf den Scheiben bzw. Platten verwendeten Servo=Systems xftarden durch diesen Aufbau vergrößert_o

Um den Resonanzeffekt herabzusetzen _ff. mußten solche extreme Maßnahmen wie das ⁸¹AbS timrnen⁵* der Basisplatte durch die Veränderung der Steifigkeit s«r Begrenzung der Schwingungen vorgesehen werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei der Produktion aufgrund der relativ kleinen Unterschiede in der Größe oder Passung und beim Gebrauch und der sich ergebenden Abnutzung der Teile die Anordnung häufig "verstimmt¹¹ wird, was zur Instabilität des positionierenden Servo-Systems führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ₉ eine Speichervorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern,_ daß die vorgenannten Nachteile minimal werden^ indem die Basisplatte und der Zugriffsmechanismus für einen Plattenantrieb verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen steifen ersten Basisplattenabschnitt, einer Einrichtung zum Lagern des Speichers auf dem ersten Basxsplattenabschnitt, einem Träger auf dem ersten Basisplattenabschnitt zum Lagern des Lese/Schreibkopfes neben dem Speicher, einem zweiten Basis-

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plattenabschnitt in fester Position bezüglich des ersten Basisplattenabschnittes, so daß die übertragungs- -oder Schwingungskräfte zwischen den Basisplattenabschnitten begrenzt sind und eine mit dem Speicher verbundene Einrichtung sum Bewegen des Speichers entlang dem Lese/Schreibkopf derart, daß der erste Basisplattenabschnitt, der Träger für den Lese/Schreibkopf und der Speicherträger zusammen eine mechanische Regelschleife sum Positionieren der Köpfe bezüglich des Speichers bilden, welche mechanisch von dem zweiten Basisplattenabschnitt getrennt ist·

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen werden, das eine Basisplatteneinrichtung für einen Plattenantrieb verwendet wird, die einen steifen inneren Basispiattenabseiinitt mit einer Einrichtung zum Lagern der Aufzeichnungsplat'te und des Kopfträgers in Kombination mit einem äußeren Basisplattenabschnitt aufweist, dessen Position bezüglich einer inneren Basisplatte durch Schwingungsdämpfer fixiert ist und der eine Einrichtung zum Bewegen des Trägers für den Lese/Schreibkopf aufweist,? wodurch die Servo-Schleife zum Positionieren der Köpfe lediglich den steifen inneren Basisplattenabschnitt» die sich drehende Platte und die Trageinrichtung für die Köpfe aufweist, so daS Resonanzschwingungen und Durchbiegungen innerhalb der Regelschleife verhindert werden, wodurch die Genauigkeit und Geschwindigkeit bei der Positionierung der Köpfe erhöht werden kann.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführangsfoeispiel der Erfindung anhand der Seichnungen erläutert? es stellen dars

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, eines Teiles einer Plattenantriebseinrichtung nach der Erfindung;

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Pig«, 2 eine Aufsicht auf die Basisplatte und des Motor gemäß Fig* 1 usd

Fig. 3 eine Stirnansieht der Inneren Basisplatt©_o

In den Zeichnungen sind einige der Hamptkoiip©a@ntea eines Plattenantriebs dargestellt ₉ welcher sraa Lese» rad Auf zeichnen von Daten auf einem Platteastapel IO irerweadet wird. Eine Lese/Schreibfoopfeinriel&tBag 11 nand ©in linear.-*·- Motor 12 sind auf einer Basisplattenaaordnaag 14 sb» Lesen und Schreiben von Information la digitaler Fosm aageorfiast* Der Plattenstapel 10 dieat als Speieher uad waist ssforere Platten bzw. Scheiben 15 auf _ff auf deren, ©foeraa w&& witerea Flächen ein magaetisefees Materiül ©athaltea ist ₀ unt wel- " chem Oaten magnetisch aafges©i©to@t w@rd@a kösme^_o ©i© Plat=· ten sind auf einem Träger 16 mit eiaer öffasag IT tu ©iatsr unteren Platte ISa angeordnet^ in welche eiae Spladelwelle 18 ragt. Die Spindeln©!!©<? die raaiter© Platt© raid der Flattsa stapel enthalten angrenzende bearbsitet© Fläahan_p s© daß <ä©r Plattenstapel bei der Lagerung auf d@r Welle besüglieli äms Basisplattenanordmmg 14 genaw aiasgeriehitet ist« Di© Spiadal= welle ist in Lagern 1S> und 20 aageordaetp di© aa der Basis·= platte befestigt sind_p so da® sieh, die Spiadeiw©!!© issd der zugeordnete Plattenstapel drehem konaem_D Eia klotot 21 dreht die Spindelwelle «ad damit d<sa flatfeenstapsl läifctsls ®ia©r Antriebseinrichtung ρ die eiaea latriebsrieiiea 22 rasö eia© Riemenscheibe 22a ia d@r Welle

Zum Lesen und Schreiben xroa laforaatioa auf· des Fiäefee© d Plattenstapels ist eia Lese/Sehreibkopf 24 aala® d©r fläche der zugeordaeten Platte mittels ©lass Äsaes 25 ordnet. Die Ame warden -won eiaea fräger 2S ssit elsaesa 27 auf einem Wagen gehalten ₀ der eine fielsahl wa Kollea zur Bewegung entlang eiaer Seaiea® 2t s.nfw<sl&t_g al® an der

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Basisplatte befestigt ist» Die lineare Bewegung des Trägers 26 verschiebt die Köpfe in einer Richtung radial zn dea Plattenflächen. Durch geeignete Speisung der Lese/Schreib=» köpfe kann die Information in digitaler Form zu und von den Plattenflächen übertragen werden, wenn der Plattenstapel gedreht und dadurch an dem Kopf vorbei bewegt wird«, um das Schreiben und Lesen der Daten in konzentrischen kreisförmigen Bereichen auf den Platten zu erreichen _β wie es in dem ÜS Patent 3 587 075 beschrieben ist.

üra die Bewegung des Trägers 26 längs der Schiene 29 zu erreichen, wird der elektromagnetische Linearmotor 12 verwendet, der einen Stator 30 aufweist, welcher starr md stationär zur magnetischen Wechselwirkung mit einer bewegbaren Spule 32 angeordnet ist, die an eisern T-Block 27 des Trägers 26 befestigt ist» Wenn die Spule in nicht dargestellter, herkömmlicher Weise mit Strom gespeist wirä_e bewirkt die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Stator 3O und der Spule, daß der Träger sich parallel sm. der Schiene 29 raad seitlich zu der Rotationsachse des Plattenstapels 10 bewegt_o Durch die Bewegung des Trägers in eine Richtung zu und von der Rotationsachse des Plattanstapels werden die Köpfe s den- konzentrischen Kreisen entsprechend den Wegen po niert, auf denen die Daten aufgezeichnet sind? wie is dem US Patent 3 531 788 beschrieben ist» Eine FositioBierraags-» einrichtung für die Lese/Schreibköpfe zur ¥eswendong is einer derartigen Vorrichtung ist beschrieben in dem OS Patent 3 631 443.

Erfindungsgemäß ist die BasisplattenaaordmsKg in zwei Abschnitte unterteilt, und zwar in einen ersten oder iaasren Basisplattenabschnitt 32 und einen zweiten oder IiaSereK Basisplattenabschnitt 34. Beide Abschnitte liaben relativ zueinander feste Positionen, sind jedoch mechanisch getrennt

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xndea der Platteastapel und der Träger für den Platten= " stapel, der Träger für die Köpfe und die ICöpfe selbst auf dem steifen inneres Basisplatteaabschnitt gelagert sind,? ' ist di© KsehasLische Servo^Sehleife star Positionierung der Kopf© vsrkürst raad derart versteift ₀ daß di© Positio«
nisnsagsgesehwiadigkeit und die Genauigkeit wesentlich
©rholrfe wird^ mit welcher die Köpfe relativ ^u den Flattern flächen angeordnet werden können«

Im dem äargestellten Beispiel paßt die innere Basisplatte 32 ia ©iae öfffausg 35 innerhalb des ä«B©r©a Basisplattea= absejhaittes 34 _o Bie innere Basisplatt® ist in ihrer Posi= ■tiOH äarefe drei Befestigungsschrauben 36 fixiert_a weleh® sieh diareh drei i^nsätEe 37 hindrarcii erstreckeap die von
äea Haad des iaaeren Baiisplatteaabschnittes hervorragen raad ü®n Süißerem Basisplatteaabschaitt überlappen_o Der
ian©re Basisplattenabschnitt enthält eis© Üari<elh,tBsg srasä Haltera äes Flatteastap'elträgers ₀ welch© di® ia ö©a
19 iiamd 2O aageorfinete Spindelwelle 18 aufweist_o "B©r

ibe 22a auf diesem Abschnitt _ befestigt werden _ff lisa den Antriebsriemen 22 aofgunehsien_o Äsf äesa Il3sgs^ra gestreckten Abschnitt 32a der ianeren Basisplatt© befindet sich auch die Schiene 2S>_P aw£ welcher d©r Wagen 32 länfitp xm &&n träger für die Köpfe bezüglich den Platten su be°

Es ist ersichtlich, daß die die mechanische Regelschleife ZUT Positionierang 'der Köpfe bezüglich der Flatten bildenden Bauteile alle auf dem inneren Basisplattenabschnitt
angeordnet sind» Da es für diese mechanische Schleife naturgemäß darauf ankommt_p so steif wie möglich ausgebildet zu sein, um die Geschwindigkeit und Genauigkeit der P©si-=>

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tionierung zu erhöhen, wird der innere Basisplattenabschnitt wesentlich durch die zusätzliche Anordnung von Versteifungsgliedern 40 versteift, die sich längsseitig zu der Unterseite des längsgestreckten Abschnittes 32a erstrecken und an einem Ende mit einer Bohrung 32d für eine Spindelwelle befestigt sind und die Spindelwelle 18 mittels der Lager 19 und 20 tragen. Die Versteifungsglieder und die Bohrung bilden eine Art Balkenkonstruktion für den inneren Basisplattenabschnitt,, um die relativen Positionen des Plattenstapels des Trägers für die Lese/ Schreibköjöfe und die Einrichtung zum Erfassen der Position der Köpfe innerhalb enger Toleranzen zu halten.

Wie schon erwähnt wurde, kann eine zusätzliche sehr steife Basisplatte zu Schwierigkeiten führen, da sie Schwingungen zwischen dem Plattenstapel und dem Linearmotor überträgt. Um dieses Problem zu vermindern, ist der Motor mit dem äußeren Basisplattenabschnitt durch Streben 41 verschraubt, welche eine flexible Verbindung ergeben, die zur Schwingungsdämpfung zwischen dem Stator 30 und der äußeren Basisplatte 34 dient. Die Spule 32 ist mit einem T-Block 27 durch Schrauben 44 derart verbunden, daß beim Erregen der Spule der Träger für die Köpfe in Bewegung gesetzt wird. Zwischen den Streben und dem Motor sind Gummipuffer 42 vorgesehen, um Schwingungen niedriger Frequenz zu dämpfen, die sich aus der Erregung des Linearmotors ergeben. Zusätzlich ist der Motor 21 zum Antrieb des Plattenstapels auf dem Boden des äußeren Basisplattenabschnittes angeordnet, um jede Schwingungsbewegung von dem inneren Basisplattenabschnitt noch weiter zu isolieren.

Durch die Trennung der inneren und äußeren Basisplattenabschnitte und die Isolation des Linearmotors und des Motors

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zum Antrieb der Platten von dem mechanischen Servo-Aufbau sind die Hauptschwingungsquellen etwas von der Positionierungseinrichtung für die Köpfe isoliert und die mechanischen Schwingungen und Resonanzerscheinungen werden herabgesetzt, so daß die Positionierung im Betrieb wirkungsvoller wird. Die Ansätze 37, welche zur Lagerung der inneren Basisplatte auf der äußeren Basisplatte dienen, sind derart aufgebaut, daß sie zu einem großen Teil in jenen Frequenzbereichen dämpfen, welche in der Vorrichtung allgemein Schwingungskräfte zwischen den Basisplattenabschnitten übertragen. Zusätzlich dient die Anordnung des Ständers 30 auf den die Schwingungen dämpfenden Streben 41 dazu, die übertragung von Schwingungskräften auf die mechanische Servo-Schleife zu begrenzen.

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Claims

to

Patentansprüche:

^l. Speichervorrichtung zum Obertragen von Daten zu oder von einem Speicher durch die Wechselwirkung zwischen einem Lese/Schreibkopf und dem Speicher, gekennzei c h n e t durch einen steifen ersten Basisplattenabschnitt (32), eine Einrichtung (6) zum Lagern des Speichers (10) auf dem ersten Basisplattenabschnitt, einen Träger (15 bis 29) auf dem ersten Basisplattenabschnitt zum Lagern des Lese/Schreibkopfes neben dem Speicher, einen zweiten Basisplattenabschnitt (34) in fester Position bezüglich des ersten Basisplattenabschnittes, so daß die übertragung von Schwingungskräften zwischen den Basisplattenabschnitten begrenzt ist, und eine mit dem Speicher verbundene Einrichtung (21) zum Bewegen des Speichers entlang dem Lese/Schreibkopf derart, daß der erste Basisplattenabschnitt (32), der Träger (25 bis 29) für den Lese/Schreibkopf und der Speicherträger (16) zusammen eine mechanische Regelschleife zum Positionieren der Köpfe bezüglich des Speichers bilden, welche mechanisch von dem zweiten Basisplattenabschnitt getrennt ist.
2. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (21) zum Bewegen des Speichers auf dem zweiten Basisplattenabschnitt (34) gelagert ist.
3. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (12) zum Bewegen des Lese/Schreibkopfträgers auf dem zweiten Basisplattenabschnitt (34) angeordnet ist.
4. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Basisplattenabschnitt (34)

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eine öffnung (35) aufweist wad der erste Basisplattenabschnitt (32) in dieser öffneng angeordnet ist.
5. Speichervorrichtung nach Änsprmch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß ein Schwingungsdämpfer (41) an dem zweiten Basisplatfeeaafosehnitt (34) star Lagerung der Einrichtung (12) zur Bewegung des Lese/Schreibkopfträgers angeordnet ist.
6. Speichervorriehtumg nach zeichnet, daß der (10) aufweist_ff auf welcher können.

dadurch g e k e η η eine drehbare Platte aufgezeichnet werden

7,- Speichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 4_? dadurch gekennzeichnet, daß der sweite Basisplattenabschnitt (34) in seiner Position bezüglich des ersten Basisplattenabschnittes (32) durch eine Einrichtung (41). fiexiert ist, die zur Dämpfung der zwischen den Abschnitten übertragenen Schwingungskräfte in solchen Frequenzbereichen dient, die üblicherweise in der Vorrichtung vorkommen und teilweise durch die den Speicher bewegende Einrichtung hervorgerufen sind.

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