DE2504148A1

DE2504148A1 - Datenspeicheranordnung

Info

Publication number: DE2504148A1
Application number: DE19752504148
Authority: DE
Inventors: John Cuda; Timothy W Martin; Ronald L Swaim
Original assignee: Information Storage Systems Inc
Current assignee: Information Storage Systems Inc
Priority date: 1974-02-13
Filing date: 1975-02-01
Publication date: 1975-08-21
Also published as: JPS50115809A; JPS5330005B2; FR2260846B1; NL177722B; NL177722C; GB1463642A; IT1031469B; CA1064160A; FR2260846A1; US3886595A; DE2504148B2; NL7501396A

Description

DIPL.-ING. H. MARSCH 4 Düsseldorf,

PATENTANWÄLTE TBtKFON (03 H) β7 22 4β

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Beschreibung 2504148

zum Patentgesuch

der Firma Information Storage Systems, Inc.,

Io435 North Tantau Avenue, Cupertino, Calif. 95ol4/Ü.S.A.

betreffend:
¹¹ Datenspeicheranordnung "

Die Erfindung betrifft eine Datenspeicheranordnung.

Direktzugriffsspeicheranordnungen der Bau«rt, bei der eine rotierende Scheibe oder ein Stapel rotierender Scheiben als Speicher-medium verwendet wird, werden üblicherweise als Scheibenantriebe bezeichnet und sind in der Computer-Industrie vielfach im Gebrauch. In solchen Anordnungen ist eine , oder sind mehrere Scheiben drehbar um eine feste Achse angeordnet nahe einem Zugriffsmechanismus, der eine Anzahl von Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfen umfasst. Der Zugriffsmechaniemus umfasst einen Linearmotor, der im allgemeinen in Ausfluchtung mit einer RadiusVerlängerung der Scheiben angeordnet ist, um die Bewegung der Köpfe quer über die Scheibenoberflächen zu erleichtern.

Die Position der Köpfe relativ zu den Scheibenoberflächen kann erfasst werden entweder durch Auslesen voraufgezeichneter Spuren auf einer oder mehreren der Scheibenoberflächen, oder

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durch Hilfspositionserfassungseinrichtungen, die dem Zugriffsmechanismus zugeordnet sind. In jedem dieser Fälle führt eine unerwünschte Bewegung der Köpfe relativ zu den Scheiben zu einer Unterbrechung der Aufzeichnung oder des Auslesens von Daten. Deshalb hat man in der Vergangenheit derartige Scheibenantriebe mit ziemlich massiven und extrem steifen Basisplatten gebaut für die Halterung der Scheibenstapelabstützung und des KopfZugriffsmechanismus, um so jegliche Relativbewegung zu begrenzen mit Ausnahme der, die durch die Antriebseinrichtung, meist den Linearmotor, bewirkt wird. Die Basisplatte muß notwendigerweise nicht nur die Köpfe und Scheiben so abstützen, daß eine begrenzte Bewegung voneinander bzw. zueinander ermöglicht wird, sondern sie muß auch alle Biegekräfte aufnehmen, de aus der Tatsache herrühren, daß sowohl der relativ schwere ScheibeiStapel wie auch die Antriebseinrichtung oberhalb und an entgegengesetzten Enden der Basisplatte montiert sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der soweit erläuterten Bauart zu schaffen, bei der die Übertragung von Vibrationskräften zwischen diesen Hauptteilen begrenzt wird und auch die Biegekräfte begrenzt werden, die auf die Basisplatte einwirken.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem beigefügten Patentanspruch 1, dessen wichtige Weiterbildung im Patentanspruch 2 noch zu verbesserten Ergebnissen führt. Eine bevorzugte Ausgestaltung ist für den Fall eines Linearmotors im Patentanspruch 3 definiert.

Danach ist gemäß der Erfindung eine Datenspeicherarilage vorgesehen für die übertragung von Daten zu einem Speicher oder von diesem durch Wechselwirkung zwischen einem Aufzeichnungs/

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Wiedergabekopf und dem Speicher. Die Anordnung umfasst eine Basisplatte für die Abstützung des Speichers und für die Abstützung des' Kopfes, der beweglich ist, quer zum Speicher derart, daß verschiedene Bereiche des Speichers und des Kopfes in Wechselwirkung treten können für die übertragung von Daten zwischeneinander. Eine Antriebseinrichtung, im allgemeinen ein Linearmotor, ist vorgesehen für die Bewegung der Abstützeinrichtung, wobei die Antriebseinrichtung auf der Basisplatte auf elastischen Teilen montiert ist, die ihrerseits an Punkten in oder nahe einer Ebene positioniert sind, welche sich durch den Schwerpunkt der Antriebseinrichtung und parallel zur Bewegungsrichtung des Linearmotors erstreckt, um so die übertragung von Vibrationskräften zwischen der Antriebseinrichtung und der Basisplatte zu begrenzen und zugleich auch die von der Antriebseinrichtung auf die Basisplatte übertragenen Biegekräfte auf ein Minimum zu bringen.

Soweit in der folgenden Beschreibung auf bauliche Einzelheiten des Speichers oder der Kopfbaugruppe oder des die letzteren tragenden Schlittens eingegangen wird, so dient dies nur der Erläuterung, da die Erfindung die betreffenden Teile in ihrer Bauart nicht berührt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Seitenansichtjteilweise im Schnitt eine Scheibenantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung.

In der Zeichnung sind die Hauptkomponenten eines Scheibenantriebs erkennbar, wie er verwendet wird zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten auf einem Scheibenstapel Io. Die Komponenten umfassen eine Aufzeichnungs/Wiedergabekopfbaugruppe und einen Linearmotor 12, die auf einer Grundplatte 4o an-

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geordnet sind, damit Informationen in digitaler Form auf der Oberfläche einzelner Scheiben 15 aufgezeichnet und von dort wieder ausgelesen werden können. Die Daten werden aufgezeichnet durch die Wechselwirkung zwischen den Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfen 16 und einer (nicht dargestellten) magnetischen Schichtung auf den Scheibenoberflächen derart, daß diskrete Bereiche der Beschichtung magnetisch ausgerichtet werden in Obereinstimmung mit den Daten.

üblicherweise umfasst die Speicheranordnung eine Mehrzahl von Scheiben 15, bei denen die magnetische Beschichtung sowohl auf der Ober-wie auf der ünterfläche vorgesehen ist. Die Scheiben sind im Abstand voneinander angeordnet und werden zwischen zylindrischen Abstandsstücken 17 gehalten. Der Scheibenstapel if&üSivt präzis positioniert durch zueinander passende Flächen des Scheibenstapels und einer Wellenbaugruppe 2o,die drehbeweglich in einem Spindelgehäuse 14 angeordnet ist. Die Wellenbaugruppe wird angetrieben von einem Motortreibriemen 21, der sich um eine Riemenscheibe 22 erstreckt und von einem (nicht dargestellten) Motor angetrieben ist.

Jeder Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 16 ist abgestützt auf einem Arm 24, der sich horizontal von einer T-Block-Schlittenbaugruppe 25 wegerstreckt für eine Bewegung längs einer Verlängerung des Radius¹ des Scheibenstapels lo. Die Bewegung des T-Block-Schlittens 25 wird erleichtert durch eine Mehrzahl von Stützlagern 27, die an zugeordneten Flächen eines Paares von sich parallel erstreckenden Schienen 28 abgestützt sind. In der dargestellten Ausführungsform trägt der Schlitten den T-Block, derart, daß eine Mehrzahl von Kopfstützarmen 24 sich zwischen die Scheiben 15 so erstrecken, daß ein Kopf sich nahe jeder Scheibenfläche be-

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findet. Nähere Einzelheiten brauchen hier nicht erläutert zu werden, da sie keinen Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden.

Eine Einrichtung zum Antrieb der Schlittenbaugruppe ist in Form des Linearmotors 12 vorgesehen; er umfasst eine Spule 29, die mit einem Stator 3o zusammenwirkt und in diesen hineinpasst. Der Stator 3o umfasst 'einen Permanentmagnet mit einem äusseren zylindrischen Joch 31 und· einen inneren Kern 32, die durch an Endjoch 34 so verbunden sind, daß sich ein zylindrischer Luftspalt 35 ergibt, in den hinein die Spule beweglich ist. Die Spule 29 umfasst eine Mehrzahl von (nicht dargestellten) Einzelwicklungen, durch die elektrischer Strom von einer geeigneten Quelle fliesst, derart, daß durch Auswahl der Polarität und Amplitude des Stromes eine Reaktionskraft zwischen dem Permanentmagnetfeld und der Spule innerhalb des Luftspalts 35 wirksam gemacht werden kann, die die Tendenz hat, die Spule in Richtung des Pfeiles 36 hin und her zu bewegen. Auf diese Weise wird die Schlittenbaugruppe längs der Schienen 28 verschoben zum Positionieren der Köpfe 16 an diskreten Datenspuren auf den Scheibenflächen 15.

Wie oben erwähnt, führt eine Erregung des Linearmotors 12 zu einer Bewegung der Schlittenbaugruppe 25, wobei auch eine Reaktionskraft im Stator 3o erzeμgt wird, die von der Basisplatte 4o aufgefangen werden muß. Die Beschleunigung oder Verzögerung der Schlittenbaugruppe kann zur Übertragung von Vibrationskräften vom Stator 3o durch die Basisplatte und die Welle auf den Scheibenstapel Io führen, und damit zu unerwünschten Relativbewegungen zwischen dem Scheibenstapel und den Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfen führen. Weil der Stator in bisher bekannten Vorrichtungen mit der Basisplatte an Punkten verbunden war, die unterhalb des Stators lagen, überträgt die Statorreaktionskraft ein Biegemoment grosser Amplitude auf die Basisplatte zusätzlich zur Reaktionskraft, welches Biege-

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moment die Wirkung hat, die unerwünschte Bewegung zwischen dem Scheibenstapel und den Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfen zu vergrössern.

Gemäß der Erfindung ist der Stator 3o so montiert, daß.die Abstützpunkte auf der Basisplatte in oder nahe einer Ebene positioniert sind, die sich parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens 25 und der Spule 29 erstreckt und durch den StatorSchwerpunkt oder sehr nahe diesem verläuft, was es gestattet, daß die Basisplatte direkt allen Kräften auf den Stator entgegenwirkt, die durch die Erregung des Linearmotors hervorgerufen werden. Zu diesem Zweck ist ein Paar von Abstützarmen 37,38 rechts bzw. links an den Enden des Stators 3o (wie in der Zeichnung dargestellt) an der Basisplatte befestigt,durch Verschrauben der Sekundärmontageplatte 37B bzw. 38B mit der Basisplatte mittels Bolzen 39, derart, daß die Position der Stoßstelle zwischen Basisplattenabschnitt 4o und Montageplatten 37B bzw. 38B nahe der Horizontalebene verläuft, die durch den Schwerpunkt des Stators 3o geht. Die auf die Betätigungseinrichtung (in diesem Falle den Linearmotor) in der Bewegungsrichtung der Spule einwirkenden Kräfte wirken in gleicher Weise rings um den Schwerpunkt des Stators derart, daß durch Montage des Stators im Schwerpunkt diese Kräfte direkt auf die Basisplatte übertragen werden mit einem sehr geringen Biegemoment auf die Statorhalterung. Auf diese Weise ergibt sich, wenn überhaupt ein Biegemoment vorliegt, nur ein sehr kleines solches Biege- oder Vertikalmoment des Stators, das sonst die gesamte Betätigungseinrichtung oder die Ausfluchtung des Linearmotors beeinflussen würde.

Zusätzlich, ist eine elastische Abstützung oder eine Unterlage 42 zwischen den Fortsätzen 37A bzw. 38A der Haltearme 37, und den Sekundärhalteplatten 37B bzw. 38B vorgesehen. Die elastische unterlage ist an den Bodenflächen der Fortsätze •37A, 38A befestigt und an den nach oben weisenden Flächen der

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Sekundärhalteplatten 37B, 38B, vorzugsweise durch Verkleben der parallelen Oberflächen der Unterlagen mit den anstossenden Flächen der Haltearme bzw. Sekundärmontageplatten. Diese elastischen Unterlagen bestehen aus einem an sich bekannten viscoselastischen Dämpfungsmaterial, wie etwa einem plastifizierten Urethan, das unter hinreichender Belastung in Richtung des Pfeiles 36 ausgelenkt wird und damit eine geringfügige seitliche Bewegung des Stators 3o relativ zum Basisplattenabschnitt 4o erlaubt. Diese Bewegung, die während Beschleunigungen und Verzögerungen der Spule 39 und der mit ihr verbundenen Schlittenbaugruppe eintritt, verursacht eine Deformation der elastischen Unterlage 42, die infolge der Dämpfungscharakteristik der Unterlage Energie umsetzt, womit weniger Energie auf die Basisplatte übertragen wird. Auch die Natur der Kraft, die von dem Stator auf die Basisplatte übertragen wird, ändert sich von einem kurzdauernden Kraftimpuls in eine längere Zeit anhaltende Kraft infolge der Deformation des elastischen Unterlagekörpers. Die elastischen Unterlagen sind so aufgebaut, daß sie in ihre Normalform zurückkehren _t für die richtige Positionierung des Stators während Perioden konstanter Geschwindigkeit oder während Perioden, in denen die Spule bewegungslos ist. Ausserdem sind die Unterlagen hinreichend steif, um das Gewicht des bewegungslosen Stators abzustützen und damit zu verhindern, daß die Schenkelfortsätze der Stützarme und die Basisplatte miteinander in Kontakt treten.

Durch die Positionierung der Statorabstützungen derart, daß die elastischen Unterlagen sich nahe dem oder im Schwerpunkt des Stators befinden, erreicht man, daß die elastischen Unterlagen im allgemeinen nur in linearer Richtung des Pfeiles 36 ausgelenkt werden, womit jegliche seitliche Bewegung des Stators verhindert wird, die sonst zu einem Kontakt des Stators mit der Spule 29 führen könnte. Selbst., wenn ein geringes Moment auf die Basis-

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platte übertragen würde infolge der Dicke dieser elastischen Unterlagen, ist auch dieses Moment minimal infolge der Halterung des Stators im oder nahe dem Schwerpunkt.

( Patentansprüche )

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Claims

Patentansprüche

■ w Datenspeicheranordnung für die übertragung von Daten zu oder von einem Speicher durch Wechselwirkung zwischen einem Aufzeichnungs/Wiedergabekopf und dem Speicher mit einer Basisplatte, Einrichtungen zur Abstützung des Speichers auf der Basisplatte für eine Bewegung relativ zu. dem Kopf, mit einer Einrichtung zum Abstützen des Kopfes auf der Basisplatte für eine Bewegung quer zum Speicher, wobei verschiedene Bereiche des Speichers und des Kopfes in Wechselwirkung treten können für die Datenübertragung, und mit einer Antriebseinrichtung für die Bewegung der Speicherabstützeinrichtung relativ zu dem Speicher, welche Antriebseinrichtung einen Stator und einen mit diesem in Wechselwirkung tretenden Armaturenteil umfasst für die übertragung der Bewegung auf die Kopfabstützeinrichtung,gekennzeichnet durch Halterungen für den Stator auf der Basisplatte, die an dem Stator und an der Basisplatte an Punkten einer Ebene befestigt sind, die sich in der Bewegungsrichtung- der Kopfabstützeinrichtung erstreckt und durch den Schwerpunkt des Stators verläuft, um so der Bewegung der Armatur in einer Ebene entgegenzuwirken, die etwa durch den Schwerpunkt des Stators verläuft.
2. Datenspeicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen elastische Teile umfassen mit im Abstand liegenden Oberflächen, die an der Basisplatte bzw. an dem Stator befestigt sind, zur Abstützung des Stators auf der Basisplatte, derart, daß der Stator und die Basis-

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platte bei der Bewegung der Kopfabstützeinrichtung eine begrenzte Relativbewegung zueinander durchführen unter Begrenzung der Übertragung von Vibrationskräften zwischen Stator und Basisplatte.
3. Datenspexeheranordnung nach Anspruch 2, bei der die Antriebseinrichtung einen Linearmotor umfasst, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Teile

und der Stator aneinanderstossende Horizontalflächen aufweisen, die aneinander befestigt sind und etwa in der durch den Schwerpunkt des Stators verlaufende Ebene, parallel zur Bewegungsrichtung des Linearmotors, liegen.

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