DE2555570A1 - Vorrichtung zum einfangen von verunreinigungen bei vorrichtungen mit sich drehender platte sowie diesbezuegliches verfahren - Google Patents

Description

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Xerox Corporation, Rochester, N.Y. /USA

Vorrichtung zum Einfangen von Verunreinigungen bei Vorrichtungen mit sich drehender Platte sowie diesbezügliches Verfahren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungspartikeln aus dem Umgebungsfluid, das eine Magnetplatte umgibt. Die Erfindung betrifft weiter ein diesbezügliches Verfahren.

Bei datenverarbeitenden Anlagen werden häufig Magnetplatten als informationsspeichern des Mediums verwendet. Bei solchen Anlagen wird die Information auf den magnetischen Oberflächen der Platte mittels einer Vielzahl von ablesenden oder aufzeichnenden Übertragungsköpfen eingegeben, die sich im wesentlichen radial zu den Plattenflächen bewegen. Dabei wird die Platte tr.it hoher Geschwindigkeit in einem Gehäuse gedreht, das einen Zugang zu den magnetischen Oberflächen ermöglicht. Um eine maximale magnetische Kopplung zwischen den magnetischen Oberflächen und den Übertragungsköpfen zu erhalten, sind die Übertragungsköpfe extrem nahe bei den Oberflächen der Platte angeordnet und"fliegen"jeweils in Wirklichkeit auf einem Luftkissen von einigen 250 ,u,durch das sie in Abstand von den Oberflächen der Magnetplatte gehalten werden. Das Gehäuse für die Magnetplatte

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stellt eine geschlossene Vorrichtung dar und wird im allgemeinen in einem sauberen P.aum angeordnetem im größtmöglichen Ausnaß don Eintritt von Fremdpartikeln ins Innere des Gehäuses auszuschließen. Dennoch sind gewisse Verunreinigungspartikcl im allgemeinen in einem solchen Raum vorhanden und können einen Weg in das Innere des Gehäuses finden. Andere Partikel können durch Abrieb an den Köpfen und Plattenoberflächen während des Anlaufvorgar.gs und Anhalten? erzeugt werden. Bei einer minimalen Drehzahl der Platte von 1500 Umdrehungen pro Minute,wobei die Köpfe nahe den Plattenoberflächen "fliegen", und bei hohen Aufzeichnungsdichten von 100 Bahnen pro 25,4 mm und mehr als 1000 Bits pro 25,4 mrr. können mikroskopische Partikel, obwohl für das bloße Auge nicht sichtbar, den Flug der Köpfe beeinträchtigen und beschädigende Kollisionen zwischen den Köpfen und den Plattenoberflächen hervorrufen. Dadurch können die Plattenoberflächen verkratzt werden,so daßdieWirksamkeit des Systems zerstört oder wenigstens wesentlich beeinträchtigt wird.

Aus diesem Grund wurden schon zahlreiche Maßnahmen vorgenommen, um Verunreinigungspartikel von den Oberflächen einer Magnetplatte zu entfernen. Eine bekannte Lösung besteht darin, einen flexiblen Kamm oder eine Bürste leicht über die Oberfläche der Platte zu bewegen, nachdem diese auf die Betriebsdrehzahl gebracht worden ist. Die Fasern der Bürste wischen die Partikel von der Platte oder lösen die Partikel lediglich von der Platte ab , so daß sie von der Zentrifugalkraft von der Platte weggeschleudert oder durch die viskose Trägheitskraft der radial längs der Oberfläche der Platte gerichteten Luftströmung weggetragen werden. Ferner kann Luft zwangsmäßig mittels eines Gebläses über die Oberfläche der Platte geleitet werden, so daß hierdurch weiter das Entfernen der von der Plattenoberfläche gelösten Partikel unterstützt wird.

Bei einer anderen Art für ei ne Verunreinigungspartikel einfangende Vorrichtung wird eine sich drehende Magnetplatte so verwendet, daß sich Zonen mit unterschiedlichen statischen Fluid(Luft)drücken in dem Plattengehäui.e aufbauen. Dabei weist eine erste Zone einen ersten statischen Druck und eine zweite Zone einen zweiten statischen Druck

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auf, der um einen ausreichenden Betraq geringer als der erste statische Druck ist, um die'Partikel im Fluid von der ersten zur zweiten Zone über eine äußere Leitung zu bewegen. Die Leitung enthält einen mechanischen Filter, der sämtliche, eine bestimmte Größe von beispielsweise mehr als 0,5 mm (20 Mikroinch) aufweisende Partikel ausfiltert.

Jedoch beseitigt keine der beschriebenen Vorgehensweisen in geeignetem Ausmaß die Verunreinigungspartikel aus dem Gehäuse. Sofern die Verunreinigungspartikel lediglich gelöst und durch die Zentrifugalkraft von der Plattenoberfläche weggeschleudert werden, werden die Verunreinigungspartikel nicht dauerhaft eingefangen, sondern können weiter in der Luft im Gehäuse zirkulieren. Aufgrund des engen Abstands zwischen den Ubertragungsköpfen und den Plattenoberflächen können die in der Luft eingeschlossenen Partikel wieder zwischen die Ubertragungsköpfe und die Plattenoberflächen gelangen, so daß der Ablese-oder Aufzeichnungsvorgang beeinträchtigt wird, und möglicherweise ein permanentes Verkratzen der Plattenoberfläche vorliegt. Da die Verunreinigungspartikel nicht dauerhaft eingefangen werden, setzen sie sich .-uch auf der Plattenoberfläche ab, wenn die Platte zum Stillstand kommt, so daß die Plattenoberfläche bei erneuter Verwendung der Platte abgebürstet werden muß. Darüber hinaus erfordert das Abbürsten eine relativ lange Zeitdauer von beispielsweise etwa 20 Sekunden , wodurch ein erheblicher Verlust an Betriebszeit entsteht, wenn ein häufiger Plattenwechsel vorkommt. Bei dem Verfahren, bei dem die sich drehende Platte eine Druckdifferenz erzeugt, um die Verunreinigungspartikel durch ein Filter zu drücken, ist es schwierig, eine Luftströmung durch den Filter aufgrund des großen vorhandenen Rückdrucks aufrechtzuerhalten.Dies gilt insbesondere, wenn es sich bei dem Filter um einen absoluten Filter handelt, der . so ausgelegt ist, daß er sämtliche Partikel von einem Durchmesser von mehr als 0,5 mm ausscheidet.

Ziel der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung oder ein System sowie ein diesbezügliches Verfahren zu schaffen, mii dem sich im wesentlichen sämtliche schwebenden Verunreinigungspartikel aus dem Inneren des Gehäuses für eine Magnetplatte entfernen lassen.

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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man vorsieht, eine drehbare Magnetplatte, eine Einrichtung zum Drehen der Magnetplatte, so daß das die Platte umgebende Umgebungsfluid sich längs der Plattenoberflächenzum äußeren Umfang der Platte bewegt, ein die Magnetplatte und das Umgebungsfluid einschließendes Gehäuse mit nahe dem Umfang der Magnetplatte befindlichen Seitenwänden und eine an wenigstens einem Bereich der Seitenwände des Gehäuses aufgegebene klebrige Substanz, die die Verunreinigungspartikel im sich längs der Plattenoberfläche zu deren Außenumfang bewegenden Umgebungsfluid permanent einfängt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 wiedergegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Entfernen der Verunreinigungspartikel zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens ein Bereich der Seitenwände des Gehäuses mit einer klebrigen Substanz beschichtet wird, so daß die auf die Substanz auftreffenden Verunreinigungspartikel dauerhaft eingefangen werden.

Erfindungsgemäß werden somit die Verunreinigungspartikel aus dem Gehäuse für die sich drehende Magnetplatte ohne Zuhilfenahme von durch einen Filter gepumpte Luft und ohne Berührung der Plattenoberfläche mit einer bürstenden Vorrichtung entfernt. Das Ausfiltern der Verunreinigungen wird vielmehr dadurch erzielt, daß aufgrund der Drehbewegung der Platte eine induzierte Gas(Luft)-Strömung über die Oberflächen der sich drehenden Platte erzeugt wird. Am Umfang der Platte folgt das Gas einem gekrümmten Weg, wobei das als Folge des gekrümmten Weges hervorgerufene Zentrifugalkraftfeld die Verunreinigungspartikel mit höherer Dichte als das mitgerissene Gas nach außen abscheidet. An dem Bereich des gekrümmten Weges, an dem die Abscheidung besonders stark zu Tage tritt, ist eine Oberfläche der Umhüllung oder des Gehäuses mit einer Substanz versehen, die dauerhaft die Partikel einfängt oder einschließt, die mit der Substanz aufgrund der hohen.auf die Partikel an diesem Bereich des gekrümmten Weges wirkenden Zentrifugalkraft in Berührung kommen. Das Einfanqen

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der Partikel erfolgt durch eine klebrige Substanz, wie beispielsweise ein Hochvakuumfett, wobei Maßnahmen vorgesehen sind, um periodisch eine reine Oberfläche aus der Substanz in die Umgebung des Plattengehäuses einzubringen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Querschnittsansicht eine Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 in Querschnittansicht eine andere Ausfuhrungsform

der erfindungsgemäßen Vorrichtung. j

In Fig. 1 ist im Querschnitt ein Gehäuse oder eine Umhüllung 2 gezeigt, die eine Magnetplatte 3 enthält. Das Gehäuse 2 besteht aus einer Abstützplatte 4, die eine fluiddichte Abdeckung trägt. Die Abdeckung kann an der Abstützplatte bei 6 angelenkt und bei 8 mit einem Klemmechanismus versehen sein. In bekannter Weise wird die Platte 3 von einer Drehspindel 10 getragen und steht mit dieser mechanisch in Verbindung. Die Drehspindel 10 wird von einem allgemein mit 16 angedeuteten Motor angetrieben. Nahe den Oberflächen der Platte 3 sind mittels eines konventionellen Zahnstangen- und Ritzelgetriebes 18 ablesende/aufzeichnende Ubertragungsköpfe 17 angeordnet. Das Getriebe 18 ist mit einem konventionellen Servopositioniermotor 19 verkuppelt.

Selbst wenn man annimmt, daß die geschlossene Vorrichtung nach Fig. in einem sauberen Raum zusammengebaut wurde, um Fremdpartikel vom Inneren des Gehäuses 2 wegzuhalten, hat dennoch die Praxis gezeigt, daß solche Fremdstoffpartikel ihren Weg ins Innere des Gehäuses 2 selbst dann finden, wenn die Vorrichtung in einem sauberen Raum zusammengebaut wurde, und diese Partikel können,wie eingangs beschrieben, zu einem Versagen der Vorrichtung führen. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, die nach dem Zusammenbau im Gehäuse 2 verbleibenden Fremdpartikel zu entfernen.

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Bei den Ubertragungsköpfen 17 kann es sich um eine Bauart bekannt als "Winchester"-Köpfe handein. Bei einer Betriebsgeschwindigkeit der Platte 3 von beispielsweise 1200 Umdrehungen pro Minute reiten oder "fliegen" die Köpfe 17 auf einem dünnen dynamischen Luftfilm über den benachbarten Oberflächen der Platte 3. Der dynamische Luftfilm wird aufgrund der Relativbewegung zwischen den Köpfen 17 und der Platte 3 erzeugt. Der Strömungswiderstand der Platte, an gedeutet durch die segmentierten Pfeile 22, zieht die Luft in den Raum zwischen der Platte 3 und den Ubertragungsköpfen 17, so daß eine luftlagernde Zwischenfläche gebildet wird, die einen ausreichenden Druck aufbaut, um die Köpfe 17 gegen die Vorspannkraft von nicht gezeigten Federn von den benachbarten Oberflächen der Platte wegzuhalten. Gewöhnlich fliegt jeder Kopfe 17 in einem Abstand von 1,27 bis 2,54 nun (50 bis 100 Mikroinch) von der benachbarten Oberfläche der Platte 3.

Der Luftfluß oder die Luftströmung bedingt eine Entfernung der Fremdpartikel aus dem Inneren des Gehäuses 2. Die Drehbewegung der Platte 3 erzeugt sehr große Zentrifugalkräfte, die sich in dem Gehäuse 2 auswirken. Da die Verunreinigungs- oder Fremdpartikel im Vergleich zur Dichte des in dem Gehäuse 2 befindlichen Fluidmediums (Luft) eine sehr hohe Dichte haben, unternehmen die Partikel unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte eine Relativbewegung zu dem von der sich drehenden Platte mitgerissenen Fluidmedium. Dadurch werden die Partikel nach außen in Richtung auf den Umfang der Platte 3 bewegt. Dies bedeutet, daß die Verunreinigungspartikel im wesentlichen dem Fluid in einer Richtung tangential zur Plattenoberfläche folgen, wobei sie radial nach außen zum Umfang der Platte 3 strömen.

Sobald sie am Umfang der Platte 3 angelangt sind, vollen die Verunreinigungspartikel den gekrümmten Weg, dem die mitgerissene Luft folgt, folgen. Aufgrund ihrer relativ hohen Dichte jedoch können die Partikel diesem gekrümmten Weg nicht folgen, sondern werden vielmehr aufgrund der darauf wirkenden Zentrifugalkraft gegen die Seitenwände 24 des Gehäuses 2 geschleudert. An den Seitenwänden des Gehäuses 2 ist jedoch eine klebrige Substanz 25 aufgebracht,

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so daß die Verunreinigungspartikel eingefanger» werden, sobald :ύο gegen die klebrige Substanz geschleudert werden. Die klebrige Substanz kann ein Hochvakuumfett oder irgendein konventioneller Klebstoff sein, der durch den längs der Substanz fließenden Luftstrom nicht ohne weiteres austrocknet. Die klebrige Substanz kann auch ein Klebband sein.

Die auf die nahe den Seitenwänden 24 bewegten Verunreinigungspartikel wirkende Zentrifugalkraft ist am größten an der Stelle, an der die Partikel abrupte Richtungsänderungen durchmachen, da die Zentrifugalkraft umgekehrt proportional zum Krümmungsradius ist. Erfindungsgemäß kann daher die innere Oberfläche der Seitenwände 24 des Gehäuses 2 gemäß Fig. 1 zu toroidalen Oberflächen 26 oberhalb und unterhalb der Oberflächen der Platte 3 gekrümmt sein, wobei die klebrige Substanz 25 auf die toroidalen Oberflächen oder auf Τρίΐρ derselben aufgegeben wird. Mit toroidaler Oberfläche ist eine Fläche gemeint, die durch eine um die Achse der Spindel 10 gedrehte ebene Kurve geschaffen wird. Die Kurve kann ein Kreissegment, eine Ellipse sein oder irgendeine gewünschte geometrische Gestalt haben. Bei einer Platte 3 mit einem Durchmesser von 305 mm (12 Inch) können beispielsweise die Oberflächen 26 einen Querschnitt besitzen, der das Segment von einem Kreis mit einem Durchmesser von 51 mm (2 Inch) darstsllt.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung entfernt die Verunreinigungspartikel alieine durch Ausnützen der Luftströmung, die durch die Drehbewegung der Platte 3 erzeugt wird. Da kein Filtermechanismus verwendet wird, ist das Ausfiltern der Verunreinigungspartikel preisgünstig, wobei sich dennoch sämtliche Verunreinigungspartikel entfernen lassen. Da ferner die Plattenoberflächen keiner abstreifenden Behandlung unterworfen werden, besteht auch nicht die Gefahr,daß die Plattenoberflächen verkratzt werden. Dies führt ferner zu einer wirksameren Verwendung der Platte, da keine Vorbereitungszeit für das Abwischen der Plattenoberflächen notwendig ist. Ferner entfernt die erfindungsgemäße Vorrichtung permanent die Verunreinigungspartikel aus dem Gehäuse, so daß ein Reinigen des Gehäuses bei jeder

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Verwendung der Platte nicht notwendig ist. Ein solches Reinigen ist jedoch bei Vorrichtungen erforderlich, bei denen die Platte lediglich abgebürstet wird und die losgelösten Partikel nicht gesammelt werden.

Im manchen Fällen kann die klebrige Substanz 25 soweit mit Verunreinigungspartikeln durchsetzt werden, daß sie als die Verunreinigungspartikel einfangendes Mittel nicht mehr besonders wirksam ist. Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung,mittels der die klebrige Substanz erneuert werden kann. Teile des Gehäuses 2 sind mit öffnungen 30 versehen, und Teile des nahe den öffnungen 30 liegenden Gehäuses weisen nicht gezeigte U-Führungen auf, die gleitbar eine Platte 32 tragen. Die Platte 32 hat eine größere Länge als die öffnungen 30 und ist so gekrümmt, daß sie einen Teil der Seitenwände des Gehäuses 2 tildet. Die Platte 32 trägt längs ihrer gesamten Länge die klebrige Substanz 25. Falls der im Gehäuse 2 wirksame Bereich der klebrigen Substanz aus diesem oder jenem Grund unwirksam wird, kann die Platte 32 (wie durch die Pfeile angedeutet) so bewegt werden, daß ein frischer Bereich der klebrigen Substanz zum Einsatz im Gehäuse 2 kommt. Die klebrige Substanz kann eine Schutzschicht» beispielsweise ein Wachspapier aufweisen, so daß sie vor Einsatz im Gehäuse 2 nicht verunreinigt wird. Es versteht sich, daß die Schutzschicht, bevor sie ein wirksamer Teil des Gehäuses 2 wird, von dem betreffenden Bereich der klebrigen Substanz abgezogen werden muß.

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Claims (5)

1. V5bSS7

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   Patentansprüche

   (TT) Vorrichtung zum Entfernen von Vcrunrcinigungr.-

   partikeln aus den eine Magnetplatte umgebenden Umgebungsfluid, gekennzeichnet durch eine drehbare Magnetplatte (3), eine Einrichtung (10, 16) zum Drehen der Magnetplatte, so daß das die Platte umgebende Umgebungsfluid sich längs der Plattendber- flachen zum äußeren Umfang der Platte bewegt, ein die Magnatplatte und das Umgebungsfluid einschließendes Gehäuse (2) mit nahö dem Umfang der Magnetplatte befindlichen Seitenwänden (24) undeiiie an wenigstens einem Bereich der Seitenwände des Gehäuses aufgegebe ne klebrige Substanz (25),die die Verunreinigungspartikel im sich längs der Plattenoberfläche zu deren Außenumfang bewegenden Umgebungsf luid permanent einfängt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die klebrige Substanz (25) ein Hochvakuumfett ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (24) gekrümmt sind, um die auf die Verunreinigungspartikel am Umfang der Magnetplatte ('I) wirkende Zentrifugalkraft zu erhöhen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -zeichne t, daß ein Bereich (32) des Gehäuses (2) beweglich ist und die klebrige Substanz (25) auf dem beweglichen Gehäusebfreich aufgegeben ist, so daß die klebrige Substanz ohne Öffnung des Gehäuses aufgrund Bewegung des beweglichen Gehäuseteils erneuert werden kann.
5. 5. Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungspartikeln aus dem eine sich drehende Magnetplatte umgebenden Gehäuse, bei dem die Drehbewegung der Magnetplatte die Verunreinigungspartikel zu den Seitenwänden des Gehäuses bewegt, dadurch g e k e η η ζ e i c h-

   - 10 -

   net, daß wenigstens ein Bereich der Seitenwünde des Gehäusen mit einer klebrigen Substanz beschichtet wird, no daß die auf die Substanz auftreffenden Verunreinigungspartikel dauerhaft eingefangen werden. .

   fi 0 9 R Λ Π / Π R R 9