DE2643998C3

DE2643998C3 -

Info

Publication number: DE2643998C3
Application number: DE19762643998
Authority: DE
Inventors: Walter 8033 Krailling Wachs
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DE2643998B2; DE2643998A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Positionieren eines Magnetkopfes in einem Magnetplattenspeicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I.The invention relates to a device for positioning a magnetic head in a magnetic disk storage device according to the preamble of claim I.

Plattenspeicher unter Verwendung einer dünnen flexiblen, in einem Schutzumschlag enthaltenen magnetisierbaren Platte, Floppy-Disk genannt, sind bekannt. Bei dieser Speicheranordnung wird die Oberfläche der magnetisierbaren Platte zur Aufnahme oder Aufzeichnung von Daten mittels eines Lese-Schreib-Magnetkopfes benutzt. Die Speicherplatte wird mit ihrer Schutzhülle in eine schwenkbare Aufnahmetasche von Hand eingeführt, verklinkt und an das Antriebssystem eines Laufwerkes gekoppelt. Zum spiralförmigen Einschreiben und Auslesen von Daten auf der Speicherplatte ist auf einem bewegbaren Wagen ein radial verschiebbarer Magnetkopf angeordnet, der im Betriebszustand an der Platte aufliegt. Der Wagen ist auf einer Spindel angeordnet, die von einem Schrittmotor angetrieben wird, Zur exakten Ansteuerung der Aufzeichnung*- bzw, Wiedergabespuren auf der Speicherplatte ist es erforderlich, daß die Spindel aus Metall ist und eine konstante Steigung mit sehr engen Toleranzen aufweist. Der Schrittmotor darf bei der Umsteuerung in die andere Drehrichtung keine Hysterese aufweisen. Die hohen Anforderungen an die Positionierung des Magnetkopfes machen den Spindelantrieb sehr kostenintensiv. Disk storage devices using a thin, flexible, magnetizable disk contained in a dust jacket, called a floppy disk, are known. In this memory arrangement, the surface of the magnetizable disk is used for receiving or recording data by means of a read-write magnetic head. The storage disk with its protective cover is inserted by hand into a swiveling receiving pocket, latched and coupled to the drive system of a drive. For the spiral-shaped writing and reading of data on the storage disk, a radially displaceable magnetic head is arranged on a movable carriage and rests on the disk in the operating state. The carriage is arranged on a spindle which is driven by a stepper motor. For precise control of the recording * or playback tracks on the storage disk, it is necessary that the spindle is made of metal and has a constant pitch with very narrow tolerances. The stepper motor must not have any hysteresis when reversing in the other direction of rotation. The high demands on the positioning of the magnetic head make the spindle drive very expensive.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Auswahl von Speicherbahnen in magnetischen Speichergeräten elektronischer Rechenmaschinen oder in ähnlichen Geräten bekannt, bei denen weniger Magnetköpfe als Speicherbahnen vorgesehen sind und zur Auswahl eine Speicherbahn ein oder mehrere Magnetköpfe verschoben werden, bis über der ausgewählten Speicherbahn ein Magnetkopf steht (DE-PS 11 13 844). Bei der bekannten Anordnung ist zum Verschieben der Magnetköpfe entlang der magnetisierbaren Speicher- A device for selecting memory tracks in magnetic storage devices of electronic calculating machines or in similar devices is already known in which fewer magnetic heads are provided than memory tracks and one or more magnetic heads are shifted to select a memory track until a magnetic head is above the selected memory track (DE -PS 11 13 844). In the known arrangement is to move the magnetic heads along the magnetizable storage

fläche eine Zahnstange vorgesehen, die durch ein auf einer Sperradwelle angeordnetes, nur auf dem halben Umfang Zähne aufweisendes Zahnrad bewegt wird. Der Zahnstange ist ein Federglied zugeordnet, das während des Vorschubs der Zahnstange gesperrt und nach demsurface provided a rack, which is arranged on a ratchet shaft by a, only on the half Gear wheel having teeth is moved. The rack is assigned a spring member that during the feed of the rack and locked after Erreichen der Endstellung die Zahnstange in die Ausgangslage zurückbringt. Als Federglied ist eine Zugoder Druckfeder verwendet. Das Zahnrad wird nur in einer Richtung angetrieben. Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß die Zahnstange gegen dasReach the end position of the rack in the Brings back the starting position. A tension or compression spring is used as the spring member. The gear is only in driven in one direction. The known device has the disadvantage that the rack against the

Rückstellmoment verschoben wird. Dadurch ist eine größere Antriebsleistung des Antriebsmotors erforderlich. Die Feder dient lediglich zum Zurückführen der Zahnstange in die Ausgangslage. Es ist somit nicht möglich, die Zahnstange beliebig vorwärts oderRestoring torque is shifted. As a result, a greater drive power of the drive motor is required. The spring is only used to return the Rack in the starting position. It is therefore not possible to move the rack forward or

J5 rückwärts zu steuern. Durch das bei der bekannten Anordnung verwendete Prinzip ist es erforderlich, eine definierte Anfangslage für die Zahnstange exakt festzulegen. Dies geschieht durch eine eigene Kupplungseinrichtung und eine Sperreinrichtung. Durch dieSteer J5 backwards. With the well-known The principle used in the arrangement requires a defined starting position for the rack exactly to be determined. This is done by its own coupling device and a locking device. Through the

■»ο Sperreinrichtung wird ein größerer Verschleiß und ein größeres Geräusch erzeugt.■ »ο locking device is a greater wear and a generates larger noise.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur einfachen und sicheren Positionierung des Magnetkopfes auf der Magnetplatte aufzuzeigen, bei der derThe object of the invention is to provide a device for simple and secure positioning of the magnetic head on the magnetic disk, in which the

« Magnetkopf radial zur Magnetplatte beliebig vorwärts und rückwärts bewegbar und genau positionierbar ist.«Magnetic head radially to the magnetic plate forwards as required and can be moved backwards and positioned precisely.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. Die erfindungsgemä3e Lösung hat den Vorteil, daßThe object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1. The inventive solution has the advantage that

*» die Zahnstange mit dem daran angebrachten Wagen und dem Magnetkopf beliebig vorwärts und rückwärts gesteuert werden kann. Eine definierte Anfangslage für den oteuervorgang ist nicht erforderlich. Die Feder ist nur dafür vorgesehen, um die Zahnstange form- und* »The rack with the attached carriage and the magnetic head can be controlled forwards and backwards at will. A defined starting position for the tax process is not required. The spring is only intended to shape and shape the rack

kraftschlüssig mit dem Schrittmotor zu koppeln und dadurch das Zahn- und Lagerspiel unwirksam zu machen. Dadurch ist es möglich, mit ausreichender Genauigkeit den Magnetkopf auf jede Magnetspur zu positionieren. Die erfindungsgemäBe Lösung erfordertto be positively coupled with the stepper motor and thereby making the tooth and bearing play ineffective. This makes it possible with sufficient Accuracy to position the magnetic head on each magnetic track. The solution according to the invention requires

M) einen geringen Aufwand und ist kostengünstig herstellbar. Die Vorrichtung benötigt nur wenige und wirtschaftlich mit ausreichender Genauigkeit herstellbare Stanz- und Kunststoffspritzteile. Der Wagen kann als kostengünstiges Kunststoffspritzteil ausgeführtM) requires little effort and is inexpensive to manufacture. The device only needs a few and Die-cut and plastic injection-molded parts that can be produced economically with sufficient accuracy. The car can designed as an inexpensive plastic injection-molded part

hj werden, weil sich Temperaturänderungen nicht auf den Abstand zwischen Schrittmotor und Magnetkopf auswirken. Die Zahnstange ist aus Metall, wobei jedoch die Verzahnung aus Kunststoff aufgespritzt ist. Dashj because temperature changes do not affect the The distance between the stepper motor and the magnetic head. The rack is made of metal, however the toothing is injection-molded from plastic. That

Zahn- und Lagerspiel werden durch die Feder herausgedrückt und wirken sich daher nicht auf die Verstellung der Zahnstange aus. Bei Verstellung um eine Spurteilung mit mehreren Motorschritten verringert sich die Abstandstoleranz durch den Schrittwinkelfehler, so daß ein preisgünstiger, handelsüblicher Schrittmotor verwendet werden kann.Tooth and bearing play are pushed out by the spring and therefore do not affect the Adjustment of the rack. Reduced when adjusting by one track pitch with several motor steps the distance tolerance through the step angle error, so that a cheaper, commercially available Stepper motor can be used.

Eine besonders einfache Ausführung des Lagers wird durch ein offenes Schwenklager erreichtA particularly simple design of the bearing is achieved by an open pivot bearing

Die Einrichtung ermöglicht es, ein besonders leicht herzustellendes offenes Schwenklager zu verwenden, das darin besteht, daß an der Zahnstange eine keilförmige Ausnehmung angebracht ist, die sich an einer am Wagen angebrachten verrundeten Nase abstützt. isThe device makes it possible to use an open swivel bearing that is particularly easy to manufacture, that consists in that a wedge-shaped recess is attached to the rack, which is attached to a rounded nose attached to the carriage. is

Durch Anordnung des Magnetkopfes auf dem Wagen in Höhe des offenen Schwenklagers, bezogen auf die Bewegungsrichtung, wirken sich Längenänderungen am Wagen durch Temperaturschwankungen nicht auf den Abstand zwischen Schrittmotor und Magnetkopf aus.By arranging the magnetic head on the carriage at the level of the open pivot bearing, based on the Direction of movement, changes in length on the carriage due to temperature fluctuations do not affect the Distance between stepper motor and magnetic head.

Durch die Verwendung der umspritzten Verzahnung aus Kunststoff auf der Zahnstange und Kunststoffzahnrädern auf der Welle des Schrittmotors ist ein wartungsfreier Betrieb möglich.By using the overmolded teeth made of plastic on the rack and plastic gears Maintenance-free operation is possible on the shaft of the stepper motor.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles, das in der Figur dargestellt ist, erläutert.Details of the invention are based on an advantageous embodiment shown in the figure is shown, explained.

Die Positionierungseinrichtung besteht aus dem Wagen 4, der an den ortsfesten Führungsstangen 1 und 2 verschiebbar gelagert ist und radial zur nicht dargestellten Magnetplatte bewegt wird. Das Verschieben des Wagens geschieht mittels des ortsfesten Schrittmotors 8 über die Zahnstange 6, die sich unter der Wirkung der Druckfeder 5 am Zahnrad 9 des Schrittmotors 8 und mit seiner keilförmigen Ausnehmung 11 an der verrundeten a Nase 10 des Wagens abstützt. Die Zahnstange ist in den Schlitzen 12 und 13 des Wagens geführt. Der Magnetkopf 3 ist in der Bewegungsrichtung des Wagens, etwa in der Höhe des offenen Schwenklagers, das aus der Ausnehmung 11 und der Nase 10 besteht, am Wagen angebracht. Die Verzahnung 7 greift in das Zahnrad 9 ein. Durch die form- und kraftschlüssige Kopplung von Zahnstange 6, Wagen 4 und Schrittmotor 8 werden Zahn- und Lagespiel herausgedrückt und wirken sich iiieht auf die Position des Magnetkopfes 3 aus. Das offene Schwenklager kann auch als Zapfenoder Prismenlage ausgeführt sein.The positioning device consists of the carriage 4, which is slidably mounted on the stationary guide rods 1 and 2 and is moved radially to the magnetic disk, not shown. The displacement of the carriage occurs by means of the fixed pulse motor 8 on the rack 6, the stepping motor is supported under the action of the compression spring 5 to the gear 9 and 8 of its wedge-shaped recess 11 at the rounded a nose 10 of the carriage. The rack is guided in the slots 12 and 13 of the carriage. The magnetic head 3 is attached to the carriage in the direction of movement of the carriage, approximately at the level of the open pivot bearing, which consists of the recess 11 and the nose 10. The toothing 7 meshes with the gear 9. Due to the positive and non-positive coupling of the rack 6, carriage 4 and stepping motor 8, the tooth and positional play are pushed out and affect the position of the magnetic head 3. The open pivot bearing can also be designed as a journal or prism position.

Die Zahnstange 6 kann mit ausreichender Genauigkeit und Formstabilität als Stanzteil aus Metall mit umspritzter Verzahnung aus Kunststoff hergestellt werden. Der Wagen 4 wird vorteilhaft ebenfalls als Kunststoffspritzteil ausgeführt. Durch die Anordnung des Magnetkopfes 3 auf gleicher Höhe mit der Nase 10 sind Abweichungen von der relativen Sollage zwischen Magnetkopf und Schrittmotor vernachlässigbar gering. Bei einer Temperaturänderung sind die Längenände rungen der Zahnstange vernachlässigbar, während die Ausdehnungen des Wagens aus Kunststoff unbeachtlich sind, weil sich der Wagen infolge des Führungsschlitzes 13 entlang der Zahnstange ausdehnen kann, ohne daß sich die Längenänderungen auf die Position des Magnetkopfes und die Stellung des Schrittmotors auswirken.The rack 6 can with sufficient accuracy and dimensional stability as a stamped part made of metal Overmolded teeth are made of plastic. The carriage 4 is also advantageous as Plastic injection molded part. By arranging the magnetic head 3 at the same height as the nose 10 the deviations from the relative nominal position between the magnetic head and the stepper motor are negligibly small. If the temperature changes, the changes in length of the rack are negligible, while the Expansions of the plastic car are insignificant because the car as a result of the guide slot 13 can expand along the rack without the changes in length affecting the position of the The magnetic head and the position of the stepper motor.

Das Antriebszahnrad 9 des Schrittmoiors 8 wird ebenfalls zweckmäßig aus Kunststoff hergestellt. Der Einfluß des Winkelfehlers vom Schrittmotor 8 auf die Positionierung des Magnetkopfes wird durch die Ausführung von mehreren Motorschritten für einen Spurabstand verringert. Bei einer Schrittwinkeltoleranz von ±4% beträgt die Toleranz für einen Spurabstand bei vier Motorschritten je Spurabstand nur noch + 1%. Dadurch kann ein preisgünstiger, handelsüblicher Motor mit größeren Toleranzen verwendet werden.The drive gear 9 of the step mechanism 8 is also expediently made of plastic. Of the Influence of the angle error from the stepping motor 8 on the positioning of the magnetic head is through the Execution of several motor steps for one track spacing reduced. With a step angle tolerance of ± 4%, the tolerance for a track spacing with four motor steps per track spacing is only + 1%. As a result, an inexpensive, commercially available motor with larger tolerances can be used.

Der lastabhängige Winkelfehler, der beim Wechsel der Laufrichtung des Schrittmotors auftritt, kann durch entsprechende Ansteuerung kompensiert werden. Dies ist dadurch möglich, daß die Sollstellung des Motors immer von der gleichen Seite angesteuert wird. Dazu eignet sich besonders vorteilhaft das sogenannte Pilgerschritt-Verfahren. Dadurch wird bei einem Richtungswechsel der Motor jeweils um eine über die Sollstellung hinausgehende Stellung umgesteuert. Danach wird der Motor in die Sollstellung gesteuert.The load-dependent angle error that occurs when changing the direction of rotation of the stepper motor can be caused by corresponding control can be compensated. This is possible because the target position of the motor is always controlled from the same side. The so-called is particularly suitable for this purpose Pilgrimage method. As a result, when the direction changes, the motor is moved by one over the Desired position outgoing position reversed. The motor is then controlled to the target position.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1. Device for positioning a magnetic head in a magnetic disk storage system with a rotatably arranged, flexible, magnetizable plate, in which the magnetic head is attached to the plate surface so as to be radially movable on a carriage that can be displaced via guide rods and the carriage is displaced via a rack attached to the carriage, the teeth of which engage in a drive gear on the stepping motor, characterized in that the rack (6) is mounted at one end (4) and is freely movable at the other end in a guide (13) of the carriage and that between the freely movable end of the rack (6) and a spring (5) is inserted into the carriage, which presses the rack against the drive gear (9) of the stepping motor (8).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange an dem einen Ende in einem offenen Schwenklager am Wagen (4) gelagert ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the rack at one end in an open pivot bearing on the carriage (4) is mounted.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Schwenklager aus einer in der Zahnstange angebrachten keilförmigen Ausnehmung (11), die sich an einer am Wagen angebrachten verrundeten Nase (10) abstützt, gebildet ist.3. Device according to claim 2, characterized in that the open pivot bearing consists of an in the rack attached wedge-shaped recess (11), which is attached to one on the carriage rounded nose (10) is supported, is formed.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf (3) quer zur Verschiebungsrichtung etwa in der Höhe des offenen Schwenklagers der Zahnstange (6) am Wagen angeordnet ist.4. Device according to claim 1, characterized in that the magnetic head (3) transversely to Direction of displacement approximately at the height of the open pivot bearing of the rack (6) on Carriage is arranged.

5. Einrichtung nach Anspruch '. dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (6) aus Metall und der Wagen (4) aus Kunststoff besteht.5. Device according to claim '. characterized in that the rack (6) made of metal and the Carriage (4) is made of plastic.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (6) eine aus Kunststoff aufgespritzte Verzahnung (7) aufweist.6. Device according to claim 5, characterized in that the rack (6) is made of plastic Has sprayed-on toothing (7).

7. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (8) für die Verstellung der Zahnstange um eine Spurteilung mehrere Schritte ausführt.7. Device according to claim I, characterized in that the stepping motor (8) for the adjustment the rack carries out several steps around a track pitch.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (8) bei der Umkehr der Drehrichtung nach dem Pilgerschritt-Prinzip arbeitet.8. Device according to claim 7, characterized in that the stepping motor (8) when reversing the direction of rotation works according to the pilgrim step principle.