DE2753589A1 - Elektromagnetische betaetigungsvorrichtung fuer den antrieb eines einen magnetkopf tragenden armes - Google Patents
Elektromagnetische betaetigungsvorrichtung fuer den antrieb eines einen magnetkopf tragenden armesInfo
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Description
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
heb/se
Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für den Antrieb eines einen Magnetkopf tragenden Armes
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung,
vorzugsweise für den Antrieb eines einen Magnetkopf tragenden Magnetkopfarmes in einem Magnetplattenspeicher.
In der deutschen Patentanmeldung P 22 09 522.3 ist eine elektro
magnetische Betätigungsvorrichtung für den Antrieb eines um einen Winkel verschwenkbaren Armes, der Magnetköpfe zum Aufzeichnen
und Lesen der Spuren einer Magnetplatte trägt, offenbart. Die Betätigungsvorrichtung besteht aus einer von einem
Arm getragenen hohlen Magnetspule und einem Stator, wobei der Tragarm sich längs einer gekrümmten Bahn bewegen kann. Der
Stator ist ein E-förmiger Permanentmagnet mit einem vom Magnetfluß durchsetzten Luftspalt, in dem sich die Spule bewegt. ,
Wenn ein Strom durch die Spule geschickt wird, wird dadurch eine Kraft erzeugt, die den Arm dreht.
Da die Spule aus mehreren Windungen besteht, muß sie auf einen Spulenkörper gewickelt sein. Eine praktische Grenze für die
Arbeitsgeschwindigkeit dieser aus dem Stand der Technik bekannten Betätigungsvorrichtung besteht darin, daß dann, wenn
sehr hohe Ströme durch die Spule geschickt werden, der Spulenkörper sich durch die dabei erzeugte übermäßige Erwärmung verformen
kann.
Gemäß der Erfindung besteht die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung
aus einem übertrager mit einer feststehenden : Primärwicklung, die über einen Magnetkern mit einer aus einer
!verschwenkbaren beweglichen Spule bestehenden Sekundärwicklung gekoppelt ist, sowie aus Mitteln zum Erzeugen eines statischen
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Magnetfeldes, das mit der Wicklung gekoppelt ist und aus mindestens
einem Betätigungsarm, der an der Spule befestigt ist und eine Winkelbewegung auszuführen vermag, so daß beim Anlegen
eines Stromimpulses an die Primärwicklung in der Spule ein Strom induziert wird, der in Verbindung mit dem statischen
Magnetfeld eine Winkelbewegung der Spule und des damit
verbundenen Armes hervorruft.
verbundenen Armes hervorruft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist bei
einem Magnetplattenspeicher zusätzlich zu der soeben beschriebenen elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung eine
Hilfsbetätigungsvorrichtung vorgesehen, die beim Spurnachlauf ein stetiges Drehmoment erzeugt.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den beigefügten Figuren im einzelnen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 schematisch eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 die dazu äquivalente Schaltung,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
P1g. 4 eine isometrische perspektivische Ansicht
j einer weiteren Ausführungsform einer elektro-
; magnetischen Betätigungsvorrichtung gemäß :
! der Erfindung,
Fig# 5 den in Fig. 4 verwendeten Anker,
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Fig. 6 die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 4, die mit einer zusätzlichen Hilfsbetätigungsvorrichtung
ausgerüstet ist, die in einem Magnetplattenspeicher eine stetige Kraft ausübt,
Fig. 7 ein Blockschaltbild zur Darstellung des Spurnachlaufs für die in Fig. 6 dargestellte Betätigungsvorrichtung
,
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform für den Spurnachlauf und
Fig. 9 ein Diagramm zur Darstellung der Einstellung des Ruheflusses für einen möglichst kleinen Spitzenfluß.
In der nachfolgenden Beschreibung werden, soweit als möglich, für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen benutzt.
In Fig. 1 ist schematisch ein aus weichmagnetischem Material bestehender Kern 1 eines Übertragers dargestellt, der eine
Primärwicklung 2 und eine Sekundärwicklung 3 durchsetzt. Die Primärwicklung 2 ist eine aus mehreren Windungen bestehende
Wicklungen, während in den noch zu beschreibenden Ausführungsformen die Sekundärwicklung 3 aus einer einzigen starren Windung
ohne Spulenkörper besteht. Bei anderen Anwendungsgebieten kann die Sekundärwicklung 3 auch entsprechend den konstruktiven
Erfordernissen mehr als eine Windung aufweisen. Die Anordnung aus Magnetkern 1 und Wicklungen 2 und 3 arbeitet
dabei nach Art eines Übertragers. Ein in der Primärwicklung 2 fließender Strom erzeugt ein Induktionsfeld 4, das
mit der Sekundärwicklung 3 gekoppelt wird und durch die Uber-,tragerwirkung
in der Sekundärwicklung 3 einen Strom induziert.
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Die Sekundärwicklung 3 1st als Anker um eine Achse 5 verschwenkbar. Ein Betätigungsarm 6 ist starr mit der Sekundärwicklung 3 verbunden und bewegt sich zusammen mit der Sekundärwicklung 3 über einen Winkel. Ein Permanentmagnet 7
erzeugt ein radiales statisches Magnetfeld 8, das mit der Sekundärwicklung 3 gekoppelt ist. Der Permanentmagnet 7 ist
etwa U-förmig aufgebaut und weist gekrümmte Schenkel 9, 10 auf, deren senkrecht verlaufende Oberflächen einen auf der
Rotationsachse 5 beginnenden Krümmungsradius aufweisen, so daß dadurch ein bogenförmiger Luftspalt gebildet ist. Eine
Seite 11 der Sekundärwicklung 3 liegt zwischen den bogenförmigen Schenkeln 9 und 10/ so daß die Sekundärwicklung 3
mit dem radialen statischen Magnetfeld 8 gekoppelt ist.
Wenn der Primärwicklung 2 ein Stromimpuls 11 zugeführt wird,
dann wird Im Magnetkern 1 ein sich ändernder magnetischer Fluß 4 erzeugt, der in die Sekundärwicklung 3 eingekoppelt
wird und dort einen Strom 12 erzeugt. Die Wechselwirkung zwischen dem induzierten Strom 12 und dem statischen Magnetfeld 8 erzeugt eine Kraft, die eine Winkelbewegung der Sekundärwicklung 3 als Anker bewirkt und damit den Betätigungsarm 6 um einen Winkel um die Achse 5 herum verschwenkt.
Primärwicklung 2, Magnetkern 4 und Sekundärwicklung 3 bilden zusammen einen übertrager und man kann tatsächlich die Betätigungsvorrichtung als normalen Schwingspulenantrieb gemäß der eingangs erwähnten deutschen Patentanmeldung
P 22 09 522.3 betrachten, welcher mit seiner Treiberstufe über einen Übertrager gekoppelt ist. Die Sekundärwicklung des
Übertragers ist Teil der Schwingspule und bewegt sich mit ihr, hat aber auf die Ubertragerwirkung keinen Einfluß.
Vorausgesetzt, es handelt sich um einen idealen Übertrager,
j der nicht in die Sättigung geht, dann ist, von den Eingangs-Iklemmen 12, 13 her gesehen, diese Betätigungsvorrichtung
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elektrisch nicht von einem normalen Schwingspulenantrieb mit einer η Windungen aufweisenden Spule mit einem ähnlichen Magnet
zu unterscheiden, wobei η die Anzahl der Windungen der Primärwicklung ist. Der einzige wesentliche Unterschied ist
die in Fig. 2 parallel zu den Eingangsklemmen liegende Primärinduktivität LP. Da diese Induktivität hoch gemacht werden
kann, braucht sie keine praktische Auswirkung auf das dynamische Verhalten der Treiberstufe zu haben.
Die in Fig. 2 gezeigte äquivalente Schaltung entspricht tatsächlich
dem Betriebsverhalten der Betätigungsvorrichtung. Es sei daraufhingewiesen, daß nicht alle Bauelemente in jeder
Ausführungsform gleich große Bedeutung haben. In der äquivalenten Schaltung ist:
R der Gleichstromwiderstand der Primärwicklung, L die von den Eingangsklemmen 12, 13 her gesehene, durch den
Magnetfluß 4 im Magnetkern 1 hervorgerufene Induktivität, R- stellt die Eisenverluste im Magnetkern 1 dar und
I ι
Rf und L verbrauchen zusammen den Magnetisierungsstrom für
den Magnetkern 1, der von der Primärwicklung 2 geliefert :
werden muß, der jedoch in der Sekundärwicklung 3 keinen ,
entsprechenden Strom hervorruft. Dieser Strom ist norma- j
lerweise klein. '
Ll ist die durch den Streufluß, der die Primärwicklung 2, jedoch nicht die Sekundärwicklung 3 durchsetzt und die verlustbehafteten
Teile des Aufbaus durchdringt, hervorgerufene In- ; duktivität.
Rl ist ein Widerstand, der die mit der Streuinduktivität Ll ver bundenen Verluste darstellt.
Durch richtige Konstruktion lassen sich Ll und Rl klein halten.
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Lc ist die von den Eingangsklemmen 12, 13 her gesehene, durch
den Magnetfluß hervorgerufene Streuinduktivität, welcher die Primärwicklung 2, jedoch nicht die Sekundärwicklung 3 und
die Flußpfade niedriger Verluste, wie z.B. Luft und das Magnetkernmaterial durchsetzt.
C ist, von den Eingangsklemmen 12, 13 her gesehen, ein äquivalenter Kondensator, der durch die Winkelbewegung der Sekundärwicklung 3 erzeugten Gegen-EMK
C = J/Kt2,
wobei J die Trägheit der Sekundärwicklung 3, und Kt die Drehmomentkonstante ist, die durch das Drehmoment definiert ist,
das durch einen in der Sekundärwicklung fließenden Strom von
1 Ampere erzeugt wird.
Fig. 3 zeigt eine erste praktische AusfOhrungsform der Erfindung in Draufsicht, wobei, soweit als möglich, die gleichen
Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind. Die Primärwicklung
2 ist auf einem Spulenkörper 14 aus Transformatorblech aufgewickelt und liefert einen Magnetfluß 4. Ein Permanentmagnet 7 liefert ein statisches Magnetfeld 8 über den zwischen
den beiden Polschuhen 9, 10 liegenden bogenförmigen Luftspalt. Der magnetische Flußpfad 15 führt sowohl den auf das
statische Magnetfeld 8 zurückgehenden Fluß als auch den Streufluß 16 der Primärwicklung.
Ein nichtmagnetischer, nichtleitender Aufbau 17 trägt ein
[Lager 18, um das der Tragarm 6 und die Sekundärwicklung 3 um |die Rotationsachse 5 verschwenkt werden können. Der Anker 3
ist bei 19 mit einer Ausnehmung versehen, um sein Trägheitsmoment herabzusetzen und besteht aus Kupfer- oder Aluminiumguß, so daß man eine mit dem Arm oder mehreren Armen 6 aus
einem Stück bestehende Sekundärwicklung mit niedrigem Widerstand erhält. Der Anker 3 ist dabei ähnlich aufgebaut wie der
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in Fig. 5 gezeigte Anker. Bei Benutzung als Betätigungsvorrichtung
für einen Magnetplattenspeicher trägt jeder Tragarm 6 mindestens einen Lese/Schreibkopf. Die Arbeitsweise der in
Fig. 3 gezeigten Betätigungsvorrichtung ist ähnlich der in Fig. 1 gezeigten Betätigungsvorrichtung und wird nicht erneut
im einzelnen beschrieben. Das Anlegen eines Stromimpulses 11 an die Primärwicklung 2 bewirkt eine Winkelbewegung des Ankers
bzw. der Sekundärwicklung 3 und des Tragarmes 6. Versuche haben gezeigt, daß die Arbeitsgeschwindigkeit dieser Betätigungsvorrichtung
etwa doppelt so hoch ist, wie die der aus dem Stand der Technik bekannten Betätigungsvorrichtung.
Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 3 der primäre Magnetfluß 4 und der statische Magnetfluß 8 einen Teil ihres Flußpfades
gemeinsam haben. In der zweiten, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sini ^lese Flußpfade getrennt.
In Fig. 4 ist ein quadratischer Magnetkern 1 mit der Sekundärwicklung
oder dem Anker 3 gekoppelt und trägt eine in zwei Hälften unterteilte, auf gegenüberliegenden Schenkeln des
Magnetkerns angebrachte Primärwicklung 2, wobei in der Zeichnung jedoch nur die eine Hälfte dargestellt ist. Anker oder diei
Sekundärwicklung 3 ist ein Gußteil, das für eine Winkelbewegung um die Achse 5 an einem Lager 18 über eine zylindrische
Nabe 20 gelagert ist, von der zwei sich verjüngende waagrechte Bügel 21 und 22 ausgehen. Diese Bügel sind
durch einen senkrechten Abschnitt 11 miteinander verbunden und bilden damit die aus einer Windung bestehende, in Fig. 5
gezeigte Sekundärwicklung 3. Der Anker oder die Sekundär- ' wicklung 3 bestehen aus Kupfer- oder Aluminiumguß und stellt
eine robuste Konstruktion mit niedrigem Widerstand dar. Mit dem Anker 3 aus einem Stück bestehend sind zwei Tragarme 6A
und 6B vorgesehen. In Fig. 4 sind nur zwei Arme dargestellt, jedoch ist es durchaus möglich, bei ganz bestimmten Plattenspeichern
mehrere waagrechte Arme vorzusehen. Ein Permanent- ,
j
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magnet 7 mit Mittelschenkeln 9 und 10 erzeugt quer zum bogenförmigen Luftspalt 23, in dem der senkrechte Abschnitt 11 des
Ankers 3 sich bewegen kann, ein radiales Magnetfeld. Sowohl das radiale Magnetfeld als auch der bogenförmige Luftspalt
23 haben ihren Mittelpunkt bei der Rotationsachse 5.
In Fig. 4 ist der Klarheit halber keine Stützkonstruktion gezeigt. Selbstverständlich kann ein Fachmann auf diesem
Gebiet ohne weitere Anstrengungen eine entsprechende, beispielsweise aus Kunststoff bestehende, nichtmagnetische Konstruktion entwerfen, bei der der Anker 3 in bezug auf die
Primärwicklung 2 und dem Permanentmagneten 7 entsprechend angeordnet ist. Die Arbeitsweise der in Fig. 4 gezeigten
Betätigungsvorrichtung ist ähnlich der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Arbeitsweise. Ein der Primärwicklung 2
zugeführter Strom 11 erzeugt im Anker 3 einen Strom 12, der
mit dem statischen Radialmagnetfeld in dem bogenförmigen Luftspalt 23 zusammen eine Winkelbewegung des Ankers 3 hervorruft.
Ein Vorteil der in den Fign. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß die Konstruktion des Ankers keinerlei Beschränkungen dadurch unterworfen ist, daß man, wie im
Stand der Technik, die Sekundärwicklung auf einem Spulenkörper herstellen muß. Der Anker 3 kann, falls gewünscht,
zusammen mit den Tragarmen 6 aus Kupfer oder Aluminium gegossen werden. Die Form kann für ein möglichst kleines Trägheitsmoment und für einen möglichst kleinen Widerstand optimal gewählt werden. Der Anker 3 kann daher mechanisch stabil
sein und auch bei hoher Temperatur ohne Beschädigungen betrieben werden. Die Zuverlässigkeit wird dadurch verbessert,
daß das einzige gewickelte Bauelement, nämlich die Primärjwicklung 2, feststeht und so robust wie möglich gemacht wer-
|den kann, ohne daß dabei Schwierigkeiten wegen Trägheits-Ikräften auftreten.
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Die im Zusammenhang mit den Fign. 1, 3 und 4 beschriebenen Betätigungsvorrichtungen können keine ständig in einer Richtung
wirkende Kraft erzeugen, da dafür der Primärwicklung 2 eine konstante Gleichspannung zugeführt werden müßte. Diese
Spannung würde in der Primärwicklung einen stetig ansteigenden Strom hervorrufen, der schließlich zur Sättigung des
Magnetkernes 1 führen würde. Wenn daher diese Betätigungsvorrichtung in einem Magnetplattenspeicher eingesetzt werden
soll, dann müssen weitere Vorkehrungen getroffen werden, damit wegen Ungleichgewicht und Luftreibung eine in einer Richtung
gerichtete Kraft erzeugt wird. Diese in einer Richtung gerichtete Kraft ist im Vergleich mit der dynamischen Kraft
sehr klein und beträgt im allgemeinen weniger als 0,2 % dieser Kraft.
In der deutschen Patentanmeldung P 26 23 572 der Anmelderin ist eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung nach Art
einer gedruckten Schaltung offenbart, die als Hilfsbetätigungsvorrichtung
in Verbindung mit der in Fig. 4 gezeigten Hauptbetätigungsvorrichtung zur Erzeugung einer kontinuierlichen,
in einer Richtung wirkenden Kraft benutzt werden kann. Diese Kombiantion von Haupt- und Hilfsbetätigungsvorrichtung
zeigt Fig. 6. Man erkennt dort andeutungsweise zwei Magnetplatten 3OA und 3OB, die durch Lese/Schreibköpfe 31A
und 31B auf den Tragarmen 6A bzw. 6B angesteuert werden können. Ein derartiger Zugriff zu Magnetplatten ist allgemein
bekannt und wird hier nicht beschrieben. Die elektromagnetische Hauptbetätigungsvorrichtung mit Anker 3 ist im wesentlichen
eine impulsgesteuerte Betätigungsvorrichtung für eine Bewegung der Tragarme 6A, 6B nach einer ausgewählten Winkelposition.
Die elektromagnetische Hilfsbetätigungsvorrichtung 32 arbeitet dagegen im wesentlichen kontinuierlich und
liefert eine im wesentlichen konstante, auf die Tragarme einwirkende Kraft und hält sie damit in der ausgewählten Winkel-
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position fest. Die Hi !^betätigungsvorrichtung 32 besteht aus
einem mit einer gedruckten Schaltung versehenen Substrat 33 und zwei C-förmigen Permanentmagneten 34, 35, die so angeordnet
sind, daß sie einen sich senkrecht zum Substrat 33 erstreckenden Magnetfluß erzeugen. Das Substrat 33 ist an dem
waagrechten Bügel 21 befestigt und rotiert damit mit dem Anker 3 und trägt auf beiden Seiten eine als gedruckte Schaltung
aufgebaute Spule 36. Wenn der Spule 36 ein konstanter Strom 13 zugeführt wird, dann wird auf die Tragarme. 6Ά, 6B
ein konstantes Drehmoment ausgeübt, das die auf die Tragarme während des Betriebs des Plattenspeichers ständig einwirkenden
Kräfte kompensiert.
Spurnachlauf-Servoschaltungen für Magnetplattenspeicher mit einer üblichen Betätigungsvorrichtung sind allgemein bekannt
und sollen hier nicht beschrieben werden. Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer Spurnachlauf-Servoschaltung für die in
Fig. 6 gezeigte Betätigungsvorrichtung. Ein Positionsfehlersignal wird durch den Tragarm 6 beim Zugriff auf die Datenspuren
einer Magnetplatte 30 über eine Leitung 40 abgegeben. Dieses Positionsfehlersignal gelangt über einen Demodulator
41 an den Servoverstärker 42. Ein Hochpaßfilter 43 siebt alle Niederfrequenten- oder Gleichstromkomponenten der Ausgangsspannung
des Servoverstärkers 43 aus und liefert die Steuerwechselspannung
über Stromtreiber 44 als Strom 11 an die Primärwicklung der Hauptbetätigungsvorrichtung. Außerdem
wird die vom Servoverstärker 42 kommende Spannung über den Stromtreiber 45 als Strom 13 der Spule 36 der Hilfsbetätigungsvorrichtung
32 zugeführt. Wenn daher der Tragarm 6 im Spurnachlaufbetrieb arbeitet, dann wird das Positionsfehlersignal
eine Gleichstrom- und Niederfrequenzkomponente aufweisen, die der Hilfsbetätigungsvorrichtung 32 zugeführt
wird und damit das erforderliche kleine Drehmoment erzeugt. Während dem übergang von einer Spur zur anderen wird das für
die schnelle Bewegung erforderliche hohe Drehmoment fast ausschließlich durch die Hauptbetätigungsvorrichtung geliefert,
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die bei dieser Anordnung kein gleichförmiges Drehmoment liefern muß.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform für den Spurnachlauf. Der Tragarm 6 erzeugt auf der Leitung 40 ein Positionsfehlersignal,
das über den Demodulator 41, den Servoverstärker 42 und den Stromtreiber 44 an den Gleichstromdetektor 50
abgegeben wird. Dieser Detektor leitet den vom Stromtreiber kommenden Steuerstrom nach der Primärwicklung 2 der Hauptbetätigungsvorrichtung
weiter und erzeugt außerdem auf der Leitung 51 ein der Gleichstromkomponente des Steuerstroms proportionales
Signal. Eine steuernde Datenverarbeitungsanlage liefert auf der Leitung 52 ein dem gewünschten ständig fließenden
Strom proportionales Signal, das mit der über Leitung ankommenden Gleichstromkomponente verglichen wird und ein
entsprechendes Gleichstromkorrektursignal erzeugt, das der
Spule 36 der Hilfsbetätigungsvorrichtung über den Servoverstärker und Stromtreiber 53 zugeführt wird.
Dieser Ruhestrom ist der während des Spurnachlaufs der Hauptbetätigungsvorrichtung
zugeführte Gleichstrom und wird durch die steuernde Datenverarbeitungsanlage bestimmt.Diese Bestimmung
wird dabei so getroffen, daß immer dann, wenn die Spur gewechselt werden muß, eine ausreichende Flußänderung
zur Verfügung steht, ohne daß eine Sättigung erfolgt. Bei der in der Mitte der Platte liegenden Spur ist der erforderliche
Strom Null, während bei den innen- bzw. außenliegenden Spuren der hohe Strom einen maximalen Wert (positiv oder
negativ) haben wird, der einen nahe an der Sättigung liegenden Fluß erzeugt.
Das Gleichstromkorrektursignal neigt dabei dazu, die Betätigungsvorrichtung
zu bewegen, wodurch eine Änderung im Positionsfehlersignal erzeugt wird. Die Polarität der Korrekturen
ist so gewählt, daß diese Änderung des Fehlersignals
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den in der Hauptbetätigungswicklung fließenden Strom näher an den gewünschten Strom heranführt. Die Wirkung dieser Anordnung
besteht darin, daß für den Fall, daß während eines Spurnachlaufs ein in einer Richtung wirkendes Drehmoment verlangt
wird, dieses Drehmoment zunächst durch die Hauptbetätigungsvorrichtung geliefert wird. Nach einiger Zeit jedoch
wird dieses gleichförmige Drehmoment durch die Hilfsbetätigungsvorrichtung
und nicht durch die Hauptbetätigungsvorrichtung geliefert.
Der Primärruhestrom kann, wie bereits erwähnt, bei einem anderen Pegel als Null gesteuert werden, wie dies in Fig. 9
gezeigt ist. Wenn der Ruhestrom in der Primärwicklung zu Beginn eines Zugriffsvorgangs dem Winkelabstand des Betätigungsarmes
von der Mitte seiner Bewegung proportional ist, dann lassen sich die absoluten Anforderungen an flußführende Teile
in dem Induktionskreis und damit die Masse des Eisens verringern. In Fig. 9 ist der Fluß im Magnetkern 1 über der
Zeit für einen kontinuierlichen Zugriff von einem Endwert zum anderen aufgetragen. Wird eine Steuerspannung zugeführt,
dann steigt der Fluß linear an. Da die Beschleunigungszeit länger ist als die Verzögerungszeit, ergibt sich über den
gesamten Zugriff eine restliche Flußänderung. Wird nunmehr ein Zugriff in der entgegengesetzten Richtung durchgeführt,
dann geht der Fluß wieder nach Null, nachdem er zunächst beim Umschaltzeitpunkt von Beschleunigung auf Verzögerung einen
Spitzenwert durchlaufen hat. Man sieht aus Fig. 9, daß sich der maximale Fluß dadurch verringern läßt, daß man den ersten
Zugriff bei A* beginnt, d.h. ausgehend von einem Ruhestrom.
Man könnte auch die Sättigung dazu einsetzen, die Geschwindigkeit,
mit der die Betätigungsvorrichtung am Endanschlag auftrifft, wenn beispielsweise der Treiber durch Kurzschluß
ausfällt, zu begrenzen. Wenn das Eisen im Magnetkern gerade
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dazu ausreicht, daß ein Zugriff über den vollen Bereich bei größtmöglicher Geschwindigkeit ohne Sättigung möglich ist,
dann wird in dem Augenblick, bei dem der Treiber von Beschleunigung auf Verzögerung umschalten muß, um an der Zugriff
sgrenze anzuhalten, die Sättigung einsetzen. Die Gegen-EMK im Anker wird dabei einen Bremsstrom liefern und die
Betätigungsvorrichtung würde sich verzögern, zwar nicht so schnell, wie dies bei der normalen Verzögerung durch die
Treiberschaltung der Fall wäre, jedoch immer noch brauchbar.
Beispielsweise beträgt für die in Fig. 3 dargestellte Betätigungsvorrichtung
die Grenzgeschwindigkeit, bei der es möglich ist den Endanschlag nach Beschleunigung über den
gesamten Datenbereich zu erreichen, 36,2 Bogengrade je Sekunde. Benutzt man zur Begrenzung dieser Geschwindigkeit
die Sättigung, dann verringert sich diese Geschwindigkeit auf 25,2 Bogengrade je Sekunde, ohne daß dadurch das Betriebsverhalten
leidet und man spart 25 % Eisen ein. Nimmt man eine geringfügige Verschlechterung des Betriebsverhaltens
für lange Zugriffe in Kauf, dann könnte die Grenzgeschwindigkeit bei Ausfall noch weiter reduziert werden.
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H 0 9 8 7 L> / 0 6 8 U
Claims (12)
- PATENTANSPRÜCHEElektromagnetische Betätigungsvorrichtung mit einem aus einer feststehenden Primärwicklung eines Übertragerkerns und einer damit gekoppelten Sekundärwicklung in Form einer beweglichen Spule, einem ein mit der beweglichen Spule gekoppeltes statisches Magnetfeld erzeugenden Magneten und mindestens einem mit der Spule verbundenen mit dieser beweglichen Arm, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (3) des Übertragers aus einer um eine Achse (5) verschwenkbaren, freitragenden Spule mit nur einer Wicklung besteht, deren einer senkrechter Abschnitt (11) in einem bogenförmigen Luftspalt eines Permanentmagneten (7) in einem radial gerichteten Magnetfeld (8) verschwenkbar ist.
- 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ubertragerkern (1) einen geschlossenen magnetischen Fußpfad (4) aufweist, der von dem das statische Magnetfeld erzeugenden Magneten (7, 9, 10) getrennt ist.
- 3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung aus einem Gußteil aus einem Metall mit geringem Widerstand, beispielsweise aus Kupfer- oder Aluminiumguß besteht.
- 4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (3) etwa rechteckig ist.\
- 5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tragarm (6) in der gleichen Ebene liegt wie die Sekundärwicklung.UK 975 OTZ 809825/06*4
- 6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (6A, 6B) mindestens einen Magnetkopf (31A, 31B) zum Lesen und/oder Schreiben von magnetisch aufzeichenbarer Information trägt.
- 7. Betätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung im wesentlichen rechteckig ist.
- 8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (3) und mindestens ein Tragarm in der gleichen Ebene liegen.
- 9. Betätigungsvorrichtung für eine Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine HilfsbetätiJungsvorrichtung (32, 33, 34, 35, 36) vorgesehen ist, die während eines Spurnachlaufs ständig ein Drehmagnet auf die Hauptbetätigungsvorrichtung ausübt.
- 10. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Hauptbetätigungsvorrichtung verbundene Hilfsbetätigungsvorrichtung eine Spule(36) aufweist, die ständig von einem Strom durchflossen sein kann.
- 11. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Servosteuerung (Fig. 7; Fig. 8) vorgesehen ist, die während der Einstellung auf eine gewünschte Spur einen Strom für ein relativ hohes Drehmoment an die Haupteinstellvorrichtung und währenddes Spurnachlaufs einen zweiten Strom für ein relativ ' kleines Drehmoment an die Hilfsbetätigungsvorrichtung liefert.UK 976 012809825/0684
- 12. Betätigungsvorrichtung nach Ansprch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Servosteuerung einen von der Spurposition abhängigen Ruhestrom an die Hauptbetätigungsvorrichtung liefert, so daß beim Spurwechsel eine möglichst große Flußänderung auftritt.UK 976 012 80982S/068A
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: GAUGEL, H., DIPL.-ING., PAT.-ASS., 7030 BOEBLINGEN |
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D2 | Grant after examination | ||
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