DE2753589C2

DE2753589C2 - Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für den Antrieb eines um einen Winkel schwenkbaren Armes

Info

Publication number: DE2753589C2
Application number: DE2753589A
Authority: DE
Inventors: Christopher Norman Eastleigh Hampshire Wallis
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-12-20
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1986-08-21
Also published as: US4145725A; FR2374719A1; DE2753589A1; CA1085901A; JPS6145298B2; JPS5388710A; FR2374719B1; GB1528539A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der DE-OS 22 09 522 ist eine elektromagnetische 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 Stator ein E-förmiger Permanentmagnet mit einem vom Magnetfluß durchsetzten Luftspalt ist, 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.

Aus der Veröffentlichung »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Bd. 15, Nr. 1, Juni 1972, Seiten 93/94 ist eine bereits elektromechanische Betätigungseinrichtung für eine lineare Bewegung bekannt, die einen Übertrager mit Primärwicklung und beweglicher Sekundärwicklung umfaßt, wobei außerdem ein statisches Magnetfeld vorgesehen ist Die Sekundärwicklung ist dabei in einen ersten Teil, der die eigentliche Sekundärwicklung bildet und in einen zweiten Teil, der mit dem statischen Magnetfeld zusammenwirkt aufgespalten.

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine elektromechanische Betätigungsvorrichtung für den Antrieb eines um einen Winkel schwenkbaren Armes anzugeben, die eine extrem geringe Masse aufweist und mit einer freitragenden verschwenkbaren Spule mit nur einer Windung auskommt

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 schematisch eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 die dazu äquivalente Schaltung,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 4 eine isometrische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 5 den in F i g. 4 verwendeten Anker,
F i g. 6 die Betätigungsvorrichtung gemäß F i g. 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 F i g. 6 dargestellte Betätigungsvorrichtung,

Fig.8 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform für den Spurnachlauf und

Fi g. 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 F i g. 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 gekuppelt wird und durch die

Übertragerwirkung in der Sekundärwicklung 3 einen Strom induziert

Die Sekundärwicklung 3 ist 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 radiale? 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, dersn senkrecht verkaufende 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 /1 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 /2 erzeugt Die Wechselwirkung zwischen dem induzierten Strom /2 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 Übertragerwirkung keinen Einfluß.

Vorausgesetzt, es handelt sich um einen idealen Übertrager, der nicht in die Sättigung geht, dann ist, von den Eingangsklemmen 12, 13 her gesehen, diese Betätigungsvorrichtung 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 F i g. 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 F i g. 2 gezeigte äquivalente Schaltung entspricht tatsächlich dem Betriebsverhalten der Betätigungsvorrichtung. Es sei darauf hingewiesen, daß nicht alle Bauelemente in jeder Ausführungsform gleich große Bedeutung haben. In der äquivalenten Schaltung ist: R_n der Gleichstromwiderstand der Primärwicklung,
Lp die von den Eingangsklemmen 12,13 her gesehene, durch den Magnetfluß 4 im Magnetkern 1 hervorgerufene Induktivität,
stellt die Eisenverluste im Magnetkern 1 dar, und

und Lp 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 normalerweise klein.

L 1 ist die durch den Streufluß, der die Primärwicklung 2, jedoch nicht die Sekundärwicklung 3 durchsetzt und die verlustbehafteten Teile des Aufbaus durchdringt, hervorgerufene Induktivität.

R 1 ist ein Widerstand, der die mit der Streuinduktivität L 1 verbundenen Verluste darstellt

Durch richtige Konstruktion lassen sich L 1 und R 1 klein halten.

Lc ist die von den Eingangsklemmen 12,13 her gesehene, durch den Magnetfluß hervorgerufene Streuinduktivität, weiche die Primärwicklung 2, jedoch nicht die Sekundärwicklung 3 und die Flußpiade niedriger ίο Verluste, wie z. B. Luft und das Magnetkernmaterial durchsetzt

C ist, von den Eingangskiemmen 12,13 her gesehen, ein äquivalenter Kondensator, der durch die Winkelbewegung der Sekundärwicklung 3 erzeugten Gegen-EMK

C= J/Kt \

wobei /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.

F i g. 3 zeigt eine erste praktische Ausführungsform 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 in F i g. 5 gezeigte Anker. Bei Benutzung als Betätigungsvorrichtung für einen Magnetplattenspeicher trägt jeder Tragarm 6 mindestens einen Lese/Schreibkopf. Die Arbeitsweise der in F i g. 3 gezeigten Betätigungsvorrichtung ist ähnlich der in F i g. 1 gezeigten Betätigungsvorrichtung und wird nicht erneut im einzelnen beschrieben. Das Anlegen eines Stromimpulses /1 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 F i g. 3 der primäre Magnetfluß 4 und der statische Magnetfluß 8 einen Teil ihres Flußpfades gemeinsam haben. In der zweiten, in Fig.4 dargstellten Ausführungsform sind diese 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 die 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 F i g. 5 gezeigte Sekundärwicklung 3. Der Anker oder die Sekundärwicklung 3 bestehen aus Kupferoder Aluminiumguß und stellt eine robuste Konstruktion mit niedrigem Widerstand dar. Mit dem Anker 3 aus einem Stück bestehend sind zwei Tragarme 6/4 und 65 vorgesehen. In Fig.4 sind nur zwei Arme darge-{; j stellt, jedoch ist es durchaus möglich, bei ganz bestimmten Plattenspeichern mehrere waagrechte Arme vorzusehen. Ein Permanentmagnet 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 F i g. 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 F i g. 4 gezeigten Betätigungsvorrichtung ist ähnlich der im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Arbeitsweise. Ein der Primärwicklung 2 zugeführter Strom /1 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 F i g. 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 erwünscht, 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 mecha-■ nisch stabil sein und auch bei hoher Temperatur ohne Beschädigungen betrieben werden. Die Zuverlässigkeit wird dadurch verbessert daß das einzige gewickelte Bauelement, nämlich die Primärwicklung 2, feststeht und so robust wie möglich gemacht werden kann, ohne daß dabei Schwierigkeiten wegen Trägheitskräften auftreten.

Die im Zusammenhang mit den Fig. 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 Kombination von Haupt- und Hilfsbetätigungsvorrichtung zeigt Fig.6. Man erkennt dort andeutungsweise zwei Magnetplatten 30Λ und 305, die durch Lese/ Schreibköpfe 31A und 315 auf den Tragarmen 6/4 bzw. 65 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 6/4, 65 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 Winkelposition fest. Die Hilfsbetätigungsvorrichtung 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 /3 zugeführt wird, dann wird auf die Tragarme 6/4, 65 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 F i g. 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 /1 an die Primärwicklung der Hauptbetätigungsvorrichtung. Außerdem wird die vom Servoverstärker 42 kommende Spannung über den Stromtreiber 45 als Strom /3 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, 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 44 kommenden Steuerstrom nach der Primärwicklung 2 der Hauptbetätigungsvorrichtung weiter und erzeugt außerdem auf der Leitung 51 ein der Gleichstromkomponente des Steuer-

Stroms proportionales Signal. Eine steuernde Datenverarbeitungsanlage liefert auf der Leitung 52 ein dem gewünschten ständig fließenden Strom proportionales Signal, das mit der über Leitung 51 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 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 F i g. 9 gezeigt ist. Wenn der Ruhestrom in der Primärwicklung zu Beginn eines Zugriffsvorgangs dem Winkelabstand des Betätigungsarms 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 F i g. 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 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 Zugriffsgrenze 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 F i g. 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 Bbgengrade 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.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung für den Antrieb eines um einen Winkel schwenkbaren Armes mit einem aus einer feststehenden Primärwicklung eines einen geschlossenen magnetischen Flußpfad bildenden Übertragerkerns und einer damit gekoppelten Sekundärwicklung in Form einer um einen Winkel verschwenkbaren Sekundärwicklung, einem ein mit der Sekundärwicklung gekoppelten statisches Magnetfeld erzeugenden Magneten und mindestens einem mit der Sekundärwicklung verbundenen mit dieser beweglichen Arm, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (3) aus einer um eine Achse (5) verschwenkbaren, freitragenden rechteckigen Spule mit nur einer Windung besteht, deren zweiter senkrechter Schenkel (11) in einem kreisbogenförmigen Luftspalt eines Permanentmagneten (7) in einem radial gerichteten Magnetfeld (8) verschwenkbar ist

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung aus einem Gußteil aus einem Metall mit geringem Widerstand, beispielsweise aus Kupfer- oder Aluminiumguß besteht

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Magnetkopf-Tragarm (6) in der gleichen Ebene liegt wie die Sekundärwicklung.

4. Betätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, für einen Magnetplattenspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsbetätigungsvorrichtung (32,33,34,35,36) vorgesehen ist, die während eines Spurnachlaufs ständig ein Drehmoment auf die Betätigungsvorrichtung ausübt.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Betätigungsvorrichtung verbundene Hilfsbetätigungsvorrichtung eine Spule (36) aufweist, die ständig von einem Strom durchflossen sein kann.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Servosteuerung (Fig.7; 8) vorgesehen ist, die während der Einstellung auf eine gewünschte Spur einen Strom für ein relativ hohes Drehmoment an die Betätigungsvorrichtung und während des Spurnachlaufs einen zweiten Strom für ein relativ kleines Drehmoment an die Hilfsbetätigungsvorrichtung liefert.