DE2830828C3

DE2830828C3 -

Info

Publication number: DE2830828C3
Application number: DE2830828A
Authority: DE
Inventors: Michael Roy San Jose Calif. Hatch (V.St.A.)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1981-01-15
Also published as: SE7809227L; NO150255B; IE781537L; GB2005454B; CA1109557A; NO150255C; BR7805656A; IT7827411A0; FR2404886B1; SU921475A3; SE426112B; DK151739C; FR2404886A1; FI782943A; FI67141C; ZA784308B; DE2830828B2; DK151739B; FI67141B; JPS5455408A

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger für einen Stapel von drehbaren Speicherplatten, insbesondere für einen Magnetplattenspeicher, an dem das Drehlager der Speicherplatten und das Lager von mindestens einem Antriebsmotor für mindcstens t'jen in Radialrichtung einstellbaren Tragann angeordnet sind, der Lese-/ Schreibköpfe trägt, die auf die Auf -ichnungsspuren der Speicherplatten einstellbar sind.The invention relates to a carrier for a stack of rotatable storage disks, in particular for one Magnetic disk storage on which the rotary bearing of the storage disks and the bearing of at least one Drive motor for at least t'jen in radial direction adjustable Tragann are arranged, the read / write heads that on the recording tracks of the Storage disks are adjustable.

Es ist bekannt (US-PS 38 15 150), den Träger für einen Magnetplattenspeicher so auszubilden, daß dieser T-förmige Profilteile aufweist, an deren Mittelstücken jeweils die Antriebsspindel der drehbaren Magnetplatte ■nd der Antriebsmotor für die Einstellung des Magnetkopftragarmes gelagert sind. Die in einem rechten Winkel zueinander angeordneten Mittelstücke der T-Profile bilden für den Magnetplattenspeicher tinen einseitig offenen Rahmen, an dessen offener Stirnseite Magnetplatten wahlweise an der Antriebs- «pindel einsetzbar und von dieser entnehmbar sind. Der offenen Stirnseite gegenüberliegend befindet sich das Mittelstücke eines T-Profilteils, an dem der Antriebsmotor des Magnetkopftragarms befestigt ist. Die Anordnung eines zusätzlichen Magnetkopftragarms in diametraler Position zu dem bereits vorhandenen Tragarm, ist bei dieser bekannten Anordnung nicht möglich.It is known (US-PS 38 15 150), the carrier for a To train magnetic disk storage that this has T-shaped profile parts, at the middle pieces the drive spindle of the rotatable magnetic plate and the drive motor for setting the Magnet head support arm are stored. The middle pieces arranged at right angles to each other the T-profiles form tinen frames open on one side for the magnetic disk storage, and the open frame on the latter Front face magnetic plates can optionally be used on and removed from the drive spindle. Of the Opposite the open end face is the middle piece of a T-profile part on which the drive motor is located of the magnetic head support arm is attached. The arrangement of an additional magnetic head support arm in diametrical Position in relation to the already existing support arm is not possible with this known arrangement.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Träger für einen Stapel von drehbaren Speicherplatten, insbesondere für einen Magnetplattenspeicher mit tinem oder mehreren Magnetkopftragarmen so auszubilden, daß er bezüglicher der im Betrieb auftretenden thermischen und dynamischen Kräften eine hohe Biege- «nd Verwindungssteifigkeit aufweist.It is the object of the present invention to provide the carrier for a stack of rotatable storage disks, to be designed in such a way, in particular for a magnetic disk storage system with tinem or more magnetic head support arms, that it has a high bending strength with regard to the thermal and dynamic forces occurring during operation «Nd torsional stiffness.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der Träger als ein den Plattenstapel und den oder die Antriebsmotoren umschließender symmetrischer Rahmen ausgebildet ist, der zwei in einem Abstand gegenüberstehende Rahmertteiie enthält, die eine gemeinsame Längsschnittebene aufweisen, die zu den Ebenen der Aüfzeichriüngsflä^ chen der Speicherplatten parallel ausgerichtet ist, und welche annähernd die Ebene bildet, in welcher die Resultierende der Antriebskräfte von einem oder mehreren Antriebsmotoren der Tragarme wirkt, und in welcher annähernd der Schwerpunkt der aus dem Plattenstapel, den Tragarmen und deren Antriebsmotoren gebildete Anordnung liegt.This object is achieved according to the present invention in that the carrier as a Plate stack and the drive motor or motors enclosing symmetrical frame is formed, the two at a distance opposite frame parts contains, which have a common longitudinal sectional plane that leads to the planes of the Aüfzeichriüngsflä ^ Chen of the storage disks is aligned parallel, and which approximately forms the plane in which the Resultant of the driving forces of one or more drive motors of the support arms acts, and in which is approximately the center of gravity of the plate stack, the support arms and their drive motors formed arrangement lies.

Durch eine Anordnung der genannten Art besteht die Möglichkeit, den Magnetkopf eines Magnetplattenspeichers, der mit hoher Dichte der Aufzeichnun^sspurenAn arrangement of the type mentioned makes it possible to use the magnetic head of a magnetic disk memory, the one with a high density of recorded tracks

ίο betrieben wird, mit großer Genauigkeit auf eine ausgewählte Aufzeichnungsspur einzustellen, unabhängig davon, ob auf den Träger erhebliche dynamische oder thermische Kräfte einwirken.
Die Erfindung wird anhand von Abbildungen näher erläutert Es zeigtίο is operated to set with great accuracy on a selected recording track, regardless of whether significant dynamic or thermal forces act on the carrier.
The invention is explained in more detail with reference to figures. It shows

Fig. 1—3 das Schema eines Magnetplattenspeichers, dessen Träger bei Betriebsbedingungen durch auf ihn einwirkenden Kräfte verformt wird,Fig. 1-3 shows the diagram of a magnetic disk storage, whose carrier is deformed under operating conditions by forces acting on it,

F i g. 4 die Seitenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Plattenspeichers,F i g. 4 shows the side view of a disk storage device designed according to the invention;

F i g. 5A und 5B die Gesamtanordnung eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführten Magnetplattenspeichers, mit besonderer Anordnung der Einzelteile in perspektivischer AnsichtF i g. 5A and 5B show the overall arrangement of a magnetic disk memory constructed in accordance with the present invention; with a special arrangement of the individual parts in a perspective view

Der in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Magnetplattenspeicher ist befestigt an einem Träger 10, der durch federnde Befestigungselemente 12 mit uer Grundplatte 11 verbunden ist An der Oberseite des plattenförmigen Trägers 10 ist der Antriebsmotor 13 des Magnetkopftragarms 14 befestigt. Der Antriebsmotor 13 des Magnetkopftragauns ist ein Tauchspulenmotor, dessen Tauchspule 13a den Magnetkopftragarm 14 bezüglich der Antriebsspindel 17 der Magnetplatten 16 in radialer Richtung bewegt, wodurch Magnetköpfe 15 auf ausgewählte Aufzeichnungsspuren der Magnetplatten 16 eingestellt werden.The in the F i g. 1 to 3 illustrated magnetic disk storage is attached to a carrier 10 which is through resilient fastening elements 12 with uer base plate 11 is connected to the top of the plate-shaped The drive motor 13 of the magnetic head support arm 14 is attached to the carrier 10. The drive motor 13 of the Magnetic head support arm 14 is a moving coil motor, the moving coil 13a of which is related to the magnetic head support arm the drive spindle 17 of the magnetic disks 16 moves in the radial direction, whereby magnetic heads 15 on selected recording tracks of the magnetic disks 16 are set.

Wenn der Magnetkopftragarm 14 durch den Antriebsmotor 13 eingestellt wird, ergeben sich gemäß der Darstellung nach Fig.2 Reaktionskräfte Fl am Lager des Antriebsmotors 13. Da die h&jptachse 10a des Trägers 10 unterhalb der am Antriebsmotor 13 angreifenden Kraft FX in einem Abstand von Kl verläuft, wird eine Biegemoment der Größe FX χ Kl erzeugt, das auf den Träger einwirkt. Biegemomente dieser Art wirken immer dann auf den Träger 10 ein, wenn der Magtutkopftragarm in Richtung der Antriebsspindel 17 beschleunigt wird. Es ergibt sich ferner eine Kraft F2, die am Träger 10 im Abstand von K2 von der Hauptachse fOa angreift. Dieses BiegemomentWhen the Magnetkopftragarm 14 is set by the drive motor 13, arising as shown by Fig.2 reaction forces Fl on the bearing of the drive motor 13. Since the h & jptachse 10a of the support 10 extends below the acting on the drive motor 13 force FX at a distance of Kl, a bending moment of the size FX χ Kl is generated, which acts on the beam. Bending moments of this type always act on the carrier 10 when the magnet head support arm is accelerated in the direction of the drive spindle 17. There is also a force F2 which acts on the carrier 10 at a distance of K2 from the main axis fOa. This bending moment

so ergibt sich durch die am Massenschwerpunkt des Plattenstapels wirkende resultierende Masse des Plattenspeichers, die durch Kräfte des Antriebsmotors beschleunigt wird. Diese Biegemomente können erhebliche Werte erreichen, wenn zeitlich aufeinanderfolgende Antriebskräfte des Antriebsmotors 13 im Bereich der Eigenfrequenz der Gesamtanordnunj lie ;en. In diesem Fall kann eine Ausbiegung der Träger 10 erfolgen, wie dies aus der Darstellung der Fig.3 hervorgeht. Der Magnetkopftragarm 14 erhält dadurch eine Schrägstel lung, weiche eine fehlerhafte Spureinstellung der Magnetköpfa bewirkt. Betriebsfchler dieser Art können durch erhöhte Festigkeit des plattenförmigen Trägers 10 vermieden werden. Daraus ergibt sich jedoch ein höherer Materialaufwand, der das Gesamtgewicht des Magnetplattenspeichers erhöhtthe resulting mass of the disk storage system, acting at the center of mass of the disk stack, which is accelerated by the forces of the drive motor. These bending moments can be considerable Achieve values when successive driving forces of the drive motor 13 are in the range of The natural frequency of the overall arrangement. In this In this case, the supports 10 can be bent, as can be seen from the illustration in FIG. Of the Magnetic head support arm 14 thereby receives an inclination, soft an incorrect tracking of the Magnetköpfa causes. Workers of this kind can can be avoided by increased strength of the plate-shaped carrier 10. However, this results in a higher cost of materials, which increases the total weight of the magnetic disk storage

Der plattenförmige Träger 10 erhält ferner gemäß der Darstellung nach Fig,3 eine Biegung durch die Wirkung von Temperaturunterschieden, die zwischenThe plate-shaped carrier 10 is also given a bend by the, as shown in FIG Effect of temperature differences between

der Oberseite und der Unterseite des Trägers 10 bestehen. Innerhalb des Gehäuses 18 des Magnetplattenspeichers ergibt sich eine Erwärmung in den Zwischenräumen der Magnetplatten 16 durch die mit hoher Geschwindigkeit bewegten Luftmoleküle, wenn der Plattenstapel mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird. Eine andere Wärmequelle ergibt sich durch den Antriebsmotor 13, der mit sehr hohen Erregerströmen betrieben wird.the top and bottom of the carrier 10 exist. Inside the housing 18 of the magnetic disk memory there is a heating in the Gaps between the magnetic disks 16 by the air molecules moving at high speed, if the stack of plates is rotated at high speed. Another heat source results from the Drive motor 13, which is operated with very high excitation currents.

Die Fig.4 zeigt den in einem Gehäuse drehbar angeordneten Stapel von koaxial angeordneten Magnetplatten 32. Beide Oberflächen dieser Magnetplatten sind mit einem magnetischen Material beschichtet, an dem Informationsdaten in konzentrischen Kreisspuren aufgezeichnet werden. Die Magnetplatten 32 des Stapels 33 sind mit einer Nabe 34 verbunden, die an der Antriebsspindel 35 befestigt ist. Die Antriebsspindel 35 ist an den Kugellagern 36 drehbar gelagert, so daß sie über die Riemenscheibe 37 mit einem Antriebsmotor verbunden werden kann. Das Gehäuse 38 des Plattenspeichers ist verstärkt durch Verstärkungsrippen 39.4 shows the rotatable in a housing arranged stack of coaxially arranged magnetic disks 32. Both surfaces of these magnetic disks are coated with a magnetic material on which information data is in concentric circular tracks to be recorded. The magnetic disks 32 of the stack 33 are connected to a hub 34 which is attached to the Drive spindle 35 is attached. The drive spindle 35 is rotatably mounted on the ball bearings 36 so that they can be connected to a drive motor via the pulley 37. The housing 38 of the The disk storage is reinforced by reinforcing ribs 39.

Die beiden Sätze von Magnetköpfen 40a und 4Oi, die an den radial einstellbaren Magnetkopftragarmen 41 befestigt sind, dienen der Aufzeichnung/Abfühlung von Datensignalen an den Magnetplatten 32. Die Magnetkopftragarme 41 sind einander diametral gegenüberstehend am Umfanp des Plattenstapels angeordnet. Die Tauchspule 42 eines als Tauchspule ausgebildeten Antriebsmotors 43 ist am Ende des Magnetkopftragarmes 41 befestigtThe two sets of magnetic heads 40a and 40i attached to the radially adjustable magnetic head support arms 41 are attached, are used to record / sense data signals on the magnetic disks 32. The magnetic head support arms 41 are arranged diametrically opposite one another on the periphery of the plate stack. the Plunger coil 42 of a drive motor 43 designed as a plunger coil is at the end of the magnetic head support arm 41 attached

Wie aus F i g. 5A hervorgeht, besteht jeder Antriebsmotor 43 aus einem Stator 44 mit den beiden Elektromagneten 45a und 45b, die in einem Abstand zum Polstück 46 und einem mittleren, nicht dargestellten Polstück angeordnet und mit der rückseitigen Jochplatte 47 verbunden sind. Die Polstücke sind in Radialrichtung durch einen ringförmigen, nicht näher dargestellten Luftspalt in radialem Abstand angeordnet. Die axiale Bewegung der Tauchspule 42 erfolgt durch einen Erregerstrom in einer ausgewählten Tauchspule, wodurch die Magnetköpfe 40a und 40ό eines Magnetkopftragarms 41 auf ausgewählte Aufzeiclniungsspuren eingestellt werden.As shown in FIG. 5A, each drive motor 43 consists of a stator 44 with the two electromagnets 45a and 45b, which are arranged at a distance from the pole piece 46 and a central pole piece, not shown, and are connected to the yoke plate 47 on the rear side. The pole pieces are arranged at a radial distance in the radial direction through an annular air gap, not shown in detail. The axial movement of the plunger coil 42 is carried out by an excitation current in a selected plunger coil, whereby the magnetic heads 40a and 40ό of a magnetic head support arm 41 are set to selected recording tracks.

Wie Fig.5B hervorgeht, enthält der Magnetplattenspeicher einen Träger 50, der als ein die Stapelachse umschließender symmetrischer Rahmen ausgebildet ist Der Träger 50 besteht aus den beiden in einem Abstand gegenüberstehenden Rahmenteilen 51a und 5lb, die eine gemeinsame Längsschnittebene 54 aufweisen. An der Innenseite eines jeaen der beiden Rahmenteile ist eine Befestigungsklammer 52 bzw. 53 für die Befestigung eines der Antriebsmotoren 43 vorgesehen.As FIG.5B is apparent, the magnetic disk memory comprising a carrier 50 which is formed as a stacking axis enclosing symmetrical frame The carrier 50 consists of the two spaced opposed frame portions 51a and 5lb, having a common longitudinal sectional plane of the 54th A fastening clip 52 or 53 for fastening one of the drive motors 43 is provided on the inside of one of the two frame parts.

Die Längsschnittebene 54, ist durch die beiden Rahmenteile 51* und 516 zu den Ebenen der Speicherplatten 32 parallel ausgerichtet. Ihre Lage ist so gewählt, daß die Resultierende der von den Antriebsmotoren 43 ausgehenden Schubkräfte in ihr wirkt Ferner ist der Schwerpunkt der aus dem Plattenstapel, dem Tragarm und den Antriebsmotoren gebildeten Anordnung so gewählt, daß er annähernd in die Längsschnittebene 54 zu liegen kommt. Das Gehäuse 31 des Plattenstapels ist durch Bolzen direkt mit jeweils zwei paarweise an der Innenseite des Rahmens 50, an dessen oberen Rahmenteil 51a und an dessen unteren Rahmenteil 516 angeordneten Gehäusenocken 57 befestigt Die dem Rahmen fest zugeordneten Statoren 44 eines jeden Antriebsmotors 43, werden jeweils mit einer Halteklammer 52 bzw. 53 verbunden, die jeweils an gegenüberliegenden Seiten innerhalb des RahmensThe longitudinal section plane 54 is through the two frame parts 51 * and 516 to the planes of FIG Storage disks 32 aligned in parallel. Their position is chosen so that the resultant of the drive motors 43 outgoing shear forces acts in it. Furthermore, the focus is that of the plate stack, the The arrangement formed by the support arm and the drive motors is selected so that it comes to rest approximately in the longitudinal sectional plane 54. The housing 31 of the Plate stack is by bolts directly with two pairs on the inside of the frame 50, on the upper frame part 51a and housing cams 57 arranged on its lower frame part 516 The stators 44 of each drive motor 43, which are permanently assigned to the frame, are each attached with a retaining clip 52 and 53 connected, each on opposite sides within the frame

50 angeordnet sind. Das Gehäuse 31 des Plattenspeichers mit dem Magnetkopftragarm 41, der Tauchspule 42 und dem Antriebsmotor 43 werden im Inneren des Rahmens 50 zentriert
Die Gehäusenocken 57 sind im Rahmen 50 so angeordnet daß der Schwerpunkt des im Gehäuse 31 angeordneten Plattenspeichers ml. dem Magnetkopftragarm 41 und der Tauchspule 42 i: der neutralen Längsschnittebene 54 des Rahmens 50 liegt Die Lage der Halteklammern 52 und 53 ist so gewählt daß der im Rahmen fest angeordnete Stator 44 eines jeden Antric osmotors 43 annähernd in der neutralen Längsschnittebene 54 liegt. Diese Art der Montage kann vorgesehen sein entweder für einen oder zwei Antriebsmotoren, abhängig davon, ob ein Magnetkopftragarm oder zwei Magnetkopftragdrme vorgesehen sind. Wenn entsprechend der Darstellung nach den F i g. 5A und 5B zwei diametral einander gegenüberstehende Anfiebsmotoren vorgesehen sind, sind beide gegenüber der neutralen Längsschnittebene 54 in Richtung der Spindelachse geringfügig nach links bzw. nach rechts versetzt. Die Resultierende der durch die Antriebsmotoren verursachten Antriebskräfte wirkt dadurch in der neutralen Längsschnittebene 54 Sie wirkt in einer Ebene, die bezüglich den OLerfläoen der Speicherplatten 32 parallel ausgerichtet ist, so daß ein Biegemoment auf die Lagerung des Plattenspeichers 31 bezüglich der Lagerung des Magnetkopitragarmes nicht auftreten kann.50 are arranged. The housing 31 of the disk storage device with the magnetic head support arm 41, the plunger coil 42 and the drive motor 43 are centered in the interior of the frame 50
The housing cams 57 are arranged in the frame 50 so that the center of gravity of the disk storage ml Frame fixedly arranged stator 44 of each Antric osmotors 43 lies approximately in the neutral longitudinal sectional plane 54. This type of assembly can be provided for either one or two drive motors, depending on whether a magnetic head support arm or two magnetic head support drms are provided. If, according to the representation according to FIGS. 5A and 5B, two diametrically opposed drive motors are provided, they are both offset slightly to the left and to the right with respect to the neutral longitudinal sectional plane 54 in the direction of the spindle axis. The resultant of the drive forces caused by the drive motors thus acts in the neutral longitudinal section plane 54. It acts in a plane that is aligned parallel with respect to the surfaces of the storage disks 32, so that a bending moment on the storage of the disk storage 31 with regard to the storage of the magnetic copy support arm cannot occur .

Die am Rahmen 50 auftretenden ihermisrhen Kräfte ergeben sich durch Temperaturunterschiede zwischen der im Innenraum des Rahmens erzeugten Betriebstemperatur, die wesentlich höher ist als die an der Außenseite des Rahmens bestehende Außentemperatur. Im oberen Rahmenteil 51a und im unteren Rahmenteil 51ö werden dadurch Kraftkomponenten erzeugt, die sich im Bereich der neutralen Längsschnittebene 54 kompensieren. Eine Biegung des Rahmens, die sich auf die realtive Lage der Lagerung des Magnetkopftragarme' 41 und der Speicherplatten 32 auswirkt, kann somit nicht auftreten.The thermal forces occurring on the frame 50 result from temperature differences between the operating temperature generated in the interior of the frame, which is much higher than the outside temperature on the outside of the frame. In this way, force components are generated in the upper frame part 51a and in the lower frame part 51ö, which compensate each other in the area of the neutral longitudinal section plane 54. A bend in the frame that is on the realtive position of the storage of the magnetic head support arm 41 and the storage disks 32 can thus do not occur.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Carrier for a stack of rotatable storage disks, in particular for a magnetic disk storage, on which the rotary bearing of the storage disks and the bearing of at least one drive motor for at least one radially adjustable support arm are arranged, which carries read / write heads that can be adjusted to the recording tracks of the storage disks are, characterized in that the carrier (50) is designed as a symmetrical frame enclosing the plate stack and the drive motor ( s) , which frame contains two frame parts (51a, 51b) which are opposed at a distance and which have a common longitudinal sectional plane (54), which is aligned parallel to the planes of the recording surfaces of the storage disks (32), and which approximately forms the plane in which the resultant of the driving forces of one or more drive motors t4J) of the support arms acts, and in which approximately the center of gravity of the disk stack, the support arms and their drive ebsmotoren formed arrangement lies.