DE2849557A1

DE2849557A1 - Traegerkoerper fuer mindestens einen schreib-/lesekopf zur frei schwebenden abtastung eines informationstraegers und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2849557A1
Application number: DE19782849557
Authority: DE
Inventors: Michel Plotto
Original assignee: Bull SA
Current assignee: Bull SA
Priority date: 1977-11-15
Filing date: 1978-11-15
Publication date: 1979-05-17
Also published as: IT1100224B; FR2408897A1; JPS5479020A; US4225891A; GB2011146B; NL7811118A; GB2011146A; IT7829774A0; FR2408897B1

Description

Rechtsanwalt · Patentanwalt T.

RA U. PA Dipl.-lng. Seibert. SlelnsdorfalraBe 6, 8000 München 22

Anwaltsakte 3354

COMPAGNIE INTERNATIONALE POUR L»INFORMATIQUE CII-HONEYWELL BULL

Paris / FRANKREICH

Trägerkörper für mindestens einen Schreib-/Lesekopf zur frei schwebenden Abtastung eins Informationsträgers und Verfahren zu seiner Herstellung

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Rechtsanwalt · Patentanwalt *r RA a. PA Dlpl.-Ing. Salbert, Slelnidorf»lr«Be B. 8000 MBmJian 22 Anwaltsakte 3354

Titelί Trägerkörper für mindestens einen Schreib-/Lesekopf zur frei schwebenden Abtastung eines Informationsträgers und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trägerkörper, welcher ■indestens einen magnetischen Lese- und/oder Schreibkopf trägt zur Abtastung eines relativ zu ihm bewegten Informationsträgers in schwebender Lage, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Trägerkörpers. Die Erfindung ist dabei vornehmlich bestimmt zur Anwendung bei magnetischen Schreib-/Leseköpfen für Ringmagnetisierungen in Datenverarbeitungssystemen, vorzugsweise für Plattenspeicher.

Bei Informationsverarbeitungssystemen werden mehr und mehr magnetische-Plattenspeicher mit Rücksicht auf ihre Speicherkapazität und die relative kurze Zugriffszeit verwendet, wobei über magnetische Schreib-/Leseköpfe jeder Punkt irgendeiner Scheibe und die dort enthaltene Information sehr rasch von dem Moment an, wo die Abtastköpfe in dem Verarbeitungssystem den Befehl zur Abtastung dieser Information erhalten, angesteuert werden kann.

Bekanntlich enthalten die magnetischen Platten die Informationen auf konzentrischem kreisförmigen Aufzebhnungsspuren, welche eine radiale Breite aufweisen, die nur wenige lOOstel

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Millimeter aufweisen und die im allgemeinen den größeren Teil von 2 Seiten der Platten einnehmen.

Die Platten werden von einem Elektromotor in Drehung mit einer konstanten Geschwindigkeit gehalten.

Um ein Lesen und Schreiben von Informationen zu ermöglichen, sind Magnetköpfe oberhalb jeder Seite der Platten in einem Abstand von einigen um angeordnet. Bei der derzeit bekannten Technik ordnet man meistens jeder Seite der Scheiben einen einzigen Trägerkörper zu, welcher mit einem oder mehreren Köpfen versehen ist. Dabei werden gemäß bekannter Ausführungen einem derartigen Trägerkörper mehrere Köpfe zugeordnet, um die Zeit wesentlich abzukürzen, welche benötigt wird, einen Kopf in Verbindung mit jeder auf der jeweiligen Seite enthaltenen Information zu bringen.

Im allgemeinen werden zur Abtastung Magnetköpfe verwendet, welche einen Magnetkreis mit einem Luftspalt aufweisen und um welche eine Wicklung angebracht ist. Der Luftspalt erlaubt das Lesen und Schreiben der Informationen. Im allgemeinen aber keineswegs ausschließlich haben die Trägerkörper, welche einen oder mehrere Köpfe tragen, die Form eines relativ flachen, parallelepipedischen Rechteckes, wobei die große Unterseite der Oberseite der Platte zugewandt ist und' die Luftspalte der Köpfe enthält und dessen gegenüberliegende Seite, genannt die Oberseite, die elektrischen Anschlußpunkte und -drähte trägt, über welche die Wicklung des Kopfes mit den elektrischen Schaltkreisen des Plattenspeichers, an die sie angeschlossen sind, verbunden sind.

Wenn die Köpfe eines Trägerkörpers keine Lese-/oder Schreiboperation von Informationen auf der Oberfläche der entspre-chenden Platte durchführt, nimmt dieser zu der Platte eine Lage ein, welche "Ruhelage" genannt wird, und die unter-

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schiedlich ist von derjenigen, die dieser beim Lesen und Schreiben einnimmt.

Unter den verschiedenen Arten von Trägerkörpern dieser Ausbildung gehören auch diejenigen, welche für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind und die allgemein "Trägerkörper zum Abheben nach Berührung" genannt werden. Diese Trägerkörper werden immer mehr angewendet. Sie besitzen eine große Unterseite, genannt die Träger- oder Schwebefläche, welche, sofern sich der Plattenspeicher in der Ruhelage befindet, teilweise auf der entsprechenden Seite der Scheibe aufliegt. Die Trägerfläche enthält einen ersten Oberflächenteil, Hauptträgerfläche genannt, welche einen Gleitschuh enthält, der auf der Scheibe ruht, wenn diese stillsteht, und einen zweiten Oberflächenteil in Form einer Schrägfläche, welche hinsichtlich der Hauptträgerfläche geneigt und vor dieser angeordnet ist. Es sei definiert, daß "vor der Hauptträgerfläche" der Teil der Oberfläche ist, unter welchem zeitlich zuerst die von der dem Trägerkörper zugeordnete Seite der Hagnetscheibe abgetastete Informationen vorbeilaufen.

Der Teil dieser Oberfläche, unter dem zeitlich danach dieselben Informationen vorbeigeführt werden, wird "hintere Trägerfläche¹' genannt. Die Luftspalte der Köpfe werden im hinteren Bereich der Trägerfläche angeordnet.

Um den Trägerkörper von seiner Ruhelage in seine Schwebelage oberhalb der Scheibenfläche, welche ihm zugeordnet ist, abzuheben, genügt es, die Scheibe in Rotation zu versetzen. Nach ganz kurzer Zeit hebt sich der Trägerkörper dank des Auftriebs, welcher durch die Anstellfläche hervorgerufen wird, ab. Sobald die Scheibe ihre Soll-Drehgeschwindigkeit erreicht, ist der Trägerkörper in der Schwebelage, wobei die Oberfläche der Gleitschuhe relativ zur Oberfläche der Scheibe geneigt sind, so daß alt dem Trägerkörper ein ausreichender Auftrieb erzeugt wird, mit welchem dieser in einer stabilen

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Lage oberhalb der Scheibe schwebt. Das Schweben des Trägerkörpers wird auch verursacht durch den Auftrieb der Gleitschuhe. Die Trägerkörper mit Abheben nach Berührung besitzen aber den folgenden Nachteil, auf welchen die Erfindung aufbaut, um diesen zu beseitigen.

Dieser Typ eines Trägerkörpers hat eine Abhebezeit, welche in der Größenordnung von einigen Millisekunden liegt. Die Berührungszeit führt aber am Ende einer gewissen Anzahl von Abhebevorgängen zu einer Beschädigung der Unterseite des Trägerkörpers und der entsprechenden Seite der Scheibe aufgrund der durch die mechanische Reibung zwischen den Teilen verursachten Abnutzung. Um diese Abnutzung zu verringern und wenn möglich zu unterdrücken, ist es notwendig, die Abhebezeit dieser Trägerkörper zu reduzieren.,

Die bisher gefundenen Lösungen zu diesem Problem haben als Nachteil, daß sie sehr komplex und aufwendig sind. Beispielsweise besteht eine Lösung im Vergrößern der Beschleunigung des Informationsträgers im Zeitpunkt des Anlaufens«

Aufgabe der Erfindung ist es daher, durch einfache Haßnahmen die Abhebezeit des Trägerkörpers mit dem bzw. den magnetischen Lese-/Schreibköpfen zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird mit einem Trägerkörper des vorgenannten Typs mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Lösung gemäß dem Gegenstand der Erfindung hat dabei den Vorteil, daß sie einfach und leicht durchzuführen und folglich gut einsetzbar ist. Für die Trägerkörper mit integrierten Leseköpfen bietet die Durchführung selbst den Vorteil, daß sie keine zusätzliche Verarbeitungsoperation erfordert.

Ein Trägerkörper gemäß der Erfindung vom Typ mit Abhebung nach Aufliegen mit mindestens einem Lese-/Schreibkopf zur

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Abtastung eines Aufzeichnungsträgers ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Oberfläche der schräggestellten TeiliMche wesentlich vergrößert wird, um den Auftrieb beim Abheben des Trägerkörpers zu erhöhen. Dies führt dann zu einer Verringerung der Abhebezeit beim Anlaufen der Speicherplatte .

Diese Art der Realisierung ist besonders vorteilhaft für einen Trägerkörper, welcher eine Vielzahl von integrierten magnetischen Lese-/Schreibköpfe enthält, wie sie unter anderem in dem FE-PS 2 063 693 beschrieben sind.

Im Falle eines Trägerkörpers mit integrierten Köpfen kann nämlich das Verfahren der Herstellung dieser Trägerkörper entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft dadurch erfolgen, daß die Schrägfläche durch einen Ionenbe-EChuß behandelt wird, wobei die Randteile der Schrägfläche nicht dem Ionenbeschuß durch eine Schutzabdeckung ausgesetzt werden.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung, welche sich auf die anliegenden Zeichnungen bezieht, im einzelnen erläutert.

In diesen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht gemäß dem Pfeil I in Fig. 2 einer Ausführungsform eines Trägerkörpers gemäß der Erfindung, welcher eine Vielzahl von magnetischen Lese-/Schreibköpfen trägt und welcher oberhalb einer Magnetplatte angeordnet wird,

Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Trägerkörpers von unten gemäß dem Pfeil II in dieser Figur,

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Fig. 3 eine teilweise Schnittdarstellung gemäß der Linie HI-III des in Fig. 2 dargestellten Trägerkörpers,

Fig. 4 eine teilweise Ansicht von oben entsprechend der Darstellung in Fig. 3 eines Trägerkörpers nach dem Stand der Technik und

Fig. 5A, 5B und 5C schematische Teilansichten im Schnitt von einem Rand des Trägerkörpers um das Herstellverfahren eines Trägerkörpers gemäß der Erfindung zu veranschaulichen.

Gemäß der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsform eines Trägerkörpers 10 gemäß der Erfindung, arbeitet dieser mit Rillen 11 einer Magnetplatte 12 zusammen, welche einen Aufzeichnungsträger darstellt. Der Trägerkörper ist dabei durch ein Gehäuse 13» im wesentlichen in einer parallel epipedisehen Rechteckform gebildet, dessen Fläche 14 zur Platte 12 weist und die Schwebefläche des Trägerkörpers bildet. In dem gewählten Ausführungsbeispiel enthält der Trägerkorper 10, welcher grunsätzlich mit mindestens einem magnetischen Lese-/Schreibkopf versehen werden kann, 6 Köpfe, welche durch die 6 Luftspalte 15 in den Zeichnungen wiedergegeben sind. In der Fig. 1 ist der Trägerkörper 10 in der Schwebelage oberhalb der Scheibe 12 dargestellt, die dieser einnimmt, wenn sich die Scheibe in Richtung des Pfeiles 16 bewegt. Im Bezug auf diesen Pfeil sind die Luftspalte 15 am Ende des Trägerkörpers 10 angeordnet. Die Fig. 1 zeigt dabei, daß die Schwebefläche 14 zwei Oberflächenabschnitte enthält, welche einen unterschiedlichen Winkel annehmen, und zwar: Eine erste Fläche 17, die den Auftrieb des Trägerkörpers während des Schwebens oberhalb der Scheibe garantiert und welche die eigentliche Schwebefläche darstellt und die Luft-

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spalte 15 in seinem Endbereich enthält, und eine zweite angestellte Fläche 18, welche die Abhebefläche des Trägerkörpers bildet und zwischen der eigentlichen Schwebefläche 17 und der Vorderfront 19 des Trägerkörpers 10 relativ zur Vorbeiführrichtung zur Scheibe angeordnet ist. Der Winkel a^ der Schrägfläche 18 hinsichtlich der eigentlichen Schwebefläche 17 ist tatsächlich äußerst gering, beispielsweise In der Größenordnung von 0,5°. Aus Veranschaulichungsgründen ist er in der FIg₀ 1 größer dargestellt.

Bei der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 setzt sich die eigentliche Schwebefläche 17 und die Schrägfläche 18 aus mehreren Oberflächenteilen zusammen, welche in drei unterschiedlichen Ebenen a, b und c angeordnet sind. Die untersten Ebenen 17a und 18a sind durch die Sehraffur in der Fig. dargestellt und bilden die tragende Fläche des Trägerkörpers 10, welche die Teile bilden, die man "Gleitschuhe" nennt. Die Grundebenen 17b und 18b sind um einen gegebenen Abstand zu den untersten Ebenen 17a und 18b zurückgesetzt. Diese Flächen sind weiß gehalten in der Fig. 2. Die obersten Flächen 17c und 18c sind gegenüber den Grundflächen 17b und 18b nochmals versetzt und bilden in dem gewählten Ausführungsbeispiel eine gemeinsame Ebene. In der Fig. 2 sind diese gepunktelt dargestellt.

Die Gleitschuhe, die die Schwebefläche des Trägerkörpers 10 bilden, setzen sich aus zwei im wesentlichen äußeren Schuhen 20 zusammen, die sich in der Längsrichtung des Trägerkörpers gemäß dem Pfeil 16 erstrecken und eine beträchtliche Breite haben, sowie aus vier Hilfsgleitschuhen 21, welche parallel zu den Hauptgleitschuhen 20 angeordnet sind, aber eine sehr viel geringere Breite aufweisen. Diese Hilfsgleitschuhe 21 sind vorgesehen, um die Luftspalte 15 in unmittelbarer Nähe

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der Rillen 11 der Scheibe 12 in selber Weise zu halten wie die Hauptgleitschuhe 20 und wie in der Fig. 1 dargestellt ist. Die Ebene 17c, 18c ist durch zwei Außenrillen 22 und Zwischenrillen 23 gebildet, welche in der Grundfläche 17b und 18b angeordnet sind. Diese Rillen verringern den Auftrieb dieser Flächen.

Beim Stillstand der Scheibe 12 liegt der Trägerkörper 10 auf der Scheibe 12 mit seiner Fläche 17a auf. Sobald die Scheibe 12 zu rotieren beginnt, bildet die Schrägfläche 18a eine Abhebetragfläche, welche dem Trägerkörper 10 ermöglicht, sich von der Scheibe 12 zu trennen. Im Schwebezustand wird der Trägerkörper 10 im wesentlichen durch die Hauptschwebefläche 17a getragen, weiche mit der Scheibe 12 einen Winkel a₂ in der Größenordnung von 0,1 Milliradian einnimmt, womit die Luftspalte 15 in die Nachbarschaft von 0,5 um der Rillen 11 kommen. Das Ende vor der Schrägfläche 18 im Bereich der Front 19 besitzt dabei einen Abstand von 5 um bei einer Länge des Tragkörpers von ca. 4 mm. Die Grundfläche 17b, 18b trägt nur wenig zum Auftrieb des Trägerkörpers 10 bei, ebensowendig wie die Zwischenrillen 23, welche den Auftriebsbereich der Grundfläche 17b und 18b unterteilen.

Bei Ausführungsformen nach dem Stand der Technik waren die Hauptgleitschuhe 20 und die Zwischengleitschuhe 21 einheitlich geradlinig über ihre ganze Länge gehalten, ebenso wie die Hauptschwebefläche 17 und die Schrägfläche 18, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist.

Gemäß der Erfindung wird die Abhebezeit des Trägerkörpers 10 reduziert durch Vergrößerung der wirksamen Fläche der Gleitschuhe im Bereich der Schrägfläche 18a durch die dadurch hervorgerufene Erhöhung des Auftriebs beim Abheben des Trägerkörpers 10. Gemäß dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispieles erfolgt die Vergrößerung der Fläche der

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Gleitschuhe 20 und 21 im Bereich der Schrägfläche 18 durch Verbreiterung der Gleitschuhe gegen die Vorderseite der Unterfläche 18a. Die zusätzliche Fläche ist durch die Schraffur 24 in den Zeichnungen dargestellt.

Die Verbreiterung der Gleitschuhe kann in bestimmten Fällen über eine mechanische oder chemische Behandlung erreicht werden. Jedoch, wenn die Flächen 17 und 18 des Trägerkörpers 10, die mit der Oberfläche der Scheibe 12 zusammenwirken, durch Ionenbeschuß bearbeitet werden, wie dies bei Trägerkörpern mit indigrierten Magnetköpfen üblich ist, wird man in vorteilhafter Weise die zusätzlichen Flächen 24 in Verbindung mit dem Ionenbeschuß erzeugen.

Die Fig. 5A, 5B und 5C zeigen, wie die zusätzlichen Flächen 24 während der Ionenbehandlung gebildet werden. Zunächst sind die Flächen 17 und 18 der Schwebefläche 14 völlig eben und entsprechend dem Niveau der Ebenen 17a und 18a.Um die Grundebene 17b und 18b zu bilden, bedeckt man gemeinsam die Ausgangsebenen 17a und 18a (in den Fig. 5A bis 5C ist allein die Schrägfläche 18a dargestellt, da sich die Erfindung allein auf die Behandlung der Schrägfläche bezieht) mit einer lichtempfindlichen Schicht 25. Das Ausbringen der Schicht 25 in gleichmäßiger Weise kann dabei beispielsweise durch Zentrifugieren erzeugt werden, wie dies allgemein der Fall ist. Aufgrund des Randeffektes bildet sich ein Randwulst 26 auf den äußeren Rändern der Oberflächen 17 und 18 des Trägerkörpers 10. Nach Abdeckung und Sensibilisieren der Schicht 25 um die Flächen 17b und 18b abzutragen, wird die Schicht entsprechend chemisch an den entsprechenden Stellen entfernt. Die chemische Beeinflussung genügt dabei nicht, die Randzone 26 zu entfernen, so daß diese nach der Behandlung noch auf dem ganzen Rand des Trägerkörpers 10 als ein Abdeckring 27 (Flg. 5B) vorhanden ist. Während der nun folgenden Ionenbehandlung dient der Ring 27 als Schutz (Fig. 5C), so daß nach

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der Ionenbehandlung ein nichtabgetragener Rand 28 stehen bleibt. Bei der bisherigen Technik wurde dieser Rand mechanisch entfernt, ebenso wie die Kanten 22 in den Fig. 2 und Das Entfernen wurde dabei auch an dem Rand vor der Schrägfläche 18 durchgeführt, um das in Fig. 4 dargestellte Profil zu erhalten, das heißt, um die Gleitschuhe 20 und 21 rechteckig in ihrer Längsdimension zu halten. Dagegen wird gemäß der Erfindung dieser Rand belassen, um eine zusätzliche Oberfläche 24 zu bilden und den Abhebeauftrieb der Schrägfläche 18 zu erhöhen.

Bei guter Verteilung kann man gegebenenfalls einen Teil des Randes 28 zwischen den Zwischengleitschuhen 21 entfernen. Jedenfalls verbessert die Anwesenheit dieser Randzone zwischen den Zwischengleitschuhen zusätzlich den Auftrieb der Schrägfläche 18, welcher im wesentlichen aufgrund der Verbreiterung der Haupt gleit schuhe 20 an der Vorderkante der Schrägfläche 18 entsteht. Die zusätzliche Fläche 24 ist in der Fig. 2 übertrieben groß dargestellt, um sie besser hervorzuheben.

Die Rillen 23 werden mechanisch auf dieselbe Weise wie die Rillen 22 hergestellt, mit dem Ergebnis, daß der Außenrand, welcher nach der Ionenbehandlung übrig geblieben ist, an diesen Stellen längs durchschnitten wird.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform gemäß dem beschriebenen Beispiel beschränkt, sie kann vielmehr unter Anwendung äquivalenter Techniken im Rahmen der Patentansprüche auch auf andere Weise realisiert werden.

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Claims

Dipl.-lng. Rudolf Seibert

Rechtsanwalt · Patentanwalt

RA u. PA Dlpl.-Ing. Sslbert. StelnsdorfätraBe 6. 8000 MOndien 22

Anwaltsakte 3354

PATENTANSPRÜCHE

Trägerkörper für mindestens einen Schreib-/Lesekopf zur frei schwebenden Abtastung eines relativ zum Trägerkörper bewegten Informationsträgers, welcher im Ruhezustand des Informationsträgers auf diesem aufliegt und sich beim Anlaufen von diesem abhebt, mit einer Schwebefläche, bestehend aus einem ersten, den Schwebezustand im Betrieb aufrechterhaltenden Schwebeteil (17) und einem im spitzen Winkel dazu vor dem Schwebeteil angeordneten Abhebeteil (18), dadurch gekennzeichnet, daß, um die Abhebezeit des Trägerkörpers beim Anlaufen des Informationsträgers zu verkürzen, die wirksame Fläche im Abhebeteil (18) zumindest im Bereich der Vorderkante (19) verbreitert und sich vorzugsweise über den ganzen Rand erstreckt.
2. Trägerkörper nach Anspruch 1 mit mindestens einem Gleitschuh innerhalb des Schwebe- und des Abhebeteils, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifschuh (17a, 20) im Bereich des Abhebeteiles (18) trapezförmig zur Vorderkante verbreiternd ausgebildet ist.
3. Trägerkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante über ihrer gesamten Breite als Schleifschuh ausgebildet ist.

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4. Verfahren zur Herstellung eines Trägerkörpers für mindestens einen magnetischen Lese-/Schreibkopf zur Abtastung eines relativ zu diesem bewegten Aufzeichnungsträger in Schwebelage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit Oberflächenbearbeitung der Gleitschuhe durch Ionenbeschuß, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante des
schrägen Abhebeteiles zumindest teilweise vor dem Ionenbeschuß gegen ein Abtryen konserviert wird.

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