DE2905074A1

DE2905074A1 - Positioniereinrichtung fuer einen abtastkopf in einem platten-informationsspeicher, insbesondere in einem magnetplatten- oder -folien-speicher

Info

Publication number: DE2905074A1
Application number: DE19792905074
Authority: DE
Inventors: Udo Ing Grad Boehm; Lambert Ing Grad Kohl; Klaus Dipl Ing Schulze-Berge
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1979-02-10
Filing date: 1979-02-10
Publication date: 1980-08-28
Also published as: US4310865A; JPS55108965A

Description

BASF Aktiengesellschaft -3- O. Z. 0050/033666

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Positioniereinrichtung für einen Abtastkopf in einem Platten-Informationsspeicher, insbesondere in einem Magnetplatten- oder -folien-Speicher

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung für einen Abtastkopf in einem Platten-Informationsspeicher, insbesondere in einem Magnetplatten- oder -folien-Speicher, wobei der Abtastkopf auf einem Kopfträger angeordnet ist und eine Seilzugeinrichtung zwischen dem Kopfträger und '0 einem Antriebsmotor vorgesehen ist, und wobei der Antriebsmotor eine Seilrolle mit mindestens einem Durchmesser antreibt zum Auf- und Abwickeln des Seils und damit zur Längsbewegung des Kopfträgers mit dem Abtastkopf.

¹^ Mit der US-PS 39 46 439 ist ein Positioniermechanismus für einen Schreib-/Lesekopf in einem sogenannten "Floppy-Disk" Antriebsgerät bekannt, worin ein endloser Riemen selbst den Kopf trägt und um zwei Riemenscheiben mit Abstand voneinander geführt ist und wovon eine der Riemen,-scheiben mittels eines Schrittmotors um eine Schrittlängsbewegung des Kopfes zu erzielen angetrieben wird. Dieser bekannte Mechanismus ist aufwendig herstellbar und besitzt keine ausreichende Genauigkeit»

^ίΌ Es ist eine weitere Positioniereinrichtung bekannt (DE-OS 28 12 981), worin ein nicht dehnbares Band um eine

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haspel gewickelt und daran befestigt ist während die Band- ^Ί enden an voneinander entfernten Stellen des Kopfschlittens befestigt sind. Einerseits ist das Band gabelförmig geschlitzt, also zweifach mit Abstand zwischen den zwei Teilen ausgebildet und andererseits entspricht die Breite des einfachen Bandes dem Abstand zwischen den zweifachen Bandteilen.

Um eine gefordert große Positioniergenauigkeit zu erreichen, ist eine Präzisionsherstellung jedes Einzelteils notwendig und aufgrund der Schwergängigkeit der Einrichtung ist ein Motor mit höherer Leistung erforderlich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gegenüber den bekannten Positioniersystemen eine Positioniereinrichtung mit einfachen und wirtschaftlich in Serie herstellbaren Einzelteilen bereitzustellen, bei der die Positioniergenauigkeit und -geschwindigkeit verbessert sind.

Vorstehende Aufgabe wird mit einer Positioniereinrichtung für einen Abtastkopf in einem Platten-Informationsspeicher, insbesondere in einem Magnetplatten oder -folien-Speicher, wobei der Abtastkopf auf einem Kopfträger angeordnet ist und eine Seilzugeinrichtung zwischen dem Kopfträger und einem Antriebsmotor vorgesehen ist, und wobei der Antriebs— motor eine Seilrolle mit mindestens einem Durchmesser antreibt zum Auf- und Abwickeln des Seils und damit zur Längsbewegung des Kopfträgers mit dem Abtastkopf erfindungsgemäß gelöst, wenn die Seilrolle zwei unterschiedliche Durchmesser mit einer Durchmesserdifferenz aufweist, die die Genauigkeit der Längsbewegung des Kopfträgers bestimmt.

Damit läßt sich eine wenig, aufwendige, jedoch präzise und zuverlässig funktionierende Einrichtung bereitstellen. Es ist herstellungsmäßig günstig, daß die Durchmesser der Seilrollen frei wählbar sind. In weiterer Erfindungsaus-

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gestaltung kann die Seilzugeinrichtung zweckmäßig aus einer Bandschleife bestehen, deren eines Ende am Seilrollenteil mit kleinem Durchmesser und deren anderes Ende am Seilrollenteil mit größerem Durchmesser befestigt ist. 5

In weiterer Ausbildung kann ein weiterer Seilzug mit Feder und Zusatzrolle zwischen Kopfträger und Seilrolle vorgesehen sein, um einen konstanten Bandzug in der Seilzugeinrichtung herzustellen. Dadurch kann eine Zugfeder verwendet werden, die bei konstanter Vorspannung über den gesamten Positionsweg ohne Längenänderung bleibt, so daß das erforderliche Motordrehmoment in beiden Drehrichtungen gleich ist. Dadurch wird die Positionsgenauigkeit erhöht und die erforderliche Motorleistung wird geringer.

In einer anderen Ausführung kann der Kopfträger an einer Federzugeinrichtung befestigt sein, wodurch ebenfalls ein Bandzug erzeugbar ist. Bei Anordnung einer solchen Federzugeinrichtung direkt zwischen Kopfträger und Gerätechassis erübrigt sich eine zusätzliche Seil-Seilrolleneinheit.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung kann die Seilzugeinrichtung ein Metallband enthalten, das einerseits mit zwei Enden und andererseits mit einem Ende ausgebildet ist und eine Seilrolle mit zwei gleichen und einem dritten davon verschiedenen Durchmesser vorgesehen ist, wobei die zwei Bandenden den zwei Seilrollenteilen und das eine Bandende dem dritten Seilrollenteil zugeordnet sind.

Dadurch wird die Schrägstellung einer Zwischenrolle unnötig und es ergibt sich ein vereinfachter Aufbau der Einrichtung. Es sind jedoch ebenfalls Bandzugserzeugungseinrichtungen erforderlich.

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Einzelheiten der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung sind nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Aus führungsbeispiele beschrieben.

In der Zeichnung stellen dar

Fig. 1 einen Positionierer mit am Chassis befestigten Kopfträger und einer Differential-Seilrolle gemäß der Erfindung in einem Plattenspeicher, wo-" bei die Abtastkopf auf eine der äußeren Spuren

positioniert ist.

Fig. 2 den Positionierer gemäß Figur 1 mit dem Abtastkopf auf einr inneren Spur.

Fig. 2a eine Seitenansicht der Differential-Seilrolle und einem schematisch dargestellten Motor.

Fig. 3a einen weiteren Positionierer mit zusätzlicher Seil-Seilrollen Einheit mit Zugfeder in Sei

tenansicht.

Fig. 3b eine Draufsicht auf den Positionierer gemäß Fig. 3a.

Fig. 4 ein Band mit einerseits zwei Enden und andererseits einem Ende.

Fig. 5 ein schematischer Positionierer mit einem Band gemäß Fig. 4.

Ein Gerät (10) zum Antrieb einer Aufzeichnungsplatte oder -folie (11) besteht außer einem Chassis 12 im wesentlichen aus dem Abtastkopf 13, der beispielsweise ein Magnetkopf ist und der auf einem Kopfträger 1 auf Führungsstangen 4

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längsverschieblich gemäß Doppfeipfeil A gelagert ist. Zum ^Ί Bewegungsantrieb dient ein Motor 3, der zweckmäßig ein Schrittmotor ist, um den Abtastkopf 13 von Spur zu Spur auf dem Aufzeichnungsträger 11 zu verstellen. Die Führungs-Stangen 4 und der Motor 3 sind am Chassis 12 des Geräts befestigt. Auf dem Antriebswellenstumpf 14 des Motors 3 ist eine Seilrolle oder Seilscheibe, die wegen ihrer zwei unterschiedlichen Durchmesser a und b im folgenden als Stufenscheibe 2 bezeichnet wird, befestigt. Das Durchmesser-Verhältnis a : b ist vom gewünschten oder vorgegebenen Spurabstand auf dem Aufzeichnungsträger 11 und vom Schrittwinkel des gewählten Motors 3 abhängig. Einer von beiden Durchmessern (z.B. der größere) ist jedoch frei wählbar, was fertigungstechnisch unzweifelhaft einen großen Vorteil bietet.

Zwischen einer Seilscheibe 5 auf dem Kopfträger 1 und der Stufenscheibe 2 ist die Seilzugeinrichtung vorgesehen, die in den Figuren 1 bis 3 beispielsweise aus einer Rundschnur aus geeignetem Material besteht. Die Befestigung des Seils 15 erfolgt einerseits am Teil 2b der Stufenscheibe mit dem größeren Durchmesser (b) und andererseits am Teil 2a der Scheibe 2 mit dem kleineren Durchmesser a. Die Seilenden sind an derartigen Stellen an den Scheibenumfängen zu befestigen, daß bei Drehung der Stufenscheibe 2 in beiden Drehrichtuntungen die Seilenden ausreichend auf- bzw. abge— wickelt werden können, wenn der Kopf 13 über seinen gesamten Positionierweg bewegt wird. Die Länge des Seils ist abhängig von der gewählten konstruktiven Ausführung, insbesondere jedoch von der Länge des Positionierweges des Kopfes 13. Es ist ebenfalls sicherzustellen, daß die Seilwindungen beim Auf- und Abwickeln nicht die Funktion behindernd zusammenkommen können. Eine Zugfeder 6 ist in Figuren 1 und 2 zwischen dem Kopfträger 1 und dem Chassis.12 des Gerätes 10 befestigt, sie dient zur ständigen Seilspannung. Bei Drehung der Stufenscheibe 2 durch den Motor 3 wird durch die gleichzeitige, aber unterschiedliche Seil-

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länge, die auf- bzw. abgewickelt wird, die gesamte Schleifenlänge des Seils 15 ständig kürzer oder länger. Dadurch ändert der Kopfträger 1 exakt seine momentane Lage von Schrittstellung zu Schrittstellung des Motors 3 entsprechend dem gewählten Durchmesserverhältnis a : b der Stufenscheibe 2. Durch Verschieben einer kleinen Umlenkrolle ist eine Kopfjustage auf Spurmitte sehr einfach möglich. Die Spannung der Feder 6, in Figur 1 in stärker gedehntem Zustand, in Figur 2 in weniger gedehntem Zustand_; ermöglicht

'0 eine spielfreie Lage und eine spielfreie Bewegung des Kopfträgers 1 und in beiden Bewegungsrichtungen. Die Federspannung muß so groß gewählt werden, daß diese Spielfreiheit sichergestellt wird und eine Bandlose bei jeder Kopflage vermieden wird, da sonst Positionierfehler auftreten

'5 würden.

Der Außendurchmesser b der Stufenscheibe 2 kann zweckmäßig den Raumverhältnissen des Geräts 10 angepaßt werden, da wie schon gesagt, der Durchmesser einer der Scheibenteile un-abhängig vom Spurabstand und Schrittwinkel des Motors 3 frei wählbar ist. Es ist außerdem sinnvoll, die Durchmesserdifferenz b-a und den Schrittwinkel des Motors 3 so auszulegen, daß ein Schritt eine Kopflageänderung von einem Spurabstand (Abstand Spurmitte zur Nachbarspurmitte) hervorruft.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Einrichtung kann eine Spannfeder 16 entsprechend Figuren 3a und 3b vorgesehen sein. Zusätzlich zu den Scheibenteilen mit den Durchmessern a und b ist auf der Motorwelle noch ein dritter Scheibenteil 2c mit einem kleineren Durchmesser c als bei 2a und 2b vorgesehen. Die Spannfeder 16 ist im Zuge eines Zusatzseils 17 angeordnet, das einerseits am Umfang des Scheibenteils 2c und andererseits am Kopfträger 1 befestigt ist. Außer der Umlenkrolle 7 ist eine weitere Um-

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lenkrolle 8 am Chassis 12 vorgesehen. Am Chassis IE könnte

auch eine weitere nicht dargestelle Umlenkrolle angebracht sein, um einen Verlauf des Seils 17 parallel zu den Führungsstangen 4 zu erhalten. Der Durchmesser c des Scheibenteils 2c ist so gewählt, daß die Drehung der Stufenscheibe 2 ebensoviel Seil oder Schnur auf-und abgewickelt wird, vrie der Seillänge entspricht, die an der Umlenkrolle 8 auf den Chassis 12 vorbeiläuft, während des Positionierbetriebs in einer der Kopfträgerbewegungsrichtungen gemäß Doppelpfeil A. Dadurch ergibt sich über den gesamten Positionierweg keine Veränderung der Federlänge, so daß die Zugkraft der Feder 16 konstant bleibt. Die einmal eingestellte Zugkraft wirkt als Vorspannung über den gesamten

Positionierweg, über den Radius c/2 des Scheibenteils 2c 15

erzeugt die Zugkraft ein Gegenmoment gegen das Bewegungsmoment des Motors 3> so daß bei geeigneter Wahl des Radius c/2 eine Selbsthemmung der Positioniereinrichtung vorhanden ist. Durch die konstante Zugkraft der Feder 16 bleibt das vom Motor 3 bereitzustellende Positionier-Dreh-

moment in beiden Positionierrichtungen (A) gleich, so daß ein wirtschaftlich günstigerer Motortyp, von kleinerer Leistung, verwendbar ist, als bei wechselndem Drehmomentbedarf. Außerdem wird durch die in beiden Richtungen gleiche Zugkraft der Feder, die Positionierung in den beiden Rich-

tungen gleich und die Genauigkeit somit erhöht.

In Figur 3b ist die Kopfträgersteilung für die Kopfaußenlage (I) gestrichelt und für die Kopfinnenlage (II) ausgezogen dargestellt. Ebenso ist die Seilrolle 5 in ihren

zwei Stellungen gezeigt. Wir aus Figur 3a ersichtlich, ist die Lage der Seilrolle 5 zweckmäßig gegenüber der Horizontalen um den Betrag geneigt, um den die Mittellinien der Teile 2a und 2b der Stufenscheibe 2 im Abstand liegen. Dies gilt ebenso für die Ausführungen der Einrichtung in Figuren 1 und 2.

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Figur 4 zeigt ein bandförmiges Seil 18, das einerseits mit zwei Enden 18a und 18b und andererseits mit einfachem Ende 18c ausgebildet ist, wobei die Summe der Breiten

c'+a¹+^ etwa die Bandbreite d^f ergeben sollen. 5

Figur 5 zeigt einen schematischen Antrieb 19 für das Band 18, wobei die Antriebsstufenscheibe 20 aus den den Enden 18a und 18b zugeordneten im Durchmesser gleichen Teilen 20a und 20b und dem Mittelteil 20c, der dem Ende l8c zugeordnet ist, besteht. Das Band ist in geeigneter Weise an den zugehörigen Umfangen der Scheiben befestigt, so daß eine Bandschleife um eine geeignet drehbar auf dem hier nicht dargestellten Kopfträger 1 gelagerte Bandrolle 21 herumgeführt ist. Der Bandzug wird z.B. durch auf einen

der Wellenstümpfe 22 bzw. 23 wirkende Federlagereinrichtungen erzeugt. Diese Ausführung mit einer Bandeinrichtung hat den Vorteil einer Symmetrie zur Mittelebene der Stufenscheibe.

Außer den bereits genannten Vorteilen wird mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erreicht, daß· eine genaue Positionierung bei minimalem Reibungsverlust beim Antrieb des Kopfträgers erzielt wird. So wird ein Fehler im Schrittwinkel des Motors 3 dadurch, daß gleiche Fehler auf die

beiden Teile 2a und 2b oder die drei Teile 20a, 20b und 20c der Stufenscheibe 2 bzw. 20 wirken in seiner Größe halbiert, was als erheblicher Vorteil der beschriebenen Einrichtung angesehen wird. Es ist ferner zweckmäßig, alle Teile der Stufenscheibe 2 und 20 mit demselben Werkzeug

herzustellen, um dieselben Toleranzen (z.B. Oberflächenbeschaffenheit) zu erhalten.

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"Als praktisches Beispiel in einem üblichen Floppy Disk SpeicherlauiVerk wurden folgende Maße benutzt:

Max. Spurenzahl: 5 Spurabstand: 0,529 mm Scheibendurchmesser-Differenz: 16,178 mm (b = 46,000 mm,

a = 29,822 mm)

Motorschrittwinkel (u. -fehler): 7,5° + ¹I % Positionierungsgeschwindigkeit: 10 ms 10 Positionierungsgenauigkeit: . 20 ,um

Zeichn. 15

.0 30035/ 0 0 A

Leerseite

Claims

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Patentansprüehe ^Ί

Positioniereinrichtung für einen Abtastkopf in einem Platten-Informationsspeicher, insbesondere in einem Magnetplatten oder -folien-Speicher, wobei der Abtastkopf auf einem Kopfträger angeordnet ist und eine Seilzugeinrichtung zwischen dem Kopfträger und einem Antriebsmotor vorgesehen ist, und wobei der Antriebsmotor eine Seilrolle mit mindestens einem Durchmesser ® antreibt zum Auf- und Abwickeln des Seils und damit zur Längsbewegung des Kopfträgers mit dem Abtastkopf, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilrolle (2, 20) zwei unterschiedliche Durchmesser (b u.a) mit einer Durchmesserdifferenz (b-a) aufweist, die die Genauigkeit der Längsbewegung des Kopfträgers (1) bestimmt.
2. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilzugeinri'chtung aus einer Bandschleife (15) besteht, deren eines Ende am Seilrollenteil (2a, 20c) mit kleinem Durchmesser und deren anderes Ende am Seilrollenteil (2b, 20a, 20b) mit dem größeren Durchmesser befestigt ist.
3. Positioniereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kopfträger (1) und Seilrolle (2) ein weiterer Seilzug (17) mit Feder (16) und Zusatzrolle (2c) vorgesehen ist, um einen konstanten Bandzug in der Seilzugrichtung herzusteli_en<
4. Positioniereinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfträger (1) an einer Federzugeinrichtung (6) befestigt ist, um in der Seileinrichtung einen Bandzug herzustellen.

, 22/79 De/BL Οδ.02.1979

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5. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Seilzugeinrichtung ein Metallband (18) enthält, das einerseits mit zwei Enden (18a und 18b) und andererseits mit einem Ende (18c) ausge-5 bildet ist und eine Seilrolle (20) mit zwei gleichen (20a, 20b) und einem dritten davon verschiedenem Durchmesser (20c) vorgesehen ist, wobei die zwei Bandenden (18a und 18b) den zwei Seilrollenteilen (20a und 20b) und das eine Bandende (18c) dem dritten 10 Seilrollenteil (20c) zugeordnet sind.

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