DE2918046A1

DE2918046A1 - Tragvorrichtung fuer einen uebertragerkopf mit daempfungseinrichtung

Info

Publication number: DE2918046A1
Application number: DE19792918046
Authority: DE
Inventors: Donovan Milo Janssen; Sen Raymond Emery Kellow; William August Picker; Jun Anton Joseph Radman
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1978-05-11
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1979-11-15
Also published as: FR2425693A1; US4208684A; JPS5815868B2; FR2425693B1; JPS54147820A; GB2020882B; DE2918046C2; GB2020882A

Description

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Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

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Tragvorrichtung für einen übertragerkopf mit Dämpfungseinrichtung ] , ; \

Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung für einen übertragerkopf mit einer Dämpfungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Kopftragvorrichtungen bekannt, insbesondere Tragvorrichtungen für Magnetköpfe in Magnetplatten- bzw. Magnetmedien-Aufzeichnungsspeichern, bei denen der Tragarm ein nachgiebiges Federtragteil enthält, das durch eine weitere Feder nochmals gespannt wird, um den übertragerkopf in aufzeichnenden Kontakt oder in aufzeichnende Nähe mit einem Aufzeichnungsmedium zu bringen, wie dies beispielsweise in der US-Patentschrift

2 618 710 unter anderem beschrieben ist» Die Federcharakteristik des Tragarms kann zu Vibrationen desselben führen, die zum übertragerkopf hin übertragen bzw. weitergeleitet werden. Daraus resultierend ist eine unregelmäßige Bewegung des Übertragerkopfes im Hinblick auf den Aufzeichnungsträger nicht zu vermeiden. Bei anderen Tragvorrichtungen wird Dämpfungsmaterial gegen eine die Kopftragvorrichtung belastende Feder gepresst. Die Feder drängt dabei den Kopf bzw. den übertrager in aufzeichnende Beziehung mit dem Speichermedium. In einer anderen Kopftragvorrichtung werden gabelförmige Federn benutzt, um die Kopftragvorrichtung auf das Speichermedium hin zu drücken, wie dies beispielsweise in der US-Patentschrift

3 725 884 beschrieben ist, wobei zwischen den beiden aufeinander liegenden Federn Dämpfungsmaterial angeordnet ist. Auch hier ist der eigentliche Tragarm wiederum aus Federmaterial hergestellt.

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Bei den bekannten Kopftragvorrichtungen, die alle keine relativ hohe Resonanzfrequenz besitzen, lassen sich Vibrationen, die von der Positioniervorrichtung für die Kopftragvorrichtung induziert sind oder die durch das Aufzeichnungsmedium verursacht werden, nicht vermeiden. Diese werden auf den Kopf übertragen und verursachen somit unerwünschte Vibrationsbewegungen, welche die Aufzeichnung erheblich nachteilig beeinträchtigen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die Kopftragvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß sie in verbesserter Weise möglichst formgenau den Störungen in der Bewegung des Aufzeichnungsmediums folgt, um die Beziehung bzw. den Abstand zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Kopf in verbesserter Weise aufrechtzuerhalten und darüber hinaus bei Sicherstellung dieser Funktion eine Konstruktion anzugeben, die preisgünstiger bei verbessertem Antwortverhalten zwischen dem Kopftragarm und dem Aufzeichnungsmedium bei dessen Bewegung einschließlich der Störungen ist.

Diese Aufgabe wird bei der Tragvorrichtung für einen Übertragerkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 die niedergelegten Merkmale gelöst.

Durch die besondere Ausgestaltung gemäß der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Resonanzfrequenz der Kopftragvorrichtung extrem hoch liegt, so daß durch Aufzeichnungsträger-Störbewegungen bzw. durch KopfZustellbewegungen durch den Wagen des Tragarms keine störenden Schwingungen auf den Kopf übertragen werden. Andererseits wird durch die einfache Konstruktion eine kostengünstige Herstellung ermöglicht oei gleichzeitiger Verbesserung des Dämpfungsverhaltens der ^nordnung unter Aufrechterhaltung des richtigen Arbeitsabstandes zwischen Kopf und Aufzeichnungsmedium bei dessen Bewegung einschließlich der Storbewegungen.

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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der gemäß dem Anspruch 1 prinzipiell gelösten Aufgabe und ausgestalteten Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt. Die sich dabei ergebenden Vorteile liegen auf der Hand bzw. sind in der nachfolgenden speziellen Beschreibung an passender Stelle erläutert»

Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung wird anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles einer Kopftragvorrichtung gezeigt, die gemäß der Erfindung ausgeführt ist. Dabei zeigen die Figuren im einzelnen:

Fig» 1 schematisch eine Kopftragvorrichtung und ihre Zuordnung zu einer rotierenden flexiblen Speicherplatte;

Fig_o 2 schematisch eine Draufsicht auf eine Kopftragvorrichtung, die gemäß der Erfindung gestaltet ist und

Fig„ 3 eine Seitenansicht der in Fig. 2 dargestellten Kopftragvorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Speicherplatte 10 aus flexiblem Material dargestellt, die in Richtung des Pfeiles 11 um eine Achse rotiert» Ein Wagen 12, der die Kopftragvorrichtung aufnimmt, ist auf einem Rahmen 13 angeordnet und kann sich in radialer Richtung im Hinblick auf die Platte 10 bewegen. Der Wagen 12 wird in geeigneter Weise durch ein Spurservosystem 14 gesteuert, wie dies allgemein bekannt ist. Der Wagen 12 trägt eine Kopftragvorrichtung 15, an der ein übertrager bzw. Kopf 16 befestigt ist, der in bestimmtem Ärbeitsabstand zu der flexiblen Speicherplatte 10 angeordnet ist. Die Kopftragvorrichtung 15 ist so konstruiert, daß der Kopf 16 formgetreu den axialen Störbewegungen der flexiblen Platte 10 folgt, wenn diese sich in ihrer Rotationsebene dreht. In der Darstellung der Fig. 1 sind die Aufzeichnungs- und Leseschaltkreise die in üblicher

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Weise elektrisch mit dem Kopf 16 verbunden sind, um Signale auszutauschen, nicht dargestellt. Diese auszutauschenden Signale sind vorzugsweise von digitaler Art, es kann aber auch Video- oder andere Formen elektrischer Signale sein. Die flexible Platte 10 ist vorzugsweise eine solche, die eine magnetische Aufzeichnungsschicht trägt, es können jedoch auch optische Speicherplatten oder andere Aufzeichnungsmedien Verwendung finden. Des weiteren ist es nicht notwendig, daß der Kopf 16 ein Magnetkopf ist."

Die Fign. 2 und 3 illustrieren Details der Kopftragvorrichtung, wie sie nach der Erfindung gestaltet ist. Die Kopftragvorrichtung 15 ist vorzugsweise direkt vom Wagen 12 getragen. Dieser enthält ein Basisteil 20 mit einem nach außen vorspringenden. Flansch 21, an dem als Drehverbindung ein Blattscharnier 22 in geeigneter Weise befestigt ist. Am freien Ende des Blattscharniers 22 ist ein steifer freier Tragarm 23 angebracht, der sich nach außen erstreckt, um den Übertragerkopf 16 an seinem freien Ende aufzunehmen. Ein Paar vertiefter Bolzen 24 sichern den übertrager 16 am freien Ende des Tragarms 23. Aus Gründen der Gewichtsreduktion ist der Tragarm mit einer großen mittleren öffnung versehen, wie dies in Fig. 2 eindeutig dargestellt ist.

Am inneren Ende des schwenkbaren, freien Tragarms 23 ist eine abstehende Schulter 25 in der Nähe des als Drehverbindung dienenden Blattscharniers 22 angeordnet, wie dies in den Fign. 2 und 3 dargestellt ist. Diese Schulter 25 dient zur Aufnahme einer vorgeformten Blattfeder 26. Diese Blattfeder 26 ist erfindungsgemäß gegenüber dem Tragarm 23 bzw. seiner Ebene in äer er sich erstreckt, seitlich versetzt angeordnet, wie dies am besten aus Fig. 3 zu entnehmen ist, und erstreckt sich auf das Basisteil 20 des Wagens 12 hin. Dort steht die Feder 26 jin reibendem, gleitenden Kontakt mit einem vorstehenden Auge ! 27. Somit ist durch die seitlich versetzte Anordnung der Feder i

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26 die Drehverbindung zwischen den Tragarm 23 und dem Basisteil 20 überbrückt und Schwingungen der Kopftragvorrichtung 15 werden somit wirkungsvoll gedämpft. Die dargestellte Blattfeder 26 ist von einfacher, rechtwinkliger Gestalt und ist einerseits an der Schulter 25 fest fixiert und steht mit dem Auge 27 in gleitendem, reibendem Kontakt. Genauso gut kann die Befestigung und der Gleitkontakt umgekehrt sein, Darüberhinaus kann auch die Feder 26 unterschiedliche Formen aufweisen. Dies hängt jeweils von der Allgemeingestaltung ab.

Die Feder 26 sieht nicht nur eine Dämpfung in Zusammenarbeit mit dem Auge 27 vor, sondern sie drückt auch den freien Tragarm 23 federnd auf das Aufzeichnungsmedium hin, so daß der übertrager 16 in die notwendige Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabeposition kommt. Die Anwendung der gemäß der Erfindung gestalteten Kopftragvorrichtung hat sich als ganz besonders vorteilhaft bei Plattenstapeln aus einer Vielzahl flexibler Platten herausgestellt, die insgesamt zusammen um eine Achse rotieren und so eng beabstandet sind, daß sie gespreizt werden müssen, um den Tragarm 23 mit dem Kopf 16 in diesen Spalt einführen zu können, so daß dann die Übertragung bzw. das Lesen erfolgen kann. Solche im Stand der Technik bekannte Speiehergeräte beinhalten schwierige dynamische Probleme und Erfordernisse, die insbesondere zwischen dem Kopf und den Platten auftreten und darin bestehen, den Kopf so zu führen, daß er bei Aufrechterhaltung des Arbeitsabstandes zwischen Kopf und Aufzeichnungsmedium den axialen Störbewegungen des Mediums folgt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung soll die Feder 26 in einem schwachen Bogen vorgespannt sein, und zwar derart, daß die Feder 26 im wesentlichen flach ist, wenn der Tragarm 23 mit der gewünschten Kraft auf das Speichermedium 10 vorgespannt ist. Für die effektivste Dämpfung ist vorgesehen, daß sich die Feder 26 entlang des Auges 27 bewegt, 'während sie gleichzeitig federnd den Arm 23 auf die Speicher-

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platte 10 hin verschiebt. Die resultierende flache Blattfeder 26 reduziert die Biegemomente, die durch die Dämpfkraft induziert wird, um die Arbeitsweise zu verbessern, wenn kleine axiale Verschiebungen des Kopfes 16 zu Bewegungen der Feder 26 entlang des Auges 27 führen.

Die Ausgestaltung der Drehverbindung 22, beispielsweise als Bla.ttscharnier ist nicht kritisch, es kann hier auch ein Stift oder dergleichen verwendet werden. Wesentlich ist nur, daß jede Bewegung des Kopfes 16 zu einer Längsbewegung der Blattfeder 26 führt.

Die Arbeitsweise des dargestellten Ausführungsbeispieles kann durch Beeinflussung der Zusammenarbeit zwischen der Blattfeder 26 und dem Auge 27 in geeigneter Weise gesteuert werden. So kann eine Schmierung vorgenommen sein oder es kann trockene Reibung angewendet werden. Dies ist jeweils von dem gewünschten Verhalten beeinflußt. Wesentlich ist bei der Zusammenarbeit, daß der Tragarm 23 als verschwenkbarer Balken zwischen Kopf 16 und Blattfeder 26 bzw. der Drehverbindung 22 wirkt.

Verschiedene Test sind mit einer Kopfvorrichtung vorgenommen worden, die gemäß der Erfindung gestaltet ist, um die Beschleunigungswerte am Kopf 16 festzustellen, d. h. das Antwortverhalten der Kopftragvorrichtung, um festzustellen, in welcher Weise der Kopf 16 in der Lage ist, axialen Störbewegungen der Aufzeichnungsplatte 10 zu folgen. Diese Tests sind einmal ohne die Zusammenarbeit zwischen der Feder 26 und dem Auge 27, d. h. ungedämpft, durchgeführt worden und zum zweiten bei Zusammenarbeit zwischen der Feder 26 und dem Auge 27, d. h. gedämpft. In der nachfolgenden Tabelle bedeuten die Zahlen auf der rechten Seite des Schrägstrichs die Testergebnisse bei der ungedämpften Arbeitsweise, während die Zahlen auf der linken Seite des Schrägstrichs die Ergebnisse zeigen, die bei Anwendung der erfindungsgemäßen Federdämpfung auftreten. Es sind dabei verschiedene Plattenradien verwendet worden, wobei

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jeder Radius in Millimetern angegeben ist, ausgehend von der Rotationsachse. Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß eine Frequenz von 320· Hz eine kritische Resonanzfrequenz ist.

TESTBEISPIELE

Plattenradius	Beschleunigung	Beschleunigung bei 320 Hz
140	3,6/6,6	1,0/5,6
110	.2,1/4,6	0,5/1,6
80	2,0/3,0	0,4/1,1

Um die Unterschiede aufzuzeigen, die zwischen den aus dem Stand der Technik bekannten aus Blattfedern gebildeten Tragarm und steifen oder freien Tragarmen gebildeten Tragarmen, wie dies gemäß der Erfindung der Fall ist, so ist zu bedenken, daß eine Blattfeder in einer Anordnung ähnlich der in den Fign. 2 und 3 dargestellten, eine erste Resonanzfrequenz bei 80 Hz aufweist, d. h. wenn die Feder 26 ihre Federbewegung benutzt, dann bewegt sich nicht auf dem Auge 27 und somit erfolgt keine Dämpfwirkung. Nur dann, wenn die Feder 26 gleitet, auch wenn dies nur geringfügig ist, erfolgt eine seitlich versetzte Dämpfung zwischen der Feder 26 und dem Auge 27. Diese extrem niedrige Resonanzfrequenz führt zu Schwingungsbedingungen, die in der Kopftragvorrichtung auftreten und die für den Aufzeichnungsvorgang nachteilig sind. Im Gegensatz dazu hat ein steifer Tragarm, der als Balken wirkt, einen ersten Schwingungsknoten oberhalb von 600 Hz. Daraus kann aufgrund der Steifheit bzw. Festigkeit, die mit dem Quadrat der natürlichen Frequenz einhergeht, festgehalten werden, daß der gemäß der Erfindung vorgesehene und in den Fign. 2 und 3 dargestellte Tragarm zumindest 50 bis 60mal so steif ist, wie jeine als Tragarm im Test verwendete Blattfeder. Idealerweise

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wünscht man einen unendlich steifen Tragarm 23, was jedoch aus Gründen des Gewichtes, des zur Verfügung stehenden Materials und der Geometrie des Armes, insbesondere auch bei der Anwendung für den Einsatz bei einer Vielzahl flexibler Platten, in der Praxis nicht erreichbar ist. Erzielbar und für praktische Anwendung ausreichend ist eine Steifigkeit, deren Resonanzfrequenz oberhalb von 400 Hz liegt.

Die Dämpfwirkung zwischen den Teilen 26 und 27 ist seitlich versetzt gegenüber der Ebene des Tragarms 23, wodurch eine Hebelübersetzung für die Verbesserung des Dämpfungseffektes erzielt wird und somit eine im Ansprechverhalten bessere und stabilere Kopftragvorrichtung ermöglicht wird. Eine alternative Dämpfungssteuerung bei den Teilen 26 und 27 kann die Anwendung eines Paares von Priktionsteilen auf entgegengesetzten Seiten des Teils 27 beinhalten unter Anwendung von Druck auf diese beiden Teile, beispielsweise durch eine Konstantdruckvorrichtung. Dieses Beispiel soll nur verschiedene Möglichkeiten andeuten, die leicht innerhalb des Erfindungsgedankens möglich sind.

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Claims

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PATENTA NS P R Ü C H E

1. Tragvorrichtung für einen Übertragerkopf, bei welcher der Kopf am freien Ende eines Tragarms und der Tragarm selbst mit seinem anderen Ende an einem verschiebbaren Wagen befestigt ist, sowie einer Dämpfungseinrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Speichergerät mit flexiblem, rotierendem Aufzeichnungsträger,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Tragarm (23) im wesentlichen steif ausgeführt ist,

b) der Tragarm (23) über eine Drehverbindung (22) drehbar an einem Basisteil (20, 21) des Wagens (12) befestigt ist,

c) eine Federdämpfung (26, 27) vorgesehen ist, die

d) einerseits am Tragarm (23) und andererseits am Basisteil (20) angreifend angebracht ist, und die

e) die Drehverbindung (22), überbrückend eine Feder- und eine Dämpfwirkung zwischen Tragarm (22) und Basisteil (20) ausübt.

2. Kopftragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Federdämpfung eine vorgeformte Blattfeder (26) aufweist, deren eines Ende fest mit dem Tragarm (23) bzw. dem Basisteil (20) verbunden ist und deren anderes Ende

(27) in Reibkontakt mit dem Basisteil (20) bzw. Tragarm

(23) steht.

3. Kopftragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

am Tragarm (23) eine abstehende Schulter (25) in der Nähe der Drehverbindung (22) angeordnet ist und daß die Federdämpfung (26, 27) an ihrem ersten Ende an dieser Schul-

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ter (25) befestigt ist und jich in dämpfender Weise auf das Basisteil (20) hin erstreckt.

Kopftragvorrichtung nach Anspruch 3, bzw. einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

auf dem Basisteil (20) ein vorstehendes Auge (27) vorgesehen ist, an welchem das zweite Ende der Federdämpfung (26) befestigt ist, und zwar in reibendem, gleitendem Kontakt.

Kopftragvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Blattfeder (26) der Federdämpfung einerseits an der •abstehenden Schulter (25) des Tragarms (23) befestigt und andererseits in reibendem Kontakt mit dem vorstehenden Auge (27) stehend aus der Ebene des Tragarms (23) seitlich versetzt angeordnet ist, so daß bei kleinen Bewegungen des Tragarms (23) um die Drehverbindung (22) herum über die Hebelübersetzung eine dämpfende Wirkung erzielbar ist.

6. Kopftragvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Drehverbindung (22) zwischen dem Tragarm (23) und dem Basisteil (20) bzw. einem vorspringenden Flansch (21) des Basisteils (20) als Blattscharnier ausgebildet ist.

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