DE2918046C2

DE2918046C2 - Tragvorrichtung für einen Übertragerkopf mit Dämpfungseinrichtung

Info

Publication number: DE2918046C2
Application number: DE2918046A
Authority: DE
Inventors: Donovan Milo Janssen; Raymond Emery Kellow Sen.; William August Boulder Col. Picker; Anton Joseph Longmont Col. Radman jun.
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1978-05-11
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1983-05-11
Also published as: FR2425693A1; GB2020882B; FR2425693B1; DE2918046A1; JPS54147820A; GB2020882A; JPS5815868B2; US4208684A

Description

a) der Tragarm (23) steif ausgeführt ist,

b) eine Federdämpfungseinrichtung (26,27) vorgesehen ist, die

c) einerseits am Tragarm (23) und andererseits am Basisteil (20) des Wagens (12) angreifend angebracht ist und ein Teil (26) der Federdämpfungseinrichtung

d) versetzt zur Hauptebene der Drehverbindung (22) angeordnet ist und diese (22) überbrückend zusammen mit dem anderen Teil (27) eine Feder- und eine Dämpfwirkung zwischen Tragarm (23) und Basisteil (20) ausübt

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2. Kopftragvomchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federdämpfungseinrichtung eine vorgeformte Blattfeder (26) aufweist, deren eines Ende fest mit dem Tragarm (23) verbunden ist und deren anderes Ende in Reibkontakt mit dem Basisteil (20) steht oder jeweils umgekehrt

3. Kopftragvorrich-'ung ηε:*1ι Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Tragarm (23) eine abstehende Schulter (25) in der Nähe der Drehverbindung (22) angeordnet ist und daß die Federdämpfungseinrichtung (26, 27) an ihrem einen Ende an dieser Schulter (25) befestigt ist und sich in dämpfender Weise auf das Basisteil (20) hin erstreckt.

4. Kopftragvomchtung nach Anspruch 3, bzw. einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Basisteil (20) ein vorstehendes Auflager (27) vorgesehen ist, an welchem das zweite Ende der Blattfeder (26) befestigt ist, und zwar in reibendem, gleitendem Kontakt

5. Kopftragvomchtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (26) einerseits an der abstehenden Schulter (25) des Tragarms (23) befestigt und andererseits in reibendem Kontakt mit dem vorstehenden Auflager (27) stehend aus der Ebene des Tragarms (23) parallel versetzt angeordnet ist, so daß bei kleinen Bewegungen des Tragarms (23) um die Drehverbindung (22) herum über die Hebelübersetzung eine dämpfende Wirkung erzielbar ist.

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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 Nahe mit einem Aufzeichnungsmedium zu bringen, wie dies beispielsweise in der US-Patentschrift 2618 710 unter anderem beschrieben ist Dje 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 Au^eichnungsträger nicht zu vermeiden. Bei anderen Tragvorrichtungen wird Dämpfungsmaterial gegen eine die Kopftragvomchtung belastende Feder gepreßt Die Feder drängt dabei den Kopf bzw. den Übertrager in aufzeichnende Beziehung mit dem Speichermedium. In einer anderen Kopftragvomchtung werden gabelförmige Federn benutzt, um die Kopftragvomchtung auf das Speichermedium hin zu drücken, wie dies beispielsweise in der US-Patentschrift 37 25 884 beschrieben ist, wobei zwischen den beiden aufeinander liegender. Federn Dämpfungsmaterial angeordnet ist Auch hier ist der eigentliche Tragarm wiederum aus Federmaterial hergestellt

Bei den bekannten Kopftragvorrichtungen, die alle keine relativ hohe Resonanzfrequenz besitzen, lassen sich Vibrationen, die von der Positioniervorrichtung für die Kopftragvomchtung 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.

Aus der US-PS 37 72 666 ist eine Anordnung mit Festköpfen, d. h. Magnetköpfen, die quer zur Spur nicht zu verstellen sind, bekannt Eine Reihe von Magnetköpfen sind dabei an einem Arm befestigt, welcher über eine blattfederartige Verbindung mit einem Tragteil verbunden ist. Nach einem Ausführungsbeispiel sind zwei Arme zu einer Baueinheit zusammengefügt und über einen Querbalken derart miteinander verbunden, daß eine Blattfeder zwischen dem fes^;Ttehenden Teil und dem Querarm eine Belastung auf die Arme dergestalt bringt, daß sie gemeinsam gegen sine Nockenführungsbahn gedrückt werden, mit deren Hilfe die Arme mit ihren daran befestigten Magnetköpfen auf die Platte abgesenkt oder von dieser abgehoben werden können. In Abweichung vom Erfindungsgegenstand ist bei dieser bekannten Anordnung kein verschiebbarer Wagen vorhanden. Darüber hinaus sind die Drehverbindungen von einem auf beiden Seiten festangeschweißten Te;( überbrückt, das reiner Federbelastung ohne jegliche Dämpfungswirkung dient.

Aus einer weiterhin bekannten Anordnung, die in der 'JS-PS 37 13 121 gezeigt ist, ist ein Tragarm für einen Magnetkopf bekannt, der über eine blattfederartige Drehverbindung mit einem verschiebbaren Wagen verbunden ist. Dabei ist eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen und der Tragarm als steifes Federelement ausgeführt, mit der Aufgabe, den Tragarm auf die Magnetplatten hin zu drücken. Es sind weiterhin außermittig zur Tragarmachse Führungsbahnen am Tragarm angeordnet, auf denen Nocken zum Abheben und Absenken der Magnetköpfe einwirken können. Durch diese Verdrehungen Kann es zu Schwingungen kommen, zu deren Vermeidung ein Dämpfungsteil vorgesehen ist, welches zwischen dem Drehpunkt der die Drehverbindung bildenden Blattfeder und dem Bereich des Magnetkopfes auf den Tragarm drückt. Durch dieses Dämpfungselement werden Torsionsbe-

wegungen gedampft, ss können jedoch aufgrund der Tatsache, daß der Tragarm selbst nicht steif, sondern als federndes Element ausgebildet ist, Schwingungen, die in axialer Richtung des Plattenstapels, d, h, senkrecht zur Plattenachse auftreten, nicht erfolgreich gedämpft werden,

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die Kopftragvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß sie möglichst ohne in eigene störende Schwingungen versetzt zu werden, in verbesserter Weise möglichst formgenau den Störungen In der Bewegung des Aufzeichnungsmediums folgt, um den Abstand zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Kopf in verbesserter Weise aufrecht m erhalten. Darüber hinaus soll bei Sieiierstellung dieser Funktion eine Konstruktion angegeben werden, die preisgünstiger bei verbessertem Antwortverhalten zwischen dem Kopftragarm und dem Aufzeichnungsmedium ist, dies bei dessen Bewegung einschließlich seiner Störungen.

Diese Aufgabe wird bei der Kopftragvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 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 bei gleichzeitiger Verbesserung des Dämpfungsverhaltens der Anordnung unter Aufrechterhaltung des richtigen Arbeitsabstandes zwischen Kopf und Aufzeichnungsmedium bei dessen Bewegung einschließlich der Störbewegungen.

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

F i g. 1 schematisch eine Kopftragvorrichtung und ihre Zuordnung zu einer rotierenden flexiblen Speicherplatte;

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

F i g. 3 eine Seitenansicht der in F i g. 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 Arbeitsabstand 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 Jn der Darstellung der Fig,I sind die Aufzeichnungs- und Lesescbaltkreise die in üblicher 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 F i g. 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 22 ein Blattschamier in geeigneter Weise befestigt ist Am freien Ende des Blattscharniers 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 F i g. 2 eindeutig dargestellt ist

Am inneren Ende des schwenkbaren, freien Tragarms 23 ist eine abstehende Schulter 25 in der Nähe des als Drehverbindung 22 dienenden Blattscharniers angeordnet, wie dies in den Fig.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 der er sich erstreckt, in der Höhe parallel 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 in reibendem, gleitenden ■to Kontakt mit einem vorstehenden Auflager 27. Somit ist durch die parallel versetzte Anordnung der Feder 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 Auflager 27 in gleitendem, reibendem Kontakt Genauso gut kann die Befestigung und der Gleitkontakt umgekehrt sein. so Darüber hinaus 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 Auflager 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 ei folgen kam. Solche im Stand der Technik bekannte Speichergeräte 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 AuiifOhrungsbeispiei 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 Auflagers

27 bewegt während sie gleichzeitig federnd den Arm 23 auf die Speicherplatte 10 hin verschiebt Die resultierende flache Blattfeder 26 reduziert die Biegemomente um die Arbeitsweise zu verbessern, wenn kleine axiale Verschiebungen des Kopfes 16 zu Bewegungen der Feder 26 entlang des Auflagers 27 führen.

Die Ausgestaltung der Drehverbindung 22, beispielsweise ais Biaiischaniicr ist nicht kfiiiSCh, es käün hier auch ein Stift oder dei gleichen 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 Auflager 27 in geeigneter Weise gesteuert werden. So kann eine Schmierung vorgenommen sein oder es kann trockene Reibung angewendet werden. Dieis 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 Tests sind mit einer Kopftragvorrichtung vorgenommen worden, die gemäß der Erfindung gestaltet ist um die Beschleunigungswerte am Kopf IG 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 Auflager 27, d.h. ungedämpft durchgeführt worden und zum zweiten bei Zusammenarbeit zwischen der Feder 26 und dem Auflager 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 Federdämpfungsvorrichtung auftreten. Es sind dabei verschiedene Plattenradien verwendet worden, wobei jeder Radius in Willimetern angegeben ist, ausgehend von der Rotationsachse. Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß eine Frequenz von 320Hz eine kritisch« Resonanzfrequenz ist

Testbeispiele	Beschleunigung	Beschleunigung bei 32OHz
Plattenradius	3,6/6,6 2,1/4,6 2,0/3,0	1,0/5,6 0,5/1,6 0,4/1,1
140 110 80

ίο 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 Fig.2 und 3 dargestellten, eine erste Resonanzfrequenz bei 80 Hz aufweist d. h. wenn die Feder 26 ihre Federbewegung benutzt dann bewegt sie sich nicht auf dem Auflager 27 und somit erfolgt keine Dämpfwirkung. Nur dann, wenn

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erfolgt eine seitlich parallel versetzte Dämpfung zwischen der Feder 26 und dem Auflager 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 aufgrufti der Steifheit bzw. Festigkeit die mit dem

jo Quadrat der natürlichen Frequenz einhergeht festgehalten werden, daß der gemäß der Erfindung vorgesehene und in den Fig.2 und 3 dargestellte Tragarm zumindest 50 bis 60mal so steif is«, wie eine als Tragarm im Test verwendete Blattfeder. Idealerweise wünscht man einen unendlich steifen Tragarm 23, was jedoch aus Gründen des Gewichts, des zur Verfügung siehenden 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 Erzieibar und für praktische Anwendung ausreichend ist eine Steifigkeit deren Resonanzfrequenz oberhalb von 400 Hz liegt

Die Dämpfwirkung zwischen den Teilen 26 und 27 ist parallel 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

so eines Paares von Friktionsteilen auf entgegengesetzten Seiten des Teils 27 beinhalten unter Anwendung von Druck auf diese beiden Teile, beispielsweise durc.i eine Konstantdruckvorrichtung. Dieses Beispiel soll nur verschiedene Möglichkeiten andeuten, die leicht inner halb des Erfmdungsgedankens möglich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tragvorrichtung for einen Übertragerkopf, bei welcher der Kopf am freien Ende eines Tragarms und der Tragarm selbst mit seinem anderen Ende über eine blattfederartige Drehverbindung an einem verschiebbaren Wagen befestigt ist, sowie einer Dämpfungseinrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Speichergerät mit flexiblem, rotierendem Aufzeichnungsträger, dadurch gekenn-io zeichnet, daß