DE3107225C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verschwenkbare Betätigungseinrichtung zur Bewegung eines Lese- Schreib-Kopfs entlang der Oberfläche einer Magnetplatte entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Magnetplattenspeichern für digitale Anwendungszwecke finden Magnetköpfe Verwendung, um Daten zu schreiben oder zu lesen. Jede Magnetplatte besteht aus einer ringförmigen Trägerplatte, auf der eine magnetisierbare Schicht angeordnet ist. Jede Magnetplatte weist mehrere konzentrische Spuren auf, von denen jede einen vor­ herbestimmten radialen Abstand aufweist. Benachbarte Spuren sind durch eine unbenutzte Pufferzone getrennt. Jeder Kopf ist in der Nähe einer zugeordneten Plattenoberfläche an einer Betätigungs­ einrichtung angeordnet, welche eine Bewegung der Köpfe in radialer Richtung ermöglicht, so daß der betreffende Kopf über unterschied­ lichen Spuren angeordnet werden kann. Die Betätigungseinrichtung für jeden Kopf oder jede Gruppe von Köpfen enthält einen Tragarm und einen Betätigungsantrieb. Der Betätigungsantrieb bewegt den Tragarm, um die Lage des betreffenden Kopfs relativ zu den Spuren auf der Magnetplatte zu ändern. Ein Plattenantrieb kann eine An­ zahl von gestapelten Platten aufweisen und ein Betätigungsantrieb kann zur gemeinsamen Bewegung einer entsprechenden Anzahl von Be­ tätigungsarmen vorgesehen sein.

Es sind zwei Arten von Betätigungseinrichtungen bekannt, nämlich lineare und verschwenkbare Betätigungseinrichtungen. Lineare Betä­ tigungseinrichtungen bewegen die Betätigungsarme und Köpfe entlang eines linearen Wegs entlang oder parallel zu einem Radius der Magnetplatten. Verschwenkbare Betätigungseinrichtungen drehen die Be­ tätigungsarme um eine Schwenkachse, die außerhalb aber in der Nähe des Randes der Magnetplatten verläuft. Die Erfindung betrifft verschwenk­ bare Betätigungseinrichtungen der eingangs genannten Art. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (DE-PS 22 09 522) ist ein elektromagnetischer Antrieb vorgesehen, bei dem das Rotorglied am Ende des Betätigungsarms durch eine Spule ge­ bildet wird, die in Zwischenräume der Schenkel eines magneti­ schen Stators hineinragt. Dabei kann die Drehachse nicht im Bereich des Betätigungsantriebs vorgesehen werden. Insbesondere wird dabei als nachteilig angesehen, daß die magnetische Be­ tätigungskraft verhältnismäßig stark von der Schwenklage inner­ halb des Schwenkbereichs des Betätigungsarms abhängig ist. Ferner ist eine verhältnismäßig große Bauhöhe erforderlich.

Eine zuverlässige und schnelle Arbeitsweise von Magnetplatten­ speichern erfordert in erster Linie, daß die Lage des Kopfs re­ lativ zu einer Spur auf der Magnetplatte innerhalb äußerst enger Toleranzen beibehalten wird. Zweitens soll die Zugriffszeit, also die zur Bewegung des Kopfs von einer zu der anderen Spur erfor­ derlichen Zeit kurz sein. Bei bekannten Einrichtungen dieser Art ist es zur Erfüllung der ersten Anforderung notwendig, daß ein vorzugsweise rückgekoppeltes Steuersystem verwendet wird, um die Abweichung der Lage des Kopfs von einer optimalen Lese-Schreib- Lage über der Spur festzustellen und ein Korrektursignal zur Er­ regung des Betätigungsantriebs zu erzeugen. Eine kurze Zugriffs­ zeit erfordert andererseits, daß dieMasse und Trägheit der Be­ tätigungseinrichtung und der Köpfe so klein wie möglich sind. Eine Verringerung der Masse führt jedoch zu Schwierigkeiten, ins­ besondere zu einer Verdrillung und Ausbiegung der Arme bei deren Verschwenkung über der Plattenoberfläche. Dies kann zu Vibratio­ nen in dem Arm bei oder in der Nähe gewisser Resonanzfrequenzen führen, welche Schwingungen durch das Servosystem der Betätigungs­ einrichtung verstärkt werden. Wenn die Resonanzfrequenzen der Arme zu niedrig sind, können Schwingungen mit großen Amplituden erregt werden, was zu der Möglichkeit führt, daß ein Kopf gegen die Magnetplatte anschlägt oder soweit aus seiner Sollage heraus­ bewegt wird, daß er sich außerhalb einer geeigneten Leselage oder Schreiblage über der betreffenden Spur befindet. Um Schwierigkei­ ten dieser Art zu vermeiden, kann die Steifigkeit der Arme erhöht werden, wodurch sich höhere Resonanzfrequenzen der Struktur er­ geben und Schwingungsamplituden verringert werden, welche durch irgendwelche Vibrationen verursacht werden, die bei niedrigeren Frequenzen auftreten oder durch einen Pumpeffekt des Servosystems verursacht werden können.

Bei einer linearen Betätigungseinrichtung wird der Betätigungs­ arm geradlinig über die Magnetplatte beschleunigt, gewöhnlich in einer radialen Richtung. Diese Bewegungsrichtung fällt mit der Längsachse des Arms zusammen. Deshalb besitzt der Arme eine große Steifigkeit. Bei einer verschwenkbaren Betätigungseinrichtung wird dagegen der Arm in seitlicher Richtung beschleunigt, so daß be­ trächtliche Biege- und gegebenenfalls auch Torsionsmomente auftre­ ten können. Bei üblichen Betätigungsarmen ist die Biege- und Tor­ sionssteifigkeit beträchtlich geringer als die axiale Steifigkeit. Andererseits weisen verschwenkbare Betätigungseinrichtungen wesent­ liche Vorteile im Vergleich zu linearen Betätigungseinrichtungen auf, so daß es wünschenswert wäre, die Betätigungsarme rotieren­ der Betätigungseinrichtungen bei möglichst niedriger Masse und Trägheit gegen Verbiegungen und Verdrillungen zu versteifen.

Bekannte verschwenkbare Betätigungseinrichtungen weisen meist eine Anzahl von übereinander angeordneten Betätigungsarmen auf, die in ihrem Zentrum um eine gemeinsame Achse verschwenkbar sind. Die Köpfe sind am einen Ende und die beweglichen Spulen des Rotors des Betätigungsantriebs sind an dem anderen Ende angeordnet. Der Sta­ torteil des Betätigungsantriebs enthält Permanentmagnete. Der Spu­ le dient deshalb als Gegengewicht zum Auswichten der Köpfe. Der­ artige Konstruktionen besitzen aber eine zu geringe Steifigkeit und eine zu große Masse und ein zu großes Trägheitsmoment. Des­ halb sind sie normalerweise nur in Verbindung mit Magnetplatten­ speichern für geringe oder mittlere Anforderungen verwendbar.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine verschwenkbare Betätigungs­ einrichtung für einen Magnetplattenspeicher bei möglichst weitge­ hender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten der­ art zu verbessern, daß die Betätigungseinrichtung auch bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten zuverlässig arbeitet und eine möglichst genaue und schnelle Positionierung des Lese-Schreib-Kopfs gegenüber einer ausgewählten Spur ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß bei einer derartigen Ausbildung und Anordnung von Statorkern, Spule und Permanentmagnet(en) eine weitgehend konstante Magnet­ flußdichte in dem Spalt innerhalb des vorgesehenen Schwenk­ bereichs des Betätigungsarms erzielt wird, so daß die magnetische Antriebskraft im wesentlichen unabhängig von der Schwenklage des Betätigungsarms und dessen Beschleunigung im wesentlichen pro­ portional zu der Stromstärke ist.

Eine verschwenkbare Betätigungseinrichtung gemäß der Erfindung enthält deshalb einen verbesserten Betätigungsantrieb und Betätigungs­ arm. In dem Betätigungsantrieb ist die Spule mit einem Stator inte­ griert und die Permanentmagnete sind mit dem Rotor integriert. Der Betätigungsarm ragt freitragend von dem Rotor vor, der einen kleinen Durchmesser und eine sehr gute versteifte Konstruktion aufweist. Ein Ende des Betätigungsarms ist an dem Rotor sehr nahe zu der Rotorachse angeordnet, und die Köpfe sind an dem gegenüberliegen­ den Ende des Arms angeordnet. Wenn durch die Anordnung der Köpfe keine ausgeglichene Belastung des Arms erzielt werden kann, wer­ den Ausgleichsgewichte vorgesehen. Der Arm weist eine sich ver­ jüngende Struktur auf, deren Biege- und Torsionssteifigkeit mit einem linearen Betätigungsarm vergleichbar ist, bei Beibehaltung der niedrigen Trägheit einer rotierenden Betätigungseinrichtung. Bei der freitragenden Anordnung des Arms an dem Rotor sind Mittel vorgesehen, um eine Anzahl von übereinander angeordneten Armen starr ausgerichtet innerhalb auftretender Temperaturbereiche zu haltern. Mit einer derartigen Betätigungseinrichtung sind im Ver­ gleich zu bekannten verschwenkbaren Betätigungseinrichtungen beträcht­ lich kürzere Zugriffszeiten erzielbar.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher er­ läutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise auseinandergezogene isometrische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer verschwenkbaren Betätigungs­ einrichtung gemäß der Erfindung mit fünf Betätigungsarmen;

Fig. 2A und 2B eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines der Betätigsarme in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Anschlageinrichtung bei dem Aus­ führungsbeispiel in Fig. 1;

Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Vorderansicht;

Fig. 6 eine grafische Darstellung der durch die Federn der An­ schlageinrichtung in Fig. 4 und 5 erzeugten Kraft in Ab­ hängigkeit von der Verdrängung; und

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Magnetplattenspeicher, von dem Teile weggeschnitten sind, mit einer Betätigungseinrich­ tung gemäß der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft einen Magnetplattenspeicher mit vier nicht dargestellten Magnetplatten, und es sind fünf Betätigungsarme 10-18 für daran angeordnete Köpfe vorgesehen. Ein Betätigungsantrieb 20 dient zur Bewegung der Betätigungsarme in die gewünschte Lage. Am Ende der Arme 10 und 18 ist eine und an den Armen 12, 14 und 16 sind zwei duale Wandler-Stützeinrichtungen 30 angeordnet. Die unterste Magnet­ platte in dem nicht dargestellten Stapel befindet sich zwischen den Armen 10 und 12. Deshalb trägt der Arm 10 nur ein einziges Paar von Köpfen, die der Unterseite der untersten Magnetplatte zugeordnet sind. Jeder der Arme 12-16 trägt dagegen zwei Paare von Köpfen, eines für die Oberseite der darunterliegenden Magnet­ platte und eines für die Unterseite der über dem Arm liegenden Magnetplatte. Der Arm 18 trägt nur ein einziges Paar von Köpfen, das der Oberseite der obersten Magnetplatte des Stapels zugeord­ net ist. An den Arm 10 und 18 ist ein Ausgleichsgewicht 19 in Zusammenhang mit dem einzigen Kopfpaar vorgesehen.

Der Betätigungsantrieb 20 enthält ein verschwenkbares Rotorglied 32, das zwischen einer Bodenplatte 34 und einer Deckplatte 36 um eine Achse 37 verschwenkbar an Lagern 38 und 42 angeordnet ist. Das Verschwenken des Rotorglieds 32 erfolgt relativ zu einem bo­ genförmigen Statorglied 44, das zwischen den Platten 34 und 36 be­ festigt ist. Das Rotorglied ist länglich entlang der Achse 37 aus­ gebildet und wird durch ein unteres Endglied 45 A und ein entspre­ chend ausgebildetes oberes Endglied 45 B begrenzt. Eine nicht dar­ gestellte Stummelwelle erstreckt sich entlang der Achse 37 von den Endgliedern 45 A und 45 B nach außen, um eine verschwenkbare Lage­ rung in den Lagern 42 und 38 zu ermöglichen. Zwei Anschlagein­ richtungen 46, die an der Bodenplatte 34 befestigt sind, dienen zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Rotorglieds 32 relativ zu dem Statorglied 44. Die Arbeitsweise und die Ausbildung dieser beiden Anschlageinrichtungen soll später näher erläutert werden.

Die Arme 10-18 sind an einer Montagefläche 48 an dem Rotorglied 32 befestigt. Die Montagefläche 48 weist eine zentrale Ausnehmung 52 auf, von der bei diesem Ausführungsbeispiel Tragbolzen 54 vor­ ragen. Für jeden Arm ist ein Stützbolzen vorgesehen. An den Armen ist eine Gewindeöffnung vorgesehen, mit der die Stützbolzen ver­ schraubt werden, um das angrenzende Ende des betreffenden Arms ge­ gen die ebenen Seitenflächen 56 oder 58 auf beiden Seiten der Aus­ nehmung 52 anzudrücken. Für jeden der Arme 10-18 ist an der Sei­ tenfläche 58 an der Montagefläche 48 eine davon vorragende Schrau­ benfeder 59 vorgesehen. Die Schraubenfedern 59 sind aus Metall­ blech aufgewickelt. Am Ende jeden Arms ist eine Ausnehmung 60 zur Aufnahme einer Schraubenfeder 59 vorgesehen. Die Ausnehmungen 60 weisen ein eingekehltes Ende auf, so daß die Federn 59 radial in die Ausnehmung 60 zusammengedrückt werden, wenn der Arm gegen die Seitenflächen 56 und 58 angezogen wird. Die Schraubenfedern drücken gegen die Arme, so daß die Arme 10-18 unter Vorspannung auf den zentralen Stützbolzen freitragend montiert werden. Die Schraubenfedern dienen zur Kompensation von Kräften aufgrund thermischer Änderungen, die zwischen den betreffenden Armen und den Seitenflächen 56, 58 auftreten, um eine Schlupfbewegung der Arme relativ zu dem Rotorglied zu verhindern. Die Federn und deren thermische Ausdehnungskoeffizienten sind gleich, so daß die Arme 10-18 in einer genauen vertikalen seitlichen Ausrichtung prak­ tisch unabhängig von auftretenden Temperaturänderungen gehalten werden. Die Federn 59 bewirken ferner eine zweite Ausrichtung der Arme relativ zu den Stützbolzen 54 an der Montagefläche 48. An­ stelle einer Feder 59 kann ein massiver Stift vorgesehen werden, wenn es ausreicht, einen seitlichen Schlupf der Arme zu verhindern, und wenn eine Kompensation aufgrund von Temperaturgradienten und Temperaturänderungen nicht erforderlich ist.

Die Arme 10-18 sind gleich ausgebildet, obwohl sie unterschied­ liche Kombinationen von Köpfen tragen können. Zusätzlich zu der Anordnung an dem Rotorglied 32 sind die Arme 10-18 zu einer Ein­ heit vereinigt. Zu diesem Zweck weist jeder Arm drei vertikale Öffnungen auf, beispielsweise die bei dem Arm 18 dargestellten Öffnungen 62, 64 und 66. Durch diese Öffnungen ragen Bolzen 72, 74, 76 vor, auf deren vorragenden Enden Muttern 82, 84, 86 aufge­ schraubt und angezogen werden. Um die Steifigkeit der Struktur praktisch ohne ein wesentliches zusätzliches Gewicht zu erhöhen, und um die Arme in für die Aufnahme der Magnetplatten geeigneten Abständen voneinander zu halten, ist jeder Arm mit ebenen, drei­ eckförmigen vorragenden Stützflächen 92, 94 versehen. Die Stütz­ fläche 92 ist nur auf einer Seite jedes Arms vorgesehen, um einen Eintritt einer Magnetplatte auf der gegenüberliegenden Seite des Arms zu ermöglichen. Die Stützfläche 94 ist an dem an das Rotor­ glied 32 angrenzenden Ende der Arme vorgesehen. Nach dem Zusammen­ bau der Arme bilden diese Stützflächen die Kontaktflächen zwischen den Armen.

In der Nähe der Köpfe sind die Arme mit einer Folie aus Kunststoff, Nylon oder dergleichen Material versehen, das als Sub­ strat für gedruckte Schaltungsverbindungen zu und von den Stütz­ einrichtungen 30 für die Köpfe dient. Die Leiter dieser gedruckten Schaltung sind mit den Leitungen von den Köpfen verbunden. Ein an einem Stecker 98 endendes Leiterband 96 ist ebenfalls mit der gedruckten Schaltung verbunden, um eine Verbindung einer üblichen, nicht dargestellten Einrichtung zur Erzeugung und zum Empfang von Signalen herzustellen.

Fig. 2A zeigt eine Draufsicht und Fig. 2B eine Seitenansicht des Arms 10. Der Arm besteht aus einem Material mit einem geringen spezifischen Gewicht, beispielsweise aus Aluminium, und verjüngt sich vom Befestigungsende 102 zur Befestigung an dem Rotorglied zu dem vorragenden Ende 104, an dem die Stützeinrichtung 30 in Fig. 1 angeordnet wird. Wie aus dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel ersichtlich ist, verjüngt sich der Arm sowohl hinsichtlich seiner Breite als auch seiner Dicke, um dadurch die Masse und die Trägheit möglichst gering zu halten. Die erforderliche Steifig­ keit wird durch die dargestellte Struktur erzielt, die Seitentei­ le 106 und 108 aufweist, die durch erste und zweite X-förmige Stege 112 und 114 miteinander verbunden sind. Fig. 2A und 2B zei­ gen geeignete Proportionen für den Arm 10.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 und zusätzlich einen an dem Rotorglied befestigten Arm. Das Sta­ torglied 44 enthält einen Statormagnet mit einem Kernelement 120, das eine bogenförmige Innenfläche 121 A und eine bogenförmige Außenfläche 121 B aufweist. Eine Spule 124 mit Schenkeln 122 A und 112 B ist auf der Innenfläche 121 A des Statorkerns angeordnet. Das Rotorglied 32 weist einen im wesentlichen U-förmigen Träger 128 auf, der wahlweise bogenförmig oder semi-hexagonal ausgebildet sein kann und zwei Permanentmagnete 132 im Verbindungsbereich des U (oder an den geneigten Seiten der hexogonalen Ausbildung) trägt. Die Permanentmagnete 132 und 134 dienen als Gegengewichte für die Arme und Köpfe. Die Permanentmagnete 132 und 134 erstrecken sich senkrecht zu der Papierebene in Fig. 3 im wesentlichen entlang der gesamten Höhe des Rotorglieds, ebenso die Träger 122 A und 122 B. Das Signal für den Betätigungsantrieb 20 wird der Spule 124 zuge­ führt.

Die zu den Trägern 122 A und 122 B weisende Polfläche der Permanent­ magnete 132 und 134 ist eben ausgebildet und weist eine Nut 133 bzw. 135 auf, die vertikal entlang einer Mittellinie senkrecht zu der Querschnittsebene in Fig. 3 verläuft. Durch diese Form wer­ den Änderungen der magnetischen Flußdichte in dem Luftspalt zwi­ schen Magnet und Spule verringert, als eine Funktion sowohl des Spulenstroms als auch der Drehlage des Rotors. Mit einer verhält­ nismäßig geringen Versuchsarbeit ist es möglich, die Abmessungen der Nuten derart zu bestimmen, daß weniger als 5% Änderung der Flußdichte entlang des gesamten Verschwenkbereichs des Rotorglieds erzielt werden kann. Zur Erzielung einer hohen Flußdichte mit einer geringen Masse ist es zweckmäßig, für die Magnete 132, 134 ein Material wie Samarium-Kobalt zu verwenden.

Der Stützbolzen 54 zur Befestigung des Arms an dem Rotorglied wird von der Rückseite des Rotorglieds durch den Querteil des U-förmigen Trägers 128 im Bereich zwischen den beiden Permanent­ magneten eingeführt.

Die Endplatten 34, 36 in Fig. 1 dienen zur Positonierung des Ro­ torglieds relativ zu dem Statorglied. Die Endplatten sind an dem Statorkern 120, beispielsweise mit Hilfe von Bolzen 136 befestigt. Die gesamte Anordnung kann in einem Plattenantrieb durch Ver­ schrauben mit den Endplatten 34 und 36 und dem Statorkern 120 instal­ liert werden. Die Rotoranordnung wird zwischen den Endplatten in den Lagern 38 und 42 abgestützt. Anstelle von üblichen Nadellagern finden für die Lager 38 und 42 vorzugsweise Drehmoment-Rohrlager Verwendung, die eine hohe Steifigkeit gegenüber radialen Bewegun­ gen aufweisen. Es wird eine Vorbelastung der Lager in axialer Richtung verwendet, um die Struktur zusätzlich zu versteifen.

Bei einer sehr schnellen Arbeitweise bewegen sich die Köpfe mit einer Geschwindigkeit von mehr als etwa 250 cm pro Sekunde, wes­ halb die Köpfe geschützt werden müssen, falls Fehlfunktionen der Steuerschaltungen der Betätigungseinrichtung auftreten sollten. Es ist ferner typisch für gewisse Oberflächenbereiche der Magnetplat­ ten, Servo-Spursignale für ein die Betätigung steuerndes Servo­ system vorzusehen, während andere Bereiche, die als Sicherheits­ bänder bezeichnet werden, radial außerhalb und angrenzend an die erwähnten Servo-Spurbereiche entsprechend der Anschlag-Bewegung des Kopfs vorgesehen werden. Für eine effektive Ausnutzung der Magnetplattenoberfläche ist es erforderlich, daß die Anschlag-Bewegungsbereiche für den Kopf klein sind. Deshalb ist es von besonderer Bedeutung, daß An­ schlageinrichtungen vorgesehen sind, welche die Köpfe innerhalb einer kurzen Strecke mit einer annehmbaren Verzögerung anhalten. Die erwähnte Geschwindigkeit und die möglichst kurze Strecke für das Anhalten, die für den Kopf etwa 4-5 mm beträgt, bewirkt Verzögerungen des Kopfs von etwa 200 g. Deshalb ist es wichtig, daß eine genaue Einjustierung hinsichtlich belastender Kraft und anfänglicher Berührungsposition erfolgt.

Die dargestellte Anschlageinrichtung erfüllt die genannten Forde­ rungen. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine der Anschlageinrich­ tungen 46 in Fig. 1, wobei ein Teil der Bodenplatte 34, an der sie befestigt ist, weggebrochen ist, sowie einen Teil des Rotorglieds 32, mit der die Anschlageinrichtung zusammenarbeitet. Fig. 5 zeigt eine dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 entsprechende Vorderan­ sicht. Jede Anschlageinrichtung 46 enthält einen Träger 141, der an der Seite der Bodenplatte 34 durch eine Schraube 142 befestigt ist. Mehrere freitragende Federn, wie beispielsweise die Blattfedern 143 A-D sind an dem Träger 141 durch eine Schraube 144 und eine Klemmplatte 145 befestigt, um einen geschichteten Stapel zu bilden. Ein nicht magnetischer Abstandshalter 146, der beispielsweise aus Beryllium-Kupfer bestehen kann, ist zwischen der Feder 143 A und dem Träger 141 angeordnet, um einen nachteiligen Abrieb magnetischer Partikel beim Anschlag des Rotorglieds zu verhindern. Der Abstandshalter 146 trägt eine geringe oder keine Federkraft für die Anschlagein­ richtung bei.

Auf beiden Seiten der Endplatte 45 A des Rotorglieds ist ein Vor­ sprung 147 vorgesehen, der mit der Anschlageinrichtung zusammen­ arbeitet. In diesem Vorsprung 147 ist eine Schraube 148 einge­ schraubt, welche an der Anschlageinrichtung anschlägt. Die Schrau­ be 148 an dem Vorsprung 147 kann einjustiert werden, um die Po­ sition der Köpfe zu bestimmen, wenn eine anfängliche Berührung zwischen dem Rotorglied und der Anschlageinrichtung erfolgt. Zur Einjustierung der Vorbelastung der Feder 143 A-143 D ist eine Schraube 149 in den Träger 141 eingeschraubt.

Die grafische Darstellung in Fig. 6 zeigt die Federkraft P, die bei einer Verdrängung V der Federn 143 A-D aus ihrer vorgespann­ ten Ruhelage erzeugt wird. Der Kurventeil A-B entspricht der Vor­ belastung. Wenn ein Anschlagvorgang erforderlich wird, bewegt sich das Rotorglied 32 zunächst in eine Lage, in der die Schraube 148 in Berührung mit der Stapeloberfläche der Federn 143 A-D ge­ langt. Die durch den Kurvenabschnitt B-C in Fig. 6 dargestellte Verzögerungskraft wirkt danach auf das Rotorglied mit den daran angeordneten Armen bis der Stapel aus den Blattfedern im Punkt C von der Schraube 149 abgehoben wird. Die dann auf das Rotorglied 32 ausgeübte Verzögerungskraft ist durch den Kurvenabschnitt C-D dargestellt. Sobald der Punkt D erreicht wird, endet die Weiterbe­ wegung der anschlagenden Einheit. Deshalb erfolgt eine die Ver­ zögerung steuernde fortschreitende Änderung der Federkraft.

Die Anschlageinrichtungen können auch für die Prüfung verwendet werden, ob gewisse Teile der Elektronik der Betätigungseinrich­ tung richtig arbeiten. Zu diesem Zweck muß der Servokopf genau in den inneren und äußeren Sicherheitsbändern positioniert werden. Die Schrauben 148 in den Vorsprüngen 147 werden einjustiert, um die Positionierung des Servokopfs auf den inneren und äußeren Bandbereichen der Servomagnetplatte ohne Wechselwirkung mit der Anschlageinrichtung einzustellen.

Fig. 7 zeigt eine Betätigungseinrichtung der beschriebenen Art, die in einem Magnetplattenspeicher vorgesehen ist. Der Speicher 150 weist ein Gehäuse 152 auf, in dem ein Stapel von Magnetplat­ ten 154 angeordnet ist, die sich um eine Achse 156 drehen. Die Be­ tätigungseinrichtung 158 ist in einem Ansatz des Gehäuses 152 an­ grenzend an den Umfang der Magnetplatten derart angeordnet, daß die Schwenkachse der Betätigungseinrichtung parallel zu der Dreh­ achse 156 der Magnetplatten verläuft. Durch die Betätigungsein­ richtung werden die Arme zwischen einer äußeren Sicherheitsband­ position verschwenkt, die in Fig. 7 in gestrichelten Linien darge­ stellt ist, und einer inneren Sicherheitsbandposition, die in Fig. 7 in ausgezogenen Linien dargestellt ist. Zwischen diesen kann der betreffende Kopf über einer ausgewählten Spur positioniert wer­ den, um einen Schreibvorgang oder einen Lesevorgang durchzuführen. Das Verschwenken des Arms 160 ist durch einen Pfeil A angedeutet. Auf jeder Stützeinrichtung sind zwei Köpfe angeordnet, um die Zu­ griffszeit für die Köpfe weiter zu verringern.

Die beschriebene verschwenkbare Betätigungseinrichtung besitzt eine Reihe von wesentlichen Vorteilen. Die Trägheit ist extrem niedrig, weil das Rotorglied nur zwei Magnete bewegen muß, die auf einem kurzen Radius angeordnet sind, im Gegensatz zu einer auf einem langen Radius angeordneten Spuleneinheit bekannter Art. Die Trägheit wird ferner auf­ grund der geringen Masse und der geringen Trägheit des Betätigungs­ arms auf einem geringen Wert gehalten. Ferner können die Massen des Rotorglieds und des Arms genau einjustiert werden, um einen Gewichtsausgleich um die Achse 37 in Fig. 1 zu erzielen, wodurch die durch eine Unwucht sonst verursachten Kräfte auf einem Minimum gehalten werden können. Ein besonders bedeutsamer Vorteil ist ferner darin zu sehen, daß die verschwenkbare Betätigungseinrichtung eine hohe Steifigkeit aufweist, so daß die Eigenfrequenz zu höheren Werten verschoben sind.

Durch die Verwendung von jeweils zwei Drehmoment-Rohrlagern 38, 42 an beiden Enden des Rotorglieds in den Endplatten 34 und 36 ergibt sich eine sehr hohe radiale Steifigkeit, wodurch eine genaue Arbeitsweise bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten erzielt werden kann, ohne daß nachteilige mechanische Resonanzen auftreten. Die Lager sind vorbe­ lastet, um Steifigkeit innerhalb eines großen Temperaturbereichs beizubehalten. Die strukturelle Stabilität und die radiale Stei­ figkeit der Betätigungseinrichtung ermöglicht eine Verwendung bei Magnetplattenspeichern mit hoher Speicherdichte. Die Beibehaltung enger mechanischer Toleranzen wird durch die Einfachheit begün­ stigt, mit der die Schwenkachse der verschwenkbare Betätigungsein­ richtung parallel zu der Drehachse des Magnetplattenstapels gehal­ ten werden kann, so daß auch eine hohe Spurdichte vorgesehen sein kann.

Verluste durch magnetische Streufelder sind gering, so daß keine nachteilige Wechselwirkung mit der Aufzeichnung von Daten auf den Magnetplatten auftritt, weil der Stator die Permanentmagnete ab­ schirmt. Ferner bestehen bei der Herstellung einer derartigen Konstruktion keine besonderen Schwierigkeiten, zumal die Anzahl der erforderlichen Einzelteile verhältnismäßig gering ist.

Claims (8)

1. Verschwenkbare Betätigungseinrichtung zur Bewegung eines Lese-Schreib-Kopfes entlang der Oberfläche einer Magnetplatte, mit einem an seinem einen Ende den Kopf tragenden Be­ tätigungsarm, der um eine zur Magnetplattenachse parallele Drehachse inner­ halb eines begrenzten Bereichs verschwenkbar ist und an seinem anderen Ende eine Rotorglied eines elektromagnetischen Betätigungsantriebs aufweist, das mit einem fest angeordneten Statorglied zusammenwirkt, um eine elektromagnetische Kraft zur Verschwenkung des Betätigungsarms zu erzeugen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Statorglied (44) ein mit einer Spule (124) ver­ sehener, in Ebenen senkrecht zu der Drehachse (37) bogenförmig ausgebilde­ ter Statorkern (120) vorgesehen ist, daß das Rotorglied (32) durch den an den Statorkern (120) angrenzenden, bogenförmigen verschwenkbaren und mit mindestens einem Permanentmagnet (132, 134) versehenen Endbereich des Betätigungsarms (10) gebildet ist, daß die Drehachse (37) an dem Rotorglied (32) vorgesehen ist, und daß die gegenüberliegenden Enden der Drehachse (37) in an dem bogenförmigen Statorkern (120) gegenüberliegend angeordneten Lagern (38, 42) gelagert sind.

2. Verschwenkbare Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Endbereich des Betätigungsarms gegenüber dem bogenförmigen Statorkern (120) zwei längliche Permanentmagnete (132, 134) in einer parallel zu der Dreh­ achse (37) und der Oberfläche des bogenförmigen Statorkerns (120) vorgesehenen Lage angeordnet sind, und daß die im wesentlichen eben ausgebildeten Polflächen dieser Permanentmagnete ein sich parallel zu der Drehachse (37) des Rotor­ glieds (32) erstreckende Nut (133, 135) aufweisen.

3. Verschwenkbare Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorglied (32) ein längliches Trägerglied (128) mit einem im wesent­ lichen U-förmigen Querschnitt in Ebenen senkrecht zu der Drehachse (37) auf­ weist, an dem übereinanderliegend angeordnete Betätigungsarme (10-18) befestigt sind.

4. Verschwenkbare Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Betätigungsarm mit einem zentralen Bolzen (54) an dem U-förmigen Trägerglied (128) befestigt ist, und daß zwischen gegenüberliegenden Bohrun­ gen in dem betreffenden Betätigungsarm und dem Trägerglied jeweils eine radial zusammengedrückte Feder (59) angeordnet ist.

5. Verschwenkbare Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens auf einer Außenfläche jedes Betätigungs­ arms (10-18) ein erhabener Oberflächenbereich (92; 94) ausgebildet ist, der einem entsprechend ausgebildeten Oberflächenbereich eines angrenzenden Arms gegenüberliegt.

6. Verschwenkbare Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsarme (10-18) in den erhabenen Oberflächenbereichen (92; 94) min­ destens eine Öffnung (62; 64) aufweisen, und daß durch diese Öffnungen in den übereinanderliegend gestapelten Betätigungsarmen jeweils ein Befestigungsbolzen vorragt.

7. Verschwenkbare Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (38, 42) an gegen­ überliegenden Endplatten (34, 36) angeordnet sind, die an gegenüberliegenden Seiten eines die Magnetplatte(n) umgeben­ den Gehäuses (152) befestigt sind, an dessen gegenüberliegen­ den Seiten die Magnetplattenachse (156) parallel zur der Dreh­ achse (37) des Rotorglieds (32) gelagert ist.

8. Verschwenkbare Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Permanentmagnete (132, 134) und der Statorkern (120) derart ausgebildet sind, daß entlang dem Schwenkbereich des Betätigungsarms (10) eine weitgehend konstante Magnetflußdichte in dem dazwischen liegenden Spalt erzeugt wird.