DE3108204C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3108204C2
DE3108204C2 DE3108204A DE3108204A DE3108204C2 DE 3108204 C2 DE3108204 C2 DE 3108204C2 DE 3108204 A DE3108204 A DE 3108204A DE 3108204 A DE3108204 A DE 3108204A DE 3108204 C2 DE3108204 C2 DE 3108204C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
drive according
drive
stator
storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE3108204A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3108204A1 (de
Inventor
Bernhard Simsbury Conn. Us Schuh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Papst Licensing GmbH and Co KG
Original Assignee
Papst Motoren GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22429939&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE3108204(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Papst Motoren GmbH and Co KG filed Critical Papst Motoren GmbH and Co KG
Priority to DE3153747A priority Critical patent/DE3153747C2/de
Priority to DE3153740A priority patent/DE3153740C2/de
Publication of DE3108204A1 publication Critical patent/DE3108204A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3108204C2 publication Critical patent/DE3108204C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B17/00Guiding record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor
    • G11B17/02Details
    • G11B17/038Centering or locking of a plurality of discs in a single cartridge
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B23/00Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
    • G11B23/50Reconditioning of record carriers; Cleaning of record carriers ; Carrying-off electrostatic charges
    • G11B23/505Reconditioning of record carriers; Cleaning of record carriers ; Carrying-off electrostatic charges of disk carriers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B25/00Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus
    • G11B25/04Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus using flat record carriers, e.g. disc, card
    • G11B25/043Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus using flat record carriers, e.g. disc, card using rotating discs
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B33/00Constructional parts, details or accessories not provided for in the other groups of this subclass
    • G11B33/14Reducing influence of physical parameters, e.g. temperature change, moisture, dust
    • G11B33/1446Reducing contamination, e.g. by dust, debris
    • G11B33/1473Reducing contamination, e.g. by dust, debris of/from bearings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/01Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
    • H02K11/014Shields associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/01Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
    • H02K11/014Shields associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/0141Shields associated with casings, enclosures or brackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Plattenspeicher, der mindestens eine mit einer Mittelöffnung versehene Speicherplatte aufnimmt, wobei der Antrieb einen mit Stator und Rotor versehenen Antriebsmotor und eine Halterung zum drehfesten Verbinden der Speicherplatte mit dem Rotor des Antriebsmotors aufweist. Bei dem Plattenspeicher kann es sich insbesondere um einen magnetischen Festplattenspeicher handeln. Der Plattenspeicher kann beispielsweise aber auch für flexible Magnetspeicherplatten oder für optische Speicherplatten ausgelegt sein.
Antriebe der eingangs genannten Art sind unter anderem aus der US-PS 41 50 406 bekannt. Dabei ist als Antriebsmotor ein Wechselstrommotor oder ein Kollektor-Gleichstrommotor vorgesehen. Wechselstrommotoren bereiten Schwierigkeiten bei der Drehzahlregelung. Bei Plattenspeichern werden Daten darstellende Bits in kreis- oder spiralförmigen Spuren auf Speicherplatten gespeichert, die mit relativ hohen Drehzahlen angetrieben werden. Das Einschreiben oder Auslesen der Bits erfolgt mittels eines Schreib- und/oder Lesekopfes, der mit Bezug auf die jeweils zu schreibende oder auszulesende Spur genau positioniert sein muß. Dies bedeutet, daß die Speicherplatten mit hoher Präzision umlaufen müssen. In der Praxis hat man für Plattenspeicherantriebe bevorzugt mehrphasige Gleichstrommotoren eingesetzt, die im Betrieb ein rotierendes Statorfeld erzeugen (vergleiche prioritätsältere nachveröffentlichte US-PS 42 16 512). Solche Motoren sind aber verhältnismäßig aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für Plattenspeicher zu schaffen, der insgesamt besonders einfach, robust und kostengünstig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Antrieb der eingangs genannten Art der Antriebsmotor als kollektorloser Motor mit dauermagnetischem Rotor und einer ein Wechselfeld erzeugenden Statorwicklung ausgebildet ist, daß eine Kommutierungseinrichtung zum Verbinden der Statorwicklung mit einer Gleichstromquelle in Abhängigkeit von der Drehstellung des Rotors vorgesehen ist, daß der magnetische Widerstand des statorseitigen Teils des Magnetkreises des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der Winkellage des Rotors derart veränderlich ist, daß ein Reluktanzhilfsmoment auftritt, das gegenüber dem elektromagnetisch erzeugten Drehmoment zeitlich versetzt ist, sowie daß die Statorwicklung, der Rotor und der Stator derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich das Reluktanzhilfsmoment mindestens in den Zeiträumen der Unterbrechung des vom Motor erzeugten elektromagnetischen Drehmoments ausbildet.
Einsträngige kollektorlose Gleichstrommotore mit Reluktanzhilfsmoment (einphasig oder zweiphasig) sind zwar an sich bekannt (US-PS 38 73 897, US-PS 38 40 761, DE-PS 23 46 380, DE-PS 23 14 259). Es war jedoch überraschend, daß sich solche einfache, kostensparende und kompakt aufzubauende Motore für die in ihren Betriebseigenschaften anspruchsvollen Plattenspeicherantriebe eignen, die nach dem Einschalten rasch hochlaufen sollen, bei denen jedoch nach Erreichen der Arbeitsdrehzahl diese Drehzahl mit niedrigem Energieaufwand weitestgehend konstant gehalten werden soll.
Vorzugsweise ist die Auslegung so getroffen, daß sich das elektromagnetisch erzeugte Drehmoment und das Reluktanzhilfsmoment zu einem im wesentlichen konstanten Gesamtdrehmoment ergänzen.
Der Antriebsmotor kann mindestens teilweise durch die Mittelöffnung der Speicherplatte koaxial hindurchreichen, was durch die kompakte Bauart des vorliegend vorgesehenen Antriebsmotors begünstigt wird, obwohl die genormten Öffnungsdurchmesser der Speicherplatten relativ klein sind. Geringe Gesamtabsmessungen des Motors schaffen auch mehr Raum für große und robuste Lager, die eine hohe Lebensdauer gewährleisten.
Zweckmäßig ist der Antriebsmotor als Außenläufer ausgelegt. Dabei kann die Speicherplatte mittels der Halterung mit einer Außenumfangswand des Rotors verbunden werden. Um die Antriebsleistung des Motors und damit dessen günstigsten Luftspaltdurchmesser unabhängig von der Größe der Mittelöffnung der Speicherplatte wählen zu können, kann der Rotor auch vorteilhaft ein Rotorgehäuse mit einer für die Aufnahme der Speicherplatte bestimmten Nabe aufweisen.
Zur Lagerung des Rotors auf dem Stator sind zweckmäßig zwei Lager vorgesehen, die in Richtung der Drehachse des Rotors in Abstand voneinander angeordnet sind. Wenn in einem solchen Fall in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Rotor und die Speicherplatte oder Speicherplatten einen zwischen den Lagern liegenden gemeinsamen Schwerpunkt haben, ist die Neigung der Speicherplatten zu Schwingungen beträchtlich vermindert. Die Belastung verteilt sich besonders gleichmäßig auf die Lager. Der Präzisionslauf der Speicherplatten läßt sich für eine außergewöhnlich lange Zeitspanne sicherstellen.
Der Dauermagnet des Rotors kann zweckmäßig als ringförmig gebogenes Dauermagnetband oder als ein- oder mehrteiliger Magnetring ausgebildet sein, wobei er vorteilhaft mit einer mindestens annähernd trapezförmigen Radialmagnetisierung mit relativ kleiner Pollücke über der Polteilung versehen ist.
Der Dauermagnet des Rotors kann insbesondere einen kunststoffgebundenen Magneten aufweisen. Solche Magnete bestehen aus Mischungen von Hartferriten und elastischem Material, insbesondere aus elastomergebundenem Bariumferrit.
Zwischen dem Dauermagnet des Rotors und der Speicherplatte kann vorteilhaft eine magnetische Abschirmung angeordnet sein, um vor allem bei magnetischen Speicherplatten Betriebsstörungen aufgrund von magnetischen Streuflüssen zu vermeiden.
Im Falle von Magnetspeicherplatten und bei Verwendung eines magnetisch schlecht oder nichtleitenden Plattenträgerteils des Rotors, beispielsweise eines Rotorgehäuses aus einer Leichtmetallegierung, ist vorzugsweise innerhalb des Plattenträgerteils eine magnetische Abschirmung untergebracht, wobei der Dauermagnet des Außenläufers zweckmäßig von der magnetischen Abschirmung glockenförmig umschlossen ist, so daß sich keinerlei magnetische Streufelder in Richtung der Speicherplatten ausbreiten können. Um eine magnetische Abschirmung zu erhalten, die relativ wenig Abschirmmaterial erfordert und besonders kostengünstig ist, ist die magnetische Abschirmung zweckmäßig Teil eines magnetischen Rückschlußträgers für den Dauermagneten; sie ist dabei vorzugsweise als weichmagnetisches, topfartiges Tiefziehteil ausgebildet, dessen Boden im Kern eine koaxiale Ausnehmung aufweist. Der Rotor kann aber auch von einem mit dem Rotor drehfest verbundenem Abschirmelement umgeben sein. Die Speicherplatten lassen sich in einem solchen Fall auf dem Abschirmelement halten.
Die Statorwicklung ist zweckmäßig einsträngig ausgebildet. Sie kann in eine Vergußmasse eingebettet sein, und auf die Vergußmasse kann eine Kunststoffummantelung aufgeschrumpft sein, um dem Austritt von Schmutzteilchen vorzubeugen. Die Statorwicklung kann auch von einer elektrisch isolierenden becherförmigen Abdeckung umfaßt sein.
Zu dem Antrieb gehört zweckmäßig ein mit der Kommutierungseinrichtung zusammenwirkender Drehstellungsdetektor.
Der Stator weist vorteilhaft ausgeprägte bewickelte Pole auf, deren Polhörner so deformiert sind, daß sich die Breite des Luftspalts im Bereich der Polhörner ändert, um dadurch das Reluktanzhilfsmoment zu erzeugen. Als geeignet erwies sich insbesondere ein Stator mit vier ausgeprägten Polen.
Der Antriebsmotor kann zweckmäßig eine Leerlaufdrehzahl von etwa 5800 U/min und eine Nenndrehzahl von etwa 3600 U/min haben.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen lotrechten Teilschnitt durch eine erste Ausführungsform des Plattenspeicherantriebs,
Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 für eine weitere Ausführungsform und
Fig. 3 einen Schnitt durch eine weiter abgewandelte Ausführungsform des Plattenspeicherantriebs.
Der in Fig. 1 veranschaulichte Plattenspeicherantrieb weist einen kollektorlosen Gleichstromaußenläufermotor mit einem dauermagnetischen Rotor 1 auf, der einen Stator 2 umgibt. Der Stator 2 ist mit einer einsträngigen Wicklung 3 versehen, die ein Wechselfeld erzeugt. Der Motor entwickelt ferner in an sich bekannter Weise (z. B. US-PS 38 73 897) ein Reluktanzhilfsmoment, so daß in Verbindung mit dem elektromagnetischen Drehmoment ein weitgehend konstantes Gesamtdrehmoment erhalten wird. Der Rotor 1 ist im Stator 2 über eine Welle 4 und ein Lagersystem gelagert, das aus zwei Kugellagern 20, 21 besteht, die in axialer Richtung der Welle 4 in Abstand voneinander sitzen. Die Drehachse des Rotors 1 ist mit A bezeichnet.
Unmittelbar auf der Umfangsfläche des Rotors 1 (d. h. nicht auf der Welle 4) sind zwei Speicherplatten 5, 6 beispielsweise magnetische Festspeicherplatten gehaltert. Es versteht sich, daß auch eine einzige Speicherplatte oder mehr als zwei Speicherplatten vorgesehen sein können. Der Rotor 1 kann zusätzlich von einem mit ihm drehfest verbundenen Abschirmelement umgeben sein.
Die Halterung erfolgt über Ringe 7, 8 und 9, die auf den Rotor 1 aufgeschoben sind. Die Speicherplatten 5 und 6, die mit den üblichen Mittelöffnungen versehen sind, werden über den Rotor 1 geschoben und zwischen den Ringen 7, 8 bzw. den Ringen 8, 9 festgehalten. Der Ring 7 ist am Rotor 1 angebracht, beispielsweise mit dem Rotor verschraubt oder verschweißt. Er kann mit dem Rotor 1 auch einstückig verbunden sein. Der Ring 9 weist einen Flansch 9a auf, der über den Außenrand der oberen Stirnfläche des Rotors 1 greift und dort mittels mehrerer Schrauben 10 festgelegt ist, die in Umfangsrichtung um die Drehachse A herum verteilt sind. Der Ring 9 wird gegen die Speicherplatte 6 angepreßt. Über die Speicherplatte 6 wird der Ring 8 gegen die Speicherplatte 5 gedrückt, die sich ihrerseits an dem Ring 7 abstützt. Auf diese Weise ist für eine drehfeste Verbindung zwischen den Speicherplatten 5 und 6 sowie dem Rotor 1 gesorgt.
Die unmittelbare Halterung der Speicherplatten 5, 6 auf dem Rotor 1 sorgt für einen besonders einfachen und kompakten Aufbau. Weil ferner die Speicherplatten mit Bezug auf die Lager 20, 21 eine solche Stellung einnehmen, daß der Schwerpunkt der vom Rotor und den Speicherplatten gebildeten Einheit zwischen den beiden Lagern liegt, werden die Kräfte weitgehend gleichförmig auf beide Lager übertragen. Die Speicherplatten 5, 6 drehen sich mit hoher Präzision; Schwingungen oder Vibrationen sind weitestgehend ausgeschlossen.
Um die Speicherplatten vor Verschmutzung zu bewahren, ist der Plattenspeicher mit einem hochreinen Plattenaufnahmeraum CR versehen, von dessen Begrenzungswänden in Fig. 1 nur eine Montageplatte 11 veranschaulicht ist, auf welcher der Antriebsmotor in nicht näher dargestellter Weise abgestützt ist. An dem Rotor 1 und/oder dem Ring7 ist ein weiterer Ring 12 von im wesentlichen L-förmigem Querschnitt befestigt, der einen Abschnitt 12a aufweist. Der Ring 12 könnte auch mit dem Rotor 1 oder dem Ring 7 einteilig verbunden sein. Der Abschnitt 12a verläuft parallel zu der Basisplatte 11 und begrenzt zusammen mit dieser einen engen Spalt 13, der mit dem Plattenaufnahmeraum CR und mit dem Luftspalt des Motors in Verbindung steht. Die obere Stirnseite des Abschnitts 12a trägt einen Ring von radialstehenden Flügeln 14, die in Umfangsrichtung um den Ring 12 verteilt sind. Eine ringförmige Zwischenplatte 15 ist oberhalb der Montageplatte 11 zwischen dieser und der unteren Speicherplatte 5 montiert. Der radial innenliegende Rand der Zwischenplatte 15 überlappt die Flügel 14, liegt jedoch mit Abstand über diesen Flügeln. Die Zwischenplatte 15 ist mit einer oder mehreren Öffnungen ausgestattet, in denen ein Filter 16 sitzt. Der Ring 12 und die Flügel 14 bilden ein Lüfterrad, das einen Luftstrom ständig durch das oder die Filter 14 bilden ein Lüfterrad, das einen Luftstrom ständig durch das oder die Filter 16 hindurchtreten läßt, wodurch vom Motor freigesetzte Schmutzteilchen im Filter 16 aufgefangen werden und nicht in den hochreinen Plattenaufnahmeraum CR gelangen können.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Rotor 30 im Stator 31 über eine Welle 32 und Kugellager 33, 34 gelagert. Die Wicklung 35 des Stators 31 ist vergossen, d. h. in eine elektrisch isolierende Vergußmasse 36 eingebettet, um den Austritt von Schmutzteilchen zu verhindern. Die Vergußmasse 36 kann ihrerseits von einer Ummantelung 37 aus einem unter Wärmeeinfluß schrumpfenden Kunststoff umgeben sein. Die auf die Vergußmasse 36 aufgeschrumpfte Ummantelung 37 umfaßt die Vergußmasse extrem eng und wirkt dem Austritt von Schmutzteilchen gleichfalls entgegen. Eine becherförmige Abdeckung 38 aus elektrisch isolierendem Werkstoff kann die mit dem Stator 31 verbundene Wicklung 35 umfassen.
Die Speicherplatten 5 und 6 sind in Fig. 2 nur schematisch angedeutet. Sie können auf dem Rotor 30 in der in Fig. 1 dargestellten Weise montiert sein. Der Stator 31 sitzt unterhalb einer Trägerplatte 41, die den hochreinen Plattenaufnahmeraum CR nach oben begrenzt.
Die Welle 32 trägt innerhalb der Nabe des Stators 31 zwischen den Lagern 33, 34 eine Gruppe von Flügeln 42, die beim Rotieren der Welle 32 einen axialen Luftstrom in der mittels Pfeilen angedeuteten Richtung ausbildet.
Die in Fig. 3 veranschaulichte Ausführungsform des Plattenspeicherantriebs 44 ist mit einem kollektorlosen Gleichstrommotor 45 versehen, der ein mit einer Rotorwelle 46 fest verbundenes und zur Rotorwelle 46 konzentrisches Rotorgehäuse 47 aufweist. Zu dem Stator des Motors 45 gehört insbesondere ein Statorblechpaket 48, das eine Statorwicklung 49 trägt. Das Statorblechpaket 48 ist auf ein Lagerrohr 50 aufgeschoben, das Teil einer zentralen Abstützung 51 ist. Die Rotorwelle 46 ist in dem Lagerrohr 50 mit Hilfe von zwei Lagern 52, 53 gelagert, die durch in Abstand voneinander liegende Sicherungsringe 54 an Ort und Stelle gehalten sind. Eine Tellerfeder 55 stützt sich an der Unterseite des Lagers 53 und einem auf der Rotorwelle 46 sitzenden Sicherungsring 56 ab, wodurch die Lager 52, 53 axial gegeneinander verspannt werden. Das Lagerrohr 50 bildet zusammen mit einem Montageflansch 57 ein einstückiges Druckgußteil. Statt dessen kann das Lagerrohr 50 auch mit Preßsitz in einer mit dem Flansch 57 verbundenen Nabe sitzen.
Das Rotorgehäuse 47 umschließt nicht nur unter Bildung eines zylindrischen Luftspalts 58 das Statorblechpaket 48, sondern ist an der von dem Montageflansch 57 abgewendeten Seite axial verlängert. Dadurch wird eine Nabe 60 erhalten. Die Nabe 60 dient der Lagerung und Mitnahme einer oder mehrerer (nicht gezeigter) Festspeicherplatten, die eine Mittelbohrung aufweisen, deren Durchmesser dem Außendurchmesser der Nabe 60 entspricht. Bei den Festspeicherplatten kann es sich um handelsübliche 5 1/4′′ oder 8′′-Platten handeln. Die veranschaulichte Bauweise erlaubt es, den Durchmesser der Antriebsnabe 60 der Mittelbohrung der Speicherplatten ohne Rücksicht auf die erforderliche Antriebsleistung des Motors 45 und den daraus resultierenden günstigsten Durchmesser des Luftspalts 58 anzupassen.
Eine gedruckte Leiterplatte 61 ist in dem freien Raum 62 im Inneren der Nabe 60 untergebracht. Die Leiterplatte 61 ist ringförmig ausgebildet und mit der zentralen Abstützung 51 verbunden. Auf der Leiterplatte 61 sitzen die Antriebselektronik und eine Drehzahlregelschaltung, zu denen u. a. ein als Drehstellungsdetektor vorgesehener Hall-IC 63, Endstufentransistoren 64 und ein Potentiometer 65 gehören. Die zweckmäßig in einem Arbeitsgang, z. B. im Tauchlötverfahren, hergestellten Lötverbindungen der Schaltkomponenten der Antriebselektronik und der Drehzahlregelschaltung sind bei 66 angedeutet. Das Potentiometer 65 kann u. a. der Einstellung unterschiedlicher Arbeitspunkte oder dem Ausgleich von Bauelemententoleranzen dienen. Es kann mittels Schraubenzieher über eine nicht dargestellte Bohrung im Flansch 57 und eine der Nuten des Statorblechpakets 48 verstellt werden. Eine zu der Leiterplatte 61 führende Leitung 67 ist an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen. Die die Lötverbindungen 66 tragende Seite der Leiterplatte 61 ist dem Boden 68 des Rotorgehäuses 47 zugewendet.
Das Rotorgehäuse 47 besteht bei dieser Ausführungsform aus einem magnetisch nicht oder schlecht leitenden Werkstoff. Beispielsweise ist das Rotorgehäuse als Druckgußteil aus einer Aluminiumlegierung aufgebaut. An der dem Statorblechpaket 48 gegenüberstehenden Innenfläche des Rotorgehäuses 47 sind eine Mehrzahl von Dauermagnetsegmentstücken oder ein einteiliger Dauermagnet 69 befestigt. der Dauermagnet 69 besteht vorzugsweise aus einer Mischung von Hartferrit, z. B. Bariumferrit, und elastischem Material. Es handelt sich also um einen sogenannten Gummimagneten. Dieser ist über der Polteilung trapezförmig oder annähernd trapezförmig bei relativ kleiner Pollücke radial magnetisiert. Ein magnetischer Rückschlußring 70 befindet sich zwischen dem Rotorgehäuse 47 und dem Dauermagneten 69. Der magnetische Rückschlußring 70 ist gleichzeitig Teil einer magnetischen Abschirmung. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Rotorgehäuse 47 aus magnetisch leitendem Werkstoff, insbesondere Weicheisen, herzustellen und beispielsweise als Tiefziehteil zu fertigen. In einem solchen Fall kann ein besonderer Weicheisenrückschlußring entfallen.
Der eine Rundung 71 aufweisende Rückschlußring 70 und ein feststehender Abschirmring 72 umschließen glockenförmig den magnetisch aktiven Teil des Speicherantriebs 44. Dadurch wird die Ausbreitung von magnetischen Streufeldern in den Bereich der auf der Nabe 60 sitzenden Feldspeicherplatten wirkungsvoll unterbunden. Durch den Ringspalt zwischen der Rundung 71 und dem Abschirmring 72 und Ausnehmungen des Abschirmringes 72 für den Durchtritt des Hall-IC 63 oder mehrerer derartiger Hall-ICs kann das Streufeld nicht in nennenswertem Umfang durchdringen, da die weichmagnetischen Abschirmringe dieses Feld auf sich ziehen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Abschirmring 72 gleichzeitig als Kühlblech für die Endstufentransistoren 64 genutzt, die mit dem Abschirmring 72 durch flächenhafte, satte Anlage wärmeleitende verbunden sind. Die Kühlkörper der Endstufentransistoren 64 können erforderlichenfalls gegenüber dem Abschirmring 72 z. B. mittels einer Glimmerscheibe oder dergleichen elektrisch isoliert sein. Es ist auch möglich, den Abschirmring 72 entsprechend der Zahl der Endstufentransistoren 64 zu unterteilen, um eine derartige elektrische Isolierung zu vermeiden.
Der Montageflansch 57 gestattet es, den Speicherantrieb 44 in der in Fig. 3 dargestellten Weise an einer Trennwand 73 des Festplattenspeichers anzubringen. Die Trennwand 73 trennt den zur Aufnahme der Festspeicherplatten bestimmten Raum höchster Reinheit vom übrigen Geräteinnern ab.
An dem freien, von der Nabe 60 abliegenden Ende der Rotorwelle 46 ist ein Lüfter 76 mit Lüfterflügeln 77 befestigt. Der Lüfter 76 bewirkt eine intensive Luftbewegung im Bereich des Montageflanschs 57, wodurch der Flansch gekühlt wird. Über das Lagerrohr 50 und den Flansch 57 wird auf diese Weise Verlustwärme aus dem Motor 45 wirkungsvoll nach außen geleitet.
Um eine die Betriebssicherheit des Plattenspeichers störende elektrische Aufladung der Rotorglocke auszuschließen, ist die Rotorwelle 46 über eine Lagerkugel 78 und einen nicht dargestellten Federkontakt zweckmäßig mit dem Gerätechassis elektrisch leitend verbunden.
Die Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors kann bei 5800 U/min und die Nenndrehzahl bei beispielsweise 3600 U/min liegen. Der Stator hat vorteilhaft vier ausgeprägte, bewickelte Pole, deren Polhörner so deformiert sind, daß sich die Breite des Luftspalts 58 im Bereich der Polhörner ändert und dadurch das Reluktanzhilfsmoment erzeugt wird.
Der erläuterte Speicherplattenantrieb eignet sich für alle Arten von Plattenspeichern, unabhängig vom Durchmesser der Mittelöffnung der Speicherplatten. Es ist auch möglich, mit einem Innenläufermotor zu arbeiten.

Claims (24)

1. Antrieb für einen Plattenspeicher, der mindestens eine mit einer Mittelöffnung versehene Speicherplatte aufnimmt, wobei der Antrieb einen mit Stator und Rotor versehenen Antriebsmotor und eine Halterung zum drehfesten Verbinden der Speicherplatten mit dem Rotor des Antriebsmotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (1, 2, 30, 31, 45) als kollektorloser Motor mit dauermagnetischem Rotor (1, 30, 46, 47, 69) und einer ein Wechselfeld erzeugenden Statorwicklung (3, 35, 49) ausgebildet ist, daß eine Kommutierungseinrichtung zum Verbinden der Statorwicklung mit einer Gleichstromquelle in Abhängigkeit von der Drehstellung des Rotors vorgesehen ist, daß der magnetische Widerstand des statorseitigen Teils des Magnetkreises des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der Winkellage des Rotors derart veränderlich ist, daß ein Reluktanzhilfsmoment auftritt, das gegenüber dem elektromagnetisch erzeugten Drehmoment zeitlich versetzt ist, sowie daß die Statorwicklung, der Rotor und der Stator derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich das Reluktanzhilfsmoment mindestens in den Zeiträumen der Unterbrechung des vom Motor erzeugten elektromagnetischen Drehmoments ausbildet.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektromagnetisch erzeugte Drehmoment und das Reluktanzhilfsmoment zu einem im wesentlichen konstanten Gesamtdrehmoment ergänzen.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (1, 2, 30, 31, 45) mindestens teilweise durch die Mittelöffnung der Speicherplatte (5, 6) koaxial hindurchreicht.
4. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (1, 2, 30, 31, 45) als Außenläufer ausgelegt ist.
5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherplatte (5, 6) mittels der Halterung (7, 8, 9) mit einer Außenumfangswand des Rotors (1, 30, 46, 47, 69) verbindbar ist.
6. Antrieb nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (46, 47, 69) ein Rotorgehäuse (47) mit einer für die Aufnahme der Speicherplatten (5, 6) bestimmten Nabe (60) aufweist.
7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des Rotors (1, 30, 46, 47, 69) auf dem Stator (2, 31, 48, 49) zwei Lager (20, 21, 33, 34, 52, 53) vorgesehen sind, die in Richtung der Drehachse (A) des Rotors in Abstand voneinander angeordnet sind.
8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1, 30) und die Speicherplatte oder Speicherplatten (5, 6) einen zwischen den Lagern (20, 21, 33, 34) liegenden gemeinsamen Schwerpunkt haben.
9. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (69) des Rotors als ringförmig gebogenes Dauermagnetband ausgebildet ist.
10. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (69) des Rotors als ein- oder mehrteiliger Magnetring ausgebildet ist.
11. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (69) des Rotors mit einer mindestens annähernd trapezförmigen Radialmagnetisierung über der Polteilung versehen ist.
12. Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens annähernd trapezförmige Radialmagnetisierung mit relativ kleiner Pollücke ausgebildet ist.
13. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (69) des Rotors einen kunststoffgebundenen Magneten aufweist.
14. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dauermagnet (69) des Rotor (1, 30, 46, 47, 69) und der Speicherplatte (5, 6) eine magnetische Abschirmung angeordnet ist.
15. Antrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1, 30) von einem mit dem Rotor drehfest verbundenen Abschirmelement umgeben ist.
16. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklung (3, 35, 49) einsträngig ausgebildet ist.
17. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklung (35) in eine Vergußmasse (36) eingebettet ist.
18. Antrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Vergußmasse (36) eine Kunststoffummantelung (37) aufgeschrumpft ist.
19. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklung (35) von einer elektrisch isolierenden becherförmigen Abdeckung umfaßt ist.
20. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit der Kommutierungseinrichtung zusammenwirkenden Drehstellungsdetektor (63).
21. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2, 31, 48, 49) ausgeprägte bewickelte Pole aufweist.
22. Antrieb nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Polhörner der ausgeprägten Pole so deformiert sind, daß sich die Breite des Luftspalts (58) im Bereich der Polhörner ändert.
23. Antrieb nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2, 31, 48, 49) mit vier ausgeprägten Polen ausgestattet ist.
24. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor eine Leerlaufdrehzahl von etwa 5800 U/min und eine Nenndrehzahl von etwa 3600 U/min hat.
DE19813108204 1980-03-05 1981-03-04 Plattenspeicher Granted DE3108204A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3153747A DE3153747C2 (de) 1980-03-05 1981-03-04 Plattenspeicher
DE3153740A DE3153740C2 (de) 1980-03-05 1981-03-04 Antriebsvorrichtung für Festplattenspeicher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12740480A 1980-03-05 1980-03-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3108204A1 DE3108204A1 (de) 1981-12-24
DE3108204C2 true DE3108204C2 (de) 1992-05-14

Family

ID=22429939

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3049334A Expired - Lifetime DE3049334C3 (de) 1980-03-05 1980-12-29 Antriebsvorrichtung für Festplattenspeicher
DE19813108204 Granted DE3108204A1 (de) 1980-03-05 1981-03-04 Plattenspeicher

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3049334A Expired - Lifetime DE3049334C3 (de) 1980-03-05 1980-12-29 Antriebsvorrichtung für Festplattenspeicher

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4438542A (de)
JP (2) JPS56166760A (de)
DE (2) DE3049334C3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19741977A1 (de) * 1997-09-23 1999-03-25 Pm Dm Gmbh Spindelmotor mit Geräuschdämpfung für Festplattenspeicher

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4658312A (en) * 1981-09-07 1987-04-14 Papst-Motoren Gmbh & Co. K.G. Disk storage drive
US4779165A (en) * 1981-09-07 1988-10-18 Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg Disk storage drive
CH654455A5 (de) * 1980-05-10 1986-02-14 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Buerstenlose gleichstrommotoranordnung, insbesondere fuer magnetplattenantriebe.
USRE37058E1 (en) 1980-05-10 2001-02-20 Papst Licensing Gmbh & Co. Kg Disk storage device having contamination seals
USRE38662E1 (en) 1980-05-10 2004-11-30 Papst Licensing Gmbh & Co. Kg Disk storage device having a sealed bearing tube
USRE38601E1 (en) 1980-05-10 2004-09-28 Papst Licensing, GmbH & Co. KG Disk storage device having a radial magnetic yoke feature
USRE38673E1 (en) 1980-05-10 2004-12-21 Papst Licensing Gmbh & Co. Kg Disk storage device having a hub sealing member feature
US5216557A (en) * 1981-09-07 1993-06-01 Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg Disk storage device having a brushless dc drive motor
DE3144630A1 (de) * 1980-05-10 1983-05-19 Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen Buerstenlose gleichstrommotoranordnung, insbesondere fuer plattenspeicherantriebe
USRE38772E1 (en) 1981-03-18 2005-08-09 Papst Licensing Gmbh & Co. Kg Disk storage device having an undercut hub member
USRE34412E (en) * 1981-09-07 1993-10-19 Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg Disk storage drive having motor drive with non-corrodible hub
USRE35792E (en) * 1981-09-07 1998-05-12 Papst Licensing, Gmbh Disk storage drive
CH657721A5 (de) * 1982-01-11 1986-09-15 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Aussenlaeufer-direktantriebsmotor.
US4599664A (en) * 1982-03-01 1986-07-08 Papst-Motoren Gmbh & Co Kg Disk storage drive
JPS5976146A (ja) * 1982-07-27 1984-05-01 パプスト・モ−ト−レン・ゲ−エムベ−ハ−・ウント・コ−・カ−ゲ− 信号処理装置の駆動装置
JPS59501971A (ja) * 1982-11-01 1984-11-22 スト−リツジ・テクノロジ−・パ−トナ−ズ・トウ− 反転磁石カツプを有するブラシレス直流モ−タ
JPS59123824U (ja) * 1983-02-10 1984-08-21 キヤノン株式会社 光ビ−ム走査装置
US4623216A (en) * 1983-02-10 1986-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Light beam scanning apparatus
JPS6014674U (ja) * 1983-07-05 1985-01-31 日本電産株式会社 ブラシレスモ−タ
JPS6038762A (ja) * 1983-08-09 1985-02-28 Comput Basic Mach Technol Res Assoc 磁気デイスク装置
DE3347360C2 (de) * 1983-12-28 1995-04-13 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Kollektorloser Außenläufer-Gleichstrommotor
JPS60255052A (ja) * 1984-05-28 1985-12-16 Seiko Epson Corp デイスクドライブモ−タ
JPH0782699B2 (ja) * 1984-06-01 1995-09-06 パプスト ライセンシング ゲーエムベーハー デイスク駆動装置
DE3421487A1 (de) * 1984-06-08 1985-12-12 Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen Antriebsanordnung fuer signalverarbeitende geraete
JPH0717268Y2 (ja) * 1986-05-19 1995-04-19 日本電産株式会社 ブラシレスモ−タ
DE3740551C2 (de) * 1986-11-29 1996-09-19 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Datenspeichergerät mit einem rotierenden Datenträger
JP2664954B2 (ja) * 1988-10-03 1997-10-22 茨城日本電気株式会社 スピンドルモータ
US5013947A (en) * 1990-03-16 1991-05-07 Russell Ide Low-profile disk drive motor
JPH07182770A (ja) * 1993-12-21 1995-07-21 Toshiba Corp 磁気ディスク装置およびその組み立て方法
US6271988B1 (en) 1997-01-04 2001-08-07 Papst Licensing Gmbh & Co. Kg Disk storage device with improved spindle torque and acceleration
US6344946B1 (en) 1997-04-01 2002-02-05 Papst Licensing Gmbh Disk storage device with improved spindle torque and acceleration
DE19713528B4 (de) * 1997-04-01 2013-03-28 Papst Licensing Gmbh & Co. Kg Plattenspeichergerät
JP3982491B2 (ja) * 2003-12-22 2007-09-26 株式会社日立製作所 回転電機
US7131825B2 (en) * 2004-01-30 2006-11-07 Isothermal Systems Research, Inc. Spindle-motor driven pump system
US12059775B2 (en) * 2019-12-19 2024-08-13 Black & Decker Inc. Power tool with compact motor assembly

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1321456A (en) * 1970-05-07 1973-06-27 Gen Motors Ltd Electric motors
US3840761A (en) * 1972-05-25 1974-10-08 Papst Motoren Kg Axial air gap,collector-less d-c motor
US3873897A (en) * 1972-05-25 1975-03-25 Papst Motoren Kg Collector-less D-C motor
DE2314259A1 (de) * 1973-03-22 1974-09-26 Papst Motoren Kg Kollektorloser gleichstrommotor
JPS5090905A (de) * 1973-12-17 1975-07-21
JPS5833603B2 (ja) * 1974-11-27 1983-07-21 ソニー株式会社 タ−ンテ−ブル
GB1486070A (en) * 1975-04-02 1977-09-14 Ibm Magnetic disc file including a clean gas system
US4005490A (en) * 1975-05-15 1977-01-25 Sperry Rand Corporation Magnetic disc memory
US4062049A (en) 1976-04-02 1977-12-06 Burroughs Corporation Integrated Disk File Module and memory storage system
DE2617860C2 (de) * 1976-04-23 1986-07-10 Flux-Geräte GmbH, 7000 Stuttgart Elektrischer Pumpenmotor in spritzwassergeschützter Ausführung
JPS5323010A (en) * 1976-08-16 1978-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Commutatorless motor
US4101945A (en) * 1976-09-07 1978-07-18 Sycor, Inc. Drive spindle assembly for disc file
JPS5827903B2 (ja) 1976-09-24 1983-06-13 株式会社東芝 磁気デイスク装置の封止機構
US4150406A (en) * 1977-11-30 1979-04-17 Stollorz Herbert R Transducer lifting means employing plural flexures
US4216512A (en) * 1978-08-21 1980-08-05 Sycor, Inc. Disc recorder with brushless DC motor drive
DE2944212C3 (de) 1978-11-03 1994-10-20 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Magnetplattenantrieb

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19741977A1 (de) * 1997-09-23 1999-03-25 Pm Dm Gmbh Spindelmotor mit Geräuschdämpfung für Festplattenspeicher

Also Published As

Publication number Publication date
DE3049334C3 (de) 1993-09-30
DE3049334C2 (de) 1993-09-30
JPS5753876A (de) 1982-03-31
JPS56166760A (en) 1981-12-22
DE3108204A1 (de) 1981-12-24
DE3049334A1 (de) 1981-10-29
US4438542A (en) 1984-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3108204C2 (de)
DE3118289C2 (de) Bürstenlose Gleichstrommotoranordnung
DE3153746C2 (de) Antriebsvorrichtung für magnetische Festplattenspeicher
DE3039255C2 (de)
DE10049107B4 (de) Elektromotorkonstruktion
DE2559837C2 (de) Gleichstrommotor
EP0780506B1 (de) Antriebsvorrichtung für eine von vorn beschickbare Waschmaschine
DE3519824C2 (de) Plattenspeichergerät
DE3918166A1 (de) Stromversorgungseinrichtung fuer fahrraeder oder dergleichen
DE2503625A1 (de) Synchronmotor
DE102004014865A1 (de) Elektrischer Nockenwellerversteller mit Scheibenläufermotor
DE19523789C2 (de) Bürstenloser Elektromotor
DE3135385A1 (de) Plattenspeicher
EP0425478B1 (de) Au enläufermotor, insbesondere kollektorloser Gleichstrommotor
EP1183416B1 (de) Antriebsvorrichtung für eine waschmaschine
EP0164118B1 (de) Antriebsanordnung mit kollektorlosem Gleichstrommotor
DE2944212C2 (de)
DE3331754A1 (de) Kollektorloser gleichstrommotor
DE3144630A1 (de) Buerstenlose gleichstrommotoranordnung, insbesondere fuer plattenspeicherantriebe
DE3332659C2 (de)
DE3153783C2 (de) Hartplattenspeicheranordnung
DE3153740C2 (de) Antriebsvorrichtung für Festplattenspeicher
DE8032477U1 (de) Antriebsvorrichtung fuer magnetische festplattenspeicher
DE3546933B4 (de) Festplattenspeicher
DE2831774C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3135385

Format of ref document f/p: P

8110 Request for examination paragraph 44
8172 Supplementary division/partition in:

Ref country code: DE

Ref document number: 3153740

Format of ref document f/p: P

Q171 Divided out to:

Ref country code: DE

Ref document number: 3153740

8172 Supplementary division/partition in:

Ref country code: DE

Ref document number: 3153747

Format of ref document f/p: P

Q171 Divided out to:

Ref country code: DE

Ref document number: 3153747

AH Division in

Ref country code: DE

Ref document number: 3153747

Format of ref document f/p: P

Ref country code: DE

Ref document number: 3153740

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: PAPST LICENSING GMBH, 78549 SPAICHINGEN, DE

AH Division in

Ref country code: DE

Ref document number: 3153740

Format of ref document f/p: P

AH Division in

Ref country code: DE

Ref document number: 3153747

Format of ref document f/p: P

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: PAPST LICENSING GMBH & CO. KG, 78549 SPAICHINGEN,