DE3340170C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetplatten-Speicheranlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

In der US-PS 41 90 870 ist eine derartige Magnetplatten- Speicheranlage beschrieben, die mehrere mit vertikalem Abstand übereinander gestapelte Magnetplatten sowie zwei Stellantriebe aufweist, welche symmetrisch zu einer zentralen Spindel angeordnet sind. Die mit Drehzahlen zwischen 3000 und 3600 U/min umlaufenden Magnetplatten können intensive Luftströme erzeugen, welche die Magnetplatten und die Schreib-/ Leseköpfe in Schwingungen versetzen, was die Aufzeichnung und Wiedergabe der Informationen beeinträchtigt. Die bei den hohen Drehzahlen freiwerdende Wärme kann zu Wärme­ dehnungen der Magnetplatten und zu Verformungen der Spindel führen, was eine zielgerechte Positionierung des Lese­ kopfes auf einer bestimmten Magnetspur behindert.

Aus der DE-AS 21 45 478 ist eine Magnetplatten-Kassette mit einer Belüftungseinrichtung bekannt, deren Gehäuse einen Lufteinlaß, einen Luftauslaß und ein Zentrifugal­ gebläse enthält. Eine breitere Öffnung des Gebläsegehäuses ist unmittelbar neben dem Lufteinlaß der Kassette ange­ ordnet, während die kleinere Öffnung im Gebläsegehäuse mit dem Luftauslaß in Verbindung steht. Durch die Kühl­ wirkung der erzeugten Luftströme kann zwar die im Bereich der Antriebselemente freigesetzte Wärme wirksam abgeführt werden, es können sich jedoch dadurch gleichzeitig die von den turbulenten Luftströmungen herrührenden Schwingungen der einzelnen Magnetplatten intensivieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Magnetplatten-Speicher­ anlage der angegebenen Gattung zu schaffen, bei welcher die durch Schwingungen des Systems und/oder durch Wärme­ dehnung der Magnetplatten hervorgerufenen Positionier­ fehler der Leseköpfe vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden werden eine bekannte gattungsgemäße Magnet­ platten-Speicheranlage sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1, 2 die bekannte Magnetplatten-Speicheranlage in teilgeschnittener Seitenansicht und Draufsicht;

Fig. 3 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 4 eine teilgeschnittene Draufsicht IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine teilgeschnittene Draufsicht V-V in Fig. 3;

Fig. 6 grafisch die Abhängigkeit der Schwingungs­ intensität vom Plattendurchmesser;

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel in teil­ geschnittener Seitenansicht;

Fig. 8 den die Platteneinheit umgebenden Innen­ mantel der Ausführung nach Fig. 7 in ver­ größertem Teilschnitt;

Fig. 9 eine Seitenansicht des Innenmantels mit Perforierung;

Fig. 10 grafisch die wärmeabhängige Spurabweichung beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7.

Die bekannte Magnetplatten-Speicheranlage nach Fig. 1 und 2 enthält mehrere Magnetplatten 1, die mit Abstandsele­ menten 16 auf einer Spindel 50 gestapelt sind. Die Spindel 50 ist in einer Basis 5 gelagert und wird von einem Motor 8 über einen Riementrieb 6, 7 angetrieben. Neben den Magnet­ platten sind zwei Stellantriebe 4 a, 4 b diametral gegenüber­ liegend angeordnet, welche über Schlitten 3 a, 3 b an je einem Arm 2 a, 2 b befestigte Leseköpfe auf den Oberflächen der Magnetplatten 1 positionieren können. Eine auf der Basis 5 angeordnete Staubschutzabdeckung 9 umschließt die Magnetplatten 1 zusammen mit den Stellantrieben 4 a, 4 b und trägt an ihrer oberen Stirnwand einen ringförmigen Luftfilter 12 oberhalb der Spindel 50. Jedes Abstandsele­ ment 16 weist am Außenmantel mehrere Lüftungsöffnungen 11 auf, so daß die durch einen oberen Abschnitt einströmende Luft aus dem Abstandselement 16 austreten kann. Die über­ einander gestapelten Magnetplatten 1 mit den dazwischen liegenden Abstandselementen 16 bilden eine Platteneinheit.

Die vom Motor 8 mit ca. 3000 bis 3600 U/min angetriebenen Magnetplatten 1 erzeugen einen Luftstrom, der über den Luftfilter 12 zentral in die Abstandselemente einströmt und durch die Lüftungsöffnungen 11 abströmt. An den Außen­ rändern der Magnetplatten 1 entsteht innerhalb der Staub­ schutzabdeckung ein durch die Pfeile A in Fig. 1 dargestell­ ter Ringstrom. Da die Stellantriebe 4 b, 4 b diametral gegen­ überliegend neben den Magnetplatten 1 angeordnet sind, ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit der Luft und es bilden sich Luftwirbel, welche die Außenränder der Magnetplatten 1 in Schwingungen versetzen. Wenn die Magnet­ platten 1 eine Aluminiumbasis von z. B. 2 mm Wandstärke haben und mit ca. 3600 U/min umlaufen, können diese Schwin­ gungen mit Amplituden von ca. 0,2 mm die Schwebestabilität der auf einem Luftfilm unmittelbar über der Oberfläche jeder Magnetplatte schwebenden Magnetköpfe beeinträchtigen. Die Wirbelströmung der Luft verursacht ferner Schwingungen der nur leicht belasteten Leseköpfe, was ebenfalls deren Lagestabilität beeinträchtigt.

Die in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Magnetplatten-Speicher­ anlage enthält eine Basis 5, mehrere auf einer Spindel 50 übereinander gestapelte Magnetplatten 1 sowie zylin­ drische Abstandselemente 16 mit Öffnungen. Mehrere Stell­ antriebe 4 a, 4 b sind gegenüber den Magnetplatten 1 in unterschiedlicher Höhe diametral gegenüberliegend ange­ ordnet. Ein Motor 8 treibt die Magnetplatten 1 über einen Riementrieb 6, 7 am Unterende der Spindel 50 an. Ein zylin­ drischer Innenmantel 13 umgibt die Magnetplatten 1 und die Abstandselemente 16 und eine Schutzabdeckung 9 umschließt den Innenmantel 13 und die Stellantriebe 4 a, 4 b. Dieser Innenmantel 13 ist auf einer Halterung 14 auf der Basis 5 gelagert und weist Öffnungen 15 a, 15 b zum Einführen der Zugriffsarme 2 a, 2 b auf, die an den Schlitten 3 a, 3 b der Stellantriebe 4 a, 4 b gehalten sind. Durch eine Einlaßöffnung 17 gelangt Luft in das Innere des Innen­ mantels 13 über einen Filter 12, dessen Durchmesser größer als derjenige der Lufteinlaßöffnung 17 ist. Gemäß Fig. 4 hat der Innenmantel 13 zur Umfangsfläche jeder Magnet­ platte einen vorbestimmten Abstand D. Wenn die Magnetplatten 1 mit ca. 2400 bis 3600 U/min umlaufen, strömen im Inneren des Innenmantels 13 erzeugte Luftströme durch die Armein­ führöffnungen 15 a, 15 b zur Lufteinlaßöffnung 17 in der oberen Stirnwand des Innenmantels 13 und über den Filter 12 in den Innenraum der Abstandselemente 16. Die aus den Austrittsöffnungen der Abstandselemente austretende Luft strömt an der Innenwand des Innenmantels 13 entlang und gelangt über die Armeinführöffnungen 15 a, 15 b nach draußen, so daß im Innenraum des Innenmantels 13 keine Wirbelströme auftreten. Die austretende Luft trifft auf die Stellan­ triebe 4 a, 4 b und wird dabei geringfügig verwirbelt, was jedoch keinen Einfluß auf die Magnetplatten und die Magnet­ köpfe hat.

Fig. 6 zeigt die Einflüsse des Abstands D zwischen der Innenwand des Innenmantels 13 und dem Außenrand jeder Magnetplatte 1 auf die Intensität der Schwingungen der Magnetplatten 1. Bei einem Abstand D von 12 mm liegen die Amplituden der Vertikalschwingungen bei 20 µm; bei einem Abstand von 10 mm beträgt die Schwingungsamplitude ca. 10 µm; bei einem Abstand von weniger als 3 mm beträgt die Amplitude nur ca. 8 µm. Demgemäß kann durch Verringerung des Abstandes D zwischen der Innenwand des Innenmantels 13 und dem Außenrand der Magnetplatten 1 auf weniger als 3 mm die Schwingung der Magnetplatten 1 minimiert werden.

Da die in die Abstandselemente 16 zentral eingesaugte Luft den Luftfilter 12 durchströmt, ist die den Schwebe­ zustand der Magnetköpfe bewirkende Luftströmung an der Oberfläche der Magnetplatten sauber.

Versuche haben gezeigt, daß in der Anlaufphase Positionier­ fehler der Leseköpfe auf den Magnetplatten 1 auftreten, welche durch eine Erwärmung der Magnetplatten 1 hervorgerufen werden. Während dieser Anlaufphase wird die durch die Drehbewegung erzeugte Wärme aus dem Innenraum des Innen­ mantels 13 nur unvollständig abgeführt und verursacht Wärmedehnungen der Magnetplatten 1 gegenüber der unbeein­ flußten Basis 5.

Diese durch Wärmedehnung der Magnetplatten in der Anlauf­ phase verursachten Positionierfehler der Leseköpfe werden bei der Ausführung nach Fig. 7 bis 9 vermieden. Der Innen­ mantel 130 ist mit einer Vielzahl kleiner Öffnungen 100 entlang den Außenrändern der Magnetplatten 1 versehen und umgibt die Magnetplatten 1 in einem Abstand von ca. 3 mm. Auch dieser Innenmantel 130 weist Öffnungen 15 a, 15 b zum Einführen der Zugriffsarme 2 a, 2 b sowie eine zentrale Lufteinlaßöffnung 17 mit einem ringförmigen Luftfilter 12 auf. Die in Fig. 5 dargestellten Luftströme treten aus dem Innenmantel 130 einmal über die Öffnungen 15 a, 15 b für die Zugriffsarme 2 a, 2 b und durch die Öffnungen 100 im Innenmantel 130 aus, wobei saubere Luft durch die zentrale Öffnung 17 und den Luftfilter 12 in den Innenraum der Abstandselemente gesaugt wird. Gemäß Fig. 8 sind die Öffnungen 100 den Außenrändern der Magnetplatten 1 gegen­ überliegend im Innenmantel 130 angeordnet, so daß die durch die Drehbewegung der Magnetplatten 1 an deren Oberflä­ chen erzeugten Luftströme über diese kleinen Öffnungen 100 direkt abströmen können.

Im axialen Mittelteil des Innenmantels ist die Temperatur höher als in den oberen und unteren Abschnitten. Um aus diesem Mittelbereich größere Wärmemengen abführen zu können, haben die Öffnungen 100 in diesem Bereich einen größeren Querschnitt oder sind in größerer Anzahl vorgesehen.

Durch die kleinen Öffnungen 100 in der Wandung des Innen­ mantels 130 werden thermische Spurabweichungen der Lese­ köpfe minimiert und gleichzeitig wird die Turbulenz der Luftströme vermindert. In Fig. 10 sind mit der Kurve X die Spurabweichungen gekennzeichnet, die bei Verwendung eines Innenmantels ohne Öffnungen auftreten. Die Kurve Y kennzeichnet die Spurabweichungen bei Verwendung eines Innenmantels mit Mantelöffnungen 100. Wie ersichtlich, werden die Spurabweichungen bei Verwendung eines Innen­ mantels 13 ohne Öffnungen erst nach einer Anlaufphase von ca. 1 Stunde minimal. Demgegenüber sinken die Spurab­ weichungen bei Verwendung eines perforierten Innenmantels innerhalb einiger Minuten auf einen annehmbaren Wert. Als Erklärung dieses Phänomens wird eine unzureichende Wärmeabfuhr bei Verwendung eines ungelochten Innenmantels aus dessen Innenraum sowie eine effektive Ableitung der beim Anlaufen der Magnetplatten erzeugten Wärme durch die Öffnungen des perforierten Innenmantels angenommen.

Claims (6)

1. Magnetplatten-Speicheranlage mit einer drehangetriebe­ nen Platteneinheit aus mehreren übereinandergestapel­ ten Magnetplatten und hohlzylindrischen gelochten Ab­ standshaltern, mit an den Enden von zwei radialen Ar­ men angeordneten Magnetköpfen, mit Stellantrieben zum Bewegen der Arme, mit einer äußeren Staubschutzhaube und mit einem zylindrischen Innenmantel, der seitliche Öffnungen für den Durchtritt der Arme aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Platteneinheit mit vorgegebenem seitlichen Abstand (D) umschließende Innenmantel (13) in seiner oberen Stirnwand eine zentrale Einströmöffnung (17) und einen Luftfilter (12) aufweist.

2. Speicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (12) ringförmig um die Einström­ öffnung (17) zwischen der oberen Stirnwand des Innen­ mantels (13) und dem Deckel der Staubschutzhaube (9) angeordnet ist.

3. Speicheranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmantel (13) die Platteneinheit in einem radialen Abstand (D) von 3 mm zu den Magnetplattenrän­ dern umschließt.

4. Speicheranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangswand des Innenmantels (130) Öffnungen (100) vorgesehen sind.

5. Speicheranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (100) im Innenmantel (130) den Magnet­ platten gegenüberliegend positioniert sind.

6. Speicheranlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt der Öffnungen (100) im mittleren Bereich des Innenmantels (13) größer als an den Endabschnitten ist.