DE3527096A1 - Linearmotor mit verbesserten magnetischen eigenschaften - Google Patents
Linearmotor mit verbesserten magnetischen eigenschaftenInfo
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Description
LINEARMOTOR MIT VERBESSERTEN MAGNETISCHEN EIGENSCHAFTEN
Die Erfindung betrifft allgemein Linearmotore zur Verwendung
in Plattenlaufwerken.
Die Größe von Magnetplatten zur Verwendung in Magnetspeichereinrichtungen
konnte durch Verbesserung der Aufzeichnungstechniken
verringert werden. Diese Aufzeichnungstechniken ermöglichen eine größere Dichte der auf den Plattenoberflächen
aufgezeichneten Daten. Die Gesamtgröße der Plattenlaufwerke
wurde ebenso infolge der Erniedrigung der Leistung zur Bewegung der Magnetköpfe und durch Anordnung des Antriebsmotors
für den Kopfschlitten neben dem Schlitten anstatt hintereinander
verringert.
Dies wird durch den in der US-PS 4 414 594 gezeigten Linearmotor verdeutlicht. Der gezeigte Motor verwendet eine geteilte
Magnetstruktur, wobei die Schlittenanordnung dazwischen
vorgesehen ist. Eine oder mehrere Spulen, die an der Schlittenanordnung befestigt sind, stehen mit der geteilten
Magnetstruktur in Verbindung. Der Schlitten bewegt sich auf parallelen Schienen, wobei eine Schiene eine Federvorspannung
aufweist, um mit den Rollen des Schlittenaufbaus zwangsläufig in Eingriff zu stehen. Um Vibrationen zu verhindern, sind die
Magnetabstützstrukturen einheitlich mit einer Basisabstützstruktur vergossen. Der gesamte Aufbau von Motor und Schlitten
ist relativ komplex und teuer in der Herstellung und kann problematisch im Hinblick auf Flußverluste sein.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen Linearmotor für
ein Magnetplattenlaufwerk oder dergleichen vorzuschlagen,
der bei kompaktem Aufbau verbesserte magnetische Eigenschaften sowie einen verringerten Flußverlust aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruches 1 gelöst.
Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß im Motor Seitenmagnete
zusammen mit einem oberen und einem unteren Magneten verwendet werden. Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht
in einer Magnetstruktur, die aus zwei zusammenpassenden Gehäusekomponenten besteht. Ein weiteres Merkmal der Erfindung
besteht in einem zweistückigen Mittelstückaufbau.
Gemäß der Erfindung wird eine kompakte Anordnung von Linearmotor und Schlitten vorgesehen. Die Motor- und Schlittenanordnung
ist relativ einfach im Aufbau und kann damit leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Der Aufbau des Motorgehäuses
und der Magnetabstützung verstärkt die magnetische Kopplung mit der beweglichen Spule und verringert außerdem
einen Flußverlust außerhalb des Motors.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines Plattenlaufwerks, die ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Linearmotor-
und Schlittenanordnung verdeutlicht,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht des
Plattenlaufwerks gemäß Fig. 1 bei abgenommenem
Deckel,
Fig. 3 eine Schnittansicht der Linearmotor- und
Schlittenanordnung entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht des Linearmotors in dem Plattenlaufwerk gemäß Fig. 1,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Linearmotors der Fig.l,
Fig. 6A und 6B eine Drauf- bzw. Stirnansicht einer Abschlußplatte des Linearmotors gemäß Fig. 1,
Fig. 7 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht, die die Abschlußplatte und das magnetische
Gehäuse des Linearmotors der Fig. 1 verdeutlicht und
Fig. 8 eine auseinandergezogene Seitenansicht des
Linearmotors der Fig. 1.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Magnetplattenlaufwerk 10
weist einen oberen Deckel 11 und ein Gehäuse 12 auf. An den Ecken des Gehäuses 12 sind Gummiisolatoren 13 angeordnet, um
das Plattenlaufwerk 10 in einem Abstützrahmen befestigen zu
können. In dem Gehäuse 12 ist ein Antriebsmotor 14 mit Welle vorgesehen, wobei auf der Welle eine Vielzahl von Magnetplatten
16 drehbar befestigt sind. Magnetköpfe 18 bewegen sich über die Oberflächen der Magnetplatten 16, um Daten zu lesen
und aufzuzeichnen.
Die Magnetköpfe 18 sind auf einer Schlittenanordnung 20 befestigt,
die mit Hilfe eines Linearmotors 22 angetrieben wird. Die Schlittenanordnung 20 umfaßt ein aufragendes Turmteil 24,
von dem sich die Magnetköpfe 18 abstützende Arme 26 erstrecken. Die Schlittenanordnung 20 weist an einem Ende ein erstes Paar
von Rollen 28 und an dem anderen Ende ein zweites Paar von Rollen 28 auf. Die beiden Rollenpaare stehen mit einer Schienenführung
30 in Eingriff. Eine fünfte und eine sechste Rolle 32 stehen mit der Unterseite von Abstützplatten 34 in Eingriff,
um die Schlittenanordnung 20 aufrecht zu halten. An einem den
Magnetköpfen 18 abgewandten Ende der Schlittenanordnung 20 ist
eine Spule 35 vorgesehen, die in dem Linearmotor 22 positioniert ist.
Der Aufbau des Linearmotors 22 ist am besten in der Schnittansicht
der Fig. 3, die einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 2 verdeutlicht, und in den Fig. 4 bis 8 dargestellt.
Wie zuerst aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, die eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Linearmotors zeigen, sind
an den Seiten des Linearmotors 22 Ansätze 40 vorgesehen, um diesen in dem Plattenlaufwerksgehäuse 12, wie in Fig. 2 verdeutlicht,
zu befestigen. Der Motor 22 weist einen Gehäuseteil 42 und eine Abschlußplatte 44 auf, die in den Fig. 6A
und 6B und in der Fig. 7 deutlicher dargestellt sind. Die Abschlußplatte 44 weist zwei einstückig damit ausgebildete
magnetische Mittelstücke 46 auf, um die jeweils eine kurzgeschlossene, elektrische Windung 48 vorgesehen ist, die üblicherweise
aus einem Kupferblech besteht. Die kurzgeschlossene Windung 48 ist ausreichend lang, um mit einem passenden
Mittelstück 52 des Gehäuseteils 42 in Eingriff zu gelangen. Zwischen den beiden Mittelstücken 46 ist in der Platte 44
eine Öffnung 50 vorgesehen, durch die ein flexibles Kabel zum Anschluß der Spule 35 hindurchgeführt werden kann.
Der in Fig. 7 perspektivisch dargestellte Gehäuseteil 42 umfaßt eine obere Fläche, eine untere Fläche, Seitenflächen
und eine Endfläche. Die Endfläche weist einstückig damit ausgebildete Mittelstücke 52 auf, um die herum die kurzgeschlossenen
Windungen 48 vorgesehen werden. Die Endfläche des Gehäuses 42 hat eine Öffnung 56, durch die die Schlittenanordnung
sich hindurchbewegen kann. Die Abschlußplatte 44 stimmt mit dem offenen Ende des Gehäuses 42 überein, wobei
die Mittelstücke 46 der Abschlußplatte 44 mit den Mittelstücken 52 des Gehäuses 42 zusammenpassen. In der Abschlußplatte
44 sind Durchsteckbohrungen zum Anschrauben der Abschluß-
platte 44 auf das offene Ende des Gehäuses 42 vorgesehen.
Wie aus der Querschnittsansicht der Fig. 3 ersichtlich, erstrecken
sich die Schienenführung 30 und die Schlittenanordnung 20 einschließlich der Spule 35 über die in der Fig. 7
dargestellten Öffnung 56 in das magnetische Gehäuse des Linearmotors. Die Spule 35 ist, wie dargestellt, um die beiden
magnetischen Mittelstücke des Linearmotors herum angeordnet und mit diesen magnetisch gekoppelt.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind drei Magnete
60, 61 und 62 an der unteren Fläche, der einen Seitenfläche bzw. der oberen Fläche des Gehäuses 42 in kooperativer Beziehung
zum ersten Mittelstück 46 befestigt. In ähnlicher Weise sind drei Magnete 63, 64 und 65 an der oberen Fläche,
der Seitenfläche bzw. der unteren Fläche des Gehäuses 42 in
kopperativer Beziehung zu dem zweiten magnetischen Mittelstück
46 befestigt. Demzufolge wird der magnetische Fluß durch die Spule zu den Mittelstücken verstärkt.
Fig. 8 zeigt eine auseinandergezogene Schnittansicht des
Linearmotors entlang der Linie 8-8 der Fig. 3 und verdeutlicht
weiterhin die kooperative Beziehung zwischen dem Gehäuse 42, der Abschlußplatte 44, der zusammenpassenden Mittelstücke
46 und 52 und der mit den Mittelstücken gekoppelten Spule 35.
Vorstehend wurde eine Linearmotor- und Schlittenanordnung beschrieben,
wobei der Motor verbesserte magnetische Eigenschaften zum Antrieb der Schlittenanordnung sowie eine verbesserte
magnetische Abschirmung gegenüber der äußeren Umgebung aufweist. Außerdem ist von entscheidender Bedeutung,
daß durch den integralen bzw. einstückigen Aufbau der Mittelstücke
mit der Endfläche des Gehäuses bzw. der Abschlußplatte
der Flußverlust minimiert werden kann, der ansonsten bei
einem Aufbau mit diskreten Teilen vorhanden ist. Ferner rufen die getrennten Mittelpole Flußdichten hervor, die in der
Mitte der Mittelstücke den Wert Null erreichen, wodurch ein
gleichmäßigerer Magnetfluß zwischen den beiden Hälften der Mittelstücke hervorgerufen wird.
Claims (9)
1. Linearmotor- und Schlittenanordnung, gekennzeichnet durch
- ein magnetisches Gehäuse (42), das eine obere Fläche, eine untere Fläche, Seitenflächen und eine Endfläche
einschließt, wobei die Endfläche zwei einstückig damit ausgebildete, magnetische Mittelstücke (52, 52) sowie
eine zwischen den beiden magnetischen Mittelstücken (52, 52) angeordnete Öffnung (56) aufweist,
- eine Abschlußplatte (44), die zu dem magnetischen Gehäuse
(42) paßt, wobei die Abschlußplatte (44) zwei einstückig damit ausgebildete, magnetische Mittelstücke
(46, 46) aufweist, die mit den beiden magnetischen Mit-
telstücken (52, 52) des Gehäuses (42) zusammenpassen,
- einen ersten, zweiten und dritten Magneten (60, 61, 62), von denen einer (60) an der unteren Fläche, einer (61)
an der einen Seitenfläche und einer (62) an der oberen Fläche des Gehäuses (42) in kooperativer Beziehung zu
einem der beiden Mittelstücke (46) befestigt ist,
- einen vierten, fünften und sechsten Magneten (63, 64, 65), von denen einer (63) an der oberen Fläche, einer (64) an
der anderen Seitenfläche und einer (65) an der unteren Fläche des Gehäuses (42) in kooperativer Beziehung zu
dem anderen der beiden Mittelstücke (46, 46) befestigt ist und
- eine Schlittenanordnung (20), die sich durch die Öffnung (56) im magnetischen Gehäuse (42) erstreckt, wobei
eine Spuleneinrichtung (35) in dem Gehäuse (42) angeordnet und mit den beiden magnetischen Mittelstücken (46,
52) gekoppelt ist, wodurch bei Erregung der Spuleneinrichtung (35) die Schlittenanordnung (20) bewegt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß eine Schienenführung (30) vorgesehen ist, auf der sich die Schlittenanordnung (20) bewegt und die sich
über die zentrale Öffnung (56) in das Gehäuse (52) erstreckt.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß auf jeder Seite der Schlittenanordnung (20) eine Abstützplatte (34) vorgesehen ist und daß die Schlittenanordnung
(20) eine erste Rolleneinrichtung (28), die zur Bewegung der Schlittenanordnung (20) mit der Schienenführung
(30) in Eingriff steht, sowie eine zweite Rolleneinrichtung (32) aufweist, die zur Beibehaltung der aufrechten
Lage der Schlittenanordnung (20) mit den Abstützplatten
(34) in Eingriff steht.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste kurzgeschlossene Windung
(48) um das erste magnetische Mittelstück und eine zweite kurzgeschlossene Windung (48) um das zweite magnetische
Mittelstiick angeordnet sind.
5. Magnetische Anordnung zur Verwendung in einem Linearmotor,
gekennzeichnet durch
- ein magnetisches Gehäuse (42), das eine obere Fläche, eine untere Fläche, Seitenflächen und eine Endfläche
einschließt, wobei die Endfläche zwei einstückig damit ausgebildete, magnetische Mittelstücke aufweist,
- eine Abschlußplatte (44), die zu dem magnetischen Gehäuse
(42) paßt, wobei die Abschlußplatte zwei einstückig damit ausgebildete, magnetische Mittelstücke
(46) aufweist, die mit den beiden magnetischen Mittelstücken (52) des Gehäuses (42) zusammenpassen,
- einen ersten, zweiten und dritten Magneten (60, 61, 62),
von denen einer (60) an der unteren Fläche, einer (61) an der einen Seitenfläche und einer (62) an der oberen
Fläche des Gehäuses (42) in kooperativer Beziehung zu einem der beiden Mittelstücke (46, 52) befestigt ist,
und
- einen vierten, fünften und sechsten Magneten (63, 64, 65), von denen einer (63) an der oberen Fläche, einer
(64) an der anderen Seitenfläche und einer (65) an der unteren Fläche des Gehäuses (42) in kooperativer Beziehung
zu dem anderen der beiden Mittelstücke (46, 52) befestigt ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spuleneinrichtung (35) mit den
ersten und zweiten magnetischen Mittelstücken (46, 52) gekoppelt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß an der Spuleneinrichtung (35) eine
mechanische Kopplungseinrichtung befestigt ist, die sich von dem Linearmotor (22) zum Verschieben einer Last in
Erwiderung auf die Erregung der Spuleneinrichtung (35) wegerstreckt.
8. Magnetische Anordnung zur Verwendung in einem Linearmotor,
gekennzeichnet durch
- ein magnetisches Gehäuse (42), das eine obere Fläche, eine untere Fläche, Seitenflächen und eine Endfläche einschließt,
wobei die Endfläche zwei einstückig damit ausgebildetet, magnetische Mittelstücke (52) aufweist,
und
- eine Abschlußplatte (44), die zu dem magnetischen Gehäuse (42) paßt, wobei die Abschlußplatte zwei einstückig
damit ausgebildete, magnetische Mittelstücke
(46) aufweist, die mit den beiden magnetischen Mittelstücken (52) des Gehäuses (42) zusammenpassen.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste kurzgeschlossene Windung
(48) um das erste magnetische Mittelstück (46, 52) und eine zweite kurzgeschlossene Windung (48) um das zweite
magnetische Mittelstück (46, 52) angeordnet ist.
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Legal Events
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