DE3713386C2 - Magnetspeichervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetspeichervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, daß ein konstanter und voraussagbarer Abstand zwischen dem Aufzeichnungsmedium und einem Wandler erforder­ lich ist, um eine erfolgreiche, kontaktlose, magnetische Datenwiedergewinnung und Datenaufzeichnung (z. B. Lese/­ Schreibvorgang) durchführen zu können. Eine aus der US 4 419 704 bekannte Methode zur Stabilisierung einer sich drehenden flexiblen Magnetscheibe besteht darin, diese über einer ebenen steifen Platte zu drehen, die zuweilen als Bernoulli-Fläche bezeichnet wird. Auf diese Weise wird ein Luftlager zwischen der Magnetscheibe und der festen Bernoulli-Fläche erzeugt, so daß ein konstanter und voraussagbarer Abstand zwischen der Bernoulli-Fläche und der Magnetscheibe erzielt wird. Ist die Magnetscheibe einmal stabilisiert, kann der Wandler in unmit­ telbare Nähe der sich drehenden Magnetscheibe unter Einhaltung eines genauen Abstands von der Magnetscheibenoberfläche ge­ bracht werden. "Fliegt" ein Wandler über eine Magnetscheibe oder ist dieser an einer Magnetscheibe "angekoppelt", wie dies in diesem Fachbereich bezeichnet wird, so dringt der Wandler in das flexible Medium ein oder "tieft" dieses ein, ohne daß dieser tatsächlich in körperlichem Kontakt mit dem Medium steht. Der Abstand zwischen der Aufzeichnungsfläche und der Wandlerfläche kann präzise vorausgesagt werden, falls dieses "Eintiefphänomen" auftritt. Auf diese Weise wird die Magnet­ scheibe mit Hilfe der Bernoulli-Fläche stabilisiert, so daß der Abstand zwischen dem Wandler und der Magnetscheibenober­ fläche präzise vorausgesagt und festgelegt werden kann.

Auf dem Magnetaufzeichnungsgebiet besteht der Bedarf, gleich­ zeitig mit zwei magnetischen Wandlern auf zwei magnetische Aufzeichnungsflächen Zugriff ausüben zu können. Infolge der Eintiefung des magnetischen Mediums, während der Wandler in Gegenüberstellung zur Magnetscheibe fliegt, ist es nicht mög­ lich, auf beide Oberflächen des magnetischen Mediums gleich­ zeitig Zugriff auszuüben, falls zwei Wandler sich im großen und ganzen einander gegenüberliegen.

Im Stand der Technik wurde gezeigt, daß auf zwei magnetische Aufzeichnungsflächen mit Hilfe von zwei Wandlern Zugriff ausgeübt werden kann, falls jede Magnetplatte gegenüber einer separaten Bernoulli-Fläche gedreht wird (vergleiche IBM Tech­ nical Disclosure Bulletin, Volume 19, No. 9, Februar 1977). Ein anderes bekanntes Beispiel zeigt zwei Magnetplatten, auf die mit zwei separaten Wandlern Zugriff ausgeübt wird (SU 594 527). Bei diesem Beispiel werden drei Stabilisierungsflächen verwendet: eine unter der unteren Platte, eine über der oberen Platte und eine einzige Stabilisierungsfläche, die zwischen den Platten im Bereich des Wandlers gehalten wird.

Ein Nachteil der bekannten Lösungen, gleichzeitig auf zwei magnetische Flächen Zugriff auszuüben, besteht darin, daß diese bekannten Anwendungen bei den heutzutage kleinen und portablen Magnetplatten- bzw. Diskettenlaufwerken nicht prak­ tikabel sind. Wie aus den oben genannten Schriften ersicht­ lich, werden beim Stand der Technik häufig für jede magneti­ sche Oberfläche separate Stellglieder und Bernoulli-Flächen verwendet. In anderen Fällen wurden große und komplexe Ein­ richtungen benutzt, um zwei oder mehr magnetische Oberflächen zu stabilisieren. Der Grund, daß man im Stand der Technik für jede zu stabilisierende Magnetscheibe eine separate Bernoulli- Fläche verwendete, besteht darin, daß die Luftströmung zwi­ schen einer feststehenden und einer rotierenden Grenzfläche zu Turbulenzen neigt. Daher war man in der Fachwelt der Meinung, man könne mit einer Bernoulli-Fläche zwar eine einzige rotie­ rende Magnetscheibe stabilisieren, jedoch sei die Stabilisa­ tion dieser einzigen Magnetscheibe nicht so gut, daß sie zur Stabilisation einer weiteren Magnetscheibe verwendet werden könne. Deshalb hat man bei der Verwendung von Bernoulli-Flä­ chen im Stand der Technik jeder rotierenden Magnetscheibe genau eine Bernoulli-Fläche gegenübergestellt.

Aus IBM Technical Disclosure Bulletin, Volume 18, No. 1, Juni 1975, S. 218/219 und US 4 208 678 ist jeweils eine Magnet­ speichervorrichtung bekannt, die während eines Lese-/Schreib­ vorganges mit Hilfe einer Antriebsspindel gedreht wird, wobei die Magnetspeichervorrichtung mehrere koaxiale, jeweils durch Abstandselemente miteinander verbundene, mittels der Antriebs­ spindel drehbare flexible Magnetscheiben aufweist und der Durchmesser der Magnetscheiben größer als der Durchmesser der Abstandselemente ist. Ferner ist auf der Antriebsspindel an einer Seite des Stapels der flexiblen Magnetscheiben eine steife Platte von der Größe der Magnetscheiben angeordnet, die, wie die flexiblen Magnetscheiben, mittels der Antriebs­ spindel in Rotation versetzt wird. Insofern definiert diese Platte keine Bernoulli-Fläche. Die aus IBM Technical Disclosu­ re Bulletin, Volume 18, No. 1, Juni 1975, S. 218/219 und US 4 208 678 bekannten Stabilisationssysteme gewährleisten im Gegensatz zu Stabilisationssystemen mit Bernoulli-Flächen eine große Stabilität der sich drehenden Magnetscheiben, da die Luftströmung aufgrund der beiderseits rotierenden Grenzflächen kaum zu Turbulenzen neigt. Deshalb ist es bei diesen Stabili­ sationssystemen ohne weiteres möglich, mit einer einzigen rotierenden steifen Platte mehrere flexible rotierende Magnet­ scheiben zu stabilisieren. Nachteilig ist jedoch, daß für das Rotieren der steifen Platte aufgrund ihrer Masse eine für Magnetspeichervorrichtungen nicht unerhebliche Motorleistung aufgebracht werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnetspeicher­ vorrichtung mit zwei drehbaren flexiblen Magnetscheiben be­ reitzustellen, die eine möglichst geringe Leistung für den Antrieb benötigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Magnet­ speichervorrichtung nach Anspruch 1.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß der durch eine einzige Bernoulli-Fläche bewirkte Stabilisationseffekt, der, wie oben erläutert, im Vergleich zu dem durch eine rotie­ rende steife Platte bewirkten Stabilisationseffekt relativ schwach ist, trotzdem ausreicht, ein System von zwei rotieren­ den flexiblen Magnetscheiben hinreichend zu stabilisieren. Auf diese Weise ist es in der erfindungsgemäßen Magnetspeichervor­ richtung möglich, bei einem System mit zwei flexiblen Magnet­ scheiben auf eine mitrotierende steife Platte zu verzichten und anstelle einer solchen mitrotierenden steifen Platte eine feststehende Bernoulli-Fläche zu verwenden. Dies wiederum reduziert die zum Antrieb der erfindungsgemäßen Magnetspei­ chervorrichtung benötigte Leistung im Vergleich zur Antriebs­ leistung von aus dem Stand der Technik bekannten Magnetspei­ chervorrichtungen mit mindestens zwei flexiblen Magnetscheiben erheblich.

Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen der erfindungs­ gemäßen Magnetspeichervorrichtung sind Gegenstand der Patent­ ansprüche 2 bis 16.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Magnetspeichervor­ richtung werden nachfolgend anhand von Figuren beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1a die obere Magnetscheibe entsprechend dem ersten Aus­ führungsbeispiel in Draufsicht von oben;

Fig. 1b die untere Magnetscheibe entsprechend dem ersten Aus­ führungsbeispiel in Draufsicht von unten;

Fig. 1c eine Querschnittsansicht des Magnetscheibenpaars ent­ sprechend dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Linie 1c-1c in Fig. 1b, wobei die obere und untere Magnet­ scheibe dargestellt sind, wie diese an einer zentral befestigten Magnetscheibennabe angebracht sind;

Fig. 2 die Diskettenkassette des ersten Ausführungsbeispiels in einer auseinandergezogenen, perspektivischen An­ sicht, die die Innenflächen der Kassette und die in der Kassette enthaltenen Magnetscheiben zeigt;

Fig. 3 die zusammengebaute Kassette in perspektivischer Ansicht von oben sowie ein Diskettenlaufwerk in per­ spektivischer Teilansicht, in das die Kassette einge­ setzt werden kann, wobei die relative Lage der Kasset­ te bezüglich des Diskettenlaufwerkes kurz vor dem Einsetzen der Kassette in das Diskettenlaufwerk darge­ stellt ist;

Fig. 4 das Diskettenlaufwerk mit teilweise weggeschnittenen Teilen in perspektivischer Ansicht von unten, wobei die zusammengebaute Kassette zum Teil in das Disket­ tenlaufwerk eingesetzt ist;

Fig. 5a den zentralen Teil der zusammengebauten Kassette des ersten Ausführungsbeispiels in Querschnittsansicht, während das Magnetscheibenpaar mit hoher Geschwindig­ keit gedreht wird;

Fig. 5b eine schematische Ansicht des Magnetscheibenpaars gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Lese/Schreib­ beziehung zu einem Paar sich gegenüberliegender Wand­ ler, während sich das Magnetscheibenpaar mit hoher Geschwindigkeit dreht;

Fig. 6 die Diskettenkassette des zweiten Ausführungsbeispiels in auseinandergezogener, perspektivischer Ansicht, die die Innenflächen der Kassette und die in der Kassette enthaltenen Magnetscheiben zeigt;

Fig. 7a die Magnetscheibennabe des zweiten Ausführungsbei­ spiels in Draufsicht von oben und

Fig. 7b in Draufsicht von unten;

Fig. 7c eine Querschnittsansicht durch die Mitte der Magnet­ scheibennabe längs der Linie 7c-7c in Fig. 7b;

Fig. 8a eine Querschnittsansicht des zentralen Teils der zu­ sammengebauten Kassette entsprechend dem zweiten Aus­ führungsbeispiel, wobei sich das Magnetscheibenpaar mit hoher Geschwindigkeit dreht und

Fig. 8b eine schematische Ansicht des Magnetscheibenpaars gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Lese/Schreib­ beziehung zu einem Paar gegenüberliegend angeordneter Wandler, während sich das Magnetscheibenpaar mit hoher Geschwindigkeit dreht.

Nachfolgend werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele de­ tailliert beschrieben. Die Beschreibung des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels schließt die Beschreibung derjenigen Merkmale ein, die für beide Ausführungsbeispiele gemeinsam sind. An­ schließend folgt eine Beschreibung des zweiten Ausführungsbei­ spiels insoweit, als dieses sich vom ersten Ausführungsbei­ spiel unterscheidet.

Beim ersten Ausführungsbeispiel werden zwei koaxial verbundene Magnetscheiben gegenüber einer Bernoulli-Fläche gedreht, die in einer festen Kassette vorgesehen ist. Eine Öffnung in dieser Kassette ermöglicht den Zugriff von zwei im wesentli­ chen gegenüberliegend angeordneten Wandlern in die Kassette, so daß auf die Außenfläche jeder Magnetscheibe gleichzeitig durch einen separaten Wandler Zugriff ausgeübt werden kann.

Wie aus den Fig. 1a bis 1c ersichtlich, steht die obere Mag­ netscheibe 14 des ersten Ausführungsbeispiels mit der Fläche 11 der Magnetscheibennabe 12 in Verbindung. Ein Abstandsele­ ment 13 steht koaxial mit der Magnetscheibe 10 und der Magnet­ scheibe 14 in Verbindung. Die Magnetscheibe 10 enthält eine Reihe von zwölf Lochungen 15, die den gleichen Abstand von­ einander und den gleichen Abstand von der Mitte der Magnet­ scheibe 10 aufweisen. Werden die Magnetscheiben 10 und 14 zusammen auf der Magnetscheibennabe mit hohen Geschwindig­ keiten gedreht, so ermöglichen die Lochungen 15, daß zwischen den Magnetscheiben 10 und 14 befindliche Luft sich radial nach außen bewegen kann. Der Luftstrom ist in Fig. 5a mit Hilfe der Pfeile, die mit der Bezeichnung "Luft" versehen sind, darge­ stellt.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die Magnetscheiben nominelle Abmessungen, die den standardmäßigen 5 1/4 Zoll "MYLAR"-Magnetscheiben entsprechen, die in der Industrie in großem Umfang verwendet werden.

Um eine korrekte Luftströmung zwischen den Magnetscheiben 10 und 14 hervorrufen zu können, ist die Dicke des Abstandsele­ ments 13 von wesentlicher Bedeutung. Obwohl die exakte Dicke eine Funktion von Parametern, wie z. B. des Typs der verwende­ ten Wandler, der Drehgeschwindigkeit der Magnetscheiben, der Dicke der Magnetscheibe, des Durchmessers der Magnetscheibe und anderer, darstellen wird, sollte das Abstandselement 13 für eine Standardmagnetscheibe mit einer Dicke von etwa 0,1 mm etwa 0,25 mm dick sein. Außerdem sollte das Abstandselement nicht so groß im Durchmesser sein, daß es den Strom der Luft in die Lochungen 15 behindert oder mit den magnetisch funktio­ nellen Teilen von beiden Magnetscheiben in Eingriff steht; z. B. entspricht der Außendurchmesser des Abstandselements 13 etwa dem Außendurchmesser der Magnetscheibennabe 12. Das Ab­ standselement 13 steht vorzugsweise integral mit den Magnet­ scheiben 10 und 14 in Verbindung, um einen äußerst exakten Ab­ stand zwischen den Magnetscheiben zu erzielen.

Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Magnet­ scheiben 10 und 14 in eine feste Kassette 20 eingeschlossen. Fig. 2 stellt eine auseinandergezogene, perspektivische An­ sicht der Kassette 20 dar, wobei die innere Fläche des Kas­ settendeckels 21, die innere Fläche des Kassettenbodens 22 und das Magnetscheibenpaar 10 und 14 im Detail gezeigt sind. In zusammengebauter Form werden die Magnetscheiben 10 und 14 in einer Kammer aufgenommen, die durch Verbinden des Kassettenbo­ dens 22 mit dem Kassettendeckel 21 ausgebildet wird. Der Kassettenboden 22 weist eine Öffnung 23 auf, die sich von der Führungskante 24A zu einem Punkt kurz vor der Mitte der Kas­ sette erstreckt. Der Kassettendeckel 21 enthält eine Bernoul­ li-Fläche 35 auf seiner Innenseite, die in diesen Deckel im wesentlichen einen kreisförmigen Bereich einbeschreibt. Der Kassettendeckel 21 weist eine Öffnung 33 auf, die bei zusam­ mengebauter Kassette mit der Öffnung 23 im Kassettenboden 22 übereinstimmt und sich von der Führungskante 24B zu einem Punkt jenseits der Mitte der Kassette erstreckt.

Wie aus den Fig. 1c und 2 ersichtlich, weist die untere Fläche der Magnetscheibennabe 12 einen Umfangsrand 25 auf. Ein kon­ zentrischer Knopf 26 erstreckt sich von der unteren Fläche der Magnetscheibennabe 12 bis zu derjenigen Ebene, die durch den Umfangsrand 25 gebildet wird. Die untere Fläche der Magnet­ scheibennabe 12 sitzt auf einer schalenförmigen Öffnung 27 im Kassettenboden 22. Die Mitte der Öffnung 27 stimmt im wesent­ lichen mit der Mittellinie der Öffnung 33 im Kassettendeckel 21 überein, falls die Kassette zusammengebaut ist. Der konzen­ trische Knopf 26 dient der Erzeugung einer Fläche mit geringer Reibung, auf der die Magnetscheiben gedreht werden können. Zwischen der Oberfläche der schalenförmigen Öffnung 27 und dem konzentrischen Knopf 26 befindet sich ein elastisches bzw. federndes Element 27A, das am besten in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses Element 27A übt eine konstante, nach oben gerich­ tete Kraft auf den Knopf 26 aus, so daß sichergestellt ist, daß die äußere Fläche der Magnetscheibe 14 zur Bernoulli- Fläche 35 hingedrückt wird. Das elastische Element kann eine gummiartige Scheibe, wie dargestellt, eine kuppelförmige Feder oder irgendeine andere Einrichtung sein, die diesem Zweck dient.

Falls eine Motorspindel 61 (Fig. 4) über die im Kassetten­ deckel 21 vorgesehene Öffnung 33 in die Kassette 20 einfährt und die Magnetscheibennabe 12 mit Geschwindigkeiten dreht, die dem Fachmann bekannt sind, wird ein Luftlager zwischen der Fläche der Magnetscheibe 14 und der Bernoulli-Fläche 35 er­ zeugt, wie dies durch die mit "Luft" gekennzeichneten Pfeile in Fig. 5a gezeigt ist. Dieses Luftlager dient der Stabilisie­ rung der Magnetscheibe 14, während sich diese in Gegenüber­ stellung zur Bernoulli-Fläche 35 dreht. Während sich das Magnetscheibenpaar mit hoher Geschwindigkeit dreht, bewirkt eine Zentrifugalkraft, daß zwischen den Magnetscheiben be­ findliche Luft ausgestoßen wird. Die Evakuierung der zwischen den Magnetscheiben 10 und 14 befindlichen Luft ruft ein Teil­ vakuum zwischen den Magnetscheiben hervor, so daß die die Magnetscheiben umgebende Atmosphäre einen höheren Druck im Vergleich zu dem zwischen den Magnetscheiben vorliegenden Druck aufweist. Diese Druckdifferenz bewirkt, daß Luft in die Öffnungen bzw. Lochungen 15 und dann zwischen den Magnetschei­ ben radial nach außen strömen kann, was wiederum ein stabili­ sierendes Luftlager oder ein Luftkissen zwischen den Magnet­ scheiben 10 und 14 aufbaut. Auf diese Weise wird die Magnet­ scheibe 14 mit Hilfe der im Kassettendeckel 21 vorgesehenen Bernoulli-Fläche 35 stabilisiert. Da sich die Magnetscheibe 10 in Gegenüberstellung zu der stabilisierten Oberfläche der Magnetscheibe 14 dreht, wird diese ebenso stabilisiert. Auf diese Weise werden beide Magnetscheiben durch die einzige Bernoulli-Fläche stabilisiert. Obwohl diese Erfindung bezüg­ lich eines Ausführungsbeispiels beschrieben wird, das ein Magnetscheibenpaar vorsieht, ist es für den Fachmann verständ­ lich, daß die Erfindung darauf nicht beschränkt ist. D. h., es ist entsprechend der Erfindung möglich, drei oder vier sich drehende Magnetscheiben mit einer einzigen Bernoulli-Fläche zu stabilisieren.

Wie beschrieben, baut die zwischen den Magnetscheiben 10 und 14 vorhandene Luft, die radial ausgestoßen wird, falls das Magnetscheibenpaar mit ausreichender Geschwindigkeit gedreht wird, ein Luftlager zwischen den beiden Magnetscheiben auf. Die Drehgeschwindigkeit, die zur Erzielung dieses Luftlagers erforderlich ist, stellt eine Funktion verschiedener Parame­ ter, wie z. B. der Magnetscheibengröße, der Anordnung der Öffnung, der Magnetscheibendicke, des Magnetscheibendurch­ messers, des Magnetscheibenabstands und anderer Parameter, dar. Es wurde festgestellt, daß Geschwindigkeiten im Bereich von 1500 U/min geeignet sind, um ein wirksames Luftlager zwischen den Magnetscheiben vorzusehen. Ein größerer Stabili­ sierungsgrad kann jedoch erreicht werden, falls die Magnet­ scheiben mit höheren Geschwindigkeiten gedreht werden, z. B. mit 3000 U/min. Eine Variation der angemessenen Parameter zur Erzielung einer Ausgewogenheit zwischen Drehgeschwindigkeit und Magnetscheibenverschleiß liegt im Schutzbereich der Erfin­ dung. Außerdem ist eine Variation der Form, der Größe und der Anzahl der Öffnungen bzw. Lochungen 15 möglich, obwohl die gezeigten einfachen, runden Löcher bevorzugt sind.

Auf zwei entsprechend der Erfindung stabilisierte Magnetschei­ ben kann gleichzeitig für die Durchführung eines Lese/Schreib­ vorgangs mittels zwei im wesentlichen gegenüberliegend an­ geordneten, magnetischen Wandlern Zugriff ausgeübt werden. Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, hat eine Antriebsspindel 61 über eine im Kassettendeckel 21 vorgesehene Öffnung 33 Zugriff in das Innere der Kassette 20, während die Wandler 59 und 60 in das Innere der Kassette 20 über die Öffnungen 23 und 33 Zugriff haben. Die Antriebsspindel 61 und die Wandler 59 und 60 sind im Diskettenlaufwerk 28 befestigt. Die Antriebsspindel 61 ist koaxial mit dem Antriebsmotor 62 zu deren Drehung verbunden.

Die Fig. 3 zeigt die zusammengebaute Kassette 20 kurz bevor diese über die Öffnung 29 in das Diskettenlaufwerk 28 einge­ setzt wird. Die Öffnung 29 ist normalerweise durch einen aufklappbaren Deckel 29 verschlossen, der beim Einsetzen der Kassette 20 in das Diskettenlaufwerk 28 aufgeklappt bzw. in eine offene Stellung gebracht wird. Ist die Kassette 20 einmal ganz in das Diskettenlaufwerk 28 eingesetzt, so werden die Wandler 59 und 60 zu den Magnetscheiben 10 und 14 hinbe­ wegt, wobei diese während der Lese/Schreibfunktion die Magnet­ scheiben zwischen ihren Flächen aufnehmen. Obwohl keine Wand­ lerfläche körperlich mit der Magnetscheibenoberfläche in Berührung steht, ruft eine korrekte Wandlerfläche, die in unmittelbarer Nähe zur Magnetscheibenoberfläche steht, in jeder Magnetscheibenoberfläche eine "Eintiefung" - eine im Stand der Technik gut bekannte Eigenheit - hervor. Dieses in Fig. 5b gezeigte Phänomen ist als "Kopplung" der Magnetscheibe mit dem Wandler bekannt und stellt eine wesentliche Eigenheit einer kontaktlosen, hochwirksamen, magnetischen Aufzeichnung bzw. Informationswiedergewinnung dar. Es ist demzufolge ver­ ständlich, daß auf die beiden Seiten einer einzigen Magnet­ scheibe nicht mit Hilfe von zwei im wesentlichen gegenüber­ liegend angeordneten Wandlerköpfen gleichzeitig Zugriff ausge­ übt werden kann; würde z. B. eine einzige Magnetscheibe ver­ wendet, so würde der Wandlerkopf 59 die Kopplung des Wand­ lerkopfes 60 und der Wandlerkopf 60 gleichfalls die Kopplung des Wandlerkopfes 59 stören. Werden jedoch zwei Magnetscheiben verwendet, so dient das zwischen den Magnetscheiben bei deren Drehung erzeugte Luftpolster einer Stabilisierung der Magnet­ scheiben wie auch einer Pufferung jeder Magnetscheibe in bezug auf die andere, so daß eine Kopplung stattfinden kann. Auf diese Weise können zwei magnetische Oberflächen mit zwei Wandlern gleichzeitig gekoppelt werden, und zwar praktisch in dem gleich Raum, der für eine einzige Magnetscheibe erforder­ lich ist. Beide Ausführungsbeispiele benutzen daher in vor­ teilhafter Weise eine kleine portable Kassette.

Betrachtet man noch einmal die Fig. 4, so ist dort die Kasset­ te 20 in einer perspektivischen, geschnittenen Ansicht von unten dargestellt, während diese mit einem im Diskettenlauf­ werk 28 angeordneten Spiculumelement 40 in Eingriff steht. Die Magnetscheibennabe 12 wurde bei dieser Ansicht weggeschnitten, um deutlicher zeigen zu können, wie die Magnetscheiben ausge­ richtet sind und gedreht werden. An dem Spiculumelement 40 ist die Antriebsspindel 61 drehbar befestigt. Das Spiculumelement 40 enthält Bezugsflächen 41, die einen exakt vorbestimmten Ab­ stand von der Oberfläche der Antriebsspindel 61 aufweisen.

Beim Einsetzen der Kassette 20 in das Diskettenlaufwerk 28 kommen die Schienen 42A und 42B mit den Bezugsflächen 41 in Eingriff. "S"-förmige, elastische Elemente 43 stellen einen fortwährenden und festen Kontakt zwischen den Bezugsschienen 42A und 42B und den Bezugsflächen 41 her, während sich die Kassette im Diskettenlaufwerk 28 befindet (diese gegenseitige Beeinflussung der Bezugsschienen 42A/42B und der Bezugsflächen 41 stellt eine exakte ebene Ausrichtung zwischen dem Magnet­ scheibenpaar, den Wandlern und der Bernoulli-Fläche sicher).

Bei der folgenden Beschreibung des zweiten, bevorzugteren Ausführungsbeispiels werden Merkmale bzw. Bauelemente, die für beide Ausführungsbeispiele gemeinsam sind, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, die bei der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwendet wurden. Anschließend wird das zweite Ausführungsbeispiel nur insoweit detailliert beschrieben, als sich dieses von dem vorstehend erläuterten, ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet.

Betrachtet man nun die Fig. 6, die eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der Kassette 101 darstellt, so werden dort im einzelnen die innere Fläche des Kassettendeckels 111, die innere Fläche des Kassettenbodens 112, ein zwischen den Magnetscheiben 10 und 14 angeordneter mittlerer Magnetschei­ benabstreifer und ein Verschluß 28 gezeigt. In zusammengebau­ ter Form werden die Magnetscheiben 10 und 14 in einer Kammer aufgenommen, die durch Verbinden des Kassettenbodens 112 mit dem Kassettendeckel 111 ausgebildet wird, und ist der Ver­ schluß 28 verschiebbar an der Kassette befestigt. Ein unterer Magnetscheibenabstreifer 114 ist mittels Wärme am Kassetten­ boden 112 an Wärmeanpflockstellen 114A angepflockt. In zu­ sammengebauter Form berührt die untere Fläche der Magnetschei­ be 10 den unteren Magnetscheibenabstreifer 114. Wird die Ma­ gnetscheibe in das Diskettenlaufwerk 28 eingesetzt und die Magnetscheibe dadurch gedreht, so werden irgendwelche Fremd­ körper auf der Unterseite der Magnetscheibe 10 abgestreift, da die Magnetscheibe den unteren Magnetscheibenabstreifer 114 berührt. Der mittlere Magnetscheibenabstreifer 113 ist zwi­ schen die Magnetscheiben 14 und 10 eingelegt und dient der Entfernung von Verunreinigungen, die sich zwischen dem Magnet­ scheibenpaar angesammelt haben, während dieses sich dreht. Im Kassettendeckel 111 vorgesehene Halteknoten 116 stehen mit im Kassettenboden 112 vorgesehenen Halteknoten 117 in Eingriff und halten den mittleren Magnetscheibenabstreifer 113 inner­ halb der Kassette und zwischen den Magnetscheiben. Der obere Magnetscheibenabstreifer 115 ist mittels eines Haftmittels mit der Bernoulli-Fläche 35 verbunden und streift die obere Fläche der sich drehenden Magnetscheibe 14 ab. Da jeder oben be­ schriebene Magnetscheibenabstreifer mit einem Teil des sich drehenden Magnetscheibenpaars in Berührung steht, stellen die Anordnung und die Eigenschaften der Abstreifer relativ zum Magnetscheibenpaar 10/14 wichtige Merkmale der Erfindung dar. In der in Fig. 6 gezeigten Ansicht wird das Magnetscheibenpaar 10/14 im Uhrzeigersinn gedreht, falls dieses im Disketten­ laufwerk 28 benutzt wird. Wie früher erwähnt, ruft die Drehung des Magnetscheibenpaars mit angemessenen Geschwindigkeiten die Ausbildung eines Luftlagers zwischen der Bernoulli-Fläche 35 und der oberen Magnetscheibe 14 wie auch zwischen den Mag­ netscheiben 14 und 10 hervor. Diese Luftlager dienen der Stabilisierung der sich drehenden Magnetscheiben und ermögli­ chen eine präzise und genaue magnetische Umsetzung der auf der Magnetscheibe enthaltenen Daten. Da die Datenumsetzung sowohl beim ersten als auch beim zweiten Ausführungsbeispiel in dem Bereich der Öffnungen 23 und 33 in der Magnetscheibenkassette stattfindet, ist es wichtig, daß die in der Kassette des zweiten Ausführungsbeispiels eingeschlossenen Abstreifer eine minimale Störung der Stabilität der sich drehenden Magnet­ scheiben im Bereich der Öffnungen 23 und 33 erzeugen. Es wurde festgestellt, daß die Anordnung der Abstreifer 113, 114 und 115 im hinteren Teil der Kassette eine minimale Störung der Stabilität der sich drehenden Magnetscheiben in dem Bereich erzeugt, in dem die Datenumsetzung stattfindet. Der rückseiti­ ge Teil der Kassette umfaßt dabei den Bereich der Kassette, der von der Mittellinie der Öffnungen 23 und 33 um mehr als 90 Grad und weniger als 270 Grad aus der Sicht der sich drehenden Magnetscheibe winkelförmig versetzt ist. In bevorzugter Weise werden der obere und der untere Abstreifer aus einem geeigne­ ten Abstreiferlaminat hergestellt und alle drei Abstreifer so aufgebaut, daß diese im wesentlichen grat- und reißfrei sind. Außerdem sind die Abstreifer im großen und ganzen eben und knitterfrei. Obwohl die exakte Form und Dicke jedes Abstrei­ fers von den spezifischen weiteren Abmessungen der Kassette abhängen, sind die Abstreifer in keinem Fall so dick, daß dadurch Störungen hinsichtlich der Stabilität der sich drehen­ den Magnetscheiben auftreten. Es wurde festgestellt, daß die Verwendung eines mittleren, zwischen den Magnetscheiben an­ geordneten Abstreifers 113 eine Tendenz der Erhöhung der Stabilisierung des Magnetscheibenpaars während einer Drehung mit hoher Geschwindigkeit mit sich bringt. Obwohl das exakte, hinter diesem überraschenden Phänomen stehende Prinzip nicht verständlich ist, ist das Ergebnis zweifellos wünschenswert.

Nachfolgend werden die Form, der Anbringungsort und die Mate­ rialien für die Abstreifer entsprechend dem am meisten bevor­ zugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Der untere Magnet­ scheibenabstreifer 114 stellt einen viertelmondförmigen Ab­ streifer dar, der im zweiten Quadranten der Kassette 101 angeordnet ist, und zwar gemessen aus der Sicht des Magnet­ scheibenpaars, während dieses sich ab der Öffnung 23 dreht. Der Abstreifer 114 besteht aus einem Nylon-Rayon-Laminat, bei dem das Nylon als Trägermaterial dient, um dem Abstreifer eine gewisse Steifigkeit zu geben und das Rayon eine texturierte Abstreiffläche vorsieht, die in Kontakt mit der Magnetscheibe steht. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der untere Abstreifer 114 etwa 0,015 mm dick und so ausgerichtet, daß dieser gerade in Kontakt mit der unteren Fläche der Magnet­ scheibe 10 steht, falls sich das Magnetscheibenpaar dreht. Der mittlere Abstreifer 113 ist halbmondförmig ausgebildet und in der rückseitigen Hälfte der Kassette angeordnet. Der mittlere, zwischen den Magnetscheiben angeordnete Abstreifer 113 besteht aus einer nicht gewebten Rayon-Polypropylen-Mischung. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der mittlere Abstreifer 113 eine Dicke auf, die etwa dem Abstand zwischen den Magnet­ scheiben entspricht. Bei dem am meisten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel ist der mittlere Abstreifer 114 etwa 0,008 mm dick. Der ober Abstreifer 115 ist keilförmig ausgebildet und im zweiten Quadranten der Kassette angeordnet. Dieser Magnet­ scheibenabstreifer besteht aus dem gleichen Rayon/Nylon-Lami­ nat, das für den unteren Abstreifer 114 verwendet wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke des oberen Abstreifers 115 etwa den Abstand zwischen der oberen Fläche der Magnetscheibe 14 und der Bernoulli-Fläche 35, während sich die Magnetscheiben mit hoher Geschwindigkeit drehen. Bei dem am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Abstreifer 115 etwa 0,015 mm dick.

Betrachtet man die Fig. 7a bis 7c, so ist dort die Beziehung zwischen dem Magnetscheibenpaar 10/14 und der Magnetschei­ bennabe 120 dargestellt. Die Magnetscheibennabe 120 enthält zwei koaxiale, axial versetzte Plateauflächen: ein oberes Plateau 121 und ein unteres Plateau 122. In dem oberen und unteren Plateau 121 bzw. 122 sind ringförmige Nuten 121A bzw. 122A vorgesehen. Die Magnetscheibennabe 120 kann auch Öff­ nungen 121B bzw. 122B aufweisen, die eine Verbindung zwischen der Unterseite der Magnetscheibennabe und den ringförmigen Schlitzen bzw. Nuten 121A bzw. 122A ermöglichen. Die obere Magnetscheibe 14 ist auf dem oberen Plateau 121 und die untere Magnetscheibe 10 auf dem unteren Plateau 122 befestigt. Der Abstand zwischen den Magnetscheiben ist durch den Abstand zwischen den entsprechenden Plateaus bestimmt. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist jede Magnetscheibe direkt auf der Magnetscheibennabe 122 befestigt, so daß das Erfordernis eines zwischen den Magnetscheiben benötigten Abstandselements beseitigt ist, während ein präziser Abstand zwischen den Magnetscheiben aufrechterhalten wird.

Ein Verfahren zum Befestigen jeder Magnetscheibe an ihrer jeweiligen Plateaufläche läuft wie folgt ab: zuerst wird die Magnetscheibe fest gegen die Plateaufläche gehalten, auf der diese befestigt werden soll; dann wird ein flüssiges Haft­ mittel in die entsprechende Öffnung des Plateaus eingespritzt, um die ringförmige Nut des entsprechenden Plateaus zu füllen; letztlich wird die Magnetscheibe in dieser Lage gehalten, bis das Haftmittel in der ringförmigen Nut getrocknet ist. Auf diese Weise wird jede Magnetscheibe auf ihrer entsprechenden Plateaufläche befestigt, ohne daß dazwischen ein Klebespalt vorgesehen ist. Auf diese Weise entspricht der Abstand zwi­ schen den inneren Flächen der Magnetscheiben 10 und 14 präzise dem Abstand der Plateauflächen. Zur Erzielung dieses exakten Abstandes ist es jedoch wichtig, daß die Magnetscheibenober­ fläche mit einer ausreichenden Kraft in Kontakt mit der Pla­ teaufläche gehalten wird, so daß das Haftmittel vollständig in der ringförmigen Nut gehalten wird und ein Herauspressen des Haftmittels zwischen der Magnetscheibe und der Plateaufläche verhindert wird. Jedoch wurde festgestellt, daß das flüssige Haftmittel, das bei diesem Verfahren verwendet wurde, nach dem Trocknen zum Schrumpfen neigt. Dieser Schrumpfvorgang wiederum bewirkt ein nachteiliges Kräuseln oder eine nachteilige Ver­ beulung der Aufzeichnungsmedia. Demzufolge wurde ein besseres Verfahren zum Befestigen jeder Magnetscheibe an ihrer ent­ sprechenden Plateaufläche entwickelt. Bei diesem bevorzugten Verfahren wird ein Aluminium- oder Stahlblech mit einer ring­ förmigen Nut von exakt bestimmter Tiefe vorgesehen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Nut etwa 0,076 mm tief. Ein Klebematerial wird auf dem Aluminium-Blech verteilt, so daß sichergestellt ist, daß die ringförmige Nut mit Klebe­ material gefüllt ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel stellt das Klebematerial ein Methyl-Methacryl-Harz dar. Bei einem bevorzugteren Ausführungsbeispiel stellt der Kleber ein Material dar, das unter der Bezeichnung "DEPEND" von der Firma Locktight Corp. vertrieben wird. Der Kleber wird dann vom Aluminium-Blech abgestreift, so daß eine gleichmäßige Klebeschicht mit 0,076 mm Dicke in der Nut zurückbleibt. Ein "Teflon"-Übertragungsring mit einer Oberflächenkonfiguration, die etwa der Plateaufläche 122 entspricht, wird dann in Ein­ griff mit dem in der Nut befindlichen Kleber gebracht, wor­ aufhin eine dünne Klebeschicht auf den Übertragungsring über­ tragen wird. Ein dünner Film eines Initiators oder Aktivators wird auf der Plateaufläche 122 aufgebracht. Der Übertragungs­ ring wird dann in Eingriff mit dieser Fläche gedrückt, so daß daraufhin eine dünne Klebeschicht mit einer Dicke zurückgelas­ sen wird, die nicht größer als 0,076 mm dick ist. Die Magnet­ scheibe 10 wird dann auf die Plateaufläche 122 gepreßt. Die ringförmige Nut 122A schafft ein Reservoir, in das irgendein überflüssiger Kleber fließen kann, während der Kleber zwischen den beiden Flächen zusammengepreßt wird. Die gleiche Prozedur wird dann zur Befestigung der Magnetscheibe 14 an der Pla­ teaufläche 121 verwendet. Es ist zu bemerken, daß bei dieser Prozedur es weder wünschenswert noch erforderlich ist, Öff­ nungen 121B und 122B in der Magnetscheibennabe 120 vorzusehen.

Bei dem am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es wünschenswert, daß die Magnetscheibennabe 120 und das Magnet­ scheibenpaar 10/14 im wesentlichen die gleichen Wärmeausdeh­ nungskoeffizienten aufweisen. Dies stellt ein wichtiges Merk­ mal der Erfindung dar, da unterschiedliche Wärmeausdehnungs­ koeffizienten ein Verbeulen oder ein Verziehen einer Magnet­ scheibe bezüglich der anderen hervorrufen können. Für den Fachmann ist es jedoch verständlich, daß dieser Wunsch eine relativ schwierige Aufgabe darstellt, da der Polyesterfilm, der gewöhnlich für Magnetscheiben verwendet wird, von Natur aus flexibel ist. Andererseits ist es erforderlich, daß die erfindungsgemäße Magnetscheibennabe relativ fest und hart ist. Dementsprechend wurde herausgefunden, daß eine Magnetscheiben­ nabe, die aus 20 bis 30% glasgefülltem Polykarbonat besteht, im großen und ganzen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizien­ ten aufweist, wie der für das Magnetscheibenpaar verwendete Polyesterfilm.

Fig. 8a zeigt eine Querschnittsansicht des mittleren Teils der zusammengebauten Kassette, während sich die Magnetscheibe mit hoher Geschwindigkeit dreht, entsprechend dem zweiten Aus­ führungsbeispiel. Diese Ansicht zeigt die folgenden Unter­ schiede zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel: ein kuppelförmiges Federelement 127A wird anstelle der gummi­ artigen Scheibe 27A des ersten Ausführungsbeispiels verwendet; die vorstehend beschriebene Magnetscheibennabe 120 wird an­ stelle der Magnetscheibennabe 12 des ersten Ausführungsbei­ spiels benutzt; der Übergang von der Kassettenschiene 42B zur Bernoulli-Fläche 35 wurde, ausgehend von dem in Fig. 5b ge­ zeigten spitzwinkeligen Teil 35a, zu einer aerodynamischen Form abgerundet, wie dies beim Bezugszeichen 135A in Fig. 8b gezeigt ist. Die Fig. 8b zeigt eine schematische Ansicht des Magnetscheibenpaars in Lese/Schreibbeziehung zu den Wandlern 59 und 60, wobei das Magnetscheibenpaar 10/14 im allgemeinen von rechts nach links gedreht wird. Während des Lese/Schreib­ vorgangs werden die Magnetscheiben 10 und 14 jeweils "einge­ tieft", während diese an den Wandlern 59 und 60 vorbeibewegt werden. Dieser "Eintiefeffekt" bewirkt eine Biegung oder Krüm­ mung der Magnetscheiben im Bereich des Wandlers. Diese Durch­ biegung oder nichtlineare Bewegung der Magnetscheibe 14 führt zu einer Beschleunigung der Magnetscheibe zur Benoulli-Fläche hin, sobald die Magnetscheibe vom Wandler 60 abgeht. Um die Magnetscheibe von einem "Abdrücken" oder "Schießen" in die Bernoulli-Fläche oder in den Übergang zwischen der Bernoulli- Fläche und der Schiene 42A zu schützen, wurde festgestellt, daß die Ausbildung des Übergangs 135A in einer aerodynamischen Form eine stabile Bewegung der Magnetscheibe 14 von der gekop­ pelten Position zur ungekoppelten Position ermöglicht. Dieses Merkmal erzielt nicht nur eine stabilere Kopplung zwischen dem Wandler und der Magnetscheibe, sondern vermeidet auch eine Beschädigung der Magnetscheibe, die durch einen heftigen Aufprall der Magnetscheibe auf den spitzwinkeligen Übergang des ersten Ausführungsbeispiels hervorgerufen werden kann.

Claims (16)

1. Magnetspeichervorrichtung, die während eines Lese- /Schreibvorganges mit Hilfe einer Antriebsspindel (61) gedreht wird, wobei die Magnetspeichervorrichtung zwei koaxiale, durch ein Abstandselement (13) miteinander verbundene, mittels der Antriebsspindel (61) drehbare flexible Magnetscheiben (10, 14) aufweist und der Durch­ messer der Magnetscheiben (10, 14) größer als der Durch­ messer des Abstandselements (13) ist, gekennzeichnet durch:

• 1. eine einzige feststehende Fläche (Bernoulli-Fläche 35) für die flexiblen Magnetscheiben (10, 14), die der ersten flexiblen Magnetscheibe (14) derart gegenüberge­ stellt ist, daß diese mittels der Bernoulli-Fläche (35) beim Drehen der flexiblen Magnetscheiben durch die Antriebsspindel (61) stabilisiert wird, und
• 2. eine Einrichtung zum Drehen der flexiblen Magnetscheiben (10, 14) mittels der Antriebsspindel (61) mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um eine radial nach außen gerichtete Luftbewegung derart zu erzeugen, daß die zweite flexible Magnetscheibe (10) durch die erste flexible Magnetscheibe (14) stabilisiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Drehen eine das Nachströmen von Luft ermöglichende Einrichtung aufweist, die eine radial nach außen gerichtete Luftströmung zwischen der ersten flexi­ blen Magnetscheibe (14) und der zweiten flexiblen Magnet­ scheibe (10) ermöglicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Nachströmen von Luft ermöglichende Einrichtung eine Öffnung (15) in der zweiten flexiblen Magnetscheibe (10) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Nachströmen von Luft ermöglichende Einrichtung eine Öffnung (15) in der ersten flexiblen Magnetscheibe (14) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß eine oder mehrere der Öffnungen (15) etwa bei einem Magnetscheibenradius angeordnet ist bzw. sind, der zwischen dem Außenradius des Abstandselements (13) und etwa einem Viertel des Magnetscheibenradius liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß eine oder mehrere der Öffnungen (15) etwa bei einem Magnetscheibenradius angeordnet ist bzw. sind, der zwischen dem Außenradius des Abstandselements (13) und etwa der Hälfte des Magnetscheibenradius liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (27A, 127A) vorgesehen ist, die die erste flexible Magnetscheibe (14) während der Drehung der flexi­ blen Magnetscheiben zur Bernoulli-Fläche (35) hindrückt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im wesentlichen gegenüberliegend angeordnete Wandler (59, 60) vorgesehen sind, wobei jeder Wandler in Lese- /Schreibbeziehung zur Außenfläche jeweils einer der flexi­ blen Magnetscheiben (10, 14) steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bernoulli-Fläche (35) eine Öffnung (33) aufweist, durch die sich zumindest einer der Wandler (59, 60) wäh­ rend des Lese-/Scheibvorganges bewegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bernoulli-Fläche (35) eine Öffnung (33) aufweist, wobei zumindest ein Teil einer Kante der Öffnung, die der Bernoulli-Fläche benachbart ist, eine abgerundete, kon­ tinuierliche Form hat.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die abgerundete, kontinuierliche Form (135A) eine aerody­ namische Form ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante der Öffnung (33) die Kante ist, zu der die flexiblen Magnetscheiben hin gedreht werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspeichervorrichtung eine portable Magnetspei­ chervorrichtung ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die portable Magnetspeichervorrichtung eine feste, mit einer Öffnung (23, 33) versehene Kassette (20) aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetscheibennabe (120) auch als Abstandselement (13) dient.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetscheibennabe (120) zwei parallele, versetzt angeordnete Plateauflächen (121, 122) aufweist, die ein­ stückig mit der Magnetscheibennabe (120) ausgebildet sind, wobei jede der Plateauflächen eine Fläche aufweist, auf der eine der beiden flexiblen Magnetscheiben befestigt ist.