DE3940909C2 - Magnetplatteneinheit - Google Patents
MagnetplatteneinheitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Magnetplatteneinheit, und zwar
insbesondere mit großer Speicherkapazität.
Bei einer Magnetplatteneinheit, die als externer Speicher
eines Rechners eingesetzt wird, wird zur Aufzeichnung und
Wiedergabe von Zielinformation auf einer Magnetplatte durch
Magnetfluß ein Magnetkopf verwendet, der über einer Auf
zeichnungsfläche der Magnetplatte mit einem vorbestimmten
Abstand dazu schwimmt bzw. fliegt.
Um eine Magnetplatteneinheit mit großer Kapazität zu erhal
ten und zu realisieren, ist es sehr wichtig, daß die Auf
zeichnungsdichte der Information auf der Magnetplatte er
höht wird und so viele Magnetplatten wie möglich im Gehäuse
der Einheit, das hinsichtlich seiner Größe aufgrund ver
schiedener Einschränkungen begrenzt ist, unterbringbar
sind.
Die Aufzeichnungsdichte von Magnetplatten wurde in den
letzten Jahren erhöht, was aufgrund einer Verbesserung von.
Magnetwerkstoffen für die Magnetplatten, einer Verbesserung
der Hochfrequenz-Charakteristik des Magnetkopfs zur Auf
zeichnung magnetischer Information auf der Magnetplatte
usw. möglich war.
Die Aufzeichnungsdichte von magnetischer Information auf
einer Magnetplatte und der Gleitabstand des fliegenden Ma
gnetkopfs von der Magnetplatte sind zueinander umgekehrt
proportional. Heute ist ein üblicher Standardabstand ca.
0,2 µm. Daher muß der Gleitabstand exakt und stabil erhal
ten bleiben, wenn eine Konstruktion mit großer Kapazität
realisiert werden und die Magnetplatteneinheit hochzuver
lässig arbeiten soll.
Ein gewünschter Gleitabstand für den Magnetkopf wird da
durch erhalten, daß ein Ausgleich zwischen dem dynamischen
Auftrieb eines viskosen Luftstroms, der durch die Rotation
der Magnetplatte erzeugt wird, und der Druckkraft, die von
einer zusammen mit dem Magnetopfschenkel vorgesehenen
Blattfeder erzeugt wird, hergestellt wird. Infolgedessen
müssen dieser dynamische Auftrieb und der Druck hochgenau
eingestellt sein, um den Gleitabstand exakt aufrechtzuer
halten. Der dynamische Auftrieb kann dadurch genau einge
stellt werden, daß die Breite der Magnetköpfe und die
Rotationsfrequenz der Magnetplatte mit hoher Präzision
konstantgehalten werden. Der Druck kann dadurch eingestellt
werden, daß die Federkonstante der Blattfeder gleich gehal
ten und die relative Lage zwischen Magnetplatte und Magnet
kopf präzise aufrechterhalten wird.
Der wesentliche Punkt bei der Realisierung einer Magnet
platteneinheit mit großer Kapazität liegt also in der Un
terbringung einer Vielzahl Magnetplatten in einem größen
mäßig begrenzten Gehäuse und in der Anordnung der Magnetplatte
und des Magnetkopfs in präzisen relativen Lagen bei der
Montage der Einheit.
Der Stand der Technik (z. B. US-PS 4 669 004) betrifft eine konven
tionelle Magnetplatteneinheit bekannter Konstruktion mit darin be
findlichen Magnetplatten. Die JP-OS 63-53 770 betrifft die Kon
struktion des Magnetkopfschenkels.
Bei einer bekannten halbhohen 5,25-Zoll-Magnetplatteneinheit (mit
einer Breite von 146 mm, einer Länge von 203 mm und einer Höhe
von 41,3 mm) oder einer Standardgröße aufweisenden 3,5-Zoll-
Magnetplatteneinheit (mit einer Breite von 101,6 mm, einer Länge
von 146 mm und einer Höhe von 41,3 mm) beträgt die Zahl der un
terbringbaren Magnetplatten im allgemeinen 3-4.
Die Druckschrift JP 61-9818 A (Patent Abstracts of Japan, P-464,
Vol. 10, No. 157, 6.6.86), zeigt eine Magnetkopf-Aufhängung, bei der
zur Minimierung des Plattenabstandes zwei die gegenüberliegenden
Seiten zweier Magnetplatten abtastenden Magnetköpfe von zwei Fe
dern gehalten werden, die ihrerseits nebeneinander in der gleichen
Ebene an einem Schenkel befestigt sind.
Die Druckschrift EP-0 365 150 A2 zeigt eine weitere Magnetplatten
einheit, bei der zwei Magnetplatten mittels zwei Magnetköpfen abge
tastet werden, die an einer Halterung angeordnet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Magnetplatteneinheit zu schaffen,
die eine hohe relative Lagegenauigkeit zwischen einer Magnetplatte
und einem Magnetkopf erreichen kann.
Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsfor
men und Weiterentwicklungen der Erfindung.
Die Magnetplatteneinheit nach der Erfindung umfaßt eine Spindel
zur Rotation einer Mehrzahl von darauf befindlichen Magnetplatten,
eine Betätigungseinheit zum Halten von Magnetköpfen und Positio
nieren derselben entlang dem Radius der Magnetplatten, eine
Grundplatte zur Halterung von Spindel und Betätigungseinheit und
eine Abdeckung zum Abdecken der auf der Spindel gehaltenen Ma
gnetplatten und der Betätigungseinheit. Der Abstand zwischen den
Magnetplatten ist im wesentlichen gleich der Summe der Höhen des
Magnetkopfs und des Spielraums, der die Bewegung des Magnet
kopfs erlaubt. Die zwischen benachbarten Magnetplatten befindli
chen Magnetköpfe sind so angeordnet, daß sie in der Richtung, in
der die Magnetplatten angeordnet sind, nicht übereinander
liegen. In der Magnetplatteneinheit sind sechs oder mehr
Magnetplatten untergebracht. Der die Betätigungseinheit
bildende Magnetkopfschenkel, der die Magnetköpfe haltert,
ist aus Metallblech einer Dicke von 1,0 mm oder weniger
hergestellt.
Beim Zusammenbau der Magnetplatteneinheit werden die Spin
del und die Betätigungseinheit auf der Grundplatte mit
einem Kleber befestigt, nachdem sie mit einer Montagevor
richtung exakt positioniert worden sind.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht eines
Beispiels eines Hauptteils der Magnetplatten
einheit nach einer Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 2 eine Perspektivansicht der Magnetplattenein
heit von Fig. 1 im montierten Zustand mit ab
genommener Abdeckung;
Fig. 3A eine Anordnung eines Magnetkopfs in einer
konventionellen Magnetplatteneinheit;
Fig. 3B eine Anordnung eines Magnetkopfs gemäß der
Ausführungsform nach Fig. 1;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Kopfeinheit gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1;
Fig. 5 eine Perspektivansicht einer Kopfeinheit des
Ausführungsbeispiels nach Fig. 1;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung, die die Konturen der
Konstruktion einer Magnetplatteneinheit gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfin
dung zeigt;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung, die einen Montage
schritt unter Anwendung einer Montagevorrich
tung zeigt;
Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung einer Teil
montage der Magnetplatteneinheit nach dem
Ausführungsbeispiel von Fig. 6;
Fig. 9 eine Perspektivansicht eines Beispiels der
Montagevorrichtung;
Fig. 10 einen Schnitt durch ein Beispiel der Konstruk
tion einer konventionellen Magnetplattenein
heit;
Fig. 11 eine Seitenansicht, die in Umrissen einen
konventionellen Spindelmotor zeigt;
Fig. 12 eine Seitenansicht, die in Umrissen einen
konventionellen Lagerzapfen zeigt; und
Fig. 13 eine Seitenansicht, die in Umrissen eine kon
ventionelle Grundplatte zeigt.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Explosionsansicht ein
Beispiel eines Hauptteils einer Magnetplatteneinheit, wäh
rend die Perspektivansicht von Fig. 2 den inneren Aufbau im
montierten Zustand zeigt.
Ein Spindelmotor 17 zum Drehen der Magnetplatten mit einer
vorbestimmten Drehzahl ist auf einer Grundplatte 19 be
festigt.
In diesem Fall hat jede Magnetplatte 15 eine Dicke von
1,27 mm. Sieben Platten sind axial auf dem Spindelmotor 17
über jeweilige Abstandshalter 16, die z. B. 2,3 mm dick
sind, angeordnet. Jede Magnetplatte 15 ist mittels einer
Plattenklemme 6 und einer Schraube 5 stabil befestigt, und
jeweils benachbarte Magnetplatten 15 sind voneinander um
2,3 mm beabstandet.
Dabei ist eine erforderliche Höhe der sieben Magnetplatten
15 und der sechs Plattenklemmen 6: (1,27 × 7) + (2,3 × 6) =
23 mm. Wenn daher ein Laufspielraum eines Kopfschenkels 9
an entgegengesetzten Endabschnitten der Mehrzahl Magnet
platten 15 mit 3 mm als gleich der Plattenklemme 6 ge
schätzt wird, dann beträgt die maximale Höhe insgesamt
29 mm.
Ein Lagerzapfen 13, dessen Unterende drehbar auf der Grund
platte 19 angeordnet ist, ist auf einer Seite des Magnet
plattenpakets, das von dem Spindelmotor 17 gehaltert ist,
so angeordnet, daß sein Schaft parallel zu dem Spindelmotor
17 verläuft.
Mehrere Kopfschenkel 9 sind auf dem Lagerzapfen 13 zusammen
mit einer Spule 10 befestigt, die einen Spulenkörper 10a
(Fig. 4 und 5) aufweist, so daß ein Schwingspulenmotor 25
gebildet ist. Ferner sind mehrere Blattfedern 9a und 9b an
jeder Frontseite der Kopfschenkel 9 auf einer Höhe befe
stigt, die den Luftspalten der Mehrzahl Magnetplatten 15
entspricht.
Magnetköpfe 8a und 8b, die jeder Aufzeichnungsfläche der
jeweils benachbarten Magnetplatten 15 gegenüberstehend an
geordnet sind, sind auf den Blattfedern 9a und 9b jeweils
in Stellungen gehalten, die in Umfangsrichtung der Magnet
platten 15 voneinander verschieden sind, so daß sie in
Radialrichtung einander nicht überlappen.
Die Blattfedern 9a und 9b sind an den Frontabschnitten der
Kopfschenkel 9 in Stellungen befestigt, die den Ober- und
den Unterseiten der Mehrzahl Magnetplatten 15 entsprechen,
und tragen jeweils einen der Magnetköpfe 8a bzw. 8b, die
den oberen bzw. unteren Aufzeichnungsflächen jeweils be
nachbarter Magnetplatten 15 gegenüberstehen.
Die Blattfedern 9a und 9b, die die Magnetköpfe 8a und 8b
tragen, sorgen für eine konstante vorbestimmte Vorspannung
in einer Richtung, in der der jeweilige Magnetkopf 8a und
8b zu einer Aufzeichnungsfläche der Magnetplatte 15 beauf
schlagt wird.
Bevorzugt ist der Kopfschenkel 9 durch Stanzen eines z. B.
0,8 mm dicken Stahlblechs hergestellt. Ferner bestehen die
Blattfedern 9a und 9b, die am Kopfschenkel 9 gehaltert
sind, aus rostfreiem Stahl und sind z. B. 0,08 mm dick. Die
Blattfedern 9a und 9b sind am Kopfschenkel 9 bevorzugt
durch Punktschweißen befestigt, und der festgelegte Ab
schnitt ist mit einem Verstärkungselement 9c einer Dicke
von 0,3 mm belegt, wie z. B. in Fig. 3B zu sehen ist.
Somit beträgt bei dem Kopfschenkel 9 die Dicke einschließ
lich des Kopfschenkels 9 und der Blattfedern 9a, 9b und des
Verstärkungselements 9c höchstens ca. 1,56 mm. Der Kopf
schenkel 9 kann in dem 2,3 mm breiten Spalt zwischen den
Magnetplatten ohne weiteres laufen. Somit wird eine Leicht
konstruktion realisiert, und die Ansprechgeschwindigkeit
für die Verlagerung des Kopfschenkels 9 durch eine An
triebskraft vom Schwingspulenmotor 25 wird aufgrund der
Verminderung der Trägheitsmasse des Kopfschenkels gestei
gert.
Jeder Magnetkopf 8a und 8b hat eine geringere Dicke als der
2,3 mm breite Spalt zwischen den Magnetplatten 15. Die
Köpfe haben einen Gleiterteil, der einen Auftrieb entspre
chend einem viskosen Luftstrom erzeugt, der auf einer Oberfläche
der Magnetplatte 15 durch deren Rotation hervorge
rufen wird, und einen Kernteil zum Informationsaustausch
mit einer Aufzeichnungsfläche der Magnetplatte 15 durch den
Magnetfluß.
Ein einen Magnetkreis bildendes Joch 12 hat z. B. einen
Permanentmagneten od. dgl., der auf der Grundplatte 19 um
den Lagerzapfen 13 befestigt ist und mit dem Spulenteil 10,
das vom Joch 12 umschlossen ist, den Schwingspulenmotor 25
bildet.
Das bedeutet, daß Richtung und Größe eines Schwingungsdreh
moments, das auf die Mehrzahl Kopfschenkel 9 durch den
Spulenteil 10 wirkt, nach Maßgabe der richtigen Regelung
der Richtung und Größe des Stroms bestimmt sind, der dem
Spulenteil 10 zugeführt wird, der gemeinsam mit der Mehr
zahl Kopfschenkel 9 um den Lagerzapfen schwenkbar ist, so
daß die Mehrzahl Magnetköpfe 8a und 8b, die jeweils an den
Kopfschenkeln 9 gehaltert sind, über die Blattfedern 9a und
9b in Stellungen gebracht werden, die mit einer gewünschten
Position auf jeder Aufzeichnungsfläche der jeweiligen Ma
gnetplatten 15 koordiniert sind.
Die auf dem Spindelmotor 17 befestigten mehreren Magnet
platten 15, die auf dem Lagerzapfen 13 befestigten mehreren
Kopfschenkel 9 und der Schwingspulenmotor 25 sowie weitere
Komponenten sind von einer Abdeckung 1 umgeben, die auf der
Grundplatte 19 über ein Gehäuse 14 mit Schrauben 4 befe
stigt ist.
Ein Luftfilter 18 ist an einem Teil der Grundplatte 19 an
einer Stelle angeordnet, an der es von der Abdeckung um
schlossen ist, und bei dieser Konstruktion wird, wenn durch
die Rotation der Magnetplatten 15 ein Luftstrom erzeugt
wird und im Gehäuse 1 umläuft, die Innenatmosphäre gerei
nigt.
Zur Stabilisierung der Lagebeziehung zwischen dem Spindel
motor 17 und dem Lagerzapfen 13 sind beide von außerhalb
der Abdeckung 1 durch Schrauben 3 und 2 befestigt.
Eine Steuereinheit 20 ist vorgesehen, die nicht im einzel
nen gezeigt ist, um den Betrieb des Schwingspulenmotors 25
sowie den Austausch von Information mittels der Magnetköpfe
8a und 8b zwischen den Magnetplatten 15 und externen Ein
heiten zu steuerun. Rahmenelemente 24 sind an einer Unter
seite der Grundplatte 19 mit einer Mehrzahl Schrauben 23
über schwingungsdämpfende Dichtungen 21 und 22 befestigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B wird die Anordnung
der Magnetköpfe 8a und 8b erläutert.
Fig. 3A zeigt eine Anordnung der Magnetköpfe 8a und 8b in
einer konventionellen Magnetplatteneinheit. Dabei sind
Magnetköpfe in einer einzigen Reihe entlang einer Radial
richtung der Magnetplatten 15 angeordnet, wie Fig. 3A
zeigt. Damit ist der Zwischenraum zwischen den jeweiligen
Magnetplatten 15 durch die Summe aus der zweifachen Höhe
des Magnetkopfs 8a und der zweifachen Höhe eines Spiel
raums, der die Bewegung des Magnetkopfs Ba erlaubt, be
stimmt. In Fig. 3A ist der Zwischenraum zwischen jeweils
zwei Magnetplatten 15 [1,9 mm (Höhe des Magnetkopfs 8a ein
schließlich Blattfeder 9) × 2]+ [0,4 mm (Spielraum für die
Bewegung des Magnetkopfs 8a) × 2] = 4,6 mm.
Im allgemeinen hat die Magnetplatteneinheit eine Standard
größe. Beispielsweise beträgt die Höhe einer 5,25-Zoll-
Halbhoch-Magnetplatteneinheit 41,3 mm, und die Höhe einer
sogenannten 3,5-Zoll-Magnetplatteneinheit beträgt 41,3 mm.
Es ist erforderlich, die Magnetplatten 15 innerhalb einer
Höhe von ca. 30 mm anzuordnen, weil ca. 10 mm notwendig
sind, um eine einzige Leiterplatte anzuordnen, mit der die
Magnetplatteneinheit und weitere Bauelemente steuerbar
sind. Wenn die fünf Magnetplatten 15 vorgesehen sind, beträgt
die Gesamthöhe [4,6 mm (Abstand zwischen jeder Ma
gnetplatte 15) × 5] + [1,27 mm (Dicke der Magnetplatte 15)
× 5] = 29,35 mm. Es ist daher nicht möglich, mehr als fünf
Magnetplatten 15 in einer konventionellen Magnetplattenein
heit unter Anwendung konventioneller Techniken unterzubrin
gen.
Fig. 3B zeigt eine Montageanordnung der Magnetköpfe 8a und
8b, die die gemeinsame Unterbringung von mehr als fünf Ma
gnetplatten ermöglicht. Die Fig. 4 und 5 zeigen ferner die
Schenkel- und Kopfbefestigungsanordnung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Die einander gegenüberliegenden Magnetköpfe 8a und 8b sind
mit einem Versatz in Rotationsrichtung der Magnetplatten 15
angeordnet, wie Fig. 4 zeigt. Bei dieser Anordnung ist der
Zwischenraum zwischen jeweils zwei Magnetplatten 15 1,9 mm
(Höhe des Magnetkopfs 8b einschließlich der Blattfeder 9b)
+ 0,4 mm (Spielraum für die Bewegung des Magnetkopfs 8a)
= 2,3 mm. In diesem Fall können innerhalb einer auf 30 mm
begrenzten Höhe mehr als fünf Magnetplatten 15 angeordnet
werden.
Bei der Magnetplatteneinheit gemäß diesem Ausführungsbei
spiel können sechs oder mehr Magnetplatten 15 z. B. in
einer 5,25-Zoll-Halbhoch-Magnetplatteneinheit (146 mm breit
× 203 mm lang × 41,3 mm hoch) oder einer 3,5-Zoll-Standard
magnetplatteneinheit (101,6 mm breit × 146 mm lang ×
41,3 mm hoch) untergebracht werden, so daß eine Magnetplat
teneinheit mit großer Aufnahmekapazität realisiert wird.
Wie Fig. 4 zeigt, sind die Magnetköpfe 8a und 8b in Rota
tionsrichtung der Magnetplatten 15 zueinander versetzt.
Infolgedessen sind der Rotationsradius Ra der Magnetköpfe
8a und der Rotationsradius Rb der Magnetköpfe 8b verschie
den. Die Blattfedern 9a und 9b verlaufen in Radialrichtung
der Magnetplatten 15 und sind parallel zueinander angeord
net. Die Blattfedern 9a und 9b sind an einem Teil des Kopf
schenkels 9 im wesentlichen rechtwinklig angeordnet.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel des Innenaufbaus einer konven
tionellen Magnetplatteneinheit. Mehrere Magnetplatten 117
sind drehbar auf einem Spindelmotor 100 gehalten und mit
tels Abstandshaltern 118 voneinander beabstandet und auf
der Spindel von einer Plattenklammer 116 mit mehreren
Schrauben 115 gehalten. Mehrere Magnetköpfe 114 sind auf
einem Lagerzapfen 103 über einen Kopfschenkel 113 schwenk
bar befestigt. Ein Joch 110 ist auf einer Grundplatte 105
befestigt und bildet einen Magnetkreis, und ein Spulenteil
111 ist an dem Lagerzapfen 103 befestigt und bildet gemein
sam damit einen Schwingspulenmotor.
Eine Suchbewegung zur Plazierung des an einem Frontab
schnitt des Schenkels 113 gehaltenen Magnetkopfs 114 in
einer gewünschten willkürlichen Radialposition der Magnet
platte 117 wird ausgeführt, indem der Kopfschenkel 113
durch ein Schwingdrehmoment angetrieben wird, das bei
Stromzuführung zu dem Spulenteil 111 erzeugt wird.
Der Spindelmotor 100 und der Lagerzapfen 103 sind jeweils
mit Gehäusen 120 bzw. 122 versehen, und beide Gehäuse 120
und 122 sind in Befestigungslöcher 126 und 127, die in der
gemeinsamen Grundplatte 105 gebildet sind, eingesetzt und
mit Schrauben 121 und 123 fixiert. Daher ist es notwendig,
ein Schulterteil 120a und 122a (Fig. 11 und 12) vorzusehen,
und die Höhen der Bezugsmaße 124 und 125 werden größer.
Die Magnetplatten 117, der Schwingspulenmotor und weitere
Komponenten werden dann von einer Abdeckung 119 umschlos
sen, die dicht auf der Grundplatte 105 montiert ist.
Um dabei eine relative Lagegenauigkeit zwischen der Magnet
platte 117 und dem Magnetkopf 114 sicherzustellen, ist
extreme Präzision erforderlich, um eine Bezugsgröße 124
zwischen der Bezugs-Montageebene 100a für die Magnetplat
tenbefestigung im Spindelmotor 100 und einem Schulterteil
120a des Gehäuses 120 (Fig. 11) und ferner eine Bezugsgröße
125 zwischen einer Bezugs-Montageebene 103a zur Kopfschen
kelbefestigung im Lagerzapfen 103 und einem Schulterteil
122a des Gehäuses 122 (Fig. 12) zu erreichen.
Um also die Bezugsgrößen 124 und 125 präzise zu erhalten,
muß jede Montage-Bezugsebene im allgemeinen nach der Mon
tage des Spindelmotors 100 am Gehäuse 120 sowie nach der
Montage des Lagerzapfens 103 am Gehäuse 122 äußerst genau
bearbeitet werden. Fig. 13 zeigt ferner, daß Lochabmessun
gen 128, 130 in der Grundplatte 105, eine Lochpositionsab
messung 129 und außerdem eine Unebenheit 131 nach der Mon
tage maschinell bearbeitet werden müssen, um eine derart
hohe Präzision zu erreichen.
Nun hat jedoch eine derartige Bearbeitungsgenauigkeit jedes
Bauelements ihre Grenzen, die normalerweise im Bereich von
etwa ±0,03 mm liegen; daher wird schließlich eine präzise
Lagebeziehung zwischen Magnetplatte und Magnetkopf er
reicht, die sich durch die Bearbeitung der Bezugsabmessung
24 im Spindelmotor 100, der Bezugsabmessung 25 im Lager
zapfen 103, der Unebenheit 131 der Grundplatte 105 etc.
innerhalb einer Toleranz von ca. ±0,01 mm ergibt.
Bei der konventionellen Magnetplatteneinheit findet die
präzise Lagebeziehung zwischen Magnetplatte und Magnetkopf
ihre Grenze bei etwa ±0,01 mm, und der vorgegebene Grenz
wert für den Magnetspalt des schwimmenden Magnetkopfs ist
infolgedessen relativ groß. Dieses Positionierproblem hat
bisher die Konstruktion einer Magnetplatteneinheit mit
großer Aufnahmekapazität verhindert.
Fig. 6 zeigt im Schnitt einen Hauptteil eines weiteren Aus
führungsbeispiels der Magnetplatteneinheit. Die Fig. 7, 8
und 9 zeigen ein Beispiel eines Montagevorgangs bei der
Herstellung der Magnetplatteneinheit von Fig. 6.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird zuerst insgesamt der Auf
bau der Magnetplatteneinheit im Fertigzustand erläutert.
Wie Fig. 6 zeigt, ist ein Spindelmotor 201 vertikal in
einer Paßbohrung 205a einer Grundplatte 205 über ein Wel
lenteil 202 gelagert, das an der Grundplatte 205 befestigt
ist. Mehrere Magnetplatten 217 sind auf dem Spindelmotor
201 mittels mehrerer Abstandshalter 218 in regelmäßigen
axialen Abständen angeordnet. Die Lagebeziehung wird durch
mehrere Schrauben 215 und eine Plattenklammer 216, die auf
einem Endabschnitt des Spindelmotors 201 montiert sind,
stabil gehalten.
Mehrere Magnetköpfe 214 zur Informationsaufzeichnung und
-wiedergabe auf bzw. von den Aufzeichnungsflächen der Ma
gnetplatten 217 sind an einem Kopfschenkel 213 befestigt,
der auf einem Lagerzapfen 203 so gelagert ist, daß er in
Richtung der Ebene der Magnetplatten 217 drehbar und radial
in bezug auf die entsprechenden Magnetplatten 217 durch
eine oszillierende Verlagerung des Kopfschenkels 213 bei
einem Suchvorgang verschiebbar ist.
Der Lagerzapfen 203 ist mit seinem Schaft parallel zum
Spindelmotor 201 befestigt, und der Schaft 204 ist in einem
Paßloch 205b der Grundplatte 205 mit einem Kleber befe
stigt.
Ein Spulenteil 211, der einen Schwingspulenmotor darstellt,
ist auf dem die mehreren Kopfschenkel 213 aufnehmenden
Lagerzapfen 203 befestigt und verlagerbar teilweise in
einem Joch 210 eingeschlossen, das an einer Seite der
Grundplatte 205 befestigt ist, so daß ein Magnetkreis ge
bildet ist.
Der Kopfschenkel 213 ist auf dem Lagerzapfen gemeinsam mit
dem Spulenteil 211 befestigt und wird von einem den Spulen
teil 211 beaufschlagenden Drehmoment entsprechend der Ein
wirkung eines Magnetfeldes angetrieben, das erzeugt wird,
wenn dem Spulenteil 211 und dem Magnetkreis des Jochs 210
ein Strom zugeführt wird, so daß der erwähnte Suchvorgang
ausgeführt wird.
Die auf dem Spindelmotor 201 befestigten mehreren Magnet
platten 217, die auf dem Lagerzapfen 203 befestigten meh
reren Kopfschenkel 213, der Schwingspulenmotor und die
übrigen Bauelemente sind in einer luftdicht auf der Grund
platte 205 montierten Abdeckung eingeschlossen. Die Kon
struktion ist also derart, daß die Aufzeichnungsflächen der
Magnetplatten 217 und die Magnetköpfe 214 sich minimal ver
lagern, während der Kopf über die Aufzeichnungsfläche
fliegt, und die Einheit ist gegenüber Staub von außen und
anderen Verschmutzungen geschützt.
Wie bei der konventionellen Methode ist es auch hier zur
Einstellung des Spalts zwischen den Magnetplatten 217 und
den Magnetköpfen 214 mit höchster Präzision sehr wesent
lich, daß die relative Lage zwischen einer Plattenmontage-
Bezugsebene 201a des Spindelmotors 201 und einer Kopfmon
tage-Bezugsebene 203a des Kopfschenkels 213 exakt herge
stellt wird.
Bei der Magnetplatteneinheit gemäß diesem Ausführungsbei
spiel wird daher die Montage des Spindelmotors 201 und des
Lagerzapfens 203 auf der Grundplatte 205 mittels einer
Montagevorrichtung (Schablone) 300 gemäß den Fig. 7-9
durchgeführt.
Dabei umfaßt die Montagevorrichtung 300 ein Blockteil mit
Ausnehmungen 302 und 303, die in bezug auf eine Arbeits
ebene 301, auf der die Grundplatte 205 angeordnet wird,
unterschiedlich tief sind. Die Böden 302a und 303a der
Ausnehmungen sind präzisionsbearbeitet, so daß sie einen
vorbestimmten Höhenunterschied A voneinander haben, wie
Fig. 7 zeigt.
Paßlöcher 304 und 305, in die der Spindelmotor 201 und der
Lagerzapfen 203 einzusetzen sind, sind in den Block 300 an
vorbestimmten Stellen relativ zu den Ausnehmungen 302 und
303 gebohrt, und der Aufbau ist derart, daß eine relative
Lagebeziehung zwischen der Plattenmontage-Bezugsebene 201a
und der Kopfmontage-Bezugsebene 203a der zu montierenden
Magnetplatteneinheit einfach dadurch exakt bestimmt wird,
daß der Spindelmotor 201 und der Lagerzapfen 203 probeweise
in die Paßlöcher 304 und 305 eingesetzt und festgelegt
werden.
Fig. 9 zeigt eine Montagevorrichtung 300 dieses Ausfüh
rungsbeispiels zur gleichzeitigen Montage mehrerer Bau
sätze von Spindelmotoren 201 und Lagerzapfen 203 auf einer
Grundplatte 205. An einem Teil der Montagevorrichtung 300
ist ein Handgriff 306 vorgesehen, um die Handhabung zu
erleichtern. Nachstehend wird ein Beispiel für die Anwen
dung der Montagevorrichtung bei der Montage der Magnetplat
teneinheit nach der Erfindung erläutert.
Zuerst werden mehrere Baugruppen aus Spindelmotoren 201 und
Lagerzapfen 203 in jedes einer Mehrzahl von Paßlöchern 304
und 305 der Montagevorrichtung 300 eingesetzt, wie Fig. 7
zeigt. Die Spindelmotoren und Lagerzapfen werden vorläufig
fixiert unter richtiger Ausrichtung mit der Plattenmontage-
Bezugsebene 201a und der Kopfmontage-Bezugsebene 203a.
Dann wird die Grundplatte 205 auf die Arbeitsfläche 301 der
Montagevorrichtung 300 so aufgelegt, daß die Wellenteile
202 und 204 des Spindelmotors 201 und des Lagerzapfens 203
in die in der Grundplatte 205 vorgesehenen Paßlöcher 205a
und 205b eingeführt werden.
Dann wird ein Kleber 206 in die Zwischenräume zwischen den
Wellenteilen 202 und 204 des Spindelmotors 201 und des
Lagerzapfens 203 und jedem der Paßlöcher 205a und 205b in
der Grundplatte 205 gegossen, wodurch die Wellenteile 202
und 204 mit der Grundplatte 205 festgelegt werden.
Nachdem die Wellenteile 202 und 204 haftend mit der Grund
platte 205 verbunden und über einen bestimmten Zeitraum
stabilisiert worden sind, wird die Grundplatte 205 vertikal
von der Arbeitsfläche 301 abgehoben, und damit sind der
Spindelmotor 201 und der Lagerzapfen 203 auf der Grundplat
te 205 fixiert (Fig. 8) und werden dann aus der Montagevor
richtung 300 entnommen.
In diesem Fall ist die relative Lage von Spindelmotor 201
und Lagerzapfen 203 in bezug auf die Grundplatte 205 prä
zise ausgestaltet, und auch die Plattenmontage-Bezugsebene
201a und die Kopfmontage-Bezugsebene 203a sind präzise
positioniert.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel keine Schulterteile der
Wellenteile 202 und 204 wie beim Stand der Technik vorge
sehen sind, benötigt die Montage der Einheit weniger Platz
für die Unterbringung des Motors 201 und des Lagerzapfens
203.
Da ferner die Plattenmontage-Bezugsebene 201a des Spindel
motors 201 und die Kopfmontage-Bezugsebene 203a des Lager
zapfens 203 unmittelbar durch die Montagevorrichtung 300
richtig angeordnet sind, kann die relative Lagepräzision
des Spindelmotors 201 und des Lagerzapfens 203 gegenüber
dem konventionellen Montageverfahren deutlich verbessert
werden. Untersuchungen haben z. B. ergeben, daß durch die
Anwendung der Montagevorrichtung dieses Ausführungsbei
spiels eine relative Lagegenauigkeit innerhalb von ±0,01 mm
realisierbar ist.
Infolgedessen kann der Magnetspalt zwischen den auf dem
Spindelmotor 201 angeordneten Magnetplatten 217 und den auf
dem Kopfschenkel 213 an einer Seite des Lagerzapfens 203
gelagerten Magnetköpfen exakt aufrechterhalten werden.
Damit kann eine Verbesserung der Speicherkapazität der
Magnetplatteneinheit durch eine Verkleinerung des Spalts
für die fliegenden Magnetköpfe realisiert werden.
Ferner wird kein Präzisionsbearbeitungsschritt benötigt, so
daß nur die zur Montage der Komponenten auf der Grundplatte
205 notwendigen Schritte anfallen. Dadurch können die Her
stellungskosten der Teile wie Spindelmotor 201, Lagerzapfen
203 etc. erheblich verringert werden.
Zur Fixierung des Spindelmotors 201 und des Lagerzapfens
203 auf der Grundplatte werden keine Schrauben benötigt, so
daß die Anzahl Montageschritte verringert wird.
Claims (7)
1. Magnetplatteneinheit mit
einer Grundplatte (19) und einer dran befestigten Abdec kung (1) zur Bildung eines Gehäuses;
einem Stützelement zur drehbaren Lagerung einer Mehrzahl Magnetplatten (15) in dem Gehäuse, wobei ein Zwischenraum zwischen den Magnetplatten (15) kleiner als 2,3 mm ist;
einem mittels Kleber an der Grundplatte (19) befestigten Motor (17, 201) zum Drehen der Magnetplatten (15);
erste und zweite Magnetköpfe (8a, 8b) zum Einschreiben bzw. Auslesen von Information auf die bzw. von den oberen und unteren Seiten benachbarter Magnetplatten (15);
erste und zweite Federn (9a, 9b) mit entgegengesetzten En den, wobei die ersten und zweiten Magnetköpfe (8a, 8b) an den einen Enden befestigt sind, um sie nahe den beiden Oberflächen benachbarter Magnetplatten (15) zu positionie ren;
Schenkel (9) zur Halterung beider Federn (9a, 9b), wobei jede Feder mit ihrem anderen Ende mit einem Schenkel ver bunden ist;
an der Grundplatte (19) mittels Kleber befestigte Positio niermittel (13, 25, 203) zum Bewegen der Schenkel (9), um die beiden Magnetköpfe (8a, 8b) in vorbestimmte Stellungen zu bringen, wobei beim Montieren der Magnetplatteneinheit folgende Schritte durchgeführt werden:
einer Grundplatte (19) und einer dran befestigten Abdec kung (1) zur Bildung eines Gehäuses;
einem Stützelement zur drehbaren Lagerung einer Mehrzahl Magnetplatten (15) in dem Gehäuse, wobei ein Zwischenraum zwischen den Magnetplatten (15) kleiner als 2,3 mm ist;
einem mittels Kleber an der Grundplatte (19) befestigten Motor (17, 201) zum Drehen der Magnetplatten (15);
erste und zweite Magnetköpfe (8a, 8b) zum Einschreiben bzw. Auslesen von Information auf die bzw. von den oberen und unteren Seiten benachbarter Magnetplatten (15);
erste und zweite Federn (9a, 9b) mit entgegengesetzten En den, wobei die ersten und zweiten Magnetköpfe (8a, 8b) an den einen Enden befestigt sind, um sie nahe den beiden Oberflächen benachbarter Magnetplatten (15) zu positionie ren;
Schenkel (9) zur Halterung beider Federn (9a, 9b), wobei jede Feder mit ihrem anderen Ende mit einem Schenkel ver bunden ist;
an der Grundplatte (19) mittels Kleber befestigte Positio niermittel (13, 25, 203) zum Bewegen der Schenkel (9), um die beiden Magnetköpfe (8a, 8b) in vorbestimmte Stellungen zu bringen, wobei beim Montieren der Magnetplatteneinheit folgende Schritte durchgeführt werden:
- - Einsetzen des Motors (17, 201) und der Positioniermittel (13, 25, 203) in entsprechende Paßlöcher (304, 305), die in einer Montagevorrichtung (300) vorgesehen sind,
- - Auflegen der Grundplatte (19, 205) auf eine Arbeitsflä che (301) der Montagevorrichtung (300) derart, daß Wel lenteile (202, 204) des Motors (17, 201) und der Positioniermittel (13, 25, 203) in entsprechende Paßlöcher (205a, 205b) eingeführt werden,
- - Gießen von Kleber in die Zwischenräume zwischen den Wel lenteilen (202, 204) des Motors (17, 201) und der Posi tioniermittel (13, 25, 203) und jedem der Paßlöcher (205a, 205b) in der Grundplatte (205), und
- - Anheben der Grundplatte (205) vertikal von der Arbeits fläche (301) und Entnehmen des Motors (17, 201) und Po sitioniermittel (13, 25, 203) aus der Montagevorrichtung (300) nachdem die Wellenteile (202, 204) über einen be stimmten Zeitraum stabilisiert wurden.
2. Magnetplatteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die ersten und die zweiten Magnetköpfe (8a, 8b)
zwischen Ober- und Unterseiten benachbarter Magnetplatten
(15) positioniert und so angeordnet sind, daß sie in einer
Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Erstrec
kungsrichtung der Magnetplatten verläuft, nicht übereinan
derliegen.
3. Magnetplatteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Dicke der Magnetplatte im wesentlichen
1,27 mm beträgt.
4. Magnetplatteneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Höhe der Einheit im wesentlichen 41,3 mm be
trägt.
5. Magnetplatteneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Magnetplatteneinheit im wesentlichen 101,6 mm
breit × 146 mm lang × 41,3 mm hoch ist und der Durchmesser
der Magnetplatte im wesentlichen 95 mm beträgt.
6. Magnetplatteneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Magnetplatteneinheit im wesentlichen 146 mm
breit × 203 mm lang × 41,3 mm hoch ist und der Durchmesser
der Magnetplatte im wesentlichen 130 mm beträgt.
7. Magnetplatteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Positioniermittel aufweisen:
einen Lagerzapfenschaft (13) zur Lagerung der Schenkel (9) so, daß sie relativ zu den Magnetplatten (15) drehbar sind; und
einen Schwingspulenmotor (25), der die Schenkel (9) in die vorbestimmten Stellungen bewegt.
einen Lagerzapfenschaft (13) zur Lagerung der Schenkel (9) so, daß sie relativ zu den Magnetplatten (15) drehbar sind; und
einen Schwingspulenmotor (25), der die Schenkel (9) in die vorbestimmten Stellungen bewegt.
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