DE69017551T2

DE69017551T2 - Lamellierte Aufhängung für einen negativen Druckgleitschuh in einem Datenplattenspeicher.

Info

Publication number: DE69017551T2
Application number: DE69017551T
Authority: DE
Inventors: A David Erpelding; Darrell Dean Palmer; Richard Keith Wilmer
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: IBM United Kingdom Ltd; HGST Netherlands BV
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1990-08-03
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2010-08-04
Also published as: JPH0371477A; DE69017551D1; JP2528542B2; EP0412739A3; EP0412739A2; EP0412739B1; US4996623A

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleiteraufhängungs- Baugruppe für eine Datenaufzeichnungsdatei und im einzelnen eine lamellierte Aufhängung zur Anwendung mit einem "Negativdruck-" oder "selbstbelastenden" Gleiter. Die Erfindung betrifft ferner eine Plattendatei, in der die Gleiteraufhängungs-Baugruppe nur einen Teil des Negativdruckgleiters in Berührung mit der Plattenoberfläche hält, wenn sich die Platte nicht dreht.

Hintergrund der Erfindung

Plattendateien sind Informationsspeichervorrichtungen, die mindestens eine rotierende Platte mit konzentrischen Datenspuren, die die Informationen enthalten, einen Kopf (d.i. "Signalgeber") zum Lesen der Daten von, bzw. Schreiben der Daten in die verschiedenen Spuren, und ein Kopfpositionier- Stellglied, das mit dem Kopf verbunden ist um diesen zu der gewünschten Spur zu befördern und während der Lese- und Schreiboperation über der Mittellinie der Spur zu halten, benutzen. Der Signalgeber wird verbunden mit einem luftgelagerten Gleiter, der durch ein Luftkissen, das von der rotierenden Platte erzeugt wird, dicht über der Datenfläche der Platte getragen wird. Der Gleiter ist mittels einer Aufhängung mit einem Haltearm des Kopfstellglieds verbunden.
Die Aufhängung bewirkt Maßstabilität zwischen dem Gleiter und dem Stellgliedarm, gesteuerte Flexibiltät bei der Stampf- und Schlingerbewegung des Gleiters im Verhältnis zu seiner Bewegungsrichtung auf der rotierenden Platte und Widerstand gegen die Gierbewegung. Bei herkömmlichen Plattendateien sieht die Aufhängung eine Last oder Kraft auf den Gleiter vor, die kompensiert wird durch die Kraft der Luftlagerung zwischen der lufttragenden Fläche des Gleiters und der Plattenoberfläche. So wird der Gleiter in extremer Nähe zur Datenoberfläche der Platte gehalten, jedoch ohne diese zu berühren. Die Aufhängung enthält in der Regel einen Lastträger, der an einem Ende des Stellgliedarms angebracht ist, und ein Biegeelement, das am anderen Ende des Lastträgers montiert ist und den Gleiter trägt. Der Lastträger erbringt eine elastische Federwirkung, die den Gleiter in Richtung zur Plattenoberfläche vorspannt, während die Durchbiegung die Flexibilität für den Gleiter liefert, wenn der Gleiter auf dem Luftkissen zwischen der lufttragenden Oberfläche und der rotierenden Platte schwimmt. Eine solche Aufhängung ist beschrieben im US-Patent 4,167,765 des gleichen Anmelders. Ein Beispiel für einen herkömmlichen Gleiter zur Anwendung mit dieser Aufhängung ist beschrieben im US-Patent 3,823,416 des gleichen Anmelders.
In der herkömmlichen Gleiter/Aufhängungs-Baugruppe ist der Gleiter durch Epoxid-Kleber am Biegelement der Aufhängung mechanisch befestigt. Die elektrische Verbindung zwischen dem Signalgeber und der Lese/Schreibelektronik der Plattendatei wird hergestellt durch verdrillte Drähte, die längsweise entlang dem Aufhängungslastträger laufen und sich über die Biegung und den Gleiter erstrecken. Die Enden der Drähte sind an die Signalgeberleitungen auf dem Gleiter gelötet oder damit ultraschallverbunden. Eine weitere Art der Aufhängung ist eine zusammengesetzte oder lamellierte Struktur, die eine Grundschicht mit auf derselben ausgeformten elektrischen Leitungen und eine isolierenden Abdeckschicht enthält, wie im IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 22, Nr. 4 (September 1979), Seiten 1602-1603, und im japanischen Kokai, Nr. 53- 74414 (1. Juli 1978> , und 53-30310 (22. März 1978) angeführt sind. Bei der lamellierten Aufhängung gemäß Beschreibung im japanischen Kokai 53-74414 ist der Gleiter an die lamellierte Aufhängung epoxidgeklebt und die Signalgeberleitungen sind an die elektrischen Leitungen gelötet, die auf der Aufhängung ausgebildet sind. Das US-Patent 4,761,699 des Anmelders beschreibt eine lamellierte Aufhängung für einen herkömmlichen Gleiter, bei dem Lötkugelverbindungen sowohl die mechanische Verbindung des Gleiters mit der lamellierten Aufhängung als auch die elektrische Verbindung des Signalgebers mit den Leitungen der lamellierten Aufhängung bewirken.
Ein anderer Gleitertyp ist ein "Negativdruck-" oder "selbstbelastender" Gleiter, wie er im US-Patent 3,855,625 des Anmelders geoffenbart wird. Im Gegensatz zu Aufhängungen, die mit herkömmlichen Gleitern benutzt werden, ist es bei Aufhängungen für Negativdruckgleiter erwünscht, den Negativdruckgleiter an der Datencberfläche der Platte mit einer möglichst geringen "Belastungskraft" zu führen, weil der Gleiter ein Vakuum an der Datenoberfläche zwischen sich und der Platte erzeugt, das den Gleiter an der Datenoberfläche hält. Das US-Patent 4,286,297 des Anmelders beschreibt eine Aufhängung zur Anwendung mit einem Negativdruckgleiter.
Eines der Probleme, die bei Plattendateien auftreten, die die herkömmliche Aufhängung oder die lamellierte Aufhängung verwenden, ist, daß der Gleiter, nachdem er kurzzeitig stationär in Berührung mit der Platte war, dazu tendiert, keine seitliche Bewegung auszuführen oder an der Platte zu "kleben". Dieses "Kleben" geht auf eine Reihe Faktoren zurück, u.a. auf statische Reibung und visköser Scherkräfte und Oberflächenspannung, die vom Plattenschmiermittel erzeugt werden. Auch bei solchen Plattendateien, die Platten mit äußerst glatten, nichtgeschmierten Plattenoberflächen aufweisen, kann es zum Kleben kommen wegen der starken Zwischenmolekularanziehung an der Berührungsfläche zwischen der glatten Platte und den Gleiterflächen. Eine Technik zum Lösen des Klebeproblems ist, eine Art Belastungs/Entlastungsmechanismus zu benutzen, um sicherzustellen, daß der Gleiter nie auf der Platte aufsitzt, wenn die Platte nicht rotiert. Das US-Patent 4,141,049 des Anmelders beschreibt einen Mechanismus zum Belasten und Entlasten eines Negativdruckgleiters auf die bzw. von der Plattenoberfläche. Eine Aufhängung vom lamellierten Typ für einen Negativdruckgleiter, die sich ebenfalls dehnt und zusammenzieht, um den Gleiter zu belasten und zu entlasten, wird im US-Patent 4,670, 804 des Anmelders beschrieben.
Ein weiteres Problem bei den herkömmlichen Gleiteraufhängungs-Baugruppen ist die Beschädigung des Kopfs oder der Platte, wenn der Gleiter plötzlich auf die Platte aufschlägt, wie es beim Transport der Plattendatei vorkommen kann.

Offenbarung der Erfindung

In einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen: Eine Aufhängung zur Verwendung in einer Plattendatei eines Typs, der mindestens eine Platte mit einer Datenoberfläche mit konzentrischen Datenspuren aufweist; Mittel zum Drehen der Platte um eine in der Regel senkrecht zur Platte stehende Achse; ein Signalgeber zum Schreiben der Daten auf die Datenspuren der Platte bzw. zum Lesen der Daten von den Datenspuren der Platte, wobei der an einem luftgelagerten Negativdruckgleiter befestigte Signalgeber in der Nähe der Datenoberfläche gehalten wird; Mittel zum Bewegen des Gleiters quer zur Platte, damit der Signalgeber Zugriff auf die Datenspuren hat; ein Trägerarm, der an dem Gleiterstellgliedmittel befestigt ist, wobei die Aufhängung den Trägerarm mit dem Gleiter verbindet und die Aufhängung eine lamellierte Struktur aufweist, enthaltend:
eine flache, flexible Folie aus nichtleitendem Material, wobei die Folie einen Armteil zum Befestigen am Trägerarm, einen Gleiterteil zum Befestigen am Gleiter, und einen Verbindungsteil zum Verbinden des Armteils mit dem Gleiterteil aufweist;
eine erste Metallauflage, die auf einer Seite der Folie befestigt ist, wobei diese erste Metallauflage einen Armteil zur Befestigung des Trägerarms hat und ein Verbindungsteil beabstandet von dem Armteil angebracht ist, so daß er einen ersten Gelenkbereich des flexiblen Folienmaterials definiert, wobei der Armteil und der Verbindungsteil der ersten Metallauflage auf den entsprechenden Arm- und Verbindungsteilen der flexiblen Folie befestigt sind; und eine zweite Metallauflage auf der anderen Seite der Folie befestigt ist, wobei diese zweite Metallauflage elektrische Leiterteile beinhaltet, die sich über den Armteil der Platte zum Gleiterteil der Folie erstrecken, um den elektrischen Anschluß zum Signalgeber herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Metallauflage einen ersten vorgespannten Gelenkteil am ersten Gelenkbereich der Platte beinhaltet zwecks Aufbringens einer Federkraft auf den Gleiter, wobei dieses vorgespannte Gelenkteil so ausgeführt ist, daß die Leiterteile unter mechanische Spannung gesetzt werden, wobei auf den Gleiter eine Plattenbelastungskraft ausgeübt wird, wenn der Gleiter über die Aufhängung am Trägerarm befestigt ist und der Gleiter in der Nähe der Plattenoberfläche positioniert wird.
Die lamellierte Aufhängung trägt einen Negativdruckgleiter in einer Weise, die verhindert, daß der Lese/Schreib-Signalgeber auf dem Gleiter die Plattenoberfläche berührt und die den "Klebe"-Effekt ausschließt. Die erste Metallauflage besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und beinhaltet einen Armteil und einen Verbindungsteil, der im Abstand zum Armteil angeordnet ist. Der Arm- und der Verbindungsteil der rostfreien Stahlauflage sind voneinander beabstandet, um einen "Rückwärts"-Gelenkteil in der Form einer sehr kleinen Länge des flexiblen Folienmaterials zu definieren. Die zweite Metallauflage besteht vorzugsweise aus Kupfer und beinhaltet ausgeformte Leiter für den elektrischen Anschluß des Signalgebers auf dem Gleiter an die Lese/Schreibelektronik der Plattendatei. Der Kupferteil im Gelenkbereich ist so vorgespannt bzw. gebogen, daß der Verbindungsteil der lamellierten Aufhängung mit einer geringen Belastungskraft in Richtung zur Plattenoberfläche vorgespannt ist. Ein zweiter ähnlicher Gelenkbereich ist vorzugsweise zwischen dem Verbindungs- und dem Gleiterteil der lamellierten Aufhängung und dem Kupfer gelegen, so daß der Gelenkteil auf ähnliche Weise gebogen wird, um einen "Vorwärts"-Gelenkbereich zu gestalten. Daraus ergibt sich, daß nur ein Teil des Gleiters (z.B. eine Kante) die Plattenoberfläche berührt, wenn sich die Platte nicht dreht, wodurch das Klebeproblem aus der Welt geschafft ist. Wenn die Plattendatei angelassen wird und die Platte mit genügender Geschwindigkeit rotiert, überwindet der statische Druckunterschied zwischen den einander gegenüberliegenden Seiten der Aufhängung und des Gleiters die Federkraft im vorderen Gelenkbereich und zieht den Gleiter in seine luftgetragene Betriebslage auf der Plattenoberfläche.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen eine Signalgeber-Gleiter-Aufhängungsarm-Baugruppe zur Verwendung in einer Datenspeicher-Plattendatei eines Typs mit wenigstens einer drehbaren Platte mit einer Datenoberfläche mit konzentrischen Datenspuren und einem Stellglied zum Bewegen des Signalgebers im allgemeinen in radialer Richtung gegenüber der Platte, so daß er während der Drehung der Platte Daten von den Datenspuren lesen oder in die Datenspuren schreiben kann, wobei die Signalgeber-Gleiter-Aufhängungsarm-Baugruppe umfaßt einen im allgemeinen steifen Trägerarm mit einem Ende zum Befestigen am Stellglied; eine lamellierte Aufhängung, die ferner umfaßt: (a) eine flache, flexible Folie aus nichtleitendem Material, wobei die Folie einen Armteil am Trägerarm befestigt hat, einen Gleiterteil und einen Verbindungsteil zum Verbinden mit dem Armteil; (b) eine erste Metallauflage, die auf einer Seite der Kolie befestigt ist, wobei diese erste Metallauflage einen Armteil am Trägerarm befestigt hat und ein Verbindungsteil beabstandet von dem Armteil angebracht ist, so daß er einen ersten Gelenkbereich des flexiblen Folienmaterials definiert; und (c) eine zweite Metallauflage auf der anderen Seite der Folie befestigt ist, wobei diese zweite Metallauflage elektrische Leiterteile beinhalten, die sich von ihrem Armteil der Folie zum Gleiterteil der Folie erstrecken, ein erster vorgespannter Gelenkteil sich über den ersten Gelenkbereich der Folie erstreckt zwecks Aufbringens einer Federkraft auf den Verbindungsteil der Folie, wobei dieser vorgespannte Gelenkbereich durch Vorspannen der Leiterteile realisiert wird, und ein zweiter Gelenkteil sich über den Bereich zwischen dem Gleiter- und dem Verbindungsbereich der flexiblen Folie erstreckt, um eine Federvorspannung auf den Gleiterteil der Folie aufzubringen; und ein Negativdruck-luftgetragener Gleiter am Gleiterteil der Folie befestigt ist und einem Signalgeber aufweist, der elektrisch an die Leiterteil der zweiten Metallauflage angeschlossen ist, wobei vom ersten Gelenkbereich der zweiten Metallauflage eine Plattenbelastungskraft auf den Gleiter aufgebracht wird, und vom zweiten Gelenkbereich der zweiten Metallauflage eine Plattenentlastungskraft auf den Gleiter aufgebracht wird.
Wenn zwei solche Gleiteraufhängungsbaugruppen auf den gleichen Trägerarm montiert sind, um auf Datenoberflächen auf benachbarten Platten im Plattenstapel zugreifen zu können, sind sie hinreichend nahe beieinander angeordnet, so daß die wesentliche Bewegung weg von der Plattenoberfläche eingeschränkt ist. Diese Einschränkung der Bewegung verhindert die Beschädigung der Köpfe und Platten, wenn die Plattendatei einem plötzlichen Stoß ausgesetzt wird.
In einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung auch eine Plattendatei vor, die eine solche Signalgeber-Gleiteraufhängung-Baugruppe beinhaltet. Jetzt wird die Erfindung lediglich als Beispiel beschrieben anhand der begleitenden Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 eine Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die die drei Lagen zeigt, die die lamellierte Aufhängung bilden;
Fig. 2 ist eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung von zwei lamellierten Aufhängungen, zwei Gleitern und einem einzigen Trägerarm;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Trägerarms mit daran befestigten lamellierten Aufhängungen, Rücken-an-Rücken, und Gleitern, sowie eines Plattenpaares im Schnitt, und zeigt die Position der Gleiter-Aufhängungs-Baugruppen, wenn die Plattendatei nicht im Betrieb ist;
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine flache, flexible Folie mit einer darauf aufgetragenen, ausgeformten Kupferauflage, die Teil einer alternativen Ausführungsform der lamellierten Aufhängung ist;
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform der lamellierten Aufhängung;
Fig. 6 ist die Seitenansicht eines Teils der in Fig. 5 dargestellten lamellierten Aufhängung;
Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Gelenkbereichs der in Fig. 6 in Seitenansicht dargestellten Aufhängung; und
Fig. 8 ist eine vergrößerte Darstellung und zeigt Gleiter- Aufhängungs-Baugruppen Rücken-an-Rücken in ihrer belasteten, d.i. Arbeitsstellung auf den Platten.
Fig. 9A und 9B zeigen eine Ausführungsform zur Vorspannung des Kupfers im Gelenkbereich der Aufhängung durch Biegen der Kupferauflage; und
Fig. 9C und 9D zeigen eine alternative Ausführungsform zum Vorspannen des Kupfers im Gelenkbereich der Aufhängung durch Biegen der rostfreien Stahlauflage.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Nehmen wir zunächst Bezug auf Fig. 1; die drei Hauptbestandteile der lamellierten Aufhängung sind als flache, flexible Folie 10, die erste Metallauflage 12 und die zweite Metallauflage 14 dargestellt.
Die Folie 10 besteht aus Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polyimid, und hat einen Armteil 20 zum Befestigen am steifen Trägerarm, einen Gleiterteil 22, an dem der Negativdruckgleiter befestigt ist, und einen Verbindungsteil 24; der den Armteil 20 und den Gleiterteil 22 verbindet. Der Verbindungsteil 24 ist durch einen Längsspalt 25 in zwei Teile geteilt. Der Spalt 25 zwischen den zwei Teilen des Verbindungsteils 24 verbessert die Fähigkeit des Gleiters, sich während des Betriebs der Gleiteraufhängung-Baugruppe in Stampfbewegung zu bewegen.
Die erste Metallauflage 12 besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und ist an eine Seite der Polyimidfolie 10 gebunden. Die rostfreie Stahlauflage 12 hat einen Armteil 30, einen Gleiterteil 32 und einen Verbindungsteil 34, die den gleichen Teilen 20, 22 und 24 der Folie 10 entsprechen und mit diesen ausgerichtet sind. Der Verbindungsteil 34 hat zwei Verbindungen 35, 36, die bei zusammengebauter Aufhängung durch den Spalt 25 in Folie 10 voneinander beabstandet sind. Die Verbindungen 35, 36 haben Kanten 37, 38, die von den entsprechenden Kanten 40, 41 des Armteils der Auflage 12 beabstandet sind, wenn die Auflage 12 an die Folie 10 gebunden ist. In der zusammengebauten lamellierten Aufhängung, weil die Verbindungen 35, 36 vom Armteil 30 beabstandet sind, definiert der Bereich des flexiblen Materials an den Kanten 37, 38 oder 40, 41 einen hinteren Gelenkbereich 43 des flexiblen Materials, was es zuläßt, daß die rostfreien Stahlverbindungen 35, 36 sich gegenüber dem rostfreien Stahlarmteil 30 biegen, wenn der Armteil 30 am steifen Trägerarm befestigt ist. Ein ähnlicher vorderer Gelenkbereich 47 aus flexiblem Material besteht zwischen dem Gleiterteil 32 und den Enden der Verbindungen 35, 36, was es zuläßt, daß sich der befestigte Gleiter relativ zu den im allgemeinen steifen Verbindungen 35, 36 biegt. Obwohl die bevorzugte Konfiguration einen Verbindungsteil 34 mit zwei Verbindungen 35, 36 aufweist, ist es möglich, eine ähnliche Gleiterfederung für die Stampfbewegung mit nur einer Verbindung und ähnlichen Gelenkbereichen in den Bereichen 43 und 47 zu erhalten.
Die zweite Metallauflage 14 besteht vorzugsweise aus Kupfer und ist an die andere Seite der Folie 10 gebunden. Auch die Kupferauflage 14 weist einen Armteil 50, einen Gleiterteil 52 und einen Verbindungsteil 54 auf, die den analogen Teilen der Folie 10 entsprechen und damit ausgerichtet sind. Teile der Kupferauflage, insbesondere Leiter 51, 53, 55 und 57 bilden die elektrische Verbindung zwischen dem Signalgeber auf dem Gleiter und der Lese/Schreibelektronik der Plattendatei. Zusätzlich sind die Teile der Leiter 51, 53, 55 und 57 in Gelenkbereichen 43, 47 in der zusammengebauten lamellierten Aufhängung gebogen oder vorgespannt. Das Vorspannen des Kupfers in diesen Gelenkbereichen führt zu einer leichten Biegung des Schichtpreßstoffs. Die lamellierte Aufhängung bietet dann einen Widerstand gegen Verbiegen in diesen Bereichen, was zu einer leichten Federkraft führt, die auf die Verbindungen 35, 36 und auf den Gleiterteil 22 der Folie 10 und den daran befestigten Gleiter aufgebracht wird. Es ist dieses Merkmal der lamellierten Aufhängung, das es dem Negativdruckgleiter ermöglicht, auf die Platte aufgelastet bzw. entlastet zu werden auf eine Weise, die unter Bezugnahme auf Fig. 3A, Fig. 3B und Fig. 9A bis 9D noch eingehender besprochen wird.
Die lamellierte Aufhängung wurde in Fig. 1 als aus drei gesonderten Schichten bestehend dargestellt und zwecks leichteren Verständnisses auf diese Weise erklärt, jedoch wird der Schichtpreßstoff als feste Schichten aus rostfreiem Stahl und Kupfer, die auf eine feste Polyimidfolie geklebt sind, hergestellt. Diese Struktur wird dann auf beiden Seiten geätzt, um die rostfreien Stahl- und Kupfermuster zu bilden, die in Fig. 1 gezeigt werden. Die feste, rostfreie Stahl- und Kupferauflage kann mittels herkömmlichem Kleber wie z.B. Modell WA, erhältlich bei Dupont, oder auch mittels einem flüssigen Kleber auf Polyimidbasis auf die Polyimidfolie aufgeklebt werden. Alternativ kann auch ein flüssiges Polyimid auf eine der festen Metallauflagen aufgebracht werden, und die zweite Metallauflage wird dann auf das flüssige Polyimid aufgebracht, und die zwei Lagen werden dann zusammengepreßt während das Polyimid aushärtet und an den Metallauflagen haftet. Das Ausätzen der Metallauflagen und das Ausbilden der Spalte im Polyimid geschieht durch herkömmliche Techniken, wie sie z.B. beim Ausbilden flexibler leitender Kabel angewandt werden. Nach der Herstellung der lamellierten Aufhängung auf dieses Weise wird die Aufhängung in eine Aufnahmevorrichtung gespannt und eine leichte Biegung wird auf die Gelenkbereiche 43, 47 aufgebracht. Das spannt die Kupferleiterteile vor, die die Gelenkbereiche überbrücken, und erzeugt die erforderliche Federkraft in diesen Bereichen.
Nehmen wir jetzt Bezug auf Fig. 2; hier werden eine auseinandergezogene Darstellung eines Trägerarms 60, zwei lamellierte Aufhängungen 62, 64 zur Befestigung an einem Trägerarm 60, und zwei Negativdruckgleiter 66, 68 zur Befestigung an den entsprechenden Aufhängungen 62, 64 gezeigt. Der Arm 60 kann herkömmlicherweises aus rostfreiem Stahl oder einem Keramikmaterial bestehen. Die Armteile der ersten Metallauflage, d.i. die rostfreie Stahlauflage (Punkt 12 in Fig. 1) der Aufhängungen 62, 64 sind an einander gegenüberliegenden Flächen des Trägerarms 60 durch herkömmliche Mittel befestigt, z.B. durch (nicht dargestellte) Maschinenschrauben, Laserschweißen oder Epoxidkleben, wenn der Arm aus Keramikmaterial besteht. Wenn die zusammengesetzte Gleiter-Aufhängearm-Baugruppe der Fig. 2 in eine Plattendatei eingesetzt wird, wird der Gleiter 66 mit der lufttragenden Oberfläche 70 und Lese/Schreib-Signalgeber an seiner Austrittskante 72 Zugriff auf eine Datenspeicherfläche einer Platte haben, und der Gleiter mit den Lese/Schreib-Signalgebern 73 an seiner Austrittskante 74 greift auf die Datenspeicherfläche in der benachbarten Platte im Plattenstapel zu.
Die lamellierten Aufhängungen 62 und 64 und die an ihnen befestigten Gleiter 66, 68 werden in der Fig. 3 dargestellt als montiert auf dem Trägerarm 60 und in Wirkstellung zu den Datenoberflächen 80, 90 der Platten 82, 92. Der Betrieb der Gleiter-Aufhängungs-Baugruppen wird unter Bezugnahme auf die Aufhängung 62 erklärt; dabei gilt, daß die benachbarte Aufhängung 64 auf gleiche Weise arbeitet. Die Position des Gleiters 66, bei dem nur die Außenkante 75 in Berührung mit der Plattenoberfläche 80 kommt, ist diejenige Stellung, die eingenommen wird, wenn die Platten 82, 92 nicht rotieren. Die von den Leitern 51, 53, 55, 57 (Fig. 1) der zweiten Metallauflage in der Gelenkbereich 43 aufgebrachte Federkraft spannt die Verbindungs- und Gleiterteile der Aufhängung 62 in Richtung zur Plattenoberfläche 80 vor. Das liefert die erforderliche Belastungskraft für den Negativdruckgleiter 66. Auf ähnliche Weise bewirkt die von den Leitern 51, 53, 55 und 57 auf den Gelenkbereich 47 zwischen den Gleiter- und Verbindungsteilen aufgebrachte Federkraft, daß der Gleiter aus der Flache des Aufhängungsverbindungsteils in Richtung zur Plattenoberfläche 80 zu gebogen wird. Auf diese Weise ist die luftgelagerte Oberfläche 70 des Gleiters nicht in Berührung mit der Plattenoberfläche 80, wenn die Plattendatei nicht arbeitet. Somit kommt es zwischen dem Gleiter 66 und der Plattenoberfläche 80 bei Anlaufen der Plattendatei nicht zum Klebeeffekt. Wenn die Plattendatei den Betrieb beginnt und die Platten 82, 92 anlaufen, bewirkt der statische Druckunterschied zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Aufhängung 62 und zwischen der luftgelagerten Fläche 70 und der Rückseite des Gleiterteils der Aufhängung, daß der Gleiter 66 und die Aufhängung 62 sich in Richtung auf die Plattenoberfläche 80 zu bewegen. Wenn die Platte mit ausreichender Geschwindigkeit rotiert, um den Negativdruck-Luftlagereffekt auf die luftgelagerte Fläche 70 auszuüben, wird die Federkraft im Vorwärts-Gelenkbereich 47 überwunden und der Gleiter wird dann in seiner luftgelagerten Betriebsstellung gegen die Plattenoberfläche 80 gehalten. Wenn die Plattendatei abgestellt wird und die Plattenrotation sich verlangsamt um den Luftkisseneffekt abzubauen, bewirkt die Federkraft im Vorwärts-Gelenkbereich 47 eine Rückholkraft, die den Gleiter 66 von der Plattenoberfläche 80 wegzieht während die Kante 75 in Berührung mit der Plattenoberfläche 80 aufgesetzt wird.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 1-3 wird so beschrieben, daß der Gleiter 66 einen anfänglichen Schlingerwinkel aufweist, bei dem nur die Kante 75 die Plattenfläche 80 berührt; es ist jedoch auch möglich, die Leiter 51, 53, 55, 57 (Fig. 1) im Gelenkbereich 47 so vorzuspannen, daß der Gleiter 66 auch einen anfänglichen Stampfwinkel aufweist. In diesem Fall wird nur ein Teil der luftgelagerten Oberfläche 70, d.i. der Eckenbereich zwischen den Kanten 70 und 77 (Fig. 2) die Plattenoberfläche 80 berühren, wenn die Plattendatei nicht im Betrieb ist.
Der Betrieb der Aufhängung 64 und des Gleiters 68 ist genauso wie flach beschrieben. Wenn also beide Gleiter 66, 64 in Richtung auf ihre jeweilige Plattenoberfläche belastet sind, nehmen sie die Position gemäß Fig. 8 ein. Hier wird ersichtlich, unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 8, daß die vorliegende Erfindung zuläßt, daß die Gleiter dicht beabstandet zwischen den Platten angeordnet sind. Dieser enge Zwischenraum beschränkt die Bewegung der Gleiter, so daß bei einem plötzlichen Stoß auf die Plattendatei die Gleiter keine so große Geschwindigkeit entwickeln können, daß die Leseköpfe oder die Platten beschädigt würden.
Eine alternative Ausführungsform wird in den Fig. 4-7 dargestellt. In Fig. 4 ist eine flache, flexible Folie 100 aus Polyimid gezeigt, auf die eine ausgeformte Auflage 102 aus Kupfer aufgebracht ist, die der zweiten Metallauflage 14 in der Ausführungsform der Fig. 1 entspricht. Die Kupferauflage 102 enthält die elektrischen Leiterteile 103, 104, und den Nichtleiter-Federteil 105, der die oben beschriebene Federvorspannung liefert.
Die alternative Ausführungsform der zusammengesetzten Gleiter-Aufhängungs-Baugruppe wird in Fig. 5 gezeigt. Der Hauptunterschied zwischen der Ausführungsform der Fig. 4-7 und der Fig. 1 ist die zusätzliche Auflage aus rostfreiem Stahl, die den Armteil 106, die Verbindungen 107, 108, und den Gleiterteil 109 (Fig. 6) umfaßt, die alle an die Folie 100 gebunden sind. Der Federteil 105 der Kupferauflage 102 ist vorgespannt, um eine leichte Federkraft auf den Verbindungsteil 107, 108 im Gelenkbereich 112 auszuüben, so daß der Gleiter 110 in Richtung auf die ihm zugeordnete Plattenoberfläche vorgespannt wird. Eine ähnliche Federkraft wird von den Leiterteilen 103, 104 im Gelenkbereich 114 aufgebracht.
Die Aufhängung der Fig. 5 wird in Seitenansicht in Fig. 6 gezeigt, worin die erste Metallauflage aus rostfreiem Stahl gezeigt wird. Die erste Metallauflage beinhaltet auch einen Armteil 116 und eine Verbindung 118, die jeweils dem Armteil 106 und der Verbindung 108 der zusätzlichen rostfreien Stahlauflage entsprechen. (Eine ähnliche - nicht gezeigte - Verbindung ist auch Teil der ersten Metallauflage und liegt in entsprechender Position zur Verbindung 107).
Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Gelenkbereichs 112. Die Verbindung 118 hat eine Kante 120, die direkt mit einer Kante 122 des Armteils 106 ausgerichtet ist. Aus dieser Ausrichtung ergibt sich, daß der Gelenkbereich im wesentlichen keine Längsausdehnung aufweist. Weil es kein Polyimidmaterial in der Längsrichtung der Aufhängung im Gelenkbereich 112 gibt, hat die Aufhängung eine verbesserte Steifigkeit in dieser Richtung. Dieses Merkmal ist wichtig, damit die genaue Spurverfolgung durch den am Gleiter 110 befestigten Signalgeber gewährleistet ist. Einen ähnlichen Gelenkbereich von Null-Länge gibt es im Gelenkbereich 114 (Fig. 6) infolge der Ausrichtung der entsprechenden Kanten der Verbindung 118 und des Gleiterteils 109. Diese Null-Längen-Gelenkbereiche werden als Teil des oben beschriebenen Herstellungsprozesses ausgebildet, bei dem die rostfreie Stahlauflage und die Kupferauflage durch eine Maske ausgeätzt werden. Der hier und in Fig. 7 beschriebene Null-Längen-Gelenkbereich kommt auch in der Ausführungsform der Fig. 1 vor. Im einzelnen liegen beim Gelenkbereich 43 die Kanten 40, 41 der rostfreien Stahlauflage 12 in direkter Ausrichtung mit den Kanten 58, bzw. 59 der Kupferauflage 14.
Die in Fig. 2 dargestellte Armbaugruppe ist konstruiert zur Verwendung mit einem Linearstellglied, d.h. mit einem Stellglied, bei dem sich das Stellglied und der daran befestigte Arm in genauer Radialbewegung rechtwinklig zu den Datenspuren auf den Platten bewegen, jedoch läßt sich die vorliegende Erfindung auch mit einem Rotationsstellglied anwenden, bei dem der Gleiter in einer genauen Bahn bewegt wird, die nur ganz allgemein in Radialrichtung verläuft. Wenn z.B. die Aufhängung mit einem Rotationsstellglied eingesetzt werden soll, das eine linienförmige Aufhängung verwendet, d.h. eine Aufhängung, in der die Länge der Aufhängung in einer Linie liegt, die die Rotationsachse des Stellglieds schneidet und die im allgemeinen colinear mit dem Trägerarm liegt, dann würde die Armbaugruppe aussehen wie in Fig. 2, mit dem Unterschied, daß die Gleiter um 90º gedreht sind, so daß die Kanten 72, 74, die die Lese/Schreib-Signalgeber 71, 73 tragen, am äußeren Ende der Armbaugruppe gelegen wären. Der Leiterteil der Kupferauflage im Gelenkbereich 47 (Fig. 3) wäre in entgegengesetzter Richtung gebogen, wie in Fig. 3 gezeigt wird, so daß die Kante des Gleiters, die dem Stellglied am nächsten liegt, auf der Oberfläche 80 der Platte 82 aufliegen würde.

Claims

1. Eine Aufhängung zur Verwendung in einer Plattendatei eines Typs, der mindestens eine Platte (82) mit einer Datenoberfläche (80) mit konzentrischen Datenspuren aufweist; Mittel zum Drehen der Platte um eine in der Regel senkrecht zur Platte stehende Achse; ein Signalgeber (71) zum Schreiben der Daten auf die Datenspuren der Platte bzw. zum Lesen der Daten von den Datenspuren der Platte, wobei der an einem luftgelagerten Negativdruckgleiter (66) befestigte Signalgeber in der Nähe der Datenoberfläche gehalten wird; Mittel zum Bewegen des Gleiters quer zur Platte, damit der Signalgeber Zugriff auf die Datenspuren hat; ein Trägerarm (60), der an dem Gleiterstellgliedmittel befestigt ist, wobei die Aufhängung den Trägerarm mit dem Gleiter verbindet und die Aufhängung eine lamellierte Struktur aufweist, enthaltend:

eine flache, flexible Folie (10) aus nichtleitendem Material, wobei die Folie einen Armteil (20) zum Befestigen am Trägerarm, einen Gleiterteil (22) zum Befestigen am Gleiter, und einen Verbindungsteil (24) zum Verbinden des Armteils mit dem Gleiterteil aufweist;

eine erste Metallauflage (12), die auf einer Seite der Folie befestigt ist, wobei diese erste Metallauflage einen Armteil (30) zur Befestigung des Trägerarms hat und ein Verbindungsteil (34) beabstandet von dem Armteil angebracht ist, so daß er einen ersten Gelenkbereich des flexiblen Folienmaterials definiert, wobei der Armteil und der Verbindungsteil der ersten Metallauflage auf den entsprechenden Arm- und Verbindungsteilen der flexiblen Folie befestigt sind; und

eine zweite Metallauflage (14) auf der anderen Seite der Folie befestigt ist, wobei diese zweite Metallauflage elektrische Leiterteile (51, 53, 55, 57) beinhaltet, die sich über den Armteil der Platte zum Gleiterteil der Folie erstrecken, um den elektrischen Anschluß zum Signalgeber herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Metallauflage einen ersten vorgespannten Gelenkteil am ersten Gelenkbereich der Platte beinhaltet zwecks Aufbringens einer Federkraft auf den Gleiter, wobei dieses vorgespannte Gelenkteil so ausgeführt ist, daß die Leiterteile unter mechanische Spannung gesetzt werden, wobei auf den Gleiter eine Plattenbelastungskraft ausgeübt wird, wenn der Gleiter über die Aufhängung am Trägerarm befestigt ist und der Gleiter in der Nähe der Plattenoberfläche positioniert wird.

2. Eine Aufhängung gemäß Anspruch 1, bei der der erste Gelenkteil der zweiten Metallauflage Teil der elektrischen Leiterteile der zweiten Metallauflage ist.

3. Eine Aufhängung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der erste Gelenkteil der zweiten Metallauflage so gebogen ist, daß er eine Belastungskraft aufbringt, wenn der Gleiter auf einer Plattenoberfläche positioniert ist.

4. Eine Aufhängung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der erste Gelenkteil der zweiten Metallauflage nicht gebogen ist und ein Teil der ersten Metallauflage in der Nähe des ersten Gelenkbereichs der Folie so gebogen ist, daß er dem ersten Gelenkteil der zweiten Metallauflage ermöglicht, eine Belastungskraft aufzubringen, wenn der Gleiter auf einer Plattenoberfläche positioniert ist.

5. Eine Aufhängung gemäß einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei der die Leiterteile der zweiten Metallauflage einen zweiten Gelenkbereich (47) zwischen dem Verbindungsteil der Folie und dem Gleiterteil der Folie beinhalten, um dem Gleiterteil der Folie zu ermöglichen, sich gegenüber dem Verbindungsteil der Folie zu biegen.

6. Eine Aufhängung gemäß einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei der die zweite Metallauflage einen nichtleitenden Teil beinhaltet, der einen beträchtlichen Teil des ersten Gelenkbereichs der flexiblen Folie überlagert und dessen eine Kante im allgemeinen parallel zu einer Kante entweder des Arms oder der beabstandeten Verbindungsteile der ersten Metallauflage liegt, wobei die Länge des Gelenkbereichs der Folie minimiert ist.

7. Eine Aufhängung gemäß einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, die ferner beinhaltet eine dritte Metallauflage (106, 108, 109), die die zweite Metallauflage überdeckt, wobei die dritte Metallauflage Arm-(106) und Verbindungs-(108)-Teile aufweist, die mit entsprechenden Arm- und Verbindungsteilen der ersten Metallauflage ausgerichtet sind.

8. Eine Aufhängung gemäß Anspruch 7, bei der eine Kante (120) entweder des Arm- oder des Verbindungsteils der ersten Metallauflage im ersten Gelenkbereich direkt mit einer Kante (122) entweder des Verbindungsteils oder des Armteils der überlagernden dritten Metallauflage ausgerichtet ist, wobei der Teil der flachen Folie im ersten Gelenkbereich im wesentlichen keine Länge aufweist.

9. Eine Signalgeber-Gleiter-Aufhängungsarm-Baugruppe zur Verwendung in einer Datenspeicher-Plattendatei eines Typs mit wenigstens einer drehbaren Platte mit einer Datenoberfläche mit konzentrischen Datenspuren und einem Stellglied zum Bewegen des Signalgebers im allgemeinen in radialer Richtung gegenüber der Platte, so daß er während der Drehung der Platte Daten von den Datenspuren lesen oder in die Datenspuren schreiben kann, wobei die Signalgeber-Gleiter-Aufhängungsarm-Baugruppe umfaßt: einen im allgemeinen steifen Trägerarm (60) mit einem Ende zum Befestigen am Stellglied;

eine lamellierte Aufhängung gemäß einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche; und

einen luftgetragenen Negativdruckgleiter (66), der am Gleiterteil der Folie befestigt ist und einen daran befestigten Signalgeber (71) aufweist, der elektrisch an die Leiterteile der zweiten Metallauflage angeschlossen ist.

10. Eine datenspeichernde Plattendatei, enthaltend:

wenigstens eine Platte (82) mit einer Datenoberfläche (80) mit konzentrischen Datenspuren;

Mittel, die mit der Platte verbunden sind, um die Platte um eine im allgemeinen senkrecht zur Platte stehende Achse in Drehung zu versetzen;

eine Signalgeber-Gleiter-Aufhängungsarm-Baugruppe gemäß Anspruch 9; und

ein Stellglied zum Bewegen des Gleiters im allgemeinen radial zur Platte, so daß der Signalgeber in die Lage versetzt wird, auf die Datenspuren zuzugreifen.

11. Eine Plattendatei gemäß Anspruch 10, die ferner beinhaltet eine zweite gleiche Platte, eine zweite gleiche Aufhängung, und einen zweiten gleichen Gleiter, wobei die zweite Aufhängung mit dem daran befestigten zweiten Gleiter so an den Trägerarm montiert ist, daß sie in einer Rücken-an-Rücken-Stellung zur ersten Aufhängung und dem daran befestigten ersten Gleiter stehen.