DK151739B - Baerestel for en stabel roterbare datalagerplader, isaer i et magnetpladelager - Google Patents

Description

i

O

DK 151739B

Opfindelsen angår et bærestel for en stabel roterbare datalagerplader, især i et magnetpladelager, hvilket stel bærer datalagerpladernes pinolleje og lejet i mindst én drivmotor for i det mindste én i radial retning 5 indstillelig bærearm, som bærer læse/skrivehoveder, der er indstillelige på datalagerpladernes spor.

Fra beskrivelsen til USA-patent nr. 3815150 er det kendt at udforme bærestellet til et magnetpladelager således, at det har T-formede profildele, i hvis midter-10 stykker er lejret drivspindelen for den drejelige magnetplade og drivmotoren til indstilling af magnethovedbære-armen, T-profilernesvinkelret på hinanden anbragte midterstykker danner en til den ene side åben ramme for magnetpladelageret, i hvis åbne side magnetplader efter valg 15 kan indsættes på og aftages fra drivspindelen. Overfor rammens åbne side ligger midterstykket af en T-profildel, på hvilken drivmotoren for magnethovedbærearmen er fastgjort. Anbringelse af en ekstra magnethovedbærearm diametralt overfor den allerede forhåndenværende bærearm er ikke mulig 20 ved denne kendte konstruktion.

Det er formålet med opfindelsen at udforme bærestellet for en stabel roterbare datalagerplader især til et magnetpladelager således med en eller flere magnet-hovedbærearme, at det har stor bøjnings- og vridningstiv-25 hed overfor de under drift optrædende termiske og dynamiske kræfter.

Dette er ifølge opfindelsen opnået ved, at bærestellet er udformet som en pladestablen og drivmotoren eller -motorerne omsluttende, symmetrisk ramme med to i 30 afstand overfor hinanden beliggende rammedele, der har et fælles længde-symmetriplan, som er parallelt med datalagerpladernes sporflader, og som med' tilnærmelse danner det plan, hvori resultanterne af drivkræfterne fra en eller flere drivmotorer for bærearmene· virker,_ og 35 i hvilket tyngdepunktet for det af pladestablen, bærearmene og deres drivmotorer dannede aggregat ligger.

2

O

DK 151739B

Ved dette arrangement er der mulighed for at indstille magnethovedet i et magnetpladelager, der arbejder med plader med tætliggende spor, med stor nøjagtighed på et valgt spor, uanset om bærestellet på-5 virkes af betydelige dynamiske eller termiske kræfter.

Ved det i krav 3 angivne kan der opretholdes en i hovedsagen ens temperaturforskel mellem stellets indvendige og udvendige side, hvorved de termiske kræfter reduceres, og ved det i krav 4 anførte er det i 10 alt væsentligt muligt at eliminere eventuelle bøjningsmomenter på stellet under parallelforskydningen af de hevægelige dele. Det samme opnås ved udførelsesformen ifølge krav 5.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere 15 under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1, 2 og 3 viser skematisk et konventionelt pladelager for illustration af den hidtil kendte teknik, fig. 4 et skematisk tværsnit gennem et pladelager ifølge opfindelsen, og 20 fig. 5A og 5B i udtrukket, skrå afbildning det i fig. 4 viste pladelager.

I fig. 1, 2 og 3 er der vist et konventionelt datapladelager, som omfatter en stelplade 10, der er forbundet med en apparatramme 11 gennem støddæmpere, 25 der er idealiseret som fjedre 12. Til stelpladen 10's øvre flade er der fastgjort en svingspolemotor (VCM) 13. Svingspolemotoren 13 omfatter en svingspole 13a, der er forbundet med enhed 14 bestående af en vogn og en arm. Enheden 14 er indrettet til at bevæge sig transla-30 torisk for at bære magnethoveder 15 til overførende kontakt med et forud fastlagt, koncentrisk spor på en bestemt plade ud af antallet af koaksialt anbragte magnetiske plader 16. Pladestabelen er drejeligt monteret nær en spindel 17's ene ende. Spindlen er båret 35 nær sin modsat liggende ende i ikke viste lejer, der er båret af stelpladen 10.

3

O

DK 151739B

Når enheden 14 føres frem mellem forskellige spor, dannes der reaktionskræfter Fl (fig. 2) ved og af svingspolemotoren 13. Da stelpladen 10's neutrale akse 10a er anbragt under kraftpåføringsområdet for kraften 5 Fl i en afstand Yl, påføres stelpladen et bøjningsmoment med størrelsen Fl x Yl. Andre bøjningsmomenter påføres stelpladen 10, når den accelereres i radial retning, fordi massemidtpunkterne for svingspolemotoren 13 og den af pladerne og spindlen bestående enhed 16, 17 er anbragt 10 over den neutrale akse 10a. En kraft F2, der virker i en afstand Y2 over den neutrale akse 10a, frembringer et moment F2 x Y2 på stelpladen 10. Hvis søgelængden og mellemrummet mellem afsøgningerne tilvejebringes således, at der er tale om en væsentlig kraftpåføring på svingspole-15 motoren 13 ved stempladen 10's egenfrekvens, vil der opstå en udbøjning, således som det er antydet i fig. 3.

Dette vil medføre, at enheden 14, der består af en vogn og en arm, vil dreje i forhold til pladerne 16, hvilket giver anledning til en sporregistreringsfejl mellem hove-20 derne 15 og pladerne. Som tidligere nævnt er det kendt teknik at forsøge at nedsætte denne fejl ved at gøre stelpladen 10 stivere ved at øge dens tykkelse. Denne fremgangsmåde er imidlertid ineffektiv, da den øger stelpladens vægt og pris.

25 Et andet problem, der er knyttet til pladelagre af den kendte art, består i den statiske udbøjning af stelpladen som følge af temperaturgradienter mellem stelpladen 10's øvre og nedre flader. En udbøjning af denne art giver anledning til termisk betingede sporregistre-30 ringsfejl som følge af den ujævne opvarmning samt en termisk forstyrrelse af stelpladen. De roterende plader 16 og svingspolen 13a er hovedvarmekilderne. Disse elementer øger temperaturen inde i pladestabelhylsteret 18 til et stykke over den omgivende luft under opvarmning af stel-35 pladen 10's øvre flade. Som følge af den større mængde turbulens inde i hylsteret er temperaturforskellen mellem 4

DK 151739B

O

to vilkårlige punkter inde i hylsteret lille i forhold til temperaturforskellen mellem den omgivende luft og luften inde i hylsteret. Stelpladens bundflade er i regelen udsat for atmosfærens luft eller for opvarmning 5 fra energiforsyninger, der f.eks. kan være anbragt neden under stelpladen i en apparatramme 11. Den resulterende lodrette temperaturgradient over stelpladen 10 giver anledning til en udbøjning af stelpladen fra pladerne 16's plan, svarende til den i fig. 3 viste afvigelse, 10 hvorved der fremkommer en sporregistreringsfejl.

Det i det foregående beskrevne udbøjningspro-blem er i hovedsagen fjernet ved et pladelager ifølge opfindelsen, der skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til fig. 4 og 5.

15 Som skematisk vist i fig. 4 omfatter datapla- delageret ifølge opfindelsen en enhed 31 bestående af plader, en spindel og et hus, hvori der er anbragt et antal parallelle plader 32 koaksialt i en stabel 33.

Disse plader har på deres overfor hinanden liggende plane 20 flader et magnetisk materiale, hvorpå digitale data kan optegnes ad magnetisk vej. Pladerne i stablen 33 er fastgjort til et nav 34, der er kilet på en spindel 35, som på passende måde er lejret i aksialt fordelt anbragte lejer 36 og trækkes fra en ikke vist drivkilde ved hjælp 25 af et remhjul 37, som er anbragt udenfor lejerne. Omkring pladestablen 33 er der anbragt et hus 38, som indeholder et antal langs omkredsen fordelt anbragte, radialt forløbende afstivningsribber 39.

Der er tilvejebragt to sæt magnethoveder hhv.

30 40a og 40b til læsning eller skrivning af magnetiske tegn på en tilsvarende gruppe af aksialt fordelt anbragte datalagerplader 32. Hvert sæt af hoveder kan bevæges trans-latorisk ved hjælp af en respektiv vogn/arm-enhed 41, der er indrettet til at føre et på forhånd udvalgt hoved 35 i overførende forbindelse med et forud fastlagt spor på en bestemt plade 32. Vogn/arm-enheden 41 er af i sig selv 5

O

DK 151739B

kendt art og skal ikke beskrives nærmere. Enhederne 41 er anbragt ved pladestablen 33's diametralt overfor hinanden liggende sider og båret af og translatorisk bevægelige i forhold til enheden 31 bestående af pla-5 derne, spindlen og huset. Til vognen/arm-enheden 41's bort fra hovederne vendende ende er der forbundet en elektrisk ledende spole 42 med en tilsvarende lineær aktiveringsenhed, fortrinsvis en svingspolemotor (VCM) 43.

I fig. 5A omfatter hver svingspolemotor 43 en 10 stationær del 44, som indeholder et par elektromagneter 45a og b, der er fastgjort med en indbyrdes vinkelbue-afstand i forhold til detforreste polstykke 46 og et ikke vist centralt polstykke, der er formet ud i ét med en cirkulær bagplade 47. Disse polstykker er adskilt ra-15 dialt ved en ikke vist ringformet luftspalte. Den aksiale bevægelse af den tilsvarende spole 42, vogn/arm-enheden 41 og hovederne 40a eller 40b initieres på konventionel måde ved at lede en strøm gennem en udvalgt spole.

I fig. 5b er det vist, at pladelageret også 20 omfatter et i hovedsagen symmetrisk, ringformel bærestel 50. Stellet 50 er fortrinsvis et i ét stykke støbt støbeemne, der omfatter øvre og nedre rammedele, hhv. 51a og 51b, som indeholder overfor hinanden liggende ring- eller segment-formede ringområder, hvis ydre ender er af-25 sluttet i parallelle retliniede dele. Den øvre rammedel 51a's retliniede dele er parallelle med og anbragt i en afstand fra og ved deres ydre ender forbundet med den nedre rammedel 51b's tilsvarende dele. Hver rammedel 51a og 51b er forsynet med et par konsoller 52 og 53, hvoraf 30 kun det ene sæt er vist på tegningen.

I fig. 5A og 5B er der vist et væsentligt træk ved opfindelsen bestående i, at stellet 50 består af to i det væsentlige ens halvdele på hver sin side af et imaginært neutralt plan 54, der forløber lodret gennem 35 de overfor hinanden liggende øvre og nedre rammedele hhv.

51a og 51b. Den af pladerne, spindlen og huset bestående

O

6

DK 151739B

enhed 31, den af vognen og armen bestående enhed 41 samt svingspolemotorerne 43's spoler 42 føres som en enhed i spindelens retning ind i et indre hulrum 56, der er dannet mellem den øvre og den nedre rammedel 51a og 51b.

5 Den af pladerne, spindlen og huset bestående enhed 31 forbindes derpå, f.eks. ved hjælp af bolte, direkte til et par fremspring -57 i hhv. den øvre og den nedre rammedel 51a og 51b. De stationære dele 44 i hver svingspolemotor 43 føres herpå ind i hulrummet 56 i en retning i 10 hovedsagen parallel med spindlen 35's akse, indtil de er ud for de tilsvarende spoler 42. Herpå føres de indad mod spindelens akse i delvis overlappende koncentrisk stilling i forhold til den respektive spole og boltes fast til de pågældende konsoller 52 eller 53. De statio-15 nære dele 44 på de to svingspolemotorer boltes derpå direkte til konsollerne hhv. 52 og 53. Det af enhederne 31, 41, 42 og 44 bestående aggregat centreres inde i hulrummet 56 (dvs. anbringes med ens afstand fra husdelene 51a og 51b*s indre vægdele) , hvorpå de respektive 20 stationære dele 44 anbringes mellem husenes retliniede områder.

Fremspringene 57 er anbragt således aksialt i stellet 50, at massemidtpunktet for den af plader, spindlen og huset bestående enhed 31, inklusive den hertil knyt-25 tede konstruktion 41 og 42, er i hovedsagen sammenfaldende med det neutrale plan. På tilsvarende måde anbringes konsollerne 52 og 53 på en sådan måde, at kraftcentret i den stationære del 44 i hver svingspolemotor er anbragt så tæt som muligt og fortrinsvis sammenfaldende med det 30 neutrale plan 54.

Det indses, at dersom der kun anvendes én svingspolemotor, eller hvor der anvendes to svingspolemotorer til at styre de hoveder, som føres hen til en enkelt eller flere forskellige plader, er det forholds-35 vis enkelt at få svingspolemotorerne 43's kraftcentre til at ligge i detneutrale plan 54. Hvis der imidlertid som

O

7

DK 151739B

vist på tegningen anvendes to svingspolemotorer 43 til at regulere frem- og tilbageføringen af forskellige, med en indbyrdes aksial afstand anbragte sæt af hoveder 40a og 40b, kan svingspolemotorernes kraftcentre eventuelt 5 anbringes i mindre afstand fra det neutrale plan. I et sådant tilfælde, skal kraftcentrene imidlertid anbringes med samme ubetydelige afstand fra det neutrale plan.

Den samlede enhed bestående af plader, spindel og hus må have et massemidtpunkt, der er beliggende i det 10 neutrale plan i det ringformede stel 50 for at hindre inertikræfter, der hidrører fra stellets acceleration i samme plan, i at frembringe bøjningsmomenter og give anledning til en udbøjning af delene i forhold til hinanden, således som det er beskrevet i forbindelse med fig. 1 til 15 3. Idet de fra svingspolemotoren hidrørende reaktions kræfter enten angriber i eller tæt ved det neutrale plan 54, og idet inertikræfterne fra den af pladerne, spindlen og huset bestående enhed forløber i det neutrale plan, er en dynamisk udbøjning i det væsentlige undgået.

20 En statisk bøjning ud af planet som følge af temperaturgradienter er ligeledes i det væsentlige undgået ved et pladelager ifølge opfindelsen. Det bemærkes, at spindelen 35's akse er vandret, medens de enkelte plader forløber i lodrette planer. Den største temperaturgradient 25 forløber således parallelt med pladernes plan og ikke uden for planet, således som det er tilfældet ved den i fig. 1 til 3 viste, kendte konstruktion. Idet den af pladerne, spindelen og huset bestående enhed 31 er centreret inde i hulrummet 56 i det i hovedsagen symmetriske stel 50, og 30 idet de oven over og neden under denne enhed anbragte rammedele 51a og 51b har i hovedsagen konstant vægtykkelse, fremkommer der en i hovedsagen konstant temperaturforskel mellem hulrummet og den omgivende luft udenfor stellet.

Stellet 50's aksiale ender er aflukket ved dæksler af ΛΒ plast eller let plademetal. Disse dæksler har en så ubetydelig stivhed i forhold til stellet, at temperaturgra-

O

8

DK 151739B

dienterne over disse ikke bringer det ringformede stel til at bøje ud fra den plane ligevægtstilling.

Med et pladelager ifølge opfindelsen er den dynamiske udbøjning af stellet fra det ved pladerne 5 dannede plan som følge af svingspolemotorens reaktionskræfter samt den statiske udbøjning af stellet som følge af temperaturgradienter i det væsentlige fjernet. Herved er en væsentlig kilde til sporregistreringsfejl fjernet, og det er muligt at arbejde med mindre spor- til -sporaf-1° stand i de pågældende plader. Hertil kommer, at udskiftningen af den af pladerne, spindelen og huset bestående enhed 31 er enklere at foretage, da enheden 31 og de hertil knyttede, bevægelige enheder 32, 41 og 40 kan fjernes aksialt som en enhed, når de forholdsvis tunge, stationæ-15 re dele 44 i svingspolemotorerne 43 er fjernet ved udtrækning i diametralt modsatte retninger.

20 25 30 35

Claims (5)

1. Bærestel for en stabel roterbare datalagerplader, især i et magnetpladelager, hvilket stel bærer datalagerpladernes pinolleje og lejet i mindst én driv- 5 motor for i det mindste én i radial retning indstillelig bærearm, som bærer læse/skrivehoveder, der er indstillelige på datalagerpladernes spor, kendetegnet ved, at bærestellet (50) er udformet som en pladestablen og drivmotoren eller -motorerne omsluttende, symmetrisk 10 ramme med to i afstand over for hinanden beliggende rammedele (51a, 51b), der har et fælles længde-symmetriplan (54), som er parallelt med datalagerpladernes (32) sporflader, og som med tilnærmelse danner det plan, hvori resultanterne af drivkræfterne fra en eller flere drivmotorer (43) 15 for bærearmene virker, og i hvilket tyngdepunktet for det af pladestablen, bærearmene og deres drivmotorer dannede aggregat (31) ligger.

2. Bærestel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det har fastgørelsesorganer (57, 52, 53), til 20 korrekt montering af aggregatet (31) i stellet.

3. Bærestel ifølge krav 2, kendetegnet ved, at fastgørelsesorganerne (57) er indrettet til at sikre at aggregatets (31) akse står vinkelret på rammedelenes (51a, 51b) fælles symmetriplan (54) og i det væsentlige 25 centreret i bærestellet (50).

4. Bærestel ifølge krav 3, kendetegnet ved, at mindst én af drivmotorerne (43) har forskydelige magnethovedsæt (40a, 40b i fig. 4), som er bevægelige i retninger parallelt med rammedelens (51a, 51b) fælles 30 symmetriplan (54), og at kraftcentret for motorens faste og bevægelige del er beliggende i hovedsagen i symmetriplanet (54) .

5. Bærestel ifølge krav 4, ved hvilket der er tilvejebragt to drivmotorer (43) og to sæt magnethoveder (40a, 40b), kendetegnet ved, at magnethoved- 35 DK 151739 B o sættene (40a, 40b) er indrettede til at føres ind i forskellige, aksialt adskilte grupper af plader, samt at tyngdepunkterne og kraftcentrene for de respektive motorer (43) er forskudt over i det væsentlige samme, meget 5 lille afstand i hver sin retning bort fra rammedelenes (51a, 51b) fælles symmetriplan. 15 20 25 30 35