SE438745B - Anordning for undanforande av magnethuvuden i nodsituation - Google Patents

Description

8302906-6 skivuppteckningsanordning är försedd med ett anta] skivor, som är belagda med ett lämpligt magnetiskt material och dessa skivor är monterade för rotation på en gemensam spindel och ett antal omvandlarhuvuden uppbäres parvis på lângsträckta bärorgar för införande mellan varandra närliggande skivor, varvid huvudena i varje par är vända i motsatta riktningar för samverkan med varandra motstående sidor på närliggande skivor. Bärstrukturen är kopplad till en inställningsmotor och denna motor kan exempelvie omfatta en spole, som är monterad i ett magnetfält för lineär rörelse eller inställning.i förhållande till skivorna för att förskjuta huvudena radiellt över skivornas yta, så att därigenom huvudena kan inställas över ett ringspär på ytorna. Vid normal drift inställer inställningsmotorn i enlighet med signaler från datan omvandlarhuvudena radiellt för nppteckning av datasignaler på eller avläsning av datasignaler från en i förväg vald omgång av koncentriska uppteckningsspâr på skivorna.

Omvandlarhuvudena uppbäres ovanför skivytorna av en luftfilm för att hindra kontakt däremellan, vilket eventuellt skulle skada det ena eller båda organen.}hnnmena kan t.ex. vara utformade för att faktiskt sväva ovanför skivuppteckningsytorna vid nivåer lägre än 50 mikrotum.

Oreparerbar skada kan bli följdea av avbrott i den elektriska krafttillförseln, som retarderar skivorna och medför, att huvudena kan komma i kontakt med skivnrnas ytor. En följd därav blir, att det är av största vikt, att huvudena avlägsnas från närheten av skivorna, om skivornas rotationshastighet skulle minska i avsevärd grad.

Det är även viktigt vid en bortkopplingsbar mediumskivdriv~ anordning att tillförsäkra, att huvudena undanföres från närheten av skivytorna i händelse av strömavbrott, så att skivorna kan undanföras från systemet utan att skada huvndena. 8502906-6 Förfarandet för undanförande av huvudena från skivorna i nödsituation benämnas ett "nödavlastnings- förfarande" och erfordrar att huvudena förskjutes radiellt mot skivornas yttre spår och radiellt bort från skivytorna. Även om strömbortfall torde vara den vanligaste orsaken till att initiera nödundanföringsförfarandet, kan för~ Farandet exempelvis även initieras, när skivhastigheten ej förblir inom toleransvärdena, när lägesfel avkännes eller man avkänner skrivkretsfel, som skulle kunna inverka på upptecknade data.

I huvudsak alla moderna skivdrivanordningar omfattar något system för genomförande av nödavlastningsförfaranden för att undvika förlust av data och hindra skador på skivor och/eller huvuden. Vid ett känt nödavlastningssystem laddas en kondensator av drivkraftkällan under vanlig drift.

Vid avkännandet av en nödsituation kopplar att relä eller liknande kopplingsorgan kondensatorn över inställningspolens klämmor för alstring av den elektromotoriska kraft, som är erforderlig för förskjutning av huvudete bärkonstruktion över skivytorna. Vid uppnåendet av skivornas yttre kant stöter huvudbärkonstruktionen på en mekanisk ramp, som utövar en axiell kraft mot bärkonstruktionen och avlastar sålunda huvudena från skivorna. System av detta slag beskrivas t.ax. i US-patentskrifterna 3 629 679 och 4 237 501.

Ett annat försök är att tillföra upplagrad energi för nödavlastningsförfarandet genom att man anordnar en hoppressad fjäder, som är låst med den huvudet infitälläfldfi manöveranordningen. Fjäderspärren frigas därefter, när strömavbrott uppträder och därigenom erhållas den energi, som är nödvändig för avlastning av huvudena. Ett sådant system beskrivas t.ex. vid apparaten enligt US-patentskriften 4 UÜ5 #85. Även om båda dessa utföringsformer fungerar, innebär de ett betydande problem, när man försöker minska storleken 8302906-6 på skivdrivsystemet. Det är uppenbart att en betydande mängd mekanisk energi krävas för att återdraga huvudbär- strukturen, vilket vid användningen av en kondensator kräver en ganska ytor sådan. När man använder en fjäder, krävas en ganska komplicerad mekanisk mekanism och detta i sin tur kräver ett icke önskat stort utrymme.

Enligt föreliggande uppfinning har dessa problem löste på ett icke tidigare känt sätt. Enligt uppfinningen har stora upplagringskondensatorer och komplicerade mekaniska återdragsmekanismer fiullständigt eliminerats.

I deras ställe användes en enkel elektrisk krets med ett obetydligt utrymmesbehov, men trots detta står tillräcklig mängd energi till förfogande för avlägsnande av huvudena vid strömavbrott eller i annan nödsituation.

' Enligt föreliggande uppfinning använder man en roterande likströmsmagnetmotor som spindelmotor och man utnyttjar den kinetiska energi, som lagrats i den roterande spindelmassan för erhållande av den energi, som är erforderlig för avlägsnande av huvudena vid ett nödav- lägningsförfarande.

Enligt en lämplig utföringsform av uppfinningen använder man sålunda en roterande likströmsmagnetmotor för att driva spindeln vid normal drift. Vid ett nödavlägsnings- förfarande kopplas motorns statorlindninger direkt till den lineära motorinställningsspolen och likströmsmotorn omkopplas till en generator för att mata den huvudet återdragande energin.

Kort uttryckt kännetecknas en skivdrivanordning med en skiva, som uppvisar en magnetisk yta ooh som är lagrad för rotation på en spindel en spindelmotor för drivning av spindeln, en lineär motor med en inställningsspole för radiell förskjutning av en huvudbärkonstruktion längs skiv- ytan och kretsar för påverkan i en nödsituation för att förskjuts och återdraga den lineära motorinställningsspolen av huvudbärkonstruktionen därigenom, att-spindelmotorn 8302906-6 utgöres av en roterande likstrümsmagnetmotor och att kretsen omfattar omkopplingsorgan, som är verksamt anbragta mellan statorlindningarna till en likströmsmotor och den lineära motorinetällningsspolen för Valbar koppling av spolen antingen till den krets, som normalt driver denna eller till statorlindningarna och reläet som påverkas av nödsituationen för manövrering av omkopplingsorganet.

Ett ändamål med uppfinningen är därför att lösa de utrymmesproblem, som är förknippade med kretsar, vilka påverkas av en nödsituation för att bringa en drivmotor att återdraga en huvudbärkonstruktion vid en skivdriv- anordning. Ett kännetecken på Föreliggande uppfinning är att medelst uppfinningen har dessa problem lösts under användning av den kinetiska energi, som upplagrats i den _roterande massan hos spindelmotorn för att därigenom till- füra den energi, som är erforderlig for avlastning av huvudena vid strömavbrottsnödsituation. En fördel, som erhålles därigenom, är elimineringen av stora upplagrings~ kondensatorer. En annan fördel är eliminerandet av komplicerade mekaniska avlägsnande mekanismer. Ytterligare en fördel är att medelst uppfinningen man löst nödåterdrag~ ningsprohlemet med en enkel krets, som kräver blott minimalt utrymme.

Ytterligare ändamål med kännetecknen på och fördelar med uppfinningen kommer att framgå För en fackman av den Följande detaljerade beskrivningen av en lämplig utfürings- form enligt uppfinningen med hänvisning till de bifogade ritningarna, varå samma hänvisningsbeteckningar använts för att i de olika figurerna beteckna varandra motsvarande delar. Därvid visar flg. 1 ett generaliserat blockdiagram av det elektroniska styrsystemet för ett exempel på en magnetskivdrivanordning, och fig. 2 visar ett kretsdiagram för en lämplig utföringsform av föreliggande uppfinning. 8502906-6 På ritningarna och Framför allt i Fig._1 visas komponenterna till en vanlig magnetskivdrivanordníng, vilken som enhet har bstecknats med 10 och vilken om- fattar en spindel 11, som uppbär en eller Flera magnetskivor 12. På välkänt sätt kan skivorna 12 antingen vara fästa vid spindeln 11 eller vara utbytbara av användaren.

Spindeln 11 drives av en epindelmotor 13, som bringar skivorna 12 att rotera kring en axel, vilken definieras av spindeln 11.

På i och För sig känt sätt är skivorna belagda på den ena eller båda sidorna med ett magnetiskt material, på vilket data kan upptecknas magnetiskt. Data upptecknas pâ skivytorna med signaler som leder till magnetiska transduktorer 14, vilka vanligen benämnas “huvuden". Vid ett utföringsexempel på en skivdrivanordning har anbragts en huvudbärkonstruktion 15 och denna konstruktion 15 omfattar t.ex. för varje skiva en bärarm 16 och samtliga dessa armar 16 är förbundna till en gemensam släde 17.

Släden 17 är sammankopplad med en inställningsspole 18 i en lineär inställningsmotor 19, som vid tillförandet av inställningssignaler kan lineärt Förskjuta bärkonstruk- tionen 15 i riktning av pilarna 20. Bärkonstruktionen 15 är så monterad i Förhållande till skivorna 12, att huvudena 14 Förskjutes radiellt i förhållande till uppteckningsytorna på skivorna 12. Detta innebär, att bärkonstruktionen 15 kan förskjutas lineärt, så att huvudena 14 på valbart sätt kan inställas över något av ett Flsrtal ringformiga uppteckninga- spår, som definieras på skivuppteckningsytorna.

Den magnetiska skivdrivanordningen 10, som exempelvis kan styras av en styrelektronik 21, vilket inte gör någon del av Föreliggande uppfinning. Styreiektroniken 21 styr hastigheten hos spindelmotorn 13 via spindelhastighetsstyr- kretsen 22 och styr den radiella inställningen av huvudena 14 medelst en huvudlineärinställningsanordning 23. Uteffekten 8302906-6 från hastighetsstyrkretsen 22 lades till Spindelmotorn 15, under det att uteffekten Från inställningsstyrkretsen 25 ledes till spolen 18 i en lineär motor 19. Alla dessa komponenter till drivanordningen 10 är välkända För fackmannen.

Vid normal drift, dvs. när huvudena 14 upptecknar data på eller läser data från ytorna på skivorna 12, belastas huvudena 14. När huvudena 14 är belastade, inneha: detta blott, att en Fjäderkraft verkar mot huvudena 14 vanligen genom bärarmarna 16 för att pressa huvudena 14 mot ytorna på skivorna 12. Denna kraft motverkas av en luftkudde, som alstras genom snabb rotation av skivorna 12, så att huvudena 14 Faktiskt svävar omedelbart ovanför ekivornas uppteckningsytor, så länge skivorna 12 roterar med en viss hastighet. Vid magnetiska skivdrivanordningar kan huvudena 14 sväva på ett avstånd över ytorna, som är mindre än 50 mikrotum.

Om när huvudena 14 befinner sig ovanför ytorna på skivorna 12, skivhastigheten skulle sjunka under ett visst värde, kan huvudena 14 ej längre svava och slår ned på ytorna på skivorna 12. Givetvis måste denna typ av kataetrsf undvikas och Följaktligen ingår i de flesta moderna ekivdrivanordningar någon typ av nödundersystem, som av- känner strömavbrott eller Förändringar i skivhastigheten och avlastar huvudena Före nedslaget. Förfarandet för av- lastning av huvudena kräver vanligen, att bärkonstruktionen 15 avlägsnas, dvs. den skall förskjutas åt vänster enligt Pig. 1, för att Förekjuta huvudena 14 mot det yttre ring- spåret på skivytan. En sådan ekivdrivanordning omfattar även organ För att förekjuta huvudena 14 axiellt bort från skivan 12, när återdragningsförfarandet har avslutats.

I fig. 2 visas tydligast nödåterdragningssystemet enligt Föreliggande uppfinning. Enligt denna lämpliga ut- füringsform av uppfinningen driver spindelmotorn en roterande ssozsosfs likströmsmagnetmotor med stationära statorlindningar 30, som är anordnade i ett konventionellt trefassystem och -en permanentmagnetrotor (ej visad). Statorlindningarna 3D är kopplade till uttaget från spindelhastighotsstyr- kretsen 22. Vid normal drift alstrar kretsen 22 driv- signaler till lindningarna 30, för att den roterlndfl magnetenhetsn skall rotera med hög hastighet.

Enligt föreliggande uppfinning utnyttjar man det förhållandet, att den roterande likströmsmagnetmotorn som i huvudsak alla andra motorer kan fungera som en generator. Detta innebär, att när motorn drives, lindningarna 30 alstrar en elektromotorisk kraft, som utgöres av växel- strömssignal, vars spänning och Frekvens är proportionella mot hastigheten hos spindeln 11, Vid avkänningen av en nödsituation finns det fortfarande en betydande mängd energi hos den roterande spindelenheten, så att om motorn 15 kopplas om till generatorfunktion, denna elektromotoriska kraft kan utnyttjas för att ge den energi, vilken erfordras för avlastning av huvudena 14. _ Enligt föreliggande uppfinning har en omkopplare, vilken som enhet har betecknats med 31, inkopplats mellan huvudenas 2 lineära inställningsdrivanordning 23 och spolen 18 till en lineär motor 19 och är vidare förbunden med statorlindningarna 30. Detta innebär, att omkopplaren 31 har ett par rörliga armar 32, som är förbundna med spolen 18, och ett par kontakter 33, 34. Kontakterna 34 är anslutna till huvudlineärinställningsstyrorganet 23.

En av kontakterna 35 är ansluten till den centrala tappen i lindningarna 30, under det att den andra kontakten 33 är ansluten till en eller flera av lindningarna 30 genom dioder 35. Vid omkoppling till en generator, kommer lind- ningarna 30 att alstra en växelströmsignal. Dioderna 3U likriktar denna vâxelströmssignal och alstrar en pulserande likströmsspänning, som tillföras över kontakterna 30. 8502906-6 1D Närmare bestämt är ena änden av spolen 37 ansluten till +V1, under det att dess andra ände är ansluten till utklämman från en integrerad krets 42, vilken Fungerar som en ELLER-grind. ELLER-grinden 42 erhåller kraft genom ledningen 43 från +V2 och har en andra ingång förbunden genom en ledning 44 till jord. En ingång till kretsen 42 erhållas genom ledningen 41 från styrelektroniken 21.

+V2 är ansluten via ett motstånd 48 till kollektorn i en transistor 45. Kollektorne transistor 45 är även ansluten till den andra ingången till kretsen 42 i led- ningen 4?. Transistorns 45 bas är ansluten till jord och dess emitter är genom ett motstånd 46 ansluten till -V1.

Vid drift är den ingående nödstyrkraften i led- ningen 41 vanligen låg och så är även ineffekten till kretsen 42 på linjen 47. Med andra ordrär såväl +V2 som -V1 är aktiva, är transistorn 45 tillslagen och dess kollektor är ansluten till jord genom transistorn 45.

I närvaron av +V2, har kretsen 42 en inre kraft och ansluter utklämman till jord och gör det möjligt För ström att flyta bort från +V1 genom spolen 37. Armarno 32 Fares till ingrepp med kontakterna 34, så att man erhåller normal drift av magnetskivanordningen 10.

Om däremot någon av de Fyra nödsituationerna urladdor spolen 37, medför detta, att armarna 32 Föres till kontakt med kontakterna 33 och ansluter urtagen från spindelmotorn 13 till spolen 18 i den lineära motorn 19 För återdragning av huvudena 14. Detta innebär: (1) Dm +V1 skulle bortfalla, bortfaller krafttill- Förseln av reläspolan 37 och spolen 37 urladdas; (2) Um nödstyrintaget i ledningen 41 skulle öka, pâverkas kretsen 42 och blir en öppen krets, som sluter strömflödet genom spolen 37 och spolen 57 urladdas; (3) Um -V1 skulle brytas, slås Lranoistorn 45 Från, ledningen 47 ökar och kretsen 42 blir en öppen krets och sluter strömmen genom spolen 37 och spolen 37 urladdas; och 8302906-6 Umkopplarkontakterna 32 utgör en del av ett relä 36, som även omfattar en spole 37. Reläet 36 är så anordnat, att armarna 32 normalt står i ingrepp med kontakterna 35 och blott när spolen 37 matas med kraft, föras armarna 32 till ingrepp med kontakterna 34. Med andra ord när spolen 37 matas med ström, mottar spelarna 18 i den lineära motorn 19 de normala inställningssignalerna från huvud- linsärinetällningsstyranordningan 23. Om däremot en nödsituation uppkommer, så spolen 37 urladdns, Förskjutea armarna 32 till ingrepp med kontakterna 33 . Vid en sådan tidpunkt ledas den pulserande likströmsspänningen från diodsrna 35 till inställningsspolen 18 i den lineära motorn 19. Ett korrekt val av de många signalerna medför, att den lineära motorn 19 Fdrskjuter släden 17 i áterdragande riktning.

Den den Föreliggande nüdsituationen avkännande kretsen, vilken som enhet har beteoknats med 40, har en speciell inverkan, som är baserad på slaget av ineffekt, som ingår i den magnetiska drivanordningen 10, och denna påverkan skall nu beskrivas i detalj.

Det torde emellertid vara uppenbart För en Fackman, att den utföringsform, som beskrivas, är en av många tänkbara utföringsformer, vilka ligger inom ramen För uppfinningen.

Den ifrågavarande utföringsformen av en magnetisk skivdrivanordning 10 omfattar tre likströmsmatarladningar, vilka har betecknats med +V1, +V2 och -V1 För styrning av de olika komponenterna i skivdrivanordningen 10. Kretsen 40 är utformad För att avkänna avbrott i någon av dessa kraFttillFörselledningar liksom andra nödsituationer, t.ex. att skivhastigheten sjunker under ett visst värde. Följ- aktligen erhålles en nödstyrningseffekt från styrslektro- niken 21 genom en ledning 41. 8502906-wïí 11 (4) Om +V2 skulle bortfalla, kommer kretsen 42 att bli en öppen krets på grund av förlusten av inre spänning till kretsen i denna, sluter strömmen genom spolen 37 och spolen 37 urladdas.

I vilket som helst av dessa fall urladdas sålunda spolen 37 och den kinetiska energin, som är upplagrad i den roterande spindelenheten, ger den energi, som är erforderlig för att avlägsna huvudena 14 från skivorna 12. Även om motorn 19 har beskrivits såsom en lineär motor, eftersom en sådan är den lämpliga utföringsformen enligt föreliggande uppfinning, är den icke absolut nödvänwig, Andra typer av motorer är välkända för förskjutning av bär- konstruktionen 15, t.ex. svängande armar, styrekruvtyper och liknande och föreliggande uppfinning är även tillämpbar vid sådana andra typer. Däremot måste motorn 19 vara av likströmstyp för att föreliggande uppfinning skall fungera och detta utesluter stegmotorer och liknande. Även om spindelmotorn 13 har beskrivits som en roterande likströmsmagnetmotor, eftersom den är den enklaste utföringsformen av föreliggande uppfinning, måste den däremot icke nödvändigtvis vara sådan. Andra typer av motorer kan komma till användning som spindelmotor och som generator, t.ex. en fast magnet, en rörlig spolmotor eller en lindad fältmotor.

Det är sålunda uppenbart, att enligt föreliggande uppfinning de tidigare uppträdande problemen med att anbringa nödåterdragningssystem lösts på ett speciellt sätt. Enligt föreliggande uppfinning har stora upplagringskondensatorer och komplicerade mekaniska avdragningsmekanismer helt eliminerats. I deras ställe har anbragts en enkel elektrisk krets 40, som kräver ett obetydligt utrymme men ändå blir tillräckligt med energi tillgänglig för avlastning av huvudena vid strömavbrott eller andra nödsituationsr. 8302906-6 12 Även om uppfinningen har beskrivits med hänvisning till lämpliga utföringsformer, är det uppenbart För envar fackman, att många modifikationer och förändringar kan genomföras inom ramen för efterföljande krav. Med andra ord, uppfinningen är icke begränsad genom de specifika beskrivna utföringsformerna utan endast på det sätt som framgår av de bifugade kraven. i á __ ._ , __.,._._f._... _....--.«

Claims (9)

1. 8302906-6 13 P a t e n t k r a v __«___________ 1Û en skiva (12) med en magnetisk yta och är lagrade för Anordning vid skivdrivanordningar, som omfattar rotation på en spindel (11), medelst en spindelmotor (13) för drivning av spindeln (11), med en drivmotor med en inställningsspole (18) För förskjutning av en huvudbär~ konstruktion (15) över skivytan, och med kretsorgan (22), som är anordnade att påverkas av en nödsituation För att bringa drivmotorinställningsspolen (18) att dra tillbaka nämnda huvudbärkonstruktion (15), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att spindelmotorn (13) utgöres av en roterande likstrümsmagnetmotor och att kretsen (22) omfattar: omkopplingsorgan, som är verksamt anbragt mellan statorlindningarna i likströmsmotorn (13) och lineära motorinställningsspolen (18) för valbar koppling av denna spole (18) antingen till den krets, som normalt driver denna, eller till statorlindningarna (30) och att organ är anordnade att påverkas av nödsituationer För att påverka omkopplingsorganet (31).

2. d ä r a v, att likriktarorgan är verksamt inkopplade mellan Ånordning enligt kravet 1, statorlindningarna i likströmsmotorn (13) och omkopplings- organen För omvandling av en växelströmssignal från spindel~ motorn till en pulserande likströmsspänning För matning till den lineära motorns (13) inställningsspole.

3. t e c k n a d d ä r e v, att åtminstone en krafttillförseif Anordning enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e - anordning är anordnad att påverka skivdrivanordningen (10) och att reläet (36) är anordnat att påverkas av krafttill- Fürsoln För normal koppling av drivmotorns (13) inställ« ningsspole till nämnda krets, som normalt driver denna och automatiskt påverkas vid bortfall av krafttillförseln För koppling av nämnda opole till statorlindningarna (30). k ä n n e t e o k n a o 8502906-6 14

4. Anordning enligt kravet 1 eller 2, k ä_n n e - t e c k n a d d ä r a v, att ett flertal kraftmataranord- ningar är anordnade att mata skivdrivanordningen (10) och att reläet (36) är påverknart av krafttillförseln för att normalt koppla drivmotorns (13) inställningsspole till kretsen (22), som normalt driver denna och är automa- tiskt påverkbar av bortfall av någon av kraftmatarled- ningarna För att koppla spolen (18) till etatorlind- ningarna (30).

5. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att omkopplingeorganen är verksamt inkopplada mellan statorlindningarna (30) i spindelmotorn (13) och drivmotorn För att valbart för- binda drivmotorn med statorlindningarna (30) och att organ är anordnade att påverkas av nödsituationer För manövrering av omkopplarorganen.

6. Anordning enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att spindalmotorn (13) utgöres av en roterande likströmsmagnetmotor.

7. Anordning enligt något av Föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att man utnyttjar den kinetiska energi, som är lagrad i den roterande spindel- enheten till spindelmotorn, För att ge den energi, som är erforderlig för att avlägsna huvudbärkonstruktionen vid uppträdandet av en nödsituation.

8. Anordning enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att man ansluter statorlindningarna (30) i spindelmotorn till drivmotorn vid uppkomsten av en nödsituation.

9. Anordning enligt kravet B, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att växeletrömssignalen Från spindelmotorn. omvandlas till en pulserande likströmsspänning-För tillförsel till drivmotorn.