WO1990003029A1

WO1990003029A1 - Drehpositioniereinrichtung für einen magnetplattenspeicher

Info

Publication number: WO1990003029A1
Application number: PCT/DE1989/000372
Authority: WO
Inventors: Josef Immler; Armin Ulber
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1990-03-22
Also published as: US5117318A; EP0434687A1; JPH04500739A

Abstract

Ein drehbeweglich gelagerter Schwenkkörper (12) eines Drehpositionierers für einen Magnetplattenspeicher weist neben Magnetköpfe (4) tragenden Schwenkarmen (15) ein bewegliches Element (16) eines Magnetantriebssystemes tragende Tragarme (14) auf. Eine Rasteinrichtung, die den Schwenkkörper lediglich im Betriebszustand des Plattenspeichers freigibt, umfaßt ein von dem Schwenkkörper radial abstehendes Halteelement (23) sowie ein Rastelement (19). Dieses kann im einfachsten Fall als Blattfeder ausgebildet sein, die beim Einlaufen des Schwenkkörpers in eine vorbestimmte Raststellung hinter dem Halteelement einklinkt. Zum Freigeben des Halteelementes wird dem Magnetantriebssystem (9, 10, 16) ein bipolarer Freigabeimpuls (v) zugeführt, der den Schwenkkörper zunächst über die Rastposition hinaus von der Freigabestellung weg bewegt, dabei die Rasteinrichtung ausklinkt und dann mit maximaler Beschleunigung an dem ausgeklinkten Rastelement vorbei in die Freigabestellung bewegt.

Description

Drehpositioniereinrichtung für einen Magnetplattenspeicher

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehpositioπiereinrichtung für einen Magnetplattenspeicher gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei Magnetplattenspeichern, insbesondere bei 5 1/4" und 3 1/2"- Speichern, haben sich als Drehpositionierer ausgebildete Posi¬ tioniereinrichtungen durchgesetzt. Drehpositionierer besitzen ein Schwenkteil, das auf einer parallel zur Achse eines Magnet¬ plattenstapels angeordneten Positioniererachse drehbeweglich gelagert ist. Dieses Schwenkteil weist eine Anzahl von Magnet¬ köpfe tragenden Schwenkarmen und diesen bezüglich der Positio¬ niererachse in etwa gegenüberliegende Tragarme auf. Diese tra- gen entweder eine Spule, die gegenüber feststehenden Permanent¬ magneten ausgelenkt wird oder einen Magneten, wobei dann die erregte Magnetspule fest angeordnet ist. Im ersteren Fall wird der Drehpositionierer als Schwenkspulpositionierer, .im letzte¬ ren Fall als Magnetankerpositionierer bezeichnet. Beide Typen des Drehpositionierers sind an sich gleichwertig. Ungeachtet der genannten konstruktiven Unterschiede wird daher im folgen¬ den die Spule in Verbindung mit dem oder den Permanentmagneten als Magnetantriebssystem des Drehpositionierers bezeichnet.

Derartige Drehpositionierer sind z. B. aus IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-17, Nr. 4, Juli 1981, Seiten 1392 ff. oder Electronics, 21.04.1982, Seiten 181 ff. bekannt. Im laufenden Betrieb fliegen die Magnetköpfe, auf einem Luftpolster glei¬ tend, berührungslos über die Speicherplattenoberfläche. Bei Un- terschreiten einer minimalen Relativgeschwindigkeit zwischen Magnetkopf und Speicherplatte bricht dieses Luftpolster zusam¬ men, so daß der Kopf auf der Plattenoberfläche landet. Eine solche Landung darf nicht im Datenbereich der Magnetplatten passi&ren. Gewöhnlich wird daher auf der Magnetspeicherplatte ein Landebereich definiert, der einer Ruhestellung des Drehpo¬ sitionierers entspricht. Es wird sichergestellt, daß der Dreh¬ positionierer nur bei laufendem Plattenspeicherantrieb aus der Ruhestellung in den Datenbereich ausschwenkbar ist. Bei bekannten Drehpositionierern ist dafür eine Rasteiπrichtung vorgesehen, die den Drehpositionierer erst nach dem Einschalten des Plattenspeicherantriebes freigibt. Vielfach besitzt die Rasteinrichtung einen Freigabemagneten, der nur im erregten Zu- stand eine Drehbewegung des Schwenkteiles zuläßt. Um die Dreh¬ bewegung des Drehpositionierers zu ermöglichen, wird der Frei¬ gabemagnet während der gesamten Betriebszeit des Magnetplatten¬ speichers erregt, so daß sein Anker angezogen bleibt. Deshalb muß der Freigabemagnet für einen Dauerbetrieb ausgelegt sein, zugleich stellt er eine zusätzliche elektromagnetische Stör¬ quelle während des Betriebes des Magnetplattenspeichers dar.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist aus US-A-4,710,834 eine Positioniereinrichtung für einen Magnetplattenspeicher mit ei- ner Rasteinrichtung bekannt, die statt eines Freigabemagneten einen Rastmagneten aufweist. Der Rastmagnet ist in Verbindung mit einer Haltefeder derart ausgestaltet, daß er sich nach kurzzeitiger Erregung mechanisch selbst hält und dann das Schwenkteil freigibt. Erst wenn dieses selbst in die Ruhe- Stellung zurückschwenkt, löst die mechanische Arretierung des Magnetankers aus, so daß der freigegebene Magnetanker das Schwenkteil blockiert. Bei dieser Lösung ist die Dimensionie¬ rung des Rastmagneten weniger kritisch, da dieser zur Freigabe des Schwenkteiles nur kurzzeitig erregt wird. Außerdem führt der Rastmagnet im normalen Betriebszustand des Magnetplatten¬ speichers keinen Strom und bildet daher auch keine elektroma¬ gnetische Störquelle für den Betrieb des Magnetplattenspei¬ chers.

Den beschriebenen Rasteinrichtungen für Drehpositionierer ist dennoch eines gemeinsam, daß nämlich ein zumindest kurzzeitig erregtes magnetisches Element vorgesehen ist, um eine Drehbewe¬ gung des Schwenkteiles im Ruhezustand des Magnetplattenspei¬ chers zu verhindern. Ein Drehpositionierer ist aber zusammen mit seiner Rasteinrichtung notwendigerweise im Innenraum des Magnetplattenspeicher angeordnet. Auch für die Rasteinrichtung ist daher zu fordern, daß ihr Zustand zum Zeitpunkt des Einbaus Reinstraumbedingungen genügt und daß sie darüber hinaus während des Betriebes möglichst keine Schmutzpartikel erzeugt, die den Innenraum des Magnetplattenspeichers kontaminieren könnten. Schaltmagnete mit derartigen Betriebseigenschaften und in dem geforderten gesäuberten Zustand sind aber entsprechend teuer. Dennoch ist nicht sichergestellt, daß sie immer diesen Anforde¬ rungen entsprechen.

Aus US-A-4,562,500 ist weiterhin eine Rasteinrichtung für einen Drehpositionierer bekannt, die keinen Rast- oder Freigabemagne¬ ten benötigt. Zu dieser Rasteinrichtung gehört eine Rastfeder die am Schwenkteil des Drehpositionierers seitlich abstehend festgelegt ist und in die Richtung der Bewegung des Schwenk¬ stückes beim Herausführen aus der Raststellung zeigt. Dieser Bewegung wirkt aber eine Rastklinke entgegen, die achseπparal- lel zur Achse des Drehpositionierers drehbar gelagert ist und eine Rastnase sowie eine rechtwinklig zur Rastnase verlaufende Anlagefläche für die Rastfeder aufweist. Die Rastklinke steht unter Vorspannung einer Zugfeder und verhindert damit ein uπbe- absichtigtes Herauslaufen des Drehpositionierers aus der Rast¬ stellung. Allerdings löst sich das Schwenkteil selbst aus. So¬ bald der Antrieb des Drehpositionierers erregt wird, drückt das Schweπkteil mit dem freien Ende der Rastfeder gegen die Rastna¬ se und dreht die Rastklinke unter Überwindung der Gegenkraft der Zugfeder. Mit der Hinterkante der Anlagefläche verbiegt da¬ bei die Rastklinke die Rastfeder und drückt sie schließlich aus der Rastnase heraus. Damit ist das Schweπkteil frei beweglich, solange es nicht in die Ruhestellung zurückkehrt.

Von Vorteil ist bei dieser bekannten Lösung, daß kein Freigabe¬ bzw. Rastmagnet erforderlich ist. Nachteilig ist aber insbeson¬ dere die Art der Auslösung. Das Schwenkteil setzt sich dabei selbst durch eine vom Antrieb erzwungene Drehbewegung in Rich¬ tung der Betriebsposition frei. Es muß also ein Kompromiß zwi- sehen der durch die Zugfeder aufgebrachten Rückhaltekraft und der Auslösekraft ermittelt werden, wenn eine betriebssichere Rastung gewährleistet sein soll. Dennoch sind weiterhin an den Reibpunkten zwischen Rastfeder und Rastklinke auftretende rela¬ tive hohe Reibkräfte, insbesondere am freien Ende der Rastfeder unvermeidbar. Dieser Umstand kann zu erhöhtem Abrieb führen, der eine zusätzliche Kontaminationsgefahr im Innenraum des Ma- gnetplattenspeichers bildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehpositioniereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine gegenüber den bekannten Lösungen verbesserte Rasteinrichtung besitzt, die möglichst einfach aufgebaut ist und dennoch betriebssicher arbeitet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Drehpositionier¬ einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches mit den im Kennzeichen dieses Hauptanspruches beschriebenen Merkmalen gelöst.

Auch diese Lösung benötigt keinen Rast- oder Freigabemagneten für eine betriebssichere Rasteinrichtung eines Drehpositionie- rers. Dabei ist die erfindungsgemäße Lösung konstruktiv beson¬ ders einfach und vermeidet die Fehlerquelle begrenzter Rast¬ kräfte, die durch eine Stoßbewegung des Schwenkkörpers überwun¬ den werden können. Vielmehr wird, der Erfindung gemäß, die Freigabe des Schwenkkörpers der Drehpositioniereinrichtung durch einen bipolaren Impuls herbeigeführt. Mit dessen erster

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Polarität vorgegebener Richtung wird die Spule des Magnetan- triebssystemes derart erregt, daß der Schwenkkörper über die Raststellung hinaus bewegt wird. Dabei wird die Biegefeder aus¬ gelenkt, so daß das Rastelement das Halteelement freigibt. Wäh- rend der Dauer der sich anschließenden zweiten Polarität des Freigabeimpulses wird der Magnetspule des Magnetantriebssyste- mεs ein maximaler Spulenstrom umgekehrter Richtung zugeführt. Damit wird der Schwenkkörper aus der momentanen Endposition heraus maximal beschleunigt. Das so wieder frei werdende Rast- element folgt der Bewegung des Schwenkkörpers mit einer gewis¬ sen Verzögerung, so daß sich das Halteelement bereits aus dem Eingriffsbereich des Rastelementes herausbewegt hat, bevor die- ses wieder seine Rastlage einnimmt. Sobald der Schwenkkörper so die Magnetköpfe aus der Ruhelage herausbewegt hat, übernimmt eine Positioniersteuerung in konventioneller Weise die Steue¬ rung der Bewegungsabläufe der Positioniereinrichtung.

Wie oben ausgeführt, ist es einerseits von wesentlicher Bedeu¬ tung, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung kein Kompromiß zwi¬ schen Halte- und Auslösekräften festgelegt werden muß. Dazu kommt andererseits, daß die Freigabe des Halteelementes, d. h. das Ausklinken aus der Raststellung ohne Reibkräfte zwischen Halte- und Rastelement erfolgt und daher hier auch kein Abrieb möglich ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wirken die Auslö¬ sekräfte im wesentlichen nahezu punktförmig auf die Biegefeder des Rastelementes, so daß die Gefahr eines unerwünschten Abrie- bes minimisiert ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekenn¬ zeichnet. Sie werden zusammen mit ihren Vorteilen nachfolgend in der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1 in einer Schnittdarstellung schematisch den Aufbau ei¬ nes konventionellen Magnetplattenspeichers mit einem umlaufen¬ den Plattenstapel und einer diesem zugeordneten Drehpositio- niereinrichtung,

Figur 2 eine Detailansicht dieser Drehpositioniereinrichtung insbesondere im Hinblick auf die bei ihr eingesetzte Rastein¬ richtung,

Figur 3 in einer weiteren Detailansicht eine Funktionsskizze der Rasteinrichtung,

Figur 4 in einer weiteren Detailansicht eine Ausgestaltung der Zahnflanken eines Halteelementes und einer damit verklinkteπ Rastnase der Rasteinrichtung, Figur 5 ein erstes Impulsdiagramm, das einen entsprechenden Spannungsverlauf an einer Erregerspule des Magnetantriebssyste- mes beim Einlaufen der Drehpositioniereinrichtung in die Ruhe¬ stellung schematisch darstellt,

Figur 6 ein zweites Impulsdiagramm, das den Spannungsverlauf an der Erregerspule des Magnetantriebssystemes der Drehpositio¬ niereinrichtung zum Freigeben der Drehpositioniereinrichtung bei Inbetriebnahme des Magnetplattenspeichers illustriert und

Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsge¬ mäß ausgebildete Rasteinrichtung.

In Figur 1 ist ein Magnetplattenspeicher in einem Schnitt mit seinen wesentlichen Baueinheiten dargestellt. Schematisch ist ein Magnetplattenstapel 1 gezeigt, der auf einer Nabe 2 in Pfeilrichtung umläuft. Seitlich neben dem Magnetplattenstapel 1 ist ein Drehpositionierer 3 angeordnet, der Magnetköpfe 4 trägt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Drehpositio- nierer in dieser Darstellung vereinfacht und in einer aus dem Magnetplattenstapel 1 herausgefahrenen Montageposition gezeigt.

Der Drehpositionierer 3 besitzt beispielsweise einen U-förmig gestalteten Lagerbock 5, an dessen Schenkelenden eine Positio- niererachse 6 parallel zur Achse des Magnetplattenstapels 1 festgelegt ist. Der Lagerbock 5 ist mit Befestigungsschrauben 7 an einer Innenwand eines Gehäuses 8 des Magnetplattenspeichers angeordnet.

Ist der Drehpositionierer 3 nach dem Schwenkspulprinzip, wie in vorliegendem Ausführungsbeispiel, ausgebildet, dann ist in den Lagerbock 5 ein Teil eines Magnetantriebssystemes des Drehposi¬ tionierers 3 integriert. In dem Teilschnitt von Figur 1 ist ein als Kreisringabschnitt ausgebildeter Magnetkern 9 sichtbar. Konzentrisch dazu sind beiderseits des Magnetkernes 9 entspre¬ chend geformte Permanentmagnete 10 angeordnet. Als Magnetjoch ist eine Rückflußplatte 11 an den freistehenden Enden des Ma¬ gnetkernes 9 bzw. der Permanentmagnete 10 festgelegt. Auf der Positioniererachse 6 ist ein Schwenkkörper 12 drehbar gelagert. Dieser weist Schwenkarme 13 bzw. Tragarme 14 auf. An jedem der Schwenkarme ist über eine Grundplatte 15 jeweils ein Paar von Magnetköpfen 4 federnd festgelegt. An den Tragarmen 14 ist eine Magnetspule 16 den Magnetkern 9 umfassend angeordnet.

Die Magnetköpfe 4 sind normalerweise in den Magnetplattenstapel 1 eingeschwenkt und damit jeweils über einer der Oberfläche der einzelnen Magnetspeicherplatten des Plattenstapels 1 positio- niert. In Figur 1 ist schematisch angedeutet, daß jede Oberflä¬ che einer Speicherplatte des Magnetplattenstapels 1 in radialer Richtung in drei Bereiche eingeteilt ist. Zwischen einer äuße¬ ren Randzone 101 und einer inneren Randzone 102 liegt der ei¬ gentliche Datenbereich 103 mit einer Vielzahl von Datenspuren 104. Im Schreib/Lesezustand des Magnetplattenspeichers sind die Magnetköpfe 4 jeweils über einer ausgewählten Datenspur posi¬ tioniert. Die Spurpositionierung ist im vorliegenden Zusammen¬ hang nicht von Bedeutung, daher ist in Figur 1 schematisch le¬ diglich.eine Leiterplatte 17 dargestellt, die über Anschlußlei- tungen 18 mit der Magnetspule 16 verbunden ist. Darüber wird der Magnetspule 16 eine geregelte Spannung v zugeführt, die die gewünschte Rotationsbewegung des Drehpositionierers 3 bewirkt.

Im Schreib/Lesezustand des Magnetplattenspeichers fliegen die Magnetköpfe 4 auf einem Luftpolster über den Speicherplatten des Magnetplattenstapels 1. Unterhalb einer kritischen Drehzahl des Magnetplattenstapels 1 bricht dieses Luftpolster zusammen und die Magnetköpfe 4 landen auf den Oberflächen des Magnet¬ plattenstapels 1. Um Beschädigungen im Datenbereich 103 zu ver- meiden, ist hier als Landezone die innere Raπdzone 102 defi¬ niert.

Um diese Landung in der festgelegten Landezone sicherzustellen, wird der Drehpositionierer 3 bekanntlich bei Außerbetriebnahme des Magnetplattenstapels 1 aber auch im Fehlerfall automatisch in eine Ruhestellung eingeschwenkt. Üblicherweise sind Rastein¬ richtungen vorgesehen, die eine Drehbewegung des Drehpositio- nierers 3 solange verhindern, bis der Magnetplattenstapel 1 bei erneuter Inbetriebnahme wieder mit einer Drehzahl umläuft, die oberhalb der genannten kritischen Drehzahl liegt.

Figur 2 zeigt in einem Ausschnitt eine Detailansicht des be¬ schriebenen Drehpositionierers 3 mit einer derartigen Rastein¬ richtung. In der Schwenkebene eines der Tragarme 14 des Drehpo¬ sitionierers 3 ist als Rastelement 19 eine Biegefeder angeord¬ net, die einseitig an dem Lagerbock 5 bzw. dessen Rückflußplat- te 11 mittels Schrauben 20 festgelegt und im folgenden als Rastfeder bezeichnet ist. Die Rastfeder 19 weist an ihrem freien Ende einen in Richtung der Positioniererachse 6 abgewin¬ kelten Rasthaken 21 auf. Im Mittelstück zwischen diesem Rastha¬ ken 21 und dem Befestigungsende ist die Rastfeder 19 etwa unter 45" abgekröpft und bildet damit eine schräg im Drehbereich des Tragarmes 14 stehende Anlauffläche 22. Wie in Figur 2 darge¬ stellt, ist diese Anlauffläche 22 vorzugsweise dem Befesti¬ gungsende der Rastfeder 19 nahe benachbart angeordnet.

Dieser Rasteinrichtung ist ein Halteelement 23 zugeordnet, das im wesentlichen radial gerichtet, aus der äußeren Begrenzungs¬ fläche des Tragarmes 14 hervorsteht. Es ist starr ausgebildet und so angeordnet, daß es bei der Drehbewegung des Drehpositio¬ nierers 3 in seine Ruhestellung, im Beispiel also einer Drehbe- wegung entgegen dem Uhrzeigersinn, auf den Rasthaken 21 der Rastfeder 19 aufläuft, diesen unter elastischer Verformung der Rastfeder 19 auslenkt und sich schließlich mit ihm verklinkt.

Auf der Rückflußplatte 11 des Lagerbockes 5 ist ein Anschlag- winkel 24 festgelegt. Er ist derart ausgebildet und so angeord¬ net, daß er die Drehbewegung des Drehpositionierers 3 bei des¬ sen Rückkehr in seine Ruhelage begrenzt. Vorzugsweise ist auf der der Seitenfläche des Tragarmes 14 zugekehrten Oberfläche des Anschlagwinkels 24 ein Dämpfungselement 25 angeordnet.

In Figur 3 ist schematisch nochmals das Prinzip der eben be¬ schriebenen Rasteinrichtung nun aber in der Ruheposition des Drehpositionierers 3 dargestellt. Die Darstellung von Figur 3 verdeutlicht, daß der Anlauffläche 22 der Rastfeder 19 eine Auflaufschräge 26 des Tragarmes 14 entspricht.

Figur 3 zeigt darüber hinaus weitere mögliche Ausgestaltungen der Rastvorrichtung zum Beeinflussen der Federcharakteristik bzw. des Masseträgheitsmomentes. Die wirksame Federkraft ist an sich vor allem durch die Elastizität des für die Rastfeder 19 verwendeten Materials bedingt, sie kann aber beispielsweise auch durch ein zusätzliches Masseelement 27 und/oder dadurch beeinflußt werden, daß eine Luftkammer 28 vorgesehen ist, die durch die Rastfeder 19 relativ dicht, jedoch möglichst rei¬ bungsfrei abgeschlossen ist.

Figur 3 verdeutlicht weiterhin kinematische Zusammenhänge. Die gesamte federnde Länge der Rastfeder 19 entspricht dem Abstand des Rasthakens 21 vom Befestigungspunkt der Rastfeder 19 an der Rückflußplatte 11. In Figur 3 ist mit xl der Abstand der An¬ lauffläche der Rastfeder 19 von diesem Befestiguπgspunkt und mit x2 der Abstand des Rasthakens 21 von der Anlauffläche 22 bezeichnet. Die Summe dieser Abstände xl und x2 ergibt die wirksame Federlänge der Rastfeder 19, dabei ist xl wesentlich kleiner als x2 gewählt. Das Verhältnis dieser Abstände bestimmt dann auch das Verhältnis eines Federweges y2 des Rasthakens 21 im Verhältnis zur federnden Auslenkung im Bereich der Anlauf¬ fläche 22, wie unmittelbar einzusehen ist.

Figur 4 illustriert schließlich ein weiteres Detail der Ausge¬ staltung der Rastvorrichtung in einer Seitenansicht des Rastha- kens 21 und des Halteelementes 23 in Richtung eines Pfeiles IV nach Figur 3. Diese ausschnittweise Detaildarstellung verdeut¬ licht eine als Fase ausgebildete Endfläche 29 des Rasthakeπs 21, die in bezug auf die entsprechend geformte Endfläche des Halteelementes 23 schräg angeschnitten ist. Dies erlaubt, die Reibungsverluste beim Auslenken der Rastfeder 19 durch das Hal¬ teelement 23 beim Einlaufen des Drehpositionierers 3 in seine Ruhestellung weitgehend zu reduzieren. Die Impulsdiagramme von Figur 5 bzw. 6 verdeutlichen schließ¬ lich die Funktion des Magnetantriebsystemes des Drehpositionie¬ rers 3 beim Einlaufen in seine Ruhelage bzw. bei seinem Entrie¬ geln aus der Ruhelage. In Figur 5 ist dabei die Impulsform für die geregelte Spannung v wiedergegeben, die der Magnetspule 16 über die Anschlußleitungεn 18 zugeführt wird, um den Drehposi¬ tionierer 3 in seine Ruhelage zurückzuführen. Bei Außerbetrieb- nahme des Magnetplattenspeichers wird häufig aus der kineti¬ schen Energie des noch laufenden Plattenstapels die entspre- chende geregelte Spannung v erzeugt. Auch bei Stromausfall steht damit dennoch eine ausreichende geregelte Spannung v zur Verfügung, um den Drehpositionierer 3 sicher in seine Ruhelage zurückzuführen.

Figur 5 verdeutlicht, soweit hier von Interesse, diese Funk¬ tion. Wird der Magnetplattenspeicher zu einem Zeitpunkt tl außer Betrieb genommen, so wird der Magnetspule 16 ab diesem Zeitpunkt eine geregelte Spannung v mit einer verhältnismäßig geringen negativen Amplitude zugeführt, die im Beispiel - 1 V betragen möge. Aufgrund dieser Spannung v wird das Magnetan¬ triebssystem des Drehpositionierers 3 in der Weise erregt, daß der Schwenkkörper 12 mit mäßiger Geschwindigkeit in die Ruhe¬ stellung einschwenkt. Im Beispiel ist angenommen, daß diese Po¬ sition zu einem späteren Zeitpunkt t2 erreicht ist. In Figur 5 ist durch die Dimensionierung der Zeitachse t im Sekundenmaß¬ stab illustriert, daß sich dieser Vorgang des Einschwenkens des Drehpositionierers 3 in seine Ruhelage verhältnismäßig langsam vollzieht.

Die in Figur 6 dargestellte bipolare Impulsfolge für die gere¬ gelte Spannung v kennzeichnet die Erregungszustände des Magnet¬ antriebssystemes 9, 10, 16 des Drehpositionierers 3, um die Entriegelung des Schwenkkörpers 12 herbeizuführen. Bei Inbe¬ triebnahme des Magnetplattenspeichers wird zunächst der Antrieb für den Magnetplattenstapel 1 aktiviert. Während des Hochlau¬ fens des Magnetplattenstapels 1 bilden sich die Auftriebskräfte aus, die die Magnetköpfe 4 von den zugeordneten Oberflächen des Magnetplattenstapels 1 lösen. Sobald dieser Schwebezustand der Magnetköpfe 4 erreicht ist, kann die Arretierung des Schwenk¬ körpers 12 des Drehpositionierers 3 aufgehoben werden.

Um dies herbeizuführen, wird der Magnetspule 16 des Drehposi¬ tionierers 3 zu einem Zeitpunkt t3 ein starker Spannungsimpuls mit negativer Polarität zugeführt. Die Polarität der Spannung v ist dabei identisch mit der Polarität des Spannungsimpulses, der zum Einschwenken des Drehpositionierers 3 in seine Ruhelage führte. Der Schwenkkörper 12 wird also bei dieser Erregung des Magnetantriebssystemes weiter in Richtung des Pfeiles 30 mit einem der Erregung entsprechenden Drehmoment bewegt. Bei dieser lediglich durch den Aπschlagwinkel 24 begrenzten Drehbewegung drückt der Tragarm 14 mit seiner Auflaufschräge 26 mit voller Kraft gegen die Anlauffläche 22 der Rastfeder 19 und lenkt die¬ se aus. Dabei gibt das Halteelement 21 die Rastnase 23 frei.

Zu einem Zeitpunkt t4 wird die Spannung v an der Magnetspule 16 umgepolt und ihr damit ein Impuls positiver Polarität und hoher Amplitude zugeführt. Dadurch wird der Schwenkkörper 12 entgegen der Richtung des Pfeiles 30 mit hoher Beschleunigung bewegt, so daß das Halteelement 23 am Rasthaken 21 vorbeiläuft, bevor die Rastfeder 19 nach ihrer Freigabe durch die Auflaufschräge 26 des Tragarmes 14 zurückfedert. Zu einem Zeitpunkt t5 haben die Magnetköpfe 4 eine ausgewählte Spur erreicht. Alle weiteren Be¬ wegungsabläufe der Positioniereinrichtung 3 steuert eine Posi¬ tioniersteuerung in konventioneller Weise. Im ausgeschwenkten Zustand ist der Drehpositionierer 3 frei positionierbar, solan¬ ge er nicht in die Ruhelage zurückgeführt wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Rasteinrichtung ist in Fi¬ gur 7 in einer dreidimensionalen Ansicht dargestellt. Aus Grün¬ den der Klarheit ist unter Vermeidung überflüssiger Details, die sich insbesondere auch bereits aus Figur 2 ergeben, der Schwenkkörper 12 mit einem Tragarm 14 nur im Ausschnitt schema¬ tisch dargestellt. Von dem Tragarm 14 steht radial das Halte¬ element 23 ab. Die Rasteiπrichtung weist in diesem Ausführungs- beispiel eine Rastklinke 31 auf, die auf einer gehäusefest und achsenparallel zur Positionierachse 6 angeordneten Starrachse 32 drehbeweglich gelagert ist.

Auf der dem Tragarm 14 des Schwenkkörpers 12 zugekehrten Längs¬ seite der Rastklinke 31 ist eine Zugfeder 33 angeordnet. Die Zugfeder 33 ist einseitig an einem dem Drehpunkt nahen Ende der Längsseite der Rastklinke 31 zwischen einer Befestigungsplatte 34 und der Rastklinke 31 eingespannt, wobei die Befestigungs- platte 34 beispielsweise duch eine Elektronenstrahl-Schweißver¬ bindung an der Rastklinke 31 festgelegt ist. Die Zugfeder 33 ist an ihrem dem Einspannende gegenüberliegenden freien Ende U-förmig umgebogen und liegt an einem eine Drehbegrenzung für die Rastklinke 31 bildenden Anschlagbolzen 35 an, der gehäuse- fest angeordnet ist. Weiterhin ist die Zugfeder 33 zwischen ih¬ rer Einspannstelle und ihrem freien Ende zumindestens teilweise geschlitzt ausgebildet. In der in Figur 7 dargestellten Rastpo¬ sition greift das zahnförmige Halteelement 23 durch diesen Schlitz 36 hindurch und ist mit einer Rastnase 37 verklinkt, die aus der Längsseite der Rastklinke 31 hervorsteht.

In der in Figur 7 dargestellten Rastposition steht die Rücksei¬ te des Tragarmes 14 mit einem vorgegebenen Abstand von dem die Drehbegrenzung des Schwenkkörpers 12 bildenden Anschlag 24 ab, der hier als gehäusefest angeordneter Anschlagstift ausgeführt ist. Dieser Abstand ist identisch mit dem Aufzugweg Δx des Tragarmes 14 in der ersten Phase der Auslösebewegung. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird der Tragarm 14 in der ersten Phase der Auslδsebewegung in Richtung des Pfeiles 30 zum An- schlag 24 hin bewegt. Das zahnförmige Halteelement 23 bewegt sich mit dem Tragarm entgegen dem Uhrzeigersinn und nimmt die Zugfeder 32 mit, indem es am Ende des Schlitzes 36 angreift. Dadurch hebt sich das Halteelement 23 von der Eingriffsflanke der Rastnase 37 ab und lenkt die Rastklinke 31 durch den Ein- griff an der Zugfeder 32 im Uhrzeigersinn aus. Der Aufzugweg ^x ist im Verhältnis zur Schwenkbewegung der Rastklinke so be¬ messen, daß das Halteelement 23 am Ende des Aufzugweges nicht mehr in Eingriff mit der Rastnase 37 der Rastklinke 31 steht. Die Masse der Rastklinke 31 ist in Verbindung mit der Vorspan¬ nung der Zugfeder 32 so bemessen, daß das Halteelemeπt 23 nur dann frei an der Rastnase 37 vorbeifliegt, wenn der Schwenkkor¬ per 12 und damit auch sein Tragarm 14 in der zweiten Phase der Auslösebewegung - die Bewegungsrichtung des Tragarmes 14 ver¬ läuft dann im Uhrzeigersinn dem Pfeil 30 entgegengerichtet - mit voller Beschleunigung durch das Antriebssystem des Drehpo¬ sitionierers in die Betriebslage bewegt wird. Auch bei der Aus¬ lösebewegung gelten dieselben Bedingungen, die bereits in Ver- bindung mit Figur 5 und insbesondere Figur 6 erläutert wurden, so daß sich hier eine Wiederholung erübrigt. Auch hier ist aber ebenso wesentlich, daß das Ausklinken aus der Rastpositioπ nicht durch die Rastposition überwindende Kräfte, sondern durch eine Gegenbewegung ausgelöst wird. Sofern diese Gegeπbewegung - beispielsweise durch einen Stoß verursacht - nicht in Verbin¬ dung mit einer Maximalbeschleunigung in umgekehrter Bewegungs¬ richtung erfolgt, bleibt sie wirkungslos, weil dann die Rast¬ klinke 31 in ihre Rastposition zurückfällt, bevor das Halteele¬ ment 23 an der Rastnase 37 vorbeigelaufen ist.

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Bezugszeichenliste

1 Magnetplattenstapel

2 Nabe

3 Drehpositionierer

4 Magnetköpofe

5 Lagerbock

6 Positioniererachse

7 Befestigungsschrauben

8 Gehäuse

9 Magnetkern

10 Permanentmagnete

11 Rückflußplatte

12 Schwenkkörper

13 Schwenkarme

14 Tragarme

15 Grundplatte

16 Magnetspule

101 äußere Randzone

102 innere Randzone

103 Datenbereich

104 Datenspuren

17 Leiterplatte

18 Anschlußleitungen v geregelte Spannung

19 Rastfeder

20 Schrauben

21 Rasthaken

22 Anlauffläche

23 Halteelement

24 ' Anschlagwinkel

25 Dämpfungselement

26 Auflaufschräge von 14

27 zusätzliches Masseelement

28 Luftkammer xl Abstand Anlauffläche 22 von 20 x2 Abstand Anlauffläche 22 von 21 yl federnde Auslenkung von 22 y2 Federweg von 21

29 Endfläche von 21

30 Pfeil für Drehbewegung von 3 in die Ruhelage tl, t2 Zeitpunkte im Bewegungsablauf zum Verriegeln von 3 t3, t4 Zeitpunkte im Bewegungsablauf zum Entriegeln von 3 t5 Zeitpunkt für den entriegelten Zustand

31 Rastklinke

32 Starrachse

33 Zugfeder

34 Befestigungsplatte

35 Anschlagbolzen

36 Schlitz in 33 7 Rastnase von 31 x Aufzugweg

Claims

Patentansprüche

1. Drehpositioniereinrichtung für einen Magnetplattenspeicher mit einem drehbeweglich gelagerten, Magnetköpfe (4) tragenden Schwenkkörper (12), an dem ein bewegliches Element (16) eines Aπtriebssyste es (9, 10, 16) der Drehpositioniereinrichtung festgelegt ist und mit einer den Schwenkkörper in einer Ruhe¬ stellung blockierenden Rasteinrichtung (23, 19 bzw. 31, 33), die aus einem entgegen einer Federvorspannung auslenkbaren Rastelement (19 bzw. 31, 33) und einem mit diesem in Ruhestel¬ lung verrasteten Halteelement (23) des Schwenkkörpers besteht und die aus der Ruhestellung mittels einer durch das Antriebs¬ system erzwungenen Auslösebewegung in eine Betriebslage aus¬ rückbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Halteelement starr ausgebildet ist und das Rastelement eine einseitig eingespannte, in bezug auf den Schwenkkörper derart angeordnete Blattfeder (19 bzw. 33) aufweist, daß sich diese in einer ersten, entgegen der Bewegungsrichtung in die Betriebslage ablaufenden Phase der Auslösebewegung des Schwenk- körpers verformt und dabei das Rastelement, sich vom Halteele¬ ment zunächst reibungslos lösend, in eine Freigabestellung aus¬ rückt, so daß das Halteelement in einer anschließenden, zweiten Phase der Auslösebewegung bei maximaler Beschleunigung des Schwenkkörpers in umgekehrter Bewegungsrichtung berührungslos an dem anschließend wieder in Rastlage zurückfallenden Rastele¬ ment vorbei in die Betriebslage einläuft.

2. Drehpositioniereinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rasteinrichtung (19 bzw. 31) einen Anschlagwinkel (24) zur Drehbegrenzung des Schwenkkörpers (12) in der Raststellung aufweist.

3. Drehpositioniereinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an dem Anschlagwinkel (24) ein Dämpfungselement (25) dem Schwenkkörper (12) gegenüberlie¬ gend festgelegt ist.

4. Drehpositioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rastelement selbst als Rastfeder (19) ausgebildet ist, die an ihrem freien Ende einen in Richtung auf eine Schwenkachse des Schwenkkörpers (12) abgewinkelten Rasthaken (21) aufweist sowie zwischen diesem Rasthaken und seiner Einspannstelle stufenför¬ mig abgekröpft ist und damit eine schräg gegen die Bewegungs¬ richtung des Schwenkkörpers gerichtete Anlauffläche (22) auf¬ weist und daß dieser Anlauffläche entsprechend an der Umfangs- fläche des Schwenkkörpers (12) eine Auflaufschräge (26) vorge¬ sehen ist.

5. Drehpositioniereinrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Abstand (xl) zwischen der Anlauffläche (22) der Rastfeder (19) und deren Einspann¬ stelle klein gegenüber dem Abstand (x2) zwischen der Anlaufflä¬ che und dem Rasthaken (21) ist.

6. Drehpositioniereiπrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c*h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der

Rastfeder (19) zusätzlich ein das Masseträgheitsmoment erhöhen¬ des Dämpfungselement (27) festgelegt ist.

7. Drehpositioniereinrichtuπg nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rast¬ einrichtung (19, 23, 24) eine Dämpfungsanordnung (28) in Form einer Dämpfungskammer aufweist, die von der Rastfeder (19) im wesentlichen dicht und reibungsfrei abgeschlossen und derart angeordnet ist, daß die Rastfeder bei einer elastischen Verfor- mung das Volumen dieser Kammer verändert.

8. Dehpositioniereinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rastelement als eine achsenparallel zum Schwenkkörper (12) drehbeweglich gelagerte Rastklinke (31) ausgebildet ist, die an ihrer dem Schwenkkorper zugewandten Längsseite, dem einen Ende benachbart, eine Rastπa- se (37) aufweist, daß am anderen Ende dieser Längsseite der Rastklinke die Blattfeder (33) des Rastelementes eingespannt ist, die längs ihrer Achse im Bereich des Durchtritts des Hal¬ teelementes (23) geschlitzt ausgebildet ist und daß ein gehäu¬ sefest angeordneter weiterer Anschlag (35) zum Begrenzen der Drehbewegung der Rastklinke in die Raststellung vorgesehen ist.

9. Drehpositioniereinrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der weitere Anschlag (35) zwischen dem einen Ende der Längsseite der Rastklinke und der Biegefeder angeordnet ist und daß die Biegefeder (33) an ihrem freien Ende umgebogen ist und sich auf diesem weiteren Anschlag abstützt.

10. Drehpositioniereinrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Blatt¬ feder (33) auf der Längsseite der Rastklinke (31) mittels einer Befestigungsplatte (34) festgelegt ist, die ihrerseits mit der Rastklinke starr verbunden ist.