DE2643999A1

DE2643999A1 - Disc recorder magnetic head positioning device - has carriage with rack driven by stepping motor and has lever locking it

Info

Publication number: DE2643999A1
Application number: DE19762643999
Authority: DE
Inventors: Walter Wachs
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1978-03-30

Abstract

The recorder uses a rotatable, flexible magnetisable disc. The magnetic head on a carriage moves radially over the surface of the disc to pick up different tracks of data. The carriage (15) moves on two guiding bars (14, 19), and has a rack (11) running in the direction of movement of the carriage (15). It is driven by a stepping motor (10) through a gear transmission (7-9). When the rack moves by one step, a locking lever (2) is used to lock it in the new position.

Description

Einrichtung zum Positionieren eines Magnetkopfes in einem Magnet-Device for positioning a magnetic head in a magnetic

plattenspeicher.disk storage.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Positionieren eines Magnetkopfes in einem Magnetplattenspeicher mit einer rotierbar angeordneten, biegsamen, magnetisierbaren Platte, bei der der Magnetkopf radial bewegbar an der Plattenoberfläche auf einem Wagen angeordnet ist.The invention relates to a device for positioning a Magnetic head in a magnetic disk storage with a rotatably arranged, flexible, magnetizable disk, in which the magnetic head can be moved radially on the disk surface is arranged on a carriage.

Es ist bereits ein Plattenspeicher unter Verwendung einer dünnen flexiblen, in einem Schutzumschlag enthaltenen magnetisierbaren Platte, die Floppy-Disk genannt wird, bekannt. Bei dieser bekannten Speicheranordnung wird die Oberfläche der magnetisierbaren Platte zur Aufnahme oder Aufzeichnung von Daten mittels eines Lese-Schreib-Magnetkopfes benutzt. Die Speicherplatte wird mit ihrer Schutzhülle in eine schwenkbare Aufnahmetasche von Hand eingeführt, verklinkt und an das Antriebssystem eines Laufwerkes gekoppelt. Zum spiralförmigen Einschreiben und Auslesen von Daten auf der Speicherplatte ist auf einem bewegbaren Wagen ein radial verschiebbarer Magnetkopf angeordnet, der im Betriebszustand an der Platte aufliegt. Der Wagen ist auf einer Spindel angeordnet, die von einem Schrittmotor angetrieben wird. Zur exakten Ansteuerung der Aufzeichnungs- bzw. Widergabespuren auf der Speicherplatte ist es erforderlich, daß die Spindel aus Metall ist und eine konstante Steigung mit sehr engen Toleranzen aufweist. Der Schrittmotor darf bei der Umsteuerung in die andere Drehrichtung eine Hysterese aufweisen. Die hohen Anforderungen an die Positionierung des Magnetkopfes machen den Spindelantrieb sehr kostenintensiv.It is already a disk storage using a thin flexible, Magnetizable disk, called the floppy disk, contained in a dust jacket becomes known. In this known memory arrangement, the surface of the magnetizable Disc for recording or recording data by means of a read-write magnetic head used. The storage disk with its protective cover is placed in a swiveling storage pocket inserted by hand, latched and coupled to the drive system of a drive. For spiral writing and reading of data on the storage disk is arranged on a movable carriage, a radially displaceable magnetic head, the rests on the plate when in operation. The carriage is arranged on a spindle, which is driven by a stepper motor. For precise control of the recording or playback tracks on the disk, it is necessary that the spindle is made of metal and has a constant slope with very tight tolerances. Of the Stepper motor may have a hysteresis when reversing in the other direction of rotation exhibit. Make the high demands on the positioning of the magnetic head the spindle drive is very expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Positionierung des Magnetkopfes auf der Magnetplatte aufzuzeigen, die einen möglichst geringen Aufwand erfordert und deren Positioniergenauigkeit ausreichend ist.The object of the invention is to provide a device for positioning of the magnetic head on the magnetic disk to show the lowest possible Requires effort and the positioning accuracy is sufficient.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an dem über zwei Führungsstangen verschiebbaren Wagen in Verschiebungsrichtung eine Zahnstange angebracht ist, die von einem Schrittmotor über ein Zahnradgetriebe bewegbar ist, und daß ein vom Schrittmotor gesteuerter Rasthebel bei jeder Verschiebung der Zahnstange um eine Zahnteilungjkraftschliissig in der Zahnstange einrastet.The object is achieved according to the invention in that on the over two guide rods movable carriage in the direction of displacement a rack is attached, which can be moved by a stepper motor via a gear drive, and that a latching lever controlled by the stepping motor with each displacement of the rack engages frictionally in the rack about a tooth pitch.

Die neue Vorrichtung benötigt nur wenige und wirtschaftlich mit ausreichender Genauigkeit herstellbare Stanz- und Kunststoffspritzteile. Der Wagen kann als kostengünstiges Kunststoffspritzteil ausgeführt werden, weil sich Temperaturänderungen nicht auf den Abstand zwischen Schrittmotor und Magnetkopf auswirken. Die Zahnstange ist aus Metall, wobei jedoch die Verzahnung aus Kunststoff aufgespritzt ist. Die Verstellung des Wagens durch den Schrittmotor und das Getriebe kann verhältnismäßig ungenau sein. Die gleichbleibende exakte Raststellung des Wagens wird durch den Rasthebel mit dem Rastzahn und der Zahnstange bestimmt. Durch die Nockensteuerung des Rasthebels bleiben Geräusch und Verschleiß am Rastzahn gering. Durch die Untersetzung zwischen Schrittmotor und Zahnstange ergeben sich günstige Verhältnisse für die Nockensteuerung und es ist ein gemeinsamer Schrittmotor für die Wagenverstellung und die Nockensteuerung verwendbar. Winkelfehler des Schrittmotors gehen in die Positioniergenauigkeit des Magnetkopfes nicht ein.The new device requires only a few and economically with sufficient Stamped and plastic injection molded parts that can be manufactured with accuracy. The cart can be considered inexpensive Plastic injection molded part are executed because temperature changes do not occur affect the distance between the stepper motor and the magnetic head. The rack is off Metal, but the toothing is sprayed on from plastic. The adjustment of the carriage by the stepper motor and the gearbox can be relatively imprecise be. The constant, exact locking position of the trolley is ensured by the locking lever determined with the locking tooth and the rack. By the cam control of the locking lever Noise and wear on the locking tooth remain low. Through the reduction between Stepper motor and rack result in favorable conditions for the cam control and there is a common stepper motor for the carriage adjustment and the cam control usable. Angular errors of the stepper motor affect the positioning accuracy of the Magnetic head.

Eine besonders vorteilhafte,einfache Ausführung der Vorrichtung besteht darin, daß der Rasthebel einen Rastzahn aufweist, der mittels einer Feder zwischen zwei Zähne der Zahnstange einrastbar und durch eine mit dem Schrittmotor fest verbundene Nockenscheibe bei der Verschiebung des Wagens um eine Zahnteilung ausrastbar ist.There is a particularly advantageous, simple embodiment of the device in that the latching lever has a latching tooth which by means of a spring between two teeth of the rack can be locked in place and firmly connected to the stepper motor by one Cam disk can be disengaged when the carriage is shifted by one tooth pitch.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Rasteinrichtung besteht darin, daß der Rasthebel aus zwei Schenkeln besteht, deren gemeinsamer Verbindungspunkt in einer ortsfesten Lagerstelle drehbar gelagert ist, daß der erste Schenkel den Rastzahn aufweist, der durch die Feder gegen die Zahnstange gedrückt ist und daß der zweite Schenkel geringfügig über der Nockenscheibe li#egt.There is a particularly advantageous embodiment of the latching device in that the locking lever consists of two legs whose common connection point is rotatably mounted in a stationary bearing that the first leg to the Has locking tooth, the pressed against the rack by the spring and that the second leg lies slightly above the cam disk.

Die Positioniereinrichtung läßt sich besonders einfach justieren, wenn die beiden Schenkel des Rasthebels gegeneinander bewegbar und in einer bestimmten Stellung zueinander fixierbar sind. Die Fixierung der beiden Schenkel erfolgt dabei so, daß der zweite Schenkel geringfügig über der Nockenscheibe liegt.The positioning device can be adjusted particularly easily, when the two legs of the locking lever can be moved against each other and in a certain Position to each other are fixable. The two legs are fixed in place so that the second leg is slightly above the cam disk.

Zur Vermeidung von Temperatureinflüssen auf die Wagenverstellung ist es vorteilhaft, die Zahnstange an dem einen Ende am Wagen zu befestigen und am anderen Ende in einem Führungsschlitz des Wagens frei beweglich zu führen und den Magnetkopf in Verschiebungsrichtung, etwa in der Höhe der Befestigung der Zahnstange am Wagen anzuordnen.To avoid temperature influences on the carriage adjustment is it is advantageous to fasten the rack at one end to the carriage and at the other End to guide freely movable in a guide slot of the carriage and the magnetic head in the direction of displacement, approximately at the height of the fastening of the rack on the carriage to arrange.

Durch die Verwendung der umspritzten Verzahnung aus Kunststoff auf der Zahnstange und Kunststoffzahnrädern im Getriebe ist ein wartungsfreier Betrieb möglich.By using the overmolded teeth made of plastic the rack and plastic gears in the transmission is a maintenance-free operation possible.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles, das in der Figur dargestellt ist, erläutert.Details of the invention are based on an advantageous embodiment, which is shown in the figure, explained.

Die erfindungsgemaße Positioniereinrichtung besteht aus dem Wagen 15, der über Führungsschienen 14 und 19 verschiebbar angeordnet ist und auf dem der Magnetkopf 18, der beim Einschreiben und Auslesen der Daten auf der Magnetplatte anliegt, angebracht ist. Das Verschieben des Wagens von einer Schreibspur bzw. Lesespur zur nächsten erfolgt mit Hilfe einer am Wagen befestigten Zahnstange 11, die am oberen Ende des Wagens befestigt und am unteren Ende in einem Führungsschlitz 13 frei beweglich geführt ist. Der Magnetkopf 18 ist etwa auf gleicher Höhe mit der Befestigung der Zahnstange am Wagen angebracht, so daß sich Ausdehnungen des aus Kunststoff hergestellten Wagens infolge Temperaturänderungen nicht auf den Abstand zwischen Magnetkopf und Stellung der Zahnstange auswirken. Der Wagen kann sich bei Temperaturänderungen durch den Führungsschlitz 13 entlang der Zahnstange ausdehnen. Diese Längenänderungen wirken sich auf die Positioniergenauigkeit nicht aus.The positioning device according to the invention consists of the carriage 15, which is arranged displaceably via guide rails 14 and 19 and on the the magnetic head 18, the writing and reading of the data on the magnetic disk is attached. Moving the carriage from a writing or reading track to the next is done with the help of a rack 11 attached to the carriage, which is on attached to the upper end of the carriage and at the lower end in a guide slot 13 is guided freely movable. The magnetic head 18 is approximately level with the Attachment of the rack attached to the carriage, so that expansions of the Plastic-made car due to temperature changes does not affect the distance between the magnetic head and the position of the rack. The car can with Expand temperature changes through the guide slot 13 along the rack. These changes in length do not affect the positioning accuracy.

Die Zahnstange 11 kann mit ausreichender Genauigkeit und Formstabilität als Stanzteil aus Metall mit umspritzter Verzahnung 12 aus Kunststoff hergestellt werden.The rack 11 can with sufficient accuracy and dimensional stability produced as a stamped part made of metal with overmolded teeth 12 made of plastic will.

Der Wagen wird mittels des ortsfesten Schrittmotors 10 über das Zahnradgetriebe, bestehend aus den Zahnrädern 7, 8 und dem mit der Verzahnung 12 in Eingriff stehendem Zahnrad 9 verschoben. Der Rasthebel 2 ist mit einem Gelenkstift 1 möglichst spielfrei im Gestell gelagert und wird vom Schrittmotor 10, über die an der Motorwelle fest angebrachte Nockenscheibe 6 gesteuert. Der Rasthebel 2 besteht aus den beiden Schenkeln 3 und 5. Am Schenkel 3 ist ein Rastzahn 4 angebracht, der im Ruhezustand durch die am Stift 17 angebrachte Feder 16 kraftschlüssig zwischen zwei Zähnen der Verzahnung 12 der Zahnstange einrastet. In dieser Lage ist der Schenkel 5 geringfügig vom Nockental der Nockenscheibe 6 abgehoben. Der mit der Verzahnung 12 in Eingriff stehende Rastzahn 4 bestimmt die exakte Raststellung des Wagens 5. Die Lagerung des Rasthebels 2 kann vorteilhaft auch als Prismenlager ausgeführt sein. Zur besonders einfachen Einstellung der Positioniereinrichtung sind die beiden Schenkel 3 und 5 nicht fest miteinander verbunden sondern beweglich, wie in der Figur strichpunktiert vereinfacht dargestellt ist. Die beiden Schenkel werden gegeneinander so weit verschoben, bis im Ruhezustand der Schenkel 5 geringfügig von der Nockenscheibe abgehoben ist. In dieser Justierstellung wird die Schraube 20 im Langloch festgezogen. Durch diese einfache Einstellung des Antriebs werden sämtliche Toleranzen, die bei den Getriebeteilen, nämlich Zahnräder, Zahnstange mit der Verzahnung, Rasthebel, Nockenscheibe, Schrittmotor und Gestell auftreten, ausgeglichen.The carriage is driven by the stationary stepper motor 10 via the gear transmission, consisting of the gears 7, 8 and the one with the toothing 12 in engagement Gear 9 shifted. The locking lever 2 is as free of play as possible with a hinge pin 1 stored in the frame and is fixed by the stepper motor 10, via the on the motor shaft attached cam 6 controlled. The locking lever 2 consists of the two legs 3 and 5. On the leg 3, a locking tooth 4 is attached, which in the rest state by the on the pin 17 attached spring 16 frictionally between two teeth of the toothing 12 of the rack engages. In this position, the leg 5 is slightly away from the cam valley the cam 6 lifted off. The latching tooth which is in engagement with the toothing 12 4 determines the exact locking position of the carriage 5. The mounting of the locking lever 2 can advantageously also be designed as a prismatic bearing. For particularly easy adjustment of the positioning device, the two legs 3 and 5 are not fixed to one another connected but movable, as shown in the figure in a simplified dash-dotted line is. The two legs are shifted against each other until they are at rest the leg 5 is slightly lifted from the cam disk. In this adjustment position the screw 20 is tightened in the elongated hole. This simple setting of the All tolerances that occur in the transmission parts, namely gears, Rack with the toothing, locking lever, cam disk, stepper motor and frame occur, balanced.

Im Ausführungsbeispiel ist der Drehweg des Schrittmotors so unter-0 setzt, daß bei einer Drehung um eine Nockenteilung von 90 der Wagen 15 um eine Zahnteilung der Zahnstange 11, die beispielsweise einem Spurabstand vom 1,2 mm auf der Platte entspricht, verschoben wird. Durch das Getriebespiel, das im wesentlichen aus der Zahn-und Lageluft besteht, sowie die Getriebeuntersetzung ist sichergestellt, daß der Rasthebel 2 die Zahnstange 11 freigibt, bevor diese über das Zahnradgetriebe verstellt wird. Mit dem Zahnradge- triebe wird der Wagen grob verstellt, während mit dem Rasthebel 2 und dem kraftschlüssig einrastenden Rastzahn 4 die Feineinstellung des Wagens und damit die Positionierung des Magnetkopfes erfolgt.In the exemplary embodiment, the path of rotation of the stepping motor is below -0 assumes that when rotated by a cam pitch of 90, the carriage 15 by one tooth pitch the rack 11, for example a track spacing of 1.2 mm on the plate is moved. Due to the gear backlash, which essentially consists of the There is tooth and position clearance, and the gear reduction is ensured the locking lever 2 releases the rack 11 before it goes over the gear transmission is adjusted. With the gear drive is the car roughly adjusted, while with the locking lever 2 and the non-positively locking locking tooth 4, the fine adjustment of the carriage and thus the positioning of the magnetic head takes place.

Die quadratisch ausgeführte Nockenscheibe 6, die Zahnräder 7, 8 und 9 sowie der Rasthebel 2 werden vorteilhaft als Kunststoffspritzteile hergestellt. Zur Erreichung einer geringen Wärmeausdehnung und erhöhter Verschleißfestigkeit, werden der Rasthebel 2 und der Rastzahn 4 beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Die Kunststoffteile können verhältnismäßig große Toleranzen aufweisen.The square cam 6, the gears 7, 8 and 9 and the locking lever 2 are advantageously produced as plastic injection-molded parts. To achieve low thermal expansion and increased wear resistance, the locking lever 2 and the locking tooth 4 are, for example, made of glass fiber reinforced Made of plastic. The plastic parts can have relatively large tolerances exhibit.

9 Patentansprüche 1 Figur9 claims 1 figure

Claims

P a t e n t a n s p r u c h e 1,! Device for positioning a Magnetic head in a magnetic disk storage with a rotatably arranged, flexible, magnetizable plate, in which the magnetic head can be moved radially on the Plate surface is arranged on a carriage, d u r c h e k e n n z e i c h n e t that on the carriage which can be displaced via two guide rods (14, 19) (15) in the direction of displacement, a rack (11) is attached, which of a Stepping motor (10) via a gear mechanism (7, 8, 9) is movable, and that one of the Stepper motor (10) controlled locking lever (2) with each shift of the rack engages positively in the rack by one tooth pitch.

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the detent lever (2) has a detent tooth (4) which by means of a spring (16) can be locked between two teeth (12) of the rack (11) and with a the stepper motor (10) firmly connected cam (6) when moving the Carriage (15) can be disengaged by a tooth pitch.

3. Device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the locking lever (2) consists of two legs (3, 5), the common one Connection point is rotatably mounted in a stationary bearing point (1) that the first leg (3) has the locking tooth (4), which by the spring (16) against the Rack (11) is pressed and that the second leg (5) slightly in the rest state is above the cam disk (6).

4. Device according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the two legs (3, 5) of the locking lever (2) can be moved against each other and can be fixed in a certain position to one another.

5. Device according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the two legs are fixed in a position in which the second Leg (5) is slightly above the cam disk (6).

6. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the rack is attached at one end to the carriage (15) and at the other End is freely movable in a guide slot (13) of the carriage and that the magnetic head (18) in the direction of displacement, approximately at the level of the attachment of the rack on the Carriage is arranged.

7. Device according to claim 6, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the rack (11) is made of metal and the carriage (15) is made of plastic and-that the toothed rack (11) has a toothing (12) sprayed on from plastic.

8. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the locking lever (2) in particular made of a glass-fiber reinforced plastic consists.

9. Device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the cam disk (6) is square shaped and that when rotated The rack (11) can be moved by one tooth pitch from 900 of the stepping motor (10) is.