Brevet FR2645316A1 — publié le 19901005

ASSEMBLAGE d'UNITE DE DISQUE POUR UNITE DE MEMOIRE DE DISQUE MAGNETIQUE 1 La présente invention concerne des unités de mémoire de disque magnétique. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à un assemblage d'unité de disque qui convient spécialement pour les unités de mémoire à hautes performances et de grande robustesse pouvant être utilisées dans les ambiances hostiles ou difficiles et capables de résister à des surcharges ou des sollicitations telles que chocs, vibrations et températures extrêmes. L'assemblage d'unité de disque de la présente invention peut fonctionner à toute altitude et avec n'importe quelle orientation, ce qui permet de l'utiliser pour les applications aérospatiales. L'ur.ité de disque de la pr6sente invention convient particulièrement pour les unités de mémoire de disque magnétiques destin6es aux applications militaires, mais peut également trouver des utilisations dans d'autres conditions particulièrement difficiles comme, par exemple, les puits de pétrole et de gaz naturel et les explorations sismiques. Conformément à la présente invention, il est prévu un assemblage d'unité de disque comprenant: une plaque de base; un arbre à broche fixé à ladite plaque de base, à une première extrémité de cet arbre à broche; un stator dispos6 autour de la monture de 1 cet arbre à broche afin de monter ce stator sur l'arbre à broche, ladite monture comprenant un premier coin fixé au stator un second coin autour de l'arbre à broche et ajusté au premier coin et un moyen de mise en charge pour presser le second coin contre le premier coin; un rotor autour du palier de stator, disposé entre l'arbre à broche et le rotor afin dé supporter le rotor en permettant sa rotation autour du stator et de la broche, et plusieurs disques montés avec un écartement par rapport à ce rotor. Un moteur est incorporé à l'assemblage d'unité de disque, le stator étant fixé à la broche fixe et le rotor étant monté sur le moyeu rotatif. Un dispositif à bagues cunéiformes est utilisé pour bloquer le stator sur la broche, tandis que les bagues sont bloquées par une barre à travers la broche. L'unité comprend également un mécanisme de décharge statique pour éliminer les charges statiques accumulées sur la broche, et un dispositif de précharge du palier est incorporé pour précharger les paliers et réduire ainsi les effets des vibrations. Pour améliorer la stabilité, la broche est fixée aux deux extrémités, l'une de celles-ci étant filetée dans une plaque de base sur-le bottier de l'unité de disque magnétique et l'autre extrémité étant fixée par une plaque d'horloge qui est fixée au boîtier. L'assemblage d'unité de disque de la présente invention est robuste et fiable. Il peut être assemblé à l'avance sous forme de module et monté de manière modulaire dans le boîtier de l'unité de disque magnétique. Les caractéristiques et avantages mentionnés ci-dessus, et d'autres encore propres à la présente invention, apparaîtront et seront facilement compris 1 de tous les spécialistes de cette technique à l'examen de la description détaillée ci-après et des figures en annexe. Dans ces figures, les éléments semblables sont désignés par les mêmes chiffres, et ces figures représentent respectivement: La figure 1, une vue en perspective du boîtier ou logement extérieur d'une unité de mémoire de disque magnétique qui comprend l'assemblage d'unité de disque de la présente invention. La figure 2, une vue en plan par le dessus de l'unité de la figure 1, avec le couvercle supérieur enlevé et montrant l'unité avec broche. La figure 3, une vue en coupe et en élévation prise suivant la ligne 3-3 de la figure 2, afin de montrer l'unité de disque en élévation et en coupe. La figure 4, une vue en plan par le dessus de l'unité de disque prise suivant la ligne 4-4 de la figure 3 avec les disques, la pièce de retenue et le couvercle représentés en vue découpée, tandis que le logement inférieur a été omis. La figure 5, une vue en élévation et partiellement en coupe du rotor de l'unité de disque de la figure 3. La figure 6A, une vue en élévation partiellement en coupe du stator de la figure 3; et La figure 6B, une vue en plan par le dessus du stator de la figure 6A. Pour éviter' toute confusion dans la numérotation des pièces, la figure 3 est représentée deux fois, si bien que les chiffres de référence peuvent être répartis entre les deux illustrations. Si l'on examine tout d'abord la figure 1, on y voit le bottier extérieur de l'unité de la présente invention. Le bottier 10 comporte une section de boîtier 1 principal 12 avec une plaque de couvercle amovible 14 aui est fixée à la section de boltier principal 12 par plusieurs vis de fixation 16. La section de bottier 12 et la plaque de couvercle 14 sont en métal et, de préférence, en aluminium. Un couvercle avant 18 est fixé à la section de boitier 12 et le couvercle 18 comporte un mécanisme de verrouillage à relâchement , pour verrouiller le bottier sur un berceau antivibratoire (non représenté) équipé de montures antichoc et dans lequel l'unité doit être montée, ce mécanisme 20 permettant également le détachement du bottier. La section de bottier 12 comporte des rainures de montage 22 sur la longueur de ses deux c8tés opposés et ces rainures correspondent à des longerons ou guides correspondants dans le berceau. Pour obtenir que l'unité soit correctement montée dans le berceau (et pour assurer un alignement correct des connecteurs électriques à l'extrémité arrière de l'unité), les rainures 22 sont décalées sur les deux côtés de l'unité (tout comme les guides correspondants dans le bottier). Comme les rainures et les guides correspondants sont dissymétriques, l'unité peut être montée dans une seule position (c'est-à- dire la position correcte) dans le berceau). Si l'on examine maintenant les figures 2 à 6, on peut y reconnaître les détails de l'unité de disque propre à la présente invention. Un- arbre à broche d'acier 24 est monté sur une plaque support 26. L'arbre à broche 24 est fixé à la plaque support 26 par des filets de vis 28, et l'arbre à broche 24 a un intérieur creux qui constitue un passage central 30. La plaque de support 26 est fixée à son tour au fond du bottier extérieur 12 par plusieurs vis 32. Une plaque de couvercle inférieure 29 est fixée au fond du bottier 12 par plusieurs vis 31 et un joint torique s'étendant sur 1 la périphérie de la plaque 29, à l'intérieur des vis 31, crée une étanchéité efficace pour la plaque inférieure. L'extrémité supérieure de la broche 24 est maintenue par une plaque de fixation assemblée au boitier principal 12 par quatre vis 102, à des endroits écartés les uns des autres, afin d'assurer la stabilité. Une vis 104 fixe l'extrémité supérieure de l'arbre à broche 24 à la plaque de fixation 100. Par conséquent, les extrémités supérieure et inférieure de l'arbre à broche 24 sont maintenues rigidement. Un bobinage de moteur annulaire 34 constituant le stator d'un moteur électrique est monté sur l'arbre 24 au moyen d'une paire de bagues cunéiformes en acier 36 et 36. Le stator 34 est fixé par collage au diamètre extérieur de la première bague 36, ce diamètre extérieur ayant une forme cylindrique, tandis que la surface intérieure de cette bague est inclinée sur une partie supérieure 36(a) de celle-ci pour former un coin. L'élément de bague 36 comporte également un diamètre intérieur cylindrique dans sa partie inférieure et désignée par 36 (b), qui vient s'ajuster à glissement autour du diamètre extérieur de l'arbre à broche 24. Une bague d'emboîtement 40 repose dans une rainure 42 de l'arbre à broche. 24, afin de supporter la bague 36 et d'empêcher son mouvement descendant sur l'axe de l'arbre à broche 24. La seconde bague cunéiforme 38 comporte une surface inclinée inférieure 38 (a) qui correspond à la surface inclinée 36 (a) et vient appuyer contre celle-ci, et une partie cylindrique supérieure de son diamètre intérieur 38 (b) qui vient s'ajuster à glissement autour du diamètre extérieur de l'arbre à broche 24. Lorsqu'on assemble ces éléments, la bague d'emboîtement 40 est mise en place et la bague 36 (avec le stator 34 qui y est fixé) est placée sur l'arbre 24 avec l'extrémité plate agrandie 36 (c) de la bague 1 36 appuyant sur la bague d'embo;tement 40. Ensuite, la bague 38 est placée sur l'arbre 24 et la surface inclinée 38 (a) est pressée contre la'surface inclinée 36 (a) pour provoquer son coincement. L'effet de ce coincement permet d'ajuster à serrage les éléments de bague 36 et 38 sur l'arbre à broche 24. Une barre de blocage rectangulaire 44 traverse un orifice 45 de forme correspondante dans l'arbre à broche 24 et vient au contact de la surface supérieure plate 38 (c)-de la bague 38 afin de bloquer les bagues à leur place. Une vis de réglage 46 est vissée dans le passage intérieur de l'arbre à broche 24 et vient appuyer sur la barre de blocage 44 afin de mettre la barre de blocage 44 en contact étroit avec l'élément de bague 38. Le stator 34 n'est pas seulement fixé à l'élément de bague 36 mais repose également sur un épaulement 46 de la bague 36 pour assurer la dissipation de la chaleur du stator 34 et pour mettre celui-ci électriquement à la terre. La structure de rotor du moteur comporte un aimant annulaire 48 qui est fixé par collage à un manchon d'acier 50, qui est bloqué à son tour sur un moyeu rotatif extérieur en acier 52. Le moyeu 52 et le manchon sont bloqués ensemble par une série de broches 54 espacées sur la circonférence et qui sont ajustées à frottement dans les trous correspondants du moyeu 52 et de l'extrémité supérieure agrandie 56 du manchon , ces vis étant maintenues en place par collage. Une coiffe annulaire 58 s'adapte dans le diamètre extérieur du moyeu 52, à l'extrémité supérieure de celui-ci, et la coiffe 58 est fixée au manchon 50 par une série de vis 60 espacées sur la circonférence. Une paire de balais 57 assurant les décharges d'électricité statique (et dont un seulement est représenté) est montée sur les côtés opposés de la base de la coiffe 58 au moyen de montures à ressort 59. Les balais viennent en contact avec l'extrémité supérieure de la broche 24, afin d'éliminer les décharges statiques incontr8ôlées provenant de l'assemblage du rotor. L'aimant 48, le manchon 50, le moyeu 52 et la coiffe 58 constituent une structure de rotor qui tourne autour de la structure de stator montée sur l'arbre à broche 24, si bien que cette structure de rotor peut être montée sur des paliers. Par conséquent, la structure de rotor est montée sur des paliers inférieur et supérieur 62 et 64. La cage intérieure du palier inférieur 62 est coincée, pour empêcher sa rotation, entre un épaulement 66 sur l'arbre à broche 24 et un épaulement 68 sur la plaque de base 26. Une bride 70 s'étendant radialement vers l'intérieur depuis le moyeu 52 vient au contact de la cage rotative extérieure du palier 62. D'une manière analogue, la cage intérieure du palier supérieur 64 est coincée, pour empêcher sa rotation, entre un épaulement 72 sur l'arbre à broche 24 et un épaulement 74 sur une rondelle 76. La rondelle 76 est maintenue en place par un joint torique 78, une rondelle 80 et un écrou 82 qui est vissé sur le dessus de l'arbre à broche 24. La cage rotative extérieure du palier 64 vient en contact avec une bride 84 faisant saillie radialement vers l'intérieur sur la coiffe 58. Par conséquent, la structure de rotor de l'aimant 48, du manchon 50, du moyeu 52 et de la coiffe 58 est supportée par les paliers 62 et 64, qui permettent sa rotation. Une force de précontrainte est appliquée au palier 64 par l'écrou 82 agissant par l'intermédiaire de la rondelle 80 du joint torique 78 et de la rondelle 76, pour appliquer une charge à la cage intérieure qui la transmet à son tour par les billes du palier 64 afin de presser la cage extérieure contre la bride 84 de la coiffe 58. La charge préliminaire est également 1 appliquée au palier 62, en étant transmise de la coiffe 58 par le manchon 50 et le moyeu extérieur 52, afin de mettre en charge la cage extérieure du palier 62 et donc d' agir sur la plaque 26 par l'intermédiaire des billes du palier 62. La charge préliminaire a pour effet de maintenir le contact entre tous les éléments de palier et de réduire ainsi les effets des chocs et des vibrations.- Des fils 106 provenant des enroulements du stator 34 traversent le passage central 30 dans l'arbre de broche 24 par une paire d'orifices opposés 108 dans l'arbre de broche 24. Les orifices 108 dans l'arbre de broche 24 sont écartés à 90 des orifices 45 à travers lesquels passe la barre 45. Les fils 106 traversent un passage 110 dans la plaque 26 et sont connectés à une plaque à circuit imprimé ou à un bus 112. La plaque à circuit imprimé 112 est écartée de la plaque 26 et est fixée à celle-ci par plusieurs entretoises 114 et par les vis 116 qui sont vissées dans la plaque 26. Le courant est amené par les fils 106 aux enroulements du stator 34 pour entraîner le rotor et les disques 118(a) - 118(d). Un cable flexible 113 connecte la plaque à circuit imprimé aux autres éléments de l'unité. Un tachymètre 150, surveillant la vitesse de rotation du rotor, est également connecté par des conducteurs électriques 152 à la plaque à circuit imprimé. Le tachymètre 150 est situé entre le bottier 12 et une plaque de retenue 54, et est maintenu par une vis de réglage 156. Plusieurs disques à mémoire magnétique 118(a), 118(d) sont montés sur le diamètre extérieur du rotor 52. Le disque inférieur 118 (a) repose sur une bride de la partie inférieure du rotor 52. Les autres disques 118 (b) 118 (d) sont écartés les uns des autres par des entretoises 119(a) - (c) .La pile de disques 1 118 (a) -(d) et d'entretoises 119 (a) - (c) est maintenue en place sur le rotor 52 par une plaque de retenue circulaire 122, qui présente un rebord annulaire descendant 124 dont le diamètre extérieur impose un niveau uniforme au diamètre intérieur des disques 118 (a) - 118 (d). La plaque de retenue 122 est bloquée sur la coiffe 58 par plusieurs vis 125. Chacun des disques 118 (a) - 118 (d) a une capacité de mémoire de 10 mégabytes (5 mégabytes par côté), si bien que l'unité de la présente invention a une capacité de 40 mégabytes. On peut avoir accès aux disques pour la mise en mémoire et/ou pour la recherche de données par l'intermédiaire de plusieurs têtes montées sur un seul bras rotatif, désigné généralement par 158 à. la figure 2. 1 REVEND I CAT I ONS 1. Assemblage d'unité de disque comprenant: une plaque de base (26); un arbre à broche (24) fixé à ladite plaque' de base (26), à une première extrémité de l'arbre à broche (24); un stator (34) placé autour de la monture de l'arbre à broche (24) pour monter ce stator (34) sur l'arbre à broche (24), ladite monture comprenant: un premier coin (36) fixé au stator (34), un second coin (38) autour de l'arbre à broche (24) et ajusté au premier coin (36) et un moyen de mise en charge qui presse le second coin (38) contre le premier coin (38), un rotor (48, 50, 52) autour du stator, des paliers (62, 64) disposés entre l'arbre à broche (24) et le rotor, pour supporter ce rotor en permettant sa rotation autour du stator (34) et de la broche (24) et plusieurs disques (118) montés avec un espacement par rapport au rotor. 2. Assemblage d'unité de disque selon la revendication, dans lequel ledit premier coin (36) est une bague ayant une partie cyllndrique ajustée à glissement autour de l'arbre à broche (24) et une première surface inclinée (36a), le second coin (38) est une bague ayant une partie cylindrique ajustée à glissement autour de l'arbre à broche (24) et ayant une seconde surface inclinée (38a) qui vient appuyer sur la première surface inclinée (36a). 3. Assemblage d'unité de disque selon la revendication 2, dans lequel 1 le moyen de blocage est une barre (44) traversant l'arbre à broche (24) et venant appuyer contre le second coin (38) pour presser ledit second coin (38) contre le premier coin (36). 4. Assemblage d'unité de disque selon la revendication 3 comprenant un moyen de retenue (40) sur l'arbre à broche pour positionner le premier coin (36) autour de l'arbre à broche (24). 5. Assemblage d'unité de disque selon la revendication 1, dans lequel les paliers comprennent un premier palier (62) autour d'une extrémité de l'arbre à broche (24) près de la plaque de base (26) et un second palier (64) autour de l'autre extrémité de l'arbre à broche (24>. 6. Assemblage d'unité de disque selon la revendication 5 comprenant une bride (70) à une extrémité du rotor et connectée au premier palier (62), et une coiffe (58) fixée au rotor et connectée au second palier (64). 7. Assemblage d'unité de disque selon la revendication 6 comprenant: un moyen pour imposer une précontrainte aux paliers (62, 64). 8. Assemblage d'unité de disque selon la revendication 1 comprenant: un moyen de retenue (122) connecté au dit rotor pour appliquer une charge au diamètre intérieur des disques (18). 9. Assemblage d'unité de disque selon la revenication 1 comprenant: une seconde plaque (100) et un moyen connectant la seconde extrémité de l'arbre à broche (24) à la 1 seconde plaque (100). 10. Assemblage d'unité de disque selon la revendication 6, comprenant: un moyen pour décharger l'électricité statique (57) supporté par la coiffe (58) et en contact avec l'arbre à broche (24), pour éliminer les décharegs statiques incontr8ôlées du rotor. 11. Assemblage d'unité de disque salon la revendication 1 comprenant: un moyen pour décharger l'électricité statique (57), disposé entre le rotor et l'arbre à broche (24) et en contact avec l'arbre à broche (24) pour contrôler les décharges statiques provenant du rotor.