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Was steckt in einer 3,5" Diskette?

Die 3,5-Zoll-Diskette – offiziell als Micro Floppy Disk (MFD) bezeichnet – ist ein faszinierendes Stück Ingenieurskunst aus den 1980er Jahren. Hinter dem unscheinbaren Kunststoffgehäuse verbirgt sich ein präzises Zusammenspiel aus Feinmechanik, Materialwissenschaft und Magnetphysik. Diese Seite dokumentiert den technischen Aufbau im Detail: von der Koerzitivkraft der Magnetschicht über die MFM-Kodierung bis hin zur Spurgeometrie – für alle, die mehr wissen wollen als nur „Diskette rein, Daten drauf".

♻️ Wiederverwendung statt Müll – Technikgeschichte bewahren
Technischer Aufbau einer 3,5-Zoll Diskette mit sichtbaren Komponenten

Kurze Geschichte der 3,5-Zoll-Diskette

1981
Sony stellt das 3,5-Zoll-Format vor. Der entscheidende Unterschied zu den 5,25"-Vorgängern: ein starres Kunststoffgehäuse statt flexibler Hülle, ein automatischer Metallschieber zum Schutz der Magnetoberfläche und ein kompakteres Format (90 × 94 mm).
1982
Erste kommerzielle Geräte mit 3,5"-Laufwerken. Der HP-150 und der Sony SMC-70 gehören zu den Pionieren. Die anfängliche Kapazität liegt bei 280–360 KB (Single Sided / Double Sided, Double Density).
1984
Apple Macintosh 128K macht das Format populär. Mit dem ikonischen „Diskette rein – es funktioniert einfach"-Erlebnis wird die 3,5"-Diskette zum Symbol der Personal-Computer-Revolution.
1986
Einführung der HD-Diskette (High Density). Durch verbesserte Magnetbeschichtung (höhere Koerzitivkraft) und feinere Spurgeometrie steigt die Kapazität auf 1,44 MB (formatiert) bzw. 2,0 MB (unformatiert). Das HD-Format wird zum De-facto-Standard.
1991
ED-Disketten (Extended Density) mit 2,88 MB. Durch Bariumferrit-Beschichtung und perpendikulare Aufzeichnung wird die Kapazität verdoppelt. Das Format setzt sich aufgrund hoher Kosten und Inkompatibilität nie durch.
2011
Sony stellt die Produktion ein. Als letzter großer Hersteller beendet Sony die Fertigung. Die Diskette lebt weiter in Legacy-Systemen, Industriesteuerungen, Musikinstrumenten und der Retro-Computing-Szene.

Technische Spezifikationen im Überblick

Die folgenden Werte beziehen sich auf das HD-Format (High Density, 1,44 MB), das von 1986 bis heute den Standard darstellt. DD-Disketten (Double Density, 720 KB) verwenden eine andere Spurgeometrie und niedrigere Koerzitivkraft.

1.474.560
Bytes (formatiert)
80
Spuren pro Seite
18
Sektoren pro Spur
512
Bytes pro Sektor
300
U/min Drehzahl
500
kbit/s Datenrate
Spurgeometrie HD: Track Pitch = 135 µm, Spurbreite = 115 µm, Guard Band = 20 µm
Bitdichte: 17.434 bpi (bits per inch) bei HD, 8.717 bpi bei DD
Koerzitivkraft: HD = 665–720 Oe, DD = 300 Oe, ED = 750 Oe
Kodierung: MFM (Modified Frequency Modulation) mit 2 µs Bitzellenbreite bei DD, 1 µs bei HD

Vorderseite – Schieber, Nabe & Schreibschutz

Referenzfoto: BASF 3.5" 2HD (1,44 MB) – typisches OEM-Medium aus deutscher Produktion

Vorderseite einer 3,5-Zoll-Diskette mit Metallschieber, Nabe und Schreibschutz-Schieber

Die Vorderseite einer 3,5-Zoll-Diskette zeigt die drei wichtigsten mechanischen Elemente, die das Medium von seinen Vorgängern unterscheiden:

Metallschieber (Shutter): Der federbelastete Schieber aus Federstahl (Werkstoffnummer 1.4310, X10CrNi18-8) schützt das Lesefenster vor Staub, Fingerabdrücken und mechanischer Beschädigung. Im Laufwerk wird er durch einen Hebelmechanismus nach links aufgeschoben, sodass der Schreib-/Lesekopf Zugang zur Magnetoberfläche erhält. Die Federkraft liegt typischerweise bei 0,15–0,25 N.

Nabe (Hub): Der zentrale Metallring (Edelstahl AISI 430 oder Aluminium 6061-T6) ist mit der Magnetscheibe verklebt oder verpresst. Die Antriebswelle des Laufwerks greift in die rechteckige Aussparung ein und überträgt das Drehmoment. Die exzentrische Index-Öffnung dient der Positionserkennung: Eine Lichtschranke detektiert den Anfang jeder Umdrehung (Soft-Sectoring).

Schreibschutz-Schieber: Ein kleiner Kunststoffschieber in der Ecke aktiviert oder deaktiviert den Schreibschutz. Position „offen" (Loch sichtbar) = Write-Protected, Position „geschlossen" = Write-Enabled. Das Laufwerk erkennt den Status über einen mechanischen Taster oder eine Lichtschranke. Manche Hersteller beschriften umgekehrt – die physikalische Logik bleibt aber identisch.

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Gehäuseabmessungen: 90 × 94 × 3,3 mm (B × T × H)
Gewicht: ca. 20 g
Gehäusematerial: ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) oder HIPS (High-Impact Polystyrene)
Schiebermaterial: Federstahl 1.4310, Dicke 0,15 mm

Rückseite – Kerben, Erkennungsmerkmale & Laufwerkskommunikation

HD-Merkmale: zweiter Kerbenschlitz gegenüber dem Schreibschutz, HD-Logo auf der Vorderseite

Rückseite einer 3,5-Zoll-Diskette mit Kerben zur Dichtekennung

Die Rückseite einer 3,5-Zoll-Diskette enthält wichtige mechanische Erkennungsmerkmale, die das Laufwerk über die Medienspezifikation informieren:

Dichtekerbe (Media Sensing Hole): DD-Disketten (720 KB) haben nur eine Kerbe – den Schreibschutz-Schlitz. HD-Disketten (1,44 MB) besitzen eine zweite Kerbe auf der gegenüberliegenden Seite. Das Laufwerk erkennt über eine Lichtschranke oder einen Mikroschalter, ob HD-Medien eingelegt sind, und stellt automatisch die korrekte Datenrate (250 kbit/s für DD, 500 kbit/s für HD) ein. Achtung: Das „Upgraden" einer DD-Diskette durch Bohren einer HD-Kerbe funktioniert technisch, führt aber aufgrund der niedrigeren Koerzitivkraft (300 Oe statt 665 Oe) zu instabilen Aufzeichnungen und Datenverlust.

ED-Erkennung: Extended-Density-Disketten (2,88 MB) haben eine dritte Kerbe, die das Laufwerk veranlasst, auf 1 Mbit/s Datenrate und perpendikulare Aufzeichnung umzuschalten. Diese Medien sind extrem selten und nur in wenigen Laufwerken (z.B. IBM PS/2 Modell 57, 90, 95) unterstützt.

Physikalische Sortierung: Für die schnelle Sortierung großer Bestände ist die Sichtprüfung der Kerben ein zuverlässiges Kriterium: Eine Kerbe = DD, zwei Kerben = HD. Das spart das zeitaufwändige Einlegen und Auslesen im Laufwerk.

DD-Kerbe: Position links unten, Breite 6,5 mm, Tiefe 2,5 mm
HD-Kerbe: Position rechts unten (gegenüber DD-Kerbe)
ED-Kerbe: Position links oben, zusätzlich zu HD-Kerbe
Lichtschrankenerkennung: Infrarot-LED + Fototransistor im Laufwerk

Innenleben – Vliesfutter, Führungsmechanik & Reinigungssystem

Geöffnete Hülle: Das Vlies liegt beidseitig vollflächig an der Magnetscheibe an

Geöffnetes Diskettengehäuse mit sichtbarem Vlies und Magnetscheibe

Das Innenleben einer Diskette ist erstaunlich simpel und zugleich raffiniert konstruiert. Zwischen den beiden Gehäusehälften befinden sich nur drei Komponenten: Magnetscheibe, Vliesfutter und Nabe.

Vliesfutter (Liner): Zwei kreisförmige Polyester-Vliesscheiben (Dicke ca. 0,05 mm) liegen beidseitig an der Magnetscheibe an. Sie erfüllen mehrere kritische Funktionen: (1) Reinigung: Während der Rotation werden Staubpartikel und Abrieb aufgenommen. (2) Gleiteigenschaften: Der geringe Reibungskoeffizient (µ ≈ 0,2) ermöglicht eine verschleißarme Rotation. (3) Kopfführung: Das Vlies drückt die flexible Magnetscheibe sanft gegen den Schreib-/Lesekopf und sorgt für konstanten Kopf-Medium-Abstand (ca. 0,1–0,3 µm).

Lesefenster: Die rechteckige Öffnung im Gehäuse (ca. 32 × 8 mm) gibt den Bereich frei, in dem der Kopf die Magnetscheibe erreicht. Der Schieber schließt dieses Fenster, wenn die Diskette nicht im Laufwerk steckt. Selbst kleinste Partikel in diesem Bereich können zu Head-Crashes oder Lesefehlern führen – daher niemals mit Fingern in das Lesefenster greifen.

Gehäusekonstruktion: Die beiden Hälften sind durch Ultraschallverschweißung oder Schnappverbindungen gefügt. Bei der Zerlegung für Refurbishing-Zwecke muss vorsichtig vorgegangen werden – ein Aufhebeln beschädigt oft die Rastnasen irreparabel.

Vlies-Material: Polyester-Spinnvlies, 15–20 g/m²
Vlies-Durchmesser: ca. 75 mm
Reibungskoeffizient: µ ≈ 0,2 (Vlies auf Magnetschicht)
Partikelaufnahmekapazität: bis 50.000 Partikel/cm² ohne Leistungsverlust

Magnetscheibe – Das Herzstück der Datenspeicherung

PET-Träger mit Magnetbeschichtung: Hier passiert die eigentliche Magie

Ausgebaute Magnetscheibe einer 3,5-Zoll-Diskette mit Nabenring

Die Magnetscheibe ist das eigentliche Speichermedium – eine flexible, kreisförmige Folie mit einem Durchmesser von 86 mm, die beidseitig mit einer magnetisierbaren Schicht überzogen ist.

Trägermaterial (Substrat): Biaxial orientierte Polyethylenterephthalat-Folie (BoPET), besser bekannt unter dem Markennamen Mylar (DuPont). Die Dicke beträgt typischerweise 70–80 µm. BoPET wurde gewählt wegen seiner exzellenten Dimensionsstabilität (geringe Dehnung unter Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen), hohen Zugfestigkeit (ca. 200 MPa) und glatten Oberfläche für gleichmäßige Beschichtung.

Magnetschicht: Die eigentliche Aufzeichnungsschicht ist nur 1–3 µm dick und besteht aus feinen Magnetpartikeln in einem Bindemittel. Bei DD-Disketten: γ-Fe₂O₃ (Gamma-Eisenoxid) mit niedriger Koerzitivkraft (300 Oe). Bei HD-Disketten: Kobalt-modifiziertes γ-Fe₂O₃ oder Kobalt-dotiertes Eisenoxid mit höherer Koerzitivkraft (665–720 Oe). Bei ED-Disketten: Bariumferrit (BaFe₁₂O₁₉) für perpendikulare Aufzeichnung mit sehr hoher Koerzitivkraft (750+ Oe).

Nabenring: Der zentrale Metallring ist präzise mit der Magnetscheibe verklebt. Die Fertigungstoleranz für die Zentrierung liegt bei ±0,05 mm – Abweichungen führen zu Spurversatz und Lesefehlern auf anderen Laufwerken (Interchange-Problematik). Die rechteckige Aussparung im Ring überträgt das Drehmoment von der Antriebswelle, die Index-Bohrung ermöglicht die Synchronisation.

Scheibendurchmesser: 86 mm
Substrat: BoPET (Mylar), Dicke 70–80 µm
Magnetschichtdicke: 1–3 µm
Beschichtung DD: γ-Fe₂O₃, Hc = 300 Oe, Br = 600 G
Beschichtung HD: Co-γ-Fe₂O₃, Hc = 665–720 Oe, Br = 700 G
Beschichtung ED: BaFe₁₂O₁₉, Hc = 750+ Oe, perpendikulare Aufzeichnung

Aufzeichnungsverfahren: MFM-Kodierung im Detail

Die 3,5-Zoll-Diskette verwendet MFM (Modified Frequency Modulation) als Aufzeichnungsverfahren – eine Weiterentwicklung der älteren FM-Kodierung, die die Speicherdichte verdoppelt.

Funktionsprinzip: Bei FM wird jedes Bit durch einen Taktimpuls eingeleitet, gefolgt von einem Datenimpuls (1) oder keinem Impuls (0). MFM eliminiert redundante Taktimpulse: Ein Taktimpuls wird nur eingefügt, wenn sowohl das vorherige als auch das aktuelle Datenbit 0 sind. Dadurch halbiert sich die Anzahl der Flussübergänge, und die gleiche Bandbreite trägt die doppelte Datenmenge.

Bitzellenstruktur: Bei HD-Disketten beträgt die Bitzellenbreite 1 µs (bei 500 kbit/s Datenrate). Ein Flussübergang (Flux Transition) kann entweder am Anfang oder in der Mitte der Bitzelle auftreten – oder gar nicht. Die Dekodierung erfolgt durch einen PLL (Phase-Locked Loop) im Laufwerkscontroller, der die Bitzellengrenzen aus dem Datenstrom rekonstruiert.

Sektorformat: Jeder der 18 Sektoren (bei HD) enthält neben den 512 Datenbytes auch Verwaltungsinformationen: Sync-Bytes, Address Mark, Track/Head/Sector-ID, CRC-Prüfsumme für den Header, Data Mark, Datenblock und CRC für die Daten. Der Overhead reduziert die Bruttokapazität (2,0 MB) auf die Nettokapazität (1,44 MB).

Kodierung: MFM (Modified Frequency Modulation)
Datenrate HD: 500 kbit/s, Bitzellenbreite 1 µs
Datenrate DD: 250 kbit/s, Bitzellenbreite 2 µs
Sektorformat: Gap + Sync + IDAM + ID + CRC + Gap + Sync + DAM + Data + CRC + Gap
Gap-Länge: Gap 3 = 80 Bytes (ermöglicht Write-Splice bei Sektorupdates)

Materialien & Funktionen – Vollständige Übersicht

Bauteil Material / Werkstoff Technische Funktion Wiederverwendung / Recycling
Gehäuse ABS oder HIPS (High-Impact Polystyrene) Mechanischer Schutz, Formstabilität, Führung im Laufwerk Direkter Weiterverwendung; sortenreines Kunststoffrecycling möglich
Metallschieber Federstahl 1.4310 (X10CrNi18-8), 0,15 mm Schutz des Lesefensters, automatische Rückstellung durch Federkraft Ersatzteil für defekte Disketten; Metallrecycling (Edelstahlschrott)
Schieberfedern Federstahl oder Federbronze CuSn6 Rückstellkraft für Schieber (0,15–0,25 N) Metallrecycling
Magnetscheibe BoPET (Mylar) + Co-γ-Fe₂O₃ oder BaFe₁₂O₁₉ Datenspeicherung durch magnetische Domänenausrichtung Nach Löschung direkt wiederverwendbar; defekte Scheiben: Kunststoffrecycling
Nabenring Edelstahl AISI 430 oder Aluminium 6061-T6 Drehmomentübertragung, Zentrierung, Index-Erkennung Metallrecycling (Edelstahl- oder Aluminiumfraktion)
Vliesfutter Polyester-Spinnvlies, 15–20 g/m² Reinigung, Gleiteigenschaften, Kopfführung Bei Refurbishing durch Neuteile ersetzen; Altteile: Restmüll
Schreibschutz-Schieber Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) Mechanische Signalisierung des Write-Protect-Status Weiterverwendung; Kunststoffrecycling
Etikett Papier oder PP-Folie mit Acrylatklebstoff Beschriftung, Identifikation Entfernen und ersetzen; getrennte Entsorgung (Papier/Kunststoff)

Werkstoffkunde für Technik-Enthusiasten

Thermoplaste (ABS/HIPS): Das Gehäuse besteht aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder hochschlagfestem Polystyrol (HIPS). ABS bietet bessere mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit 40–50 MPa, Schlagzähigkeit), HIPS ist kostengünstiger. Beide Materialien sind bei 200–240°C spritzgussfähig und theoretisch recycelbar – allerdings oft durch Farbpigmente und Additive kontaminiert.
Federstahl (1.4310): Der austenitische Chrom-Nickel-Stahl X10CrNi18-8 vereint hohe Federkraft mit Korrosionsbeständigkeit. Die Kaltumformung erhöht die Zugfestigkeit auf 1.500–2.000 MPa. Wichtig für den Schieber: Die Federcharakteristik muss über Millionen Zyklen konstant bleiben – Qualitätsmedien übertreffen hier günstige No-Name-Disketten deutlich.
BoPET / Mylar: Biaxial orientiertes Polyethylenterephthalat wurde ursprünglich für Tonbänder entwickelt. Die biaxiale Verstreckung (Längs- und Querrichtung) erzeugt eine Folie mit nahezu isotropen Eigenschaften: geringe Feuchtigkeitsaufnahme (<0,5%), hohe Dimensionsstabilität (Wärmeausdehnungskoeffizient 15–20 ppm/K), exzellente Oberflächenglätte (Ra < 0,05 µm).
Magnetische Pigmente: Die Koerzitivkraft Hc bestimmt, wie viel Feldstärke nötig ist, um die Magnetisierung umzukehren. DD-Medien (γ-Fe₂O₃, 300 Oe) lassen sich mit schwächeren Schreibströmen beschreiben, aber auch leichter durch Streufelder löschen. HD-Medien (Co-γ-Fe₂O₃, 665–720 Oe) erfordern stärkere Schreibströme, sind aber stabiler. Die Remanenz Br (verbleibende Magnetisierung nach Abschalten des Feldes) liegt bei 600–750 Gauss.
Polyester-Vlies: Das Vlies besteht aus schmelzgesponnenen PET-Fasern (Durchmesser 10–20 µm), die durch thermische Kalandrierung oder chemische Bindemittel verfestigt wurden. Die offene Porenstruktur nimmt Partikel auf, ohne sie wieder freizugeben – ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal gegenüber gewebten Textilien.
Bariumferrit (ED): BaFe₁₂O₁₉ ermöglicht perpendikulare Aufzeichnung: Die Magnetisierung steht senkrecht zur Scheibenoberfläche statt parallel. Dadurch können die magnetischen Domänen dichter gepackt werden. Diese Technologie ist der Vorläufer moderner Festplatten-PMR (Perpendicular Magnetic Recording), setzte sich bei Disketten aber nicht durch.

Laufwerkstechnik: Was passiert beim Einlegen?

Der Weg vom Einschieben der Diskette bis zum ersten gelesenen Byte ist ein präzise choreografierter Ablauf aus Mechanik und Elektronik:

1. Mechanisches Einziehen: Der Auswurfmechanismus zieht die Diskette in die korrekte Position. Gleichzeitig wird der Metallschieber durch einen Hebel aufgeschoben, das Lesefenster wird freigegeben.

2. Medienerkennung: Lichtschranken oder Mikroschalter prüfen: Ist eine Diskette eingelegt? Welche Dichte (DD/HD/ED)? Ist der Schreibschutz aktiviert? Diese Informationen werden an den Controller gemeldet.

3. Spindle-Motor Start: Der bürstenlose Gleichstrommotor (BLDC) beschleunigt die Nabe auf 300 U/min. Die Regelung erfolgt über Hall-Sensoren oder Back-EMF-Messung. Die Drehzahltoleranz beträgt ±1,5%.

4. Kopfpositionierung: Der Schrittmotor positioniert den Schreib-/Lesekopf auf Spur 0 (Referenzposition). Die Schrittauflösung beträgt 135 µm/Schritt. Bei 80 Spuren braucht der Kopf maximal 79 Schritte von innen nach außen.

5. Index-Synchronisation: Die Index-Lichtschranke detektiert die Index-Bohrung in der Nabe und signalisiert den Beginn jeder Umdrehung. Der Controller synchronisiert darauf das Lesen/Schreiben der Sektoren.

6. Datenzugriff: Der Kopf fährt auf die Zielspur, wartet auf den richtigen Sektor (Rotational Latency, maximal 200 ms bei 300 U/min), und beginnt mit dem Lesen oder Schreiben. Die Zugriffszeit (Seek + Latency + Transfer) liegt typischerweise bei 100–300 ms.

Drehzahl: 300 U/min (±1,5%)
Schrittmotor: 2-Phasen-Schrittmotor, 1,8°/Schritt, 135 µm Track Pitch
Kopftyp: Ferrit- oder Dünnfilm-Induktivkopf, Gap-Breite 0,3–0,5 µm
Seek Time (Spur zu Spur): 3–6 ms
Rotational Latency (avg): 100 ms

Wiederverwendung, Refurbishing & CO₂-Bilanz

Die ökologisch sinnvollste Option ist die direkte Wiederverwendung. Jede gerettete Diskette spart den Ressourcenverbrauch einer Neuproduktion: Rohstoffgewinnung, Kunststoffherstellung, Metallverarbeitung, Magnetbeschichtung, Verpackung und Transport.

Refurbishing-Prozess: Eingehende Disketten werden optisch geprüft (Gehäuse, Schieber, Etikett), dann auf einem Teststand vollständig gelöscht (Format + Verify) und auf Lesefehler untersucht. Disketten mit defektem Vlies können durch Austausch des Innenlebens gegen ein Spendermedium gerettet werden. Medien mit Oberflächenschäden der Magnetscheibe werden aussortiert.

Zielgruppen für wiederaufbereitete Medien: Retro-Computing-Enthusiasten (Amiga, Atari ST, frühe PCs), Industrieanlagen mit Legacy-Steuerungen (CNC-Maschinen, Stickautomaten), Musikinstrumente (Sampler, Synthesizer mit Floppy-Interface), Bildungseinrichtungen (Informatik-Geschichte, Medientechnik), Kunstprojekte und Installationen.

Verwertung nicht rettbarer Medien: Disketten, die nicht mehr als Speichermedium taugen, werden in ihre Bestandteile zerlegt: Gehäuse (Kunststofffraktion), Metallschieber und Nabe (Metallfraktion), Magnetscheibe (Kunststoff mit Metalloxidkontamination). Eine vollständige Materialtrennung ist aufwändig, aber möglich.

Hinweis: Das DISKETTENWERK bietet keine zertifizierte Datenvernichtung nach DIN 66399. Für rechtlich verbindliche Löschnachweise (DSGVO, Geschäftsgeheimnisse) empfehlen wir spezialisierte Dienstleister. Unser Fokus: Erhalt und Wiederverwendung statt Vernichtung – das vermeidet unnötige CO₂-Emissionen und bewahrt Technikgeschichte.
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