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Speichereinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Speichereinrichtung, besonders eine Datenspeichereinrichtung, mit einer Anzahl um ihre Achse drehbarer, fest in ihrer Mitte an einer Welle befestigter, mit Speichermaterial versehener Scheiben und mindestens einem Schreib- und bzw. oder Lesekopf, der parallel zur Drehachse und in radialer Richtung zu oder von derselben weg beweglich ist. Derartige Speichereinrichtungen, gewöhnlich Scheibenspeicher genannt, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Die Scheiben sind koaxial in einem gegenseitigen Abstand angebracht, der so gross ist, dass sich der Schreib- und bzw. oder Lesekopf zwischen zwei Scheiben bewegen kann. Ausserdem ist es für derartige Speichereinrichtungen wichtig, dass der Schreib- und bzw. oder Lesekopf relativ zur Scheibe präzise angeordnet und eingestellt werden kann. Hiezu ist es notwendig, dass der Kopf mit besonders grosser Genauigkeit in Richtung der Achslinie gesteuert und für den Schreib- oder Lesevorgang fixiert wird, oder auch, dass der Kopf in bezug auf die Scheibenoberfläche einstellbar ist, was durch die Verwendung von Luftkissen ermöglicht wird. Nichtsdestoweniger bleibt der mechanische Steuerungsmechanismus und die mechanische Ausführung des Kopfes eine verhältnismässig schwierige und kostspielige Angelegenheit.
Bei Speichereinrichtungen des genannten Typs ist eine kurze Akzesszeit von grösster Wichtigkeit, d. h. die Zeit, die im Durchschnitt benötigt wird, um aus einem willkürlichen Stand des Kopfes diesen an eine willkürlich andere Stelle des Scheibenspeichers zu bringen.
Die bisher verwendeten Ausführungsformen, die einen verhältnismässig grossen Zwischenraum zwischen den Scheiben aufweisen, erforderten bei einer hinreichenden Speicherkapazität nicht nur eine grosseLänge in der Achsrichtung, sondern auch verhältnismässig grosse Scheibendurchmesser. Dies ist für eine kurze Akzesszeit äusserst ungünstig. Ausserdem werden an grosse Scheiben, die mit grossen Drehzahlen umlaufen (beispielsweise mit 1500Umdr/min), hohe mechanische Anforderungen gestellt, wobei zur Erzielung einer hinreichenden Stabilität schwere Lagerkonstruktionen erforderlich sind.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, die angeführten Nachteile zu beheben und einen Scheibenspeicher zu schaffen, der innerhalb eines bestimmten Volumens eine grössere Speicherkapazität aufweist als bisher erreichbar war, eine verhältnismässig kurze Akzesszeit hat, einfach und billig in der Konstruktion ist und die Möglichkeit bietet, den Stand des Schreib- und bzw. oder Lesekopfes in Hinsicht auf eine bestimmte ausgewählte Scheibe mit genügender Genauigkeit zu fixieren.
Die oben genannten Ziele werden gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Scheiben in an sich bekannter Weise aus flexiblem Material bestehen und dass die Scheiben in der Achsrichtung mit einem Stichabstand befestigt sind, der kleiner ist als das grösste Ausmass des Schreib- und bzw. oder Lesekopfes in der Achsrichtung, vermehrt um die Stärke einer Scheibe. Hiedurch ist es möglich, dass sich die Scheibe an den Stand des Schreib- und bzw. oder Lesekopfes anpassen lässt, was die Konstruk- tion vereinfacht, weil die Platzbestimmung der Scheiben in axialer Richtung nicht mehr den bisher geltenden Genauigkeitsanforderungen entsprechen muss und der Schreib- und bzw. oder Lesekopf von einfacherer Konstruktion sein kann.
Die Scheiben, die wegen der hohen, an sie zu stellenden Anforderungen bisher steif ausgeführt wurden, können nun auch dünner sein.
DerLesekopfkannzwischendieScheibengeführtwerden und dabei eine oder mehrere Scheiben wegbiegen. Die flexiblen Scheiben können leicht an den richtigen Stellen an den Lesekopf angelegt werden, ohne dass diese mit einer nachgebenden Befestigung oder einer ausserordentlich genauen Steue-
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rungseinrichtung versehen sein muss. Die Zahl der Scheiben, die über eine bestimmte Länge der Achslinie angebracht werden können, wird vervielfacht. Bei einer in der Praxis verwendbaren Datenspeichereinrichtung gemäss der bekannten Technik war der Zwischenraum zwischen zwei Scheiben (Mitte zu Mitte) in einer Grössenordnung von 5 cm, während beim Gegenstand nach der Erfindung ein Abstand in der Grössenordnung von einigen Millimetern, beispielsweise 2 mm, verwendet werden kann.
Zweckmässigerweise werden die Scheiben an wenigstens einer Stelle ihres Umfanges durch Abstandsorgane geführt. Hiedurch wird an der Stelle dieser Abstandsorgane eine Platzbestimmung erhalten und verhindert, dass sich die flexiblen Scheiben so verbiegen, dass der Schreib- und bzw. oder Lesekopf mit einer andern als der ausgewählten Scheibe zusammenwirkt, wenn er zu den Scheiben hinbewegt wird.
Vorteilhafterweise ist der Schreib- und bzw. oder Lesekopf an der der Achse zugewendeten Seite in Richtung der Achslinie auf eine Breite verjüngt, die kleiner ist als der Abstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Scheiben. Bei der Verwendung der Erfindung kann, es besonders wenn sehr flexible Scheiben verwendet werden, erwünscht sein, dass, einer andern Ausführung der Erfindung gemäss, ein Scheibenstützorgan vorgesehen ist, das zwischen die Scheiben gebracht werden kann. Hiedurch ist es möglich, die Scheibe, die zu einem bestimmten Zeitpunkt mit dem Schreib- und bzw. oder Lesekopf zusammenwirkt, zu unterstützen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform eines derartigen Scheibenstützor- gans besteht darin, dass der Schreib- und bzw. oder Lesekopf mit dem Stützorgan ein Ganzes bildet, wobei der Abstand zwischen dem Kopf und dem Stützorgan mit der Stärke der Scheibe übereinstimmt.
Es hat sich gezeigt, dass bei hohen Drehzahlen durch die Zentrifugalkraft eine Senkung des Luftdruckes zwischen den Scheiben auftreten kann, wodurch sie mit ihren Rändern in Paketchen aneinander zu liegen kommen, was für eine gute Funktion der Einrichtung nachteilig wäre. Dieser Paketbildung kann entgegengewirkt werden, wenn nach einer Ausbildung der Erfindung die Scheiben in einem Raum untergebracht werden, in dem ein Druck herrscht. der erheblich unter dem atmosphärischen Druck, z. B. in der Grössenordnung von 1 oder 2 cm Hg, liegt.
Wenn bei einem bestimmten Durchmesser und einer bestimmten Drehzahl der Scheiben der Druck sehr stark gesenkt werden müsste, um die oben genannte Paketbildung zu verhindern, können die Scheiben in ihrem mittleren Bereich mit Perforationen versehen werden, wodurch eine Zirkulation entsteht, die dem Auftreten von Unterdruck zwischen den Scheiben entgegenwirkt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in denen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine gleichfalls schematische Seitenansicht und Fig. 3 ein Detail derselben in vergrössertem Massstab. Fig. 4 zeigt das gleiche Detail einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel trägt die Welle 1 eine Anzahl flexibler Scheiben 2. Diese Scheiben können aus Kunststoff, beispielsweise Polyurethan. sein. An ihren Scheibenflächensind sie mit konzentrischen Spuren von magnetisierbarem Material versehen. Dieses magnetisierbare Material ist vorzugsweise von körniger Konsistenz und in die Scheiben eingebettet, was an sich bekannt ist, doch ist die Art des Materials für die Erfindung nicht wesentlich. Es ist jedoch zweckmässig, das magnetisierbare Material mit einem Schutzbelag, beispielsweise Teflon, abzudecken. Die Welle 1 wird über eine Kupplung 3 mittels eines Motors 4, vorzugsweise eines Synchronmotors, und einer Drehzahl von beispielsweise 1500 Umdr/min dauernd angetrieben.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist die Scheibe in ihrem inneren Bereich mit einer Anzahl Öffnungen oder Löcher 2a versehen. Durch diese Löcher kann Luft angesaugt werden, die durch die Zentrifugalkraft am Scheibenrand weggeblasen wird, wodurch die Drucksenkung zwischen den Scheiben kleiner wird. Die Scheiben sind in einem Vakuumraum aufgestellt, in dem ein technisches Vakuum von einem oder einigen cm Hg herrscht. Es hat sich gezeigt, dass die Kombination mit einem Vakuum dieser Grössenordnung dem Entstehen eines für den Arbeitsgang dieser Einrichtung nachteilig beeinflussenden Unterdruckes entgegenwirkt. Es ist deutlich, dass die Öffnungen die Möglichkeit bieten, in einem bestimmten Fall den Druck weniger zu senken, als bei nicht perforierten Scheiben notwendig wäre.
Die Form der Perforationen ist für die Wirkung von geringerer Bedeutung. Um eine gute Durchströmung zu erhalten, ist es von Vorteil, die Perforationen in angrenzenden Scheiben zueinander in Deckung zu bringen. Zwischen die Scheiben 2 kann ein Schreib- und bzw. oder Lesekopf 6 geführt werden, der an seiner Vorderseite mit einer Spitze versehen und auf einem Halter 7 abgestützt ist.
Dieser ist seinerseits zusammen mit einem an ihm befestigten Tragbügel 8 zwischen Stangen 9 und 10 einerseits und einer Führung U anderseits geführt. An der Unterseite des Tragbügels 8
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sind zwei Lippen mit einer dazwischenliegenden Aussparung angebracht, in die eine Stange 13 eingreift, die von zwei Armen 14 getragen wird, die durch einen Motor 15 mittels eines über die Seilscheiben 16, 17 geführten Schnurtriebes 18 (Saite) um eine feste Achse 12 geschwenkt werden können. Am Tragbügel 8 ist ferner eine Saite 19, die über Seilscheiben 20 und 21 läuft und mit einem Schrittmotor 22 gekuppelt ist, befestigt.
Etwas oberhalb der Stelle, an der der Schreib- und bzw. oder Lesekopf 6 mit den Scheiben 2 zusammenwirkt, sind diese durch ein kammartiges Abstandsorgan 23 geführt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 besteht der Schreib- und bzw. oder Lesekopf aus einem eigentlichen Kopf 6b und einem Stützorgan 6a, das in einem derartigen Abstand vom Kopf 6b angebracht ist, dass zwischen das Stützorgan 6a und den Kopf 6b gerade eine Scheibe 2 passt.
Dadurch, dass die Scheibe einigermassen flexibel ist und das Stützorgan 6a dafür sorgt, dass Kopf und Scheibe in der gewünschten Weise miteinander zusammenarbeiten, braucht der Kopf 6b nicht an die Scheibe 2 angepasst werden.
Bei einer praktischen Ausführung des Datenspeichers gemäss der Erfindung haben die Scheiben einen Durchmesser von 300 mm Länge und einen gegenseitigen Abstand von 2, 5 mm von Mitte zu Mitte, wobei die Stärke jeder Scheibe 0, 2 mm beträgt. Auf einer derartigen Scheibe können beispielsweise 32 konzentrischeinformationsspuren mit je einer Spurbreite von 1, 4 mm angebracht werden. Die Scheiben können an einer oder an beiden Seiten mit Spuren versehen sein, wobei die Verwendung beider Seiten selbstverständlich die Kapazität der Speichereinrichtung noch erhöht, jedoch anderseits hohe Anforderungen an den Kopf gestellt werden, um ein Übersprechen zwischen dem Kopf und der Information der Scheibe, die nicht abgelesen oder beschrieben wird, zu verhindern.
DasStützorgan 6b kann unter Umständen fortfallen, wenn der Kopf so geformt ist, dass die Scheibe durch ihre Elastizität und die Zentrifugalkraft genügend an den Kopf gedrückt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Speichereinrichtung, besondersDatenspeichereinrichtung, mit einer Anzahl um ihre Achse drehbarer, festin ihrer Mitte an einer Welle befestigter, mit Speichermaterial versehener Scheiben und mindestens einem Schreib- und bzw. oder Lesekopf, der parallel zur Drehachse und in radialer Richtung zu oder von derselben weg beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dassdieScheiben (2) inan sich bekannter Weise aus flexiblem Material bestehen und dass die Scheiben (2) in der Achsrichtung mit einem Stichabstand befestigt sind, der kleiner ist als das grösste Ausmass des Schreib- und bzw. oder Lesekopfes (6 bzw. 6b) in der Achsrichtung, vermehrt um die Stärke einer Scheibe.