DE1093119B

DE1093119B - Magnetbandgeraet zur Speicherung von Informationen

Info

Publication number: DE1093119B
Application number: DET16229A
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Lange; Kurt Strobel; Dr Heinz Wehde
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1959-02-05
Filing date: 1959-02-05
Publication date: 1960-11-17

Description

DEUTSCHES

Bei Magnetbandgeräten zur Speicherung digitaler Informationen für elektronische Rechenmaschinen sind bekanntlich hohe Bandgeschwindigkeiten erforderlich. Da die räumliche Länge eines auf das Band aufgezeichneten Impulses sehr klein ist, wenn beispielsweise 20 Impulse pro Millimeter aufgezeichnet sind und sehr kurze Start- und Stoppzeiten von wenigen ms gefordert werden, müssen, um bei hoher Bandgeschwindigkeit von z. B. 2,5 m/Sek. zur Vermeidung unnötiger Informationsverluste Maßnahmen getroffen werden, um die beim Anlauf und Abstoppen des Bandtransportes zu beschleunigenden bzw. zu verzögernden Massen extrem zu halten. Aus diesem Grunde werden dort, um die Trägheit der Bandwickel auszuschalten, Einrichtungen zur Schlaufenbildung verwendet, durch die vor und hinter der Antriebsrolle eine bestimmte Bandlänge ständig zur Verfugung gestellt wird.

Bekannte Einrichtungen dieser Art arbeiten mit pneumatischen Mitteln, wobei die Bandschlaufen in rohrförmigen Kammern gebildet werden. Wenn die dem ablaufenden Wickel zugeordnete Bandschlaufe aufgebracht ist, wird dort in dem entsprechenden Rohr Unterdruck erzeugt, so daß ein neuer Vorrat aus dem ablaufenden Wickel herausgezogen wird. Das dem auflaufenden Wickel zugeordnete Rohr speichert das von der Antriebsrolle geförderte Band und gibt dieses dann, wenn eine bestimmte Schlaufenlänge erreicht ist, an den auflaufenden Wickel ab. Diese Einrichtung ist aufwendig und erfordert einen erheblichen Raumbedarf. Trotzdem wurde bei Bandgeschwindigkeiten von mehr als 2 m/Sek. bisher ausschließlich mit pneumatischen Mitteln gearbeitet, da sich andere mechanische Konstruktionen als nicht brauchbar erwiesen. So ist es bekannt, zwei unabhängig voneinander bewegbare, unter Federkraft stehende, das Band über Mitnehmer, wie Rollen, spannende Hebel vorzusehen, die in Abhängigkeit der Schlaufenlänge die Wickelmotoren steuern. Die eingangs erwähnte Größe der Bandgeschwindigkeit setzt zunächst eine große Vorratsschlaufenlänge voraus. Ist nämlich die Schlaufenlänge zu klein, so erfolgt das Schaltspiel der Hebel zu rasch; ein rasches Schaltspiel bedeutet aber bei der geforderten kurzen Start- und Stoppzeit ganz erhebliche Beschleunigungen der Wickel. Die Gesamtmasse der Wickel kann zwar bei geeigneter Bemessung des Wickelantriebs in der erforderlichen Zeit beschleunigt werden, es ist jedoch zu berücksichtigen, daß die Wickel kein kompaktes Gebilde darstellen, so daß bei zu großen Beschleunigungen die Windungen gegeneinander schlupfen können. Dies bedeutet, daß die Wickel sich entweder zusammenziehen oder lockern. Macht man die Hebel entsprechend länger, so wird ihre Trägheit so erhöht, daß sie rascheren Geschwindigkeitsänderungen nicht mehr verzögerungsfrei zu folgen

Magnetbandgerät zur Speicherung
von Informationen

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,

Berlin-Charlottenburg 1,

Ernst-Reuter-Platz

Dr. Heinz Wehde, Hamburg-Rissen,

Kurt Strobel und Hans-Georg Lange, Wedel (Holst.),

sind als Erfinder genannt worden

vermögen. Daraus resultieren Bandzugsschwankungen, die entweder das Band überlasten oder zur zeitigen Schlaufenbildung führen, was insbesondere am Magnetkopf unbedingt zu vermeiden ist.

Die Erfindung zeigt, wie man diese Nachteile vermeiden kann. Gemäß der Erfindung ist außer den steuernden Hebeln ein zusätzlicher, nicht steuernder Spannhebel mit extrem kleinem Trägheitsmoment vorgesehen, dessen Mitnehmer im Bandlauf zwischen der Magnetkopfanordnung und dem Mitnehmer des einen steuernden Hebels angeordnet ist, und es sind die Drehpunkte der Hebel so gewählt, daß in der Ruhelage der Hebel die Mitnehmer frei von dem zwischen den Wickeln über ortsunveränderliche Führungsmittel ausgespannten Magnetband liegen.

Die Anwendung von unter Federkraft stehenden Spannrollen ist bei Magnetbandgeräten zur Tonaufzeichnung an sich bekannt, um Schlaufenbildung beim Start und Stopp des Bandtransportes zu vermeiden.

Durch Verwendung einer solchen Spannrolle mit Spannhebel bei einem Bandspeicher können mechanische Mittel zur Bereitstellung der Schlaufen unter Einhaltung der geforderten kurzen Start- und Stoppzeiten auch bei sehr hohen Bandgeschwindigkeiten von mehr als 2 m/Sek. vorgesehen werden, so daß auch diese Geräte preiswerter und mit kleinen Abmessunher hergestellt werden können. Die Anordnung der die Mitnehmer tragenden Hebel derart, daß die Mitnehmer in ihrer Ausgangslage in Höhe der Antriebsrolle liegen, ermöglicht die Unterbringung des Magnetbandes in einer Kassette. Damit können die bekannten Vorteile der Kassette auch beim Bandspeicher ausgenutzt werden. In einer Kassettenfüllung können dann beispielsweise Rechenprogramme sowie ganze

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Zahlentafeln, wie Logarithmen, Winkelfunktionen u. dgl., gespeichert und bei Bedarf mit der Kassette rasch ausgewechselt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen Draufsichten auf einen Magnetbandspeicher bei verschiedenen Betriebszuständen, und

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild zur Veranschaulichung der Steuerung der Wickelmotoren.

Mit 1 ist die Deckplatte des Gerätes bezeichnet, aus der nicht sichtbare Achsstummel der Wickelmotoren hervorragen, die mit den in einer Kassette 2 drebar gelagerten Wickelkernen 3 und 4 durch Mitnehmer oder elektromagnetischen Andruck gekuppelt sind. 5 und 6 sind Rollen oder Gleitstifte, die am freien Ende von um einen gemeinsamen Drehpunkt 9 schwenkbaren Hebeln 7 und 8 angebracht sind. Die Hebel dienen zur Bereitstellung der Schlaufen und haben zwei definierte Endstellungen. Die gestrichelte Lage ist die Ruhestellung, in der die Kassette auf das Gerät aufgelegt wird. In dieser Stellung liegen die Rollen in Ausbrüchen 10 und 11 der Kassette hinter dem von dem linken Wickel über Umlenkrollen 12 bis 15 zum rechten Wickel verlaufenden Magnetband 16. In der Ausnehmung 10 liegt ferner noch die an einem sehr kurzen Schwenkhebel 17 gelagerte Rolle 18. Sämtliche Hebel stehen unter Federspannung, durch die sie das Bestreben haben, in die voll ausgezogene Lage zu kommen. Im Ruhezustand sind sie in der gestrichelten Stellung blockiert. Die Freigabe der Hebel erfolgt bei Vorbereitung des Gerätes durch einen Handgriff, bei dessen Betätigung gleichzeitig der Motor eingeschaltet und die von diesem entkuppelte Antriebsrolle 20 mit der Gummiandruckrolle 20' in Eingriff gebracht wird. Diese Funktionen können durch den Verriegelungshebel 19 für die Kassette ausgelöst werden. Bei einer Bandlaufrichtung von links nach rechts gelangen die Hebel 7, 8, 17 etwa in die in Fig. 2 dargestellte Betriebslage. Beim Start des Bandantriebs wird — wie bereits vorgeschlagen wurde — der Motor mit der Antriebsrolle auf elektromagnetischem Wege gekuppelt. Die beiden Hebel 7 und 8 steuern dann selbsttätig und unabhängig voneinander die Wickelmotoren in der weiter unten beschriebenen Weise. Der Hebel 17, der ein sehr kleines Trägheitsmoment gegenüber den Hebeln 7 und 8 hat und das Magnetband mit geringerer Federkraft als diese spannt, sorgt dafür, daß die Bandzugspitze bei Anlauf in der Laufrichtung von links nach rechts in der Zeit, in der der Hebel 8 beschleunigt wird, aufgefangen wird. Bei Anlauf von rechts nach links hält der Hebel während der Beschleunigung des Hebels 8 das Magnetband straff über den Magnetkopf gespannt. Die Zugkraft der den Hebel 17 in der Betriebslage spannenden Feder ist so schwach bemessen, daß die Zugkraft vom Bandzug im Betrieb nahezu, jedoch nicht ganz überwunden wird. Die Trägheit der Hebel 7 und 8, die bei gegebenem Maximaldurchmesser der Wickel eine bestimmte Länge nicht unterschreiten dürfen, bleibt dadurch ohne Einfluß.

Die Steuerung der Wickelmotoren durch die Spannhebel könnte nun in analoger Weise wie bei den bekannten pneumatischen Einrichtungen so erfolgen, daß bei Bandlauf von links nach rechts der linke Hebel 8 den linken Wickelmotor einschaltet. Wenn die Bandschlaufe aufgebracht ist und der rechte Hebel 7 den rechten Wickelmotor, wenn seine Speicherkapazität erreicht ist (bei Laufrichtung von rechts nach links ist die Funktion der Hebel 7 und 8 umgekehrt). Dies ist jedoch ungünstig, da die Schaltstellungen der Hebel so weit von deren Endlage vorgesehen werden müssen, daß die Endlage in der Zeit, in der die Wickelmotoren hochlaufen und weniger Band fördern bzw. aufnehmen, als die Antriebsrolle fördert, nicht erreicht oder überschritten werden kann. Dadurch wird der wirksame Bereich der Hebel klein und diese müssen entsprechend lang bemessen werden.

Eine Verkürzung der Hebel läßt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, daß jeder

ίο der gesteuerten Hebel 7, 8 über je eine Rutschkupplung mit je einem Schleppschalter gekuppelt ist, durch den in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung der Hebel die Ab- bzw. Einschaltung des entsprechenden Wickelmotors eingeleitet wird. Als Parameter für die Steuerung der Wickelmotoren dient also nicht die Stellung der Hebel, sondern ihre Bewegungsrichtung. Durch die Schleppschalter erfolgt ein ständiges Schaltspiel, durch das die Hebel um eine Mittellage pendeln. Die Hebellänge kann dadurch kürzer bemessen werden als bei Steuerung der Hebel mit deren Stellung als Parameter.

Die Arbeitsweise sei an Hand des in Fig. 3 dargestellten Prinzipschaltbildes erläutert. Jedem der Hebel 7 und 8 ist eine Kontaktscheibe 22 bzw. 22' zugeordnet, die mit den Hebeln um die Achse 9 drehbar ist. Der Übersicht halber wurden die an sich übereinanderliegenden Scheiben nebeneinander gezeichnet. Über Rutschkupplungen sind mit den Scheiben 22 und 22' Schleppzeiger 23j 23' verbunden, die mit den festen Kontakten 24, 25 bzw. 26, 27 je einen Schalter bilden. Es sei angenommen, daß das Gerät mit einer Laufrichtung von links nach rechts betrieben werden soll. Die Schalter S₁ bis ^₄ sind dann in der gezeichneten Stellung. Die Hebel 7 und 8 befinden sich zunächst in der dargestellten Ausgangsstellung, in der die Kassette mit dem Band aufgelegt wird. Bei Vorbereitung des Gerätes werden, wie eingangs erwähnt, die Arretierungen der Hebel 7 und 8 freigegeben und der Hauptstromkreis eingeschaltet.

Der unter Federspannung stehende rechte Hebel dreht sich mit der Scheibe 22 im Uhrzeigersinn, und der Schleppzeiger 23 legt sich gegen den Kontakt 27. Hierdurch kommt das Relais 28 unter Spannung und schließt den Kontakt 29. Über den an der Scheibe 22 schleifenden Kontakt 30 liegt der Lüftmagnet 31 für die Bremse 32 des Wickelmotors 34 an Spannung, d. h., der Wickelmotor ist ungebremst. Durch die Hubbewegung des Lüftmagnetankers wird der zweite Kontakt 33 im Stromkreis des Wickelmotors 34 geschlossen. Der Wickelmotor darf jedoch noch nicht anlaufen, da der Hebel 7 sonst die gezeichnete Stellung nicht verlassen könnte. Aus diesem Grunde ist ein dritter Schalter 36 im Stromkreis des Wickelmotors vorgesehen, der bei der Vorbereitung des Gerätes geöffnet wird und wenigstens so lange geöffnet bleibt, bis der Kontakt 30 auf den Isolierstreifen 37 der Scheibe aufläuft und dadurch der Stromkreis des Lüftmagneten 31 unterbrochen ist. Der Hebel hat nun aus dem Wickel eine kleine Schlaufe herausgezogen und befindet sich in der in Fig. 2 dargestellten Betriebslage. Bei Einschaltung des Bandtransports dreht sich der Hebel im Uhrzeigersinn und nimmt das von der Antriebsrolle geförderte Band auf. Die Drehung dauert so lange, bis der Kontakt 30 von dem Isolierstreifen 37 der Scheibe abläuft und der Lüftmagnet 31 Spannung erhält. Da der Kontakt 36 inzwischen geschlossen ist, wird durch den vom Lüftmagneten 31 geschlossenen Kontakt 33 der Wickelmotor eingeschaltet. Der Hebel 7 bewegt sich noch so lange weiter im Uhrzeigersinn, bis der Wickelmotor eine Geschwin-

digkeit erreicht, in der er mehr Band aufwickelt, als von der Antriebsrolle gefördert wird. In diesem Augenblick löst sich der Schleppzeiger 23 vom Kontakt 27 und schaltet den Wickelmotor ab, da das Relais 28 stromlos wird und den Kontakt 29 öffnet. Da weiterhin Band gefördert wird, legt sich der Schleppzeiger wieder gegen den Kontakt 29., und der Zyklus beginnt erneut. Der Hebel 7 pendelt also ständig um eine Mittellage, die je nach Größe des Wickeldurchmessers wandert. Durch geeignete Bemessung des Wickelmotors läßt sich erreichen, daß sich diese Wanderung innerhalb des Schwenkbereiches des Hebels vollzieht.

In analoger Weise erfolgt die Steuerung des linken Motors 34'. Bei Vorbereitung des Gerätes dreht sich die Kontaktscheibe 22' gegen den Uhrzeigersinn entsprechend weiter als die rechte Scheibe 21, da durch den Schalter S₃ der Schleifkontakt 38' wirksam ist, der den Isolierstreifen 35' erst erreicht, wenn der Hebel 8 nahezu ganz ausgeschwenkt ist.

Die übrigen, mit dem linken Wickelmotor 34' zusammenarbeitenden, mit einem Indexstrich bezeichneten Elemente 28', 29', 31', 32', 33' und 36' üben dann die gleiche Funktion aus wie die gleich ausgebildeten, ohne Indizes bezifferten Elemente für den rechten Wickelmotor 34.

Soll das Magnetband in Laufrichtung von rechts nach links betrieben werden, so werden die Schalter S₁ bis 5₄ umgelegt. Dadurch werden statt der Schleifkontakte 30 und 38' die Schleifkontakte 38 und 30', statt der Isolierstreifen 37 und 35' die Isolierstreifen 35 und 37' und statt der Kontakte 25, 27 die Kontakte 24., 26 wirksam, und die Steuerung der Wickelmotoren erfolgt in umgekehrtem Sinne.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Magnetbandgerät zur Speicherung von Informationen auf dem mit hoher Geschwindigkeit angetriebenen Aufzeichnungsträger, bei dem zur ständigen Bereitstellung je einer Bandschlaufe zwischen dem Ort des Antriebs und den Bandwickeln zwecks Erzielung kurzer Start- und Stoppzeiten zwei unabhängig voneinander bewegbare, unter Federkraft stehende, über Mitnehmer, wie Rollen od. dgl., das Magnetband spannende Hebel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von aus den von ihnen gebildeten Bandschlaufen abgeleiteten Parametern die Wickelmotoren steuern, dadurch gekennzeichnet, daß außer den steuernden Hebeln {7, 8) ein zusätzlicher nicht steuernder Spannhebel (17) mit extrem kleinem Trägheitsmoment vorgesehen ist, dessen Mitnehmer (18) im Bandlauf zwischen der Magnetkopfanordnung (21) und dem Mitnehmer (6) des einen steuernden Hebels (8) angeordnet ist, und daß die Drehpunkte der Hebel (7, 8, 17) so gewählt sind, daß in der Ruhelage der Hebel die Mitnehmer (5., 6, 18) frei von dem zwischen den Wickeln über ortsunveränderliche Führungsmittel (12, 13, 14, 15) ausgespannten Magnetband (16) liegen.

2. Magnetbandgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkraft der den weiteren Hebel (17) in der Betriebslage spannenden Feder so schwach bemessen ist, daß die Zugkraft vom Bandzug im Betrieb nahezu, jedoch nicht ganz überwunden wird.

3. Magnetbandgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wickelmotoren (34, 34') steuernden Hebel (7, 8) um eine gemeinsame, in der Symmetrieebene zwischen den Bandwickeln befindliche Drehachse (9) schwenkbar angeordnet sind.

4. Magnetbandgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (5, 6,18) in der Ausgangslage der Hebel (7, 8, 17) etwa auf gleicher Höhe mit der Antriebsrolle (20) liegen und bei Anwendung einer Kassette in diese hineinragen und erst bei Vorbereitung oder Einschaltung des Gerätes in ihre Betriebslage gelangen.

5. Magnetbandgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausschwenken der Hebel (7, 8, 17) in die Betriebslage durch Betätigung eines zur Verriegelung einer Kassette für den Aufzeichnungsträger dienenden Organs (19) veranlaßt wird.

6. Magnetbandgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der gesteuerten Hebel (7, 8) Kontaktbahnen (22, 22') zugeordnet sind, die mit Kontakten (30,38' bzw. 38,30') im Stromkreis von Bremslüftmagneten (31, 31') für die Wickelmotoren (34, 34') zusammenwirken.

7. Magnetbandgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbahnen (22, 22') derart mit isolierenden Zwischenstücken (35, 37 bzw. 35', 37') versehen und die Kontakte (30, 38' bzw. 38, 30') so angeordnet sind, daß die Hebel nach Freigabe aus der Ruhestellung bei Auflaufen der Kontakte auf die isolierenden Zwischenstücke durch Abschaltung der Bremslüftmagneten (31,31') in der für den Start des Bandtransports erforderlichen Ausgangsstellung stillgesetzt werden.

8. Magnetbandgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem im Betrieb wirksamen Schwenkbereich der Hebel (7, 8) die Bremsen (32, 32') für die Wickelmotoren (34, 34') gelüftet sind.

9. Magnetbandgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bremse (32, 32') mit einem im Stromkreis des entsprechenden Wickelmotors befindlichen Schalter (33 bzw. 33') gekuppelt ist, der nur bei gelüfteter Bremse geschlossen wird.

10. Magnetbandgerät nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der gesteuerten Hebel über eine Rutschkupplung mit einem Schleppschalter (23, 23') gekuppelt ist, durch den in Abhängigkeit seiner Mitnahmerichtung die Ab- bzw. Einschaltung des entsprechenden Wickelmotors eingeleitet wird.

11. Magnetbandgerät nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Schalter (^₁ bis 5"₄) vorgesehen sind, durch die in Abhängigkeit der gewählten Bandlaufrichtung die Funktion der gesteuerten Hebel (7, 8) umkehrbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 708 554, 2 733 871.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen