DE1962258A1

DE1962258A1 - Plattenspeicherwerk

Info

Publication number: DE1962258A1
Application number: DE19691962258
Authority: DE
Inventors: Rabek Jan Witold
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1968-12-11
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1970-10-15
Also published as: GB1249716A; FR2025861A1; US3599192A

Description

6889-69/Kö/S
RCA 60,980
Convention Datei
December 11, I968

Corporation, New York, N*Y., V»St*A»

Plattenspeieherwerk

Die Erfindung betrifft ein Plattenspeiciierwerkj beispielsweise ein Magnetplattenspeicherwerk, bei dem nachdem Lesen (Ablesen) geschrieben (gespeichert) werden soll oder umgekehrt» Bei einem derartigen Speicherwerk, gleichgültig, ob mit Spiralabtastung oder Kreisabtastung tier Platte gearbeitet wird., ändert sich durch die Bewegung des Abtastkopfes in Radialrichtung die "itpackungsdichte, wenn, wie es allgemein üblich ist, «Lie Plätten drehgeschwindigkeit und die Aufzeichnungsfrequenz konstant sind* Und zwar bewegt sich am äußeren Ende des Plattenradius die Aufzeichniingsspur verhältnismäßig schnell unter dem Äbtastkopf vor-Leij so daß die lineare Bitpaekungsdichte relativ niedrig wirdj während bei Einwärtsbewegung des Kopfes gegen die Plättenmitfce die Spur verhältnismäßig langsam unter dem Kopf vorbeiläuft., so daß die Bitpackungsdichte relativ hoch wird.

Wenn bei einem derartigen Plattenspeicherwerk zwei Köpfe verwendet werden und der Lesekopf fest mit dem Schreibkopf verbunden ist, wie es z»B. bei Magnetbändeinrichtungen gewöhnlich der Fall ist, ändert sich, bei Veränderung des radialen Äbstandes zwischen den Köpfen und der Plattenmitte auch die Anzahl der im Zwischenraum zwischen Lese- und Scihreibkoipf aufgezeichneten Bits»

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Dies ist natürlich sehr unerwünscht, da dadurch Lesefehler eingeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit zwei Köpfen arbeitendes Plattenspeicherwerk zu schaffen, bei welchem die Anzahl der in der Spurlänge zwischen den beiden Köpfen aufgezeichneten Bits unabhängig vom radialen Abstand der Köpfe von der Plattenmitte konstant bleibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Plattenspeicherwerk mit zwei Köpfen, die bei Umdrehung der Platte der gleichen Spur folgen, erfindungsgemäß eine Anordnung zum Verändern des Abstands zwischen den Köpfen in Abhängigkeit von ihrem Abstand von der Plattenmitte vorgesehen.

In den Zeichnungen zeigen: .--

Figur 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Plattenspeicherwerks entlang der Schnittlinie 1-1 in Figur ό, wobei nur einige Teile gezeigt sind;

Figur 2 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Plattenspeicherwerkes entlang der Schnittlinie 2-2 in Figur 5* wobei zusätzliche Teile gezeigt sind;

Figur 3 eine Stirnansicht der Magnetkopfhalterung'gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figur 4 eine Stirnansicht einer anderen Ausführungsform der Halterung nach Figur 3 j

Figur 5 eine teilweise weggebrochene Draufsicht des erfindungsgemäßen Plattenspeicherwerksj

Figur 6 eine der Figur 5 ähnliche Ansicht, wobei jedoch einige Teile nicht gezeigt sind;

Figur 7 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Plattenspeicherwerks;

Figur 8 das Dlockschaltschema eines Teils der elektrischen Schaltung des Piattenspeicherwerksj

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Figur 9 eine Draufsicht der Träger 42 und 44j

Figur 10 eine Seitenansicht der Anordnung nach Figur 9J und

Figur 11 eine Draufsicht des Trägers 42.

Wie nan am besten in Figur 1 und 2 sieht, weist das erfindung&gemäße Plattenspeicherwerk eine Basis 10 (teilweise gezeigt) sowie eine drehbar auf der Basis gelagerte Welle 12 (ebenfalls teilweise gezeigt) auf. Als Antrieb für die Welle kann ein Motor, schematisch angedeutet bei 14 in Figur 1, verwendet werden. Ein auf der Welle 12 befestigtes Zahnrad 16 kämrat mit einem größeren Zahnrad 18, das auf einer ebenfalls drehbar im Basisteil 10a gelagerten Welle 20 sitzt.

Eine an der Welle 20 befestigte Riemenscheibe 22 ist über einen schlupffreien Riemen 24 mit einer größeren Riemenscheibe 28 gekoppelt, die drehbar auf einer Halterung 30 gelagert ist. Ein an der Riemenscheibe 28 befestigtes Steuerkurventeil 32 dreht sich, wenn die Riemenscheibe 28 angetrieben wird, um diese Halterung

In Figur 2 sind einige der zusätzlichen Bauteile gezeigt. An der Welle 12 ist ein die Platte 30 tragender Plattenträger 34 befestigt. Die Platte kann entweder flexibel oder starr sein.

Die Halterung des Lese- und des Schreibkopfes wird von vier Stangen 37» 38, 39 und 40 gleitbar getragen. Die Stangen sind durch Halter 41, 43, 45 bzw. 47 (Figur 1, 2 und 7) an der 3asis befestigt. Figur 2 zeigt teilweise die Kopfhalterungen oder Träger 42 und 44· Am Träger 42 sind Lagerblöcke 63 (Figur 2) und t>5 (Figur 7) befestigt, und am Träger 44 sind Lagerblöcke öl (Figur 2) und 67 (Figur 7^ befestigt. Der Träger 42 ist durch seine Lagerblöcke gleitbar auf den Stangen 37 und 40 gelagert. Figur 5 und ö geben eine Draufsicht dieser Anordnung. Die andere Kopfhalterung, d.h. der Träger 44, der im Grundriß in Figur 5 und teilweise in Figur 6 gezeigt ist, ist längs der Stangen 39 und 38 gleitbar. Die Stangen 37 und 40 erstrecken sich beiderseits einer Radiallinie 70 (Figur 5^ parallel zu dieser, während die Stangen 38 und 39 sich beiderseits einer anderen Radiallinie 72 parallel zu

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dieser erstrecken.

An der Kopfhalterung 42 sind ein oder mehrere Leseköpfe 46 befestigt, wie in Figur 2 gezeigt. Im vorliegenden Fall sind ein Nurlesekopf und ein Lese-Schreibkopf (zum Lesen vor dem Schreiben) vorgesehen} es können jedoch auch weniger oder mehr solcher Köpfe vorgesehen sein. In Figur 5 und 3 sind diese Köpfe in Draufsicht bzw. Stirnansicht gezeigt. Am diagonal entgegengesetzten Ende der Kopfhalterung 42 sind ebenfalls Leseköpfe 48 angeordnet. In ähnlicher Weise sind an den beiden Enden der Kopfhalterung 44 ein oder mehrere Schreibköpfe bei 50 und 52 angeordnet. Auch hier können statt nur eines einzigen Kopfes bei 50 und eines einzigen Kopfes bei 52 auch mehr solche Köpfe vorgesehen sein.

Figur 5 zeigt das Steuerkurven- oder Exzenterteil 32 in Draufsicht. Das Exzenterteil ist so konstruiert, daß der Abstand von Rand zu Rand entlang einer Geraden durch einen dem Mittelpunkt 74 der das Exzenterteil tragenden Welle entsprechenden Punkt unabhängig von der Lage dieser Geraden konstant ist. Zwei Stößel oder Exzenterrollen 54 und 5t> werden von der Steuerkurve des Exzenterteils geführt und behalten bei Umdrehung des Exzenterteils aufgrund der Konstruktion desselben gleichen Abstand. Die Stößel sind durch Biegeelemente 58 und 60 an der Halterung 42 befestigt. Die Kopfhalterung 42 ist mit der Kopfhalterung 44 durch zwei Blattfedern fc>2 und 64 gekoppelt. Eine Seitenansicht der Feder 62 ist in Figur 7 gegeben. Diese Federn sind aus zwei Gründen vorgesehen: nämlich einmal damit während des Laufes der Stößel auf dem Exzenterteil die Kopfhalterungen sich relativ zueinander bewegen können (der Winkel zwischen 42 und 44 sich ändern kann)j und zum anderen um die Gleitlager nach einwärts (in Richtung der Pfeile 8 5 und 87 in Figur 3) gegen die Gleitstangen wie 37 und 38 zu spannen.

Im Betrieb des Plattenspeicherwerks werden durch den Motor 14 die Welle 12 und die Aufzeichnungsplatte 36 ständig gedreht. Die Drehung kann dabei in Richtung des Pfeiles 66 in Figur 5 erfolgen. Das Zahnrad 16 dreht das Zahnrad IS, jedoch mit erheblich

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untersetzter Drehzahl. Die Welle 20 dreht sich also mit einem Bruchteil der Drehgeschwindigkeit der Welle 12. Ebenso dreht sich wegen der unterschiedlichen Durchmesser der Riemenscheiben 22 und 28 das Exzenterteil 32 mit einem Bruchteil der Drehgeschwindigkeit der Welle 20. Ferner ist klar, daß die Drehgeschwin digkeit des Exzenterteils 32 nur einen Bruchteil der Drehgeschwindigkeit der Platte 36 beträgt. Beispielsweise beträgt bei einer praktisch erprobten Ausführungsform das Drehzahlverhältnis 1:16.

Wenn das Exzenterteil 32 und die Platte 36 sich drehen, werden die Stößel 54 und 56 vom Exzenterteil so angetrieben, daß ihr Abstand von der Welle 12 sich ändert. In dem Maße, wie der Stößel 54 sich von der Welle 12 weg bewegt, bewegt sich der Stößel 56 in Richtung zur Welle 12, und umgekehrt. Die Stößel sind durch die Biegeelemente 58 und 60 mit den Magnetkopfhalterungen 42 und 44 gekoppelt. Wenn daher der Stößel 54 sich z.B. von der Welle 12, d.h. von der Plattenmitte weg bewegt, bewegen sich die Lese- und Schreibköpfe 46 und 50 in der gleichen Richtung,

Die Wellen 37 und 38 sind parallel zu den Linien 70 und 72, die radial vom genauen Mittelpunkt 74 der Platte 36 ausstrahlen. Die Köpfe 46 und $0 sind auf den Halterungen 42 und 44 so angeordnet, daß ihre Magnetspalte mit diesen Radiallinien 70 bzw. 72 fluchten. .Venn sich also die Köpfe zum Beispiel von der Flattenmitte wegbewegen, bleiben sie in Flucht mit den Radiallinien 70 und 72 und vergrößert sich ihr gegenseitiger Abstand. Wenn die köpfe sich in Richtung zur Plattenmitte bewegen, verkleinert sich ihr gegenseitiger Abstand, während sie nach wie vor in Flucht mit (ten Radial Linien 70 und J'l bleiben. Diese Relativbewegung der l-öpfo wird durch die Blattfedern 62 und 64 ermöglicht. Ferner folgen die Köpfe eines Paares, während sie sich in Radialrichtung ;>owie außerdem {gegeneinander oder voneinander weg bewegen, nach wie vor der «!eichen Spur.

;'ei : er vorstehend beschriebenen Einrichtung bewegen sich üv.r- 1.««,<■- und ucr >chreibi:opf in Spiralspuren uns die Plattenmitte.

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Die urehgeschwindigkeit der Platte und auch die Schreibfrequenz können konstant gehalten werden, ohne daß irgendwelche Fehler beim Lese- oder Schreibvorgang eingeführt werden. Dies ergibt sich daraus, daß in dem Maße, wie der Abstand der Köpfe von der Plattenmitte und damit, wie eingangs erwähnt, auch die Bitpackungj» dichte sich ändert, der Abstand zwischen Lese- und Schreibkopf sich gleichfalls verändert, so daß die Anzahl der in der Spurlänge zwischen Leselaopf und Schreibkopf aufgezeichneten oder abgelesenen Bits konstant bleibt.

Ebenso gut wie auf Einrichtungen mit Spiralaufzeichnung ist die Erfindung auch auf Einrichtungen mit Kreisaufzeichnung anwendbar. Bei einer Anordnung der letztgenannten Art hat jede Spur über ihre gesamte Länge den gleichen Abstand von der Plattenmitte, d.h. die einzelnen Spuren sind kreisförmig statt spiralförmig. Bei der Kreisabtastung werden die verschiedenen Spuren dadurch angesteuert, daß in bekannter Weise die Köpfe in diskreten Schritten von einer Spurengruppe auf eine andere geschaltet werden. Hierzu können beispielsweise ein Schraubenspindelantrieb und ei Schrittschaltmotor verwendet werden. Bei dieser Aufzeichnungsart wird wie bei der Spiralaufzeichnung durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht, daß in der Spurlänge zwischen einem Lesekopf und einem Schreibkopf unabhängig von der Radiallage dieses Kopfes oder dieser Köpfe die gleiche Anzahl von Bits aufgezeichnet werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind zwei Sätze von Leseköpfen und zwei Sätze von Schreibköpfen vorgesehen« Dies hat den Zweck, ein rasches Rückspuren zu ermöglichen. Wenn es erwünscht ist, beispielsweise Spiralspuren in Richtung vom äußeren zum inneren Bereich der Platte abzulesen und zu beschreiben, verwendet man hierfür einen Satz vco Lsse- und Schreibköpf en. Wenn dieser Kopfsatz seine Extr einlage, deh_c den Punkt der dichtesten Annäherung an die Plattensait,te erreicht; erfolgt das Rückspuren durch Schalten vor diesem Kcpfs.irks auf cl~r_ entgegengesetzten Kopfsatz. Zum Zeitpunkt des Schaltens befiisd-i. sich der entgegengesetzte Kopfcatz natürlich a«r. äußersten Ea da

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der Spiralepuren, so daß die Köpfe sofort mit dem Ablesen und Beschreiben der Spuren beginnen können. Wenn beispielsweise die Köpfe 46 und 50 sich am innersten Ende der Spiralspuren befinden, sind die Köpfe 48 und 52 am äußersten Ende der Spiralspuren.

Diese Verhältnisse sind in dem Schaltschema nach Figur 8 veranschaulicht. Die hier als gekuppelter Schaltermechanismus 80 angedeutete Schaltanordnung kann in der Praxis durch einen elektronischen Schalter realisiert sein. Diese Schalteranordnung dient dazu, die Lesesignalschaltung 81 und die Schreibsignalschaltung 83 auf entweder die Köpfe 46 bzw. 50 oder die Köpfe 48 bzw. 52 zu schalten.

Verschiedene Abwandlungen des Plattenspeicherwerkes sind im Rahmen der Erfindung möglich. Indem man beispielsweise oberhalb der Platte eine den gezeigten Köpfen entsprechende zweite Kopfgruppe anordnet, kann man beide Seiten der Platte gleichzeitig beschreiben und ablesen. Eine solche Kopfgruppe ist in Figur 2 durch gestrichelte Linien bei 46a angedeutet. Entsprechende Köpfe (nicht gezeigt) können oberhalb der anderen Köpfe angeordnet sein.

Wie bereits erwähnt, kann die Platte 36 flexibel oder starr sein. Im ersteren Falle kann die Platte auf einem dünnen Luftfilm über die Magnetköpfe gleiten, um den Verschleiß der Köpfe und Platten zu verringern, oder die Platte kann mit einem Schmiermittel wie Graphit oder dergl. versehen sein oder auch in tatsächlicher Berührung mit den Köpfen sich befinden. In jedem Fall kann man mit Hilfe von Stabilisierkissen, wie sie bei 82 und 84 in Figur 3 angedeutet sind, die Plattenlage während des Umlaufens mit relativ hoher Geschwindigkeit stabil halten.

Außer auf die hier erläuterte magnetische Aufzeichnung ist die Erfindung auch auf andere Aufzeichnungsarten anwendbar. Im FaDe der magnetischen Aufzeichnung können auch andere Arten von Kopfkonstruktionen verwendet werden. Eine solche abgewandelte Ausführungsform der Kopfkonstruktion, die kompakter ist als die Anordnung nach Figur 3, ist in Figur 4 gezeigt. In diesem Fall sind

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die Kopfträger 44a und 42a nach außen gegen die Gleitstangen 38a bzw. 37a gespannt, wie durch die Pfeile 91 und 93 angedeutet. Eine derartige Vorspannung kann durch geeignet geformte, gekrümmte oder gebogene Federn entsprechend 62 und 64 erreicht werden.

Um bei der hier erläuterten erfindungsgemäßen Aufzeichnungseinrichtung eine hochgradige Genauigkeit der Kopfführung zu gewährleisten, bleibt die Trägeranordnung, während sie in Querrichtung relativ flexibel ist, in Längsrichtung und in Torsionsrichtung äußerst starr. Die Genauigkeit der Bewegung der Träger 42 und 44 hängt von der genauen Einstellung der Stangen 37? 38, 39 und 40 ab, was sich in der Praxis verhältnismäßig einfach erreichen läßt. Die Konstruktion der vorliegenden Einrichtung ermöglicht außerdem relativ große Änderungen des Winkels zwischen den Trägern 42 und 44 und entsprechende Änderungen des Abstandes zwischen den Köpfen. Eine solche Änderung muß vorgenommen werden, wenn die Aufzeichnungsfrequenz sich ändert. Bei einer praktischen Ausführungsform erfolgt eine solche Änderung ebenfalls durch Verschieben der Lage des Trägers 42 relativ zum Träger 44· Eine solche Verschiebung kann beispielsweise dadurch vorgenommen werden, daß man die Bolzen oder Schrauben (nicht gezeigt), mittels deren der Träger 42 an seinen Lagerblöcken 63 und 65 befestigt ist, löst und nach der Verstellung wieder anzieht.

Das erfindungsgemäße Exzenterteil ist so konstruiert, daß es eine bogenförmige, lineare, hin- und hergehende Bewegung erzeugt. Dies ermöglicht eine hohe Aufzeichnungsspurdichte, d.h. einen verhältnismäßig kleinen Abstand zwischen den benachbarten Spuren. Das Exzenterteil erzeugt eine augenblickliche Bewegungsumkehr an * den entsprechenden Grenzen der Spiralspuren. Bei einer Lineargeschwindigkeit von 1,27 cm/sek. oder weniger ist die Umkehrbeschleunigung nicht sehr hoch. Wenn jedoch die Exzenterrollen oder Stößel starr am Träger befestigt wären, würde sich jedesmal bei Umkehr des Trägers ein Klopfgeräusch bemerkbar machen. Die bei der Einrichtung vorgesehenen Biegeelemente, zudem daß sie mechanisch einfach und relativ billig sind, beseitigen sowohl den Schlupf oder Totgang als auch den Stoß bei der Umkehr. Im

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Vergleich zur Verwendung von Federn wird durch derartige Biegeelemente ein relativ ruhiger Lauf erreicht; außerdem sind diese Elemente verläßlicher und kompakter als Federn.

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Claims

Patentansprüche

1 ,f Plattenspeicherwerk mit einer drehbaren Speicherplatte und zwei Wandlern, die bei Umdrehung der Platte der gleichen Spur auf derselben folgen, gekennzeichnet durch eine Anordnung (32, 40, 42, 44, 54, 62, 64) zum Verändern des gegenseitigen Abstandes der Köpfe in Abhängigkeit von ihrer Entfernung von der Plattenmitte.
2. Plattenspeicherwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte Anordnung eine Anordnung zum gemeinsamen Bewegen der Wandler längs zweier Radiallinien, die von der Speicherplattenmitte ausgehen, enthält.
3. Plattenspeicherwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung zum Bewegen der Wandler eine mit der Speicherplatte gleichachsige Exzenterscheibe (32) enthält.
4. Plattenspeicherwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Exzenterscheibe sich mit einer Geschwindigkeit dreht, die ein Bruchteil der Drehgeschwindigkeit der Platte ist.

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