DE1966410B2 - Verstelleinrichtung fuer die magnetkopfeinheit eines plattenspeichers - Google Patents

Description

die Ausgangsspannung des Geschwindigkeitsgebers 50 vorgesehen, die Teil eines Sperrmechanismus ist. Ein (132) dem Servoverstärker (130) gegensinnig zum solcher Sperrmechanismus ist vielfach erwünscht, um Ausgangssignal der Vergleichsschaltung (126) zugeführt wird.

7. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichs-

schaltung (126) bei Differenz Null ein Signal an eine Sperre (110a) für die Zahnstange liefert.

Die Technik der Informationsspeicherung hat sich sehr schnell entwickelt, wobei dauernd Verbesserungen hinsichtlich der Informationsmenge erzielt wurden, die in einem speziellen Medium gespeichert werden kann, und hinsichtlich der Zeit für den Zugriff zu dieser gespeicherten Information. Für Information, die häufig verwendet werden muß, aber nicht in einer festen Folge, ist die Zeit für das Wiederauffinden außerordentlich die jeweilige Positionsstreubreite des Schlittens klein zu halten. Unabhängig davon ist auch ein die Schlittenposition anzeigender Detektor bekannt. Dieser bekannte Detektor wirkt mit einer Zahnstange zusammen und liefert bei Feststellung eines Zahns oder einer Zahnlücke der Zahnstange jeweils ein bestimmtes Signal an einen Zähler (IBM Technical Disclosure Bulletin, V₀I. 8, No. 8, Januar 1966, S. 1033). Dieser bekannte Detektor weist einen flexiblen Balken auf, der sich unter dem Einfluß eines Magnetfeldes hinsichtlich der Zähne der Zahnstange ausrichtet. Auslenkungen des flexiblen Balkens aus seiner Ruhelage werden mit Dehnungsmeßstreifen detektiert, wobei jeweils die Nullagen gezählt werden. Ein solcher Detektor hat sich in der Praxis als unbrauchbar erwiesen, weil er ein eigenes Schwingungssystem bildet, das bei praktisch auftretenden Verstellgeschwindigkeiten in Resonanz

kommt und dadurch fehlerhafte Signale an den Zähler

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die der Erfindung zugrunde Hegende Aufgabe durch eine Kombination dieser beiden Techniken gelöst werden kann, sofern ein störungssicherer Detektor verwendet w;rd, der nicht zu Eigenschwingungen neigt Ausgehend von einer Verstelleinrichtung für die Magnetkopfeinheit eines Plattenspeichers, bei der die Kopfeinheit auf einen auf die platten zu bzw. von diesen weg verschiebbaren Schlitten montiert ist, bei der der Schlittenantrieb ein elektrischer Linearmotor mit einer Spule, deren Achse parallel zur Laufrichtung des Schlittens liegt, und mit einem Magneten, insbesondere Permanentmagneten, ist,und am Schlitten eine Zahnstange vorgesehen ist, die gegebenenfalls Teil eines Sperrmechanismus ist, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe deshalb dadurch gelöst, daß die Zahnstange in an sich bekannter Weise mit einem Detektor zusammenwirkt, der bei Feststellung eines Zahns oder einer Zahnlücke der Zahnstange jeweils ein bestimmtes Signal an einen Zähler liefert, daß dessen Stand als Steuersignal für den Schlittenantrieb dient, und daß der Detektor einen Wandler mit variabler Reluktanz aufweist. Bei einer solchen Konstruktion ist also eine unmittelbare Anzeige der Schlittenposition durch das Zusammenwirken der Zahnstange des Detektors und des Zählers verfügbar, und ein Wandler mit variabler Reluktanz ist mechanisch starr und neigt nicht zu Eigenschwingungen, so daß keine Störsignale erzeugt werden.

Um eine große Zahl von Spuren auf den Speicherplatten zu erreichen, müssen möglichst viele Stellungen der Magnetkopfeinheit pro Längeneinheit feststellbar sein. Um dieses Ziel auch bei einer kleineren Zahl von Zähnen pro Längeneinheit zu erreichen, kann gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung der Detektor aus zwei Wandlern mit variabler Reluktanz bestehen, die um eine halbe Zahnteilung der Zahnstange gegeneinander versetzt sind. Es werden also beim Durchlaufen einer Längeneinheit doppelt so viele Signale geliefert wie Zähne pro Längeneinheit vorhanden sind, so daß sich auch doppelt so viele Einstellpositionen für die Magnetkopfeinheit pro Längeneinheit ergeben wie Zähne pro Längeneinheit vorhanden sind.

Zum Aufsuchen einer neuen Speicherzylinderadresse. d.h. Schlittenposition, können die bisher bei Magnetplattenspeichern verwendeten Techniken benutzt werden; die besonderen Eigenschaften des elektrischen Linearmotors werden jedoch am besten ausgenutzt, wenn der an den Detektor angeschlossene Zähler und ein Adressenregister an einer Vergleichsschaltung angeschlossen sind, die ein dem Vergleichsergebnis entsprechendes Signa! an einen Servoverstärker liefert, an den die Linearmotorspule angeschlossen ist.

Damit zur eindeutigen Darstellung der Position des Schlittens nicht jeweils bis zum ersten bzw. letzten Speicherzylinder des Magnetplattenspeichers gefahren werden muß, wird bei Verwendung einer solchen Vergleichsschaltung vorzugsweise das Signal von dieser einem Eingang des Zählers zugeführt, mit dem dieser auf Aufwärts- oder Abwärtszählen umschaltbar ist, so daß aus jeder Position des Schlittens in jeder Richtung gefahren werden kann.

Üblicherweise liefern Zähler, Register und Vergleichsschaltungen Digitalsignale, in Verbindung mit dem Linearmotor liefern der Zähler und das Register jedoch zweckmäßigerweise den Zählwerten bzw. Adressen entsprechende Analogsignale und die Vergleichsschaltung ein der Differenz dieser Signale entsprechendes Analogsignal, das nach Verstärkung im Servoverstärker unmittelbar als Betriebsspannung für den Linearmotor dient

Das von der Vergleichsschaltung gelieferte Vergleichsergebnis entspricht nicht nur dem Vorzeichen, sondern auch der Größe der Differenz zwischen der derzeitigen Position und der gewünschten Position, so daß der Treibstrom für den Linearmotor zunächst relativ hoch ist und bei Annäherung an die gewünschte Adresse immer kleiner wird. Bei großen Entfernungen kann sich dadurch eine zu große Anfangsgeschwindigkeit ergeben. In Verbindung mit dem bekannten Linearmotorantrieb ist bereits ein Geschwindigkeitsgeber bekannt und zur Verhinderung einer zu großen Anfangsgeschwindigkeit kann ein solcher Geschwindigkeitsgeber gemäß einer speziellen Ausbildung der Erfindung in der Weise verwendet werden, daß die Ausgangsspannung des Geschwindigkeitsgebers dem Servoverstärker gegensinnig /um Ausgangssignal der Vergleichsschaltung zugeführt wird. Es ergibt sich dadurch eine Regelung für die Geschwindigkeit, durch die auch bei kurzen Entfernungen sehr hohe Geschwindigkeiten möglich sind, ohne daß bei großen Entfernungen die Gefahr besteht, daß die Geschwindigkeit zu groß wird.

Um den Schlitten in der erreichten Position, d. h. an der gewünschten Speicheradresse festzuhalten, kann von der Vergleichsschaltung bei Differenz Null ein Signal abgeleitet werden, und mit diesem eine Sperre für die Zahnstange betätigt werden, so daß ein zusätzlicher Vcrriegelungsmechanismus für den Plattenspeicher nicht benötigt wird.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer kompletten Plattenantriebseinheit;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den linearen Positioniermechanismus entsprechend der Linie 2-2 in Fig. 1:

Fig. 3 eine Aufsicht auf den Sperrmechanismus gemäß Fig. 2;

Fig.4 einen Schnitt durch den Sperrmechanismus entsprechend der Linie 4-4 in F i g. 3; und

F i g. 5 ein Blockschaltbild der Verstelleinrichtung. Ein Magnetplattenspeicher gemäß F i g. 1 besteht aus einer Antriebseinheit 10 in Verbindung mit einem Plattenstapel 12.

Dieser besteht aus sechs Platten mit insgesamt zehn Aufzeichnungsflächen 14 und ist als Einheit auf eine Spindel der Plattenantriebseinheit 10 montiert. Die Spindel und der daran befindliche Plattenstapel 12 werden mit einem nicht dargestellten rotierenden Antriebsmotor mit Drehzahlen bis zu 4000 U/min angetrieben.

Jede der Aufzeichnungsflächen 14 ist mit einem Magnetfilm beschichtet, über dem ein Magnetkopf 18 relativ läuft. Die Magnetköpfe 18 sind auf Trag- oder Zugriffsarmen 20 montiert, und die zehn kopftragenden Zugriffsarme 20 biiden eine Magnetkopfbank 22, die sich einheitlich in den Plaltenstapel hinein- und aus diesem hinausbewegt. Zwei Köpfe 18 treten in den Raum zwischen benachbarten Platten ein, wobei ein Kopf auf der Unterseite der oberen Platte und der andere Kopf auf der oberen Seite der unteren Platte arbeitet.

Die Kopfbank 22 ist auf einen frei rollenden Schlitten 24 montiert, der auf einer gehärteten Führung 26 auf

drei Paar quer einander gegenüberliegenden Kugel- 117 des Magnetgehäuses 32 einwärts und auswärts lagerrollen 28 läuft. Die Rollen 28, die deutlicher in bewegen.

F i g. 2 erkennbar sind, sind paarweise montiert, so daß _ . . · _■ » · _L jjo u

alle vertikalen und horizontalen Bewegungen mit Betr.ebswe.se des Antriebsmotors und des Sperrmecha-

Ausnahme der in der gewünschten Richtung vermieden 5 nismus

sind. Die Lage des Schlittens 24 und damit die Position der

Eine Linearbewegung mit dem Schlitten 24 durch Magnetköpfe 18 im Plattenstapel 12 wird von einem einen Antriebsmotor 30 erteilt, der aus einem Detektor 120 mit variabler Reluktanz detektiert. Der stationären Permanentmagneten besteht, der ein Detektor 120 ist gegenüber der Zahnstange 42 in der Gehäuse 32 um eine bewegliche Spule oder einen Anker 10 Nähe des Endes der Sperrklinke 40 angeordnet. Der 34 bildet. Die Spule 34 ist direkt mit drei Lappen 36 (vgl. Detektor 120 ist mit zwei Primärwicklungen und zwei F i g. 2) am Schlitten 24 befestigt. Der Schlitten 24 wird Sekundärwicklungen versehen, die einen solcher durch Betätigung eines Sperrmechanismus 38 in seiner Abstand voneinander haben, daß, wenn eine Primär-Position verriegelt, der eine Klinke 40, die an einem wicklung einem Zahn der Zahnstange gegenübersteht stationären Gestell 44 (Fig.2) befestigt ist, in eine 15 die andere Primärwicklung einer Zahnlücke gegenüber-Zahnstange 42 fallen läßt, die am beweglichen Schlitten steht. Jede Primärwicklung ist mit einer Sekundärwick- 24 befestigt ist. lung gekoppelt, die einer Zahnlücke gegenübersteht

In F i g. 2 ist die Vorrichtung zur linearen Positionie- wenn die damit gekuppelte Primärwicklung einem Zahn rung näher dargestellt. Die Aufsicht gemäß F i g. 2 zeigt gegenübersteht. Wenn die Zahnstange 42 am Detektoi den Schlitten 24 in der zurückgezogenen Stellung. In 20 120 vorbeiläuft, wird jeder Zahn zweimal gezählt dieser Stellung sind die Zugriffsarme 20 voll aus dem wodu.ch jede Position angezeigt wird, in der dei Plattenstapel 12 herausgezogen. Da die einzige Zeit, in Schlitten 24 durch die doppelt wirkende Klinke 4C der die Klinke 40 aus der Zahnstange 42 herausgezogen gestopppt werden kann.

sein muß,die Zeitdauer eines Suchvorgangs ist,bei dem Im Blockschaltbild Fig.5 sind die in Fig. 1 bis A

eine neue Kopfstellung eingestellt wird, ist die Klinke 25 bereits gezeigten Teile mit den gleichen Bezugszeicher mit Schraubenfedern 108 derart belastet, daß sie in die versehen, jedoch ist jeweils der Buchstabe »a< Zahnstange 42 einfällt, wenn der Sperrmechanismus 38 hinzugefügt. Der Detektor 120a liefert ein Signal, daC aberregt ist. Die Federbelastung wird durch Schrauben- die derzeitige Adresse der Magnetköpfe repräsentiert federn 108 geliefert, die an einem Ende an einen an einen Zähler 122, der ein Register für derzeitige Schwenkzapfen 109 und am anderen Ende an der 30 Adressen bildet.

Sperrklinke 40 befestigt sind. Eine lösbare Sperre 110 Sobald die Antriebseinheit zum Lesen/Schreiber

wird zum Beginnn eines Suchvorganges eingeschaltet, vorbereitet worden ist, wird ein Suchvorgang dadurch so daß die Klinke die Zahnstange 42 freigibt, und wenn begonnen, daß in das Adressenregister 124 für neue die gesuchte Adresse (Kopfstellung) erreicht worden ist. Adressen eine neue Adresse eingegeben wird. Eir wird die Sperre 110 im Gegensinne gepulst, so daß die 35 Eingang für die neue Adresse und ein korrelierendei federbelastete Klinke 40 in die Zahnstange 42 fällt und Eingang vom Register für derzeitige Adressen werder die Kopfbank 22 in der gewünschten Stellung verriegelt. in einen Addierer oder eine Vergleicherschaltung 126 Die Zahnstange enthält mehr als 100 Zähne 112 (von eingegeben.

denen der Übersichtlichkeit halber nur einige gezeich- Die Vergleicherschaltung 126 summiert die eingege

net sind), die mehr als 100 Stellungen bilden, in die die 40 benen Analogspannungen und stellt die Anzahl vor Kopfbank 22 eingestellt werden kann. Bei der Positionen oder Aufzeichnungszylindern fest, die die dargestellten Ausführungsform ermöglicht die neuarti- Magnetkopfbank 22 zurücklegen muß, um die neue ge Sperrklinke 40, daß die Kopfbank 22 auf doppelt so Adresse zu erreichen. Die Laufrichtung, entweder aul viele Stellen eingestellt werden kann wie Zähne in der die Plattenstapelspindel 16 zu oder auf den erster Zahnstange 42 enthalten sind. Diese Sperrklinke 40 ist in 45 Aufzeichnungszylinder 128 (Fig. 1) an der Peripherie zwei Hälften 40a und 406 aufgespalten, wie in F i g. 4 einer Plattenstapelaufzeichnungsfläche 14, wird dadurch dargestellt ist, die schwenkbar auf den Zapfen 109 bestimmt, daß geprüft wird, ob die Summe dei montiert sind. Analogaddition der Adressen positiv oder negativ ist

Jeweils vier Zähne 114 am Ende jeder Klinkenhälfte Die Richtung des Laufs wird durch die Polarität dei sind um die halbe Zahnteüung gegeneinander versetzt. 50 Spannung festgelegt, die auf der Leitung Vi steht, die di( Da sie die gleiche Zahnteüung haben wie die Zähne der Polarität des Eingangssignals für die Spule 34 de; Zahnstange 42, kann zu einem bestimmten Zeitpunkt Antriebsmotors 30 steuert

jeweils nur ein Satz Zähne in die Zahnstange eingreifen. Die Vergleicherschaltung 126 bildet eine Analogspan

wie in F i g. 3 veranschaulicht ist Wenn der Schlitten 24 nung V« entsprechend der Anzahl der Zylinder, die de. um die Hälfte einer Zahnteilung bewegt worden ist 55 Schlitten 24a durchlaufen muß. Diese Spannung V, kann der andere Zahnsatz in die Zahnstange 42 bestimmt die gewünschte Geschwindigkeit mit der die einfallen, und nicht der bisher in die Zahnstange Spule und die Köpfe auf die neue Adressenspur zulaufet eingreifende Zahnsatz, Beide Hälften der Klinke 40 soQen. Die Spannung V₄ und die gewünschte Geschwür werden von der gleichen Sperre 110 betätigt die digkeit sind maximal, wenn mehr als 32 Spuren gekreuzt während Suchvorgängen beide Hälften löst te werden müssen, und sie verringert sich stufenweise

Der lineare Antrieb für den Schlitten und die wenn der Kopf sich der neuen Adresse auf 32, dann 16 Kopf-Arm-Einheit wird von einem Antriebsmotor 30 dann 8 usw. Spuren nähert

abgeleitet der elektrische Energie direkt in eine lineare Ein Geschwindigkeitsgeber 132 (F 1 g. 1) bzw. 132i

Bewegung umwandelt Em ans Draht gewickelter (Fig.5) erzeugt eine Spannung V₂ proportional de. zylindrischer Anker oder eine Spute 34 sitzt in einem 6s tatsächlichen Geschwindigkeit der Spule 34 und de. stationären Gehäuse 32 aus einem Permanentmagneten. Köpfe 90. Diese Spannung V₂, die vom Geber 132j Die Spule 34, die mit Lampen 38 am Schütten befestigt erzeugt wird, und die Spannung V4 vom Dekodierer 12t ist kann sich frei durch ein Loch 116 in einer Stirnplatte werden in einem Servoverstärker 130 verglichen, so dai

ein Abweichungssignal erzeugt wird, das vom Servoverstärker 130 an die Spule 34 geliefert wird. Dieses Abweichungssignal vom Servoverstärker sorgt damit dafür, daß die Suchgeschwindigkeit der Köpfe sich der Suchgeschwindigkeit nähert, die durch die Vergleicherschaltung festgelegt worden ist, wobei die Köpfe

verlangsamt werden, wenn sie sich < nähern, und wenn die Vergleicl erreicht, pulsiert der Sperrantrieb i; um die Zahnstange 42 und die Klinke verrasten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: wichtig. Das Wiederauffinden von beliebig auf Band gespeicherter Information ist für einige Anwendiingsfäl-Ie zu zeitaufwendig. Es sind deshalb Vorrichtungen zur magnetischen Speicherung auf Zylindern und Platten entwickelt worden, um einen willkürlichen Zugriff zu aufgezeichneter Information dadurch zu erhalten, daß ein Aufzeichnungskopf, der einen magnetischen Wandler enthält direkt über den Teil des Zylinders oder der Platte eingestellt wird, der die gesuchte Information ίο enthält Plattenantriebe nach dem derzeitigen Stand der Technik enthalten Plattenstapel mit einer Anzahl von Platten, die um eine gemeinsame Achse rotieren. Schreib- und Lese-Wandler sind in Banken montiert und reichen einstellbar über die verschiedenen Aufzeich-

1. Verstelleinrichtung für die Magnetkopfeinheit eines Plattenspeichers, bei der die Kopfeinheit auf einen auf die Platten zu bzw. von diesen weg verschiebbaren Schlitten montiert ist, bei der der Schlittenantrieb ein elektrischer Linearmotor mit einer Spule,- deren Achse parallel zur Laufrichtung des Schlittens liegt, und mit einem Magneten, insbesondere Permanentmagneten, ist, und am Schlitten eine Zahnstange vorgesehen ist, die gegebenenfalls Teil eines Sperrmechanismus ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (42) in an sich bekannter Weise mit einem 15 nungsflächen der Platten auf fingerartigen Zugriffsar- Detektor (120) zusammenwirkt, der bei Fiststellung men. Die Plattensiapel rotieren mit hohen Drehzahlen () in der Größenordnung von 4000 U/min.

Die Information wird in konzentrischen Spuren auf

eines Zahns (112) oder einer Zahnlücke der Zahnstange (42) jeweils ein bestimmtes Signal an einen Zähler (i22) liefert, daß dessen Stand als Steuersignal für den Schlittenantrieb dient, und daß der Detektor (120) einen Wandler mit variabler Reluktanz aufweist.

2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (120) aus zwei Wandlern mit variabler Reluktanz besteht, die um eine halbe Zahnteilung der Zahnstange (42) gegeneinander versetzt sind.

3. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Detektor (120) angeschlossene Zähler (122) und ein Adressenregister (124) an eine Vergleichsschaltung (126) angeschlossen sind, die ein dem Vergleichsergebnis entsprechendes Signal an einen Servoverstärker (130) liefert, an den die Linearmotorspule (34a) angeschlossen ist.

4. Verstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal von der Vergleichsschaltung (126) einem Eingang des Zählers (122) zugeführt wird, mit dem dieser auf Aufwärts- oder Abwärts-Zählen umschaltbar ist.

5. Verstelleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (122) und das Adressenregister (124) den Zählwerten bzw. Adressen entsprechende Analogsignale liefern und die Vergleichsschaltung (126) ein der Differenz dieser Signale entsprechendes Analogsignal.

6. Verstelleinrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5. bei der an den Linearmotor ein Geschwindigkeitsgeber angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen AufzeicbnungsfJächen der Platten aufgebracht. Ein vertikaler Satz Spuren in einem Plattenstapel oder einem Plattenpack bildet einen Speic'-.erzylinder. Jeder Wandler in der Kopfbank wird über die Spur auf jeder Speicherfläche des Plattenstapels gestellt, die den Speicherzylinder bildet, wenn die Kopfbank eine bestimmte lineare Stellung einnimmt. Die Auswahl einer einzelnen Spur wird elektromechanisch durchgeführt. Dazu wird ein sehr empfindlich ansprechender linearer Einstellmechanismus benötigt, der nicht nur eine kleine Zugriffszeit beim Wiederauffinden von gespeicherter Information hat, sondern auch in der Lage ist, den Magnetkopfwandler in eine schmale, vorgegebene Spur genau einzustellen.

Durch die Erfindung soll eine Verstelleinrichtung für die Magnetkopfeinheit eines Plattenspeichers, bei der die Kopfeinheit auf einen auf die Platten zu bzw. von diesen weg verschiebbaren Schlitten montiert ist. verfügbar gemacht werden, bei der der Schlittenantrieb unmittelbar von einem Signalgeber angesteuert werden kann, der ein die derzeitige Position des Schlittens und damit der Lese- oder Schreibköpfe angebendes Signal liefert. Voraussetzung dafür ist ein unmittelbar die Schlittenposition anzeigender Detektor, der eindeutige Signale liefert.

Ein für diesen Zweck in Frage kommender Antrieb ist bekannt, es handelt sich um einen elektrischen Linearmotor mit einer Spule, deren Achse parallel zur Laufrichtung des Schlittens liegt, und einen Magneten, insbesondere Permanentmagneten (US-PS 32 60 870). Bei diesem Antrieb ist am Schlitten eine Zahnstange