DE2655010B2

DE2655010B2 - Einrichtung zur öffnung eines rotierenden Stapels von ringförmigen flexiblen Speicherplatten, insbesondere eines Magnetplattenspeichers

Info

Publication number: DE2655010B2
Application number: DE2655010A
Authority: DE
Inventors: Bernard William Mcginnis; James Amos Weidenhammer
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-12-08
Filing date: 1976-12-04
Publication date: 1978-06-29
Also published as: AU505465B2; NL7613537A; FR2335016B1; BR7608248A; GB1503067A; JPS5642066B2; CH607226A5; SE7613730L; CA1074441A; DE2655010A1; BE848054A; AU2038476A; JPS5270817A; SE408498B; IT1070428B; FR2335016A1; ES454014A1; US4051541A; DE2655010C3

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur öffnung eines rotierenden Stapels von ringförmigen, durch Abstandsringe voneinander getrennt angeordneten flexiblen Speicherplatten, insbesondere eines Magnetplattenspeichers für die Bildung eines Zugriffsraumes zwischen zwei Speicherplatten für den in Axial- und Radialrichtung einstellbaren Magnetkopf-Tragarm, dessen Magnetkopf auf ausgewählte Aufzeichnungsspuren einer ausgewählten Speicherplatte einstellbar ist, mit Abstandsräumen zwischen den Speicherplatten, die durch öffnungen der Speicherplatten ventiliert werden.

Es ist bekannt (US-PS 35 09 553), eine Einrichtung zur öffnung eines rotierenden Stapels von ringförmigen flexiblen Speicherplatten so auszubilden, daß am Außenumfang des Plattenstapels in axialer Richtung ein Magnetkopf-Träger auf eine ausgewählte Speicherplatte einstellbar ist, dessen Magnetkopf nach dem Erreichen der Speicherplatte in wahlfreier Adressierung in radialer Richtung auf eine ausgewählte Aufzeichnungsspur bewegt wird. Bei diesem Vorgang bewirkt der Magnetkopf-Träger durch Auslenkung der Speicherplatten in einem Sektorbereich des Plattenstapels einen Zugriffsraum. Die in der Mitte des Zugriffsraumes durchlaufende ausgewählte Speicherplatte wird an beiden Seiten durch Teile des Magnetkopf-Trägers umfaßt. Der an einem der beiden Teile befestigte Magnetkopf bewirkt an einer Aufzeichnungsfläche der Speicherplatte die Abtastung der eingestellten Speicherspur.

Die Anwendungsmöglichkeit der bekannten Einrichtung beruht auf der Voraussetzung, daß der Magnetkopf entsprechend einer gewünschten Einstelladresse mit großer Genauigkeit auf die ausgewählte Speicherplatte eingestellt werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe bereitet jedoch Schwierigkeiten, wenn in einem Plattenstapel eine sehr große Anzahl von Speicherplatten dicht übereinander angeordnet sind. Es besteht ferner die Schwierigkeit, daß der durch den MagDetkopf-Träger gebildete Zugriffsraum im Plattenstapel instabil ist, so daß die mit großer Geschwindigkeit umlaufenden Speicherplatten Schwingungen ausführen, die sich störend auf die genaue Lage des Magnetkopfes in der Abtastposition auswirken.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Öffnung eines rotierenden Stapels von ringförmigen flexiblen Speicherplatten, insbesondere für einen Magnetplattenspeicher so auszubilden, daß die Zugriffsbewegungen des Magnetkopfes und die Abtastungen der Aufzeichnungsspuren durch den Magnetkopf mit großer Betriebssicherheit durchgeführt werden können.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Abstandsräume zwischen den Speicherplatten durch deren öffnungen mit einem regelbaren Unterdruckerzeuger in Verbindung stehen und daß ein am Stapelumfang in axialer Richtung auf ausgewählte Speicherplatten einstellbarer Träger mit einem regelbaren, einen stabilen Zugriffsraum zwischen zwei Speicherplatten herstellenden Überd^ruckerzeuger und einem Adressen am Umfang der Speicherplatten abfühlenden Signalkopf vorgesehen ist.

Durch den regelbaren Unterdruckerzeuger besteht die Möglichkeit, die Ventilation des Plattenstapels so zu regeln, daß seine Form bistabil wird, d. h., daß er durch Überdruckerzeugung an einer ausgewählten Stelle des Außenumfangs in eine stabile Betriebslage gebracht werden kann. In dieser ist der Zugriffsraum für den Magnetkopf nicht nur auf einen Sektor des Plattenumfanges beschränkt, sondern er besteht über dem ganzen Plattenumfang, so daß der Magnetkopf störungsfrei in einer ausgewählten Spurposition gehalten werden kann.

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 die Gesamtanordnung eines Stapels von Speicherplatten mit einem regelbaren Unterdruckerzeuger in Querschnittdarstellung,

F i g. 2 die Ansicht eines am Außenumfang des Plattenstapejs in axialer Richtung einstellbaren Trägers mit einem Überdruckerzeuger, einem Signalkopf, der am Umfang der Speicherplatten Adressen abtastet und einem Datensignalkopf,

F i g. 3 eine Vorderansicht der Anordnung von F i g. 2, worin eine Teilöffnung durch die Wirkung der Luftdüse erzielt wird,

F i g. 4 eine selbsthaltende volle Teilung,

Fig.5 Platten mit wendelförmig angeordneten, fortlaufend differenzierbaren Kennzeichen zur Lagebestimmung einer Teilung innerhalb einer Gruppe von k=4 Platten,

Fig. 6 von den Kennzeichen der Fig. 5 für verschiedene Positionen der Teilung abgeleitete Signalmuster,

F i g. 7A eine auf die abgefühlten Kennzeichen ansprechende Schaltung, die eine Modulo-4-DarstelIung der Adresse einer Teilöffnung ableitet und

F i g. 7B in besagter Schaltung erzeugte Signale,

Fig.8 eine logische Steuerung in schematischer Form, um eine Teilöffnung in einer grob eingestellten

Versuchslage herbeizuführen,

Fig.9 eine Logikanordnung zur Bestimmung der Abweichung einer Teilöffnung und Festlegung einer richtig eingestellten selbsthaltenden vollen Teilung,

F i g. 10 den Kopf zum Abfühlen der Lage mit Bezug auf eine selbsthaltende Teilung,

F i g. 11 das Prüfmuster für die selbsthaltende Teilung und

Fig. 12 und 13 ein Verfahren zur Anordnung von Kennzeichen auf Platten und zur Anordnung der Platten in einen Stapel.

Die Einrichtung zur Erklärung der vorliegenden Erfindung in F i g. 1 zeigt eine größere Zahl gestapelter flexibler Platten 1, die einer gewissen Belüftung für selbsthaltende Teilung unterliegen. Diese Einrichtung wird anschließend kurz erklärt.

Die Speicherplatten 1, zentral durch dünne Distanzstücke 2 getrennt, sind in einem geordneten Stapel zwischen starren Endplatten 3, 4 eingespannt. Dieser Stapel ist auf einer Spindel 5 gelagert und wird kontinuierlich von einem nicht dargestellten Motor über die Welle 5-1 mit hoher Umdrehungsgeschwindigkeit von z. B. 1800 U/min angetrieben.

Die öffnungen 1-1 (Fig.2) in den Platten 1 sind so ausgerichtet, daß sie parallel zur Achse des Plattenstapels verlaufende kontinuierliche Luftkanäle bilden, welche die Räume zwischen den Platten verbinden (von den Kanten der Distanzstücke 2 bis zu den äußeren Kanten der Platten). Die Kappe 4-1 auf der Platte 4 bildet einen geschlossenen Raum 4-2 (Fig. 1), der über jo die Löcher 4-3 in der Endplatte 4 mit den ausgerichtf.ten Öffnungen 1-1 in den Platten in Verbindung steht.

Zwischen den sich schnell drehenden Platten durch Zentrifugalwirkung ausgestoßene Luft wird entweder teilweise oder vollständig ersetzt durch Luft, die veränderlich dem Raum 4-2 zugeführt wird. Diese Luftzufuhr beeinflußt das Gleichgewicht in der Auslenkung der Speicherflächen 1-3 (zwischen den öffnungen 1-1 und dem Außenrand der entsprechenden Platten).

Der Druck der dem Raum 4-2 zugeführten Luft wird wie folgt bestimmt. Das Rohr 5-2 (F i g. 1), das drehbar mit der Spindel 5 verbunden ist, bildet einen Verbindungskanal, durch den Unterdruck im Raum 4-2 erzeugt werden kann. Eine manuell verstellbare Drosselöffnung 6-1 steht mit dem Rohr 5-2 über ein nichtdrehbares flexibles Rohr 6-2 in Verbindung. Letzteres ist mit der feststehenden Hülse 6-3 verbunden, in die das Rohr 5-2 mittels der Lager 6-4 drehbar eingeführt ist.

Das Innere des Rohres 5-2 steht mit dem Inneren des so Rohres 6-2 über öffnungen 5-3 und mit dem Raum 4-2 über öffnungen 5-4 in Verbindung. Die öffnung 6-1 ist somit an die Räume zwischen den Speicherflächen der Platten 1 angeschlossen über: Rohr 6-2, Rohr 5-2, öffnungen 5-4, Raum 4-2 und Löcher 4-3 der Endplatten 5r> und öffnungen 1-1 in den Speicherplatten.

Die Öffnung 6-1 wird manuell so eingestellt, daß die nur von ihr in die Räume zwischen den Platten einströmende Luft einen gewissen Unterdruck innerhalb eines vorgegebenen Bereiches, bezogen auf bo atmosphärischen Druck, erreicht. Dadurch werden die rotierenden Platten bezüglich Auslenkung in einen bistabilen Gleichgewichtszustand versetzt.

Das Rohr 5-2 und die Hülse 6-3 (Fig. 1) können durch Einschalten der Magnetspule 7 seitlich nach links gegen den Widerstand der Feder 5-5 verschoben werden. Dadurch wird der Hebel 7-1 gegen den Uhrzeigersinn gedreht und die Platte 5-6 von der Kappe 4-1 weg nach innen verschoben. Dies verbindet den Raum 4-2 über eine große öffnung 4-4 in der Kappe 4-1 direkt mit der Umgebung und erhöht so den Druck darin über den vorher erwähnten Bereich des bistabilen Zustandes. Der Zustand der Platten bezüglich Auslenkung wird nun monostabil. Wenn die Magnetspule ausgeschaltet wird, drückt die Feder 5-5 als Verschluß die Platte 5-6 wieder dicht an die öffnung 4-4.

Im monostabilen Zustand widersetzen sich die freien Flächen 1-3 der Platten einer Auslenkung aus den Bahnen, die durch die Distanzstücke 2 vorgegeben sind. Im bistabilen Zustand jedoch können die Platten in ihren Umlaufbahnen mit gleichmäßigen Abständen vorübergehend gestört werden und in eine breite Teilung 9 des Stapels übergehen, die in F i g. 4 gezeigt ist und sich über den vollen Umfang von 360° erstreckt. Diese Konfiguration wird nach Beendigung der Störung beibehalten.

Im ungeteilten Stapel mit den regelmäßigen Abständen sind die Plattenspeicherflachen 1-3 (Fig.2) für einen im Speicher extern verschiebbaren Schreib/Lesekopf 8 unzugänglich (Fig.2—4). Im Raum der selbsthaltenden Teilung 9 (F i g. 4) kann jedoch leicht an irgendeiner radialen Koordinate der ihn begrenzenden Flächenbereiche 1-3, der Kopf 8 für Übertragungsoperationen eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum schnellen, einfachen und präzisen Bestimmen der Stelle für eine Teilung, bevor die eigentliche selbsthaltende Teilung durchgeführt wird. Die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung mit Belüftung stellt eine Möglichkeit dar. Eine andere Einrichtung mit Belüftung zum Erzielen von Bistabilität, bei welcher Luft in die Abstände zwischen den Speicherflächen durch radiale Kanäle in den Distanzstücken 2 aus einem von Distanzstücken und Platten umschlossenen, zentralen Hohlraum einströmt, ist ebenfalls für die vorliegende Erfindung geeignet.

Bestimmen der Lage und Durchführung der Teilung

Die Vorrichtung 10 zum schnellen Bestimmen der Lage einer Teilung in selbsthaltender Form 9 und zu ihrer Durchführung ist in den F i g. 2, 3 und 5 bis 11 gezeigt. Sie umfaßt einen parallel zur Drehachse der Platten 1 transportierbaren Schlitten 10-1, einen Speicher-Schreib/Lesekopf 8, eine Luftdüse 10-2 (die durch das Rohr 10-3 an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen ist, die durch ein ebenfalls nicht gezeigtes, elektrisch betätigtes Ventil gesteuert wird) und einen Lage-Prüfkopf 10-4 zum Abfühlen der permanent auf den Kanten der Platten I in progressiv veränderter Form aufgezeichneten Kennzeichen.

Die Düse 10-2 und der Prüfkopf 10-4 sind auf dem Schlitten 10-1 in feststehender Lage zueinander und zum Schlitten aufgebaut. (Die Düse wurde beschrieben in IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 17, Nr. 1, Seiten 329 und 330, Juni 1974, »Rifling Device« von B.W. McG inn is und in IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 17, Nr. 11, Seiten 3351 und 3352, April 1975, »Air Nozzle For Floppy Disk Selection« von E. D. Bark huf f, D.S. Borm und B. W. McGinn is). Der Kopf 8 ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, auf dem Schlitten 10-1 gelagert und für radiale Belegung in besagte Teilung 9 hinein und aus ihr heraus eingerichtet. Der Kopf 8 kann auch für axiale Bewegung unabhängig vom Schlitten 10-1 angebracht sein.

Wenn der Ventilationsdruck durch Freigabe der öffnung 4-4 angehoben wird (wodurch an den Flächen 1-3 der monostabile Zustand erzeugt wird) und Luft zur

Düse 10-2 geführt wird, dann bildet sich eine Teilungslücke 9-1 (Fig.3) in jenem Zwischenraum der Platten, welcher der Ausrichtung mit der Düsenöffnung am nächsten liegt. Diese Teilungslücke erstreckt sich über einen kleinen Winkel des Gesamtumfanges von 360° der Platten und ist in ihrer Form nicht regelmäßig genug, um ein ungehindertes radiales Einschieben des Schreib/Lesekopfes 8 und ein gleichförmiges Spurverfolgen durch besagten Kopf zu ermöglichen.

Wenn die öffnung 4-4 wieder geschlossen und dadurch der Ventilationsdruck auf den Wert für Bistabilität reduziert wird, während eine Teilungslücke an einer bestimmten Stelle durch aus der Düse 10-2 austretende Luft gehalten wird, dann verlagert sich die Auslenkung der Platten an der Teilungslücke bis zur selbsthaltenden voll zugänglichen Teilung 9 in Fig.4, die sich zur Aufnahme des Kopfes 8 eignet.

Die Teilungslücke ist in wesentlich kürzerer Zeit gebildet als die volle Teilung (0,010 Sekunden gegenüber 0,1 bis 0,5 Sekunden) und ermöglicht eine genaue Lageprüfung, bevor der wesentlich langsamere Vorgang der Bildung einer selbsthaltenden Teilung abläuft.

Als zusätzliche Grundlage wird darauf hingewiesen, daß die Platten 1 in F i g. 1 im allgemeinen wie folgt benutzt werden. Für jeden neuen Zugriff (Suchvorgang) gibt der Benutzer der Platten eine Zieladresse an (zylindrische Koordinaten für das Rotationsvolumen des Stapels) wie in jedem konventionellen Datenspeicher mit einer Anzahl Platten. Die vorliegende Erfindung bewirkt die Bildung einer Teilungslücke, die rechts an den Prüfkopf 10-4(Fi g. 3) anschließt und trotz Grobeinstellung sehr dicht bei der axialen Koordinate der Zieladresse liegt (innerhalb eines Normabstandes). Anschließend wird eindeutig festgestellt, ob die Position der Teilungslücke mit der Zielkoordinate zusammenfällt. Wenn das nicht der Fall ist (von Null verschieden·; Abweichung), dann wird der Schlitten schrittweise in der Richtung neu eingestellt, daß die Abweichung Nu;l wird, und dieses wird dann wieder geprüft. Wenn schließlich die Übereinstimmung der Teilungslücke mit der Zielkoordinate innerhalb von zwei Neueinstellungsschritten festgestellt ist, wird der Ventilationsdruck durch Ausschalten der Magnetspule 7 und Schließen der öffnung 4-4 durch die Platte 5-6 reduziert. Dadurch wird eine selbsthaltende Teilung an der Stelle der letzten Teilungslücke, d. h. genau an der axialen Zielkoordinate, gebildet. Die der Düse 10-2 zugeführte Luft wird dann abgeschaltet und der Kopf 8 auf die radiale Spurkoordinate der Zieladresse gesetzt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bestimmung der Abweichung durch progressiv differenzierte Kennzeichen erleichtert, die permanent auf den Kanten von aufeinanderfolgenden Platten vorher aufgezeichnet worden sind. Diese Kennzeichen werden vom Kopf 10-4 abgefühlt. Wenn eine Teilungslücke (F i g. 3) gebildet isl, bilden die abgefühlten Signale ein Muster, das eindeutig die Koordinaten (Modulo 4) zur Lage der Teilungslückc angibt. Dieses Muster dient daher der genauen Bestimmung der Verschiebung der Teilungslückc bezüglich der vorgeschriebenen Zieladresse.

Das durch die vorliegende Erfindung gelöste Problem der genauen Einstellung wird anschließend an einem Beispiel erklärt. Für einen beispielhaften Plattenstapel interessante Parameter sind folgende:

Umdrehungsgeschwindigkeit 1800 U/min
Plattendurchmesscr 30 cm

Plattendicke (Nennwert)	0,03 mm
Dicke der Distanzstücke	0,09 mm
Selbsthaltende Teilung:
Breite ca.	4,0 mm

Zeit zur Bildung (vom Zeitpunkt der Gleichgewichtsstörung bis zur stabilisierten
Teilung): zwischen 0,5 und 0,1 Sekunden,
abhängig von der Art des verwendeten
Mittels zur Beschleunigung des Vorganges,
z. B. Vakuumunterstützung.

Im allgemeinen kann sich obige Plattendicke von einer Platte zur anderen und auch am Umfang einer jeden Platte etwas ändern. Deswegen und aufgrund anderer kleiner Unregelmäßigkeiten (z. B. bei der Ventilation) taumeln die Plattenränder etwas während der Rotation. In der ungeteilten Konfiguration können die Auslenkungen der Platten aufgrund dieses Taumeins bezogen auf den Nominalabstand von 0,09 mm zwischen den Platten groß sein.

Die Lage der Umfangskanten an beliebiger Stelle im ungeteilten Stapel kann sich somit während einer Umdrehung beträchtlich ändern, wodurch sich ein Fehler bei der Einstellung der die Teilung anregenden Störung ergeben kann.

Die obigen Zeitangaben zeigen, daß beim Versuch zur Bildung einer selbsthaltenden Teilung an einer falschen Koordinate die nachfolgende zusätzliche Zugriffsverzögerung zur Erkennung des Fehlers, Beseitigung der Teilung und Neubildung der Teilung an der nächsten Koordinate beträchtlich über 0,5 Sekunden liegen kann, was nicht vernachlässigbar ist. Auch dann kann die Genauigkeit der Lage der neugebildeten Teilung nach dem Löschen wegen des Taumeins ungewiß sein.

Daher möchte man die Lage der selbsthaltenden Teilung genau prüfen können, bevor diese Teilung eigentlich gebildet wird. Die vorliegende Erfindung erreicht das relativ schnell. Die angewandte Technik besteht in der raschen Bildung einer Teilungslücke 9-1 (Fig.3) an einer Versuchsstelle im monostabilen belüfteten Stapel sehr dicht am Ziel (zur Bildung erforderliche Zeit: 0,010 Sekunden), Prüfung dieser Stelle (erforderliche Zeit: 0,010 Sekunden) und, wenn die Lage richtig ist, Einleitung der selbsthaltenden Teilung 9 gemäß F i g. 4 durch Erniedrigen des Ventilationsdrukkes auf den Wert für den bistabilen Gleichgewichtszustand. Die unregelmäßige Form der Teilungslücke (etwa 2,5 mm an der breitesten Stelle) ist wesentlich weniger

so für eine sehr dichte Speicherung geeignet als die Form der selbsthaltenden, vollen Teilung. Dies beruht vor allem auf Abweichungen in den Spurbahnen an verschiedenen radialen Koordinaten, Abweichungen der Form, unsichtbar in Fig.3, die möglicherweise Störungen beim Einschieben des Kopfes 8 hervorrufen, usw. Form und Zeitverhalten der Teilungslücke sind jedoch sehr gut für präzise und schnelle Prüfung ihrer Lagekoordinaten geeignet. Ihre Lage ist in der Regel so lange sehr stabil, als die Düse 10-2 stillsteht und ihre Luftzufuhr nicht starken Schwankungen unterliegt. Typischerweise liegt der an die Düse 10-2 zum Bilden und Halten der Teilungslücke übertragene Luftdruck zwischen etwa 70 und 140 g/cm².

Bei der Prüfung wird die selbsthaltende, volle Teilung ohne Aufheben der Teilungslücke durch Freigabe des Ankerhebels 7-1 und entsprechendes Senken des Ventilationsdruckes im Raum 4-2 gebildet. Die Luftzufuhr zur Düse 10-2 wird dann gesperrt. Wenn der

Prüfvorgang eine Abweichungsanzeige ergibt (Versetzung der Teilungslücke bezüglich der beabsichtigten oder axialen Zielkoordinate), dann wird die Düse und die entstandene Teilungslücke schrittweise in der Richtung zum Ausmerzen der Versetzung neu eingestellt und der Prüfvorgang wiederholt, bis meist nach wenigen Schritten die Anzeige zu Null geworden ist.

Die Prüfung wird gemäß der Erfindung dadurch erleichtert, daß progressiv differenzierte Kennzeichen auf den Kanten von aufeinanderfolgenden Platten vorgesehen sind. Mehrere derartige Kennzeichen werden abgefühlt und dabei in ihrer Staffelung durch einen Abstand basierend auf dem Vorhandensein der Teilungslücke unterschieden. Die Alternative des Abfühlens der Kennzeichen auf nur einer Platte, die an die Teilungslücke grenzt, wird als ebenso nützlich betrachtet, ist jedoch nicht so einfach und wirtschaftlich ausführbar.

Eine bevorzugte Form unterscheidbarer Kennzeichen ist in F i g. 5 gezeigt. Die Platten tragen magnetisch aufgezeichnete Impulsgruppen, die in nicht überlappenden Winkelsektoren auf aufeinanderfolgenden Platten entlang einer Wendellinie versetzt sind. Die Impulsgruppen der aufeinanderfolgenden Platten unterscheiden sich fortschreitend durch ihre Anzahl von Einheitsimpulsen. Diese Variationen können in Gruppen von k Platten (z. B. vier, wie dargestellt) wiederholt werden. Dabei hängt die Zahl Jt von der beim ersten Versuch zur Bildung einer Teilungslücke mit Bezug auf die Zielkoordinate erreichbaren Genauigkeit ab.

Die Zahl Jt hängt außerdem vom Auflösungsvermögen der Kennzeichen und der Abfühleinrichtung ab. Im gezeigten Beispiel ist der einfachen Illustration halber die Zahl Ar=4. In der Praxis kann k auch 8 oder 16 betragen, um die Streuung des von den magnetischen Kennzeichen an den Plattenrändern ausgehenden Feldes und den breiten Erfassungsbereich eines einfachen Abfühlkopfes zu berücksichtigen.

Bei einem ersten Teilungsversuch mit der Genauigkeit einer Einheit des Normabstandes (d. h. einer Lagegenauigkeit von beispielsweise ±0,117 mm gemäß den oben gegebenen Parametern) ist eine Gruppe von Jt=4 Platten angemessen. Für eine Versuchsgenauigkeit von ± / sollte im allgemeinen k größer als 2 t sein. Bei einer Einstellgenauigkeit von 2 Normabständen wird somit eine Gruppierung von wenigstens 5 Platten verwendet; für eine Einstellgenauigkeit von 3 Normabständen eine Gruppierung von wenigstens 7 Platten, usw.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, den ersten Versuch zur Bildung einer Teilungslücke derart auf eine Seite zu verlegen, daß die Richtung der aufeinanderfolgenden Schrittbewegungen des Schlittens zur Zielkoordinate hin stets dieselbe ist.

Gemäß den F i g. 3 und 6 werden die progressiv differenzierten Kennzeichen der F i g. 5 wie folgt benutzt. Der Prüfkopf 10-4 erfaßt 2 oder mehr Platten in einem breiten Sektor am linken Rand der Teilungslücke, weil die Herstellung eines Kopfes, der nur eine Platte erfaßt, die Kanten der Platten aber nicht berührt, sehr <>o kostspielig wäre. Das Ausgangssignal des Kopfes entspricht einem der vier verschiedenen Muster, die in den Zeilen A, B₁ Cund Dder F i g. 6 gezeigt und von der Lage der Teilungslücke 9-1 abhängig sind.

Wenn sich die Teilungslücke 9-1 rechts einer Platte befindet, deren Kennzeichen aus einem einzelnen Impuls besteht, dann wird das in der Zeile A der F i g. 6 gezeigte Muster gelesen, d.h. ein Signalabsland aufgrund der Teilungslücke vor einem Einzelimpuls und vor diesem mit einem kurzen Abstand eine Gruppe bestehend aus vier Impulsen, vor dieser wiederum ein kurzer Abstand und eine Gruppe von drei Impulsen (wobei angenommen wird, daß der Kopf drei aufeinanderfolgende Platten erfaßt). Die Grundannahme besteht hier darin, daß die kurzen Abstände verursacht durch die Staffelung der Impulsgruppen bzw. Kennzeichen zwischen aufeinanderfolgenden Platten wesentlich kleiner sind als der Abstand, der entweder auf die Teilungslücke zurückzuführen ist, oder als der zeitliche Abstand von Kennzeichenwiederholungen auf einer Platte. Es wird dabei angenommen, daß das Kennzeichen auf jeder Platte in bestimmten Intervallen wiederholt wird.

Wenn sich die Teilungslücke 9-1 rechts einer Platte befindet, die in jeder Kennzeichengruppe zwei Impulse aufweist, erhält man das in Zeile B der F i g. 6 gezeigte Muster. Trägt die links der Teilungslücke stehende Platte je drei Impulse in jedem Kennzeichen, dann erscheint als Signal das Muster der Zeile Cder Fig.6. Wenn sich die Teilungslücke schließlich rechts einer Platte befindet, die vier Impulse in ihrer Kennzeichengruppe enthält, dann ergibt sich als Signal das in Zeile D der F i g. 6 gezeigte Muster.

Es wird jetzt angenommen, daß die Teilungslücke bei einem ersten Versuch so genau eingestellt werden kann, daß sie innerhalb eines Normabstandes auf jeder Seite des Ziels liegt. Liegt sie genau im Ziel, dann weist das vom Prüfkopf abgegebene Signal ein Impulsmuster auf, das an den Abstand der Teilungslücke anschließt und identisch ist dem Muster, das für diejenige Platte angenommen wurde, die links der angesteuerten Koordinate liegt. Wenn der erste Versuch jedoch neben dem Ziel liegt, unterscheidet sich das an die Teilungslükke anschließende Signalmuster um höchstens einen Impuls (Modulo 4) von der angenommenen Impulszahl.

Nimmt man z. B. an, daß die angesteuerte Position links durch eine Platte mit vier Impulsen begrenzt wird, so erzeugt eine erfolglose erste Versuchseinstellung der Teilungslücke ein Signalmuster, wie es entweder in Zeile A oder C der Fig.6 gezeigt ist, abhängig von der Richtung der Versetzung (Abweichung). Genau dieser Fehler ist durch ein später im einzelnen erklärtes Verfahren korrigierbar, mit welchem die Teilungslücke an der angesteuerten Zielkoordinate schnell und präzise eingestellt und anschließend die selbsthaltende Teilung an derselben Stelle ausgebildet werden kann, ohne daß die Teilungslücke erst zum Verschwinden gebracht werden muß.

Nimmt man jetzt für das gerade gegebene Beispiel an, daß die Genauigkeit der ersten Versuchseinstellung ni.cht innerhalb einer, sondern innerhalb von zwei Normabständen liegt, so würde das bedeuten, daß beim ersten Prüfvorgang eines der Muster A bis B (F i g. 6) abgefühlt werden kann und daher die Richtung der Abweichung unbestimmbar ist. Wenn man das Muster B erhält und die Zielkoordinate zu diesem Muster passen kann, dann ist es unmöglich, mit der angegebenen Gruppierung von vier Platten eindeutig zu bestimmen, ob die Teilungslücke rechts oder links der Zielposition liegt, da man in jedem Fall dasselbe Muster β bekommt. Für eine Einstellgenauigkeit von zwei Normabständen sollten sich daher die Kennzeichen in Gruppen wiederholen, die nicht weniger als fünf aufeinanderfolgenden Platten entsprechen. Für eine Genauigkeit von drei Normabständen sollte man Wiederholungsgruppen von wenigstens sieben Platten benutzen, usw.

Der Kopf 10-4 erfaßt aus folgendem Grund mehrere Platten. Zuerst einmal sind magnetisch oder optisch lesbare Kennzeichen zwangsläufig mit Streuung behaftet, und die Lage des Kopfes läßt sich nicht genau bestimmen. Das ausschließliche Erfassen nur einer Platte ist daher sehr schwierig erreichbar. Außerdem ist ein entsprechend gebauter Kopf, der nur eine einzige sogar taumelnde Platte erfaßt und keine benachbarten Platten, sehr schwierig und kostspielig herzustellen. Selbst wenn ein solcher geeigneter Magnetkopf gebaut werden könnte, müßten möglicherweise die aufgezeichneten Kennzeichen in einer Form und an einer Stelle vorliegen, welche die Speichernutzung der entsprechenden Platten unannehmbar stören könnten. Daher werden ein breiter Kopf und relativ schwache Kennzeichen bevorzugt.

Wenn der Kopf nun Impulszeichen von zwei oder mehr Platten erfaßt, muß eine Überlappung dieser Zeichen natürlich vermieden werden, weil man sie sonst nicht unterscheiden kann. Daher müssen die Zeichen aufeinanderfolgender Platten gestaffelt sein.

Das Erfassen mehrerer Platten bringt einen weiteren erwünschten Vorteil. Nimmt man z. B. an, daß die Muster der Zeilen A bis D der F i g. 6 aus nur einem Zeichen von einem, zwei, drei oder vier Impulsen bestehen, denen jeweils der unterscheidende, lange Signalabstand entsprechend einer Teilungslücke folgt, dann kann das Muster von A durch das Auftreten eines einzigen fehlerhaften Störimpulses in das Muster von B geändert werden. In ähnlicher Weise könnte das Muster B durch Abfühlen eines weiteren Störimpulses so verändert werden, daß es wie das Muster C erscheint, usw. Das aus drei Zeichen bestehende Muster A kann jedoch von dem aus drei Zeichen bestehenden Muster B auch unterschieden werden, wenn ein Zeichen verändert wurde. Das Erfassen mehrerer Platten ergibt also eine Basis zur Störunterdrückung und gleichzeitig eine Basis für bessere Prüfgenauigkeit.

Natürlich arbeitet die angegebene Anordnung genauso, wenn anstelle der magnetisch lesbaren Kennzeichen und eines Magnetkopfes 10-2 in F i g. 2 optisch lesbare Zeichen mit einem optischen Abtastkopf verwendet werden. Außerdem brauchen die Kennzeichen natürlich nicht nach Winkel bzw. zeitlich gestaffelt zu sein, wenn sie anderweitig in ihrer Form unterscheidbar sind. So können die Kennzeichen beispielsweise als Wellenzüge mit gegenseitig unterscheidbaren Frequenzkomponenten angeordnet sein, wodurch bei entsprechender Filterung ihre Staffelung unterschieden werden kann.

Zur Erkennung der Abweichung zeigt F i g. 7A eine Logik zum Zählen der vom Kopf 10-4 abgefühlten Impulse und die Fig.8 und 9 zeigen schematisch die Logik zur Benutzung der in F i g. 7 erzeugten Zahlen zur Prüfung der Lage der Teilung. F i g. 7A zeigt, daß die vom Kopf 10-4 aufgenommenen Impulse im Schaltungsblock 101 ermittelt und verstärkt und an die wertniedere Eingangszählstufe des zweistufigen Zählers 102 angelegt werden. Der Zähler 102 und das Flip-Flop 103 werden am Anfang (z. B. beim Einschalten der Anlage) durch einen Rückstellimpuls zurückgestellt. Der Zähler 102 wird ebenfalls zu Beginn jeder gelesenen Impulsgruppe durch die Impulsfront jedes Einschaltsignals des Flip-Flop 103 zurückgestellt.

Das Flip-Flop 103 wird eingeschaltet durch die Vorderflanke des ersten Impulses jeder durch den Kopf 10-4 abgefühllen Gruppe. Dieser erste Impuls wird von einem UND-Glied 104 durchgelassen, das nur eingeschaltet ist, wenn das Flip-Flop 103 zurückgestellt ist. Jeder derartige Impuls wird auch durch eine Zeitverzögerungsschaltung mit aufeinanderfolgenden Verzögerungsstufen 105 und 106 geleitet. Das Ausgangssignal der Verzögerungsstufe 105 stellt das Flip-Flop 103 zurück. Das Ausgangssignal der Verzögerungsstufe 106 wird vom UND-Glied 107 durchgeschaltet, um den Inhalt des Zählers 102 durch die Tore 108 weiterzugeben, aber nur wenn das Flip-Flop zurückgestellt ist. Das

ίο kann nur geschehen, wenn eine neue Impulsgruppe nicht in der üblichen Zeit nach der vorhergehenden Gruppe empfangen wird (d. h. nur wenn nach der letzten Gruppe ein Zeitabstand entsprechend einer Teilung folgt).

Dem Zeitdiagramm im Teil B der Fig.7 ist zu entnehmen, daß die erste Zeile ein Impulsmuster zeigt, das genauso angeordnet ist wie das Muster in der Zeile ßder F i g. 6. Die zweite Zeile zeigt die Rückstellung des Zählers 102 durch die Impulsfront des ersten Impulses jeder Impulsgruppe. Die dritte Zeile gibt die Rückstellung des Flip-Flop 103 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt an nach Empfang aller Impulse der Gruppe, aber vor dem Abfühlen der nächsten Gruppe. Die vierte Zeile schließlich zeigt die Weiterleitung der durch den Zähler 102 dargestellten Zahl und das Auftreten des Warnsignals an die Zugriffslogik, das nur bezüglich der letzten entwickelten Zahl vor dem der Teilung entsprechenden Zeitabstand erzeugt wird. Diese Zahl, die eindeutig (Modulo 4) der physischen Lage der Teilung entspricht, wird an die Zugriffssteuerungen der F i g. 8 und 9 zur Durchführung der Prüfung mit Bezug auf die axiale Zielkoordinate, welche von der Benutzeranlage angegeben worden ist, weitergeleitet.

Das Eingangssignal »Weitergabesteuerung« zum UND-Glied 107 wird als Steuersignal von der Benutzeranlage abgegeben. Es wird primär dazu benutzt, das UND-Glied 107 nach jeder Versuchseinstellung oder korrigierenden Schritteinstellung der Düse 102 vorzubereiten. Diese Vorbereitungssteuerung kann auch für andere Vorgänge verwendet werden, wie beispielsweise zur Störunterdrückung. Wenn die Vorrichtung richtig und störungsfrei arbeitet, unterscheiden sich die für die drei aufeinanderfolgenden Impulsgruppen vor einem Zeitabstand der zu einer Teilung gehört, entwickelten Zahlen (Modulo 4) um eine Einheit. Somit wäre es also möglich, die Zahlen aufeinanderfolgender Gruppen zu subtrahieren, das Fehlen von Störungen zu prüfen und die Weitergabe durch die Schaltung 107 wenigstens teilweise aufgrund dieses Ergebnisses vorzubereiten. Andererseits kann natürlich der durchschnittliche Störpegel am Ausgang des Kopfes 10-4 gemessen und als logischer Faktor der Weitergabesteuerung und Warnung verwendet werden.

In den Fig.8 und 9 wird die Lage der Teilung wie folgt ermittelt. Bei einem Signal der Anlage (z. B. bei Beendigung der Benutzung einer bestehenden Teilung und Rückzug des Schreib/Lesekopfes aus der bestehenden Teilung oder nach Empfang eines Suchsignals nach dem ersten Einschalten) wird die gegenwärtige Teilungsadresse (volle Adresse, nicht Modulo 4) von der nächsten Zieladresse (volle Adresse, nicht Modulo 4) subtrahiert und ein entsprechender Impulszug von der Subtraktion- und Zählschaltung 150 in Fig.8 abgegeben. Diese Impulse werden entsprechend verstärkt und an einen Schrittmotor geliefert, der den Schlitten 10-1 und die Düse 10-2 (F i g. 2) für die versuchsweise Bildung einer ersten Teilungslücke einstellt. Die Luftzufuhr zur Düse 10-2 wird eingeschaltet (entweder während der

Verschiebung des Schlittens oder nach deren Ende) und die Belüftungssteuerung wird während des Schlittenlaufes und des nachfolgenden Prüfverfahrens in die Stellung für monostabilen Zustand gebracht (Platte 5-6 in F i g. 1 von der öffnung 4-4 abgehoben), wodurch die Bildung einer selbsthaltenden Teilung verhindert wird. Wenn der Schlitten 10-1 an der Position für den Teüungsversuch ankommt, erregt ein Abschlußsignal auf der Leitung 151 (Fig.8) den Freigabeeingang des ODER-Gliedes 160 (Fig.9) und setzt dadurch die Vergleicherschaltung 161 in Fig.9 in Betrieb. Gleichzeitig wird die Weitergabe durch das UND-Glied 107 (F i g. 7) vorbereitet, um die Übertragung der momentan zutreffenden Teilungsadresse (Modulo 4) vom Zähler 102 über die Schalttore 108 (bei gleichzeitiger Abgabe des Warnsignals) an die Vergleicherschaltung 161 zu gestatten.

Wenn die momentan zutreffende Teilungsadresse (Modulo 4) gleich der Zieladresse (Modulo 4) ist, wird die Belüftungsdrucksteuerung der F i g. 1 so betätigt, daß die Platte 5-6 die öffnung 4-4 wieder sperrt und dadurch der Druck im Raum 4-2 auf einen Wert reduziert, der den Betrieb mit bistabilem Gleichgewichtszustand herbeiführt. Da die Platten im Zielraum bereits eine stehende Teilungslücke aufweisen, wird durch obigen Vorgang der Druck in allen Plattenzwischenräumen außer im Zielraum reduziert und die Platten an der Teilungslücke in die in F i g. 4 gezeigte selbsthaltende Konfiguration 9 ausgelenkt. Die Luftzufuhr zur Düse 10-2 wird dann gesperrt und der Schreib/Lesekopf 8 des Speichers radial in diese neue Teilung in eine Arbeitsstellung bezüglich einer Plattenfläche manövriert.

Wenn die Teilungslücke und das neue Ziel nicht übereinstimmen, zeigt die Vergleicherschaltung 161 sowohl die Verschiedenheit als auch ihr Vorzeichen (plus oder minus) entsprechend der Abweichungsrichtung an.

Durch das Vorzeichen der Ungleichheit wird ein einzelner Schritt des Schlittens 10-1 in eine Richtung gesteuert, so daß die Ungleichheit zu Null wird. Ein einzelner Schritt versetzt die Düse 10-2 um ungefähr die Hälfte des Normabstandes im Stapel oder weniger (ein Normabstand ist nach F i g. 3 die von einem Paar Platte und Distanzstück belegte mittlere Raumbreite oder gleich dem Nennwert des Abstandes im ungeteilten Stapel zwischen gleichen freien Flächen aufeinanderfolgender Platten).

Während dieser Korrekturbewegung kann die Luftzufuhr zur Düse 10-2 entweder ausgeschaltet sein oder kontinuierlich eingeschaltet bleiben. In jedem Fall bleibt die Teilungslücke entweder, wo sie vorher war, oder sie bewegt sich um eine Koordinatenposition weiter, je nach der reiativen Lage des Düsenaustrittes und der nächstliegenden Mittellinie eines Zwischenraumes vor der Bewegung. Wenn die Teilungslücke nicht verlagert worden ist, erkennt die Prüfsteuerung der F i g. 9 wieder eine Ungleichheit und veranlaßt eine weitere Schrittbewegung der Düse um einen halben Normabstand. Wenn die Teilungslücke um eine Position versetzt worden ist, erkennt die Prüfsteuerung der F i g. 9 Gleichheit (bei der oben angegebenen Genauigkeit der Versuchseinstellung) und veranlagt die Umwandlung der Teilungslücke in eine volle sich selbst haltende Teilung mit anschließender Sperre der Luftzufuhr zur Düse.

Wegen Unvollkommenheiten oder auch wegen des Taumeins der Platten können manchmal Schwankungen im Muster der Ausgangssignale für die Zeichen der Zielkoordinaten auftreten. In einem solchen Fall wird die volle Teilung ausgeführt, sobald die Schwankungen an der Position der Zielkoordinate auftreten. Ergibt die Prüfung dann einen Fehler, so wird die Teilung geschlossen und ein anderer Schritt in Korrekturrichtung ausgeführt.

Die oben beschriebene versuchsweise Einstellung, Prüfung und allfällige korrigierende Neueinstellungen mit erneuter Prüfung sollten daher schnell mit der erfolgreichen Einstellung einer selbsthaltenden Teilung an den der neuen Teilungsadresse entsprechenden genauen Zielkoordinaten beendet sein. In der Praxis, wo k größer ist, kann der Fehler natürlich ein Vielfaches der Normabstände betragen. Die Größe des Fehlers läßt sich durch geeignete Vergleichseinrichtungen bestimmen und dazu benutzen, eine Korrekturbewegung über mehrere Schritte für eine schnellere Annäherung an die Zielstelle auszuführen.

In F i g. 10 ist eine weitere Möglichkeit aufgezeigt, mit Hilfe des Prüfkopfes 10-4 und der Steuerungen in den Fig. 7 bis 9 die richtige Lage der selbsthaltenden Teilung nach ihrer Ausbildung, aber vor Einschieben des Lese/Schreibkopfes 8 zu prüfen. F i g. 11 zeigt die Ausgangssignale des Kopfes 10-4, bezogen auf die die selbsthaltende Teilung in Fig. 10 links begrenzenden Plattenseiten.

Die Fig. 12 und 13 zeigen ein Verfahren zum Anbringen gestaffelter Kennzeichengruppen auf den Platten in der in F i g. 5 angegebenen Form. Während der Herstellung der Platten durch Zuschnitt können mehrere solche auf einer nichtrotierenden Halterung mit einer geeigneten Winkelbezugsmarke gehalten werden, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Ein Permanentmagnet kann mit den Plattenkanten zur Bildung identischer Zeichenmuster (z. B. Gruppen von vier Impulsen) an bestimmten zur Bezugsmarke vorgegebenen Winkellagen in Berührung gebracht werden. Gruppen aufeinanderfolgender Platten würden bezüglich der Bezugsmarke in gestaffelten Positionen am Rand angebrachte Kennzeichen verschiedener Form erhalten (Zeichen mit einem, zwei, drei oder vier Impulsen). Sie würden dann auf der Spindel 5 der F i g. 1 in entsprechend abwechselnder Reihenfolge (eine Platte von jeder Gruppe mit dazwischenliegenden Distanzstücken 2) gestapelt. Die in Fig. 12 verwendete Winkelbezugsmarke wäre auf allen Platten vorhanden, um die erforderliche Staffelung gemäß Fig. 13 und auch die zeitliche Differenz der Kennzeichen von Fig.6 zu gewährleisten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur öffnung eines rotierenden Stapels von ringförmigen, durch Abstandsringe voneinander getrennt angeordneten flexiblen Speicherplatten, insbesondere eines Magnetplattenspeichers für die Bildung eines Zugriffsraumes zwischen zwei Speicherplatten, für den in Axial- und Radialrichtung einstellbaren Magnetkopf-Tragarm, to dessen Magnetkopf auf ausgewählte Aufzeichnungsspuren einer ausgewählten Speicherplatte einstellbar ist, mit Abstandsräumen zwischen den Speicherplatten, die durch öffnungen der Speicherplatten ventiliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsräume (9) zwischen den Speicherplatten (1) durch derer öffnungen (1-1) mit einem regelbaren Unterdruckerzeuger (6-1) in Verbindung stehen und daß ein am Stapelumfang in axialer Richtung auf ausgewählte Speicherplatten einstellbarer Träger (10-1) mit einem regelbaren, einen stabilen Zugriffsraum zwischen zwei Speicherplatten herstellenden Überdruckerzeuger (10-2) und einem Adressen am Umfang der Speicherplatten abfühlenden Signalkopf (10-4) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalkopf (10-4) mit einer Verknüpfungsschaltung (101 — 108) verbunden ist, durch welche Steuersignale für die Betätigung des Unterdruckerzeugers (6-1), des Überdruckerzeugers μ (10-4) und der Einstellung des Trägers (10-1) übertragbar sind.