DE3621790A1 - Automatisches aufzeichnungs-, abspiel- und wechselgeraet fuer magnetbandkassetten - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem automatischen Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät für Datenträger, wie z.B. Magnetbandkassetten oder optische oder magnetische Speicherplatten nach der Gattung des Hauptanspruchs. Für Zwecke der Datenspeicherung, insbesondere für automatisierte Bibliotheksanlagen, aber auch für die programmierte Wiedergabe von Fernsehsignalen, sind in der Vergangenheit sogenannte Kassettenwechsler entwickelt worden, bei denen eine große Anzahl von Datenträgern in Magazinen gespeichert ist und von dort aufgerufen werden kann. Benachbart zu den Datenträgermagazinen sind eine oder mehrere Wiedergabeeinrichtungen für diese Datenträger vorgesehen und der jeweils aufgerufene Datenträger wird durch geeignete Mittel aus dem Magazin entnommen und in der Wiedergabeeinrichtung so positioniert, so daß die darauf aufgezeichneten Daten oder Videoereignisse vollständig oder teilweise wiedergegeben werden können. Nach dem Ende der Wiedergabe wird der gerade abgespielte Datenträger der Wiedergabeeinrichtung entnommen, meist zurückgespult und wieder im Magazin abgelegt.

Für den Aufbau des Speichermagazins, für die Übergabe der Datenträger vom Magazin zu den Wiedergabeeinrichtungen und für die Steuerung des Gesamtablaufs sind viele verschiedene Lösungen denkbar und in der Vergangenheit auch vorgeschlagen worden. So können z.B. die Magazine beweglich angeordnet sein und die Datenträger können in geeigneter Weise von dem der Wiedergabeeinheit gegenüberliegenden Magazinfach auf die Wiedergabeeinrichtung gegeben werden. Ebenso ist es denkbar und auch bereits vorgeschlagen worden, die Speichermagazine fest und die Wiedergabeeinrichtungen beweglich anzuordnen, wodurch die Wiedergabeeinrichtungen in die Lage versetzt werden, den jeweils gewünschten Datenträger unmittelbar aus dem Magazinfach zu entnehmen und den Inhalt wiederzugeben. Beiden Lösungen haftet der Nachteil an, daß sowohl bewegliche Magazine als auch bewegliche Wiedergabeeinrichtungen erhebliche Massen aufweisen, die für den Entnahme- und Rückgabevorgang beschleunigt und verzögert werden müssen, so daß sich die Zugriffszeiten nicht beliebig verkürzen lassen. Außerdem müssen im Fall der beweglichen Magazine die darin enthaltenen Datenträger gegen den Einfluß der Beschleunigungskräfte gesichert werden und im Fall der beweglichen Wiedergabeeinrichtungen werden diese durch die wiederholt einwirkenden Beschleunigungen vorzeitig ungenau und störanfällig.

Es hat sich daher als zweckmäßig erwiesen, sowohl die Speichermagazine für die Datenträger als auch die Wiedergabeeinrichtungen dafür ortsfest anzuordnen und die Übergabe der Datenträger an die Wiedergabeeinrichtungen und die Rückgabe an die Magazine durch sogenannte Manipulatoren vorzunehmen.

Aus der DE-OS 29 11 615 ist bereits ein automatisches Abspiel- und Wechselgerät für Bandkassetten bekannt, bei dem für den wahlfreien Zugriff zu jeder Bandkassette hinter einer flächenhaften Matrix von Speicherplätzen ein in drei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen bewegbarer Greifermechanismus vorgesehen ist, der jede der in der Speichermatrix abgelegten Bandkassetten einer von mehreren Abspielstationen übergeben und nach Gebrauch wieder in die Speichermatrix zurückgeben kann. Das bekannte Abspiel- und Wechselgerät ist programmgesteuert und in der Lage, ein unterbrechungsfreies Fernsehprogramm aus den in der Speichermatrix abgelegten kurzen Einzelbeiträgen zusammenzustellen. Infolge der erheblichen Ausdehnung des Speichermagazins in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen und der Notwendigkeit, daß der Greifermechanismus diese verhältnismäßig große Fläche überstreichen muß, um jede gewünschte Bandkassette entnehmen zu können, ergeben sich jedoch Grenzen für die Zugriffszeiten, d.h. für die gesamte Zeit der Übergabe bzw. Rückgabe der Bandkassette, welche nicht unterschritten werden können.

In Auswertung dieser Erkenntnis sind Datenverwaltungssysteme entwickelt worden, bei denen die Speicherplätze für die Datenträger entlang der Umfangsfläche eines Kreiszylinders angeordnet sind. Aus der US-PS 38 31 197 ist ein Kassettenhandhabungs- und Datenwiedergabesystem bekannt, bei dem entlang der Umfangsfläche eines Kreiszylinders Speicherplätze mit dazwischen liegenden Datenaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtungen vorgesehen sind. Im Zentrum des Kreiszylinders sind entlang einer Achse mehrere höhenverstellbare Schlitten mit drehbaren Armen vorgesehen, die mit ihren freien Enden den Innenumfang des Speichermagazins bestreichen und programmgesteuert die Datenträger von den Speicherplätzen zu den Datenaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtungen und wieder zurückgeben können. Infolge des Wegfalls eines Hubgestells, wie es bei Benutzung eines flächenhaften Speichers notwendig ist, sind die um die Zentrumsachse drehbaren und höhenverstellbaren Übergabeeinrichtungen erheblich masseärmer und daher kurze Zugriffszeiten (Übergabezeiten) möglich.

Ein Nachteil des bekannten Datenwiedergabesystems besteht darin, daß ein Teil der Speicherfläche durch die Anordnung der Datenaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtungen verlorengeht und außerdem die Anordnung einer Vielzahl von Datenaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtungen hohe Kosten verursacht. Wenn eine sehr große Anzahl von Datenträgern ständig für den wahlfreien Zugriff bereit gehalten werden müssen, so ist eine Vielzahl der aus der US-PS 38 31 197 bekannten Datenbehandlungseinrichtungen notwendig.

Ein ähnliches Speicher- und Wiedergabesystem für Magnetbandkassetten ist auch aus der US-PS 39 38 190 bekannt, bei dem für eine sehr große Anzahl von Speicherplätzen (annähernd 1000) nur eine Wiedergabeeinrichtung vorgesehen ist. Dadurch gehen zwar nicht so viele Speicherplätze verloren wie bei der vorher beschriebenen Einrichtung, es ist aber kein ununterbrochender Spielbetrieb möglich und bei einer Erhöhung der Speicherkapazität durch Anordnung eines zweiten Speichers sind dann zwar zwei Wiedergabeeinheiten vorhanden, die jedoch keinen wahlfreien Zugriff zu allen Datenträgern (Magnetbandkassetten) haben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät für Datenträger, insbesondere für Magnetbandkassetten der eingangs genannten Art anzugeben, das gegenüber den Geräten nach dem Stand der Technik eine große Speicherkapazität bei gleichzeitig kurzen Kassettenwechselzeiten ermöglicht. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät für Datenträger, insbesondere für Magnetbandkassetten mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch die Aufteilung der großen Speicherkapazität auf mehrere Einzelspeicher die mechanischen Abmessungen im Rahmen erprobter Technik bleiben. Durch die begrenzten Ausmaße der mechanischen Teile werden relativ kleine Massenträgheitsmomente für die bewegten Teile erzielt, die zu kurzen Zugriffszeiten und kleinen erforderlichen Antriebsleistungen führen. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß sich die Zugriffszeiten zusätzlich durch das mögliche gleichzeitige Arbeiten von verschiedenen Manipulatoren verringern lassen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerätes für Datenträger, insbesondere für Magnetbandkassetten möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß der modulare Aufbau die Anpassung der Speicherkapazität an geänderte Wünsche des Betreibers ermöglicht. Weiter ist vorteilhaft, daß das Laden der Speicher während des Normalbetriebs von außen erfolgen kann. Außerdem ist durch die Anordnung der Manipulatoren im Innern der Speicher eine Gefährdung des Bedienungspersonals ausgeschlossen. Schließlich ist vorteilhaft, daß die Magnetbandkassetten während des Be- und Entladens an der dem Kassettendeckel entgegengesetzten Seite angefaßt und gehalten werden, so daß Beschädigungen der Kassetten durch ungeschickte Handhabung beinahe ausgeschlossen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch das automatische Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät für Magnetbandkassetten in Ansicht,

Fig. 2 beispielhaft und ebenfalls schematisch das gleiche Gerät in Draufsicht.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist mit 1 eine waagerecht liegende Grundplatte und mit 2 eine waagrechte Deckplatte bezeichnet, die voneinander beabstandet sind und zwischen denen sich in senkrechter Richtung kreiszylindrische Speichermagazine 3 erstrecken. Die vier Speichermagazine 3 sind an den Eckpunkten eines Rechtecks in der Nähe der Eckpunkte der Grundplatte 1 bzw. Deckplatte 2 befestigt und enthalten zehn vertikale Regale mit jeweils 35 Fächern für Magnetbandkassetten. Dabei ist das zehnte Regal eines jeden Speichermagazins 3 nur teilweise belegt, um eine Durchreichemöglichkeit für die Magnetbandkassetten freizulassen. Diese Durchreichemöglichkeiten liegen auf den Diagonalen eines Rechtecks mit den Mittelpunkten der Speichermagazine 3 als Eckpunkten.

Im Zentrum eines jeden Speichermagazins 3 ist ein zweiachsiger Manipulator angeordnet, der im wahlfreien Zugriff auf jedes Speicherfach des betreffenden Einzelspeichers die dort befindliche Magnetbandkassette entnehmen oder ablegen kann. Um die Zugriffszeiten weiter zu verkürzen, ist jeder Manipulator 4 als zweiarmiger Hebel ausgebildet, an dessen freien Enden jeweils eine Handhabungseinrichtung für die in den Speichermagazinen 3 abgelegten Magnetbandkassetten angeordnet ist. Jeder Manipulator 4 ist in bekannter Weise drehbar und höhenverstellbar angeordnet, und die Handhabungseinrichtungen am Ende sind zusätzlich in radialer Richtung bewegbar, um die Magnetbandkassetten aus den Speicherfächern entnehmen, dorthin zu übergeben oder an weiter unten zu beschreibende Einrichtungen weiterzugeben.

Die Außendurchmesser der vier zylindrischen Speichermagazine 3 liegen auf der Tangente eines Kreises, in dessen Mittelpunkt ein weiterer, zentraler, Manipulator 5 angeordnet ist, der ebenfalls drehbar und höhenverstellbar die von den Manipulatoren 4 übergebenen Magnetbandkassetten an die Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen 6, die zwischen jeweils zwei Speichermagazinen angeordnet sind, zu übergeben vermag. Die Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen 6 sind paarweise übereinander angeordnet und die Ladeöffnungen zur Aufnahme der Magnetbandkassetten zeigen in Richtung des Kreuzungspunktes der Diagonalen mit den Mittelpunkten der Speichermagazine 3 als Eckpunkten, der gleichzeitig Drehpunkt des zentralen Manipulators 5 ist. Der zentrale Manipulator 5 weist ebenso wie die Manipulatoren 4 gleiche oder ähnliche Handhabungseinrichtungen auf, die zum Zweck der Übernahme oder Übergabe von Magnetbandkassetten von den oder an die Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen 6 bzw. von oder an die Manipulatoren 4 in radialer Richtung bewegbar sind. Die Steuerung der Manipulatoren 4 und 5 sowie der Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen 6 erfolgt programmgesteuert, wobei jedes Speichermagazin 3 eine eigene Steuerelektronik aufweisen kann, die durch eine übergeordnete Steuerung sinnvoll zusammengefaßt sind, es kann aber auch nur eine einzige zentrale Steuerelektronik für alle Funktionen vorhanden sein.

Die Wirkungsweise des beschriebenen automatischen Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerätes für Magnetbandkassetten läßt sich wie folgt beschreiben: Die in den Speichermagazinen 3 abgelegten Magnetbandkassetten werden programmgesteuert von dem jeweils innerhalb des Einzelspeichers agierenden Manipulator 4 erkannt und dem Kassettenfach des Speichers 3 entnommen. Dabei ist von Vorteil, daß die Manipulatoren 4 zweiarmig ausgebildet sind, so daß sich jede Drehbewegung zum Suchen nur über einen Winkelbereich von 180° (π im Bogenmaß) erstrecken muß. Anschließend wird der Manipulator 4 mit der erfaßten Kassette so gedreht, daß er in Richtung der Durchreicheöffnung 7 zeigt und die erfaßte Kassette dem Manipulator 5 im Zentrum der Gesamtanordnung anbietet. Der Manipulator 5 erfaßt die ausgewählte Kassette und übergibt sie durch entsprechende Dreh- und/oder Hub- bzw. Senkbewegungen einer freien Wiedergabeeinrichtung 6. Während der Suche nach dem Programmbeginn auf dem in der Magnetbandkassette befindlichen Magnetband bzw. während der Suche nach den gesuchten Daten bzw. während der Aufzeichnung oder Wiedergabe können die Manipulatoren 4 und 5 in sinnvoller Weise tätig sein, um die als nächstes angeforderten Kassetten den weiteren Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen 6 zu übergeben, so daß ununterbrochener Spiel- bzw. Suchbetrieb möglich ist.

Nach erfolgtem Abspielen des Magnetbandes kann dies entweder im Status quo in ein Kassettenfach abgelegt werden, oder es kann in einer der Aufzeichnungs- und/ oder Wiedergabeeinrichtungen 6 rückgespult werden. Je nach vorliegenden Erfordernissen können die benutzten Kassetten entweder wieder in den Speicherplätzen abgelegt werden, aus denen sie entnommen wurden, oder es können im Interesse kürzester Zugriffszeiten die Speicherplätze bevorzugt werden, welche kürzeste Wege für die Manipulatoren 4 und 5 entsprechend dem augenblicklichen Belegungszustand der Einzelspeicher 3 ermöglichen. Im letzteren Falle müssen natürlich die geänderten Speicheradressen umgeschrieben werden, damit der Zugang zum Inhalt jeder Kassette programmiert möglich ist. Die Kassetten sind dazu an ihrer Außenseite in bekannter Weise durch einen Balkencode gekennzeichnet.

Durch die Kombination von einzelnen Speichermagazinen 3 mit zugehörigen Manipulatoren 4 und einem zentralen Manipulator 5, der mit den Manipulatoren 4 und den Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen 6 zusammenwirkt, können wahlfrei beliebige Kassetten aus jedem der Speichermagazine 3 in eine der Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen 6 geladen und anschließend wieder an einer beliebigen Stelle eines der vier Einzelspeicher 3 abgelegt werden. Die Manipulatoren 4 können unabhängig voneinander arbeiten und so gesteuert sein, daß der Manipulator 5 in jedem Fall eine abspielbereite Kassette vorfindet und ohne größere Wege an eine der Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen 6 übergeben kann.

Ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, ist es möglich, die Speichermagazine 3 mit geänderter Konfiguration auszuführen.

So ist z.B. die Anordnung von nur einem, zwei oder drei Speichermagazinen möglich, wenn die erforderliche Speicherkapazität damit erreicht ist. Es ist aber auch die Anordnung weiterer Speichermagazine über die dargestellte Anzahl hinaus möglich, wenn sehr große Speicherkapazität erforderlich ist. Dabei kann die Aufstellung dieser zusätzlichen Speichermagazine zweckmäßigerweise unmittelbar angrenzend an die regulären und die Funktionsverknüpfung über zusätzliche Übergabestellen an einem oder mehreren der ursprünglichen Speichermagazine 3 erfolgen.

Auch ist es möglich, jedes Speichermagazin 3 mit mehr oder weniger als zehn senkrechten Reihen von Speicherplätzen oder mit mehr oder weniger als 35 Regalfächern auszubilden, und es können auch je nach Bedarf mehr oder weniger als vier einzelne Speichermagazine um den zentralen Manipulator 5 angeordnet sein. Der modulare Aufbau erlaubt also die Anpassung der Speicherkapazität an unterschiedlichen Bedarf.

Ebenso ist die Anordnung der Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen 6 in der beschriebenen Weise nicht zwingend und bedeutet keine Einschränkung des Erfindungsgedankens.

Claims (7)

1. Automatisches Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät für Datenträger, insbesondere für Magnetbandkassetten mit einer Vielzahl von Speichermagazinen (3), von denen jedes eine Vielzahl von Speicherplätzen zur Aufnahme der Datenträger sowie Handhabungseinrichtungen (4) zum wahlfreien Zugriff auf jeden einzelnen der in den Speicherplätzen abgelegten Datenträger aufweist, und mit wenigstens zwei Datenaufzeichnungs- und -wiedergabeeinrichtungen (6) zum Aufzeichnen von Daten auf die Datenträger bzw. zum Wiedergeben von Daten von diesen, gekennzeichnet durch eine weitere Handhabungseinrichtung (5) zur Übernahme der von den Handhabungseinrichtungen (4) ausgewählten Datenträger und zur Übergabe der Datenträger an eine der Aufzeichnungs- oder Wiedergabeeinrichtungen (6) und/oder zur Übernahme der Datenträger von einer der Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtungen (6) und zur Übergabe an die Handhabungseinrichtungen (4) zum Ablegen der Datenträger in einen vorgegebenen Speicherplatz in einem der Speichermagazine (3).

2. Automatisches Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermagazine (3) an den Eckpunkten eines punktsymmetrischen Vielecks angeordnet sind, in dessen Mittelpunkt die weitere Handhabungseinrichtung (5) zentral angeordnet ist.

3. Automatisches Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermagazine (3) mit kreiszylindrischer Grundfläche den Flugkreis der weiteren zentralen Handhabungseinrichtung (5) tangieren.

4. Automatisches Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeöffnungen für die Datenträger der Wiedergabeeinrichtungen (6) den Flugkreis der weiteren, zentralen Handhabungseinrichtung (5) tangieren.

5. Automatisches Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, an der die Speichermagazine (3) den Flugkreis der weiteren, zentralen Handhabungseinrichtung tangieren, jeweils eine Durchreiche (7) von den Handhabungseinrichtungen (4) jedes Speichermagazins zu der weiteren, zentralen Handhabungseinrichtung (5) und umgekehrt vorgesehen ist.

6. Automatisches Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Handhabungseinrichtungen (4, 5) als zweiarmiger Hebel mit senkrechter Drehachse ausgebildet ist, wobei jedes freie Ende der zweiarmigen Hebel eine Einrichtung zur Aufnahme und Abgabe der Datenträger aufweist.

7. Automatisches Aufzeichnungs-, Abspiel- und Wechselgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein weiteres gleichartiges Speichermagazin, dessen Manipulator über eine zusätzliche Durchreicheöffnung in einem der Speichermagazine (3) mit dessen Manipulator zur Übernahme bzw. Übergabe der Datenträger in Wirkverbindung bringbar ist.