DE977361C - Druckluftgesteuerte Magnetbandkupplung, insbesondere fuer elektronische Rechengeraete - Google Patents

Description

AUSGEGEBENAM 3. FEBRUAR 1966

I 8324IX c/2i al·

Die Erfindung betrifft eine druckluftgesteuerte Magnetbandkupplung für elektronische Rechengeräte.

Wesentlich für die Verwendung von Magnetbändern als Speicher in schnell arbeitenden elektronischen Rechnern ist es, daß ein ständiger Wechsel zwischen Bewegung und Halten des Magnetbandes mit hoher Geschwindigkeit und ohne zu große Trägheit, vorteilhafterweise nahezu trägheitslos, durchführbar ist.

Eine bisher bekannte Anordnung verwendet eine Antriebsrolle oder einen Mitnahmemechanismus, der dauernd mit dem Band in Berührung, d; h. mit dem Band im Eingriff steht. Soll das Band bewegt werden, so muß die Rolle mit dem Band über einen rasch anlaufenden Antriebsmechanismus aus der Ruhelage beschleunigt werden und erreicht die Arbeitsgeschwindigkeit infolge der Massenträgheit der Rolle und des ganzen damit verbundenen Antriebsmechanismus erst nach einer gewissen Zeit. Ebenso kann die Rolle mit dem Band nicht unmittelbar und trägheitslos stillgesetzt werden. Daher sind derartige Magnetbandkupplungen für elektronische Rechner, die mit hoher und höchster Geschwindigkeit arbeiten, unbrauchbar.

Man könnte sich zweifellos eine stetig umlaufende Rolle denken, gegen die das Magnetband mit Hilfe von Umlenkrollen oder Anpreßrollen im Bedarfsfalle angepreßt oder abgehoben werden kann. Da auch derartige Rollen eine nicht unbedeutende Massenträgheit aufweisen, kann auch mit einer solchen Anordnung keine nahezu trägheitslose Start-Stop-Umschaltung für das Magnetband erzielt werden.

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Diese Nachteile der bekannten Anordnungen werden gemäß der Erfindung durch die im Anspruch ι angegebenen Mittel beseitigt.

Die Erfindung soll nun im Hinblick auf ein Ausführungsbeispiel und an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. ι zeigt eine Ansicht von auseinandergenommenen Einzelteilen der erfindungsgemäßen druckluftgesteuerten Magnetbandkupplung, und zwar der ίο Teile des Luftventils;

Fig. 2, 3, 4 und 5 geben senkrechte Schnitte durch das Ventil wieder, und zwar längs verschiedener Reihen von Öffnungen, und

Fig. 6 zeigt eine Ansicht des Ventils und seines Antriebsmotors mit dem zugeordneten Antriebsmechanismus.

Zunächst sei die Fig. r betrachtet. Das Ventil besteht im wesentlichen aus zwei Deckstücken 1 und 2, die zu beiden Seiten der festen Verteilerroste 3 und 4 liegen. Die Führungsbolzen 5 und 6 gehören zum Deckstück 1 und sind in Bohrungen in den Rosten 3 und 4 eingepaßt (z. B. Bohrungen 7 und 8 in Rost 4) und greifen in Bohrungen 9 und 10 des Deckstückes 2 ein. Auf diese Weise wird die relative Lage zwischen den Rosten 3 und 4 und den Deckstücken 1 und 2 präzise gesichert. Der Zusammenbau erfolgt durch Befestigungsmittel, die durch Bohrungen wie ir, 12, 13 und 14 geführt werden. .

Das Ventil 1 enthält zwei gleiche Kammern 15 und 16, die voneinander unabhängig sind und mit dem Außenraum über die Röhren 17 bzw. 18 verbunden sind. Die Kammern 15 und 16 erheben sich im Deckstück von der glatten Oberfläche aus, die derjenigen entgegengesetzt ist, die die Röhren 17 und 18 trägt. Die Fig. 2 bis 5 zeigen die Kammern 15 und 16 klar im Schnitt.

Der in Fig. 1 gezeigte Rost 3 ist an das Deckstück r angepaßt und besitzt vier Reihen a, b, c, d von öffnungen 19, die wie die öffnungen 19 achsenparallel liegen.

Die öffnungen 19 sind so angeordnet, daß diejenigen der Reihe α mit denjenigen der Reihe c auf einer Linie liegen, während die der Reihe b mit denen der Reihe d auf einer Linie liegen. Es besteht also eine gewisse Verschiebung zwischen den Öffnungen der Reihen a-c und b-d. Die beiden Oberflächen des Rostes 3 sind streng parallel und glatt.

Der Rost 4 (Fig. 1) enthält den öffnungen 19 gleiche Öffnungen 20, die auch ebenso angeordnet sind wie die öffnungen 19 des Rostes 3. Der Rost 4 besitzt an Unter- und Oberseite ferner verdickte Teile 21, die die Reihen a, b, c, d voneinander trennen, und verdickte Teile 22, 23 und 24, die den Rost an drei Seiten umgeben. Diese verdickten Teile sind ebenfalls völlig glatt, und ihre Flächen sind streng parallel zu den Oberflächen, die die geringste Dicke des Rostes begrenzen.

Das Deckstück 2 (Fig. 1) enthält drei Kammern 25, 26 und 27. Die Kammern 25 und 27 sind über eine öffnung 28 und die Röhre 29 mit dem Außenraum verbunden, die Kammer 26 über die Röhre 30.

Die Kammern sind nach oben an der glatten Oberfläche von Deckstück 2 geöffnet.

Die vorstehend beschriebenen Teile werden zusammengesetzt und montiert und behalten ihre gegenseitige Lage bei, die durch die Führungsbolzen 5 und 6 bestimmt wird.

Der Schließer 31 (Fig. 1) ist dagegen beweglich. Er besteht aus einer Platte, die derart geschnitten ist, daß parallele Streifen 32, 33, 34 und 35 entstehen, die an einem Ende durch den Kreuzkopf 36, der einen Teil der Platte bildet, zusammengehalten werden. An diesem Ende der Streifen sind kreisförmige Ausschnitte vorgesehen, um ihre Biegsamkeit in allen Richtungen zu gewährleisten.

Für den Antrieb des Schließers ist im Kreuzkopf eine Bohrung 37 vorgesehen sowie ein Langloch 38 im verdickten Teil 39. Dieses Langloch dient in Verbindung mit einem Gegenstück, wie später beschrieben werden wird, zur Begrenzung der Beweglichkeit des Schließers.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Schließerstreifen 32 bis 35 durchbohrt. Die Bohrungen 4O₀ bis 4O_tf liegen alle auf einer Linie, und zwar sowohl in der Richtung der Längsausdehnung der Streifen als auch senkrecht hierzu· Die Streifen haben nahezu die gleiche Dicke wie der hervorstehende Teil der verdickten Teile 21 und 24. Bis auf den für die Beweglichkeit nötigen Spielraum haben sie die gleiche Breite wie der Zwischenraum zwischen zwei hervorstehenden dickeren Teilen 21, den dickeren Teilen 23 und 21 bzw. 21 und 24. Auf diese Weise gleitet der Schießer mit leichter Reibung in den Zwischenräumen, die durch die Anordnungen der Roste 3 und 4 gebildet sind.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch diese Ventileinheit.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen, daß die öffnungen ig_a und 19/ genau den öffnungen 2O_a und 20/ entsprechen und so fort für jede Reihe α, b, c, d. Die Verschiebungen zwischen den öffnungen der Reihen a-c und denjenigen der Reihen b-d kann man aus einem Vergleich der Fig. 2 und 4 mit den Fig. 3 und 5 erkennen. Da die Durchbohrungen 4O₀, 40_&, 4O_e, 40'g- alle auf einer Linie liegen, bilden diejenigen (z. B. 4O₀ und 4o_c), die öffnungen entsprechen (in diesem Falle I9_a und 2O_a und ig_c und 20_c), getrennt eine Verbindung zwischen den Kammern (15 und 25 und 16 und 26) der Deckstücke ι und 2, während die anderen Durchbohrungen (in diesem Falle 4O₀ und 40^) die Verbindung zwischen anderen Kammern (15 und 26 und 16 und 2.f) der gleichen Deckstücke verhindern. In den Fig. 2 bis 5 ist der Schließer in seiner herausgezogenen Stellung gezeigt. Seine innere, rechte Stellung ist nicht gezeigt Es ist jedoch klar, daß in der anderen Stellung Verbindungen zwischen den Kammern geschaffen werden, die zu den eben beschriebenen gerade umgekehrt sind.

Um die Bewegung des Schließers 31 zu begrenzen, greift in das Langloch 38 ein Haltepflock 41 ein. Der Haltepflock steht fest.

Um Undichtigkeiten zu vermeiden und eine saubere Arbeitsweise sicherzustellen, ist der Schließer

3i aus Kunststoff aufgebaut und mit einem ölhaltigen Material imprägniert. Auf diese Weise wird der Spielraum zwischen dem Schließer und den Rosten 3 und 4 auf ein unerläßliches Minimum reduziert, und Verklemmungen werden vermieden.

Die Arbeitsweise des Ventils soll nun im einzelnen an Hand der Fig. 1 bis 5 beschrieben werden. Um die Erläuterung zu vereinfachen, sei angenommen, daß über ein Verbindungsglied in der

ίο Röhre 17 Druckluft herankomme, während in der Röhre 18 durch ein Verbindungsglied Unterdruck herrsche. Der Schließer befinde sich im herausgezogenen Zustand.

Die Luft tritt in die Kammer 15 (Fig. 1) ein und

t5 trifft dann auf die öffnungen ΐα,_α und ΐθφ. Da die Bohrungen 40_& im Streifen 33 den Teilen 1% und 2O₆ (Fig. 3) nicht gegenüberstehen, wird die Luft aufgehalten und kann nicht in die Kammer 26 eindringen. Andererseits fließt die Druckluft über

ao Durchbohrungen, wie 4O₀, im Streifen 32 durch die öffnungen 20_a (Fig. 2) und von dort in die Kammer 25.

Von der Kammer 25 fließt die Luft durch die öffnung 28 und strömt aus der Röhre 29 aus. Die in der Kammer 27 enthaltene Luft wird durch die Schließung der öffnungen 19^ und 20^ (Fig. 5) aufgehalten. Die Verwendung der Druckluft, die aus der Röhre 29 ausströmt, wird später beschrieben werden.

Wenn der Schließer herausgezogen ist (Fig. 1 bis 5) fließt die in Röhre 17 eintretende Druckluft in die Kammern 15 und 25 und strömt aus Röhre 29 aus, während in Röhre 18, den Kammern 16 und 26 und der Röhre 30 ein Sog entsteht.

Wenn der Schließer eingeführt ist (das ist die nicht gezeichnete Stellung), dann sind die Verbindungen gerade umgekehrt, und in der Röhre 29 herrscht ein Sog, während in der Röhre 30 Überdruck vorliegt. Die Röhre 17 dagegen bleibt in Verbindung mit dem Uberdruckröhrensystem und die Röhre 18 mit dem Unterdrucksystem. Wenn es erforderlich ist, können diese speisenden Röhrensysteme auch mit den Röhren 29 und 30 verbunden werden. Die Arbeitsweise des Ventils ist dann gerade umgekehrt, während das Prinzip das gleiche bleibt.

Zur Arbeitsweise sei noch festgestellt, daß dann, wenn der Schließer die Öffnungen verschließt, auf seiner einen Seite ein Überdruck erzeugt wird, auf der anderen Seite dagegen Unterdruck. Als Folge hiervon stellt sich ein dichterer Verschluß der Öffnungen ein, wodurch eine Verbindung zwischen Kammern, in denen ungleicher Druck herrscht, unmöglich gemacht ist.

Das beschriebene Ventil kann durch einen beliebigen Antriebsmechanismus in eine lineare, hin- und hergehende Bewegung versetzt werden. Ein Elektromagnet, der z. B. auch bei einem elektrodynamischen Lautsprecher Verwendung findet, genügt der Forderung nach linearer, hin- und hergehender Bewegung und gestattet ferner auf Grund seiner geringen Trägheit hohe lineare Geschwindigkeiten.

Der Antrieb eines Lautsprechers mit Permanentmagnet besitzt ein magnetisches Joch, in dessen Zentrum sich ein zylindrischer Kern befindet. Um die Einführung einer beweglichen Spule zu gestatten, befindet sich zwischen Joch und Kern ein Luftspalt. Die Spule besteht aus einer Papphülse mit aufgebrachter Wicklung.

Nach Fig. 6 besteht der Antrieb ebenfalls aus einer beweglichen Spule mit einer Wicklung 43 auf einer Hülse 42 (Teilansicht). Die Spule ist in einem Luftspalt zwischen dem Joch 44 und einem nicht gezeichneten Kern angeordnet.

Die Hülse 42 läuft in eine konische Oberfläche 45 aus, die öffnungen 46 besitzt. Diese öffnungen verringern die während der Bewegung der Spule durch den Luftwiderstand hervorgerufene Dämpfung.

Die Hülse 42 trägt eine Stange 47, die in einem Haken 48 endet, der in die Bohrung 37 des Schließers 31 eingreift. Auf diese Weise werden alle Bewegungen der Spule auf den Schließer 31 übertragen.

Durch Umkehrung der Richtung eines durch die Wicklung 43 fließenden Steuerstromes erhält man eine lineare, hin- und hergehende Bewegung. Der durch die Wicklung fließende Strom bestimmt dabei die Richtung, in der die Spule im Feld des Permanentmagneten bewegt wird.

Die beiden stabilen Lagen des Schließers 31 können durch zusätzliche, mechanische Einrichtungen sichergestellt werden, z. B. durch eine Membran 49, die auf der Stange 47 angebracht ist und zwischen zwei diametral entgegengesetzten Unterstützungspunkten, die nicht gezeigt sind, festgelegt ist; diese Membran ist solchen Deformationen unterworfen, daß zwei Endlagen entstehen, entsprechend der einen oder der anderen Bewegungsrichtung. Die Bewegung des Schließers 31 jedoch bleibt durch den Haltepflock 41 begrenzt, gegen den abwechselnd die Begrenzungen des Langloches 38 schlagen. Für den Antrieb und das Anhalten eines magnetischen Bandes z. B. ist das eben beschriebene Gleichstromventil mit einem Antriebsmechanismus verbunden, der im folgenden kurz beschrieben wird: Nach Fig. 6 besteht dieser Mechanismus aus einem Stator 50, einem Rotor 51 und einem ringförmigen Gehäuse 52. Die gedachte Achse des Rotors fällt mit derjenigen des Stators 50 zusammen. Die Achse 53 ist die tatsächliche Achse des Rotors 51. An der Peripherie des Stators 50 befindet sich eine Vertiefung 54, die von der äußeren Begrenzung des Rotors 51 abgeschlossen ist, so daß eine Kammer 55 entsteht.

Die äußere Oberfläche des Rotors ist durchbohrt, so daß die Kammer 55 Verbindung mit dem Außenraum hat. Das Gehäuse 52 liegt konzentrisch zum Rotor 51 und hat von ihm geringen Abstand. Es besitzt an seiner Peripherie Bohrungen 58, wie es aus Fig. 6 hervorgeht.

Der Stator 50 ist mit einer der Ventilröhren, z.B. mit Röhre29, verbunden, während das Gehäuse 52 in Verbindung mit der anderen Röhre 30 steht. Wenn also in der Röhre 29 ein Überdruck

entsteht, dann wird dieser dem Stator über die Röhre 59 zugeführt, die in die Kammer 55 mündet. Dazwischen liegt noch ein Röhrenglied 60. Dieser Druck verliert sich durch die Bohrungen 57 des Rotors 51. Im gleichen Falle liegt in der Röhre 30 ein Unterdruck vor, der sich über die Röhre 61 in das Gehäuse 52 fortsetzt (über ein Röhrenzwischenglied 62). Die Bohrungen 58 des Gehäuses 52 unterliegen einem Unterdruck.

Dreht sich nun der Rotor 51 fortlaufend unter Einwirkung eines nicht gezeichneten Motors, so wird das zwischen Rotor 51 und Gehäuse 52 liegende Band an den Rotor angepreßt, wenn im Gehäuse 52 Druck und im Rotor Si Unterdruck herrscht. Das Band 63 wird sofort angetrieben. Wird jedoch im Rotor 51 Druck und im Gehäuse 52 Unterdruck erzeugt, dann wird das Band 63 gegen das Gehäuse 52 gedrückt, und das Band steht sofort still.

ao Ein seitliches Auswandern des Bandes 63 ist einerseits durch die Begrenzung64 des Statorsso vermieden und andererseits durch die aus transparentem Material bestehende Platteos, die vorzugsweise abnehmbar ist, um Zugang zum Band zu schaffen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Druckluftgesteuerte Magnetbandkupplung, bei der ein rotierender Zylinder vorgesehen ist, von dem das Band durch Erzeugen eines Unterdruckes in ihm mitgenommen werden soll, insbesondere für in elektronischen Rechenmaschinen oder datenverarbeitenden Geräten verwendete Magnetbänder, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Drucksystem in dem rotierenden Zylinder ein zweites, von dem ersten unabhängiges und den rotierenden Zylinder in geringem Abstand teilweise umfassendes Drucksystem vorgesehen ist, in dem ebenfalls ein Unter- oder Überdruck erzeugt werden kann, zwischen denen das Band hindurchgeführt wird, und daß die beiden Drucksysteme stets mit umgekehrten Druckverhältnissen arbeiten, so daß das Band durch Zuführung eines Unterdruckes in dem Zylinder und eines Überdruckes in dem zweiten Drucksystem bzw. umgekehrt angetrieben bzw. angehalten werden kann.
2. 2. Druckluftgesteuerte Magnetbandkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmechanismus zur Erzeugung einer linear zwischen zwei stabilen Lagen hin- und hergehenden Bewegung des Schließers ein bei elektrodynamischen Lautsprechern übliches Antriebssystem mit Permanentmagnet und beweglicher Spule dient, wobei die Richtung des durch die bewegliche Spule, an der der Schieber durch ein Gestänge befestigt ist, fließenden Stromes entsprechend umgekehrt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen