DE1245422B - Datenspeichervorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GlIc

Deutsche Kl.: 21 al - 37/06

Nummer: 1245422

Aktenzeichen: N17847IX c/21 al

Anmeldetag: 6. Februar 1960

Auslegetag: 27. Juli 1967

Die Erfindung betrifft eine Datenspeichervorrichtung mit einem einen nichtmagnetischen, mit einem ferromagnetischen Überzug mit bevorzugter Magnetisierungsrichtung versehenen Träger aufweisenden Speicherkörper, dessen Oberfläche rillenförmige, die bevorzugte Magnetisierungsrichtung bestimmende Vertiefungen aufweist.

Bekannt ist eine derartige, allgemein als »Twistor« bezeichnete magnetische Datenspeichervorrichtung. Sie besteht aus einem Stück nichtmagnetischem elektrisch leitendem Draht als gemeinsamem Kern sowie einer koaxialen Schicht eines sättigungsfähigen ferromagnetischen Materials, das auf die Oberfläche des Kerns stranggepreßt wird. Der Kern wird zusammen mit der ferromagnetischen Schicht gespannt, gleichzeitig verdreht und seine Enden während des Arbeitens der Vorrichtung in einer festen Lage gehalten. Dadurch bildet sich eine spiralförmige magnetische Vorzugsrichtung aus. Um die Vorrichtung werden mehrere gleichartige Spulen in bestimmten Abständen gewickelt, so daß sie eine entsprechende Anzahl schraubenförmiger Bahnabschnitte ferromagnetischen Materials abgrenzen. Die Speicherung einer Information erfolgt durch Anlegen eines Halbwählimpulses an den leitenden Drahtkern und eines Halbwählimpulses an die ausgewählte Spule. Die daraus resultierende vektorielle Summe der beiden Magnetfelder weist in die gleiche Richtung wie die der magnetischen Vorzugsrichtung des Überzugs.

In dem älteren deutschen Patent 1161586 ist ein Twistor beansprucht, bei dem während des Fertigungsprozesses der Träger »vorverdreht« wird und anschließend in seine ursprüngliche Lage zurückgeht, wodurch die magnetische Schicht verdreht wird. Bei dem sogenannten »Wickeltransistor« wird die magnetische Vorzugsrichtung durch spiralförmiges Umwickeln eines Trägers mit einem dünnen magnetischen Draht oder Band erzeugt.

Bei dieser Datenspeichervorrichtung ist das Fertigungsverfahren relativ aufwendig und besonders bei Verwendung sehr dünner Drähte und Bändchen sehr schwierig.

Neben diesen »vorverdrehten« Twistoren sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen eine magnetische Vorzugsrichtung ohne Anwendung von Zugoder Verdrillkräften erzeugt wird.

Die belgische Patentschrift 569 044 zeigt eine Datenspeichervorrichtung, bei der magnetische Vorzugsrichtungen dadurch erzeugt werden, daß man in den aus magnetischem Material bestehenden Leiter wendeiförmige Vertiefungen auf dessen Oberfläche anbringt.

Datenspeichervorrichtung

Anmelder:

The National Cash Register Company,

Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt,

Düsseldorf, Feldstr. 80

Beanspruchte Priorität:

V. St v. Amerika vom 6. Februar 1959 (791695)

In den genannten Datenspeichervorrichtungen entstehen durch den dort verwendeten Volldraht relativ

^a° große Wirbelströme, die sich ungünstig auf die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit und damit auf die Arbeitsgeschwindigkeit sowie auf die Größe des Ausgangssignals auswirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Datenspeicheranordnung herzustellen, die die genannten Nachteile nicht aufweist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die rillenförmigen Vertiefungen an der Oberfläche des Speicherkörpers parallel zueinander, eng nebeneinanderliegend angeordnet sind und daß die Oberflächenform des Speicherkörpers durch entsprechende rillenförmige Vertiefungen in der Oberfläche des Trägers, an dessen Oberfläche sich der dünne ferromagnetische Überzug genau anpaßt, bedingt ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen erläutert. In diesen zeigen die

F i g. 1 bis 8 Oszillogramme magnetischer Hysteresisschleifen der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten ferromagnetischen Vorrichtungen,

F i g. 9 und 10 Beispiele aufgeschnittener magnetischer Datenspeichervorrichtungen gemäß der Erfindung und
Fig. 11 einen Schnitt der magnetischen Datenspeichervorrichtung nach Fig. 10 entlang der Linie 11-11.

In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung magnetischer Datenspeichervorrichtungen der vorliegenden Erfindung wird der ferromagnetische Überzug auf den Träger aufgalvanisiert, der aus einem beliebigen elektrisch leitenden Stoff, wie beispielsweise einer Kupfer-, Silber-, Aluminium-, Messing-,

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Bronzelegierung usw. oder einem beliebigen der be- Bevor mit einer eingehenden Beschreibung der kannten elektrisch leitenden Elemente hergestellt magnetischen Eigenschaften der gemäß der vorliesein kann. Die äußere Form der Oberflächenart des genden Erfindung hergestellten magnetischen Spei-Trägers ist nicht ausschlaggebend, so daß es sich cherelemente begonnen wird, sei festgelegt, daß die hierbei um eine Röhre, einen Ring, eine Platte, einen 5 Bezeichnung »longitudinale« Hysteresisschleife für Stab oder ein Band handeln kann. Dieser Träger die ß-i/-Kennlinie des gezeigten ferromagnetische!! kann auch ein sehr dünner elektrisch leitender Film Elementes verwendet wird, die durchlaufen wird, sein, der durch ein isolierendes Material, wie bei- wenn ein Wechselstrom durch eine um das Element spielsweise Glas, Kunststoff, keramisches Material, gelegte Wicklung geschickt wird, so daß das entabgestützt wird. In den gezeigten Ausführungsbei- io stehende magnetische Feld von H Oersted in einer spielen (Fig. 9 und 10) weist der Träger jedoch die axialen Richtung in bezug auf das Element verläuft Form eines Hohldrahtes 20 aus Phosphorbronze auf, und die in einer gleichartigen Wicklung induzierte der einen äußeren Durchmesser von etwa 0,4 mm EMK die Größe der Änderung derjenigen Fluß- und einen inneren Durchmesser von etwa 0,2 mm komponente anzeigt, die in bezug auf das ElefHeTfl besitzt. 15 in axialer Richtung verläuft; das Integral dieser

Wie in F i g. 9 gezeigt, ist der Hohldraht 20 zu- EMK ist proportional der Flußdichte B. Der Ausnächst mit einer Anzahl V-förmiger und gleichmäßig druck »transversale« Hysteresisschleife sei definiert voneinander beabstandeter spiralförmig verlaufen- als die B-H-Kennlinie des ferromagnetischen Eic· der Rillen 21 versehen. Die Rillen 21 können auf mentes, für das durch einen auf eine um seinen dem Hohldraht 20 mittels eines der zahlreichen all- 20 Umfang verlaufende Wicklung fließenden Wechselgemein bekannten Verfahren, wie beispielsweise strom erzeugte magnetische Feld von H Oersted, Ätzen, Gravieren od. dgl. ausgebildet werden. Die das ebenfalls in einer axialen Richtung in bezug auf Abmessungen und der Querschnitt der Rillen 21 sind das Element verläuft, und bei dem Hohldraht die bis zu einem gewissen Grad kritisch. Es wurden im Träger 20 induzierte EMK ein Ergebnis der jedoch bereits magnetische Datenspeichervorrichtun- 25 Änderung derjenigen Flußkomponente ist, die in gen mit Erfolg gebaut, in denen die Rillen eine Tiefe bezug auf das angelegte Feld quer verläuft. (D) zwischen 2 bis 25 μ, eine Breite (W) von 25 μ In F i g. 4 ist die transversale Hysteresisschleife oder weniger, einen Abstand (S) von etwa 2 bis eines ferromagnetischen Elementes gezeigt, bei dem 400 μ und eine Neigung (Φ) von etwa 45° aufweisen. vor dem Galvanisieren in dem Träger spiralenförmig Der Abstand zwischen den Rillen ist so klein wie 30 um diesen rechtsgängig verlaufende Rillen ausgebilmöglich zu halten. Das theoretische Minimum des det wurden, und das in einem Bad, das 5 g Ferri-Rillenabstandes (S) wäre die Breite eines einzigen chlorid, 20gNickelchlorid, IgNatriummolybdat, 10g Kristalls des als galvanischer Überzug aufzubringen- Ammoniumzitrat und 50 g Ammoniumchlorid pro den magnetischen Materials. Liter Wasser enthält, galvanisiert wurde. F i g. 5

Nach Ausbildung der Rillen 21 auf dem Hohl- 35 zeigt die transversale Hysteresisschleife der ferrodraht20 erhält der letztere in einem Galvanisier- magnetischen, im gleichen Bad galvanisierten Vorbad einen ferromagnetischen Überzug. Der Überzug richtung, bei der jedoch vor dem Galvanisieren keine sollte eine Dicke in der Größenordnung von etwa Rillen nach der vorliegenden Erfindung in dem 2 μ haben, so daß in ihr auftretende Stromverluste Träger angebracht wurden. F i g. 6 zeigt schließlich so niedrig wie möglich gehalten werden und die 40 die transversale Hysteresisschleife des für F i g. 5 dennoch dicht genug sind, um als Speicherelement verwendeten ferromagnetischen Elementes, das jeeine ausreichende Lesespannung zu gewährleisten. doch, wie der eingangs erwähnte »Twistor«, nach

Der Überzug 22 wird auf dem ganzen Umfang des dem Galvanisieren einer mechanischen Torsions-Hohldrahtes 20 gebildet, der sich an die Konturen vorspannung unterworfen wurde, seiner Oberfläche eng anpaßt. Eine solche Beschich- 45 Es zeigt sich deutlich, daß durch Anbringen der tung besitzt nicht nur eine im wesentlichen recht- Rillen in dem Träger vor dem Galvanisieren in der eckige Hysteresisschleife, sondern außerdem eine eben beschriebenen Weise ein ferromagnetisches »leichte« Magnetisierungsrichtung, die im wesent- Element entsteht, das im wesentlichen die gleichen liehen in derselben Richtung verläuft, wie die Rillen magnetischen Eigenschaften aufweist, wie die älteren 21. Die Bezugszahl 23 bezeichnet einen Schutzüber- 50 »Twistoren«, das jedoch weder vor noch während des zug aus Kupfer oder einem ähnlichen nichtmagne- Galvanisierens oder seiner Verwendung einer Tortischen Material, der anschließend auf dem Über- sionsvorspannung unterworfen werden muß. Ohne zug 22 gebildet wird. die Rillen oder ohne eine Torsionsvorspannung,

Man nimmt an, daß eine solche, in einer bestimm- d. h. eine Verdrehung, besitzt die Vorrichtung nicht ten Richtung verlaufende »leichte« Magnetisierung 55 im entferntesten eine rechteckige Hysteresisschleife nicht nur das direkte Ergebnis einer mechanischen und ist demzufolge für eine Verwendung als magne-Umformung des Überzuges durch die in dem Träger tische Speichervorrichtung ungeeignet, ausgebildeten Rillen ist, sondern daß außerdem die In F i g. 7 ist die transversale Hysteresisschleife ferromagnetischen traubenförmigen Formationen einer Vorrichtung gezeigt, die im vorgenannten Bad, während der Galvanisierung dazu neigen, in der- 60 von dem jedoch das Natriummolybdat weggelassen selben Richtung zu »wachsen«, wie die eng neben- wurde, galvanisiert wurde, und in der vor dem einanderliegenden Rillen in dem Träger. Ungeachtet Galvanisieren in dem Träger spiralenförmig um dieder Erscheinung, auf die dies zurückzuführen ist, sen verlaufende rechtsgängige Rillen ausgebildet besitzen solche Vorrichtungen ausgezeichnete ma- wurden. F i g. 8 zeigt die transversale Hysteresisgnetische Eigenschaften und eignen sich vortrefflich 65 schleife der im vorgenannten Bad galvanisierten dazu, als Speicherelemente in moderne Elektronen- Vorrichtung, bei der die Rillen jedoch in entgegenrechner und Datenverarbeitungsgeräte eingebaut zu gesetzter Richtung, d. h. linksgängig im Gegenzeigerwerden, sinn verlaufen. Daraus geht hervor, daß durch erae ,

»Änderung« des Rillenverlaufs eine entsprechende Änderung oder Umkehr der Hysteresisschleife der Vorrichtung erzielt wird.

F i g. 1 zeigt die longitudinale Hysteresisschleife der Vorrichtung, deren Hysteresisschleife in F i g. 7 dargestellt ist. F i g. 2 zeigt die longitudinale Hysteresisschleife einer im erstgenannten Bad galvanisierten ferromagnetischen Vorrichtung ohne Rillen. F i g. 3 zeigt schließlich die longitudinale Hysteresisschleife einer im erstgenannten Bad galvanisierten ferro- ίο magnetischen Vorrichtung, in der jedoch vor dem Galvanisieren eine Anzahl längs verlaufender Rillen 21, die, wie in F i g. 10 gezeigt, sich parallel zu der Achse des Hohldrahtes 20 erstrecken, ausgebildet· wurden.

Aus dem Vorangehenden lassen sich eine Reihe von Schlüssen ziehen. Vor allem zeigt sich, daß es durch Anbringen von Rillen in dem Träger vor dem Galvanisieren möglich ist, einem ferromagnetischen Überzug nicht nur magnetische Hysteresiseigenschaften zu geben, wie sie durch eine rechteckige Hysteresisschleife zum Ausdruck kommen, sondern außerdem die magnetischen Eigenschaften ferromagnetischer Überzüge zu verbessern, die vorher schon eine annähernd rechteckige Hysteresisschleife hatten. Will man die Änderung der in bezug auf das Element in Längsrichtung verlaufenden Flußkomponente verwenden, so ist es zweckmäßig, daß die Rillen, wie in Fig. 10 gezeigt, in Längsrichtung und nicht, wie in F i g. 9 veranschaulicht, spiralenförmig verlaufen. Will man die Änderung der in bezug auf das Element transversale Flußkomponente benutzen, so ist es zv/eckmäßig, daß die Rillen, wie in F i g. 9 gezeigt, spiralenförmig und nicht, wie in Fig. 10 dargestellt, in Längsrichtung verlaufen.

Der Fachmann erkennt aus dem Studium der vorliegenden Erfindung, daß die erfindungsgemäßen magnetischen Datenspeichervorrichtungen in beliebiger Form, wie beispielsweise Platten, Stangen, Röhren oder Ringe, in einfacher und wirtschaftlicher Weise hergestellt und gebaut werden können. Sie besitzen im Vergleich zu den bisherigen Datenspeichervorrichtungen wesentlich bessere magnetische und andere Eigenschaften und eignen sich vortrefflich zum Einbau in moderne Datenverarbeitungsanlagen. Verwendet man als Träger für die magnetische Speichervorrichtung einen elektrisch leitenden, auf einem dielektrischen Kern, wie beispielsweise Glas, keramisches Material, Kunststoff, abgelagerten Film, dann besitzt bei Ausbildung einer Anzahl längs verlaufender Rillen auf der Oberfläche des eben beschriebenen Kernes vor oder nach Ablagerung des Silberfilms auf dieser der ferromagnetische Überzug, der anschließend auf dem Silberfilm aufgalvanisiert wird, erheblich verbesserte Eigenschaften gegenüber der genannten Anordnung.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Datenspeichervorrichtung mit einem einen nichtmagnetischen, mit einem ferromagnetischen Überzug mit bevorzugter Magnetisierungsrichtung versehenen Träger aufweisenden Speicherkörper, dessen Oberfläche rillenförmige, die bevorzugte Magnetisierungsrichtung bestimmende Vertiefungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die rillenförmigen Vertiefungen an der Oberfläche des Speicherkörpers parallel zueinander, eng nebeneinanderliegend angeordnet sind und daß die Oberflächenform des Speicherkörpers durch entsprechende rillenförmige Vertiefungen in der Oberfläche des Trägers, an dessen Oberfläche sich der dünne ferromagnetische Überzug genau anpaßt, bedingt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug auf den Träger aufgalvanisiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger zylindrisch ist und die in seiner Oberfläche ausgebildeten Rillen die Form eines mehrgängigen Gewindes haben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger zylindrisch ist und die in seiner Oberfläche ausgebildeten Rillen sich parallel zur Zylinderachse erstrecken.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Hohlzylinder ist, durch den mindestens ein elektrischer Leiter geführt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschriften Nr. 569 044, 573 063.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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