DE2131424A1 - Elektromagnetischer Stellantrieb - Google Patents
Elektromagnetischer StellantriebInfo
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Description
1.117
Augsburg, den 2j5. Juni I97I
International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10 504, V.St.A.
Elektromagnetischer Stellantrieb
Die Erfindung betrifft elektromagnetische Stellantriebe .
Im Rahmen der Erfindung sind darunter Stellantriebe zu verstehen, mittels welchen ein verschiebbares Teil mit
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einem Anschlag in Berührimg gebracht wird, von dem es zurückzuprallen bestrebt ist.
Es ist zu erwarten, daß das Zurückprallen bzw. -springen mechanischer Bauteile mit größer werdenden
Betriebsgeschwindigkeiten zu einem Problem wird. In bestimmten Datenverarbeitungsanlagen steht beispielsweise
die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit oft in einem direkten Verhältnis zur Betriebsgeschwindigkeit irgendeines in der
Anlage vorhandenen mechanischen Teiles. Die Betriebsgeschwindigkeit solcher mechanischer Teile wird deshalb
bis an die Grenze getrieben, mit dem Ergebnis, daß in einigen Fällen ein so starkes Zurückprallen auftritt, daß
die Anlage ungenau arbeitet.
Es ist klar, daß das Zurückprallen mechanischer Teile unterhalb einer zulässigen Grenze gehalten werden kann.
Dies geht jedoch auf Kosten der Betriebsgeschwindigkeit des betreffenden mechanischen Teils und demzufolge auf
Kosten einer Verringerung der Leistungsfähigkeit der Gesamtanlage. Oft ist es jedoch der Fall, daß die
Leistungsfähigkeit eines Gerätes bereits am Anfang so festgelegt worden ist, daß sie bestimmten Anforderungen
eines Systems entspricht, in welchem das betreffende
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Gerät einen kleinen Teil bildet. In solchen Fällen ist eine Verringerung der Leistungsfähigkeit unzulässig und
das Problem muß mit anderen Mitteln gelöst werden. Es stehen verschiedene Dämpfungsmaterialien zur Verfügung,
die, wenn sie in Verbindung mit dem eingangs erwähnten Anschlag verwendet werden, einen Teil der Energie des
mechanischen Teils beim Aufschlag verschluckt, wodurch eine Verringerung des Rückpralls eintritt. Wenn jedoch
eine noch weitergehende Verringerung des Zurückpralls erforderlich ist, muß eine dynamische Lösung des Problems
gesucht werden.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen elektromagnetischen Stellantrieb derart abzuwandeln,
daß das Zurückprallen eines auf einen Anschlag auftreffenden mechanischen Teils vollständig vermieden wird.
Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung einen elektromagnetischen Stellantrieb, welcher
durch eine in einem Magnetfeld angeordnete Spule, welche durch einen Spannungsimpuls derart erregbar ist, daß
zwischen ihr und dem Magnetfeld eine Relativbewegung hervorgerufen wird, durch die ein verschiebbares Teil mit
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einem Anschlag, von dem es zurückzuprallen bestrebt ist, in Berührung gebracht wird, und durch eine Einrichtung zur
Peststellung des Rückpralls des verschiebbaren Teils und zur Erzeugung; eines weiteren Spannungsimpulses an der
Spule gekennzeichnet ist, welcher so gerichtet ist, daß die Bewegung des verschiebbaren Teils in Richtung von dem
Anschlag weg blockiert wird.
P Die Spule ist gemäß der Erfindung in der Mitte
angezapft und auf einen zwischen den Polen eines Magnets
bewegbar angeordneten Wickelkörper aufgebracht, welcher mit dem verschiebbaren Teil verbunden ist oder ein Teil
desselben bildet. Eine Hälfte der in der Mitte angezapften Spule ist erregbar, so daß das verschiebbare Teil
auf den Anschlag zubewegt wird, während bei Erregung der anderen Spulenhälfte das verschiebbare Teil von dem
Anschlag weg auf einen weiteren Anschlag zubewegt wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Einrichtung zur Peststellung des Zurückprallens
des verschiebbaren Teils von dem weiteren Anschlag weg und zum Erzeugen eines Spannungsimpulses an der Spule vorgesehen,
welcher derart gerichtet ist, daß die Bewegung des verschiebbaren Teils in Richtung von dem weiteren Anschlag
weg blockiert wird.
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Gemäß noch einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Einrichtung zur Peststellung des Rückpralls
des verschiebbaren Teils eine Schaltung auf, welche auf die Änderung der EMK anspricht, die durch die Spule im Augenblick
des Aufschlags des verschiebbaren Teils auf den einen oder auf den weiteren Anschlag erzeugt wird.
Gemäß der Erfindung stellt die Schaltung diejenige Änderung der EMK fest, die in der im Augenblick des
Aufschlags nicht erregten Spulenhälfte erzeugt wird, und liefert den Spannungsimpuls zur Blockierung des
Rückpralls des verschiebbaren Teils an die erregte Spulenhälfte.
Weiter ist gemäß der Erfindung das verschiebbare Teil mit Sperrklinken einer Sperrvorrichtung gekuppelt, welche
an einem Klinkenrad angreifen und dessen Drehung dann verhindern, wenn das verschiebbare Teil an dem einen Anschlag
anliegt, und welche von dem Klinkenrad weggezogen sind und damit dessen Drehung gestattet, wenn das verschiebbare Teil
an dem weiteren Anschlag anliegt.
Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
r> BAD ORIGINAL
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Pig. 1 teilweise im Schnitt einen
Teil eines Zugriffsmechanismus für einen Magnetplattenspeicher sowie einen elektromagnetischen
Stellantrieb nach der Erfindung,
Fig. 2 an den Stellantrieb angelegte
Spannungswellenformen sowie die sich ergebende Verstellung des Stellantriebes vor und
nach der Abwandlung desselben gemäß der Erfindung,
Fig. 3 eine Stellantriebserreger
schaltung nach der Erfindung,
" und
Fig. 4 Spannungswellenformen an
verschiedenen Stellen in der in Fig. 3 dargestellten
Schaltung.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist Teil des Zugriffsmechanisraus
für einen Magnetplattenspeicher. In dem betreffenden Magnetplattenspeicher ist ein magnetischer Schreibkopf auf
einem Schlitten angebracht und wird durch Drehung einer Gewindebzw. Führungsspindel radial über die Plattenfläche hinweg
verschoben. Das Ende einer solchen Führungsspindel 1 ist in Fig. 1 sichtbar.
Eine Drehung der Führungsspindel 1 bewirkt, daß der Schreibkopf über die Plattenfläche hinwegbewegt wird. Wenn der
Schreibkopf die für die nächste Lese-/Schreiboperation erforderliche Spur erreicht, wird die Drehung gestoppt und die
Führungsspindel in ihrer Stellung durch zwei identische Sperrklinken 2 verriegelt, die in die Zähne eines starr mit
der Führungsspindel 1 gekuppelten Klinkenrades 3 eingreifen. Die Anordnung ist so ausgelegt, daß eine Drehung des Klinkenrades
von einem Zahn zum nächsten eine entsprechende Verschiebung des Schreibkopfes von einer Spur auf der Platte zur nächsten
bewirkt. Demzufolge ist es wichtig, daß die Sperrklinken 2 genau in das Klinkenrad 3 eingreifen.
Die Sperrklinken 2 sind an Blattfedern 4 befestigt, die
die Schlagwirkung zwischen den Sperrklinken und dem Klinkenrad 3 verringern. Eine zu große Bewegung der Blattfedern in Richtung
auf das Klinkenrad wird durch Anschläge 5 verhindert, die
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gemeinsam mit den Blattfedern 4 an geeigneten Teilen 6 eines
Hauptrahmens 16 befestigt sind. Sperrklinkenfedern 7S die
an den voneinander entfernten Enden der Sperrklinken 2 befestigt sind, drängen die Sperrklinken mit dem, Klinkenrad in Eingriff,.
so daß eine Drehung der Führungsspindel 1 sowie die begleitende Verschiebung des Schreibkopfes verhindert werden.
Wenn der Schreibkopf zu einer anderen Spur auf der Platte hinbewegt werden soll, wird eine Schwingspulenanordnung,
die zum Teil auf der rechten Seite in Pig. I dargestellt ist, erregt und dadurch ein Joch 8 in bezug auf die Darstellung
in Fig. 1 von links nach rechts bewegt. Von dem Joch 8 vorragende Ansätze 9 greifen an den Sperrklinken 2 an, ziehen
diese von dem Klinkenrad 3 weg und gestatten dadurch eine Drehung der Führungsspindel 1 zur Verstellung des Schreibkopfes.
Die Schwingspulenanordnung besteht aus einem C-förmigen Rückschlußteil 10 für den Magnetfluß und aus einem zentralen
Polstück 11, welches an einem Permanentmagnet 11a befestigt ist und einen zylindrischen Spalt 12 festlegt, innerhalb
welchem ein starkes Magnetfeld vorhanden ist. In dem Spalt 12 ist eine Schwingspule 13 auf einem zylindrischen Wickelkörper
angebracht, der das Polstück 11 umschließt. Die Spule 13 wird von einer in der Mitte angezapften Wicklung gebildet, deren
eine Hälfte zur Verschiebung des Wickelkörpers 14 und des
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Joches 8 in einer Richtung und dessen andere Hälfte zur Verschiebung derselben in der entgegengesetzten Richtung
erregt wird. Das Joch 8 ist an einem Ende in einer Nut eines Halters 15 verschiebbar gelagert, welcher an dem Hauptrahmen
befestigt ist. Die Nut des Halters 15 ist durch eine abnehmbare Platte 17 verschlossen. Ein Jocharm 18 erstreckt sich durch
die Mitte des Wickelkörpers lH hindurch in eine längs der
Mittelachse des Polstückes 11 gebildete öffnung 19 hinein. Dadurch ergibt sich eine verschiebbare Lagerung für das Joch
und außerdem eine genaue Positionierung des Wickelkörpers 14
und der Spule 13 innerhalb des Spalts 12. Ein an dem Jocharm
gebildeter Außenbund 20 ist zur Erzeugung einer zusätzlichen Steifigkeit mit dem Wickelkörper Ik fest verbunden.
Die Schwingspulenanordnung ist mit einem Träger 21 verschraubt, welcher seinerseits mit dem Hauptrahmen 16 verbunden
ist. Ein auf der Innenseite des Trägers 21 angebrachtes Polster 22 dient als Anschlag zur Begrenzung der Bewegung
des Joches 8 in bezug auf die Darstellung in Pig. I nach links. Ein weiteres Polster 23 auf der Stirnfläche des Polstückes
11 dient als Anschlag zur Begrenzung der Verschiebebewegung des Joches 8 nach rechts. Beide Polster 22 und 23
bestehen aus elastischem Material, wie beispielsweise Polyurethan-Gummi, welches Aufprallenergie des Joches 8 jeweils
am Ende von dessen Schlag schluckt und auf diese Weise das
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Rückprallbestreben des Joches dämpft. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß das restliche Zurückprallen zur Folge haben kann, daß die Sperrklinken 2 entweder vorzeitig mit dem
Klinkenrad 3 in Eingriff kommen, d.h. bevor der Schreibkopf die gewünschte Spur erreicht hat, oder vorübergehend das
Klinkenrad freigeben, nachdem der Schreibkopf die gewünschte Spur erreicht hat. In beiden Fällen besteht die Gefahr,
daß der Schreibkopf über der falschen Spur auf der Platte zur Ruhe kommt.
Die Größe des Rückpralls steht selbstverständlich in Beziehung zur Geschwindigkeit des Joches beim Aufschlag,
die ihrerseits von der erforderlichen Zugriffsgeschwindigkeit des Plattenspeichers bestimmt wird. Auf die Konstrukteure
wird oft dahingehend Druck ausgeübt, die Betriebsgeschwindigkeit mechanischer und elektromechanischer Bauteile zu
vergrößern, da diese sonst die Gesamtleistungsfähigkeit eines "Wirtssystems" begrenzen. Im vorliegenden Fall sind
die Geschwindigkeitsanforderungen derart groß, daß bei dem Stellantriebsmechanismus sogar bei Verwendung energieschluckenden
Gummis immer noch ein Zurückprallen auftritt, welches ein fehlerhaftes Arbeiten des Mechanismus verursacht.
Die Verschiebungskurve in Fig. 2c zeigt die Geschwindigkeit des Joches 8 während seiner Bewegung zwischen den beiden
Anschlägen 22 und 23. Die Spannungen, die an eine Hälfte der
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Schwingspule zur Freigabe des Klinkenrades 3 angelegt werden, damit sich dieses drehen kann, sind durch die Spannungswellenformen
in Fig. 2a dargestellt, während die an die andere Hälfte der Spule angelegten Spannungen zum in Eingriff bringen
der Sperrklinken und damit zum Stoppen des Klinkenrades in Fig. 2b dargestellt sind. Die Schwingspule I3 ist
gemeinsam mit den Wellenformen dargestellt, um die beiden Spulenhälften zu zeigen, die zur Erzeugung der Löse- und
Sperrspannungen verwendet werden.
Ein von der Mittelanzapfung 24 aus durch eine Hälfte der Schwingspule 13 hindurch zur Klemme 25 geschickter Erregerstrom
erzeugt die in Fig. 2a dargestellte Spannung zur Freigabe des Klinkenrades 3. Am Anfang ist an die Wicklung eine
große Spitzenspannung Vl angelegt, welche eine schnelle Beschleunigung des Joches 8 in Richtung von dem Anschlag
weg erzeugt. Demzufolge beschleunigt das Joch schnell aus seiner Stellung mit der Verschiebung Null heraus in Richtung
auf den anderen Anschlag 23 mit der Verschiebung d, was in
Fig. 2c dargestellt ist. Der Spitzenimpuls ist von einer Zeit ti bis zu einer Zeit t2 angelegt, welche ausreichend
lang ist, z.B. 1,8 ms, um eine schnelle Beschleunigung des Joches 8 zu erzeugen, welche jedoch nicht ausreicht, um eine
zu starke Erwärmung der Spule zu verursachen. Zur Zeit t2 wird die Spannung auf V2 verringert, d.h. etwa auf die
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Hälfte des Wertes der Spitzenspannung, und auf diesem Wert gehalten, um das Joch weiterhin in Richtung auf den Anschlag
weiterzubewegen und um das Joch an dem Anschlag 23 so lange
festzuhalten, bis es wieder freigegeben wird, damit das Klinkenrad 3 gesperrt und der Schreibkopf über der gewünschten
Spur angehalten wird. Zur Zeit t3 erreicht jedoch das Joch
den Anschlag 23 mit hoher Geschwindigkeit und prallt von
diesem zurück, was durch die Einsattelung in der Kurve in h Fig. 2c dargestellt ist. Das Joch kann mehrmals zurückprallen,
bevor es zur Ruhe kommt und durch den Impuls V2 an dem Anschlag 23 gehalten wird.
Wenn die Sperrklinken 2 in das Klinkenrad 3 eingreifen,
und dessen Drehung stoppen sollen, wird der Löseimpuls beendet und es wird ein Erregerstrom von der Mittelanzapfung 24 aus
durch die andere Hälfte der Schwingspule 13 hindurch zur Klemme 26 geschickt. Das geschieht gemäß der Darstellung in
Fig. 2c zur Zeit t4. Die gleiche Spannungswellenform, die ^ zum Antrieb des Joches zwecks Sperren des Klinkenrades
erzeugt wird, ist in Fig. 2b dargestellt. Diese Wellenform besteht ebenfalls aus einer Anfangsspitzenspannung Vl, die
in der Zeit t4 bis t5 angelegt ist und an welche sich eine
Haltespannung V2 anschließt, die etwa den halben Wert der Spitzenspannung Vl aufweist. Die Spitzenspannung erzeugt
eine schnelle Beschleunigung des Joches in Richtung von dem Anschlag 23 weg, was aus der Verschiebungskurve in Fig. 2c
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ersichtlich ist. Die Verschiebebewegung des Joches setzt sich \anter dem Einf luß des Haltespannungsimpulses V2 in der vorher
beschriebenen Weise so lange fort, bis das Joch zur Zeit t6
den Anschlag 22 berührt.. Wiederum tritt ein Rückprallen auf,
was durch die Unregelmäßigkeit in der Kurve in Fig. 2c dargestellt
ist. Nach Beendigung des RückprallVorganges wird das Joch durch den Halteimpuls an dem Anschlag 22 gehalten,
obwohl in diesem Falle die Sperrklinkenfedern 2 weiterhin die Sperrklinken an dem Klinkenrad 3 auch dann in Eingriff
halten, wenn der Halteimpuls beendet ist.
Wenn der Schreibkopf in eine andere Position gebracht werden soll, wird der Vorgang wiederholt. Dazu wird zur
Zeit tj der Halte- bzw. Sperrimpuls beendet und der nächste
Löseimpuls wird an die entsprechende Hälfte der Wicklung 13
angelegt. Aus der Darstellung in Fig. 2c geht hervor, daß die Zeitsteuerung des Stellantriebes kritisch ist, insbesondere
zur Zeit t6, wenn die Sperrklinken 2 mit dem Klinkenrad 3 in
Eingriff sind und dessen Drehung verhindern. Ein Zurückprallen in diesem Zeitpunkt kann zur Folge haben, daß die
Sperrklinken 2 das Klinkenrad 3 freigeben und ein weiteres Drehen desselben und somit ein fehlerhaftes Positionieren
des Schreibkopfes zulassen. Der Zeitpunkt t3 ist ebenfalls
kritisch, da die Gesamtbewegung des Joches beim Zurückprallen von dem Anschlag 23 dazu ausreicht,daß die Sperrklinken die
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Drehung des Klinkenrades stören und wiederum ein fehlerhaftes Positionieren des Schreibkopfes bewirken.
Dieses Problem des Zurückprallens wird dadurch gelöst, daß unmittelbar nach dem Aufprall auf den Anschlag ein
kurzer, starker Arretierungsstromimpuls an die entsprechende Hälfte der Schwingspule 13 angelegt wird, welcher so gerichtet
^ ist, daß das Zurückprallen des Joches mit der Spule von dem Anschlag verhindert wird. Demzufolge wird das Zurückprallen
des Joches von dem Anschlag 23 zur Zeit t3 durch Anlegen
eines Arretierungsimpulses an die "Löse"-Hälfte der Spule blockiert, was In Fig. 2a gestrichelt dargestellt ist.
In gleicher Weise wird das Zurückprallen von dem Anschlag zur Zeit t6 durch Zuführen eines gleichen Arretierungsimpulses zu der "Sperr"-Halfte der Spule 13 blockiert.
Ein geeignetes Signal zum Triggern des Arretierungs-P
Impulses wird von der Gegen-EMK abgeleitet, die in der gerade nicht benutzten Hälfte der Schwingspule 13 erzeugt wird, wenn
sich diese durch das Magnetfeld bewegt. In dem Augenblick, in dem das Joch auf den Anschlag auftrifft, ändert die erzeugte
Gegen-EMK in der unbenutzten Spulenhälfte ihre Richtung und ist ausreichend groß, um eine Schaltung zu triggern, die in
derjenigen Hälfte der Spule I3, welche in diesem Zeltpunkt
erregt ist,die erforderlichen Impulse erzeugt. Obgleich die
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Richtungsänderung der EMK erst erfolgt, wenn das Joch und die Spule zurückzuprallen beginnen, spricht die Impulserzeugungsschaltung
so schnell an, daß der Arretierungsimpuls bereits geliefert wird, bevor ein merkliches Zurückprallen
erfolgt ist.
Die Schaltung nach der Erfindung zur Erregung der Schwingspule 13 ist in Fig. J dargestellt, während in verschiedenen
Teilen der Schaltung auftretende Spannungswellenformen in Fig. 4 dargestellt sind. Der Betrieb dieser Schaltung wird
im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. J5 und 4 beschrieben.
Transistoren Tl und T2 sind zwischen Erdpotential und Klemme 25 der Schwingspule Ij5 parallel geschaltet. Die Mittelanzapfung
24 der Schwingspule ist an eine positive Spannungsquelle angeschlossen. Transistoren T5 und T6 sind in gleicher
Weise zwischen Erdpotential und Klemme 26 der Schwingspule 13 parallel geschaltet. Auf diese Weise kann durch
wahlweise Erregung dieser Transistoren entweder der Lösestrom von der Mittelanzapfung 24 aus zur Klemme 25 hin oder der
Sperrstrom von der Mittelanzapfung 24 aus zur Klemme 26 hin zum Fließen gebracht werden.
Die Leitfähigkeit der Transistoren T2 bzw. T5 wird durch Transistoren TJ bzw. T4 gesteuert. Wenn TJ vollständig
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BAD
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leitend ist, ist die Basis des Transistors T2 im wesentlichen
auf Erdpotential, so daß dieser Transistor gesperrt ist. Wenn der Transistor T3 gesperrt ist, leitet der
Transistor T2 und es fließt ein bestimmter Strom durch die Lösehälfte der Schwingspule IjJ sowie durch den Transistor T2
hindurch und über einen Widerstand 27 nach Erde. Die sich ergebende Spannung an der Spule 13 ist in Fig. 2a als,
die Haltespannung V2 während der Zeitspanne ti bis t4 dargestellt.
Die Haltespannung V2 an der Sperrhälfte der Spule 13, die in Fig. 2b dargestellt ist, wird zur Zeit t4
durch Einschalten des Transistors T3 und durch Abschalten
des Transistors TH- erzeugt. Ein bestimmter Strom fließt
sodann durch die Sperrhälfte der Schwingspule 13 sowie
durch den Transistor T5 hindurch und über einen Widerstand
28 nach Erde. Demzufolge können Sperr- bzw. Löseströme in den entsprechenden Hälften der Schwingspule Ij5
einfach dadurch zum Fließen gebracht werden, daß zwischen den Basisklemmen 29 und 30 der Transistoren T3 und T4
ein Differentialsignal angelegt wird.
Der Spitzenimpuls, der der Spule 13 und dem Joch 8 eine hohe Anfangsbeschleunigung verleiht, wird gesondert
erzeugt. In Fig. 3 ist lediglich die Schaltung zur Erzeugung des Spitzenimpulses für das Verschieben der Spule und des
Joches in der Löserichtung dargestellt. Die Schaltung zur
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Erzeugung des Spitzenimpulses, welcher zur Verschiebung der Spule in der Sperrichtung erforderlich ist, ist identisch
und deshalb der Übersichtlichkeit halber weggelassen.
Selbstverständlich können außerdem viele der dargestellten Schaltungsteile sowohl der Löse- wie auch der Sperrhälfte
der Schaltung gemeinsam sein.
Ein an eine Eingangsklemme 31 angelegtes Signal zündet
eine monostabile Multivibratorschaltung 32 und erzeugt
gemäß der Darstellung in Fig. 4a einen Ausgangsspannungsimpuls
der Dauer ti bis t2. Dieser Spannungsimpuls wird über
eine ODER-Schaltung 33 an die Basis des Transitors ti angelegt.
Der Transistor Tl wird gesättigt und seine Kollektorspannung fällt zur Zeit ti im wesentlichen auf Erdpotential
ab, was in Fig. 4b dargestellt ist. Ein relativ starker Strom fließt von der Mittelanzapfung 24 aus durch
die Freigabehälfte der Schwingspule I3 hindurch zur Klemme 25, wodurch der Spule und dem Joch eine hohe Anfangsbeschleunigung verliehen wird. Wenn der Spitzenimpuls zur
Zeit t2 beendet ist, fällt der Stromfluß in der Wicklung auf den durch den Transistor T2 und den Widerstand 27 festgelegten
Wert ab, die gleichzeitig durch einen an der Eingangsklemme 29 angelegten Impuls erregt ist.
Die Wellenform in Fig. 4c zeigt, wie sich die Spannung
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an der Klemme 26 der anderen Hälfte der Schwingspule 13 In
Abhängigkeit von deren Bewegung innerhalb des Magnetfeldes ändert sowie die Erregung der Lösehälfte der Spule, wobei
die Schwingspule 13 als Transformator wirkt. Wenn das Joch auf den Anschlag auftrifft, ändert die erzeugte Gegen-EMK
gemäß der"Darstellung in Fig. 4c zur Zeit t3 ihre Polarität.
Die sich anschließenden Unregelmäßigkeiten In der Kurve,
^ die weitere Rückprallbewegungen des Joches und der Spule von
dem Anschlag weg darstellen, nehmen in der Größe selbstverständlich ab. Die Spannung an der Klemme 26 liegt infolge
der Wechselstromkopplung durch einen Kondensator 38 an einem
Transistor T7 an. Der Transistor T7 ist normalerweise leitend und sein Kollektor befindet sich demzufolge im wesentlichen
auf Erdpotential. Die Potentialänderungen an der Klemme 26 schalten den Transistor periodisch aus und erzeugen
dadurch die in Fig. 4d dargestellte Wellenform. Es ist bemerkenswert, daß die letzten beiden positiven Anstiege dieser
W Wellenform zeitgemäß den Rückprallbewegungen des Joches und
der Spule von dem Anschlag weg entsprechen. Die Wellenformen in Fig. 4d sind dargestellt, wie sie dann auftreten, wenn
kein weiterer Impuls zur Blockierung des Rückpralls zugeführt worden ist. Das Zuführen eines Arretierungsimpulses ändert
selbstverständlich die Wellenformen nach der Zeit t3.
Der Arretierungsimpuls wird von einer weiteren raono-
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stabilen Multivibratorschaltung 34 über die ODER-Schaltung
der Basis des Transistors Tl zugeführt. Die monostabile Multivibratorschaltung 34 wird durch das Ausgangssignal einer
mit drei Eingängen versehenen UND-Schaltung 35 gezündet, deren Eingangssignale vom Kollektor des Transistors T7 sowie
durch das Ausgangssignal einer Verzögerungsschaltung 37 # die
mit dem Spitzenimpuls aus der monostabilen Multivibratorschaltung 32 versorgt wird, und vom Ausgang eines Impulsschalters
36 geliefert werden, der durch den unverzögerten Spitzenimpuls aus der monostabilen Multivibratorschaltung
gesetzt wird. Die Verzögerungsschaltung 37 erzeugt gemäß der Darstellung in Fig. 4e einen Impuls, der zeitlich mit
dem positiven Anstieg der Kollektorspannung des Transistors T7 zusammenfällt, welcher durch das Zurückprallen des Joches
von dem Anschlag hervorgerufen wird. Die Verzögerung b ist derart lang, daß der Impuls zeitlich nicht mit dem ersten
positiven Anstieg zusammenfällt, welcher durch das Abschalten des Transistors Tl hervorgerufen wird.
Demzufolge ist der elektronische Schalter 36 zur Zeit ti
durch den Spitzenimpuls aus der monostabilen Multivibratorschaltung 32 gesetzt und legt an einen Eingang der UND-Schaltung
35 eine positive Spannung an. Zur Zeit ti + b erscheint der verzögerte Spitzenimpuls aus der Verzögerungsschaltung 37 und ein weiterer Eingang der UND-Schaltung
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wird positiv. Sobald der Rückprall zur Zeit tj5 erfolgt, wird
der Kollektor des Transistors T7 positiv und die UND-Schaltung 35 wird freigegeben, wodurch die monostabile Multivibratorschaltung
3>4 gezündet und gemäß der Darstellung in
Fig. 4g der zweite Spitzenimpuls zur Unterdrückung· des
Rückpralls erzeugt wird. Das Ausgangssignal der monostabilen
Multivibratorschaltung- 34 stellt den elektronischen Schalter
j56 zurück, wie in Fig. 4f dargestellt.
Die vorliegende Beschreibung beschränkt sich zwar auf eine besondere Ausführungsform eines Zugriffsmechanismus
für einen Magnetplattenspeicher, es sind jedoch viele Abwandlungsmöglichkeiten
im Rahmen der Erfindung möglich. Beispielsweise bewegt sich bei der bevorzugten Ausführungsform des
elektromagnetischen Stellantriebes nach der Erfindung die Schwingspule selbst in einem stationären Magnetfeld. Es ist
klar, daß die Erfindung in gleicher Weise dort anwendbar ist, fc wo der Stellmechanismus durch die Bewegung eines magnetischen
Körpers innerhalb einer erregten stationären Spule betätigt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist außerdem
die Schwingspule eine Mittelanzapfung auf, die besonders günstig ist, da die unbenutzte Wicklungshälfte zur Feststellung
von Spannungsänderungen verwendet werden kann, die durch einen Rückprall hervorgerufen werden. Selbstverständlich
kann auch eine einzige Spule verwendet werden, die zum Sperren
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des Klinkenrades In die eine Richtung und zum Lösen des Klinkenrades in die andere Richtung bewegt wird. Eine
Spannungsänderung innerhalb der Spule würde in diesem Falle wie vorher auftreten und könnte zur Erzeugung des
Arretierungsimpulses nach der Erfindung verwendet werden.
- 21 -
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Claims (9)
- 213U24Patentansprüche:(l.)Elektromagnetischer Stellantrieb, gekennzeichnet durch eine in einem Magnetfeld angeordnete Spule (13), welche durch einen Spannungsimpuls derart erregbar ist, daß zwischen ihr und dem Magnetfeld eine Relativbewegung hervorgerufen wird, durch die ein verschiebbares Teil (8) mit einem Anschlag (22), von dem es zurückzuprallen fe bestrebt ist, in Berührung gebracht wird, und durch eine Einrichtung (34, 35, 36, 37, 38, T7) zur Feststellung des Rückpralls des verschiebbaren Teils und zur Erzeugung eines weiteren Spannungsimpulses an der Spule, welcher so gerichtet ist, daß die Bewegung des verschiebbaren Teils in Richtung von dem Anschlag weg blockiert wird.
- 2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (13) auf einen zwischen den Polen eines Magnets (11) bewegbar angeordneten Wickelkörper (14) aufge-" bracht ist, welcher mit dem verschiebbaren Teil (8) verbunden ist oder ein Teil desselben bildet.
- 3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (13) in der Mitte (24) angezapft ist, so daß das verschiebbare Teil (8) durch Erregen der einen Spulenhälfte auf den Anschlag (22) zu- 22 109882/1227ribund durch Erregen der anderen Spulenhälfte von dem Anschlag v/egbewegt wird.
- 4. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen weiteren Anschlag (23)* welcher den Weg des verschiebbaren Teils (8) in Richtung von dem ersten Anschlag (22) weg begrenzt.
- 5. Stellantrieb nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine weitere Einrichtung zur Feststellung des Zurückprallens des verschiebbaren Teils (8) von dem weiteren Anschlag (2J) weg und zum Erzeugen eines Spannungsimpulses an der Spule (13)» welcher derart gerichtet ist, daß die Bewegung des verschiebbaren Teils in Richtung von dem weiteren Anschlag weg blockiert wird.
- 6. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (34, 35, 36, 37» 38, T7) zur Peststellung des Rückpralls des verschiebbaren Teils (8) jeweils eine Schaltung aufweisen, welche auf die Änderung der EMK anspricht, die durch die Spule (13) im Augenblick des Aufschlags des verschiebbaren Teils auf den einen oder auf den weiteren Anschlag (22, 23) erzeugt wird.- 23 109882/1227
- 7. Stellantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (34, 35, 36, 37, 38, T7) diejenige Änderung der EMK feststellt, die in der im Augenblick des Aufschlags nicht erregten Spulenhälfte erzeugt wird,und den Spannungsimpuls zur Blockierung des Rückpralls des verschiebbaren Teils (8) an die erregte Spulenhälfte liefert.
- 8. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Teil (8) mit Sperrklinken (2) einer Sperrvorrichtung gekuppelt ist, welche an einem Klinkenrad (3) angreifen und dessen Drehung verhindern, wenn das verschiebbare Teil an dem einen Anschlag (22) anliegt, und welche von dem Klinkenrad weggezogen sind und damit dessen Drehung gestatten, wenn das verschiebbare Teil an dem weiteren Anschlag (23) anliegt.
- 9. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Spule (13) gelieferte Spannungsimpuls einen Anfangsteil aufweist, dessen Amplitude (Vl) größer ist als die Amplitude (V2) des übrigen Impulsteils.- 24 -109882/122Leerseite
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