DE1286562B

DE1286562B - Pneumatisch-mechanischer Schrittantrieb fuer bandfoermige Aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE1286562B
Application number: DEI31967A
Authority: DE
Inventors: West Donald Lee; Mix Jun Arthur Loyal
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1965-10-12
Filing date: 1966-10-11
Publication date: 1969-01-09
Also published as: US3417850A; FR1493216A

Description

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Die Erfindung betrifft einen pneumatisch-mecha- dem gegenüber bekannten, rein mechanisch arbeitennischen Schrittantrieb für bandförmige Aufzeich- den Schrittantrieben eine höhere Arbeitsgeschwindignungsträger, bei dem eine Schleife des Aufzeich- keit, jedoch sind der Schrittfrequenz auch hier benungsträgers ständig der Wirkung einer Vakuum- stimmte Grenzen gesetzt, und zwar infolge der unverkammer ausgesetzt ist und der Schrittvorschub mittels 5 meidbaren Trägheit beim Einschalten und Abfallen eines ein- und ausschaltbaren Bremsschuhs gesteuert des Elektromagneten,
wird. Um demgegenüber die erreichbare Schrittfrequenz

Schrittantriebe für bandförmige Aufzeichnungs- derartiger Antriebe, an die insbesondere beim Beträger werden benötigt für Streifendrucker, für trieb von Magnetbändern außerordentlich hohe AnLocher, für Schreibstationen sowie für Lesestationen io forderungen gestellt werden, noch zu verbessern, zum Abtasten von Daten, z. B. bei der blockweisen wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß zur Abtastung der auf Magnetbändern befindlichen digi- Betätigung des Bremsschuhs ein piezoelektrisch wirktalen Codemarkierungen. In jedem Fall sind die An- samer Übertrager angeordnet ist. Ein solches gemäß forderungen, die an einen solchen Schrittantrieb ge- der Erfindung zur Betätigung der Bremse angeordstellt werden, auf eine hohe Schrittfrequenz gerichtet, 15 netes piezoelektrisches Element ist bekanntlich auf wobei es darauf ankommt, daß die bei jedem Vor- einfache Weise steuerbar und hat sowohl beim Einschubschritt zu beschleunigenden und zu verzögern- schalten als auch beim Abschalten eine außerordentden Massen möglichst gering sind. lieh kurze Reaktionszeit, so daß auf diese Weise bis-

Aus diesem Grund haben sich mechanisch arbei- her unerreicht hohe Schrittfrequenzen erzielt werden, tende Schrittantriebe, wie z. B. Klinkenschaltwerke, ao Vorzugsweise sind dem piezoelektrischen Übertrager Malteser-Getriebe und Schrittmotoren für viele An- zur Steuerung unterschiedlicher Vorschubschrittwendungen beim Transport von Aufzeichnungs- großen des Aufzeichnungsträgers mittels entspreträgern nicht durchzusetzen vermocht. Denn die chender binär codierter Steuerdaten ein Binär-Massenträgheit der bewegten Teile begrenzt die er- Analog-Wandler, ein spannungsgesteuerter Multireichbare Schrittfrequenz, so daß die hohen Anfor- 25 vibrator und eine Verstärkerschaltung vorgeschaltet, derungen, wie sie z. B. bei Magnetbändern und auch Die Anwendungsmöglichkeiten des Schrittantriebs

bei Streifendruckwerken an die Schrittschaltung ge- gemäß der Erfindung, mit dem innerhalb vernünftiger stellt werden, nicht erfüllt werden können. Auch Grenzen praktisch jede beliebige Schrittgröße erreichwegen der dort auftretenden mechanischen Reibung bar ist, erstrecken sich auf verschiedene Gebiete der sowie der begrenzten Zahl der möglichen Schritt- 30 Technik, wie z. B. Aufzeichnungs- und Abtastgrößen sind mechanische Schrittantriebe für die ge- einrichtungen für Magnetbänder, Streifendrucker, nannten Anwendungen ungeeignet. Fotosetzgeräte und andere Einrichtungen, bei denen

Der Erfindung lieg^ die Aufgabe zugrunde, einen ein Streifen mit hoher Schrittfrequenz fortgeschaltet Schrittantrieb für bandförmige Aufzeichnungsträger werden muß.

zu entwickeln, der eine sehr hohe Schrittfrequenz so- 35 Das im folgenden beschriebene und in der Zeichwie eine große Zahl unterschiedlicher und einfach nung dargestellte Ausführungsbeispiel ist ein eleksteuerbarer Schrittlängen ermöglicht. Die Erfindung irisch gesteuerter, pneumatischer Schrittantrieb für verwendet hierzu einen pneumatischen Antrieb für einen durch ein Fotosetzgerät geführten'¹ bandden Aufzeichnungsträger, wie er sich bereits in vielen förmigen Aufzeichnungsträger. Der Aufzeichnungs-Anwendungen, wo es sich um nicht gelochte Auf- 40 träger T, im folgenden als Band bezeichnet, wird von zeichnungsträger handelt, bewährt hat, und eine einer Spuleil abgewickelt und in Richtung des periodisch ein- und abschaltbare Bremse; in der An- Pfeiles Tl in Schritten Tl über eine Platte 14 durch wendung für Filmstreifen-Schrittantriebe ist eine eine Druckstation 12 mit einem Projektor 13 fortsolche Anordnung durch die USA.-Patentschrift bewegt.

2 560 918 bereits bekannt Diese bekannte Einrich- 45 Der Schrittvorschub des Bandes Γ erfolgt mittels tung verwendet aber in einem konstanten Taktzyklus des Zusammenwirkens einer Vakuumkammer 20 und periodisch zugeführte Druckluft und eine nocken- einer periodisch einschaltbaren Schrittschaltsteuebetätigte Bremse, wobei — entsprechend den Er- rung, die als Bremse 30 mit einem Bremsschuh 31 fordernissen beim Filmstreifenantrieb — der Streifen ausgebildet ist. Diese Bremse ermöglicht in ihrer gejeweils um eine konstante Schrittlänge vorgerückt 50 öffneten Stellung den Vorschub des Bandes T unter wird. Mit dieser bekannten Einrichtung ist es somit der Wirkung des in der Vakuumkammer 20 herrnicht möglich, die Länge der Schaltschritte während sehenden Unterdruckes und unterbricht in ihrer gedes Schrittvorschubes zu verändern, und außerdem schlossenen Stellung jeweils den Vorschub des ist die pneumatische Antriebskraft nicht kontinuier- Bandes T.

lieh wirksam, sondern wird — synchron zum Wirk- 55 Das Band T wird mittels motorangetriebener samwerden der Bremse — periodisch zugeführt. Rollen 15 von der Spule 11 abgezogen, und zwar mit

Durch die britische Patentschrift 746 734 ist einer solchen durchschnittlichen Vorschubgeschwinweiterhin ein pneumatischer Schrittantrieb für ein digkeit, daß zwischen der Spule 11 und der Bremse Magnetband bekannt, bei dem eine Schleife des 30 stets eine Schleife T 3 aufrechterhalten bleibt, um Bandes ständig einer Vakuumkammer ausgesetzt ist 60 die beim Schrittvorschub jeweils zu beschleunigende und der Schrittvorschub mittels eines ein- und aus- und abzubremsende Bandmasse gering zu halten,
schaltbaren Bremsschuhs gesteuert wird. Die Betäti- Die Vakuumkammer 20 ist durch ein Paar par-

gung des Bremsschuhs erfolgt dort über einen gegen alleler Seitenwände 21 gebildet, deren Abstand etwas Federn wirksamen Elektromagneten, der entsprechend größer ist als die Breite des Bandes Γ und die an den von dem Magnetband selbst abgetasteten Daten 65 ihrer Vorderseite (in der Zeichnung links) durch über eine Verstärkerröhre gesteuert wird. Diese An- einen Block 22, an ihrer Rückseite (in der Zeichnung Ordnung hat den Vorteil, daß mit ihr unterschiedlich rechts) durch eine Stirnwand 23 und an ihrer Obergroße Schaltschritte möglich sind. Sie bietet außer- und Unterseite durch je eine Deck- und Bodenwand

24 verbunden sind. In der Vakuumkammer 20 wird eine Schleife Γ 4 des Bandes T durch den in der Kammer herrschenden Unterdruck aufrechterhalten; dieser wird durch eine Vakuumpumpe 25 erzeugt, die über eine Leitung 26 mit der Vakuumkammer 20 verbunden ist. Nach dem Austritt aus der Vakuumkammer 20 ist das Band Γ durch an einen Antrieb 17 angeschlossene Antriebsrollen 18 geführt, die in Verbindung mit einer Fotozelle 16 a und einer Lichtquelle 16 & als Schleifensteuerung 16 wirksam sind. Der Antrieb 17 für die Antriebsrollen 18 wird nämlich durch die Fotozelle 16 α gesteuert, die so lange durch die Lichtquelle 16 b belichtet wird, wie die Schleife Γ 4 eine bestimmte Größe nicht überschreitet. Im übrigen ist die Vakuumkammer 20 so gestaltet, is daß ihre Wände die Bildung der Schleife T 4 nicht beeinträchtigen.

Wie bereits erwähnt, wird die schrittweise Fortbewegung des Bandes über die Bremse 30 mittels des Bremsschuhs 31 gesteuert. Der Bremsschuh 31 ao wird betätigt durch einen Übertrager mit elektrischem Eingang und einer mechanischen Ausgangsbewegung, die vorzugsweise mittels eines piezoelektrischen Kristalls zylindrischer Form erzeugt wird, der zusammen mit einem Gelenkhebel 33 als Kniegelenk für as die Betätigung des Bremsschuhs 31 wirksam ist.

Der Übertrager 32 kann beispielsweise als piezoelektrischer Keramik-Übertrager von einer Länge von 25 cm und einem Querschnitt von etwa 6 cm² ausgebildet sein, mit dem eine Bremskraft von 900 ρ erzielbar ist, bei einem Verstellweg von etwa 35 μ. Selbstverständlich hängt die Dimensionierung des Übertragers 32 wie auch der übrigen Teile der Bremse 30 von den Erfordernissen der gesamten Einrichtung wie auch von der Ausbildung und den Abmessungen des Bandes ab. Der Übertrager 32 ist an eine Zeitsteuerung 34 angeschlossen. Handelt es sich um einen Schrittvorschub mit konstanter Schrittlänge, so genügt ein einfacher Zeitschalter; zum Vorschub mit unterschiedlich großen Schaltschritten, also für die sogenannte Proportionalschrittschaltung, wie sie insbesondere beispielsweise beim Fotosetzverfahren benötigt wird, dient hingegen eine datengesteuerte Zeitsteuerschaltung 34. Diese besteht aus einer Einheit 35 zur Zuführung binär codierter Steuerinformationen mit einem binären Paralleleingang zu einem Binär-Analog-Wandler 36. Dieser wandelt die zugeführten Binärdaten in analoge Spannungen zur Darstellung der jeweiligen Schrittgrößen um, die einem spannungsgesteuerten Multivibrator 37 zugeführt werden. Der Multivibrator 37 erzeugt bei seiner Anschaltung eine bestimmte Spannung für diejenige Zeitdauer, die der eingegebenen Spannungshöhe analog ist, und bewirkt über eine Verstärkerschaltung 38 die An- und Abschaltung des Übertragers 32.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Einrichtung beschrieben.

Der in der Vakuumkammer 20 herrschende Unterdruck übt auf das in der gezeigten Stellung befindliche Band T eine kontinuierliche Antriebskraft aus, jedoch bleibt das Band infolge der geschlossenen Bremse 30 unbewegt. Zur Auslösung eines Schaltschrittes wird der Übertrager 32 über die Zeitsteuerschaltung 34 wirksam gemacht und löst den Bremsschuh 31. Nun rückt das Band T unter der Wirkung des in der Vakuumkammer 20 herrschenden Unterdruckes vor, und zwar so lange, bis der Übertrager 32 wieder abgeschaltet wird, sich entsprechend ausdehnt und den Bremsschuh 31 wieder in seine wirksame Lage verschiebt. Der zeitliche Abstand des Abhebens der Bremse 30 und ihrer Rückstellung in die wirksame Lage bestimmt somit, wie ohne weiteres erkennbar, die Größe des vom Band T ausgeführten Schaltschrittes.

Claims

Patentansprüche:

1. Pneumatisch-mechanischer Schrittantrieb für bandförmige Aufzeichnungsträger, bei dem eine Schleife des Aufzeichnungsträgers ständig der Wirkung einer Vakuumkammer ausgesetzt ist und der Schrittvorschub mittels eines ein- und ausschaltbaren Bremsschuhs gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Bremsschuhs (31) ein piezoelektrisch wirksamer Übertrager (32) angeordnet ist.

2. Schrittantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Übertrager (32) zur Steuerung unterschiedlicher Vorschubschritte des Aufzeichnungsträgers mittels entsprechender binärcodierter Steuerdaten ein Binär-Analog-Wandler (36), ein spannungsgesteuerter Multivibrator (37) und eine Verstärkerschaltung (38) vorgeschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen