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Dokumentenidentifikation DE3887683T2 16.06.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0351470
Titel Automatische Plattenaustauschvorrichtung.
Anmelder NKK Corp., Tokio/Tokyo, JP;
Nikkyo Seisakusho K.K., Matsudo, Chiba, JP
Erfinder Kobayashi, Takashi, Yokohama-shi Kanagawa-ken, JP;
Sugiyama, Tsurayuki, Sumida-ku Tokyo, JP
Vertreter Westphal, K., Dipl.-Ing.; Mußgnug, B., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., 78048 Villingen-Schwenningen; Buchner, O., Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 81245 München
DE-Aktenzeichen 3887683
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 08.11.1988
EP-Aktenzeichen 883104879
EP-Offenlegungsdatum 24.01.1990
EP date of grant 02.02.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.06.1994
IPC-Hauptklasse G11B 17/22

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte automatische Plattenwechselvorrichtung, in der eine große Anzahl von Platten in einer Plattenspeichereinrichtung untergebracht sind, falls erforderlich, eine der ausgewählten Platten aus dem Speicherplatz durch einen Transportmechanismus, automatisch herausgenommen und zu einer Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung zum Aufnehmen und/oder Wiedergeben der Information transportiert und dort befestigt wird, und in der die so an der Aufnabme-/Wiedergabeeinrichtung befestigte Platte von dort wieder zum Unterbringen in die Plattenspeichereinrichtung transportiert wird.

Die automatische Plattenwechselvorrichtung der oben beschriebenen Art ist beispielsweise in der Japanese Patent Provisional Publication No. 243865/1985 offenbart und in Figur 3 als eine hinlänglich bekannte automatische Plattenwechselein richtung dargestellt

In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine in einer viereckigen, plattenartigen Kasette enthaltene Platte, das Bezugszeichen 2 eine Plattenspeichereinrichtung in Form eines Bücherschrankes zum Speichern der Platten 1 in aufrechter Stellung, das Bezugszeichen 3 eine Aufnahme- /Wiedergabeeinrichtung, das Bezugszeichen 4 eine Transport einrichtung, die auf der Rückseite der Speichereinrichtung 2 angeordnet ist und das Bezugszeichen 5 einen Transportrabmen, der an der Transporteinrichtung 4 angeordnet ist und zum Befördern der Platte 1 angepaßte Fördermittel aufweist.

Im Betrieb wird die Transporteinrichtung 4, wenn eine ausgewählte Platte der Platten 1 in der Speichereinrichtung 2 an der Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung 3 befestigt ist, eingeschaltet, um den Transportrahmen 5 sowohl transversal oder entlang der x-Achse und vertikal oder entlang der z-Achse in eine Stellung zu bewegen, die der in der Speichereinrichtung 2 gespeicherten ausgewählten Platte 1 gegenüberliegt. Wenn der Transportrahmen 5 eine vorbestimmte Stellung erreicht, befördert die Quertransporteinheit die Platte aus der Speichereinrichtung 2 in den Transportrahmen 5. Der Transportrabmen wird dann um 90º gedreht und nach unten zur Position der Aufnahme-/Wiedergabeeinheit 3 bewegt. Die Fördereinheit wird dann in Rückwärtsrichtung angetrieben, um die Platte 1 über eine Einlaß-/Auslaßöffnung 6 in das Innere der Aufnahme- /Wiedergabeeinheit 3 zu transportieren. Wenn die Platte 1 in die Position innerhalb der Aufnahme-/Wiedergabeeinheit 3 transportiert und dort befestigt ist, ist die Aufnahme- /Wiedergabeeinrichtung bereit, den Aufnahme- /Wiedergabebetriieb zu starten.

Wenn das Aufnehmen der Information auf die Platte 1 oder das Wiedergaben der Information von der Platte 1 durch die Einrichtung 3 beendet ist, wird die Platte 1 durch eine zu oben beschriebenen umgekehrten Betrieb transportiert und zur ur-Sprünglichen Speichereinrichtung zurückgebracht.

In dem bekannten Verfahren, wie oben beschrieben, wird ein System einer Konstruktion eingesetzt, bei der die Platten in aufrechter Stellung in der Speichereinrichtung 2 in der Form eines Bücherschrankes untergebracht und bei der die Aufnahme- /Wiedergabeeinrichtung mit einer sich unterhalb der Speichereinrichtung 2 angeordneten und sich horizontal erstreckenden Einlaß-/Auslaßöffnung versehen ist.

Solch eine Konstruktion hat jedoch die folgenden Nachteile (i) bis (iv):

(i) Der Betrieb, die Platte aus der Speichereinrichtung zu nehmen und in der Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung in einer Position zu befestigen, ist zeitraubend. D. h., daß der Plattentransportbetrieb gewöhnlich drei bis vier Sekunden benötigt, während der Betrieb zur Anderung der Plattenposition gewöhnlich ungefähr eine Sekunde benötigt, so daß die gesamte Plattenzugriffszeit 4 bis 5 Sekunden beträgt. Wenn die Platte in der Speichereinrichtung in einer Stellung entfernt von der Aufnahme/Wiedergabeeinrichtung untergebracht ist, wird die Transportzeit entsprechend erhöht.

(ii) Die die Fördereinheit enthaltende Transporteinrichtung führt eine dreidimensionale Bewegung durch, der eine Drehbewegung hinzugefügt wird, um den Positionswechsel der Platte zu bewirken, so daß der Aufbau kompliziert und für Störungen natürlich empfindlich ist.

(iii) Die Effizienz des Plattenspeicherplatzes ist gering und die Gesamtkonstruktion neigt dazu, im Umfang größer zu werden.

(iv) Der Transportrahmen wird an einem Punkt in freitragender Weise durch eine Drehwelle gehaltert und wegen der eingebauten Fördereinrichtung schwerer, wodurch eine Gegengewichtseinrichtung, wie z. B. zwei gezeigte Federn, notwendig werden. Zusätzlich muß ein großer elektrischer Motor, der zum Aufbauen einer großen Ausgangsleistungs geeignet ist, als Antriebsquelle vorgesehen werden.

Dies resultiert in einem komplizierteren Aufbau der Gesamtkonstruktion mit erhöhtem Auftreten von Störungen und erhöhten Produktionskosten.

Eine Plattenwechselvorrichtung mit einem vertikal gestapelten Plattenbehältnis gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-4 757 401 bekannt. Die EP-A-0 138 005 zeigt eine andere Plattenwechselvorrichtung mit dem Merkmal einer zwischen zwei vertikal gestapelten Plattenbehältnissen angeordneten Wechselvorrichtung.

Es ist deshalb einer Hauptziel der vorliegenden Erfindung, die obigen Unzulänglichkeiten bei der bekannten Konstruktion zu überwinden und eine Plattenwechseleinrichtung vorzusehen, die eine kompakte Größe aufweist und leicht im Gewicht ist und die eine kurze Zugriffs zeit und trotz deren einfachen Aufbaus eine hohe Betriebszuverlässigkeit aufweist.

Zur Lösung des obigen Zieles sieht die vorliegende Erfindung eine automatische Plattenwechseleinrichtung gemäß Anspruch 1 vor

Bei der automatischen Plattenwechseleinrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Platte stets in horizontaler Stellung abgelegt oder bewegt und nicht in ihrer Stellung verändert, so daß die beim Transportieren der Platte benötigte Zeit reduziert wird, wobei die mittlere Zugriffszeit für die Platte, d. h. die Zeit, die verstreicht, wenn die Platte aus der Speichereinrichtung herausgenommen wird bis sie in der Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung in Position gebracht ist, etwa zwei Sekunden beträgt, was - verglichen mit der Zugriffszeit von vier bis fünf Sekunden beim bekannten System -eine signifikante Reduzierung bedeutet.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anwendung einer Platte der WORM-Art, die hier gezeigt ist, beschränkt, sondern kann sich nicht nur auf optische Platten, wie z. B. Kompaktdisk, CD-ROM und löschbare Platten, sondern auf magnetische Harddisk oder eine magnetische Floppydisk erstrecken.

Die Plattengröße ist auch nicht auf 13,34 cm (5,25 Inch) beschränkt, sondern kann im vorliegenden System in der Größe von 20,32 cm (8 Inch) oder 30,48 cm (12 Inch) eingesetzt werden.

Durch den Aufbau der vorliegenden Erfindung werden kurz gesagt folgende Vorteile erhalten.

(i) Die von der Platte durchlaufene Entfernung und der mit der Bewegung verbundene Betrieb wird vermindert, so daß die Plattenzugriffszeit um ungefähr zwei Sekunden reduziert wird, was eine Reduzierung auf die Hälfte im Vergleich zum bekannten System bedeutet.

(ii) Die Konstruktion wird vereinfacht, Produktionskosten vermindert und die Einrichtung weniger empfindlich auf Betriebsstörungen oder Fehler.

(iii) Die Effizienz des Plattenspeicherraumes wird verbessert und die Gesamteinrichtung in Größe und Gewicht reduziert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine automatische Plattenwechseleinrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2a ist eine Draufsicht auf einen Plattengreifer, der teilweise im Schnitt gezeigt ist.

Fig. 2b ist eine Seitenansicht des Plattengreifers.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine herkömmliche automatische Plattenwechseleinrichtung zeigt.

In Fig. 1 ist perspektivisch eine automatische Plattenwechseleinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der das Bezugszeichen 1 eine Platte bezeichnet und die Bezugszeichen 10a, 10b Platteneinsätze bezeichnen Die Bezugszeichen 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 und 19 bezeichnen eine Plattenwechselöffnung, eine Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung, eine Platteneingabe- /Ausgabeöffnung, eine Plattentransporteinrichtung, einen Plattenhalter oder -greifer, eine Antriebseinheit, einen Förderriemen, eine Steuereinrichtung bzw. eine CPU.

Wie in der Figur gezeigt, besteht die automatische Plattenwechseleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aus den Platteneinsätzen 10a, 10b zum horizontalen Unterbringen der Platten 1, von denen jede in einem viereckigen plattenartigen Behältnis oder Kassette untergebracht ist, der Wiedergabe- /Aufnahmeeinheit 12 zum Aufnehmen der Information auf der Platte 1 und Wiedergeben der aufgenommenen Information von der Platte und der Plattentransporteinrichtung 14 zum Aufgreifen einer der vorausgewählten Platten aus dem Einsatz 10a oder 10b und dessen Befestigung in der Aufnahme- /Wiedergabeeinrichtung 12 oder zum Aufgreifen der vorausgewählten Platten aus der Antriebseinheit 12 und Wiederunterbringung in einem der Einsätze 10a oder 10b. Die Platten 1 werden, während sie abgelegt sind und einem Aufnahme- oder Wiedergabebetrieb unterzogen werden oder in Bewegung sind, in horizontaler Position gehalten.

Die vorliegende automatische Plattenwechseleinrichtung ist 300 mm breit, 700 mm hoch und 700 mm tief und bringt 60 Scheiben von direkt lesbaren postscriptartigen optischen Platten mit einem Durchmesser von jeweils 30,34 cm (5,25 Inch), die Antriebseinheit und die Aufnahme- /Wiedergabeeinrichtung unter.

Die Plattentransporteinrichtung 14 enthält einen Plattenhalter 15, eine Antriebseinheit 16 und einen Antriebsriemen 17 und ist durch die Antriebseinheit 16 vertikal bewegbar, wobei sie zum Transportieren der Platten in Querrichtung angepaßt ist, um die Platten in die und aus den Einsätzen 10a, 10b zu befördern. Der Plattenhalter 15 ist drehbar aufgebaut, um die Vorder- und Rückseite der Platte wie gewünscht presentieren zu können.

Die Steuereinrichtung 18 wird durch einen 8 Bit Mikroprozessor gebildet.

Die Figuren 2a und 2b zeigen den Plattengreifer der Plattentransporteinrichtung in Draufsicht bwz. in vertikalen Seitenansicht. Der Plattengreifer 15 ist auf seinen beiden Enden mit einer drehbaren Trommel versehen, die von drehbaren Führungsrollen 21 gehaltert ist und die durch einen Elektromotor 23 und eine Drehantriebseinheit 24 in Drehung versetzt wird. Um die Platte 1 zwischen den Einsätzen 10a, 10b und den Plattengreifer 15 zu bewegen, werden auf den Greifer 15 vorgesehene Greiferrollen 31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b, 34a und 34b eingesetzt. D. h., ein Motor 35 treibt über ein Zahnrad 36 und Riemen 37 und 39 Nocken 38 und 40 an, wobei diese Nocken 38 und 40 zueinander um 180º phasenverschoben sind, um dadurch auf den Greiferrollen 31a, 31b und 33a, 33b durch deren Drehwinkel Stellungen vorzuschreiben. Daneben werden die Rollen 31a, 31b und 33a, 33b über ein Zahnrad 26 und Riemen 27 und 29 durch einen Motor 25 in Drehung versetzt. Die Rollen 32a, 32b und 34a, 34b werden in ähnlicher Weise durch einen nicht gezeigten Mechanismus in Drehung versetzt.

Wie oben beschrieben, führen zwei Gruppen von Antriebsseitengreiferrollen 31a, 3lb und 33a, 33b, die als eine Gruppe zwei durch die Nocken 38 und 40 vorbestimmte Kupplungsstellungen enthalten, und zwei Gruppen von Folgeseitenrollen 32a, 32 b und 34a, 34b, die als eine Gruppe zwei durch Nocken in ähnlicher Weise über einen (nicht gezeigten) Verbindungsmechanismus und entgegengesetzt zu 31a, 31b und 33a, 33b angetriebene Kupplungsstellungen enthalten, eine Greifoperation der Platte 1 durch ein Paar links und rechts, also 31a, 31b und 32a, 32b auf der linken Seite und 33a, 33b und 34a, 34b auf der rechten Seite, wobei die Greifoperation folgende drei Muster aufweist.

i) Um die Platte in oder aus der Transporteinrichtung auf der rechten Seite zu transportieren, greifen die Seitenrollen rechter Hand die Platte, während die Rollen linker Hand offen sind;

ii) Um die Platte in oder aus der Transporteinrichtung auf der linken Seite zu transportieren, greifen die Rollen linker Hand die Platte, während die Rollen rechter Hand offen sind; und

iii) sowohl die Rollen linker Hand als auch rechter Hand sind offen, wodurch die Platte in der Transporteinrichtung gehalten oder nicht gehalten wird.

Eine dieser Positionen kann durch einen Sensor und ein nicht dargestelltes Markierung, die mit drei Schlitzen versehen ist, ausgewählt werden.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist auf der Oberseite der vorliegenden Plattenwechseleinrichtung eine CPU 19 vorgesehen und zur Steuerung der Steuereinrichtung 18 und der Antriebseinheit 12 angepaßt, um eine Vielzahl von mechanischen Opperationen, wie z. B. Laden, Entladen oder Austauschen der Platten, ebenso wie das Ausführen der Aufnahme und Wiedergabe der Information auf oder von den Platten 1, durchzuführen. Die Steuereinrichtung 18 ist zum Kommunizieren mit der CPU 19 angepaßt, um das mechanische System zu veranlassen, vorgegebene mechanische Operationen durchzuführen.

Im Betrieb wird die Antriebseinheit 16, wenn die Platte 1 innerhalb des Einsatzes 10a oder 10b ausgewählt wird, eingeschaltet und dadurch der Übertragungsriemen 17 in Betrieb gebracht, um den Plattengreifer 15 zu einer ausgewählten Einsatzposition hochzufahren oder runterzufahren. Die Greiferrollen 31a, 31b; 32a, 32b des Rollengreifers 15 werden dann aktiviert, um die Platte 1 innerhalb des Einsatzes 10a zu greifen. Die so gegriffene Platte 1 wird dann in den Rollengreifer 15 durch einen Einführbetrieb eingeführt und dann auf das Niveau der Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung 12 abgesenkt.

Wenn nicht nur die Vorderseite sondern auch die Rückseite der Platte 1 verwendbar ist, wird der Plattengreifer 15 auf den Kopf gestellt, d. h. mit Befehlen der Steuereinrichtung 18, falls notwendig, um 180º gedreht, so daß die gewünschte Plattenoberfläche nach oben gerichtet wird. Der Greifer 15 aktiviert dann die Greiferrollen 31 bis 34 derart, daß die Platte 1 aus dem Greifer gegeben und in die Einlaß- /Auslaßöffnung 13 der Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung 12 eingefügt wird. Es ist anzumerken, daß, wenn die in den Einsätzen 10a oder 10b enthaltene Platte 1 in die Aufnahme- /Wiedergabeeinrichtung 12 eingefügt und dort untergebracht ist, die Platte 1 vom Einsatz 10a in den Plattengreifer 15 von der linken oder rechten Seite eingeführt wird und in der Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung 12 von der rechten Seite des Greifers 15 herrausgegeben wird. Die Platte 1 wird mit Hilfe einer nicht gezeigten Lade-/Entladeeinrichtung, die innerhalb der Antriebseinheit 12 enthalten ist, in die Aufnahme- /Wiedergabeeinrichtung 12 eingeführt. Nachdem die Platte 1 in der Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung 12 befestigt ist, wird ein Aufnehmen und/oder Wiedergeben auf und/oder von der Platte durchgeführt.

Wenn, nachdem das Aufnehmen oder Wiedergeben auf oder von der Platte 1 beendet ist, die Platte 1 aus der Aufnahme- /Wiedergabeeinrichtung 12 genommen und zu den Einsetzen 10a oder 10b zurückgebracht und dort untergebracht werden soll wird die in der Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung 12 enthaltene Lade- und Entladeeinrichtung zum Herausgeben der Platte aus der Einheit 12 und zum Halten der herausgegebenen Platten aktiviert. Der Plattengreifer 15 wird dann auf das Niveau der Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung 12 abgesenkt. Die Greiferrollen 31 bis 34 des Plattengreifers werden dann zum Einführen und Unterbringen der Platte 1 innerhalb des Greifers 15 aktiviert. Dann wird der Greifer 15 unter Steuerung der Steuereinrichtung 18 auf eine vorbestimmtes Niveau angehoben und die Greiferrollen 31 bis 34 werden zum Zurückbringen der Platte in die Einsätze 10a oder 10b aktiviert, um das Zurückbringen der Platte zu beenden.

Wenn eine innerhalb der Einsätze 10a, 10b enthaltene verbrauchte Platte 1 durch eine neuen Platte ausgewechselt werden soll, wird der Plattengreifer 15 auf das Niveau der gebrauchten Platte 1, die innerhalb der Einsätze 10a oder 10b untergebracht ist, abgesenkt. Die Platte 1 wird dann in den Greifer 15 eingeführt, der dann auf das Niveau der Plattenwechselöffnung 11 angehoben wird, durch die die im Plattengreifer 15 enthaltene verbrauchte Platte 1 durch das Plattenentladefenster zur Außenseite hin ausgegeben wird. Die Bedienperson nimmt dann die verbrauchte Platte 1 heraus und führt eine neue Platte 1 durch die Wechselöffnung 11 ein. Der Greifer 15 wird dann veranlaßt, einen Betrieb durchzuführen, der entgegengesetzt zum oben beschriebenen Betrieb ist, um die neue Platte 1 an einer vorbestimmten Position innerhalb der Einsätze 10a oder 10b unterzubringen.


Anspruch[de]

1. Automatische Plattenwechselvorrichtung mit:

einem vertikal gestapelten Plattenbehältnis (10), das angepaßt ist, eine Vielzahl von Platten in einer horizontalen Anordnung unterzubringen;

einem Plattengreifer (15), der angepaßt ist, sich um seine horizontale Achse zu drehen;

einer Plattentransporteinrichtung (14), um den Plattengreifer entlang eines vertikalen Weges zu einer vorgegebenen Position zu befördern;

einer Einrichtung, um den Plattengreifer um seine horizontale Achse zu drehen;

einer Aufnahme-/Wiedergabeeinrichtung, die unterhalb eines Teiles des Plattenbehältnisses vorgesehen ist und angepaßt ist, Informationen auf den Platten aufzunehmen oder aufgenommene Informationen von den Platten wiederzugeben; und

einem Plattenwechselgerät, um Platten zwischen dem Plattengreifer und dem Plattenbehältnis und zwischen dem Plattengreifer und der Informationsaufnahme-/Wiedergabeeinrichtung zu wechseln, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenbehältnis ein Paar von Platteneinsätzen (10a, 10b) aufweist; daß der Plattengreifer zwischen dem Paar von Platteneinsätzen angeordnet ist; daß der Plattengreifer (15) an jedem seiner Enden eine Plattenzugangsöffnung (15a) aufweist, um eine Platte in und aus jedem seiner Enden in der horizontaler Stellung einzufügen und zu entnehmen; und daß das Wechselgerät Rollen aufweist, die angepaßt sind, um durch Reibung beide Seiten der Plattenkassetten gleichzeitig zu greifen, während die Plattenkassetten bei Wechseloperationen zum Plattengreifer getragen und vom Plattengreifer bewegt werden.

2. Automatische Plattenwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattengreifer (15) mit einer drehbaren Walze (20) versehen ist und eine Umlaufantriebseinheit (24) angepaßt ist, um die Walze um deren horizontale Achse zu drehen.

3. Automatische Plattenwechselvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenwechselgerät zum gegenseitigen Auswechseln der Plattenkassetten zwischen dem Plattengreifer und dem Plattenbehältnis und zwischen dem Plattengreifer und dem Wechselgerät ein Paar Rolleneinrichtungen (31, 33, 32, 34) zum Antreiben der Rollen und eine Einrichtung, die aus einem Paar gleichzeitig um 180 Grad zueinander phasenversetzt drehbaren Nocken zum selektiven Drücken der Rollen gegen Ränder der ausgewählten Plattenkassette besteht, und eine Einrichtung zum Drehen der Nocken, um die ausgewählte Platten selektiv zu greifen, aufweist.







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