CN1188852C - 用于带子传送的多孔空气支承件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于带子传送装置(10)的空气支承件系统，该支承件系统包括空气支承件(322)，该空气支承件(322)具有提供不同流速的空气来支承带子的部分(360、370)。

Description

用于带子传送的多孔空气支承件及其制造方法

技术领域

本发明通常涉及在数据存储产业中采用的带子传送装置。具体地说，本发明涉及这种带子传送装置使用的空气支承件，当带子通过装置传送时，特别是当穿过一读/写传感器时，这种带子传送装置可起到将一带子支承在一气垫上的作用。

背景技术

信息时代的到来使以即时使用以及存档为目的的数据的积累和储存有了一个指数增长。在计算机早期，在磁盘和光储存装置出现之前，数据通常被存贮在磁带上，例如盘到盘的磁带以及后来的卡带。在磁带存储装置中，磁性线圈被用作将数据磁性地记录到活动的磁性薄膜带上的传感器，由后，当薄膜前进通过传感器时，数据可以被读出或重新输入处理器。磁带的优点在于，其成本相对较低并且可以多次擦掉以及重新写入。除磁带介质之外，还可以或已经开发出其它的带子存储介质。例如，可以使用激光写入的光带，该带子可增加贮存在介质上的数据密度。

对于存取数据的快速性能不是很重要而又要考虑成本的情况，磁带仍是非常理想的用于数据存档的形式。数据的可存取性是两个变量的函数：储存密度以及带子媒质通过传感器并且由传感器精确读出的速度。这里，另一个重点在于，带子的侧部边缘应当适当地沿一参考平面(即基准面)记录，这样数据才可以被精确地译出。

在任何情况下，当带子物理地沿传送方向通过带子传送装置移动时，在传送的过程中，都需要支承带子并保持带子的侧边缘抵靠住基准面。然而，由于带子和机械部分的物理接触会引起带子表面磨损或对带子造成其它损害，故带子媒质与装置机械部分的接触应减至最小。当带子在接触的地方受到负载作用时，接触的消除就显得尤为重要。这些磨损和损害可以干扰存储数据的完整性，并且有时会损坏驱动机构的某些零件。因此，为了减少或消除摩擦和接触，通常可使用多个空气支承件来支承带子。

一种具有代表性的空气支承件为一气室空腔的形状，该空腔具有一个磨光的金属支承件表面，通过该支承件表面钻有多个孔。这些孔的直径通常在0.006到0.020英寸的数量级中，它们在支承件表面上为一矩阵展开，并且与气室内部连通。该气室以空气进行增压，空气会通过孔漏出，由此提供了可形成一气垫的空气射流，从而用于当带子通过支承件表面时对带子媒质起支承作用。当此类的空气支承件实际运用时，它并不是完美无缺的，首先，由于每一个支承件表面孔都是被单独钻出的，因此制造这种空气支承件很昂贵。例如在1.5到3.0平方英寸的表面积上，通常会要钻出50到200个直径极小的独立的孔。不仅钻孔花费大量时间，钻头的极小尺寸会导致钻头断裂。因此，由于在钻孔的过程中断裂的钻头可能会留在孔内，所以空气支承件的废品率相对较高。

即使形成完好的此种类型的空气支承件，由于这些孔打开的表面仅约占表面的0.1％，故其开放性相对有限。因此，为了提供充足的空气缓冲力，以当带子传送时抵抗带子上的张力，气室空腔必须保持一个充足的压力，该压力通常在1.0到12.0psi的数量级中。由于空气的压缩会产生热量，这些热量必须被散开，否则将存在对带子造成热损坏的隐患。

在1998年7月7日公开的Gavit(本发明的发明人之一)的美国专利No.5,777,823中揭示了一种带子传送装置。在专利’823中，传送使用了一空气支承件构件，该构件至少有一部分由多孔材料构成，该多孔材料允许增压空气从中通过，以产生可供带子驻留的相对均匀的气垫。如专利’823所述，空气支承件形成如一壳体，该壳体具有一适于与气源相连的空气入口。外壳和空气支承件构件构造成一气室空腔，该空腔的内部与空气入口流体连通。氧化铝被称为多孔材料较佳的构成物。

专利’823中所揭示的空气支承件对钻成且磨光的金属空气支承件有显著的改进，由于在无需气流之处需要对多孔材料进行密封，该专利所述的结构存在一些构造缺点。此外，在批量生产中，将多孔支承件安装在金属壳体内也会有一些困难。最后，如同其它的钻孔的磨光金属类型的空气支承件一样，对于移动离开远离记录头的空气支承件部分以及移近相应的收带盘或供带盘的带子，空气支承件的包围角会有不希望有的变化。对于采用较小直径滚子的非空气支承件传送系统，这种会变化的包围角被认为是不重要的问题。尽管这些系统的一个显著缺点在于，滚子的惯性对于带子媒质的快速加速和减速是一个限制因素，此外，带子和传送滚子之间还存在更多接触的可能性。

如上所指出的，带子的一个横向边缘也必须保持抵靠着基准面，这样数据可以通过传感器精确地读出或写入。在过去，该技术可以通过使用多个弹簧夹而实现，在这些弹簧夹的末梢端具有若干光滑的按钮，这些按钮靠着带子的一第二侧边缘，相对的第一侧边缘抵靠着基准面保持。虽然这种使带子相对于基准面物理偏转的技术已取得成功，当带子高速通过空气支承件时，这种技术仍然会导致带子媒质发生不希望的接触。这会产生过度的摩擦力，而带子的机构偏置会对带子的边缘造成损害。另外，带子边缘最终会产生不希望有的按钮的凹槽。在专利’823中，通过使支承件表面相对于基准面成一定角度或者通过传统的弹簧夹，也会出现带子的侧边缘相对基准对于基准面的偏置。

另外，在空气支承件系统中，总存在这样两个位置：即在支承件表面的两个相对端部，在这里带子接近及离开支承件。在这些位置中，带子飘浮高度：即带子和支承件表面之间的分隔距离，在边缘处的分隔距离比端部之间完全包围区域处小。在完全包围区域中，增压空气仅会在带子边缘处漏出。在偏置位置处，增压空气也会漏出。由于当正压力变弱为环境气压时在这些位置处会缺少气膜的支承，带子的碎片常常会堆积起来并可能损坏记录介质。这些碎片还可能堵塞传统钻成的空气支承件的孔。当移动带子拖曳形成支承件表面的缓冲的空气时，由于带子快速移动这些问题会进一步恶化。

因此，仍然需要对带子传送装置作出改进，具体地说，需要对可以支承快速传送通过此类装置的带子媒质的空气支承件作出改进。需要使空气支承件消除为提供射流来形成支承带子的气垫而在支承件表面分别钻孔所带来的那些缺陷。本发明旨在满足这些需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种装有改进的空气支承件的带子传送装置，其中的空气支承件被构造成可以提供在传送过程中用于支承带子状的媒质的气垫。

本发明的又一个目的在于提供这样一种空气支承件，该空气支承件可减小与在供带盒附近以及在收带盘附近的带子的包围角的变化相关的问题。

本发明的另一个目的在于提供多孔空气支承件，该空气支承件具有较好的基准跟踪能力。

本发明的另一个目的在于提供用于带子传送系统的多孔空气支承件，该带子传送系统具有消除初始空气积累以及分离带子下垂的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种新的、有用的构成多孔空气支承件的方法，该方法简单且经济实惠。

本发明的另一个目的在于提供一种新的制造多孔空气支承件的方法，该方法可为不希望空气通过的表面提供一种简单的密封技术。

因此，根据本发明，可以提供一种空气支承件系统以及采用此类空气支承件系统的带子传送装置。当带子沿传送方向被传送通过时，该空气支承件系统适于将带子支承一气垫上。从它广泛的形式而言，空气支承件系统包括一空气支承件构件，该支承件构件具有一带有一第一表面部分和一第二表面部分的空气支承件表面。一压力空气源与空气支承件构件流体连通。空气支承件构件被构造成为：通过第一表面部分漏出的空气的压力比通过第二表面部分漏出的空气的压力大。

根据本发明一实施例的空气支承件系统包括一与空气支承件构件相连接的气室，该气室与压力空气源连通。空气支承件构件具有一壁，该壁的一个表面与气室流体连通，而该壁的相对的表面形成了空气支承件表面。该壁由多孔材料构成。位于支承件构件的第一表面部分之下的壁的第一部分比位于第二表面部分下的壁的第二部分薄。较佳地，第一表面部分以第一曲率半径形成，而第二表面部分以比第一曲率半径大的第二曲率半径形成。这使得一弧形的空气支承件表面具有双重曲率半径。第一表面部分可以延伸约45度的弧，而第二表面部分也可以延伸约45度的弧。

或者，空气支承件构件可以包括分离的第一和第二气室，第一气室与第一表面部分相联，而第二气室与第二表面部分相联。第一和第二气室可以通过一块多孔材料的划分壁隔开，这样一单个的压力空气源可以直接与第一气室相连，从而以第一压力供给空气，而第二气室则由从第一气室通过划分壁通到第二气室的空气增压。该划分壁由多孔材料构成，该多孔材料可以从陶瓷、金属和复合材料构成的组中选定。或者，分离且独立的第一和第二气室可以设置包括具有不同压力的独立的第一和第二空气供给器的压力空气源，这样，一个空气供给器与第一气室流体连通，而第二空气供给器与第二气室流体连通。

根据本发明的空气支承件可以包括位于空气支承件表面的一端或两端上的一肋。该肋穿过空气支承件表面横向延伸，并且从选定距离的的空气支承件表面向上延伸，以阻止当带子在上面移动时空气穿过肋。这些肋可以具有一上部弯曲表面或一平坦表面，而后者是较佳的。在任何情况下，当带子前进到以及离开空气支承件表面时，这些肋可用作防止和减少空气泄漏的障碍物。

此外，本发明的空气支承件包括一基准面，该基准面可起到形成用于带子的第一侧边缘的导向表面的作用。该基准表面沿与传送方向平行的基准平面定向。这里，空气支承件表面以相对于基准面的较大的锐角定向，该角度在70度到稍小于90度的范围内，但最好约为88.8到89.3度。

本发明还涉及一种带子传送装置，该带子传送装置在供带盘和收带盘之间穿过一记录头以一可反向的传送方向在带驱动器中传送带子。该带子传送装置包括一个设置在记录头的一传送侧上的第一空气支承件构件以及一个设置在记录头的另一传送侧上的第二空气支承件构件。第一和第二构件中的每一个包括一空气支承件表面，该支承件表面具有：位于相应的供带和收带盘附近的以第一曲率半径形成的第一部分，以及位于记录头附近的以第二曲率半径形成的第二表面部分。第一曲率半径比第二曲率半径小。每一个空气支承件构件被构造成为：空气可通过第一和第二表面部分，以产生一带子可以驻留的气垫。一压力空气源与第一和第二空气支承件构件连通，而第一和第二空气支承件构件构造成为：空气通过第一表面部分漏出时的压力比通过第二表面部分漏出空气的压力大。

结合附图，从下列本发明的实施例的详细描述的考虑中可以更容易认识和理解本发明的这些和其它的目的，这些附图为：

附图的简要说明

图1为一带子传送装置的简化的俯视图，该带子传送装置装有本发明的改进的空气支承件；

图2为示出了根据本发明第一实施例的一空气支承件的立体图；

图3为沿图2的线3-3截取的截面图；

图4为沿图2的线4-4截取的截面图；

图5为示出了根据本发明的一空气支承件的第一替代实施例的正面图；

图6为沿图5的线6-6截取的截面图；

图7为和图4类似的一截面图，其中示出了根据本发明的一空气支承件装置的第二实施例；

图8为根据本发明的空气支承件的第三实施例的空气支承件装置的立体分解图；

图9为示出了图8中示出了本发明的第三实施例的透气支承件本体的俯视图；

图10为和图9类似的俯视图，其中示出了图8的装配后的空气支承件装置；

图11为沿图10的线11-11截取的截面图；

图12(a)为示出了根据本发明的空气支承件表面与基准面的相对角度以及空气供给孔的钻取角度的截面图；

图12(b)为和图12(a)类似的截面图，其中示出了根据本发明的空气供给孔的第一种可选择的钻取形式；

图12(c)为和图12(a)与图12(b)类似的截面图，其中示出了根据本发明的空气供给孔的第二种设置方案；

图12(d)为和图12(a)-图12(c)类似的截面图，其中示出了根据本发明的空气供给孔的另一种构造；

图13(a)为示出了根据现有技术从空气支承件起在一分离位置的带子的下垂的示意图；图13(b)为示出了根据本发明的凸肋的示意图；以及

图13(c)为示出了根据本发明的另一种凸肋的示意图。

具体实施方式

本发明广泛地涉及一种在数据存储产业中使用的带子传送装置。这种带子传送装置可起到沿一传送方向传送带媒质穿过一读/写传感器的作用，以在一媒质上放置或存取数据，例如在一磁带上。本发明是特别对于磁带介质而进行描述的，但需要理解的是，此处所描述的原理可以应用于其它带状介质，而不会起限制作用。此外，所使用的术语“读/写传感器”或“记录磁头”可以指写传感器、读传感器或可以实现读写两种功能的传感器。

然而，本发明尤其涉及一种空气支承件装置，该支承件装置可与增压气源连接，以沿支承件表面提供一气垫，这样当带子媒质沿传送方向移动时，带子媒质就可以被支承在气垫上。这种空气支承件的一个重要方面在于，它采用了了一种双重半径，以配合在当供带盘或收带盘处于一种极端的“接近空”的情况或是处于一种极端的“接近满”的情况时会发生的带子媒质的偏转变化角。

接着，参照图1，可以看到一具有代表性的带子传送装置10的示图，该装置10包括一读/写传感器12、一盒式供带盘14、一收带盘16以及一电动机18。电动机18可起到沿一可逆的带子驱动方向“T”传送带子20的作用。带子20在穿过传感器12的运动中通过一对空气支承件22和24而支承，这在下文中将作更透彻的描述。来自气源30的增压空气分别通过管道26、28供给到空气支承件22和24。气源30可以为任何本技术领域中已知的用于向系统提供增压空气的类型的装置。

图2-4示出了第一种具有代表性的空气支承件22。应理解的是，该第一实施例中的空气支承件24基本为空气支承件22的一镜像，尽管它并不需要完全如此来实现本发明所揭示这些内容。因此，为了简明扼要，仅对空气支承件22作了描述。接着，如图2-4所示，空气支承件22包括一呈多孔本体31的形状的空气支承件构件，该本体31具有在厚度“t1”处形成的一上壁32，并且提供了一个包括一第一表面部分36和一第二表面部分38的上部空气支承件表面34。多孔本体31包括一对侧壁42和44，这对侧壁分别从上壁32以基本垂直的角度向下垂下。一基准板40安装在壁42上，并且提供了一个基准件41，该基准件向上突出以形成一基准面46，带子20的第一横向边缘48抵靠该基准面46而被引导。基准壁46被定向成一个基准平面“D”。

多孔本体31由任何适合的多孔材料构成，这些适合的多孔材料例如可包括陶瓷、金属以及复合物，只要该材料开孔充分、以允许能产生气垫的质量和流速的空气通过即可。较佳地，多孔材料介于0.1到0.6(in³/sec/in²/perPSI/in)之间。该多孔材料可以是烧结的或非烧结的，具体将取决于它的成份，并且同样它可以被注入一种选定的粘合剂以控制其多孔性。当使用金属时，如果用于磁带介质，则该金属需是非磁性的。较佳的多孔材料为被称作多铝红柱石的硅酸铝，这种铝红柱石具有三份氧化铝与两份二氧化硅的复合物。基准板40最好由实心陶瓷材料形成，例如氧化铝。

一L形的支承托架50固定在空气支承件构件22上。托架50具有一个沿侧壁42和44的下边缘定向的下板部分63以及一个沿侧壁44定向的侧板部分64。下板部分63为弧形，并且基本平行于空气支承件表面34延伸。端板52、54分别密封空气支承件22相对的端部。

如图4所示，空气支承件22的多孔本体31包括一分隔壁56，该分隔壁56从上壁32垂下并且完全延伸通过侧壁42和44之间。应理解的是，分隔壁56将多孔本体31的内部分隔成一第一气室58和一第二气室60。此外，理解的是，上壁32、侧壁42和44以及分隔壁56最好能作为多孔材料的一单一件一体形成。如上述所指出的，这种材料允许气室58和60中的增压空气通过上壁32并且通出支承件表面34，从而产生一气垫，该气垫可将带子20以一个飘浮高度“h”支承在空气支承件表面34上方(图3)。具体地说，该飘浮高度希望能在0.01-0.04英寸的数量级中。

为了密封侧壁42、44以防增压空气泄漏，设置一合适的覆层62完全围绕空气支承件构件22的外部，但空气支承件表面34除外。这可以通过在一模制的空气支承件构件22上完合覆盖一合适的材料来实现，合适的材料可为油漆、环氧树脂或其它适合的密封薄膜。这种薄膜可以通过本技术领域中已知的技术来涂覆，例如通过一种喷射的方法或真空蒸发法。而后，该覆层可以通过自我适配的溶解或沿空气支承件表面34的机加工来去除。

为了将空气引入第一和第二气室58和60内，托架50的侧壁64通常安装得与侧壁44齐高，由于覆层62的存在，无须使板64抵靠侧壁44密封。侧板64设有一个接头66，该接头可以与一管道相连，例如上述的管道26，并通过该管道与压力空气源30连通。接头66还与图3中虚线所示的一开口68流体连通，该开口68通过侧壁44延伸，这样空气可以通入气室58内。

现在，可以更加完整地理解分隔壁56的目的和功能。如本发明背景技术中所指出的，希望能使分别接近供带盘和收带盘的各个支承件22和24的端部处的带子20的偏转变化角最小化。也就是说，希望位于接近供带盘和收带盘的空气支承件22和24附近的区域的曲率半径尽可能小。因此，空气支承件22和24设有一空气支承件表面34，该表面34在接近供带盘和收带盘的区域中具有一个以相对较小的曲率半径“r₁”形成的第一表面部分36，以及带有一个以较大的曲率半径“r₂”形成的第二表面部分38，该部分相邻于传感器12终止。因此，如图4所示，空气支承件表面部分36以约0.5英寸(1.27cm)的曲率半径“r₁”形成，并以该曲率延伸约45度的弧。第二空气支承件表面部分38以约2.0英寸(5.08cm)的曲率半径“r₂”形成，并且也延伸约45度的弧。

不过，应理解的是，对于均匀厚度的均匀多孔性的材料，通过材料的空气流动特性可以由以下公式描述：

φ＝ρ×μ×P×A/t

式中，φ＝质量流速(lbm/sec)

      ρ＝空气密度(lbm/in3)

      μ＝支承件渗透性(in4/lbf-sec)

      P＝施加的气室压力(psi)

      A＝气流通过的截面积(in2)  以及

      t＝材料厚度(in)

然而，空气支承件的目的是使带子以一个恒定的或受到控制的距离、即以一个“飘浮”高度飘浮在空气支承件表面34上。可以施加的使带子飘浮的压力可以根据公式P＝T/R来决定，其中T为带子的每单位宽度的张力，而R为包围角的半径。因此，当“r₂”为“r₁”的四倍时，为了得到同一飘浮高度，需要使第一气室58增压为第二气室60的压力的四倍。当然，这可以通过使第一和第二气室58和60具有独自的压力来实现。然而，也可以通过从单个压力源供给而实现压差。例如，一单个压力可以分成两条压力管线，一条为对气室58进行供给的压力管线，而另一条对气室60进行供给的压力管线。在这种情况下，对气室60进行供给的压力管线应当设置一个减压孔，从而使气室60中的压力为气室58中压力的四分之一。

尽管如此，本发明通过向气室58供给增压空气并且用厚度为“t₂”的多孔分隔壁56使气室58和气室60隔开提供了一种更加简化的过程。当上壁32的厚度为“t₁”时，分隔壁56的厚度“t₂”应当为3t₁。这样，由于空气仅通过与气室58相联的单个厚度“t₁”，而供给压力的空气必须通过第二表面部分38的壁部分，该通过部分的厚度为“3t₁”加上“t₁”等于“4t₁”，所以通过空气支承件部分36的增加空气的压力为通过第二表面部分38的空气压力的四倍。因此，当“r₁”为四分之一“r₂”时，可使压力平衡，从而在气室58处以一个较小的包围半径提供一相对均匀的气垫。

参照图5和图6，其中示出了一个双重气室腔的第二实施例，其中的两个气室具有以不同压力供给的空气。在图5和图6中示出了空气支承件122，该空气支承件为一多孔材料的实心本体123的形状，如上所述，该多孔材料被模制成一个具有一空气支承件表面123的单一件。一基准板140置于空气支承件122的底面侧上，并且夹在安装板141和本体123之间。基准板140由实心陶瓷材料、碳化物或者其它金属或非金属材料形成。一顶板164置于本体123的顶侧上，并且设置有一对接头166和167。垫片165被夹在顶板164和本体123之间。螺栓169与组件固定在一起。

参照图5和图6，可以看到，空气支承件表面134被划分成第一表面部分136和第二表面部分138。表面部分136是弧形的，并且沿与图2-4中示出的实施例中所述类似的曲率半径“r₁”形成。同样地，第二表面部分138以曲率半径“r₂”形成，该曲率半径“r₂”比“r₁”大四倍并且同样与上述实施例有关的描述类似。空气支承件122具有一基本以不变的厚度“t₁”形成的有效上壁132。该上壁部分132由多个形成在空气支承件122的本体123内的孔形成。

为此，一第一空气供给孔158从顶壁142基本平行于第一表面部分136钻出，并且通过本体123。一第一供给口188穿过底壁144，并且与第一空气供给孔158流体连通。而空气供给孔158也形成一个用于空气支承件122的第一气室。多个第二空气供给孔160平行于孔158且相互平行地钻出。如图5和图6所示，从顶壁142钻有十一个几乎完全通过本体123的这样的空气供给孔160，然而，仅有孔160’穿过了底壁144以提供一第二供给口190。孔160的切线和孔158的切线与空气支承件表面134等距离的隔开，再次说明，必须以空气供给孔160的压力值四倍的压力对孔158进行供给。

为此，位于空气支承件顶部的空气供给孔160的口部通过一普通的分支岐管170相互流体连通。第二空气供给口190与通过安装板141形成的通道194以及基准板140中的开口145连通。由此，管道170通过孔160’与接头167流体连通。安装板141的接头166通过安装板141中的通道192以及基准板140中的开口145与空气供给孔158流体连通。

增压空气供给源130直接通过管道126向接头166供给增压空气，并且也通过一四分之一减压孔131并通过管道127向接头167供给增压空气。因此，空气供给孔160的压力为空气供给孔158的压力的四分之一。由于包围半径“r₁”为包围半径“r₂”的四分之一，所以由于空气支承件表面部分136相对于空气支承件表面部分138处的气压之间差异就可以为在空气支承件表面134上移动的带子提供一均匀的气垫。

图5和图6所示的结构为制造提供了有利条件。这里，实心铸造本体部分123可以由上述任何适当的多孔材料模制并硬化而成。整体本体部分可以通过浸泡、喷射或其它的方法使其覆上一层密封材料，该层密封材料可以防止空气从中通过。而后，孔158、160以及分支岐管170可以形成在露出多孔材料的本体构件123中。通过沿空气支承件表面134去除覆层的机加工操作，或者通过一种适当的溶剂来去除覆层，可以形成空气支承件表面134。因此，除沿分支岐管170、空气供给孔158的口部以及空气支承件表面134之外，空气支承件构件122的其它所有的区域均由覆层162保持密封。

接着，以任何适当的方式来安装板164，使板164与侧壁142成密封关系，例如可通过一垫片或任何其它的装置。而后，可以将一基准板140相对于板164安装，以提供一平坦的基准面146。多个刻意放置的排出孔148通过基准板140形成，这些排水孔的开口截面基本为圆形。支承件表面134与孔146直径相交。在使用中，这使得任何过剩的气压可以从空气支承件表面134排出。在低压应用中，由于低气流状况，可以免去排出孔148。

图7中示出了本发明的第三实施例。图7为与图4类似的截面图，但其中的空气支承件224与图1中的空气支承件24相应。此处，空气支承件224具有一本体部分223，该本体部分223提供了一个空气支承件表面234，该表面234被划分成一第一空气支承件表面部分236以及一第二空气支承件表面部分238。所提供的基准件同上述的基准板40类似。在本实施例中，上壁232形成为二部分，即分别与第一表面部分236和第二表面部分238相应的282和284。上壁部分282的厚度为“t₁”，而壁部分284具有的厚度“t₂”为厚度“t₁”的四倍。可以设置一单个气室258，以使增压空气通过上壁232从气室258通出。然而，由于厚度232中的差异，第一表面部分236处的压力是第二表面部分238处的四倍。然而，由于第二表面部分238的包围半径是第二表面部分236的半径的四倍，这样便可以使传送的带子获得基本均匀的飘浮高度。再次指出，在本实施例中，可以设置一适当的覆层以密封空气支承件224的侧边及端部，并且可以采用一个在增压气源和气室258之间连通设置的适当的板。

图8到图11示出了本发明的最佳实施例(指在本申请提交的时候)。在该实施例中，空气支承件构件322由多孔构件323形成，将该构件覆层处理成如图5和图6所示实施例所描述的样子。此处，多孔构件323具有一空气支承件表面334，该空气支承件表面334具有一个以较小的曲率半径“r₁”形成的第一表面部分336以及一个以较大的曲率半径“r₂”形成的第二空气支承件表面部分338。多个空气供给孔358和360分别与空气支承件表面部分336和338相联。为此，空气供给孔360位于离表面部分338的距离“t₂”处，该距离“t₂”是表面部分336和空气供给孔358之间的间隔距离“t₁”的四倍。由于间隔存在这种差异，孔358和360可以通过一个共同的分支岐管370连接在一起，并且以共同的气压进行供给。应理解的是，壁部分333单位面积通过的空气量是壁部分335的四倍。然而，由于包围半径，带子20将飘浮在穿过空气支承件表面334的均匀的气垫上。

在装配中，空气支承件构件322的多孔构件323以及基准板340通过螺栓369安装在一顶部安装板364和一底部安装板365之间。应理解的是，底部安装板365可以为带子传送装置的结构或外壳的一部分，以代替与结构相连的独立件。在任何情况下，空气供给接头366被设置成通过板365中的孔368连通，这样空气可以流过接头366、流过孔368、流过空气供给孔360’并进入分支岐管370中。基准板340设有排出孔348，这些排出孔348的目的和功能同排出孔148类似。

为此，将空气供给孔360’完全钻通多孔构件323而成为与图5中所示的空气供给孔160’所描述的样子。当然，应理解的是，任何空气供给孔358、360都可以用于与增压空气供给源连通的目的，而保持空气供给孔钻过顶壁325和多孔构件323的大部分距离但不穿透其底壁327。

为了空气能够通过基准板340，设置了一个开口341，该开口在装配中通过O型圈390密封，该O型圈390的位置抵靠着多孔构件323的壁327以及底板365。一垫片380被用来密封分支岐管370，而该垫片380被夹在顶部安装板364和多孔构件323之间。多个螺栓369通过开口391-394延伸，这些开口分别形成在顶部安装板364、垫片380、多孔构件323以及基准板340中。螺栓369的螺纹端固定在形成在底板365的螺纹开口395中。

对于钻取用于图8-10所示的实施例以及图5和图6中所示的实施例的空气供给孔，图12(a)到12(d)的略图示出了四种可能的变化形式。例如，在图12(a)中，一个具有代表性的空气供给孔460沿轴线“A”钻得，而该轴线“A”与空气支承件表面434平行。而空气支承件表面434相对于基准板440的基准面446形成一个较大的锐角“a”。轴线“A”与表面434平行，这样空气可以均匀地通过壁部分433。

在图12(b)中，空气供给孔560的轴线“A”相对于空气支承件表面534以一个较小的锐角“b”倾斜。因此，在接近基准板540的基准面546和侧壁542的位置处，通过壁533的空气流动存在差异。图12(c)中示出的是该实施例的反面。此处，空气供给孔660的一轴线“A”相对于支承件表面634以一个锐角“c”定向，角度被选择为空气供给孔660的口部距空气支承件表面634更远，且为终端固定件662。另外，壁部分633在基准板640和侧壁642之间是不均匀一致的，这样在接近于基准面646处产生的气流比外侧壁642处的更大。

在图12(d)中，空气供给孔760形成的结构与上述有所不同。此处，空气供给孔760具有一个接近于口部772的、经过扩孔处理的第一区域770，该区域具有的直径比口部722末梢处的第二区域774的直径大。由于扩孔区域770具有较大的直径，近端侧壁742的壁部分733的厚度比近端基准板740的壁部分733’的厚度小。因此，在远离基准板740的带子的边缘处会产生更大的空气压力。应清楚理解的是，空气供给孔可具有从顶部到底部直径尺寸递减的若干扩孔，从而具有两个以上的不同区域。此外，通过将这样的孔钻成有一点锥度可以得到圆锥形的空气供给孔。这样会使空气供给孔的直径连续递减，而不是如图12(d)所示的那样呈阶梯状的递减。

本发明的另一个特征在于，在相应空气支承件的各个终端处使用了若干横向的凸肋。为了理解这些凸肋，首先可参照图13(a)和13(b)。参照图13(a)，可以看到，具有代表性的带子20’沿存在有一气垫100’的空气支承件22’的方向引导。然而，由于从气垫100的压力到环境压力的过渡，空气会在区域“S”中溢出或分流出。

为了消除这种空气溢出，如图13(b)中所示，一横向肋构件或“凸肋”85设置成穿过空气支承件表面34。横向肋构件85用作导风板，从而使空气不易从区域“S”中溢出。然而，由于带子20位于凸肋元件85的切线处，所以带子20上应基本无负载，否则当带子20通过凸肋元件85时会受到损坏。

如图13(b)所示，凸肋元件85形成具有一上部曲面87。或者，如图13(c)所示，凸肋元件185可以具有一平坦的上部表面187。在目前，实际上，平坦的上部表面是较佳的。在任何一种情况中，根据使用的气压、传送带子的宽度以及带子所需的飘浮高度，凸肋元件的表面最好在空气支承件表面上突出一设定的距离。用于较宽的带子凸肋元件的突部通常可比用于较窄带子小。在任何情况下，凸肋元件的突部在0.001-0.004英寸的范围内。

再回到上述实施例，从图1和图2中可以看到，空气支承件22和24在它们相对的末端处设有横向凸肋元件85和87。同样，图5和图6所示的实施例设有横向凸肋元件185和187。在图7所示的实施例中，空气支承件224设有横向凸肋元件285和287。最后，图8-11示出的实施例设有凸肋元件385和387。

有所有情况中，横向凸肋元件穿过相应的空气支承件表面延伸，但应理解的是，此处使用的术语“横向”并不是指凸肋元件必须同相应的基准面垂直。凸肋元件也可以斜向定位，但这仅是设想的情况，在较佳实施例中，它们与空气支承件表面垂直。在任何情况下，凸肋元件可以由如固态氧化铝之类的适当的材料构成。

根据本发明的空气支承件元件的实施例可以根据一种简单的制造方法生产。此处，该制造方法包括的第一步为使多孔本体形成一选定的形状。上述指出的用于形成该本体的较佳的材料为被称为多铝红柱石的硅酸铝。或者，多孔材料可以为任何适合的陶瓷、金属或复合材料，并且可以注入一选定的粘合剂以控制多孔性。该制造方法设想，多孔空气支承件本体形成为具有一双重半径表面，而双重半径表面的每一部分由一个约45度的弧构成。在任何情况下，该方法设想多孔空气支承件本体可以通过铸造、挤压、模制或本技术领域中已知的其它方法构成。

当多孔本体形成所需形状之后，在该本体的所有外表面上涂上一覆层。该覆层可以为任何适合的油漆、环氧树脂或其它任何足以完全包围本体对本体的多孔性进行密封的材料。接着，该制造方法包括通过从本体上去除覆层而露出空气支承件表面的步骤。该步骤可以通过机加工去除空气支承件表面上的覆层或者使用溶剂来溶化覆层材料来实现。

在任何情况下，该制造方法还设想在多孔本体内形成气室。这可以在多孔本体成形步骤中来完成。这里，必须去除在与空气支承件表面相对的气室内表上的任何覆层部分。然而，较佳地，气室可以通过在多孔本体内所需位置进行钻孔而形成。这样便形成了空气供给孔，从而使空气可以在压力下引入多孔本体的内部，而压力应足以使空气流过多孔本体并流出空气支承件表面。此处应理解的是，钻出的孔应当能使空气支承件表面产生一差动气流，该气流与表面两部分的曲率半径成正比，这样，当带子移过空气支承件表面时可以产生一相对均匀的气垫。

由此，本申请已描述了本发明若干特定的实施例。但应理解的是，本发明将由根据现有技术分析而得的所附权利要求书来限定，这样，在不脱离此处所包含的概念的前提下，还可以对本发明的实施例作出变型或改变。

Claims (29)

1.一种适用于带子传送装置的空气支承件系统，当带子沿传送方向传送通过空气支承件系统时，该空气支承件系统可以将所述带子支承在气垫上，该空气支承件系统包括：

(a)一空气支承件构件，该构件包括一空气支承件表面，该支承件表面具有一第一表面部分和一第二表面部分；以及

(b)一压力空气源，该压力空气源与所述空气支承件构件相连通，所述空气支承件构件被构造成使通过第一表面部分漏出的空气的流速比从第二表面部分漏出量大。

2.如权利要求1所述的空气支承件系统，其特征在于，该支承件系统包括一气室，该气室与所述空气支承件构件相联并且与所述压力空气源流体连通，其中，所述空气支承件构件具有一壁，该壁的一表面与所述气室流体连通，该壁的一相对表面形成为空气支承件表面，所述壁由多孔材料构成，位于第一表面部分之下的所述壁的第一部分比位于第二部分之下的所述壁的第二部分薄。

3.如权利要求2所述的空气支承件系统，其特征在于，第一表面部分以第一曲率半径形成，而第二表面部分以比第一曲率半径大的第二曲率半径形成。

4.如权利要求1所述的空气支承件系统，其特征在于，该系统包括一个设置在所述空气支承件表面的一端上且横向延伸的肋，所述肋从支承件表面向上延伸，并且当带子在上运动时，所述肋可起到阻止气流通过的作用。

5.如权利要求4所述的空气支承件系统，其特征在于，在所述空气支承件表面的每一个端部上有一肋，且该肋穿过表面横向延伸。

6.如权利要求4所述的空气支承件系统，其特征在于，所述肋从支承件表面向上延伸的高度在0.026到1.02毫米之间。

7.一种适用于带子传送装置的空气支承件系统，当带子沿传送方向传送通过空气支承件系统时，该空气支承件系统可以将一所述带子支承在气垫上，该空气支承件系统包括：

(a)一空气支承件构件，该构件包括一空气支承件表面，该支承件表面具有一第一表面部分和一第二表面部分，并且包括与第一表面部分相联的一第一气室以及与第二表面部分相联的第二气室，所述空气支承件构件被构造成，第一气室中的第一压力的空气将通过并通出第一表面部分，而第二气室中的第二压力的空气将通过并通出第二表面部分；以及

(b)一压力空气源，该空气源与第一和第二气室连通，从而使第一压力比所述第二压力高，由此，空气将流过所述空气支承件构件并流出空气支承件表面，以形成一气垫，以支承通过此处传送的带子，而沿第一和第二表面部分的相应的气垫中存在差异。

8.如权利要求7所述的空气支承件系统，其特征在于，空气支承件表面为弧形结构。

9.如权利要求8所述的空气支承件系统，其特征在于，第一表面部分以第一曲率半径形成，而第二表面部分以与第一曲率半径不同的第二曲率半径形成。

10.如权利要求9所述的空气支承件系统，其特征在于，第一曲率半径比第二曲率半径小。

11.如权利要求8所述的空气支承件系统，其特征在于，第一表面部分延伸约45度的弧长，而第二表面部分延伸约45度的弧长。

12.如权利要求7所述的空气支承件系统，其特征在于，所述空气支承件构件由多孔材料构成。

13.如权利要求12所述的空气支承件系统，其特征在于，所述多孔材料从由陶瓷、金属以及合成材料构成的组中选择。

14.如权利要求13所述的空气支承件系统，其特征在于，所述多孔材料为硅酸铝。

15.如权利要求7所述的空气支承件系统，其特征在于，第一和第二气室由多孔材料形成的划分壁隔开，所述压力空气源直接与第一气室相连，从而以第一压力供给空气，而第二气室由通过划分壁的空气施压。

16.如权利要求15所述的空气支承件系统，其特征在于，构成所述划分壁的多孔材料从由陶瓷、金属以及合成材料构成的组中选择。

17.如权利要求7所述的空气支承件系统，其特征在于，所述压力空气源包括具有不同压力的独自的第一和第二空气供给器，所述第一空气供给器与第一气室流体连通，而所述第二空气供给器与第二气室流体连通。

18.如权利要求7所述的空气支承件系统，其特征在于，所述支承件构件包括一基准面，该基准面形成用于所述带子的第一横向边缘的导向表面，所述基准面沿与传送方向平行的基准平面定向。

19.如权利要求18所述的空气支承件系统，其特征在于，空气支承件表面相对于基准面以锐角定向。

20.如权利要求19所述的空气支承件系统，其特征在于，所述较大锐角在70度到90度的范围内。

21.如权利要求7所述的空气支承件系统，其特征在于，该系统包括一肋，该肋置于所述空气支承件表面的一端处并穿过支承件表面横向延伸，所述肋从支承件表面向上延伸，并且当带子移过表面时可起到防止气流通过的作用。

22.如权利要求21所述的空气支承件系统，其特征在于，肋位于所述空气支承件表面的各个端部处，并且通过表面横向延伸。

23.如权利要求21所述的空气支承件系统，其特征在于，所述肋从支承件表面向上延伸，其高度介于0.026到1.02毫米之间。

24.一种带子传送装置，当带子在供带盘和收带盘之间穿过一记录头以一可反向的传送方向在带驱动器中传送带子时，所述带子传送装置可支承所述带子，该带子传送装置包括：

(a)一置于所述记录头的一传送侧上的第一空气支承件构件以及置于所述记录头另一传送侧上的第二空气支承件构件，所述第一和第二空气支承件构件中的每一个包括一空气支承件表面，该表面具有一第一表面部分和一第二表面部分，第一表面部分以第一曲率半径形成并且设置在相应的供带盘和收带盘的附近，而第二表面部以第二曲率半径形成并且位于记录头的附近，第一曲率半径比第二曲率半径小，所述各个空气支承件构件构造成，空气可通过第一和第二表面部分，以产生一使带子可以停留的气垫；以及

(b)一压力空气源，该压力空气源与第一和第二空气支承件构件连通，所述第一和第二空气支承件构件被构造成，通过第一表面部分漏出的空气速率比从第二表面部分漏出的大。

25.如权利要求24所述的带子传送装置，其特征在于，该带子传送装置包括一气室，该气室与所述空气支承件构件相联并且与所述压力空气源流体连通，其中，所述空气支承件构件具有一壁，该壁的一表面与所述气室流体连通，该壁的一相对表面形成为空气支承件表面，所述壁由多孔材料构成，位于第一表面部分之下的所述壁的第一部分比位于第二部分之下的所述壁的第二部分薄。

26.如权利要求25所述的带子传送装置，其特征在于，第一表面部分以第一曲率半径形成，而第二表面部分以比第一曲率半径大的第二曲率半径形成。

27.如权利要求24所述的带子传送装置，其特征在于，该装置包括一个设置在所述空气支承件表面的一端上且横向延伸的肋，所述肋从支承件表面向上延伸，并且当带子在上运动时，所述肋可起到阻止气流通过的作用。

28.如权利要求27所述的带子传送装置，其特征在于，在所述空气支承件表面的每一个端部上有一肋，且该肋穿过表面横向延伸。

29.如权利要求27所述的带子传送装置，其特征在于，所述肋从支承件表面向上延伸的高度在0.026到1.02毫米之间。

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