DE1026983B

DE1026983B - Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung fuer magnetisch oder elektrisch beeinflussbare Aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE1026983B
Application number: DEI12543A
Authority: DE
Inventors: William Richard Maclay; George Walker Scott
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1955-12-09
Filing date: 1956-12-08
Publication date: 1958-03-27
Also published as: NL104709C; FR1173924A; GB844631A; NL212782A; US2863004A

Description

DEUTSCHES

kl. 42 g 10/01

PATENTAMT

δ.

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG
J DER ANMELDUNG

I12S4aJ3IId/42g 8. DEZEMBER 1956

UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 27.MÄRZ1958

Es sind für magnetisch oder elektrisch beeinflußbare Aufzeichnungsträger vorgesehene Aufzeichnungsund Abtasteinrichtungen bekannt, bei welchen der Abstand zwischen den Aufzeichnungs- bzw. Abtastköpfen und dem in Bewegung befindlichen Aufzeichnungsträger durch ein Luftkissen bestimmt ist, das einen Schwebezustand der Aufzeichnungs- bzw. Abtastköpfe in einem einstellbaren Abstand vom Aufzeichnungsträger bedingt. Das Luftkissen wird bei solchen Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtungen, die in programmgesteuerten Rechenmaschinen mit magnetischen Ziffernspeichervorrichtungen vielfach Anwendung gefunden haben, durch Druckluft erzeugt, die den Aufnahme- bzw. Abtastköpfen zugeführt wird und an der dem Aufzeichnungsträger zugewandten Fläche der Aufnahme- bzw. Abtastköpfe aus mehreren Kanälen ausströmt. Der baulichen Ausbildung sowie der räumlichen Verteilung dieser Kanäle an den Aufzeichnungs- bzw. Abtastköpfen ist dabei insofern besondere Aufmerksamkeit zuzuwenden, als es nicht ohne weiteres zu vermeiden ist, daß sich kleine Luftwirbel zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger bilden, die zu einer unregelmäßigen Schwingung des Kopfes und somit zu Abstandsänderungen zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger Anlaß geben. Solche Abstandsänderungen verursachen unerwünschte Schwankungen der aufgezeichneten bzw. abgetasteten Signalamplituden. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten sind bereits Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen die Aufzeichnungs- und Abtastköpfe eine aus Druckluftleitungen gespeiste Luftkammer aufweisen, aus der die Druckluft durch eine poröse Wand an der Kopfunterseite in Richtung auf den Aufzeichnungsträger hin ausströmt. Ferner sind bereits Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtungen vorgeschlagen worden, die neben der aus der Druckluftleitung gespeisten Luftkammer eine zweite Luftkammer in Form einer Vertiefung in der Mitte der Kopfunterseite aufweisen. Diese zweite Luftkammer, die der Ausgangspunkt von Kanälen ist, die seitlich am Kopf oder an der Kopfoberseite ausmünden, erleichtert das wirbelfreie Abströmen der Druckluft aus dem Raum zwischen Kopfunterseite und Aufzeichnungsträger.

Schließlich sind bereits insbesondere zur Speicherung und Abgabe von Ziffernwerten sich eignende Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen der magnetisch oder elektrisch beeinflußbare Aufzeichnungsträger auf einer mit hoher AVinkelgeschwindigkeit rotierenden Trommel aufgebracht ist und die bei hohen Trommelumdrehungsgeschwindigkeiten entstehende Luftströmung zur Bildung eines den Abstand zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger bestimmenden Luft-

Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung

für magnetisch oder elektrisch beeinflußbare Aufzeichnungsträger

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H., Sindelfingen (Württ), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 9. Dezember 1955

William Richard Maclay und George Walker Scott,

Endicott, N. Y. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

kissens zwischen der Trommelaußenfläche und einem Tragkörper ausgenutzt wird, auf welchem sich der Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopf befindet. Diese Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung bringt somit den Vorteil mit sich, daß die einen erheblichen Aufwand erfordernden Druckluftzuführungsvorrichtungen für die einzelnen Aufzeichnungs- und Abtastköpfe in Wegfall kommen können. In Anbetracht dessen, daß jedoch erst dann, wenn die Trommel eine bestimmte Umdrehungsgeschwindigkeit erreicht hat, eine tangentiale Luftströmung zur Verfugung steht, die den Tragkörper mit dem gewichtsmäßig nicht beliebig leicht ausbildbaren Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopf im Schwebezustand über den Aufzeichnungsträger zu halten vermag, sind besondere Maßnahmen erforderlich, durch die vermieden ist, daß die während des normalen Betriebszustandes aufzubringende Vorspannkraft, die der durch die Luftströmung der Trommel erzeugten Kraft im gewünschten Abstand zwischen Kopfunterseite und Aufzeichnungsträger das Gleichgewicht zu halten hat, auch im Anlaufstadium und im Auslaufstadium der Trommel auf den Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopf einwirkt und ihn mit solcher Stärke gegen die noch nicht bzw. nicht mehr ihre normale Winkelgeschwindigkeit aufweisende Trommel drückt, daß mit Beschädigungen des Auf-

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zeichnungs- bzw. Abtastkopfes sowie des auf der findung ist der Eisenkern der Spule durch einen U-för-Trommel aufgebrachten Aufzeichnungsträgers zu migen Federdrahtbügel beweglich gegenüber der rechnen ist. Spule und damit auch gegenüber dem Gehäuse der Der Erfindung, die sich auf insbesondere zur Daten- Einrichtung in der Weise gelagert, daß die beiden speicherung und -verarbeitung geeignete Aufzeich- 5 Enden des U-förmigen Federdrahtbügels in zwei nungs- und Abtasteinrichtungen für magnetisch oder Langlöcher des Eisenkernblechpakets eingreifen, die elektrisch beeinflußbare Aufzeichnungsträger bezieht, längs einer Parallelen zu der auf den Aufzeichnungsbei welchen der Abstand zwischen dem in Bewegung bzw. Abtastort gerichteten Senkrechten zur Oberbefindlichen Aufzeichnungsträger und dem dem Auf- fläche des Aufzeichnungsträgers angeordnet sind, zeichnungsträger gegenüberstehenden Bauteil des Auf- io Bei einer anderen Ausführungsform der Aufzeichzeichnungs- bzw. Abtastkopfes durch die Ausbildung nungs- und Abtasteinrichtung nach der Erfindung, die dieses Bauteiles und durch das den Strömungsgesetzen gleichfalls für magnetisierbare Aufzeichnungsträger folgende Medium zwischen diesem Bauteil und dem vorgesehen ist, weist der Eisenkern der Spule an Aufzeichnungsträger bestimmt ist, liegt die Aufgabe seinem einen Schenkel eine Ausladung mit einer zugrunde, einerseits die Vorteile wahrzunehmen, die 15 Bohrung für einen Stift auf, um den der Eisenkern sich aus der Ausnutzung der bei einer schnellen Be- drehbar ist.

wegung des Aufzeichnungsträgers auftretenden Strö- Die Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach der mung des ihn umgebenden Mediums zur Herstellung Erfindung bringt nicht nur eine weitgehende bauliche des Abstandes zwischen Aufzeichnungs- bzw. Abtast- Vereinfachung von Vorrichtungen der oben näher umkopf und Aufzeichnungsträger durch den Wegfall der 20 rissenen Art mit sich, sondern ergibt auch eine ganze Druckluftzuführungsleitungen zu den einzelnen Auf- Reihe von Vorteilen im praktischen Betrieb. In diesem zeichnungs- und Abtastköpfen ergebenund andererseits Zusammenhang ist besonders die durch die Aufzeichdie Nachteile zu umgehen, die bisher bei der Aus- nungs- und Abtasteinrichtung nach der Erfindung nutzung der tangentialen Luftströmung der mit dem verwirklichte Selbstjustierung der Aufzeichnungs-Aufzeichnungsträger versehenen rotierenden Trommel 35 bzw. Abtastköpfe hervorzuheben, auf Grund der erforderlichen zusätzlichen Maßnahmen Weitere Einzelheiten und Vorteile der Auf zeichwährend des Trommelanlaufes und -auslaufes in Er- nungs- und Abtasteinrichtung nach der Erfindung scheinung getreten sind. Diese Aufgabe wird bei gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtungen der oben den Zeichnungen hervor. In den Zeichnungen zeigt näher umrissenen Art dadurch gelöst, daß das unver- 30 Fig. 1 das Gehäuse mit Innenteilen der bevorzugten stellbar befestigte Gehäuse der Einrichtung einen in Ausfuhrungsform der Aufzeichnungs- und Abtasteindiesem Gehäuse starr angebrachten Aufzeichnungs- richtung nach der Erfindung im senkrechten Schnitt bzw. Abtastkopf enthält, bei welchem ausschließlich längs der Linie 1-1 in Fig. 2,

das unmittelbar auf den Aufzeichnungsträger ein- Fig. 2 einen senkrechten Schnitt längs der Linie 2-2

wirkende bzw. von diesem beeinflußte Bauelement in 35 in Fig. 1,

der Weise beweglich gelagert ist, daß bei Stillstand Fig. 3 eine Draufsicht auf die linke Schmalseite des

des Aufzeichnungsträgers das beweglich gelagerte in Fig. 1 gezeigten Gehäuses,

Bauelement auf dem Aufzeichnungsträger aufliegt Fig. 4 Innenteile des in Fig. 1 dargestellten Ge- und bei bewegtem Aufzeichnungsträger die von letz- häuses in ihrem funktionellen Zusammenwirken mit terem hervorgerufene wirbelfreie Strömung des Me- 40 einem auf einer rotierenden Trommel aufgebrachten diums in dessen unmittelbar an den Aufzeichnungs- magnetisierbaren Aufzeichnungsträger, träger angrenzenden Schicht (Grenzschichtströmung) Fig. 5 eine Seitenansicht des U-förmigen Federausreicht, um das bewegliche Bauelement vom Auf- drahtbügels, der bei der bevorzugten Ausführungszeichnungsträger abzuheben und in einen den erfor- form der Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach derlichen Abstand zwischen ihm und dem Aufzeich- 45 der Erfindung zur beweglichen Halterung des Eisennungsträger ergebenden Schwebezustand zu versetzen. kerns der Spule dient,

Bei Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtungen nach Fig. 6 eine Stirnansicht des in Fig. 5 wiedergegebe-

der Erfindung, bei welchen ein magnetisch beeinfluß- nen Federdrahtbügels,

barer Aufzeichnungsträger Anwendung findet, ist auf Fig. 7 das Gehäuse mit Innenteilen einer anderen

Grund der oben wiedergegebenen Lehre die Spule des 50 Ausführungsform der Aufzeichnungs- und Abtastein-

Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopfes in dem unverstell- richtung nach der Erfindung im senkrechten Schnitt

bar befestigten Gehäuse des Aufzeichnungs- bzw. Ab- längs der Linie 4-4 in Fig. 8,

tastkopfes starr eingebaut und mit einem beweglich Fig. 8 einen senkrechten Schnitt längs der Linie 5-5

gelagerten Eisenkern versehen, dessen einer Schenkel in Fig. 7,

den Spulenhohlraum durchdringt und zusammen mit 55 Fig. 9 eine Draufsicht auf die linke Schmalseite des dem zweiten Schenkel einen mit einem unmagneti- in Fig. 7 gezeigten Gehäuses im teilweisen Schnitt, sierbaren Material ausgefüllten Luftspalt bildet. So- Die Fig. 1 bis 6 veranschaulichen Einzelheiten lange der Aufzeichnungsträger stillsteht, liegt das einer bevorzugten Ausführungsform der Aufzeichdem Aufzeichnungsträger zugewandte Ende des Luft- nungs- und Abtasteinrichtung nach der Erfindung. Spaltes auf dem Aufzeichnungsträger auf. Wird der 60 Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, weist bei dieser Aufzeichnungsträger in Bewegung gesetzt, so hebt die Ausführungsform der Aufzeichnungs- bzw. Abtastvom Aufzeichnungsträger hervorgerufene wirbelfreie kopf 10 ein Gußgehäuse auf, das aus zwei Gehäuse-Grenzschichtströmung in dem den Aufzeichnungs- hälften 11 und 12 besteht. Diese Gehäusehälften sind träger umgebenden Medium den Eisenkern vom Auf- aus nichtmagnetisierbarem Material gefertigt und zeichnungsträger ab, so daß er, auf der Grenzschicht- 65 werden durch Schrauben 13 aneinandergepreßt, von strömung schwebend, den erforderlichen Abstand vom denen in den Fig. 1 und 2 jeweils nur eine gezeigt ist. Aufzeichnungsträger einnimmt. Für die Schrauben 13 sind entsprechend bemessene • Bei der bevorzugten Ausführungsform einer einen Bohrungen 14 in den beiden Gehäuseteilen 11 und 12 magnetisierbaren Aufzeichnungsträger aufweisenden vorgesehen. Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Aufzeichnungs- und. Abtasteinrichtung nach der Er- 7° Gehäusehälften 11 und 12 in einem Gießverfahren zu

fertigen, jedoch ergeben sich aus dieser Herstellungsart einige Vorteile gegenüber anderen Fertigungsarten. Als unmagnetisierbares Herstellungsmaterial kommt für die Gehäusehälften 11 und 12 in erster Linie Aluminium oder ein geeigneter spanlos verformbarer Kunststoff in Betracht.

Die Gehäusehälfte 12 weist an ihren beiden Schmalseiten Arme 15 und 16 auf, die unmittelbare Bestandteile der Gehäusehälfte 12 bilden. Diese Arme dienen zur Befestigung des Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopfes an einem in den Zeichnungen nicht zur Darstellung gelangten Haltegerippe, das üblicherweise unbeweglich oberhalb des Aufzeichnungsträgers 46 angeordnet ist. Die Arme 15 und 16 sind an dem Haltegerippe zweckmäßig durch in den Abbildungen nicht gezeigte Stiftschrauben angebracht, die durch die Öffnungen 17 und 18 in den Armen 15 und 16 hindurchtreten.

Die Spulenanordnung 19 des Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopfes 10 ist starr in dem aus den Gehäusehälften 11 und 12 gebildeten Gehäuse befestigt und setzt sich aus einem Spulenkörper 20 und mehreren aus isoliertem Draht bestehenden Wickelabschnitten 21 zusammen. Die Spulenzuführungsdrähte 22 enden an den Anschlußpunkten der Wickelabschnitte 21. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der obere Endflansch des Spulenkörpers 20 Schlitze 9 für die Spulenzuführungsdrähte 22 auf. Die Spulenzuführungsdrähte 22 treten aus dem Gehäuse des Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopfes 10 durch eine öffnung 23 aus, die sich in der Gehäusehälfte 12 befindet. Ein Gummidruckstück 24, das an der Öffnung 23 vorgesehen ist, dient als Zugentlastung für die Zuführungsdrähte 22, so daß in dem Fall, daß diese Zuführungsdrähte außerhalb des Gehäuses vorübergehend einer unzulässig hohen Zugbeanspruchung ausgesetzt sind, ein Abreißen der Zuführungsdrähte 22 von den Enden der Wickelabschnitte 21 mit Sicherheit unterbunden ist.

Jeder der beiden Flansche des Spulenkörpers 20 ist rechteckförmig ausgebildet. Der obere Flansch des Spulenkörpers 20 ist zwischen einem Ansatz 25 an der linken Schmalseite der Gehäusehälfte 12 und an einem Ansatz 26 an der rechten Schmalseite dieses Gehäuseteiles eingefügt. Der Ansatz 26 hat an der Stelle, an der der obere Flansch des Spulenkörpers 20 an ihm anliegt, L-Form. Durch diese baulichen Maßnahmen kann der Spulenkörper 20 weder eine seitlich noch eine nach oben gerichtete Bewegung innerhalb der Gehäusehälften 11 und 12 ausführen. Der untere Flansch des Spulenkörpers 20 liegt entlang einer seiner Kanten auf einer Rippe 27 auf, die ein Bestandteil des unteren Teiles der Gehäusehälfte 12 ist. Die Ansätze 28 und 29 an den beiden gegenüberliegenden Enden der Rippe 27 verhindern eine seitliche Bewegung des unteren Flansches des Spulenkörpers 20, während die Rippe 27 Abwärtsbewegungen des Spulenkörpers 20 unterbindet. Wie aus Fig. 2 entnehmbar, schließen die zwei Gehäusehälften 11 und 12 mit ihren gegenüberliegenden Breitseiten die oberen und unteren Flansche des Spulenkörpers 20 zwischen sich ein und tragen dadurch dazu bei, daß der Spulenkörper 20 nicht aus seiner durch die verschiedenen Rippen und Vorsprünge festgelegten Lage entweichen kann.

Die Spulenanordnung 19 weist einen aus geschichteten Blechen bestehenden Eisenkern 54 mit den Schenkeln 30 und 31 auf. Dabei tritt der Schenkel 30 durch den Spulenkörper 20 hindurch. Für die Schenkel 30 und 31 ist in den Zeichnungen eine Ausführungsform gewählt, bei welcher diese beiden Schenkel aus einem einzigen Stück bestehen und die freien Enden der Schenkel einen Luftspalt 32 ergeben, der mit einem unmagnetisierbarem Material, wie Silber 5 oder Lot, gefüllt ist. Der Schenkel 31 des Eisenkerns ist gemäß Fig. 1 und 4 mit vertikalen Schlitzen 33 und 34 versehen. In diese Schlitze greifen die Enden der Schenkel 35 und 36 eines U-förmigen Halteelements, das vorzugsweise aus rundem Federdraht ίο kleinen Durchmessers besteht, ein. Das die beiden Schenkel 35 und 36 verbindende Mittelstück 37 des U-förmigen Federdrahtbügels, von dem die Fig. 5 eine Seitenansicht und Fig. 6 eine Stirnansicht zeigt, liegt in der Gehäusehälfte 12 an einer senkrecht verlaufenden Rippe 38 an. Die unmittelbar an das Mittelstück 37 angrenzenden Abschnitte der Schenkel 35 und 36 ruhen in der Gehäusehälfte 12 in Schlitzen 39 und 40 an den Enden der Rippe 38. Der starren Festlegung des U-förmigen Halteelements gegenüber der Gehäusehälfte 12 dient eine im Mittelstück 37 vorgesehene, am deutlichsten in Fig. 5 erkennbare, kreisbogenförmige Schleife 41, deren Innenraum von einem Niet 42 ausgefüllt ist. Dieser Niet läuft durch eine in den Zeichnungen nicht gezeigte Bohrung in der Rippe 38 und eine gleichfalls aus den Zeichnungen nicht hervorgehende öffnung in der Platte 43. Die Platte 43 weist etwa die gleiche Länge wie das Mittelstück 37 auf. Die Schenkel 35 und 36 sind gegenüber dem Mittelstück 37 so abgebogen, daß sie vor Einsetzen des Halteelements in das Gehäuse des Aufnahme- bzw. Abtastkopfes 10 einen stumpfen Winkel mit dem Mittelstück 37 einschließen. Die Enden 45 der Schenkel 35 und 36 sind in der Weise rechtwinklig abgebogen, daß sie voneinander abgewandt sind. Wird auf die Schenkel 35 und 36 von Hand eine solche Kraft ausgeübt, daß sie ungefähr parallel zueinander verlaufen, so lassen sich die Kröpfungen 44 an den Enden 45 dieser Schenkel in die Schlitze 33 und 34 des Eisenkerns 54 einführen. Entlastet man anschließend den U-förmigen Federdrahtbügel von der die parallele Lage der Schenkel 35 und 36 erzwingenden Kraft, so haltern die Kröpfungen 44 an den Enden 45 der Schenkel 35 und 36 den Eisenkern 54 in der aus den Fig. 1, 2 und 4 ersichtlichen Weise.

Aus Fig. 4 der Zeichnungen ist besonders klar entnehmbar, daß das U-förmige Halteelement den Eisenkern 54 so trägt, daß er bezüglich der feststehenden Spulenanordnung 19 längs einer zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 46 Senkrechten durch den Aufzeichnungs- bzw. Abtastort beweglich ist und hierdurch auf Unebenheiten der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 46 ansprechen kann. Hingegen hat der Eisenkern 54 durch die Schenkel 35 und 36 des U-förmigen Halteelements praktisch keine Bewegungsmöglichkeit parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 46.

Der magnetisierbare Aufzeichnungsträger 46 ist gegebenenfalls — wie in Fig. 4 angedeutet — auf einer rasch rotierenden Trommel 90 aufgebracht.

Dreht sich die durch einen Elektromotor 91 angetriebene Trommel 90 mit hoher Winkelgeschwindigkeit, so bildet sich in der an die Trommeloberfläche unmittelbar angrenzenden ' Schicht des den Aufzeichnungsträger umgebenden Mediums eine wirbelfreie Strömung aus. Die Entstehung dieser wirbelfreien Strömung, auch Grenzschichtströmung genannt, ist auf die durch die Prandtlsche Grenzschichttheorie behandelte Erscheinung zurückzuführen, daß bei einem den Strömungsgesetzen unterworfenen Medium — unabhängig von seinem .,Koeffizienten der inneren

Reibung — das über eine noch so glatte, feste Oberfläche hinwegströmt, die unmittelbar an diese Oberfläche angrenzende Schicht des Mediums an der Oberfläche des festen Körpers völlig schlupflos haftet. Das an die Trommeloberfläche angrenzende Medium ist Luft oder irgendein anderes Medium, für das die Strömungsgesetze maßgebend sind. Oberhalb der die rotierende Trommel 90 unmittelbar umgebenden wirbelfreien Grenzschichtströmung bildet sich eine

Richtung hat, um ungehindert Unebenheiten der Trommeloberfläche auszuweichen.

Gegebenenfalls ist eine Feder 51 vorgesehen, um den Schuh 47 in Richtung der Trommeloberfläche zu 5 drücken. Das eine Ende dieser Feder 51 befindet sich in einer Bohrung 52 der Gehäusehälfte 12, während in das andere Ende der Feder 51 eine Nase 53 des Eisenkerns 54 ragt. Auf die Feder 51 kann verzichtet werden, wenn den Schenkeln 35 und 36 des

wirbelbehaftete Strömung aus. Die Orte wirbelfreier io U-förmigen Halteelementes eine solche Vorspannung und wirbelbehafteter Strömung sind dadurch fest- gegeben wird, daß sie den Schuh 47 mit der erforderstellbar, daß man die Geschwindigkeit der Strömung liehen Kraft in Richtung der Trommel drücken. Die in verschiedenen Abständen vom bewegten Auf- benötigte Vorspannung liefert das U-förmige Haltezeichnungsträger mißt, in einem Diagramm aufträgt element dann, wenn der stumpfe Winkel, den der und zur Gradientenbildung übergeht. *5 Schenkel 36 mit dem Mittelstück 37 im entspannten Der am unteren Ende des Aufzeichnungs- bzw. Zustand einschließt, so vergrößert wird, daß nach Abtastkopfes 10 vorgesehene Schuh 47 besteht aus Einfügung des U-förmigen Halteelementes in die einem unmagnetisierbaren Material, beispielsweise Gehäusehälfte 12 der Schuh 47 mit entsprechender aus einem unmagnetisierbaren Metall oder Kunststoff. Kraft in Richtung der Trommel 90 gedrückt wird. Die dem Aufzeichnungsträger 46 zugewandte Gleit- 20 Die Einstellung dar auf den Schuh 47 auszuübenden fläche 48 des Schuhes 47 weist den gleichen Krüm- Druckkraft ist nicht kritisch. Es ist gefunden worden, mungsradius auf wie die Oberfläche des Auf- daß ein zwischen 28 und 170 g variierter Auflagezeichnungsträgers 46. Der Schuh 47 wird von der druck nur eine ganz geringe Änderung der Signal-Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 46 durch die amplitude der aufgezeichneten bzw. abgetasteten wirbelfreie Grenzschichtströmung abgehoben, die sich 25 Zeichen zur Folge hat. Ein Auflagedruck von 28 g im Falle der Bewegung des Aufzeichnungsträgers 46 hat sich als völlig ausreichend erwiesen. Der Abstand

an letzterem ausbildet und die die gleiche Geschwindigkeit annimmt wie der Aufzeichnungsträger. Im Hinblick darauf, daß der Schuh 47 beim Anlaufen

zwischen dem Schuh 47 und dem Aufzeichnungsträger 46 ist überaus klein; er liegt zwischen

¹ mm.

0,25 · IO-³ mm und 1,2 · 10~ und Auslaufen der Trommel 90 auf der Oberfläche des 3° Die vorstehend im einzelnen erläuterte bevorzugte Aufzeichnungsträgers 46 gleitet, ist der Schuh 47 Ausführungsform der Aufzeichnungs- bzw. Abtasteinrichtung nach der Erfindung folgt Ungleichmäßigkeiten der Trommeloberfläche sehr rasch. Dies ist

darauf zurückzuführen, daß die wirbelfreie Grenz

zweckmäßig aus einem ölimprägnierten plastischen
Kunststoff oder aus einem anderen Material gefertigt,
durch das die gleitende Reibung zwischen Schuh und
Aufzeichnungsträger beim Anlaufen und Auslaufen 35 schichtströmung, die schlupflos mit der Trommelder Trommel soweit als möglich herabgesetzt ist. Der - oberfläche rotiert, nur den Schuh 47 und den Eisen-Schuh 47 ist in der Mitte mit einem senkrecht zum kern 54 zu tragen hat. Versuche haben ergeben, daß Aufzeichnungsträger verlaufenden Schlitz 49 ver- mit der oben beschriebenen Ausführungsform selbst sehen, der dem unteren Ende des Eisenkerns 54 Raum bei Trommeln, die eine Exzentrizität bis zu 0,25 mm gibt. Der Befestigung des Schuhes 47 am unteren 4° aufweisen, sich noch Signalamplituden mit sehr Ende des Eisenkerns 54 dient eine Bohrung im großer Gleichmäßigkeit aufzeichnen bzw. abtasten Schenkel 31, durch die der in Bohrungen des Schuhes lassen. Diese Tatsache ermöglicht eine beträchtliche 47 beidseits des Schlitzes 49 gehalterte Stift 50 Senkung der Herstellungskosten für die Trommel, da hindurchtritt. Die für den Stift 50 vorgesehenen die bisher erforderlich gewesene Erzielung eines Bohrungen im Schuh 47 und im Schenkel 31 des 45 hochgenauen Trommellaufes außerordentlich hohe Eisenkerns sind so gewählt, daß beim Zusammenbau Fertigungskosten verursacht. Falls die Trommel des Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopfes das unterste infolge ungleichmäßiger Temperaturverteilung sich Ende des Eisenkerns 54 an der Stelle, an der sich der einem Befestigungsort der Aufzeichnungs- bzw. Luftspalt 32 befindet, zunächst ein winziges Stück Abtastköpfe mehr nähert als einem zweiten Beüber die Gleitfläche 48 des Schuhes 47 hinausragt. Der 50 festigungsort von Aufzeichnungs- bzw. Abtastköpfen, zusammengebaute Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopf bleibt der Synchronismus zwischen den an den zwei wird anschließend oberhalb der Trommel 90 befestigt verschiedenen Kopfbefestigungsstellen aufgezeichneten und die Trommel so lange angetrieben, bis das aus bzw. abgetasteten Signalen erhalten. Dies ist dem der Gleitfläche 48 herausragende Stück des mit dem Umstand zuzuschreiben, daß der Luftspalt des Eisenunmagnetischen Füllmaterial versehenen Luftspaltes 55 kerns praktisch keine Bewegungskomponente in der 32 so weit abgeschliffen ist, daß das Ende des Luft- Bewegungsrichtung der Trommel hat. Schwingungen spaltes mit der durch die Gleitfläche 48 des Schuhes der ganzen Trommel haben bei der oben erläuterten 47 vorgegebenen gekrümmten Fläche bündig ist. Ausführungsform der Aufzeichnungs- und Abtast-Während dieses Abschleifens wird die Trommel 90 einrichtung nach der Erfindung nur geringen Einfluß zweckmäßig mit einer geringeren als der für den 60 auf den Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopf, da der normalen Betrieb vorgesehenen Winkelgeschwindig- Schuh des Kopfes sich praktisch trägheitslos einstellt, keit angetrieben. Seitliche Bewegungen des Schuhes Ein anderer wichtiger Vorteil, der mit dem Aufquer zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungs- nähme- bzw. Abtastkopf nach der Erfindung erreicht trägers 46 sind durch das untere Ende der Breitseiten wird, ist darin zu sehen, daß magnetische Aufder Gehäusehälften 11 und 12 vermieden. Die untere 65 zeichnungsträger dichter mit Zeichen belegbar sind, Begrenzungslinie der Breitseiten der Gehäusehälften ohne daß störende Interferenzerscheinungen (Neben- und 12 ist bezüglich ihres Abstandes vom Auf- sprechen) bei der Aufzeichnung bzw. Abtastung aufzeichnungsträger 46 und somit auch von der Gleit- treten. Überdies ist — wie bereits erwähnt — die fläche 48 des Schuhes 47 so bemessen, daß der Schuh Befestigung der Aufzeichnungs- bzw. Abtastköpfe genügend Bewegungsspielraum in senkrechter 70 ohne Höheneinjustierung möglich.

9 10

In den Fig. 7 bis 9 ist eine andere Ausführungs- 75 und 76 sind so geformt, daß sich ein Luftspalt 77 form der Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach ergibt, der mit einem unmagnetischen Material, etwa der Erfindung dargestellt. Der Aufzeichnungs- bzw. Silber oder Lot, gefüllt ist Der Schenkel 76 ist mit Abtastkopf 60 ist auch in diesem Falle mit einem Ge- einem Auge 78 versehen, das eine Bohrung für den häuse versehen, das sich aus zwei Gehäusehälften 61 5 Stift 79 aufweist, der, wie aus Fig. 8 hervorgeht, in und 62 zusammensetzt. Diese Gehäusefaälften sind aus Bohrungen der Gehäusehälften 61 und 62 gelagert ist. nichtmagnetischem Material gefertigt und werden Der an den Schenkel 76 des Eisenkerns 88 angedurch Schrauben 63 aneinandergepreßt, die durch in lenkte Schuh 80, der aus nichtmagnetisierbarem Maden Zeichnungen nicht näher gezeigte Bohrungen in terial, etwa aus unmagnetisierbarem Metall oder jeder Gehäusehälfte hindurchgeführt sind. Die Ge- io einem Kunststoff, besteht, weist an seiner dem Aufhäusehälfte 62 weist beidseitig Arme 64 und 65 auf. zeichnungsträger 82 zugewandten Gleitfläche 81 den Die Gehäusehälfte 62 und die Arme 64, 65 sind aus gleichen Krümmungsradius auf wie die Oberfläche einem Stück gefertigt. Ebenso wie bei der vorher- des Aufzeichnungsträgers. Der Schuh 80 und somit gehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform auch der Eisenkern 88 werden von dem sich bewegender Aufzeichnungs- bzw. Abtasteinrichtung nach der 15 den Aufzeichnungsträger 82 durch die wirbelfreie Erfindung erfolgt mit solchen Armen die starre Be- Grenzschichtströmung abgehoben, die sich -an der festigung des Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopfes an Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 82 ausbildet, einer Haltevorrichtung, die sich oberhalb des Auf- Der Schuh 80 weist in seiner Mitte einen Schlitz 83 zeichnungsträgers befindet. auf, der das untere Ende des Eisenkerns 88 aufnimmt.

Die Spulenanordnung 66 des Aufzeichnungs- bzw. 20 Das untere Ende des Schenkels 76 des Eisenkerns ist Abtastkopfes, die in das aus den Gehäusehälften 61 mit einer öffnung versehen, durch die der Haltestift und 62 zusammengesetzte Gehäuse unbeweglich ein- 84 geführt ist, der den Schuh 80 mit dem Eisengebaut ist, bestellt aus dem Spulenkörper 67 und kern 88 gelenkig verbindet. Für den Stift 84 sind mehreren Wickelabschnitten 68 aus isoliertem Draht. im Schuh 80 zu beiden Seiten des· Schlitzes 83 Boh-Eine entsprechende Anzahl von Spulenzuführungs- 25 rungen vorgesehen. Für dien Luftspalt 77 gelten drähten 69 ist an die Enden der Wickelabschnitte 68 hinsichtlich seiner räumlichen Lage zum Schuh geführt, wie dies im einzelnen bereits im Zusammen- 80 dieselben Entwurfsgrundsätze wie für den.Lufthang mit dem vorhergehend beschriebenen Aus- spalt 32 und den Schuh 47 des durch die Fig. 1 führungsbeispiel erläutert worden ist. Gemäß Fig. 7 bis 6 veranschaulichten Ausführungsbeispiels. Es weist der obere Endflansch des Spulenkörpers 67 30 wird deshalb beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 Schlitze auf, durch die die Spulenzuführungsdrähte 69 bis 9 der nach dem Zusammenbau des Aufzeichnungszu den einzelnen Enden der Wickelabschnitte 68. ge- bzw. Abtastkopfes 60 ein kleines Stück über die langen. Für die Spulenzuführungsdrähte 69 ist eine untere Gleitfläche 81 des Schuhes 80 hinausragende öffnung 70 im Gehäuse des Aufzeichnungs- bzw. Teil des mit einem nichtmagnetisierbaren Füll-Abtastkopfes vorgesehen. An der Öffnung 70 ist als 35 material versehenen Luftspaltes 77 in gleicher Weise Zugentlastungsvorrichtung für die Spulenzuführungs- dem bereits im Zusammenhang mit dem Ausführungsdrähte ein Gummiplättchen 71 angeordnet, das die beispiel gemäß Fig. 1 bis 6 näher erläuterten Spulenzuführungsdrähte 69 gegen die'eine Gehäuse- Abschleifvorgang vor der Inbetriebnahme" unterhälfte drückt, so daß auch bei übergroßer Zug- worfen. Der Schuh 80 ist an einer seitlichen Bebeanspruchung diese Drähte sich nicht von den Enden 49 wegung quer zur Bewegungsrichtung des Aufder Wickelabschnitte 68 lösen. zeichnungsträgers 82 durch die unteren Enden der

Jeder der beiden Endflansche des Spulenkörpers 67 Gehäusehälften 61 und 62 gehindert. Ebenso wie bei ist rechteckig. Der obere Flansch des Spulenkörpers der vorher besprochenen Ausführungsform ragt der 67 ist zwischen der linken Schmalseite der Gehäuse- Schuh 80 gerade so weit aus den unteren Enden der half te 62 und einer im Längsschnitt eine L-förmige 45 Gehäusehälften 61 und 62 hervor, daß der Schuh, den Begrenzung aufweisende Nase 72 eingefügt. Der Unebenheiten der Oberfläche des Aufzeichnungsobere Flansch des Spulenkörpers 67 vermag auf diese trägers zu folgen vermag. Die gegebenenfalls vorge-Weise sich weder seitlich noch nach aufwärts zu sehene Feder 85 drückt den Schuh 80 in Richtung des bewegen. Der untere Flansch des Spulenkörpers 67 Aufzeichnungsträgers. Das obere Ende der Feder 85 liegt mit einer seiner Kanten an einer Rippe 73 auf, 59 ragt in eine Bohrung 86 der Gehäusehälfte 62, wähdie einen unmittelbaren Bestandteil des unteren Endes rend das andere Ende der Feder 85 mit einer Nase 87 der Gehäusehälfte 62 bildet. Eine Nase 74 sowie die am oberen Ende des Eisenkerns 88 kraftschlüssig verlinke Schmalseite der Gehäusehälfte 62 dienen "dazu, bunden ist.

den unteren Flansch des Spulenkörpers 67 an einer Die unterschiedliche Wirkungsweise der beiden Seitwärtsbewegung zu hindern, während durch die 55 näher erläuterten Ausführungsformen der AufRippe 73 eine Abwärtsbewegung des Spulenkörpers zeichnungs- und Abtasteinrichtung nach der Er-67 vermieden ist. Aus den Fig. 8 und 9 ist ersichtlich, findung beruht in erster Linie auf der in beiden daß die Breitseiten der zwei Gehäusehälften 61 und 62 Fällen verschiedenen Halterung des Eisenkörpers, auf gegenüberliegende Schmalseiten der oberen und Bei der in den Fig. 1 bis 6 veranschaulichten Ausunteren Endflansche des Spulenkörpers 67 drücken ßo führungsform ist der Eisenkern 54 an dem U-förmigen und auf diese Weise ein Abgleiten des Spulenkörpers Haltebügel 35, 36, 37 aus Federdraht so befestigt, daß von den oben angeführten Rippen und Nasen ver- sich der mit Füllmaterial versehene Luftspalt 32 des hindern. Eisenblechkörpers längs einer auf den Aufzeichnungs-Der Spulenanordnung 66 ist ein lamellierter Eisen- bzw. Abtastort gerichteten Senkrechten zur Oberkern 88 zugeordnet, der die Schenkel 75 und 76 auf- 65 fläche des Aufzeichnungsträgers bewegt. Bei der in weist. Der Schenkel 75 ist durch den Mittenhohlraum den Fig. 4 bis 6 gezeigten Ausführungsform bewegt des Spulenkörpers 67 hindurchgeführt. In Fig. 7 ist sich das dem Aufzeichnungsträger gegenüberstehende ein Eisenkern zur Darstellung gelangt, bei welchem Ende des Luftspaltes 77 des Eisenkerns 88 entlang die beiden Schenkel 75 und 76 aus einem einzigen einem Kreissegment, dessen Mittelpunkt durch die Stück gefertigt sind. Die freien Enden der Schenkel 70 Mittelachse des Stiftes 79 gegeben ist. Bei dieser Aus-

führungsform lassen sich in dem Fall, daß sich den an verschiedenen Aufzeichnungs- bzw. Abtastorten angebrachten Köpfen die Trommel infolge ungleichmäßiger Temperaturverteilung verschieden stark nähert, keine ebenso gleichmäßigen Abstände der Eisenkerne der einzelnen Köpfe vom Aufzeichnungsträger erreichen wie bei der durch die Fig. 1 bis 6 erläuterten Ausführungsform. Jedoch ist auch die zweite Ausführungsform der Aufzeichnungs- bzw. Abtasteinrichtung nach der Erfindung in vielen Fällen anwendbar.

Claims

PaTENTANSPKÜCHE:

1. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung für magnetisch oder elektrisch beeinflußbare Aufzeichnungsträger, bei welcher der Abstand zwischen dem in Bewegung befindlichen Aufzeichnungsträger und dem dem Aufzeichnungsträger gegenüberstehenden Bauteil (Polstück) des Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopfes durch die Ausbildung dieses Bauteils und durch das den Strömungsgesetzen folgende Medium zwischen diesem Bauteil und dem Aufzeichnungsträger bestimmt ist, insbesondere zur Datenspeicherung und -verarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß das unverstellbar befestigte Gehäuse der Einrichtung einen in diesem Gehäuse starr angebrachten Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopf enthält, " bei welchem ausschließlich das unmittelbar auf den Aufzeichnungsträger einwirkende bzw. von diesem beeinflußte Bauelement in der Weise beweglich gelagert ist, daß bei Stillstand des Aufzeichnungsträgers das beweglich gelagerte Bauelement auf dem Aufzeichnungsträger aufliegt und bei bewegtem Aufzeichnungsträger die von letzterem hervorgerufene wirbelfreie Strömung des Mediums in dessen unmittelbar an den Aufzeichnungsträger angrenzenden Schicht (Grenzschichtströmung) ausreicht, um das bewegliche Bauelement vom Aufzeichnungsträger abzuheben und in einen den erforderlichen Abstand zwischen ' ihm und dem Aufzeichnungsträger ergebenden Schwebezustand zu versetzen.

2. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach

-" Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei An-Wendung eines magnetisierbaren Aufzeichnungsträgers (46, 82) die Spulenanordnung (19, 66) des Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopfes (10, 60), die in -dem unverstellbar befestigten Gehäuse aus Gehäusehälften (11,12, 61, 62) des Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopfes starr eingebaut ist, einen beweglich gelagerten Eisenkern (54, 88) aufweist, dessen einer Schenkel (30, 75) den Spulenhohlraum durchdringt und zusammen mit dem zweiten Schenkel (31, 76) einen mit einem unmagnetisierbaren Material ausgefüllten Luftspalt (32, 77) bildet, dessen dem Aufzeichnungsträger (46, 82) zugewandtes Ende bei¹ stillstehendem Aufzeichnungsträger auf diesem aufliegt und bei in Bewegung gesetztem Aufzeichnungsträger durch die von letzterem hervorgerufene wirbelfreie Grenzschichtströmung des den Aufzeichnungsträger umgebenden Mediums vom Aufzeichnungsträger abgehoben wird und im Schwebezustand den erforderlichen Abstand zum Aufzeichnungsträger einnimmt.

3. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (54) der Spulenanordnung (19) durch einen U-förmigen Federdrahtbügel (35, 36, 37) als Halteelement beweglich gegenüber der Spulenanordnung (19) und damit auch gegenüber dem Gehäuse aus Hälften (11, 12) des Aufzeichnungsbzw. Abtastkopfes (10) gelagert ist und dabei die beiden Kröpfungen (44) des U-förmigen Federdrahtbügels (35, 36, 37) in zwei vertikale Schlitze (33, 34) des Eisenkerns (54) eingreifen, die längs einer Parallelen zu der auf den Aufzeichnungs- bzw. Abtastort gerichteten Senkrechten zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers (46) angeordnet sind.

4. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gehäuse aus Hälften (11, 12) des Aufzeichnungsbzw. Abtastkopfes (10) dem Aufzeichnungsträger (46) zugewandte und etwa in Richtung des Aufzeichnungsträgers verlaufende eine Schenkel (36) des U-förmigen Federdrahtbügels aus Schenkeln und Mittelstück (35, 36, 37) im entspannten Zustand einen solchen stampfen Winkel mit dem anderen Schenkel (37) bildet, der im Gehäuse parallel zu der auf den Aufzeichnungs- bzw. Abtastort gerichteten Senkrechten zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers (46) verläuft, daß der U-förmige Federdrahtbügel nach Einsetzen in seine Haltevorrichtung im Gehäuse und nach Eingriff der Kröpfung (44) seiner Schenkel (35, 36) in die Schlitze (33, 34) des Eisenkerns (54) den Eisenkern mit passender Vorspannung auf den ruhenden Aufzeichnungsträger (46) bzw. auf die bei bewegtem Aufzeichnungsträger (46) sich ausbildende Grenzschichtströmung des den Aufzeichnungsträger (46) umgebenden Mediums drückt.

5. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom U-förmigen Federdrahtbügel erzeugte Vorspannung durch eine Feder (51) verstärkt ist, die auf das die beiden Schenkel (30, 31) des Eisenkerns (54) verbindende luftspaltlose Joch drückt.

6. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (88) der Spulenanordnung (66) an seinem einen Schenkel (76) ein Auge (78) mit einer Bohrung für einen Stift (79) aufweist, um den der Eisenkern (88) drehbar ist.

7. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagedruck des Eisenkerns (88) auf die Oberfläche des unbewegten Aufzeichnungsträgers (82) bzw. auf die sich bei bewegtem Aufzeichnungsträger (82) ausbildende Grenzschichtströmung teils vom Eigengewicht des Eisenkerns, teils von einer Feder (85) herrührt, die auf das die beiden Schenkel (75, 76) des Eisenkerns (88) verbindende luftspaltlose Joch einwirkt.

8. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen Schenkel (31, 76) des Eisenkerns (54, 88) mittels eines diesen Schenkel durchdringenden Stiftes (50, 79) ein Schuh (47, 80) drehbeweglich angelenkt ist, der aus einem nichtmagnetischen Material besteht und dessen der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers (46, 82) zugewandte Gleitfläche (48, 81) dieselbe Krümmung wie der Aufzeichnungsträger aufweist.

9. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß das den Luftspalt (32, 77) aufweisende Ende des Eisenkerns (54, 88) so weit in den für den Eisenkern vorgesehenen Schlitz (49, 83) des Schuhes (47, 80)

ragt, daß das dem Aufzeichnungsträger (46, 82) nächstliegende Ende des Eisenkerns (54, 88) flächengleich ist mit der Gleitfläche (48, 81) des Schuhes (47, 80).

10. Aufzeichnungs- und Abtasteinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als

Medium zwischen Aufzeichnungs- bzw. Abtastkopf und Aufzeichnungsträger Luft dient.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 877 210; USA.-Patentschrift Nr. 2 612 566.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen