DE1111855B

DE1111855B - Magnetic tape guided on a magnetic head

Info

Publication number: DE1111855B
Application number: DEJ18898A
Authority: DE
Inventors: Heard K Baumeister; Vladimir Nejezchleb
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1959-10-21
Filing date: 1960-10-20
Publication date: 1961-07-27
Also published as: GB907975A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

J18898IX/42mJ18898IX / 42m

ANMELDETAG: 20. OKTOB E R I960REGISTRATION DAY: OCTOBER 20 E R I960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 27. JULI 1961 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: JULY 27, 1961

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur magnetischen Aufzeichnung von Signalen auf einem Magnetband hoher Transportgeschwindigkeit, durch dessen Bewegung zwischen dem Band und dem Magnetkopf ein Luftpolster gebildet wird.The invention relates to a device for magnetic recording of signals on a magnetic tape high transport speed, due to its movement between the tape and the magnetic head an air cushion is formed.

Bekannte Einrichtungen zur magnetischen Aufzeichnung von akustischen Signalen auf einem Magnetband sind so ausgebildet, daß das Magnetband an der zylindrisch ausgebildeten Oberfläche eines Magnetkopfes parallel geführt wird. Diese Parallelführung dient dazu, die Überlagerungscharakteristik von magnetischen Feldern auszunutzen, die sich im Nachbarbereich eines Luftspaltes ausbildet. Bei dieser Art der magnetischen Aufzeichnung ist die Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes nicht so hoch, daß sich zwischen dem Band und dem Magnetkopf ein Luftpolster ausbilden kann. Ebenso ist die Einhaltung eines bestimmten Abstandes zwischen dem Band und dem Magnetkopf nicht erforderlich.Known magnetic recording devices of acoustic signals on a magnetic tape are designed so that the magnetic tape on the cylindrical surface of a magnetic head is guided in parallel. This parallel guidance serves to utilize the superposition characteristics of magnetic fields that are in the neighboring area of an air gap. In this type of magnetic recording, the transport speed is of the magnetic tape is not so high that there is a gap between the tape and the magnetic head Can form air cushions. Likewise, the maintenance of a certain distance between the belt and the magnetic head is not required.

Bei hohen Transportgeschwindigkeiten des Magnetbandes ist es jedoch notwendig, zwischen dem Magnetkopf und dem Band einen bestimmten Abstand einzuhalten, damit das Band nicht beschädigt wird. Die Beschädigung der Magnetschicht eines Bandes wirkt sich besonders nachteilig aus bei der magnetischen Aufzeichnung von Daten. Andererseits soll dieser Abstand aber so gering sein, daß die Daten möglichst dicht aufeinanderfolgend aufgezeichnet werden.At high transport speeds of the magnetic tape, however, it is necessary between the Keep the magnetic head and the tape a certain distance so that the tape is not damaged will. Damage to the magnetic layer of a tape is particularly detrimental to the magnetic recording of data. On the other hand, this distance should be so small that the data should be recorded in as close a sequence as possible.

Bei hohen Geschwindigkeiten des Magnetbandes wird der notwendige Abstand eingehalten durch ein Luftpolster, das sich zwischen dem Band und dem Magnetkopf ausbildet. Dieses Luftpolster ist abhängig von der Geschwindigkeit und der Zugspannung des Bandes. Bei einer vorübergehenden Änderung dieser Größen gerät das Band bei seinem Lauf über den Magnetkopf in Flatterbewegungen, wodurch eine Schwächung der Signale und ein Schieflaufen des Bandes verursacht werden.At high speeds of the magnetic tape, the necessary distance is maintained by a Air cushion that forms between the tape and the magnetic head. This air cushion is dependent on the speed and tension of the belt. For a temporary change of these sizes, the tape flutters when it runs over the magnetic head, causing a Weakening of the signals and skewing of the belt can be caused.

Die genannten Nachteile werden vermieden, indem erfindungsgemäß die Oberfläche des Magnetkopfes eine annähernd zylindrische Form aufweist, an welcher das Magnetband in einem Winkelbereich von mindestens 15° parallel geführt wird.The disadvantages mentioned are avoided by, according to the invention, the surface of the magnetic head has an approximately cylindrical shape, on which the magnetic tape in an angular range of is at least 15 ° parallel.

Diese Maßnahme bewirkt zwischen dem Magnetkopf und dem Magnetband ein Luftpolster, dessen Durchmesser von den wechselnden Werten der Bandgeschwindigkeit und der Bandspannung innerhalb bestimmter Bereiche dieser Größen unabhängig ist.This measure causes an air cushion between the magnetic head and the magnetic tape, its Diameter of the changing values of the belt speed and the belt tension within certain Ranges of these sizes is independent.

Bei der Aufrechterhaltung einer Luftschicht zwischen Magnetband und Magnetkopf sind folgende Parameter zu beachten: Form des Magnetkopfes, An einem Magnetkopf geführtes MagnetbandIn maintaining an air layer between the magnetic tape and the magnetic head, the following are as follows Parameters to be observed: shape of the magnetic head, magnetic tape guided on a magnetic head

Anmelder:Applicant:

International Business Machines Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)International Business Machines Corporation, New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen (Württ), Sindelfinger Str. 49Representative: Dipl.-Ing. HE Böhmer, patent attorney,
Böblingen (Württ), Sindelfinger Str. 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. Oktober 1959Claimed priority:
V. St. v. America October 21, 1959

Heard K. Baumeister, Rhinebeck, N. Y.,
und Vladimir Nejezchleb, Poughkeepsie, N. Y.Heard K. Baumeister, Rhinebeck, NY,
and Vladimir Nejezchleb, Poughkeepsie, NY

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden(V. St. A.),
have been named as inventors

Bandgeschwindigkeit, Spannung des Bandes und der Winkel, in dem das Band um den Kopf gewickelt ist.Tape speed, tension of the tape and the angle at which the tape is wrapped around the head.

Wenn die an der Bildung der Luftschicht beteiligten Parameter verändert werden, zeigt es sich, daß der Durchmesser der Luftschicht bei verschiedenen Werten der Bandgeschwindigkeit und der Bandspannung, aber bei einem konstanten Radius des Kopfquerschnitts zeitlich konstant ist, wenn das Band in einem Winkel von mehr als 15° um den Kopf läuft. Eine beliebige Luftschicht läßt sich für einen beliebigen Magnetkopf regeln oder bestimmen durch eine mathematische Gleichung, welche die betreffenden Parameter berücksichtigt. Wenn also die vereinfachte Differentialgleichung:If the parameters involved in the formation of the air layer are changed, it turns out that the diameter of the air layer at different values of the belt speed and belt tension, but with a constant radius of the head cross-section it is constant over time when the tape is in runs around the head at an angle greater than 15 °. Any layer of air can be used for any Magnetic head regulate or determine by a mathematical equation, which the concerned Parameters taken into account. So if the simplified differential equation:

H³ H ³

d³H dx³ d ³ H dx ³

x-H,x-H,

wormworm

FT — — h 'FT - - H '

h = Abstand zwischen Band und Kopf,
h * = irgendein spezieller Abstand,
χ = dimensionslose Abszisse aus der Theorie der Luftschichten, numerisch integriert wird, ergeben die h = distance between tape and head,
h * = any special distance,
χ = dimensionless abscissa from the theory of air layers, integrated numerically, yield the

109 649/196109 649/196

listenförmig zusammengestellten Lösungen stets dieselbe Integrationskonstante, nämlich 0,642. Diese Konstante wird definiert durch:Listed solutions are always the same Constant of integration, namely 0.642. This constant is defined by:

D₁ = D ₁ =

\6uvj\ 6uvj

wobeiwhereby

R = Radius des Magnetkopfes,
T = Spannung des Bandes,
V = Bandgeschwindigkeit,
u = Viskosität der Luft. R = radius of the magnetic head,
T = tension of the belt,
V = belt speed,
u = viscosity of the air.

Wenn alle zusammenwirkenden Parameter bekannt sind, kann also h* mit großer Genauigkeit bestimmt werden. Diese Zahl ergibt sich durch Vergleich experimenteller und theoretischer Werte von h* If all interacting parameters are known, h * can therefore be determined with great accuracy. This number is obtained by comparing experimental and theoretical values of h *

_(d(d

^experimentell ₌ ^ experimental ₌

h * theoretisch h * theoretically

_{= Q82 ± 018)= Q82 ± 018)}

Die Gleichung (2) ist daher ein mathematisches Mittel zum Vorhersagen der Stärke der Luftschicht für einen Magnetkopf von bestimmtem Radius als Funktion der Bandspannung, -geschwindigkeit und Luftviskosität. Hieraus ergeben sich Möglichkeiten zur Regelung und vorteilhaften Ausnutzung der Luftschicht. Insbesondere zeigt sich eine Möglichkeit zur Herabsetzung der Abnutzung des Bandes, der Aufrechterhaltung der Signalstärke und der Beseitigung des Schieflaufs. Die letztgenannte Erscheinung entsteht durch die uneinheitlichen Reibungskräfte zwischen dem Band und der Kopffläche, die dazu führen, daß sich das Band bei seinem Lauf über den Kopf von einer Seite zur anderen bewegt.Equation (2) is therefore a mathematical means of predicting the thickness of the air layer for a magnetic head of a certain radius as a function of tape tension, speed and Air viscosity. This results in possibilities for regulating and advantageously using the air layer. In particular, there is a possibility of reducing the wear and tear on the belt, the maintenance the signal strength and the elimination of the misalignment. The latter phenomenon arises due to the inconsistent frictional forces between the belt and the head surface, which lead to that the tape moves from side to side as it passes over the head.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail using exemplary embodiments.

Fig. 1 ist die Vorderansicht einer Magnetband-Transportmaschine, in der die Erfindung verkörpert ist;Fig. 1 is a front view of a magnetic tape transport machine embodying the invention is;

Fig. 2 ist eine geometrische Darstellung des Verhältnisses zwischen einem Magnetband und einem Kopf mit zwei im Winkelabstand angeordneten Magnetflußspalten, über die das Band unter der Steuerung von Bandführungsflächen transportiert wird;Fig. 2 is a geometrical representation of the relationship between a magnetic tape and a Head with two angularly spaced magnetic flux gaps, over which the tape under the control is transported by tape guide surfaces;

Fig. 3 gleicht Fig. 2, zeigt aber einen Kopf mit einem einzigen Magnetflußspalt;Fig. 3 is similar to Fig. 2 but shows a head with a single magnetic flux gap;

Fig. 4 ist eine geometrische Darstellung des Verhältnisses zwischen einem Magnetband und einer abgeänderten Kopfform mit zwei im Abstand angeordneten Magnetflußspalten;Fig. 4 is a geometrical representation of the relationship between a magnetic tape and a modified one Head shape with two spaced magnetic flux gaps;

Fig. 5 zeigt den Querschnitt durch einen Magnetkopf und ein darüberlaufendes Band;Fig. 5 shows the cross section through a magnetic head and an overlying tape;

Fig. 6 zeigt einen abgewandelten Magnetkopf in Vorderansicht;Fig. 6 shows a modified magnetic head in a front view;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung auf der Ebene 7-7 von Fig. 6.FIG. 7 is a schematic illustration on level 7-7 of FIG. 6.

Der Bandtransport von Fig. 1 gehört zu der Art, wie sie allgemein in Verbindung mit der Eingabe und Ausgabe von Daten für Rechenmaschinen und Datenverarbeitungssysteme verwendet wird. Die Maschine besteht aus einer Basis 10, aufrecht stehenden Trägern 12 und einer Spulenplatte 14, die zusammen eine Trägeranordnung bilden, in der der Betriebsmechanismus der Bandverarbeitungsanlage untergebracht ist. Auf der Vorderseite der Spulenplatte 14 befinden sich zwei Magnetbandspulen 16 und 18, die sich mit Spulenspindeln 20 bzw. 24 drehen. Beide Spulen können in jeder Richtung angetrieben werden durch Motoren, welche mit den Spulenspindel-Antriebseinheiten (nicht gezeigt) auf der Rückseite der Spulenplatte 14 verbunden sind.The tape transport of Figure 1 is of the type generally used in connection with the input and Output of data for calculating machines and data processing systems is used. The machine consists of a base 10, upright supports 12 and a coil plate 14 which together form a Form a carrier arrangement in which the operating mechanism of the tape processing system is housed is. On the front of the reel plate 14 are two magnetic tape reels 16 and 18, which are with Turn bobbin spindles 20 or 24. Both coils can be driven in either direction by motors, those with the reel spindle drive units (not shown) on the back of the reel plate 14 are connected.

Zwei Vakuumgefäße 26 und 28 erstrecken sich von der Basis 10 bis zur Spulenplatte 14 unterhalb der Spulen 16 bzw. 18. Jedes der Gefäße ist ein Behälter für eine Bandschlaufe, welche jeweils von der Spule herabhängt, so daß eine in eines der Gefäße hineinhängende Bandschlaufe dieses Gefäß in einen gegenüber der Atmosphäre offenen oberen Teil und einen unteren Teil unterhalb des Schlaufenbogens teilt, der durch das Band gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen ist.Two vacuum vessels 26 and 28 extend from the base 10 to the coil plate 14 below Reels 16 and 18. Each of the vessels is a container for a loop of tape, each of which is from the reel hangs down, so that a loop of tape hanging in one of the vessels this vessel into one opposite the upper part open to the atmosphere and a lower part below the loop arch dividing the is completed by the tape from the atmosphere.

An der Spulenplatte 14 ist ein Band-Lese-Schreib-Kopf 30 befestigt. Dieser Kopf kann entweder einen einzigen Magnetflußspalt oder zwei im Winkelabstand angeordnete Spalte haben. Abgesehen von dem speziellen Aufbau des Kopfes ist seine Bandführungsfläche, in der die Spalte geformt sind, etwa zylindrisch. Der Kopf 30 kann durch zwei Schrauben 31 festgehalten werden, durch welche er gegenüber zwei benachbarten Bandführungsrollen eingestellt wird.
Das von der Spule 16 ablaufende Band kann um eine Bandführungsrolle 34 laufen und eine in die linke Vakuumsäule 26 reichende Schlaufe bilden, und von dieser Schlaufe aus läuft das Band über eine Andrückrolle 36, unter einer linken Bandführung 38 hindurch, über den Kopf 30, unter einer rechten Bandführung 40 hindurch, über eine zweite Andrückrolle 42 und in das rechte Vakuumgefäß 28. Von dort aus läuft das Band zurück über eine Bandführung 44 zu der Spule 18. Die Drehung der Spulen 16 und 18 wird automatisch gesteuert, um ein relativ freies Durchhängen der Bandschlaufe in jedes der Gefäße 26 und 28 zu gewährleisten. Diese Steuerung fällt jedoch nicht in den Rahmen der Erfindung.A tape read / write head 30 is attached to the reel plate 14. This head can have either a single magnetic flux gap or two angularly spaced gaps. Apart from the special structure of the head, its tape guide surface, in which the gaps are formed, is approximately cylindrical. The head 30 can be held in place by two screws 31, by means of which it is adjusted with respect to two adjacent tape guide rollers.
The tape running off the reel 16 can run around a tape guide roller 34 and form a loop reaching into the left vacuum column 26, and from this loop the tape runs over a pressure roller 36, under a left tape guide 38, over the head 30 a right tape guide 40 through it, over a second pressure roller 42 and into the right vacuum vessel 28. From there the tape runs back over a tape guide 44 to the reel 18. The rotation of the reels 16 and 18 is automatically controlled to allow relatively free slack the tape loop in each of the vessels 26 and 28 to ensure. However, this control does not fall within the scope of the invention.

Der Andrückrolle 36 links von der Spulenplatte ist eine Umkehr-Bandantriebskapsel 46 und eine nicht umlaufende Stopphaspel 48 zugeordnet. Ebenso sind der Andrückrolle 42 rechts von der Platte eine Vorwärts-Antriebshaspel 50 und eine nicht umlaufende Stopphaspel 52 zugeordnet.The pressure roller 36 to the left of the reel platen is a reverse capstan 46 and is not revolving stop reel 48 assigned. Likewise, the pressure roller 42 to the right of the plate is a forward drive reel 50 and a non-revolving stopper reel 52 assigned.

Die Andrückrollen 36 und 42 sind durch ein Gliedersystem auf der Rückseite der Spulenplatte 14 miteinander verbunden, so daß sich die Andrückrollen in entgegengesetzter Richtung übereinstimmend so verschwenken können, daß das Band abwechselnd durch die jeweiligen Andrückrollen und die ihnen zugeordneten Stopp- und Antriebshaspeln erfaßt und freigegeben und so in einer ausgewählten Richtung über den Lese-Schreib-Kopf 30 getrieben werden kann. Zu diesem Zweck werden die Antriebshaspeln 46 und 50 ständig in entgegengesetzten Richtungen so gedreht, daß die Rückwärts-Antriebshaspel 46 im Uhrzeigersinne und die Vorwärts-Antriebshaspel 50 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne gedreht werden. Auch die Andrückrollen 36 und 42 sind so eingerichtet, daß sie das Band in Kontakt mit ihren Stopphaspeln 48 bzw. 52 bewegen, wenn eine Bandtransportoperation beendet ist.The pressure rollers 36 and 42 are by a link system connected to each other on the back of the spool plate 14, so that the pressure rollers in opposite direction can pivot so that the tape alternately through the respective pressure rollers and the stop and drive reels assigned to them are detected and released and so can be driven over the read / write head 30 in a selected direction. to for this purpose the drive reels 46 and 50 are constantly rotated in opposite directions so that that the reverse drive reel 46 is clockwise and the forward drive reel 50 is opposite rotated clockwise. The pressure rollers 36 and 42 are set up so that they move the tape into contact with their stop reels 48 and 52, respectively, when a tape transport operation ends is.

In den Vakuumgefäßen 26 und 28 wird, wie der Name sagt, durch eine besondere Einrichtung normalerweise eine verdünnte Atmosphäre in denjenigen Gefäßteilen aufrechterhalten, die durch den unteren Bogen der Bandschlaufen luftdicht abgeschlossen sind. Jede Säule ist mit einem Zwischenbehälter 60 verbunden. Das linke Vakuumgefäß 26 ist mit dem Zwischen-In the vacuum vessels 26 and 28, like the Name says, by a particular establishment, usually a diluted atmosphere in those Maintain vessel parts, which are hermetically sealed by the lower arch of the tape loops. Each column is connected to an intermediate container 60. The left vacuum vessel 26 is connected to the intermediate

behälter durch einen Kanal 62 und das rechte Vakuumgefäß 28 durch einen Kanal 64 verbunden. Eine durch einen Luftpumpenmotor 68 betriebene Vakuumpumpe 66 ist mit dem Zwischenbehälter 60 so verbunden, daß in dem Zwischenbehälter ein Unterdruck aufrechterhalten werden kann. Die Höhe des in dem Behälter 60 aufrechterhaltenen Vakuums kann durch Verstellen eines Sicherheitsventils 70 gesteuert werden. Gemäß Fig. 1 neigt das Sicherheitsventil normalerweise dazu, eine Entlüftungsröhre in dem Zwischenbehälter 60 zu verschließen, da es durch eine Feder 72 in eine geschlossene Stellung gespannt wird. Die Spannung der Feder 72 läßt sich ändern durch Verstellen einer Flügelmutter 74, so daß in dem Zwischenbehälter 60 ein bestimmtes Vakum errichtet und aufrechterhalten werden kann. Die Höhe des Vakuums in dem Behälter 60 wird durch ein über einen Kanal 78 angeschlossenes Vakuummeter 76 angezeigt.container through a channel 62 and the right vacuum vessel 28 through a channel 64 connected. One through an air pump motor 68 operated vacuum pump 66 is connected to the intermediate container 60 so that a negative pressure can be maintained in the intermediate container. The height of the in the container 60 Maintained vacuum can be controlled by adjusting a safety valve 70. According to In FIG. 1, the safety valve normally tends to close a vent pipe in the tundish 60 as it is biased into a closed position by a spring 72. The tension of the spring 72 can be changed by adjusting a wing nut 74, so that a 60 in the intermediate container certain vacuum can be established and maintained. The amount of vacuum in the container 60 is indicated by a vacuum meter 76 connected via a channel 78.

Im normalen Betrieb ist das Ventil 70 so eingestellt, daß ein vorherbestimmtes Druckdifferential ausgelöst wird. Durch jede Änderung der Druckverhältnisse durch die Vakuumgefäße 26 und 28 wird keine Änderung im Vakuumpegel bewirkt, weil diese letztgenannte Änderung ihrerseits eine kompensierende Änderung des Druckausgleichs durch das Sicherheitsventil 70 bewirkt. Letzten Endes wird also das Vakuum im Zwischenbehälter auf einem relativ konstanten Wert gehalten. Daher kann auch der Vakuumpegel in den Gefäßen relativ konstant gehalten werden bei veränderlichem Druckausgleich durch die Gefäße. Etwaige hochfrequente Schwankungen im Vakuumpegel, die durch die schnelle Bewegung der Bandschlaufen in den Vakuumgefäßen bewirkt werden, werden durch den Zwischenbehälter 60 aufgenommen.In normal operation, valve 70 is set to trigger a predetermined pressure differential will. Any change in the pressure conditions through the vacuum vessels 26 and 28 does not result in any Changes in the vacuum level causes, because this latter change in turn is a compensating one Change in the pressure equalization caused by the safety valve 70. So in the end it will be the vacuum held at a relatively constant value in the intermediate container. Hence the vacuum level are kept relatively constant in the vessels with variable pressure equalization through the vessels. Any high-frequency fluctuations in the vacuum level caused by the rapid movement of the belt loops are effected in the vacuum vessels, are received by the intermediate container 60.

Es ist schon gesagt worden, daß die Luftschicht zwischen einem zylindrischen Kopf und einem darüberlaufenden Band zeitlich konstant bleibt, wenn das Band in einem 15° überschreitenden Winkel um den Kopf gewickelt ist. Diesen Zustand zeigt Fig. 3, in der ein Kopf 30 einen einzigen Flußspalt 80 enthält. Wenn die Bandführungen 38 und 40 gegenüber der Oberfläche des Kopfes 30 so gestellt sind, daß der durch die Halbmesser α und b bestimmte Bandwicklungswinkel sich um 7,5° auf jeder Seite des senkrechten Radius c erstreckt, entsteht im Bereich des Spaltes 80 eine konstante, hydrodynamisch gebildete Luftschicht, die aufrechterhalten wird. Bei einem Kopf 30 mit zwei Spalten 80 und 80 a (Fig. 2), die auf seiner zylindrischen Fläche einen Winkelabstand von 30° haben, müssen die Führungsrollen 38 und 40 gegenüber der Oberfläche des Kopfes so gestellt sein, daß der Winkel der Bandwicklung auf etwa 45° vergrößert wird, so daß sich jenseits jedes der Flußspalte 80 und 80« jeweils ein zusätzlicher Wicklungswinkel von 7,5° ergibt. .It has already been said that the air layer between a cylindrical head and a tape running over it remains constant over time when the tape is wrapped around the head at an angle exceeding 15 °. This state is shown in FIG. 3, in which a head 30 contains a single flow gap 80. If the tape guides 38 and 40 are positioned with respect to the surface of the head 30 in such a way that the tape winding angle determined by the radii α and b extends by 7.5 ° on each side of the perpendicular radius c , a constant, hydrodynamically formed air layer that is maintained. In a head 30 with two columns 80 and 80 a (Fig. 2), which have an angular distance of 30 ° on its cylindrical surface, the guide rollers 38 and 40 must be placed relative to the surface of the head so that the angle of the tape winding on is increased about 45 °, so that beyond each of the flux gaps 80 and 80 "there is an additional winding angle of 7.5 °. .

Fig. 2 und 3 zeigen die Mindesterfordernisse für die Bandwicklung, und daher können die Bandführangen 38 und 40 gegenüber dem Kopf 30 unter Berücksichtigung des Kopfradius so eingestellt werden, daß der für jede beliebige Anordnung am besten geeignete Wicklungswinkel entsteht.Figures 2 and 3 show the minimum requirements for tape winding and therefore the tape guides can be guided 38 and 40 are set in relation to the head 30, taking into account the head radius, so that that the winding angle that is most suitable for any arrangement arises.

Wie schon erwähnt, ist die Lage der Führungen 38 und 40 in bezug auf den Kopf 30 eine geometrische Überlegung, die nur durch den erforderlichen Wicklungswinkel geleitet wird, und außerdem ist festgestellt worden, daß der Bereich konstanter Filmstärke in einem Kopf mit zwei Spalten, welche durch 30° voneinander getrennt sind, sich über 30° erstrecken muß, damit er sowohl den Lese- als auch den Schreibspalt sowie weitere 7,5° über jeden Spalt hinaus umfaßt und damit zuverlässig sicherstellt, daß die Spalte in dem Konstanzbereich liegen. In jedem Falle definiert eine Tangente, die zur Kopfoberfläche am äußeren Ende der 7,5°-Bogen gezeichnet wird, die Linie, entlang welcher die Bandführungen 38 und 40 stehen können.As already mentioned, the position of the guides 38 and 40 in relation to the head 30 is geometrical Consideration that is guided only by the required angle of winding, and in addition it is established been that the area of constant film thickness in a head with two columns, which through 30 ° are separated from each other, must extend over 30 ° so that he has both the read and the write gap as well as another 7.5 ° beyond each gap and thus reliably ensures that the gap lie in the constancy range. In each case defines a tangent leading to the outer surface of the head At the end of the 7.5 ° arc, the line along which the tape guides 38 and 40 are drawn is drawn can.

Wenn der Abstand zwischen den beiden Spalten groß oder die Bandgeschwindigkeit niedrig oder die Bandspannung hoch sein müssen, kann es sein, daß durch das Durchtreten von Luft an den seitlichen Kanten des Kopfes der Durchmesser der Luftschicht zwischen dem Band und dem Kopf am hinteren Ende der Luftschicht so reduziert wird, daß an diesem Ende ein Kontakt zwischen dem Band und dem Kopf eintritt. Diese Schwierigkeit läßt sich umgehen durch Verwendung eines Kopfes, wie er in Fig. 4 gezeigt ist. Dieser ist so geformt, daß er die Regeneration der Luftschicht über dem zweiten oder hinteren Spalt ermöglicht. Während die Form des Kopfes von Fig. 2 auf einem einzigen Radius beruht, hat der Kopf von Fig. 4 eine auf zwei Halbmessern beruhende wirksame Oberfläche, so daß ein kleiner Spalt von etwa 0,025 mm zwischen dem Punkt, wo die beiden radialen Flächen aneianderstoßen, und einer Tangente zu den beiden Flächen entsteht. Wenn der Spalt 80 in einer der Radialflächen und der Spalt 80 α in der anderen Radialfläche gebildet sind, entsteht durch den zwischen dem Band und der Kopfoberfläche am Verbindungspunkt der beiden Radialflächen gebildeten Luftspalt ein Einlaß, durch den die Luftschicht ergänzt wird und durch den der konstante Durchmesser der Luftschicht über dem hinteren Spalt erhalten bleibt.If the distance between the two gaps must be large, or the tape speed must be low, or the tape tension must be high, the passage of air at the side edges of the head may reduce the diameter of the air layer between the tape and the head at the rear end of the air layer is reduced so that contact occurs between the tape and the head at this end. This difficulty can be avoided by using a head as shown in FIG. This is shaped so that it enables the regeneration of the air layer over the second or rear gap. While the shape of the head of Fig. 2 is based on a single radius, the head of Fig. 4 has an effective surface based on two radii so that a small gap of about 0.025 mm between the point where the two radial surfaces meet, and a tangent to the two surfaces is created. If the gap 80 is formed in one of the radial surfaces and the gap 80 α in the other radial surface, an inlet is created through the air gap formed between the tape and the head surface at the connection point of the two radial surfaces, through which the air layer is supplemented and through which the constant one The diameter of the air layer above the rear gap is preserved.

Infolge der Aufteilung der Luftschicht an den seitlichen Kanten des Kopfes 30 kann sich auch eine Luftschicht über die Breite des Kopfes bilden, der an den seitlichen Kopfkanten dünner ist als entlang der Mittellinie, so daß eine wesentliche Differenz im Abstand zwischen Kopf und Band über das Band hinweg entsteht. Diese Differenz im Abstand zwischen Kopf und Band zwischen der Innen- und der Außenspur des Bandes muß so klein wie möglich gehalten werden, wenn aus allen Bandspuren eine einheitliche Signalstärke erlangt werden soll.As a result of the division of the air layer at the side edges of the head 30, a Form a layer of air across the width of the head, which is thinner at the side edges of the head than along the Centerline so that there is a substantial difference in head-to-tape spacing across the tape arises. This difference in the distance between the head and the tape between the inside and outside tracks of the tape must be kept as small as possible if all tape tracks are a uniform Signal strength is to be obtained.

Die genannte Differenz kann reduziert werden durch die Einfügung einer oder mehrerer Umfangsnuten 90, die zwei oder mehr kleinere Luftlager erzeugen. Eine einzige Nut 90 erfüllt diesen Zweck bei Bändern, deren Breite nicht wesentlich über 2,5 cm liegt. Es können aber mehrere Nuten bei breiten Köpfen benutzt werden, und ihre Anzahl wird durch die Breite des Kopfes bestimmt. Es ist bereits früher vorgeschlagen worden, Umfangsnuten in Magnetband-Lese-Schreib-Köpfen zu verwenden, um alle zwischen dem Band und dem Kopf eingefangene Luft so vollständig wie möglich abzuleiten. Die hier beschriebenen Nuten 90 haben nicht den Zweck, die Luft zwischen Band und Kopf zu entfernen wie bei bekannten Einrichtungen, sondern sie sollen einen besseren Durchschnittsabstand zwischen Kopf und Band über die ganze Breite des Kopfes gewährleisten.The mentioned difference can be reduced by inserting one or more circumferential grooves 90 that create two or more smaller air bearings. A single groove 90 serves this purpose Ribbons, the width of which is not significantly more than 2.5 cm. But there can be several grooves with wide heads are used, and their number is determined by the width of the head. It has been suggested earlier been to use circumferential grooves in magnetic tape read / write heads to keep all between evacuate air trapped by the tape and head as completely as possible. The ones described here Grooves 90 do not have the purpose of removing the air between the tape and the head as in known ones Bodies, rather they are supposed to have a better average distance between the head and the tape ensure the full width of the head.

In einer Anordnung ähnlich der oben beschriebenen, in welcher gute Betriebsbedingungen erzielt wurden, hatte der Kopf 30 einen Radius von 4,5 cm, und das Band wurde mit einer Geschwindigkeit von 280 cm/sec angetrieben. Der Wicklungswinkel des Bandes um den Kopf betrug 50°, und der so erzeugteIn an arrangement similar to that described above, in which good operating conditions have been achieved, the head 30 had a radius of 4.5 cm and the tape was moving at a speed of 280 cm / sec driven. The angle of winding of the tape around the head was 50 °, and that produced in this way

Abstand zwischen Kopf und Band war kleiner als 0,003 mm.The distance between the head and the tape was less than 0.003 mm.

Die Konstanz und Stärke der Luftschicht zwischen Band und Kopf läßt sich erreichen durch entsprechende Änderung eines oder mehrerer Parameter, die bestimmend sind. Aus der vorstehenden Beschreibung geht jedoch hervor, daß nach Herstellung des Kopfes und seinem Einbau in die Spulenplatte 14, wenn er nicht justierbar ist, und nach Einbau der Bandführungen 38 und 40 in die Platte die durch diese Elemente dargestellten Parameter feststehen.The constancy and strength of the air layer between the tape and the head can be achieved by appropriate Change of one or more parameters that are decisive. From the description above however, it can be seen that after the head has been manufactured and installed in the coil plate 14, if it is not adjustable, and after installing the tape guides 38 and 40 in the plate the through the parameters represented by these elements are fixed.

Die meisten Magnetband-Dateneingabe- und -ausgabeeinrichtungen sind weiterhin auf den Betrieb mit einer bestimmten Bandgeschwindigkeit eingerichtet, so daß für alle praktischen Zwecke auch die Bandgeschwindigkeit als feststehend angesehen werden kann. Übrig bleibt damit die Spannung, unter der das Band gehalten wird, als der Faktor, der sich leichter verstellen läßt, um die Stärke der endgültigen Luftschicht zu regulieren. Wenn Kopfradius, Bandgeschwindigkeit und Wicklungswinkel bekannt sind, kann an Hand der oben besprochenen Gleichung die Bandspannung mit Hilfe des Vakuumpegels bestimmt werden, um den optimalen Bandabstand zu erhalten, der gewöhnlich unter 0,003 mm betragen muß. Nach Bestimmung der Bandspannung, die nötig ist, um die gewünschte Stärke der Luftschicht aufrechtzuerhalten, wird die Mutter 74 justiert, bis das Vakuummeter 76 den erforderlichen Vakuumpegel in dem Zwischenbehälter 60 für eine konstante Motorgeschwindigkeit anzeigt.Most magnetic tape data input and output devices are still operational set up a certain belt speed, so that for all practical purposes also the belt speed can be regarded as fixed. What remains is the tension under which the Tape is held, as the more easily adjustable factor, is the thickness of the final air layer to regulate. If the head radius, tape speed and winding angle are known, the belt tension can be determined with the aid of the vacuum level using the equation discussed above in order to obtain the optimum band gap, which must usually be less than 0.003 mm. To Determination of the belt tension that is necessary to maintain the desired thickness of the air layer, the nut 74 is adjusted until the vacuum gauge 76 has the required vacuum level in the intermediate container 60 indicates constant engine speed.

Außerdem läßt sich der Vakuumpegel aufrechterhalten durch Änderung der Geschwindigkeit des Motors 68 der Vakuumpumpe.In addition, the vacuum level can be maintained by changing the speed of the Motor 68 of the vacuum pump.

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die gewünschte Bandspannung am besten mit Hilfe der Vakuumgefäße 26 und 28 aufrechterhalten wird. Die Erfindung ist aber auch auf andere Bandtransporteinrichtungen anwendbar, in denen die Bandspannung anders gesteuert werden kann. Es ist z. B. üblich, Bandschlaufen zwischen den Bandspulen 16 und 18 und dem Kopf 30 aufrechtzuerhalten, um die Trägheit der Spulen gegenüber dem Haspelantriebsmechanismus durch drehbar gelagerte, unter Federdruck stehende Hebel aufzuheben, welche eine Verlängerung und Verkürzung der Schlaufen je nach dem Bandbedarf am Lese-Schreib-Kopf ermöglichen. Die in Verbindung mit solchen Hebeln verwendeten Spannfedern können so eingestellt werden, daß sie die Bandspannung mit gleich guten Ergebnissen erhöhen oder verringern. In practice it has been shown that the desired belt tension is best achieved with the aid of the vacuum vessels 26 and 28 is maintained. However, the invention is also applicable to other tape transport devices applicable, in which the belt tension can be controlled differently. It is Z. B. usual, tape loops between the tape reels 16 and 18 and the head 30 to maintain the inertia of the Reels opposite the reel drive mechanism by rotatably mounted under spring pressure Lifting levers, which lengthen and shorten the loops depending on the tape requirement on the read / write head. The tension springs used in connection with such levers can be adjusted to increase or decrease the belt tension with equally good results.

Die Erfindung ist hier in Verbindung mit Magnetband beschrieben, eignet sich aber auch zur Anwendung auf andere Bänder, wie z. B. Papierband und photographischen Film.The invention is described here in connection with magnetic tape, but is also suitable for use to other tapes, such as B. Paper tape and photographic film.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for magnetic recording of signals on a magnetic tape of high transport speed, by the movement of which between the tape and the magnetic head an air cushion is formed, characterized in that the surface of the magnetic head has an approximately cylindrical shape on which the magnetic tape in an angular range is guided in parallel by at least 15 °.

2. Device according to claim 1, characterized in that in the angular range of the magnetic head, on which the magnetic tape is guided in parallel, one or more air gaps are arranged are.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the magnetic tape on both sides of an air gap at an angle of approximately 7.5 ° parallel to the magnetic head to be led.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the magnetic head two air gaps are arranged at an angular distance of at least 30 °.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that on a magnetic head several cylindrical surfaces are arranged on which the magnetic tape is guided in parallel becomes (Fig. 4).

6. Arrangement according to claims 1 to 5, characterized in that on the surface a magnetic head (30), in particular in the area of an air gap, grooves (99) in the running direction of the Band are arranged (Fig. 6, 7).

7. Arrangement according to claims 1 to 6, characterized in that the magnetic tape (32) forms sagging loops in vessels (26, 28) on both sides of the magnetic head (60), which hermetically seal the vessels that are evacuated.

8. Arrangement according to claims 1 to 7, characterized in that the vessels (26, 28) are connected by an intermediate container (60) in which there is an air pressure that is generated by a Vacuum pump (66) and a safety valve is regulated (Fig. 1).

Considered publications:
Swiss patent specification No. 298 943.

1 sheet of drawings