DE1193995B - Andrueckkissen fuer mit einem Magnetkopf ausgeruestete Datenuebertragungseinrichtungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al-37/36

Nummer: 1193 995

Aktenzeichen: J19257IX c/21 al

Anmeldetag: 3. Januar 1961

Auslegetag: 3. Juni 1965

Zur Dateneingabe in mit sehr hohen Geschwindigkeiten arbeitende elektronische Rechenanlagen werden in der Regel Aufzeichnungsträger in der Form einzelner relativ schmaler, gleichförmiger Karten verwendet, welche leicht transportiert, abgelesen, sortiert und gespeichert werden können. Die Angaben können auf diesen Karten in irgendeiner Weise aufgezeichnet werden, z. B. durch Lochung nach einer bestimmten Verschlüsselung, welche die Speicherung einer großen Anzahl von Angaben innerhalb eines kleinen Bereiches ermöglicht, oder durch das relativ neue Verfahren des ferromagnetischen Druckes. Das ferromagnetische Druckverfahren ergibt ein sichtbares und magnetisiertes Bild des gewünschten Schriftzeichens auf einer nichtmagnetischen Grundlage, z. B. Papier, d. h., die mit magnetischer Farbe auf den Formularen oder Karten gedruckten Schriftzeichen können sowohl von der Bedienungsperson als auch von den Maschinen abgelesen werden.

Bei der Verwendung solcher ferromagnetischer Angaben enthaltenden Aufzeichnungsträger in elektronischen Rechenmaschinen werden die Angaben durch geeignete ferromagnetische Übertragungsköpfe abgelesen, die so angeordnet sind, daß sie die die ferromagnetischen Angaben tragende Fläche des Auf-Zeichnungsträgers berühren.

Wenn nichtkontinuierliche Aufzeichnungsträger, ζ. Β. Karten, mit einer relativ hohen Geschwindigkeit an dem Übertragungskopf vorbeibewegt werden, ist es wesentlich, daß jede Karte mit gleichem Druck an den den Magnetkopf berührenden Teilen der Aufzeichnungsfläche fest gegen den Magnetkopf gedrückt wird, um das Ablesen der Angaben durch den Magnetkopf mit geringster Verzerrung zu ermöglichen. Für einen genügenden Anpreßdruck wurden bisher Andrück- oder Preßkissen verwendet, um die sich bewegenden nichtkontinuierlichen Aufzeichnungsträger gegen die Fläche des Magnetkopfes zu zwingen, während sie gleichzeitig ermöglichten, daß sich die Aufzeichnungsträger mit relativ großer Geschwindigkeit zwischen dem Magnetkopf und dem Andrückkissen bewegen. Bei Einrichtungen dieser Art gibt es während des Betriebs Phasen, in denen das Andrückkissen in direkter Berührung mit der Fläche des Magnetkopfes ist, bevor die nächstfolgende Karte zwischen den Magnetkopf und das Andrückkisssen gelangt. Wenn das Andrückkissen in Berührung mit dem Magnetkopf ist, muß es, um die Karte an dem Magnetkopf vorbeilaufen zu lassen, von der Fläche des Magnetkopfes wegbewegt werden, um zu ermöglichen, daß die mit hoher Geschwindigkeit transportierte Karte an der Fläche des Magnet-Andrückkissen für mit einem Magnetkopf
ausgerüstete Datenübertragungseinrichtungen

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Walter Siegbert Buslik, Poughkeepsie, N. Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 6. Januar 1960 (891)

kopfes und mit dieser in Berührung vorbeibewegt wird.

In den früheren Ausführungen wird der Magnetkopf stationär gehalten, und das Andrückkissen wird genügend weit von der Fläche des Magnetkopfes wegbewegt, so daß die Karte zwischen beiden durchlaufen kann. Infolge der relativ hohen Reibungskräfte tritt aber dabei schon nach kurzer Zeit eine starke Abnutzung des Andrückkissens ein. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit des Auswechselns des Andrückkissens nach nur wenigen Arbeitsstunden, was wieder das Abschalten der Maschine erfordert, welcher die Magnetköpfe zugeordnet sind. In manchen Fällen kann das Auswechseln des Andrückkissens nur mit einem beträchtlichen Zeitaufwand und unter Schwierigkeiten erfolgen.

Bei den früheren Ausführungen bestanden die Andrückkissen im allgemeinen aus einem gegen den Magnetkopf gespannten beweglichen Element mit einer Berührungsfläche, die aus einem rechteckigen Block od. ä. bestand. Infolge dieser Gestaltung und wegen der großen Anzahl der durchlaufenden Karten ergab sich eine ungleichmäßige Abnutzung der Fläche des Andrückkissens, was ungleichmäßige Drücke auf die Karten zur Folge hatte, wenn diese zwischen dem Andrückkissen und dem Magnetkopf durchHefen. Schließlich führte diese ungleichmäßige Abnutzung zu verzerrten Abfühlsignalen des Magnetkopfes.

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Infolge der Frequenz, mit welcher die Karten am Magnetkopf vorbeibewegt werden, und infolge des anfänglichen Zusammentreffens der Leitkante der Karte mit dem Magnetkopf und dem Andrückkissen ist außerdem eine beträchtliche Abnutzung der Karten die Folge, mit dem Ergebnis, daß der entstehende Papierstaub eine Verunreinigung des Magnetkopfes und des zugeordneten beweglichen Andrückkissens bewirkt.

Zur Vermeidung dieser Mangel sieht die Erfindung ein verschleißfestes Andrückkissen in Form einer federnden Rolle, wie sie bei Filmlaufwerken Verwendung findet, vor, bei dessen Verwendung in Verbindung mit einem magnetischen Ubertragungskopf die Abnutzung auf ein geringstes Ausmaß herabgesetzt und gleichmäßig über die ganze Oberfläche des beweglichen Teiles des Andrückkissens verteilt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die zylindrische Rolle innerh alb einer V-förmigen Aussparung eines verschiebbaren Blockes angeordnet ist und die Seitenflächen der Aussparung in ihren Winkel- und Reibungsverhältnissen so ausgebildet sind, daß die Reibung zwischen ihnen und der Rolle eine Drehung der Rolle verhindert und nur überwunden wird, wenn die Leitkante einer Karte unmittelbar vor ihrem völligen Eintritt zwischen die Rolle und den Magnetkopf gegen die Rolle stößt.

Der Block mit der V-förmigen Aussparung ist innerhalb eines Gehäuses des Andrückkissens seitlich verschiebbar und wird unter der Wirkung einer Feder mit der Rolle gegen den Magnetkopf gedrückt und durch die zwischen die Rolle und den Magnetkopf eintretende Karte gegen die Wirkung der Feder zurückbewegt.

Statt einer Feder zum Andrücken des Blockes mit der V-förmigen Aussparung und der beweglichen Rolle gegen den Magnetkopf kann auch Druckluft verwendet werden, wobei noch der weitere Vorteil erzielt wird, daß jeglicher auftretender Papierstaub entfernt und somit eine Beschmutzung des Magnetkopfes und des Andrückkissens vermieden wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen der Beschreibung, die an Hand der Zeichnung en anschließend beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht des Magnetkopfes und des verschleißfesten Andrückkissens,

F i g. 2 eine geometrische Darstellung des Andrückkissens zur Erläuterung der Reibungswinkel und der Rückstoßkräfte an den Berührungspunkten der RoUe,

F i g. 3 das gleiche Andrückkissen wie in der Fig. 1, jedoch in einer geneigten Stellung mit Bezug auf eine zur Fläche des Magnetkopfes senkrechte Linie,

F i g. 4 eine geometrische Zeichnung zur Darstellung der Reibungswinkel und der Rückstoßkräfte an den Berührungspunkten der Rolle,

F i g. 5 eine geometrische Darstellung einer anderen Ausführung der Erfindung,

F i g. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Andrückkissens,

F i g. 7 eine Seitenansicht einer zweckmäßigen Ausführungsform des Andrückkissens,

F i g. 8 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 8-8 in der Fig. 7.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung enthält einen Magnetkopf mit einer abgeschrägten vorderen Kontaktfläche. Die Aufzeichnungsträger, z. B. magnetische Aufzeichnungen tragende Karten, werden mit hoher Geschwindigkeit linear an der vorderen Fläche des Magnetkopfes vorbeibewegt. Ein verschleißfestes Preßkissen hält die Karten gegen die abgeflachte Kontaktfläche des Magnetkopfes. Das Preßkissen umfaßt ein bewegliches Glied, z. B. eine Rolle, die gegen die Fläche des Magnetkopfes gespannt ist, um die Karten gegen den Magnetkopf an einer einzigen zur Rolle axialen Kontaktlinie zu drücken. Reibungsmittel

ίο wirken auf die drehbare Rolle ein und verhindern eine Drehung der Rolle, außer in der Zeit, in welcher eine in den Bereich zwischen dem Magnetkopf und dem Preßkissen eintretende Karte an die Rolle stößt. Nach diesem ersten Auftreffen einer Karte an der Rolle üben die Reibungsmittel eine größere Haltekraft aus als die durch die Reibung zwischen der bewegten Karte und der Rolle an der Berührungslinie erzeugte Bewegungskraft, wodurch die Rolle stationär gehalten wird, bis die Leitkante der nächsten Karte

so ankommt und erneut eine geringe Drehung der Rolle bewirkt. Eine Abnutzung der Rolle wird daher gleichmäßig verteilt. Zum Vorspannen der Rolle kann Druckluft verwendet werden, durch welche auch die Rolle gleichzeitig staubfrei gehalten wird. In einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Preßkissen einen der abgeflachten Kontaktfläche des Magnetkopfes benachbarten und zu diesem im rechten Winkel angeordneten hin- und herbeweglichen Block, welcher gegen den Magnetkopf gespannt wird. Der Block enthält eine V-förmige Aussparung an seiner Vorderseite und liegt dem Magnetkopf derart gegenüber, daß die Mittellinie des Winkels der V-Flächen in einer senkrechten Linie zu der abgeflachten Kontaktfläche ist. Eine drehbare Rolle ist in der V-förmigen Aussparung so angeordnet, daß sie in Linienberührung mit jeder Seitenfläche der Aussparung und mit dem Magnetkopf ist. Bei dieser Anordnung ist die Abnutzung der Rolle gleichmäßig, und wenn sich die Rolle abnutzt, wird sie trotzdem die Karten gegen den Magnetkopf entlang der gleichen, sich axial zur Rolle erstreckenden Berührungslinie drücken. In einer anderen Ausführungsform ist die Rolle in einem Arbeitsverhältnis zu den Karten durch einen beweglichen Riemen gehalten.

Die in der F i g. 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung enthält einen Magnetkopf 10 mit einer abgeflachten Berührungsfläche 12 zur Bildung einer zentralen Berührungslinie 14 zwischen dem Magnetkopf 10 und einer bewegten Karte 16, gegen welche Berührungslinie die Karte gedrückt wird. Um sicherzustellen, daß die bewegte Karte fest gegen die Fläche des Magnetkopfes entlang der Berührungslinie 14 gedrückt wird, ist eine Preßkisseneinheit 18 vorgesehen.

Die Preßkisseneinheit 18 enthält einen zwischen geeigneten Abstützungen 22 und 24 gleitbaren Block 20, welcher gegen die Karte 16 und den Magnetkopf 10 bewegt und zurückgezogen werden kann. Der Block 20 ist mit einer gegen den Magnetkopf 10 offenen V-förmigen Aussparung 26 versehen, deren Flächen 28 und 30 sich in einer Scheitellinie schneiden, welche in der die Aussparung 26 halbierenden Ebene 27 liegt, die durch die Berührungslinie 14 führt und senkrecht zum Magnetkopf liegt. Eine in der Aussparung 26 vorgesehene frei bewegliche Rolle 32 hat Berührung mit den Seitenflächen 28 und 30 der V-förmigen Aussparung 26 entlang der Linien 34 und 36 und mit der Berührungslinie 14 des Magnetkopfes 10, welche

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sich axial zur Rolle 32 erstreckt, wenn ein genügender zwischen der Kante der bewegten Karte und der

Druck gegen die Rückseite des Blockes 20 aus- Umfangsfläche der Rolle besteht und eine geringe

geübt wird. Eine zwischen dem Block 20 und einem Drehung der Rolle 32 innerhalb der Aussparung 36

ortsfesten Gegenlager 30 angeordnete Druckfeder 38 des Blockes 20 bewirkt wird. Die Rolle dreht sich übt eine genügende Kraft aus, um die Rolle 32 gegen 5 daher allmählich in geringen Abschnitten um ihre

die Fläche der bewegten Karte 16 oder gegen den Achse, während sie in Berührung mit den Seitenflächen

Magnetkopf 10 während der Zeit zu halten, in welcher der Aussparung 26 ist, aber diese geringe Drehung

die eine Karte vom Magnetkopf wegbewegt und bevor endet, sobald die Karte zwischen die Rolle 32 und den

die nächste folgende Karte zugeführt wird. Magnetkopf 10 eingetreten ist.

Aus der F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Berührungs- i° Von dem Augenblick an, in welchem die mit relativ linie zwischen dem Magnetkopf, der Karte und dem hoher Geschwindigkeit bewegte Karte zwischen den Preßkissen gleichbleibt, ohne Rücksicht auf den Grad Magnetkopf 10 und die Rolle 32 eintritt und an diesem der Abnutzung oder auf die Verringerung des Durch- vorbeibewegt wird, rollt die Andrückrolle 32 nicht messers der Rolle 32, außer natürlich, wenn eine un- mehr auf der Karte 16, da die von der bewegten Karte gleichmäßige Abnutzung der Rolle eintritt. Wenn 15 auf die Rolle wirkenden Kräfte nicht genügen, um sich z. B. die Rolle gleichmäßig in irgendeinem Aus- den Reibungswiderstand zwischen der Rolle und dem maß abnutzen sollte, ist es augenscheinlich, daß sich Block 20 zu überwinden, und daher gleitet die Karte die Berührungslinien 34 und 36 an den Seitenflächen auf der Umfangsfläche der Rolle,
der V-förmigen Aussparung einfach gleichförmig tiefer Daher besteht die größte Möglichkeit zur Verhinin die Aussparung bewegen, während die Berührungs- 20 derung einer raschen Abnutzung der Rolle in der Tatlinie 14 zwischen der Karte und der Rolle die gleiche sache, daß die Rolle mit Bezug auf die Karte im bleibt. Die Spannkraft wird in diesem Falle einfach Zeitpunkt des anfänglichen Anschlages leicht gedreht den Block gegen den Magnetkopf 10 bewegen, um ein wird. Das darauffolgende Gleiten der Karte auf der solches Ergebnis zu erzielen. Rolle bewirkt eine gewisse Abnutzung der Rolle,

Wenn die Karten mit hoher Geschwindigkeit an 25 aber diese ist unendlich klein im Vergleich zu der

dem Magnetkopf und in Berührung mit der Rolle Abnutzung, die normalerweise durch den Anfangs-

entlang der Berührungslinie 14 vorbeibewegt werden, anschlag der Karten gegen das Preßkissen verursacht

wird natürlich eine Abnutzung zwischen der Karte und wird, wenn dieses zur kurzzeitigen Bewegung mit den

dem Magnetkopf auftreten, da der Magnetkopf Karten unbefähigt ist.

stationär bleibt. Die relative Bewegung der Karte und 3° Infolge der kurzzeitigen Drehung der Rolle mit

der Rolle und die Abnutzung zwischen diesen EIe- Bezug auf den V-förmigen Abstützblock wird stets ein

menten wird jedoch durch die Reibungscharakteristiken neuer Teil der Rollenfläche der Magnetkopffläche

der Karte, der Rolle und des V-förmigen Blockes dargeboten und dadurch eine gleichmäßige Abnutzung

bestimmt. der gesamten Umfangsfläche der Rolle sichergestellt.

Es hat sich durch Versuche herausgestellt, daß das 35 Zum besseren Verständnis der Arbeit der Einrich-

geringste Ausmaß einer Abnutzung auftritt, wenn tung unter Verwendung des in der F i g. 1 gezeigten

bestimmte Bedingungen bezüglich der richtigen Ge- Preßkissens ist es notwendig, zu erkennen, wie die

staltung des Reibungswinkels an den Berührungslinien Reibungswinkel der verschiedenen Berührungspunkte

34 und 36 und eines gewünschten Reibungsfaktors der Rolle mit dem V-förmigen Abstützblock und mit

zwischen den verschiedenen Materialien für den 4° der bewegten Karte verändert werden können und

Zusammenbau der Preßkisseneinheit erfüllt sind. Es welche Erfordernisse für die einleitende Einstellung

tritt nicht nur das kleinste Ausmaß der Abnutzung, dieser Reibungswinkel innerhalb eines gewünschten

sondern auch eine gleichförmige Abnutzung der ganzen Bereiches gegeben sind. Unter der Annahme, daß

Umfangsfläche der Rolle ein, wenn der Reibungsfaktor ein Körper in Berührung mit einer bestimmten Fläche

und die Reibungswinkel der V-förmigen Aussparung 45 ist und daß an diesen Körper eine Kraft mit irgendeiner

im Block 20, die Rolle 32 und die Kartencharakte- konstanten Größe derart angelegt wird, daß die

ristiken derart sind, daß die zwischen dem Block und Kraftlinie den Berührungspunkt zwischen dem Körper

der Rolle entwickelten Reibungskräfte größer als die und der Auflagefläche durchschneidet, bildet die

zwischen der bewegten Karte und der Rolle entwickel- Kraftlinie einen Winkel mit einer durch diesen

ten Reibungskräfte sind, wenn die Karte quer zum 50 Berührungspunkt senkrecht zur Berührungsfläche

Magnetkopf bewegt wird. Infolge des Erfordernisses gezogenen Linie. Wenn dieser Winkel vergrößert wird,

einer gleichförmigen Abnutzung der Umfangssfläche tritt ein Zustand ein, bei welchem der Körper auf der

der Rolle ist es jedoch einleuchtend, daß die Rolle Fläche zu gleiten beginnt. Wenn dies eintritt, wird

unbedeutend bewegt werden sollte, um einen ständigen dieser Winkel zum Reibungswmkel, welcher eine

Wechsel der Berührungsfläche zwischen der Rolle und 55 Funktion der beiden Materialien am Berührungs-

der Karte oder des Magnetkopfes zu erreichen. punkt ist.

Wenn sich die Karte 16 zwischen den Magnetkopf 10 Die geometrische Darstellung gemäß der Fig. 2 und die jetzt mit diesem in Berührung befindliche zeigt die Rolle 32 innerhalb der V-förmigen Aus-Rolle 32 bewegt, zwingt die bewegte Karte die Rolle 32 sparung des Blockes 20 in Reibungsberührung mit mit dem V-förmigen Block 20 zur Wegbewegung vom 60 den Punkten A und B der Blockflächen und mit dem Magnetkopf, um den Durchgang der Karte zu ermög- Punkt C der Karte oder des Magnetkopfes. Die liehen. In dem Zeitpunkt, in welchem die Leitkante Linien AD, BD und CD sind die Normalen an den der Karte die Rolle und den Magnetkopf berührt, Berührungspunkten A, B und C. Angenommen, daß werden die zwischen der Rolle 32 und den Seiten- bestimmte Kräfte auf die Punkte A, B und C einwirken, flächen 28 und 30 der Aussparung 26 im Block 20 65 sind diese Kräfte vektoriell als Pfeile a, b und c gezeigt, auftretenden Reibungskräfte durch die zwischen der welche die auf die Rolle an den Berührungspunkten Karte 16 und der Rolle 32 entwickelte Reibungskraft ausgeübten Wirkungen sind, wenn die Karten von überwunden, so daß kurzzeitig keine Relativbewegung rechts nach links am Punkt C vorbeigleiten. Wenn

unter diesen Verhältnissen angenommen wird, daß der Reibungswinkel bei C gleich O₁ sei, dann wird dem Gleiten der Rolle an den Punkten A und B durch die Reibungskräfte bei A und B entgegengewirkt. Solange die Reibungswinkel an den Punkten A und B nicht überschritten werden, tritt kein Gleiten ein. Da die Materialien an den Berührungspunkten A und B die gleichen sind, sind auch die Reibungswinkel an den Punkten A und B gleich und mit o_a bezeichnet. Unter diesen Umständen müssen sich, wenn die Rolle im Gleichgewicht, d. h. an den Punkten A und B stationär sein soll, bei der am Punkt C vorbeigleitenden Karte die Reaktionskräfte an den Punkten A, B und C im Punkt E schneiden und sich vektoriell zu Null summieren. Der geometrische Ort des Punktes E (das ist der Schnittpunkt der Reibungswinkel bei A und B) für jede Veränderung der Reibungswinkel an diesen Punkten ist ein durch die Punkte A und B gelegter Kreis mit dem Mittelpunkt bei F.

Es ist leicht zu erkennen, daß beim Größerwerden des Reibungswinkels O₁ auch der Reibungswinkel <5₈ größer werden muß für den sich auf dem vom Mittel· punkt F bestimmten geometrischen Ort gegen den Punkt A bewegenden Punkt E. Durch die Veränderung der Reibungswinkel O₁ und <5_a und durch die Auf- as stellung bestimmter Verhältnisse, betreffend diese Reibungswinkel und auch den Winkel «, welcher der Winkel zwischen der Tangente der Rolle am Punkt C und einer Verlängerung einer der beiden Seiten der V-förmigen Aussparung im Block 20 ist, können die erforderlichen Bedingungen erhalten werden, um das Gleichgewicht zu erzielen. Bei der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform mit dem im rechten Winkel zur Magnetkopffläche eingestellten Block 20 bilden die Verlängerungen der Seiten 28 und 30 der V-förmigen. Aussparung 26 die Winkel X₁ und «₂ mit der Tangente an die Rolle 32 im Punkt C. In diesem Falle sind die Winkel K₁ und a₂ gleich. Unter der Annahme der Bedingung (Fall I), daß der Reibungswinkel S₁ größer als ~ ist, und mit der Unterbedingung, daß die Summe der Reibungswinkel O₁ und <3_a kleiner als α ist, ergibt sich ein Zustand, bei welchem die Kräfte a, b und c sich nicht in einem Punkt schneiden. Die Resultante von α und b ist eine Kraft gleich und entgegengesetzt zu c, die aber durch den Punkt E mit der Kraft c nach links vom Punkt E wirkt. Das Ergebnis ist eine Bewegung der Rolle im Sinne der Uhrzeigerbewegung, so daß die Rolle dazu neigt, entlang der linken Fläche 28 der Aussparung 26 im Block 20 zu rollen. Da jedoch die Komponente von c entlang dieser Fläche größer ist als die Komponente von a, wird die Rolle am Punkt A zu gleiten und sich zu drehen beginnen. Dies ist ein unerwünschter Zustand für die Aufrechterhaltung der Arbeit.

In gleicher Weise können sich unter der Annahme eines neuen Falles II, welcher dem Fall I insofern ähnlich ist, daß S₁ größer als <5_a, aber in diesem Falle die Summe der Reibungswinkel O₁ und <3₂ größer als α oder diesem gleich ist, die Kräfte a, b und c wieder nicht in einem Punkt schneiden, so daß ein Drehmoment im Sinne des Uhrzeigers erzeugt wird und die Rolle die Neigung hat, am Punkt A zu rollen, aber da im Gegensatz zum Fall I die Komponente von c kleiner als die Komponente von α ist, tritt kein Gleiten ein. Das Rollen dauert an, mit dem Ergebnis, daß die Rolle die Neigung hat, aus dem V-Block herauszurollen, und dies ist ebenfalls ein unerwünschter Zustand.

Wenn eine andere als Fall III bezeichnete Situation eintritt, bei welcher der Reibungswinkel ^₁ kleiner als ~

ist und der Punkt E rechts der Reaktionskraft c liegt, ist es augenscheinlich, daß der Reibungswinkel O₂ so klein ist, daß die Resultante der Kräfte α und b und die Kraft c wieder ein Drehmoment im Uhrzeigersinne erzeugen, das dazu neigt, die Rolle in dieser Richtung zu drehen. Da die Komponente der Kraft c längs der linken Fläche des V-Blocks größer als die Komponente der Kraft α ist, wird wieder ein Gleiten am Punkt A eintreten, und die Rolle wird sich drehen. Es ist naheliegend, daß dies ebenfalls ein unerwünschter Zustand ist, da das Gleichgewicht der Rolle unter normalen Umständen gefordert wird.

Durch eine geringe Abwandlung des Falles III tritt eine vierte Situation ein, die als Fall IV bezeichnet ist, bei welchem der Reibungswinkel <S₂ nun nicht groß genug ist, um den Schnittpunkt E der Reaktionskräfte nach links bezüglich der Kraft c zu verlegen. Die Reibungskraft kann sich innerhalb der Grenzen des Reibungswinkels O₂ verändern, und wenn die Kraft einen kleineren Wert annimmt, kann ein Zustand erzielt werden, in welchem der Punkt E in die Kraftlinie der Kraft c fällt, und die Rolle wird dann im Gleichgewicht und im Ruhezustand gehalten. Es ist daher ersichtlich, daß der Reibungswinkel O₁ in geeigneterWeise durch die Auswahl des Rollenmaterials verändert werden kann, während der Reibungswinkel <5₂ durch die Auswahl des Rollen- und V-Block-Matrials verändert werden kann. Als Ergebnis der im Falle IV aufgestellten Verhältnisse wird die Karte an der Umfangsfläche der Rolle am Punkt C gleiten, und der Gleichgewichtszustand ist erreicht. Dies ist natürlich der gewünschte Zustand, der bei der Verwendung des in der F i g. 2 gezeigten Kräftediagramms, in welchem Oc₁ gleich «2 ist, durch die folgende Formel ausgedrückt wird:

sin O₈ _ sin ^₁

COS Oi COS (O₁ + O₂)

Es ist möglich, den FaIlIV oder den Gleichgewichtszustand, wie oben ausgeführt, durch die Aufstellung der kritischen Zustände in folgender Weise zusammenzufassen:

Fall I <5₂ > —: O₂ > « — O₁.

(Die Rolle wird sich drehen.)

Fall II O₁ > y: O₂ ^ « - O₁.

(Die Rolle wird über A rollen und »ausrollen«.)

Fall III O₁ ύ

Oi

(Die Rolle wird sich drehen, der Punkt E liegt rechts von c.)

Fall IV O₁ ^

Oi

2 "

E ist links von c.
(Die Rolle ist im Gleichgewichtszustand.)

Bei diesen vier aufgeführten Fällen ist es äugen- im entgegengesetzten Uhrzeigersinne über den Punkt scheinlich, daß der Gleichgewichtszustand durch die hinaus gedreht wird, wo sie parallel zur Reaktionskraft Anordnung der richtigen Reibungswinkel aufgestellt α ist. Aus der F i g. 4 ist ersichtlich, daß, obwohl werden kann. So kann z. B., da O₁ sowohl eine Funktion bestimmte Grenzen bezüglich der Reibungswinkel der Geschwindigkeit und der Oberfläche der Karte als 5 bestehen, die Winkel in einem angemessenen Bereich auch der Umfangsfläche der Rolle ist, der Reibungs- verändert werden können und noch das gewünschte winkel durch die Veränderung der Art des Papiers oder Ergebnis oder der Gleichgewichtszustand unter nordes Kartenmaterials abgeändert werden. Da jedoch malen Verhältnissen und die Möglichkeit der Drehung im allgemeinen eine geringere Prüfung der Papier- im Punkt A während des anfänglichen Berührungsart oder des zur Herstellung der Karten ver- io punktes der Karte mit der Rolle erzielt werden, um eine wendeten Materials möglich ist, wird der Rei- gleichförmige Abnutzung der Rollenoberfläche zu bungswinkel O₁ am zweckmäßigsten durch die erreichen.

Auswahl des Rollenmaterials gesteuert. Gleich- Da es notwendig ist, die Reaktionskraft c oder c'

zeitig können auch die Winkel K₁ und «₂ geändert nach links vom Schnittpunkt E zu verschieben, um

werden. 15 ein Gleiten der Rolle im Punkt A zur Darbietung einer

Unter den vier oben aufgezeigten Fällen ist der neuen Berührungsfläche gegenüber der Karte und eine

Winkel χ so gewählt, daß die Fälle I und II eliminiert gleichmäßige Abnutzung der Rolle zu erzielen, ist es

werden, d. h., es wurde die Annahme gemacht, daß möglich, daß die Reaktionskraft c so weit nach links

α größer als der doppelte Reibungswinkel O₁ ist. Um bewegt wird und in die im Fall II ausgeführte Lage

den Fall III auszuscheiden, wird der Reibungswinkel <5₂ 20 fällt, in welcher die Reaktionskraftlinie c oder c' an

so verändert, um die Bedingung für den Fall IV zu einer Lage vorbeibewegt wird, wo sie parallel zur

erfüllen und den Punkt E nach links von c zu verlegen. Reaktionskraft α ist mit dem Ergebnis, daß die Rolle

Dies kann in passender Weise durch die Auswahl eines um den Punkt A rollt und »ausrollt«. Wenn außerdem

geeigneten Materials für den V-Block oder für die die Parameter derart verändert werden, daß die V-f ör-

Rolle erfolgen. Die Rolle wird nun im Gleichgewichts- 25 mige Aussparung im Block 20 sehr flach und der

zustand bei gleichbleibenden Kartenbewegungsver- Reibungskoeffizient sehr hoch wird, besteht eine

hältnissen gehalten, d. h., wenn die Karte vollständig Neigung der Rolle 32 zum Herausrollen aus der V-för-

unter der Rolle ist. migen Aussparung 26, wenn die Karte in der vorher

Während der ideale Zustand eintritt, wenn das Glei- erläuterten Weise gegen die Rolle stößt. Daraus ergibt ten der Rolle innerhalb des V-Blockes bei der Vorbei- 3° sich, daß die Berührungslinie zwischen der vorderen bewegung der Karte am Magnetkopf verhindert wird, Umfangsfläche der Rolle und der Karte, welche um eine gleichförmige Abnutzung der Oberfläche der normalerweise an der Linie 14 in der F i g. 1 oder Rolle zu erhalten, ist es wünschenswert, daß die Rolle im Punkt C in der F i g. 2 eintreten würde, am Magnetsich intermittierend dreht, um eine neue Berührungs- kopf abwärts bewegt wird, mit dem Ergebnis, daß der fläche zu ergeben. 35 Anpressungsdruck an die Karte an einen unrichtigen

Die geometrische Darstellung gemäß der F i g. 4 Teil des Magnetkopfes angelegt und die Möglichkeit zeigt die Veränderungen des Reibungswinkels S₁ vom der Signalverzerrung sehr erhöht wird.
Zeitpunkt des Zusammentreffens der Karte mit der Wo solche Verhältnisse auftreten, kann die Neigung Rolle bis zu dem Zeitpunkt, in welchem die Karte der Rolle zum Herausrollen aus der V-förmigen völlig zwischen die Rolle und den Magnetkopf ein- 40 Aussparung dadurch verhindert werden, daß die ganze geführt ist. Durch die Vektoren c zur Anzeige des Anpreßkisseneinheit aus der Richtung, in welcher Bereiches der Reibungswinkel S₁, welche den Gleich- die Karten empfangen werden, herausgeneigt wird, gewichtszustand erzeugen, während die Karten voll- wie dies in der F i g. 3 angezeigt ist. Die einzelnen ständig unter der Rolle sind, ist ersichtlich, daß beim Teile in der Ausführung nach der F i g. 3 sind die Eintreten der Leitkante der Karte unter die Rolle zwei 45 gleichen wie bei der Ausführung nach der Fig. 1, neue Zustände errichtet werden. Erstens wird die Nor- und daher sind die gleichen Teile mit den gleichen male zur Rollenfläche im Berührungspunkt mit der Bezugsziffem bezeichnet. Infolge der Neigung der Karte im entgegengesetzten Uhrzeigersinne von η nach Einheit tritt jedoch eine neue Verteilung der Reibungs- n' gedreht. Im gleichen Zeitpunkt wird der Reibungs- kräfte derart auf, daß im Zeitpunkt des Kartenwinkel S₁ infolge des größeren Reibungskoeffizienten 5° anschlages die Rolle kurzzeitig auf der Fläche der zwischen der relativ scharfen Leitkante der Karte und Karte rollen wird und in der V-förmigen Aussparung der Rolle vergrößert im Vergleich zu dem unter gleitet. Aus der F i g. 3 ist ersichtlich, daß sich die normalen Umständen bestehenden Reibungskoeffi- Situation ein wenig von der in der F i g. 1 gezeigten zienten zwischen der glatten Kartenfläche und der dadurch unterscheidet, daß die Winkel, welche die Rolle, wenn die Karte sich vollständig unter der Rolle 55 Seitenflächen der V-förmigen Aussparung mit der befindet. Daraus ergibt sich, daß die neue Kraft c' Tangente an die Rolle im Punkt C einschließen, nach links vom Schnittpunkt E verschoben und die verschieden sind, also daß Oc₁ und «₂ nicht mehr gleich Rolle kurzzeitig gedreht wird, wie dies in den Fällen I sind. Dies ist natürlich der allgemeine Fall, und die und III beschrieben ist. Gleichgewichtszustände für eine Einrichtung, bei

Um die relative Lage der Reaktionskraft c in allen 60 welcher die Abstützmittel aus der senkrechten Lage vier oben aufgeführten Fällen zu veranschaulichen, herausgeneigt sind, sind in der geometrischen Darzeigt die F i g. 4 sie Reaktionskräfte c und c', während stellung gemäß der F i g. 5 gezeigt. Aus den F i g. 3 diese innerhalb ihrer angemessenen Bereiche entweder und 5 ist ersichtlich, daß sich bei ungleichen Winkeln Oc₁ rechts oder links des Schnittpunktes E auftreten. und «₂ ein Winkel Φ ergibt, welcher als Neigungs-Während es wichtig ist, daß die Reaktionskraft c' 65 winkel des Preßkissens durch die senkrechte Linie 41 kurzzeitig nach links vom Schnittpunkt E verschoben im Punkt C und die Linie 45 vom Punkt C durch den wird, ist es ebenfalls wichtig, daß der Fall II vermieden Scheitel der V-förmigen Aussparung bestimmt ist. wird, das ist der Fall, in welchem die Reaktionskraft c Der Gleichgewichtszustand kann bei ungleichen

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Winkeln /X₁ und α₂ durch die folgende Formel aus- Es ist offenbar, daß diese Einrichtung im wesent-

gedrückt werden: liehen übereinstimmend mit der Einrichtung gemäß

/ _α _ ~ \ der F i g. 1 arbeitet, und es gelten die gleichen Be-

. , COsIo₁ -\- δ₂ -\ ²^—-I dingungen für die Erzielung des Gleichgewichts-

^s |ⁿ ι _ V r__Z . 5 zustandes, bei welchem keine Drehung der Rolle 88

^sm^a cosf ** ~*~ ^ΧΛ an den Berührungsstellen 92 und 94 der Seitenflächen

\ 2 ) der V-förmigen Aussparung im Block 90 eintritt,

außer beim anfänglichen Auftreten der Karte 86

Dies ist der allgemeinste Fall, und die Formel erfüllt &F\ &* Außenfläche des Riemens WO wenn die

diese Bedingungen ohne Rücksicht auf den Wert des ^{lo mlt}...^hoher Geschwindigkeit bewegte Karte 86 in

Winkels Φ. Es ist ersichtlich, daß der Winkel Φ völlig Berührung ^{mit den}l ^{Riemen 10}J₁.^u,^{nd de}™ Magnet-

von den Winkeln /X₁ und «, abhängt, und das Verhältnis ^koP^f ? £^ommt-J^{n die}f^m Augenblick wird die Rolle 88

zwischen diesen Winkeln und dem Winkelt kann innerhalb des V-Blockes gleiten oder leicht gedreht,

durch die Formel für die Tangente des Winkels Φ ™id infolge des hohen Reibungskoeffizienten zwischen

auseedrückt werden· ¹⁵ Umfangsflache der Rolle 88 und der inneren Flache

des Riemens 100 wird der Riemen um eine kleine

/ A₁ + «₂ \ Strecke mit Bezug auf den Abfühlkopf 82 bewegt und

\ 2 / ~ ^Ki dadurch eine neue Berührungsfläche des Riemens 100

tg<Z> = — _ - --. fü_r die Preßkisseneinheit dargeboten. Der Vorteil der

h 1 +tgl——-=—--)tg«₂ ²⁰ Einrichtung gemäß der F i g. 6 gegenüber der Ein-

^{cos Äa} V ² / richtung nach der F i g. 1 besteht darin, daß durch

die Verwendung eines langen Riemens 100 für eine

Während die Preßkisseneinheit in demAusführungs- gegebene Umfangsflache der Rolle 88 eine viel größere

beispiel nach der F i g. 1 einen stark vergrößerten Berührungsfläche für die Preßkisseneinheit infolge

Flächenbereich ergibt, welcher den Einfluß der Ab- 25 der viel größeren Flächenlänge des Riemens 100 vor-

nutzung des Preßkissens während der Arbeit der gesehen wird. In jeder anderen Hinsicht arbeitet die

Maschine stark reduziert, ergibt die in der F i g. 6 Einrichtung nach der F i g. 6 in der gleichen Weise

gezeigte Ausführungsform eine ebenfalls vergrößerte wie die Einrichtung nach der Fig. 1.

Berührungsfläche mit einer bestimmten Vergrößerung Die nach der Ausführungsform gemäß der F i g. 1

der Arbeitszeit vor dem Erfordernis der Stillsetzung 30 gestaltete praktische Ausführung der Erfindung ist in

der Maschine und des Ersetzens von Teilen der den F i g. 7 und 8 gezeigt, welche eine Preßkisseneinheit

Druckkisseneinheit. 18' mit einer Rolle 32' umfaßt, die in einem allgemein

Die F i g. 6 zeigt eine allgemein mit 80 bezeichnete mit 20' bezeichneten V-förmigen Block 20' ruht. Die

Preßkisseneinheit für die Zusammenwirkung mit Rolle 32' hat einen äußeren Mantel 33 aus Rulon,

einem Übertragungskopf bzw. einem Magnetkopf 82 35 welches eine Mischung aus Nylon und Deflon (PoIy-

und einem Aufzeichnungsträger oder einer Karte 86, tetrafluoräthylen) ist, und das Rulon wird verwendet,

welche zwischen der Einheit 80 und dem Magnetkopf weil das Deflon nicht den Dokumentenstaub oder

82 von rechts nach links bewegt wird, wie dies durch andere Fremdkörperchen aufnimmt, wie dies für

den Pfeil angezeigt ist. Die Preßkisseneinheit 80 kann Nylon allein, Stahl usw. zutrifft. Außerdem ergibt der

im wesentlichen aus den gleichen Bauteilen zusammen- 40 Rulonmantel die zur Entwicklung des notwendigen

gesetzt sein wie das Preßkissen in der in der F i g. 1 ge- Reibungskoeffizienten zwischen der Rolle und der

zeigten Ausführungsform. Die Rolle 88 ist in der Aus- mit ihr in Berührung befindlichen Elemente erforder-

sparung des Blockes 90 so angeordnet, daß sie die Seiten- liehe Reibungscharakteristik. Der Rulonmantel 33 ist

flächen der V-förmigen Aussparung an den Punkten 92 ganz dünn, und zwischen ihm und einem inneren

und 94 berührt. Der Block 90 sitzt gleitbar in einer geeig- 45 Zylinder 42 aus etwas härterem Material, z.B. aus

neten Abstützung 96 und wird durch eine Feder 98 gegen Hartgummi oder Phenolharz, ist ein Kern 40 aus

den Magnetkopf 82 gespannt. Im Gegensatz zu der Schaumgummi vorgesehen. Der Kern 40 und der

Ausführungsform nach der F i g. 1 ist die Rolle 88 innere Zylinder 42 sind nichtmagnetisch, während

nicht in direkter Berührung mit dem Magnetkopf 82 sie gleichzeitig ziemlich nachgiebig sind, um den Stoß

und der Karte 86. 50 aufzunehmen, der bei der Berührung zwischen der mit

Ein flexibler endloser Riemen 100 wird von zwei hoher Geschwindigkeit bewegten Karte und der frei laufenden Rollen 102 getragen, die je an einer äußeren Umfangsflache des Rulonmantels 33 auftritt, Seite des V-Block-Aufbaues vorgesehen sind und durch wenn die Karte zwischen das Preßkissen 18' und den Federn 104 so gespannt werden, um den Riemen 100 Magnetkopf einzulaufen beginnt. Um die Rolle 32' dauernd eine bestimmte Spannung zu erteilen. Die 55 geeignet abzustützen und gegen die Karte zu spannen, innere Fläche des Riemens 100 ist in Berührung mit ist eine Abstützeinheit 44 vorgesehen, welche in erster einem kleinen Teil der Umfangsflache der Rolle 88 Linie aus lameliiertem Schutzmetall besteht, das als unmittelbar gegenüber dem Magnetkopf 82. Der Schutzmetall derart verwendet wird, daß magnetische Reibungskoeffizient zwischen dem Riemen 100 und und elektrische Streufelder nicht die Wirkungen des der Umfangsflache der Rolle 88 hat einen solchen 60 normalen Magnetfeldes des Magnetkopfes stören. Da Wert, daß jede Drehung der Rolle 88 eine Bewegung das Schutzmetall relativ teuer ist, ist die Abstützeinheit des Riemens ergibt und somit keine relative Bewegung 44 aus abwechselnden Schichten von Schutzmetall und zwischen diesen beiden Elementen bei der normalen Kupfer zusammengesetzt. Die äußere Schicht 46 beArbeit eintritt. Die Gestaltung der Rollen 102 und steht aus einer solchen Lamellierung, während die die Lage des Magnetkopfes 82 und der Rolle 88 sind 65 innere Abstützungsschicht 48 aus irgendeinem anderen derart, daß der Riemen 100 einen Winkel β mit einer Metall, z. B. aus Messing, oder einem plastischen im Berührungspunkt mit dem Magnetkopf 82 tangen- Material hergestellt sein kann. Die inneren und die tiell zur Rolle 88 gezogenen Linie bildet. äußeren Schichten 48 und 46 können durch geeignete

Mittel, ζ. B. durch Klebstoffe gegeneinander befestigt sein. Bei der in den F i g. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform des Preßkissens wird Druckluft zur Erzeugung der notwendigen Spannkraft verwendet, um die Rolle 32' gegen die Oberfläche der bewegten Karten und gegen den Magnetkopf zu drängen. Der V-förmige Block 20' ist aus einem plastischen Material geformt, welches sowohl die Reibungsbedingungen zwischen der Rolle und dem V-Block erfüllt als auch ein einwandfreies Gerät ergibt zur Sicherung einer gleichförmigen Abnutzung des Rulonrollenmantels mit einem Ausmaß von rund 0,0002 mm pro hunderttausend durchlaufenden Karten. Es können auch andere Materialien, z. B. weiches Aluminium verwendet werden, welche die notwendigen Charakteristiken haben. Der V-förmige Block ist an einem Kolben SO befestigt, welcher sich innerhalb eines Zylinders 52 in vertikaler Richtung auf- und abwärts bewegen kann. Der Zylinder 52 ist mit einer seitlichen hohlen Einlaßmuffe 54 versehen, durch welche Druckluft in den Zylinder eintreten kann, um den Block 20' und die Rolle 32' gegen die Fläche der Karte zu bewegen.

Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß durch die am Kolben 50 vorbeiströmende und sich rund um den V-Block 20' bewegende Druckluft jeglicher Papierstaub vom Preßkissen und vom Magnetkopf entfernt wird. Auf diese Weise wird jeder Papierstaub, welcher an der Rolle 32' abwärts sinken könnte, durch eine Auslaßöffnung 62 herausgeblasen und aus dem Bereich der Berührung zwischen der Rolle und der Karte entfernt werden. Die Einrichtung ist somit selbstreinigend, und dies ist besonders vorteilhaft bei datenbehandelnden Maschinen, bei welchen eine große Anzahl einzelner Aufzeichnungsträger in kurzer Zeit zu behandeln sind, deren Auftreffen gegen das Preßkissen und den Magnetkopf normalerweise die Erzeugung einer relativ großen Menge von Papierstaub bewirkt. Bei der gegenwärtigen Neigung zur Verkleinerung der Magnetköpfe und der Abgreifeinrichtungen im allgemeinen ist die Verwendung von Druckluft als Spannungs- und Reinigungsmittel besonders vorteilhaft. Die Eliminierung von Federn oder anderen mechanischen Spannungsmitteln hat Vorteile, welche leicht erkannt werden können, wenn sie im Gegensatz zur Anwendung von Druckluft zur Erzielung der doppelten Funktion, nämlich einer Verringerung des Raumes und der Kosten, betrachtet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Andrückkissen für mit einem Magnetkopf ausgerüstete Datenübertragungseinrichtungen, insbesondere in elektronischen Rechenanlagen u.a. datenbehandelnden Maschinen, in denen zur magnetischen Übertragung von Daten Einzelbelege nacheinander über eine einzige Berührungslinie am Magnetkopf bewegt werden, mit einem die Belege (z. B. Karten) gegen den Magnetkopf drückenden beweglichen Element, das als zylindrische Rolle ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindische Rolle (32) innerhalb einer V-förmigen Aussparung (26) eines quer zur Belegvorschubrichtung verschiebbaren Blockes (20) angeordnet ist, deren Seitenflächen (28, 30) in ihren Winkel- und Reibungsverhältnissen so ausgebildet sind, daß die Reibung zwischen diesen Flächen (28,30) und der Rolle (32) eine Drehung der Rolle (32) während des Durchlaufens eines Beleges (16) verhindert und nur überwunden wird, wenn die Leitkante eines Beleges (16) bei dessen Zuführung gegen die Rolle (32) stößt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenwirken der Rolle (32) mit dem Magnetkopf (10) und dem Beleg (16) der verschiebbare Block (20) in einem Gehäuse (18) des Andrückkissens (22) geführt ist und unter ständiger Wirkung einer Feder (38) steht.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rolle (88) und Magnetkopf (82) ein endloser, über weitere frei laufende Rollen (102) geführter Riemen (100) angeordnet ist, wobei die Federkraft und der Reibungskoeffizient zwischen Riemen (100) und Rolle (88) derart gewählt sind, daß eine Relativbewegung zwischen Riemen (100) und Rolle (88) verhindert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 036 528.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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