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Einrichtung zur schwebenden Halterung von elektromagnetischen Wandlerköpfen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur schwebe.?den l@alt@r@?ng mindestens
eines elektromagnetischen Wa ndlerkopfes auf einem von einem Aufzeichnungsträger
mitgeführten Gasstrom mit einem stationären 1.ragstück, an dem eine Blattfedervorrichtung
mit ihrem einen Ende Gehalten ist, deren anderes Ende den Wandlerkopf beweglich
trägt.
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Es sind bereits Einrichtungen der erwähnten Art bekannt, bei denen
der Wandlerkopf schwenkbar an den Enden von Gabelzinken einer Federgabel befestigt
ist, wobei die Federgabel selbst mit ihrem Basisteil an einer Stange angebracht
ist. Diese die Federgabel tragende Stange ist ihrerseits in Zapfen an einem Gestell
drehbar gelagert. Dadurch wird erreicht, daß sich die ganze Einrichtung um zwei
parallele Achsen drehen kann, so daß also der Wandlerkopf senkrecht zur Oberfläche
eines Aufzeichnungsträgers hin- und herbeweglich ist. Weiterhin ist durch die Anordnung
der beiden Gabelzinken der Federgabel ein seitliches Verschwenken oder Kippen des
Wandlerkopfes möglich, um Unregelmäßigkeiten der Trommel in Axialrichtung auszugleichen.
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Es hat sich nun gezeigt, daß es praktisch lediglich wichtig ist, Unregelmäßigkeiten
in Umfangsrichtung eines Aufzeichnungsträgers zu folgen, weil nur sehr kleine Teilstücke
in Achsrichtung der Trommel abgetastet werden. Die bekannte Einrichtung mit einer
eine doppelte Schwenkmöglichkeit aufweisenden Aufhängung ist daher verhältnismäßig
kompliziert und gibt auch zu Störungen Anlaß. Ein Teil des Wandlerkopfes kann beim
seitlichen Abkippen die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers berühren und diesen
beschädigen, so daß ein einwandfreies Abnehmen der aufgespeicherten Information
nicht mehr möglich ist.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Federaufhängung,
welche im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen eine Bewegung des Wandlerkopfes
lediglich senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, nicht jedoch entlang
einer Kurvenbahn ermöglicht, so daß der Wandlerkopf ohne die Möglichkeit eines seitlichen
Kippens lediglieh in einer Richtung schwingen kann. Erreicht wird dies im wesentlichen
dadurch, daß die Blattfedervorrichtung zwei in einer Querebene des Aufzeichnungsträgers
übereinander und senkrecht zu dieser Ebene angeordnete, parallele Blattfederstücke
aufweist, die mit ihren einen Enden starr im Tragstück und mit ihren anderen Enden
starr im Wandlerkopf befestigt sind. Der Magnetkopf weist hierbei stets gleichen
Abstand vom Aufzeichnungsträger bzw. dessen Unebenheiten auf, da ein Gleichgewicht
zwischen dem Auftrieb eines zwischen dem Wandlerkopf und dem Aufzeichnungsträger
wirksamen Luftpolsters und der Federkraft der Blattfedervorrichtung besteht.
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Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
gemäß der Erfindung, wobei aus Deutlichkeitsgründen Teile weggebrochen sind, F i
g. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform aus F i g. 1, teilweise im Schnitt,
F
i g. 3 eine Untenansicht der Ausführungsform aus F i g. 2 entlang der Linie 3-3,
F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung,
F i g. 5 eine Seitenansicht der Ausführungsform aus F i g. 4, teilweise im Schnitt
und F i g. 6 eine Untenansicht der Ausführungsform aus F i g. 5 entlang der Linie
6-6.
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Wie aus den F i g. 1 bis 3 hervorgeht, kann ein elektromagnetischer
Wandlerkopf 10 normalerweise in enger Nachbarschaft zu einem Aufzeichnungsträger
12 derart angeordnet werden, daß er von der Aufzeichnungsfläche durch die schwebende
Lagerung, wie sie durch den sich bewegenden Aufzeichnungsträger 12 vermittelt wird,
entfernt gehalten ist.
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Aus F i g. 2 geht hervor, daß der elektromagnetische Wandlerkopf 10
einen Magnetkern 14 aus im wesentlichen C-förmigen, symmetrischen Halbkernen 15-15
aus magnetischem Material, beispielsweise Ferrit od. dgl., aufweist. Die Halbkerne
sind so angeordnet, daß sie mit einem ersten Endpaar aneinander liegen und eine
Rückenspaltverbindung 17 bilden. Ein zweites Endpaar, die Polstücke 24-24, sind
durch ein der Ablenkung des magnetischen Flusses dienendes Plättchen oder einen
Spaltabstandshalter 18 getrennt. Um die Rückenspaltverbindung 17 herum ist eine
Spule 16 gewickelt, die mit Drahtklemmen 26 versehen und in einer Schutzhülle 27
eingeschlossen ist.
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Die Kernspulen-Anordnung ist von einer magnetischen Abschirmung 20
umgeben. Die gesamte Anordnung ist dadurch gehaltert, daß sie teilweise in einem
geformten Puffer oder Gleitschuh 28 eingebettet ist. Der Gleitschuh 28 ist vorzugsweise
durch Umgießen einer Epoxyharzverbindung 22 in seine Form gebracht, wobei die Verbindung
auch den Raum zwischen der Abschirmung 20 und den anderen Teilen der Kopfanordnung
füllen kann. Der Gleitschuh 28 ist mit einer glatten Lagerfläche 29 ausgestattet,
die der Aufzeichnungsfläche 12 gegenüber liegt. Der Gleitschuh ist in solcher
Weise geformt, daß er die Polstücke 24-24 und den Spaltabstandhalter 18 des elektromagnetischen
Wandlerkopfes im wesentlichen mit der Lagerungsfläche 29 bündig hält.
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Der Gleitschuh 28 wird von einem im wesentlichen F-förmigen Stützarm
mit Hilfe eines Paares flacher Blattfederstücke 30-30 gehalten, die in parallelen
Ebenen eine über der anderen im wesentlichen senkrecht zur Achse des Spaltes des
Magnetkopfes angeordnet sind. Die Blattfederstücke 30-30 sind vorzugsweise aus einem
einzigen Materialstück, z. B. aus Metall oder Kunststoff, hergestellt und umgebogen,
wie dies in F i g. 2 dargestellt ist. Wahlweise können die Blattfederstücke auch
aus getrennten Stücken bestehen. Ein Ende des Blattfederstückes 30 ist am Puffer
oder Gleitschuh 28 des Wandlerkopfes dadurch befestigt, daß es in das Material des
Puffers oder des Gleitschuhes eingebettet ist. Das andere Ende jedes Blattfederstückes
30 ist am F-förmigen Befestigungsarm 32 dadurch befestigt, daß es in eine Öffnung
34 eingeführt und dort mit einer Gießverbindung 36 verhaftet ist, wobei die letztere
aus dem gleichen Material wie der Gleitschuh bestehen kann. Die Blattfederstücke
30-30 können aus Federstahl, Federbronze, rostfreiem Stahl, Kunststoff od. dgl.
gefertigt sein. Der Körper 38 des F-förmigen Befestigungsarmes 32 liegt in einer
Ebene, die im wesentlichen senkrecht zu den Schwingfedergliedern 30-30 verläuft.
Am Ende des Körpers 38 an der den Schwing federgliedern 30-30 entferntesten Stelle
ist ein einstückiger Schenkel 40 im wesentlichen im rechten Winkel mit dem Körper
38 vorgesehen. Dieser Schenkel verläuft praktisch parallel zu den Blattfederstücken
30-30. Am Körper 38 des Befestigungsarmes 32 ist ein Anschluß- oder Tragarm 42 befestigt
oder aus einem Stück mit dem Körper 38 gefertigt. Dieser Tragarm hält einen Traghalter
44 für die Drahtenden 26 der Wandlerspule. Der Traghalter 44 ist am Tragarm 42 beispielsweise
mit Hilfe eines Bindematerials 46 oder in anderer Weise befestigt und weist Lappen
48 auf, mit denen elektrische Drähte lösbar, z. B. mit Hilfe von Federklemmen, verbunden
sind, um die elektromagnetische Wandlerspule mit geeigneten Lese- und Schreibverstärkern
und Löschoszillatoren zu verbinden.
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An einer Befestigungsstange 54, die im Abstand zur Aufzeichnungsfläche
12 vorgesehen ist, sind mehrere Befestigungsarme 32 für elektromagnetische Wandlerköpfe
befestigt. Die Befestigungsstange 54 ist ihrerseits an einem nicht dargestellten
Mantel oder Gehäuse der Aufzeichnungsvorrichtung angeordnet.
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Jeder Befestigungsarm 32 paßt eng und gleitbar in einen Schlitz
56 in der Befestigungsstange 54.
Diese Anordnung vermittelt eine genaue
Ausrichtung der Ausrichtung der Arme 32 und beschränkt diese auf eine in einer Richtung
erfolgende Einstellbewegung parallel zur Spaltachse des Wandlerkopfes 10. Der Befestigungsarm
32 ist dadurch an der Befestigungsstange 54 gehalten, daß er im Schlitz 56 liegt,
wobei der Schenkel 40 des Armes die Oberseite 60 der Befestigungsstange 54 überragt.
Am Körper 38 des Befestigungsarmes 32 ist ein Langloch 66 vorgesehen, um einen Durchlaß
für eine Befestigungsschraube 64 zu bilden, die in ein Gewindeloch 67 in der Befestigungsstange
54 eindrehbar ist. Eine Spiralfeder 68, die in einer Aussparung 69 in der Befestigungsstange
54 angeordnet ist, übt auf den Schenkel 40 des Armes 32 einen Druck in der Weise
aus, daß der Befestigungsarm und damit der elektromagnetische Wandlerkopf 10 von
der Aufzeichnungsfläche weggedrückt wird.
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Um den richtigen Spaltabstand zwischen den Polstücken der elektromagnetischen
Wandlerköpfe und dem Aufzeichnungsträger 12 einzustellen, werden zunächst alle Wandlerköpfe
in der Weise zusammengebaut, daß die Befestigungsarme auf den Befestigungsstangen,
wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, so befestigt werden, daß die Spiralfedern 68
im wesentlichen voll ausgedehnt sind und die Lagerfläche 29 der Gleitschuhe 28 in
sicherer Entfernung von der Aufzeichnungsfläche halten. In Datenspeichereinrichtungen
mit einer zylindrischen Trommel und darauf angebrachtem magnetisierbaren Aufzeichnungsträger
wird die Trommel in Drehung versetzt und während einer solchen Zeitdauer in Umlauf
gehalten, die ausreicht, daß die zentrifugale Zunahme und thermische Expansion der
Trommel das stationäre Gleichgewicht erreicht haben und die Trommel bei normaler
Betriebsgeschwindigkeit rotiert. Wenn die elektromagnetische Wandlerkopfanordnung
gemäß der Erfindung im Zusammenhang
mit einer abgeschrägten Trommel
oder Scheibe verwendet wird, die axial in einer Weise bewegbar ist, läßt man die
Trommel oder die Scheibe ihre normale Laufstellung einnehmen und ihr zentrifugales
und therrnischvs, stationäres Zunahmegleichgewicht erreichen. Jeder elektromagnetische
Wandlerkopf wird hierauf einzeln in der nachstehend beschriebenen Weise eingestellt:
Die Halteschraube 64 wird gelöst, und ein Gewindestück 71 eines Einstellwerkzeuges
70 wird durch eine Zugangsbohrung 73, die durch den Schenkel 40 verläuft, eingeführt.
Das Gewindestück 71 des Einstellwerkzeuges 70 verläuft durch die Spiralfeder 68
hindurch und greift in eine Gewindebohrung 72 der Befestigungsstange 54 ein. Ein
Drehen des Einstellwerkzeuges in der richtigen Richtung bewirkt, daß ein Schulterabschnitt
74 an der Fläche 75 des Schenkels 40 anliegt, so daß hierdurch der Befestigungsarm
32 gleitend im Schlitz 56 der Befestigungsstange 54 in einer Richtung verschoben
werden kann, wobei dann die Lagerfläche 29 des Gleitschuhes 28 dichter an den Aufzeichnungsträger
12 herangebracht wird. Dabei wird gleichzeitig die Spiralfeder zusammengedrückt.
Eine Information, beispielsweise eine Testaufzeichnung, wird kontinuierlich durch
den Wandlerkopf auf den Aufzeichnungsträger 12 aufgezeichnet. Die Stärke der aufgezeichneten
Signale wird dadurch überwacht, daß der Wandlerkopf auf Wiedergabe geschaltet wird
und die Signalwellenform auf dem Schirm eines Oszillographen betrachtet wird. Statt
dessen kann auch die Rückspielspannung an den Drahtenden des Wandlerkopfes beobachtet
oder irgend eine andere Meßoperation vorgenommen werden. Wenn die richtige Signalstärke
erreicht ist, wird die Halteschraube 64 angezogen und das Einstellwerkzeug 70 entfernt.
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Der Spaltabstand zwischen den Polstücken jedes Wandlerkopfes und der
Aufzeichnungsträger wird einzeln eingestellt, so daß die optimale Signalstärke in
praktisch konstanter Weise von Kopf zu Kopf erreicht wird. Die Wandlerköpfe sind
dabei ständig von dem laminaren Luft- oder Gasfilm getragen, der von dem rasch rotierenden
Aufzeichnungsträger unterhalb der Lagerfläche 29 des Gleitschuhes 28 entwickelt
wird. Es ist offensichtlich, daß bei Verdrehung des Einstellwerkzeuges 70 in entgegen-(7
Richtung, wobei die Halteschraube 64 gelöst ist, die Spiralfeder 68 sich ausdehnt
und den Schenkel 40 des Befestigungsarmes 32 von der Fläche der Befestigungsstange
54 wegdrängt, wobei der Befestigungsarm gleitend und linear in solcher Richtung
verschoben wird, daß die Entfernung zwischen der Lagerfläche 29 des Gleitschubes
und der Aufzeichnungsträger 12 zunimmt. Weiterhin vermittelt die Spiralfeder 68
eine bequeme Sicherheitseinrichtung, die gewährleistet, daß, falls die Halteschraube
64 während des Betriebs der Datenspeichereinrichtung zufällig locker wird, der Wandlerkopf
von der Aufzeichnungsfläche weggedrückt wird.
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Sobald alle Wandlerköpfe richtig eingestellt sind, kann der Aufzeichnungsträger
angehalten werden. Bei bestimmten Anwendungsfällen wird der Aufzeichnungsträger
automatisch in sichere Entfernung von dem Gleitschuh des Wandlerkopfes zurückgezogen,
sobald die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers unterhalb eines vorgegebenen
Wertes abfällt. Bei Anwendungen, wo der Aufzeichnungsträger auf dem Umfang einer
üblichen Trommel liegt, wird der Spaltabstand zwischen Aufzeichnungsträger und Lagerungsfläche
des Schuhes während des Umlaufs der Trommel_ auf eine Entfernung eingestellt, die
vorzugsweise so ist, daß die Lagerfläche an dem Aufzeichnungsträger nicht angreift,
wenn die Trommel auf eine Geschwindigkeit verlangsamt wird, die nicht ausreicht,
um einen laminaren Luft- oder Gasfilm, der für die Halterung des Wandlerkopfes ausreicht,
zu entwickeln. Wenn die Trommel verlangsamt wird, nimmt die Zentrifugalkraft ab,
und die Trommel zieht sich zusammen. Jedoch sind die Veränderungen im Trommeldurchmesser
zwischen dem statischen und dynamischen Zustand relativ klein, mit dem Ergebnis,
daß der Spaltabstand während normaler Betriebsbedingungen vergleichsweise größer
ist, als wenn die Wandlerköpfe gemäß der Erfindung im Zusammenhang mit axial verschiebbaren
konischen Trommeln verwendet werden, wie dies bereits vorstehend erläutert wurde.
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Es ist ferner offensichtlich, daß, sobald der richtige Spaltabstand
zwischen der Lagerfläche 29 des Gleitschuhes und der Aufzeichnungsträger 12 eingestellt
ist, der Gleitschuh während des Betriebes der Einrichtung durch eine schwebende
Lagerung gehaltert und in der Lage ist, allen Unregelmäßigkeiten des Aufzeichnungsträgers
dadurch nachzufolgen, was mit Hilfe der nachgiebigen und federnden Verbindung mit
dem Tragarm 32, wie dies durch die Blattfederstücke 30-30 vermittelt ist, erreicht
wird, obwohl die magnetische Spaltachse des Wandlerkopfes perfekt ausgerichtet bleibt,
und zwar als Folge der beträchtlich größeren Breitensteifheit der Blattfederstücke.
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In den F i g. 4 bis 6 ist eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung
dargestellt. Ein elektromagnetischer Wandlerkopf 10 ist in einem gegossenen Gleitschuh
28 in der Nähe eines Aufzeichnungsträgers 12 in einer ähnlichen Weise, wie mit Bezug
auf die Ausführungsform gemäß F i g. 1 bis 3 beschrieben, angeordnet. Der Gleitschuh
28 wird von federnden Blattfederstücken 30 gehaltert, die vom Ende eines Befestigungsarmes
32 abstehen. Eine Befestigungsstange 54 ist ortsfest im Abstand von dem Aufzeichnungsträger
12 vorgesehen und nimmt eine Mehrzahl von Befestigungsarmen 32 für die Magnetköpfe
auf.
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Jeder Befestigungsarm 32 ist dadurch an der Befestigungsstange 54
befestigt, daß ein Körper 80 des Armes 32 in einen Schlitz 56 der Befestigungsstange
eingeführt und mit Hilfe von Halteschrauben 62 gehalten ist, die ihrerseits durch
ein Langloch 84 im Körper 80 des Armes 32 verlaufen und in Gewindebohrungen 86 in
der Befestigungsstange 54 eingreifen, so daß die Bezugsfläche 85 des Befestigungsarmes
an der unteren Bezugsfläche 87 des Schlitzes 56 anliegt.
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Der Befestigungsarm 32 besitzt einen einstückigen abgesetzten Teil
88, an dessen Ende die Blattfederstücke 30-30 befestigt sind, die ihrerseits
den Wandlerkopf 10 federnd haltern, so daß die Achse des Magnetspaltes im Wandlerkopf,
welche durch den den Magnetfluß abweisenden Abstandshalter 18 definiert ist, im
wesentlichen mit der Ebene der Unterfläche 87 des Befestigungsschlitzes 56 ausgefluchtet
ist. Dementsprechend resultiert irgendeine Einstellung des Befestigungsarmes 32
in Richtung auf den Aufzeichnungsträger oder von diesem weg
in einer
entsprechenden Verschiebung des Gleitschuhes 28 in Richtung auf den Aufzeichnungsträger
oder von dieser weg, ohne daß dabei eine wesentliche Längsverschiebung der Spaltachse
eintritt.
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In einer Tasche 90 der Befestigungsstange 54 ist eine Spiralfeder
89 in Winkelstellung angeordnet und an ihrem eine in die Tasche vorstehenden Ende
mit Hilfe eines Stiftes 91 verankert. Das andere Ende der Feder, welches in eine
im Winkel stehende Tasche 92 im Befestigungsarm 32 vorsteht, drückt normalerweise
gegen die Unterfläche 93 der Tasche 92. Die normalerweise zusammengedrückte Feder
89 liegt also zur Achse des Befestigungsarmes 32 in Winkelstellung und preßt diesen
Arm von dem Aufzeichnungsträger 12 weg, wobei sie gleichzeitig eine Fläche 94 des
Körpers 80 veranlaßt, sich unter Druck gegen eine seitliche Bezugsfläche 95 des
Schlitzes 56 in der Stange 54 anzulegen. Dies vermittelt zwei Bezugsflächen sowohl
für den Befestigungsarm als auch für den Befestigungsschlitz, so daß falls eine
Verschiebung der Befestigungsanordnung des Wandlerkopfes notwendig ist, die Bezugsflächen
des Schlitzes 56 den Befestigungsarm 32 automatisch einstellen und den Spalt des
Wandlerkopfes direkt über die Magnetspur auf dem Aufzeichnungsträger 12 verbringen.
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Der abgesetzte Teil 88 des Befestigungsarmes bildet eine bequeme Halterung
für einen Traghalter 44, in dem die Anschlußdrähte 26 der elektromagnetischen Wandlerspule
angeordnet werden können. Der Wandlerkopfabstand mit Bezug auf die Aufzeichnungsfläche
wird bei Aufrechterhaltung dynamischer Betriebsbedingungen in folgender Weise eingestellt:
Ein lösbarer Block 100 wird an die Oberfläche 102 der Befestigungsstange
54, beispielsweise mit Hilfe einer Klemmschraube 104, angeklemmt. Die Klemmschraube
104 besitzt einen Gewindeabschnitt 106, der durch eine Bohrung 108 im Block 100
verläuft und in eine Gewindebohrung 110 in der Befestigungsstange 54 eingreift.
Der Block 100 besitzt ferner eine Gewindebohrung 112, die oberhalb der Endfläche
114 des Befestigungsarmes 32 liegt und in welche ein Einstellwerkzeug 116 eingebracht
wird. Das Einstellwerkzeug 116 besitzt einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 118,
der in die Gewindebohrung 112 eingreift. Das Ende 120 des Einstellwerkzeuges 116
greift hierbei an der Fläche 114 des Befestigungsarmes 32 an.
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Eine Drehung des Einstellwerkzeuges 116 in der entsprechenden Richtung
nach Lockerung der Halteschraube 82 bewirkt, daß dessen Ende 120 an der Fläche 114
des Befestigungsarmes 32 angreift und diesen gleitend linear im Schlitz 56 der Befestigungsstange
54 in einer Richtung verschiebt, die die Lagerfläche 29 des Gleitschuhes 28 näher
an den Aufzeichnungsträger 12 heranbringt, und zwar gegen die Kraft der Feder 89.
Eine Drehung des Einstellwerkzeuges 116 in entgegengesetzter Richtung gestattet
es der Feder 89, den Befestigungsarm 32 von dem Aufzeichnungsträger 12 wegzudrücken.
Auf diese Weise läßt sich jeder Wandlerkopf auf eine optimale gleichförmige Signalhöhe
in der Weise einstellen, wie es bei der Erläuterung der Ausführungsform gemäß F
i g. 1 bis 3 auseinandergesetzt wurde.
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Wenn die entsprechende Einzeleinstellung vollzogen ist, wird die Halteschraube
82 angezogen. Hierauf kann der lösbare Block 100 in die in F i g. 4 mit strichpunktierten
Linien gezeichnete Stellung verschwenkt werden, so daß eine Einstellung des nächsten
Wandlerkopfes durchgeführt werden kann. Es ist offensichtlich, daß auch lösbare
Blöcke 100 verwendet werden können, die die Einstellung mehrerer Wandlerköpfe zulassen.