DE1256696B

DE1256696B - Device for automatic spacing between recording or pick-up elements and recording media moved relative to them

Info

Publication number: DE1256696B
Application number: DEJ12412A
Authority: DE
Inventors: Heard Kilpatrick Baumeister
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1955-11-07
Filing date: 1956-11-06
Publication date: 1967-12-21
Also published as: US2928709A; FR1172048A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

GilbGilb

Deutsche Kl.: 21 al - 37/24German class: 21 al - 37/24

Nummer: 1 256 696Number: 1 256 696

Aktenzeichen: J 12412IX c/21 alFile number: J 12412IX c / 21 al

Anmeldetag: 6. November 1956Filing date: November 6, 1956

Auslegetag: 21. Dezember 1967Opened on: December 21, 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Abstandhaltung zwischen den Aufzeichnungsbzw. Abnahmeelementen und einem dazu relativ bewegten Aufzeichnungsträger, z. B. bei Magnettrommeln, -bändern und -platten, mittels eines zwischen den Aufzeichnungselementen und dem Aufzeichnungsträger befindlichen Luftkissens.The invention relates to a device for automatic spacing between the recording and. Acceptance elements and one relative to it moving recording medium, e.g. B. in magnetic drums, tapes and disks, by means of a air cushion located between the recording elements and the recording medium.

Bei Magnetplattenspeichern bzw. bei Trommelspeichern wird zwischen den Übertragungsköpfen zum magnetischen oder elektrostatischen Aufzeichnen bzw. Abnehmen der Daten eine Zwischenschicht als Luftkissen oder Oelkissen benutzt, das aus durch kleine senkrechte Kanäle im Kopf zuströmende Druckmittel gebildet wird. Die Anordnung solcher senkrechter Kanäle hat sehr viele Nachteile für den Betrieb der genannten Datenspeicher. Es wurden deshalb schon mehrere Lösungen zur Verbesserung vorgeschlagen. In der deutschen Patentschrift 1 065 629 ist ein Aufzeichnungs- und Abnahmekopf für magnetische oder elektrostatische Aufzeichnungen mit durch Überdruck erzeugtem Luftkissen zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger gezeigt, der dadurch charakterisiert ist, daß in der Mitte der dem Aufzeichnungsträger zugewandten Unterseite des Kopfes eine Kammer vorgesehen ist, die über Kanäle mit der Außenluft in Verbindung steht und in die ein Teil der den öffnungen entweichenden, das Luftkissen bildenden Druckluft eintritt. Des weiteren wurde in der deutschen Patentschrift 1 015 617 ein Aufzeichnungs- und Abnahmekopf für magnetische oder elektrostatische Aufzeichnungen mit durch Überdruck erzeugtem Luftkissen zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger vorgeschlagen, der dadurch charakterisiert ist, daß in dem Kopf mehrere Düsenkanäle kreisförmig angeordnet sind, die die einer ringförmigen Kammer zugeführte Druckluft anfangs in senkrechter Richtung zum Aufzeichnungsträger abführen und allmählich allseitig radial umlenken, so daß die Luft an der Düsenmündung parallel zum Aufzeichnungsträger zwischen diesem und dem Kopf austritt.In the case of magnetic disk storage or drum storage, there is between the transfer heads for magnetic or electrostatic recording or removal of the data an intermediate layer as Air cushions or oil cushions are used, which flows in through small vertical channels in the head Pressure medium is formed. The arrangement of such vertical channels has many disadvantages for the Operation of the aforementioned data storage. There have therefore already been several solutions for improvement suggested. In German patent specification 1 065 629 there is a recording and pick-up head for magnetic or electrostatic recordings with air cushions created by overpressure between Head and record carrier shown, which is characterized in that in the middle of the record carrier facing underside of the head a chamber is provided, which via channels with the Outside air is in connection and in which part of the air cushions escaping from the openings forming compressed air enters. Furthermore, in the German patent specification 1 015 617 a recording and pick-up head for magnetic or electrostatic recordings with positive pressure generated air cushion between the head and recording medium proposed that thereby is characterized in that several nozzle channels are arranged in a circle in the head, the one annular chamber supplied compressed air initially in a direction perpendicular to the recording medium and gradually deflect it radially on all sides so that the air at the nozzle mouth is parallel to the Record carrier emerges between this and the head.

Weiterhin wurde durch die deutsche Patentschrift 1 020 803 eine Vorrichtung zur Führung eines Aufzeichnungs- oder Abtastkopfes in senkrechter Richtung zu einem trommel- oder scheibenförmigen Magnetogrammträger, bei der durch in der Umgebung des Kopfes ausströmende Luft ein Luftkissen zwischen Kopf und Magnetogrammträger gebildet ist, vorgeschlagen, die dadurch charakterisiert ist, daß zur Korrigierung des Abstandes des Kopfes zum Aufzeichnungsträger am Kopf eine der Form des Aufzeichnungsträgers angepaßte tellerartige Ver-Vorrichtung zur selbsttätigen Abstandhaltung
zwischen Aufzeichnungs- bzw.
Abnahmeelementen und relativ dazu bewegten AufzeichnungsträgernFurthermore, the German patent specification 1 020 803 proposed a device for guiding a recording or scanning head in a direction perpendicular to a drum-shaped or disk-shaped magnetogram carrier, in which an air cushion is formed between the head and the magnetogram carrier by air flowing out in the vicinity of the head, which is characterized in that to correct the distance of the head to the recording medium on the head a plate-like device adapted to the shape of the recording medium for automatic distance maintenance
between recording resp.
Acceptance elements and recording media moved relative thereto

Anmelder:
IBM DeutschlandApplicant:
IBM Germany

ίο Internationale Büro-Maschinen
Gesellschaft m. b. H.,
Sindelfingen, Tübinger Allee 49ίο International office machines
Gesellschaft mb H.,
Sindelfingen, Tübinger Allee 49

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Heard Kilpatrick Baumeister,
New York, N. Y. (V. St. A.)Heard Kilpatrick Builder,
New York, NY (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. November 1955
(545 266)Claimed priority:
V. St. v. America 7 November 1955
(545 266)

breiterung angeordnet ist, die einen zum Aufzeichnungsträger hin offenen Pufferraum enthält, der mit dem der Luftzufuhr dienenden Raum durch eine Luftdrossel verbunden ist.is arranged widening, which contains a to the recording medium open buffer space with is connected to the air supply room by an air throttle.

Die gezeigten Vorrichtungen bzw. Aufzeichnungsund Abnahmeelemente haben jedoch den Nachteil, daß die erzielbare Rückstellkraft sehr klein ist und Schwankungen des Abstandes zwischen den Magnetköpfen und dem Aufzeichnungsträger nicht schnell genug ausgeglichen werden können, so daß eine mangelhafte Aufzeichnung bzw. Entnahme der Impulse die Folge ist. Außerdem sind die gezeigten Vorrichtungen in ihrem konstruktiven Aufbau sehr aufwendig, so daß auch die Herstellung sehr kompliziert ist und der Preis relativ hoch liegt. Bedenkt man, daß bei einem Magnettrommelspeicher oder bei einem Plattenspeicher eine Vielzahl solcher Vorrichtungen verwendet werden muß, so ist einzusehen, daß eine Verbesserung im konstruktiven Aufbau und in der Wirkung dieser Vorrichtungen große Vorteile mit sich bringt.However, the devices or recording and acceptance elements shown have the disadvantage that the achievable restoring force is very small and fluctuations in the distance between the magnetic heads and the record carrier cannot be balanced fast enough that a Inadequate recording or extraction of the pulses is the result. Also are the ones shown Devices are very complex in their construction, so that the production is very complicated and the price is relatively high. If you consider that with a magnetic drum storage or with A large number of such devices must be used in a disk storage device, it is to be understood that that an improvement in the structural design and in the effect of these devices has great advantages brings with it.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur selbsttätigen Abstandhaltung zwischen Aufzeichnungs- bzw. Abnahmeelementen und einem dazu relativ bewegten Aufzeichnungsträger zu schaffen, die bei sehr einfachem konstruktivem Aufbau die genannten Nachteile nicht aufweist.The invention is therefore based on the object of providing a device for automatic spacing between recording or removal elements and a recording medium that is moved relative thereto to create that does not have the disadvantages mentioned with a very simple structural design.

70S 709/32670S 709/326

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Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht Flüssigkeit beim Durchströmen des Spaltes 37 längs nun darin, daß dem Drosselorgan eine Ausgleichs- der Umfassungswände 42 der Ausgleichskammer kammer nachgeschaltet ist, die als Vertiefung in der entsteht. Der Durchflußwiderstand des Spaltes und dem Aufzeichnungsträger zugewandten Fläche des seine Änderung bei Änderung der Spaltweite hängt Halters ausgebildet ist. 5 von der Länge des Spaltes ab. Wenn der Spalt lang,The inventive solution to the problem consists of liquid flowing through the gap 37 longitudinally now in the fact that the throttle member is a compensation of the surrounding walls 42 of the compensation chamber chamber is connected downstream, which arises as a recess in the. The flow resistance of the gap and The surface of the recording medium facing the change depends on the change in the gap width Holder is formed. 5 depends on the length of the gap. If the gap is long

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Umfassungswände 42 also breit sind, ändert sich zur selbsttätigen Abstandhaltung zwischen Aufzeich- der Durchflußwiderstand etwa mit der dritten nungs- bzw. Abnahmeelementen und einem dazu Potenz der Spaltweite; bei kürzerem Spalt wird der relativ bewegten Aufzeichnungsträger besteht darin, Exponent kleiner und bei schneidenförmigen Wänden daß die erzielbare Rückstellkraft größer ist als bei io 42 ist nur noch lineare Abhängigkeit von der Spaltden bisher bekannten und daß sehr kleine Abstände weite vorhanden.The advantage of the device according to the invention, that the surrounding walls 42 are wide, changes for automatic spacing between recording the flow resistance approximately with the third expansion or decrease elements and a power of the gap width; if the gap is shorter, the relatively moving recording medium consists in exponent smaller and with knife-edge-shaped walls that the achievable restoring force is greater than with io 42 is only a linear dependence on the gap previously known and that very small distances exist.

zwischen den Aufzeichnungs- bzw. Abnahme- Der Durchflußwiderstand verändert den Druck inThe flow resistance changes the pressure in

elementen und dem Aufzeichnungsträger einstellbar der Ausgleichskammer 41, die einen großen Beitrag sind. Außerdem wirkt die erfindungsgemäße Ein- zur abhebenden Kraft liefert. Die starke Abhängigrichtung trotz des vereinfachten Aufbaues auf Ab- 15 keit des Durchflußwiderstandes von der Spaltweite Standsänderungen sehr schnell, so daß ein effektiver ist also sehr erwünscht. Vergrößert sich infolge von Ausgleich möglich ist und die Güte der aufgezeich- Unregelmäßigkeiten der Trommeloberfläche die neten Impulse bzw. der abgenommenen sehr gut ist. Spaltweite, so sinkt der Druck der Ausgleichskammer,elements and the recording medium adjustable to the compensation chamber 41, which makes a large contribution are. In addition, the insertion force according to the invention acts to deliver the lifting force. The strong dependency direction Despite the simplified structure, the flow resistance depends on the gap width Level changes very quickly, so that an effective one is very desirable. Increases as a result of Compensation is possible and the quality of the recorded irregularities of the drum surface Neten impulses or the received one is very good. Gap width, the pressure in the equalization chamber drops,

Die Erfindung wird nun an Hand von in den Zeich- die abhebende Kraft wird geringer, und der Halter nungen dargestellten Ausführungsbeispielen er- 20 nähert sich wegen Überwiegens der Federkraft läutert. In den Zeichnungen bedeutet wieder der Trommelfläche und umgekehrt. Eine an-The invention is now based on in the drawing, the lifting force is less, and the holder Due to the predominance of the spring force, the exemplary embodiments illustrated approaches purifies. In the drawings again means the drum surface and vice versa. An-

F i g. 1 die Ansicht einer ersten Ausführungsform, genäherte elektrische Ersatzschaltung der AnordnungF i g. 1 is a view of a first embodiment, an approximate electrical equivalent circuit of the arrangement

F i g. 2 einen Schnitt durch den Halter der zeigt die F i g. 3. Die konstante Spannung, der F i g. 1, Pumpendruck, liefert über den konstanten Wider-F i g. FIG. 2 shows a section through the holder of FIG. 3. The constant tension that F i g. 1, pump pressure, delivers over the constant resistance

F i g. 3 eine elektrische Ersatzschaltung, as stand B, das Drosselorgan, und den veränderlichenF i g. 3 an electrical equivalent circuit, as stood B, the throttle, and the variable

F i g. 4 die Ansicht einer zweiten Ausführungs- Widerstand R, den Durchflußwiderstand des Spaltes, form, einen Strom. Das Potential des Punktes Vp derF i g. 4 the view of a second embodiment resistance R, the flow resistance of the gap, form, a current. The potential of the point Vp the

F i g. 5 einen Schnitt durch den Halter der Schaltung, der Druck der Ausgleichskammer, wird F i g. 4 und von R beeinflußt. Der Einfluß ist am größten, wennF i g. 5 shows a section through the holder of the circuit, the pressure of the compensation chamber, is F i g. 4 and influenced by R. The influence is greatest when

F i g. 6 Teile des Drosselorgans. 30 B und R gleich groß sind, und so wird man zweck-F i g. 6 parts of the throttle organ. 30 B and R are the same size, and so one becomes purposeful

Die erfindungsgemäße Anordnung ist für Magnet- mäßig auch die Durchflußwiderstände dimensiotrommeln, Magnetscheiben und Magnetbänder usw. nieren.The arrangement according to the invention is for magnetically also the flow resistances dimensionally drums, Magnetic disks and magnetic tapes etc. kidney.

brauchbar; in der Beschreibung wird lediglich die Der mit der Anordnung erzielte Effekt, die AbAnwendung auf Magnettrommeln behandelt. In ge- hängigkeit des Druckes in der Ausgleichskammer ringem Abstand 37 von der magnetisierbaren Fläche 35 vom Spaltenwiderstand, könnte ohne Drosselorgan 21 der rasch rotierenden Trommel 20 (F i g. 1) be- 35 erreicht werden, wenn die Flüssigkeitspumpe nicht findet sich der Halter 27, dessen Zweck es ist, das konstanten Druck, sondern konstantes Flüssigkeitsmit Spule 30 und Kern 31 angedeutete Aufzeich- volumen pro Zeiteinheit liefern würde. Eine solche nungs- und Wiedergabeelement, den Magnetkopf, in Vorrichtung ist aber schwierig darzustellen,
definiertem Abstand von der Trommelfläche zu 40 Es leuchtet ein, daß sich durch Vergrößerung des halten. Getragen wird der Halter 27 von einem starr Federdruckes 24 eine Verkleinerung des Spaltes mit der Tragkonstruktion der übrigen Maschine ver- 37 erzielen läßt ohne die grundsätzlichen Schwierigbundenen Stab 22; an diesem ist eine Blattfeder 24 keiten, die bei Benutzung des Bernoullieffektes zur mit den beiden Fortsätzen 25 und 26 befestigt, Abstandshaltung auftreten. Ebenso ist der Übergang welche die Lagerzapfen 28 des Halters umfassen. Die 45 von Luft auf Öl od. dgl. als Steuerflüssigkeit im Feder hat eine Vorspannung, so daß der Halter mit Gegensatz zu bekannten Anordnungen ohne weiteres konstanter Kraft gegen die Trommelf lache 21 ge- möglich,
drückt wird. Die F i g. 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungs-useful; In the description, only the effect achieved with the arrangement, the application to magnetic drums is dealt with. Depending on the pressure in the equalization chamber, a ring distance 37 from the magnetizable surface 35 from the gap resistance, the rapidly rotating drum 20 (FIG. 1) could be reached without a throttle element 21 if the liquid pump is not in the holder 27, the purpose of which is to provide constant pressure but constant liquid with coil 30 and core 31 indicated recording volumes per unit of time. Such a recording and reproducing element, the magnetic head, is difficult to represent in a device.
a defined distance from the drum surface to 40. It is clear that by increasing the hold. The holder 27 is supported by a rigid spring pressure 24, a reduction of the gap with the supporting structure of the rest of the machine can be achieved without the fundamentally difficult-to-connect rod 22; on this is a leaf spring 24 that occurs when using the Bernoullie effect to fasten with the two extensions 25 and 26, spacing. Likewise is the transition which encompass the bearing journals 28 of the holder. The 45 from air to oil or the like as the control fluid in the spring has a preload so that the holder, in contrast to known arrangements, easily achieves constant force against the drum surface 21,
is pressed. The F i g. 4 and 5 show another embodiment

Eine Pumpe führt über das Rohr 34 und das form des Magnetkopf halters; die Bezeichnungen Drosselorgan 35 dem Halter unter konstantem Druck 50 stimmen — soweit möglich — mit denen der F i g. 1 eine Flüssigkeit zu. Diese kann gasförmig, z. B. Luft, und 2 überein. Die Flüssigkeitspumpe fördert über oder tropfbar flüssig sein, z. B. öl. Die Bohrung 40 das Rohr 46 und die Bohrung 49 zu dem hier in den (F i g. 2) leitet die Flüssigkeit zu der Ausgleichs- Halter eingebauten Drosselorgan 54. Dieses besteht kammer 41, einer Vertiefung in der dem Aufzeich- aus der zylindrischen Bohrung 52, in welches ein nungsträger parallelen unteren Fläche des Halters. 55 Drehteil eingesetzt ist, dessen Zentrierbunde 57, 58 Die Flüssigkeit entweicht von dort durch den spielfrei in die Bohrung passen und dessen Mittel-Spalt 37. stück 56 einen wenig kleineren Durchmesser auf-A pump leads over the tube 34 and the shape of the magnetic head holder; the names Throttle member 35 agree to the holder under constant pressure 50 - as far as possible - with those of FIG. 1 a liquid too. This can be gaseous, e.g. B. Air, and 2 match. The liquid pump delivers over or be dripping liquid, e.g. B. oil. The bore 40, the tube 46 and the bore 49 to the here in the (F i g. 2) directs the liquid to the compensating holder built-in restrictor 54. This consists chamber 41, a recess in the recording from the cylindrical bore 52, in which a support parallel lower surface of the holder. 55 rotating part is used, the centering collars 57, 58 The liquid escapes from there through the play-free fit into the bore and its central gap 37. piece 56 with a slightly smaller diameter.

Die Lage des Halters wird bestimmt durch die weist. Der Spalt zwischen Mittelstück und Loch-Differenz der Kräfte, nämlich der in Richtung auf wandung bestimmt den Durchflußwiderstand. Axial die Trommelfläche wirkenden Federkraft (24) und 60 gegen den Zufluß 49 versetzt und an der gegenüberder abhebenden Wirkung des Flüssigkeitsdruckes in liegenden Seite der Bohrung 52 sind (im Beispiel) der Ausgleichskammer 41 und dem Spalt 37. Die zwei Abflußöffnungen 60/61 angebracht, welche zu abhebende Kraft ist auch bei stehender Trommel zwei Ausgleichskammern 62 und 63 führen,
vorhanden, solange der Flüssigkeitsdruck aufrechter- Ein solches Drosselorgan ist baulich kleiner als dasThe position of the holder is determined by the points. The gap between the center piece and the hole difference in the forces, namely the wall in the direction of the flow resistance. Axially acting on the drum surface spring force (24) and 60 offset against the inflow 49 and on the opposite side of the lifting effect of the fluid pressure in the bore 52 (in the example) the compensation chamber 41 and the gap 37. The two outflow openings 60/61 are attached, which force is to be lifted, even when the drum is stationary, two compensation chambers 62 and 63 lead,
available as long as the fluid pressure is maintained- Such a throttle device is structurally smaller than that

halten bleibt. 65 der Fig. 1; einige vergleichende Zahlenangabenhold remains. 65 of Figure 1; some comparative figures

Die abhebende Kraft besteht aus zwei Komponen- können dies verdeutlichen. Ein Drosselorgan nach ten, erstens dem Druck der Ausgleichskammer mal F i g. 5 mit etwa 25 mm Gesamtlänge und einer deren Fläche, und zweitens der Kraft, die von der Spaltweite (zwischen 52 und 56) von 0,025 mm er-The lifting force consists of two components - this can be illustrated. A throttle organ after first, the pressure of the equalization chamber times F i g. 5 with a total length of about 25 mm and one its area and, secondly, the force that depends on the gap width (between 52 and 56) of 0.025 mm

gibt gleichen Durchflußwiderstand wie ein Rohr von 2,5 mm lichter Weite und etwa 160 m Länge oder eine Bohrung von 0,35 mm Durchmesser und mm Länge. Von der Schwierigkeit der Verwirklichung, besonders des letzten Beispiels, sei dabei ganz abgesehen. Die Anordnung nach F i g. 5 ist durch öffnen der Verschraubungen 55 leicht zu reinigen, Verstopfen ist weniger zu befürchten, und sie wirkt zudem als Filter. Der Aufbau aus einfachen Teilen erleichtert die Herstellung.gives the same flow resistance as a pipe with a clear width of 2.5 mm and a length of about 160 m or a hole 0.35 mm in diameter and mm in length. From the difficulty of realization especially the last example is quite apart from that. The arrangement according to FIG. 5 is easy to clean by opening the screw connections 55, there is less to worry about clogging and it also acts as a filter. The construction from simple parts facilitates the production.

Claims

Patent claims:

1. Device for automatic spacing between recording and acceptance elements and a relatively moving recording medium, e.g. B. in magnetic drums, tapes and disks, by means of a between the Recording or removal elements and the recording medium located air or ao Liquid cushion that is fed through a throttle device into a to the recording medium pressure medium guided towards an open buffer space is formed, characterized in that that the throttle member (35, 54) is followed by a compensation chamber (41, 62 and 63) which designed as a recess in the surface (42) of the holder facing the recording medium (37) is.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the holder of a continuously acting, against the recording medium directed force (24) is exposed.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the throttle member (54) as Hollow cylinder is formed, the inlet and outlet openings (49; 60, 61) on opposite sides Pages and axially offset are attached.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the throttle member consists of a cylindrical bore (52) of the holder (47), the cross section of which is through a cylindrical with centering collars (57,58) provided insert (56) reduced to the required value will.

5. Arrangement according to claims 1, 3 and 4, characterized in that two compensation chambers (62,63) connected to separate outflow openings (60,61) of a throttle member are.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings