DE1273582B - Magnetfolienspeicher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Gilb

Deutsche Kl.: 21 al - 37/16

Nummer: 1 273 582

Aktenzeichen: P 12 73 582.9-53 (L 38822)

Anmeldetag: 25. April 1961

Auslegetag: 25. Juli 1968

Die Erfindung betrifft einen Speicher, bei dem Informationen auf einer umlaufenden strömungsstabilisierten Magnetfolie aufgebracht sind, wobei insbesondere ein exakter, der jeweiligen Bahngeschwindigkeit der Aufzeichnungsspur angepaßter Abstand der Magnetfolie von Magnetköpfen aufrechterhalten wird,

In der deutschen Patentschrift 1098 746 wurde bereits der Vorschlag gemacht, eine dünne, flexible Scheibe mit einem Überzug aus Eisenoxyd zu verwenden, wobei die Eisenoxydschicht durch einen Aufzeichnungskopf magnetisiert wird. Die elastische Scheibe wurde konzentrisch an einer umlaufenden Welle befestigt. Dahinter wurde eine Platte angeordnet, auf der mehrere Magnetköpfe zum Ablesen und zum Aufzeichnen vorgesehen waren, wobei die genannte Platte sich im nahen Abstand von der magnetischen Oberfläche der umlaufenden Scheibe befand. Unter dem Einfluß der Rotation und in Anbetracht des nahen Abstandes zu der hinteren Platte nimmt in einem solchen Fall die Magnetfolie eine radiale Stellung in bezug auf die hintere Platte ein, was für die Anwendung als Speicherwerk zweckmäßig ist.

Die Magnetfolie der Speichervorrichtung ist dabei zwischen zwei Flanschen eingeklemmt, von denen mindestens der eine fest mit der umlaufenden Welle verbunden ist. Da die flexible Magnetfolie sehr dünn ist, trägt sie ihr eigenes Gewicht nicht, wenn sie sich nicht in Rotation befindet, und erscheint daher im Ruhezustand vollständig schlapp. Die Welle ist so angeordnet, daß die Magnetfolie sich in nahem Abstand zu der flachen stabilisierenden rückwärtigen Platte befindet, auf welcher die Magnetköpfe zum Aufzeichnen und zum Ablesen so angebracht sind, daß ihre Vorderfläche mit der Oberfläche der Platte abschneidet. Die genannte Platte hat in der Mitte eine Einsenkung, in welche der vordere, auf der umlaufenden Welle vorgesehene Flansch hineinragt, wobei der Zwischenraum zwischen dem Flansch und der Einsenkung für die Zwecke der Steuerung ausgenutzt wird. Es ist ein Lufteinlaß in der Mitte der Einsenkung vorgesehen, so daß durch den Lufteinlaß Luft zugeführt werden kann und dieselbe den Zwischenraum zwischen der umlaufenden Magnetfolie und der Stabilisierungsplatte durchströmt.

Die Magnetfolie dreht sich in einem Medium, welches ein Gas oder eine Mischung eines Gases mit Luft sein kann, wobei die Rotation mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um eine Achse, die senkrecht zur Ebene der Scheibe steht, erfolgt. Infolge der Reibung wird das Medium in der Nähe der Magnetfolie in Bewegung gesetzt und durch die Zentrifugalkraft Magnetfolienspeicher

Anmelder:

Laboratory for Electronics, Inc.,

Boston, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,

8000 München 71, Franz-Hals-Str. 21

Als Erfinder benannt:

Robert CoIe Keiner, Concord, Mass.;

Robert Tucker Pearson, Beverly, Mass.;

Roger Kenneth Lee jun., Watertown, Mass.;

Claude Joseph Mazzola, Brighton, Mass.;

Richard Edward Morley,

Billerica, Mass. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. Mai 1960 (25 995),
vom 21. März 1961 (97 303)

von der Umdrehungsachse fortbewegt. Dadurch ergibt sich eine kompensierende axiale Strömung zur Magnetfolie hin. Man erhält daher eine Strömung nach drei Dimensionen, in dem Geschwindigkeitskomponenten in radialer Richtung und in Umfangsrichtung und in axialer Richtung vorliegen. Wenn die umlaufende Oberfläche der Magnetfolie nahe an die feste Oberfläche der hinteren Platte gebracht wird, so nimmt die axiale Strömung ab, und es ergibt sich dementsprechend eine Abnahme des Druckes in dem Zwischenraum zwischen der umlaufenden Magnetfolie und der feststehenden unteren Scheibe. Die Größe dieses Druckunterschiedes ist durch den Geschwindigkeitsgradienten bestimmt, der sich durch die rotierende Magnetfolie ergibt. Eine bestimmte Menge des Fludenmediums kann in den Zwischenraum zwischen den beiden Scheiben durch die in Achsrichtung liegende Zufuhröffnung eintreten und ersetzt teilweise das in axialer Richtung entnommene Medium, in dem die Arbeitsweise ähnlich einem Zentrifugalventilator oder einer solchen Pumpe ist, die nicht mit voller Wirksamkeit läuft. Da die umlaufende Magnetfolie eine dünne, flexible Membran ist, richtet sie sich unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte axial symmetrisch aus und ist dabei empfind-

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lieh gegenüber Kraftfeldern in der Umgebung, wenn vielen Fällen, beispielsweise bei Anwendung auf sie sich in Rotation befindet. Wenn daher die Platte einem Flugzeug, einem Raketengeschoß oder einer in der Nähe der glatten Oberfläche der unteren Satellitenanordnung, spielen niedrige Leistungen eine Platte umläuft, bewirkt eine Abnahme des Druckes bedeutende Rolle.

zwischen den beiden Flächen, daß die Magnetfolie 5 Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zusich durchbiegt und sich der festen Platte nähert. gründe, zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Signal-

Zusammenfassend ist festzustellen, daß der Ab- auflösung und eines niedrigen Leistungsbedarfs zum stand zwischen der festen Platte und der umlaufen- Antrieb der rotierenden Scheibe eine definierte Zuden Magnetfolie, im folgenden Scheibe genannt, nähme des Abstandes der umlaufenden Scheibe zu gesteuert wird entsprechend einem Gleichgewicht io der feststehenden Platte in radialer Richtung zu erzwischen den dynamischen Kräften und den elasti- reichen.

sehen Kräften der umlaufenden Scheibe und den Ein Magnetfolienspeicher mit umlaufender schei-

hydrodynamischen Kräften des Mediums unterhalb benförmiger Magnetfolie, welche durch eine sich der Scheibe. Bei Anwendung eines bestimmten Me- zwischen der Folie und einer in engem Abstand zur diums vorgegebener Zähigkeit und Dichte können 15 Folie angeordneten im wesentlichen gleiche Aussämtliche nachfolgenden Parameter geändert werden, dehnung aufweisenden feststehenden Platte ausum den Trennungsabstand zwischen den Flächen zu bildenden Strömung eines kontinuierlichen Mediums beeinflussen: die Stärke der Scheibe, die physikali- lagestabilisiert wird, kennzeichnet sich gemäß der Ersehen Eigenschaften der Scheibe, die Form der auf findung dadurch, daß die feststehende Platte eine der Antriebswelle vorgesehenen Flansche und die 20 Mehrzahl Belüftungslöcher oder an der der um-Luftzuführung, ferner die Oberflächenbeschaffenheit laufenden Folie zugewendeten Seite eine kreisder beiden Flächen, der Abstand des antreibenden förmige Nut und mehrere von der kreisförmigen Nut Flansches von der stabilisierenden festen Platte, die zum Rand der Platte unter einem Winkel zur Radial-Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe, der Durchmesser richtung verlauf ende Nuten aufweist und daß die umder Scheibe und die Menge der Luftströmung, die 25 laufende Folie genügend leicht ist, so daß sie sich sich zwischen der umlaufenden Scheibe und der fest- unter dem Einfluß der entstehenden Strömung tellerstehenden stabilisierenden Platte in der Nähe der förmig verformt,
mittleren Zuströmungsöffnung ausbildet. Gemäß einer besonderen Ausführung sind die Be-

Eine Untersuchung der physikalischen Verhält- lüftungslöcher der feststehenden Scheiben symmenisse, welche bei der Rotation der in der Nähe der 30 trisch auf einem Kreis in der Nähe des Randes der glatten, feststehenden Platte umlaufenden Scheibe Scheibe angeordnet.

sich ergeben, zeigt, daß in radialer Richtung der Ab- Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind die

stand der Scheibe von der feststehenden Platte nicht Belüftungslöcher der feststehenden Scheibe symmegledchmäßig ist. Ein gleichmäßiger Abstand des für stehenden Platte entgegengesetzten Seite der umdie Aufzeichnung vorgesehenen Mediums von den 35 laufenden Folie angeordnet. Bei dieser Ausführungs-Magnetköpfen der stabilisierenden Platte ist nicht form wird der Magnetfluß, der von einem Magnetunbedingt erforderlich. Da jedoch die Geschwindig- kopf ausgeht und durch die umlaufende Folie hinkeit an einem Punkt in der Nähe der Achse der durchtritt, durch die abschirmende Platte kurz-Scheibe wesentlich geringer ist als die Geschwindig- geschlossen, welche einen magnetischen Weg gekeit eines Punktes am Umfang der Scheibe, ist die 4° ringen Widerstandes bildet, und dadurch wird verAuflösung der Signale durch Ableseköpfe an den hindert, daß dieser Magnetfluß einen benachbarten äußeren Aufzeichnungsbahnen wesentlich unter- Magnetkopf beeinflußt. Die Abschirmung hat Löcher schiedlich von den Signalen, die durch entsprechende und gestattet eine freie Zirkulation und hat daher Ableseköpfe an einer Bahn geringeren Umfanges er- keinen Einfluß auf die Form, die die umlaufende halten werden, wenn der Abstand zwischen den Ma- 45 Folie annimmt.

gnetköpfen und der Aufzeichnungsfläche gleich- Die Erfindung ist im folgenden im Zusammenhang

mäßig ist. Eine Gleichmäßigkeit des Signals kann er- mit den Figuren erörtert. Von den Figuren zeigt
halten werden, wenn der Abstand zwischen der um- F i g. 1 einen Schnitt einer magnetischen Aufzeichlaufenden Scheibe und der stabilisierenden Platte nungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
vom Zentrum nach außen zu größer wird, so 50 F i g. 2 einen Schnitt entsprechend der Sohnittdaß entlang der radialen Richtung der Abstand linie 2-2 der Fig. 1, durch den die Anordnung der Scheibe—Platte ein konstanter Bruchteil der auf- Magnetköpfe in der feststehenden Platte gezeigt gezeichneten Wellenlänge ist. " wird,

Eine weitere beachtenswerte Erscheinung ergibt Fig. 3 Profilformen der flexiblen Scheibe, wobei

sich im Zusammenhang mit der Anwendung eines 55 der Einfluß von Löchern in der Scheibe gezeigt wird, nicht gleichmäßigen Scheibenabstandes. Die An- F i g. 4 Profilformen der flexiblen Scheibe, wobei

triebsleitung der Scheibe hängt vom Abstand ab; je der Einfluß von nicht radial verlaufenden Nuten in kleiner der Abstand zwischen der umlaufenden der feststehenden Scheibe gezeigt ist,
Scheibe und der feststehenden Platte ist, um so mehr F i g. 5 Profilformen der flexiblen Scheibe, wobei

Leistung ist erforderlich, um die Platte in Drehung 60 der Einfluß von Belüftungslöchern in der feststehenzu setzen. Wenn daher der Abstand der Platte in den Scheibe gezeigt ist,

solcher Weise gewählt wird, daß sich gleichmäßige F i g. 6 eine Ausführungsform der feststehenden

Signalverhältnisse ergeben, so ist zugleich die Leistung Scheibe,

für den Antrieb der Scheibe geringer. Wenn daher F i g. 7 eine Ausführungsform der flexiblen um-

der Abstand der Scheibe in einer solchen Weise ge- 65 laufenden Scheibe, wobei in der Nähe des Umfanges wählt wird, daß sich Gleichmäßigkeit der Signal- symmetrisch angeordnete Löcher vorgesehen sind,
wiedergabe ergibt, so wird zugleich der Leistungs- F i g. 8 eine weitere Ausführungsform der festbedarf für den Antrieb der Scheibe geringer. In stehenden Platte,

F i g. 9 eine umlaufende Scheibe gemäß der Erfindung mit einer Öffnung,

F i g. 10 das Profil einer flexiblen Scheibe, welches sich unter dem Einfluß der einzigen, gemäß F i g. 9 vorgesehenen öffnung in der flexiblen Scheibe ergibt.

In F i g. 1 ist die Aufzeichnungsscheibe in hängender Stellung dargestellt, wobei 1 das Gehäuse ist, in dem die dünne, flexible Scheibe 2 aufgehängt ist; die Scheibe ist in ihrer Mitte zwischen den Flanschen 3,4 befestigt, welche fest auf der Welle 5 eines Motors 6 angeordnet sind. Die Scheibe besteht zweckmäßigerweise aus einem Kunststoffblatt, welches an beiden Seiten mit Eisenoxyd bekleidet ist, wobei das Blatt so dünn ist, daß es im höchsten Maße biegsam ist. Es kann beispielsweise ein Mylarblatt von 0,05 mm Stärke sein (Mylar ist ein Polyäthylenglykolester der Terephthalsäure). Da die Scheibe mit konstanter Winkelgeschwindigkeit umläuft, ist der Motor 5 ein Synchronmotor, obwohl auch andere Motoren verwendet werden können, sofern sie eine konstante Umlaufgeschwindigkeit liefern. In dem Gehäuse sind Pfosten 7 vorgesehen, und auf denselben ist eine den Zwecken der Stabilisierung dienende feste Platte 8 angeordnet, die eine glatte ebene Oberfläche 9 und eine mittlere Öffnung 10 hat. Der untere Flansch 4 paßt in eine mittlere öffnung und bildet dadurch den Einlaß für das zugeführte kontinuierliche Medium. An der unteren Seite der Platte 8 ist eine Deckelplatte 11 angeordnet, welche der Zuführung des kontinuierlichen Mediums dient. Die Platte 11 steht mit einem Ventil 12 in Verbindung, welches eine Einstellnadel 13 hat und dem Zweck dient, die Luftmenge oder die Menge des Gases einzustellen, welche die Öffnung des Ventils durchfließt; die Einstellung der Ventilnadel kann durch eine von der Temperatur abhängende Vorrichtung 14 und eine auf den Druck ansprechende Vorrichtung 15 gesteuert werden.

Wenn sich die Scheibe 2 mit hoher Geschwindigkeit dreht und die Oberfläche der Scheibe nahe der Oberfläche 9 der feststehenden Platte ist, fließt das in dem Gehäuse befindliche Medium durch die Ventilöffnung 16 des Ventils 12 in den Zwischenraum zwischen dem Flansch 4 und der Platte 11 und von dort in den Zwischenraum zwischen der Scheibe 2 und der Oberfläche 9 und dann an der Seite der Scheibe heraus. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß es sich um Luftfüllung handelt, obwohl auch andere kontinuierliche Medien verwendet werden können. Mehrere Magnetköpfe zum Aufzeichnen und zum Ablesen der Speicherfläche der Scheibe sind in der festen Platte 8 eingelassen, so daß die glatte Oberfläche 9 dadurch nicht gestört wird; ein derartiger Magnetkopf 17 ist in der Figur gezeigt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie 2-2 der F i g. 1 und zeigt eine Mehrzahl Aufzeichnungs- und Ableseköpfe, die in der Platte 8 angeordnet sind. Die Oberfläche der Magnetfläche schneidet glatt mit der Oberfläche 9 der Platte 8 ab. Die Magnetköpfe sind in Spiralform angeordnet, wobei einem jeden Magnetkopf für die Zwecke der Aufzeichnung und der Abnahme eine andere Kreisspur der Scheibe zugeordnet ist. Da die Magnetköpfe verschiedenen Abstand von der Rotationsachse der Scheibe haben, so ist die Geschwindigkeit, mit der die Oberfläche der Scheibe an jedem Magnetkopf vorbeiläuft, verschieden; die Lineargeschwindigkeit ist am größten am Rand der Scheibe und nimmt zur Mitte der Scheibe hin ab. Es ist bekannt, daß die Stärke des Ausgangssignals, welches von einem Ablesekopf erhalten wird, von der Änderung des magnetischen Flusses und der magnetischen Flußdichte abhängt, und dementsprechend erzeugen die Ableseköpfe, welche am weitesten von der Rotationsachse der Scheibe entfernt sind, ein stärkeres Ausgangssignal bei einer gegebenen Magnetflußdichte. Dadurch, daß man den Abstand zwischen dem Ablesekopf und der Oberfläche der Scheibe vergrößert, wird die Flußdichtigkeit, die auf den Magnetkopf wirkt, verringert. Es ist offensichtlich, daß im Idealfall der Abstand des Magnetkopfes von der Oberfläche der Scheibe direkt proportional sein sollte dem radialen Abstand des Kopfes von der Drehachse, wobei der Abstand am größten in der Nähe des Umfanges der Scheibe ist und zur Achse hin abnimmt.

In Fig. 1 ist eine magnetische Abschirmung 18 in dem Gehäuse in der Nähe der Seite der Scheibe vorgesehen, welche der Fläche 9 abgewendet ist. Die Abschirmsoheibe besteht aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität. Damit die Strömung des Mediums nicht behindert wird, ist die Abschirmplatte mit Öffnungen versehen, so daß das Material möglichst entfernt ist, mit Ausnahme an den Flächen unmittelbar oberhalb der Magnetköpfe. Die Abschirmplatte ist von der umlaufenden Scheibe um etwa 0,8 mm entfernt, und bei dieser Entfernung ergibt sich noch kein erheblicher Einfluß im Ausgangssignal des benachbarten Magnetkopfes, und es ergibt sich auch keine Störung des Einflusses der Entfernung der umlaufenden Scheibe von der Oberfläche 9 der festen Platte.

Solange die umlaufende Scheibe die feste Platte nicht berührt und eine Kreissymmetrie der Platte aufrechterhalten wird, ergibt sich die für den Antrieb der Scheibe benötigte Leistung zu

R,

R³dR

Leistung = 2πμω²

In der vorstehenden Gleichung bedeutet
μ = absolute Zähigkeit des gasförmigen Mediums, ω = Winkelgeschwindigkeit,
R — Radius der Integration,
R₁ = niedrige Grenze des Integrationsradius,
R₂ = obere Grenze des Integrationsradius,
s = Abstand zwischen der Oberfläche der Scheibe und der Oberfläche der festen Platte im Abstand R der Integration,
dR = radiales Differenzial.

Aus der angegebenen Gleichung kann man erkennen, daß eine Vergrößerung des Abstandes 5 in der Nähe des Umfanges der Scheibe in starkem Maße die erforderliche Antriebsleistung verringert, da die Leistung mit der vierten Potenz des Radius zunimmt, während eine Zunahme des trennenden Abstandes s die erforderliche Leistung umgekehrt proportional beeinflußt. Man hat bisher verschiedene Mittel in Vorschlag gebracht, um den trennenden Abstand zwischen der Scheibe und der festen Platte proportional mit dem Abstand von der Drehachse zu vergrößern. F i g. 7 zeigt eine flexible Scheibe 20, die am Umfang 16 Löcher hat, wobei die Symmetrie nicht gestört ist. Der Einfluß der Löcher ist, daß die

Kante der umlaufenden Scheibe von der festen Platte vergrößert wird und die Stärke dieses Anhebens ergibt sich durch Änderung der Anzahl der Löcher. Die Größe der Löcher ist auch von Einfluß auf das Anheben. Es wurden auch Versuche mit nur vier Löchern durchgeführt und auch Versuche mit 40 Löchern, wobei es sich um Löcher von 1,6 mm Durchmesser handelte. Es wurde bei jedem Versuch das Anheben beobachtet. Im allgemeinen läßt sich sagen, daß das Anheben dadurch vergrößert werden kann, daß man mehr als vier Löcher verwendet; beispielsweise sind 16 und 17 Löcher zweckmäßig. Der Abstand der Löcher von der Kante der Scheibe ist nicht von besonderem Einfluß, es muß jedoch die Scheibe eine stetige kreisförmige Begrenzung haben. Der Abstand der Löcher von der Kante hängt etwas von dem Material ab, aus welchem die Scheibe besteht, denn es sollten die Löcher nicht so nahe zur Kante liegen, daß dadurch Spannungen auftreten könnten, welche 2x1 einem Zerreißen der Scheibe führen. Das Anheben der Scheibe durch die vorgesehenen Löcher ist in F i g. 3 gezeigt. In den F i g. 3,4 und 5 bezeichnet die Linie 22 die Drehachse, und die Linien 23 und 24 stellen die Ränder der Flansche 3 und 4 dar, zwischen denen die Scheibe eingespannt ist; die Oberfläche der festen Platte ist mit 25 bezeichnet. In den Figuren ist die den Normalzustand charakterisierende Kurve 26 dieselbe und stellt das Profil einer nicht durchlöcherten Scheibe dar, welche oberhalb der keine Nuten besitzenden Oberfläche der festen Platten rotiert. Die Linie 27 stellt die Idealform dar, welche eine Gleichmäßigkeit des Widergabesignals und eine minimale Antriebsleistung ergibt. Diese Kurve ist eine gerade Linie, deren Trennung von der festen Platte proportional dem Radialabstand von der Drehachse zunimmt. Der Radius der Scheibe ist 6,3 cm. Der vertikale Maßstab entspricht 0,0254 mm; der Nullpunkt der vertikalen Skala liegt in der Ebene 25 der Platte. In den Figuren ist der vertikale Maßstab außerordentlich stark übertrieben im Verhältnis zu dem horizontalen Maßstab, da der tatsächliche Abstand zwischen der Scheibe und der festen Platte mit dem Auge kaum zu erkennen ist und zwischen 0,025 und 0,5 mm liegt. Man erkennt, daß normalerweise das Profil der Scheibe so ist, daß der Trennungsabstand am Rand der Scheibe am geringsten ist. Eine solche Profilform ist unerwünscht, da dadurch die erforderliche Antriebsleistung sehr viel größer ist in Anbetracht der Tatsache, daß die Kante der Scheibe nach unten abfällt. Dadurch, daß Löcher in der Scheibe gemäß Fig. 7 vorgesehen sind, wird die Kante der Scheibe von der festen Platte abgehoben, so daß sich nunmehr ein Profil ergibt, wie es etwa der Kurve 28 in F i g. 3 entspricht. Wenn nur Löcher an der Kante der Scheibe vorgesehen werden, ergibt sich eine wesentliche Verringerung der erforderlichen Antriebsleistung der Scheibe. Die Verringerung kann 70 bis 80% der normalerweise benötigten Antriebsleistung betragen. Man erkennt indessen, daß das Profil der mit Löchern versehenen Scheibe sich noch nicht hinreichend der Idealform genähert hat.

Um sich in besserer Weise der Idealform zu nähern, kann man eine feststehende Platte von der in F i g. 6 gezeigten Form verwenden an Stelle einer vollständig ebenen Platte. Die Platte 29 hat in diesem Fall eine kreisförmige Nut 30 auf ihrer oberen Seite und davon abgehende Zutrittsnuten 31, die sich zum Umfang der Platte erstrecken. Mehrere Magnetköpfe 32 sind in die Platte so eingesetzt, daß sie bündig mit der Plattenoberfläche abschließen. Die kreisförmige Nut und die nach außen sich erstreckenden Nuten haben eine Breite von 0,76 mm und sind 0,13 bis 0,25 mm tief. Die Nuten 31 erstrecken sich nicht radial, sondern verlaufen unter einem Winkel zur Richtung eines Radius. Die ringförmige Nut hat einen Radius, der ungefähr zwei Drittel des Durchmessers der Platte beträgt. Es sind die Abmessungen der Nuten und der Radius der kreisförmigen Nut 30 nicht kritisch, wenn auch Änderungen dieser Abmessungen sich auf das Profil der umlaufenden Scheibe auswirken.

Fig. 4 zeigt den Einfluß der Nuten 30 und 31. Wenn man eine umlaufende Scheibe ohne Löcher verwendet, so bewirkt die feststehende Platte gemäß F i g. 6, daß das Profil der umlaufenden Scheibe sich entsprechend der Kurve 33 ändert, vorausgesetzt, daß die Umdrehung der Scheibe in Richtung des Pfeiles 34 erfolgt. Wenn der Richtungssinn umgekehrt wird, d. h. wenn die Scheibe in Richtung des Pfeiles 36 sich dreht, so ändert sich auch der Einfluß der Nuten 30, 31, und es ergibt sich dann ein Profil der Scheibe entsprechend der Kurve 37. Indessen ändert sich der das Profil anhebende Einfluß der Löcher der Scheibe nicht, wenn der Umdrehungssinn geändert wird, was sich durch das angehobene Ende der Kurve 37 äußert. Dadurch, daß man sowohl den Einfluß der Nuten 30 und 31 in der feststehenden Scheibe 29 und den der Löcher der Scheibe 20 ausnutzt, ergibt sich ein Scheibenprofil, welches der Idealform stark genähert ist.

Eine ideale Form des Scheibenprofils kann man auch dadurch erreichen, daß man eine feststehende Platte verwendet, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, bei der eine Mehrzahl Belüftungslöcher 39, die einen Durchmesser von etwa 1,6 mm haben, anwendet, dieser Durchmesser ist jedoch ebenfalls nicht kritisch. Die Löcher sind symmetrisch auf einen Kreis von Radius X angeordnet, der etwa gleich zwei Drittel des Scheibenradius ist. Mehrere Magnetköpfe 40 sind dargestellt, die bündig in der Oberfläche der feststehenden Scheibe angeordnet sind. Die Köpfe können dichter angeordnet sein, als dies F i g. 8 zeigt, und es können die Belüftungslöcher 39, die Verbindung mit der unteren Seite der Platte bewirken, etwas versetzt sein, wie es der Lage der Magnetköpfe angepaßt ist. In F i g. 5 ist der Einfluß der Belüftungslöcher 39 gezeigt, wobei die Kurve 41 das Profil einer umlaufenden Scheibe ohne Löcher zeigt, die oberhalb der Platte 38 rotiert. Wenn man statt dessen eine Scheibe mit Löchern gemäß F i g. 7 verwendet, so ändert sich das Profil in der Weise, daß die Kante 42 angehoben wird.

Die beschriebenen Anordnungen mit einer flexiblen umlaufenden Scheibe sind hinsichtlich der Anwendung auf Fälle beschränkt, in welchen symmetrische Kräfte durch symmetrisch im Strömungsweg angeordnete Unstetigkeiten erzeugt werden, jedoch ist diese Beschränkung nicht wesentlich für den Betrieb einer Aufzeichnungsvorrichtung mit flexibler rotierender Scheibe. Es ist offensichtlich, daß eine axiale Symmetrie der dynamischen, elastischen und Strömungskräfte, die auf eine flexible Scheibe eines magnetischen Aufzeichnungsgerätes wirken, und das Gleichgewicht solcher Kräfte auch erreicht werden kann, wenn unsymmetrisch angeordnete Mittel zur

Einstellung dieser Kräfte an den Elementen der flexiblen Scheibe vorgesehen sind. Die nicht radial verlaufenden Nuten 31 in der fest angeordneten Platte 29 gemäß F i g. 6 oder die in ungleichmäßigem Abstand vorgesehenen Belüftungslöcher 39 in der Platte gemäß F i g. 8 zeigen, daß eine Beschränkung der Erfindung auf symmetrisch angeordnete Mittel zur Einstellung des Druckes nicht wesentlich ist und daß daher die Querschnittsform der flexiblen Scheibe bei einer Aufzeichnungsvorrichtung durch beliebige Mittel zum Einstellen des Strömungsdruckes erreicht werden kann, auch unter Anwendung solcher, welche in beabsichtigter Weise unsymmetrisch in bezug auf die flexible Scheibe vorgesehen sind.

Eine Anordnung gemäß F i g. 9 kann dem Zweck dienen, einen symmetrisch eingestellten Strömungsgradienten zwischen der festen Platte und einer flexiblen Scheibe zu erreichen, welche eine unsymmetrisch angeordnete Öffnung hat. Die Anordnung gemäß Fig. 9 besteht aus einer flexiblen Scheibe50, die auf einer Welle 5 mittels Flanschen 3, 4 befestigt ist. Eine einzige Öffnung 51 ist ungefähr in der Mitte zwischen dem äußeren und dem inneren Rand der Membran vorgesehen. Wenn man eine Scheibe gemäß F i g. 9 an Stelle einer Scheibe gemäß F i g. 1 verwendet und rotieren läßt, ergibt sich ein Querschnittsprofil der Scheibe 50, wie es in F i g. 10 dargestellt ist. Es kann die Größe, die Form und die Lage der Öffnung 51 verschieden gewählt werden, sofern man nur feststellt, daß der Einfluß der Öffnung 51 darin besteht, den Abstand zwischen der Scheibe 50 und der hinterten festen Platte 8 pro portional nach außen zunehmen zu lassen ausgehend von einem Kreis, der etwas näher der Rotationsachse liegt als der Kreis, der durch die innere Kante der öffnung 51 bestimmt ist. Es ist festzustellen, daß die Neigung der Scheibe 50 in bezug auf die Oberfläche der Platte 8 hier in erster Linie von der Größe, der Form und der Lage der Öffnung 51 abhängt. Man sieht ferner, daß die Größe, die Form und die Lage der öffnung 51 auch einen gewissen Einfluß auf die elastischen und dynamischen Kräfte haben, welche auf die Scheibe 50 wirken, und daß die Verteilung all dieser Kräfte notwendigerweise beachtet werden muß.

Es läßt sich eine vollständige mathematische Analyse der Gleichgewichtsbedingung der in F i g. 9 dargestellten Scheibe durchführen, und eine solche Analyse kann dazu dienen, die Querschnittsform der Scheibe 50 vorauszusagen. Es können jedoch die mathematischen Gleichungen, welche das Gleichgewicht definieren, in direkter Form nicht gelöst werden, so daß man in der Praxis entweder die Querschnittsform der flexiblen Scheibe durch Näherungsmethoden, die auf der Randwerttheorie beruhen, benutzt oder empirisch die beste Form und Größe und Lage der Öffnung sich auswählt zu dem Zweck, eine gewünschte Querschnittsform der Scheibe 50 zu erreichen.

Es ist ferner festzustellen, daß die Krümmung der inneren Teile und der Randpartien der Scheibe in Fig. 10 von der Krümmung der entsprechenden Teile der Scheibe in den Fig. 3, 4 und 5 abweicht. Solche Unterschiede, deren Gründe leicht angegeben werden können, weisen darauf hin, wie groß der Bereich der Einstellung der Qiierschnittsform der Scheibe ist, die man bei den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung erreichen kann.

Im Zusammenhang mit Fig. 10 kann man feststellen, daß die Anfangshöhe der Scheibe, d. h. der vertikale Abstand der Scheibe oberhalb der festen Platte in Richtung der Achse der Scheibe gemessen ungefähr fünfmal größer ist als die anfängliche Höhe bei den Scheiben gemäß den Fig. 3, 4 oder 5. Solche Unterschiede führen natürlich dazu, daß verschiedene Krümmungen an den inneren Teilen der flexiblen Scheibe auftreten, während sonst alles unverändert ist. Der Unterschied der Krümmung der Randpartien gemäß Fig. 10 und der Scheiben gemäß den F i g. 3, 4 und 5 geht auf die spezielle Konstruktionsweise der Scheiben zurück. Bei Fig. 10 handelt es sich um eine Scheibe, die ausbalanciert ist und auf beiden Seiten einen Belag magnetisierbaren Materials hat, während die Scheiben gemäß den Fig. 3, 4 und 5 nicht ausbalanciert sind und nur an einer Seite einen magnetischen Belag haben. Es sind daher bei einer der Fig. 10 entsprechenden Scheibe die inneren Spannungen und Biegungsmomente in der Scheibe ausgeglichen, und der charakteristische Randwirbel einer nicht ausgeglichenen Scheibe entfällt für alle praktischen Zwecke.

Wenn sich auch Unterschiede im Querschnitt der rotierenden Scheibe bei den verschiedenen Ausführungsformen ergeben und diese Unterschiede für die Konstuktion der zu bauenden Anordnung wesentlich sind, so bedeuten diese Unterschiede jedoch nicht, daß hier verschiedene Grundprinzipien vorliegen, nach denen sich die Betriebsweise der Scheibe richtet. In jedem Fall ist die Querschnittsform der Scheibe bestimmt durch das Eintreten der Strömung unter konstantem Druck in den Zwischenraum zwischen der flexiblen Scheibe und der festen Platte, wodurch die Strömung sich durch diesen Zwischenraum hindurchgewegt und gleichzeitig den Druckgradienten der Strömung beeinflußt, während die Strömung zwischen der flexiblen Scheibe und der festen Platte sich bewegt und ein bestimmtes Gleichgewicht der dynamischen, elastischen und Strömungskräfte an jeder Flächenstelle der Scheibe bewirkt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Magnetfolienspeicher mit umlaufender scheibenförmiger Magnetfolie, welche durch eine sich zwischen der Folie und einer in engem Abstand zur Folie angeordneten im wesentlichen gleiche Ausdehnung aufweisenden feststehenden Platte ausbildenden Strömung eines kontinuierlichen Mediums lagestabilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Platte (29, 38) eine Mehrzahl Belüftungslöcher (39) oder an der der umlaufenden Folie (2) zugewendeten Seite eine kreisförmige Nut (30) und mehrere von der kreisförmigen Nut (30) zum Rand der Platte unter einem Winkel zur Radialrichtung verlaufende Nuten (31) aufweist und daß die umlaufende Folie (2) genügend leicht ist, so daß sie sich unter dem Einfluß der entstehenden Strömung tellerförmig verformt.

2. Magnetfolienspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungslöcher (39) der feststehenden Platte (8) symmetrisch auf einem Kreis in der Nähe des Randes der Scheibe angeordnet sind.

3. Magnetfolienspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende

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Folie (50) etwa halbwegs zwischen ihrem Mittelpunkt und ihrem Rand eine einzige Öffnung (51) aufweist.

4. Magnetfolienspeicher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Platte (8) in der Mitte eine Vertiefung (10) für einen Halterungsflansch (4) der umlaufenden Folie (2) aufweist und daß ein zweckmäßigerweise druckgesteuertes und/ oder temperaturgesteuertes (14) Ventil (13, 16) den Zutritt des strömenden Mediums in den gebildeten Hohlraum (10) steuert.

5. Magnetfolienspeicher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der festestehenden Platte Abnehmerköpfe (17) mit der der umlaufenden Folie (2)

zugewandten Oberfläche der feststehenden Platte (2) abschließend in engem Abstand voneinander und mit unterschiedlichem radialen Abstand von der Drehachse der umlaufenden Folie (2) angeordnet sind.

6. Magnetfolienspeicher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte (18) aus abschirmendem magnetischem Material an der der feststehenden Platte (8) entgegengesetzten Seite der umlaufenden Folie (2) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1098 746;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 050 076,
1098736.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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