DE1549749C3

DE1549749C3 - Vorrichtung zur pneumatischen Steuerung des Abstands zwischen der konvexen Oberfläche eines Magnetkopfes und einem relativ dazu bewegten Magnetband

Info

Publication number: DE1549749C3
Application number: DE1549749A
Authority: DE
Inventors: Raymond Arthur Barbeau; James Amos Weidenhammer; Eward John Wroblewski
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1966-01-10
Filing date: 1967-01-10
Publication date: 1975-10-30
Also published as: DE1549749B2; DE1549749A1; GB1125740A; US3465320A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur pneumatischen Steuerung des Abstands zwischen der konvexen Oberfläche eines Magnetkopfes und einem relativ dazu bewegten Magnetband gemäß Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 31 51 796 ist es bekannt, bei einem Magnetbandgerät den Abstand zwischen dem Magnetband und einer konvexen Fläche mit Hilfe einer Unterdruckquelle einzustellen. Bei dem bekannten Gerät sind vor und hinter dem Magnetkopf jeweils eine gewölbte Stützfläche vorgesehen und zwischen diesen Stützflächen und dem Magnetkopf ist jeweils eine Unterdruckkammer gebildet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das darüber hinweggleitende Magnetband zwar den Magnetkopf innerhalb eines sehr kleinen Umschlingungswinkels berührt, jedoch zwischen dem Magnetband und den Stützflächen zur Verminderung der Reibung jeweils ein Luftfilm aufrechterhalten wird. Aus der US-PS 26 12 566 ist es bekannt, einen Luftstrom zwischen ein Magnetband und einen Magnetkopf bzw. eine Magnetbandführungsfläche einzublasen, um einen bestimmten Abstand zwischen diesen beiden Teilen aufrechtzuerhalten.

ίο Mit den eben erwähnten Maßnahmen gelingt es nicht, den Abstand zwischen einem Magnetband und einem Magnetkopf in einstellbarem Maße so klein zu machen, wie es für Aufzeichnungen oder Wiedergaben mit hoher Informationsdichte, wie sie nach dem Stand der magnetischen Aufzeichnungstechnik an sich erreichbar sind und die über 120 Informationswerte je Millimeter beträgt, erforderlich wäre.

Zusätzliche Probleme treten auf, wenn der Abstand

zwischen einem Magnetbandstreifen und einem umlaufenden Magnetkopf, der in einen rotierenden Zylinder eingebettet ist, bei großem Bandumschlingungswinkel gesteuert werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwischen einem umlaufenden, in die Mantelfläche eines rotierenden Zylinders eingebetteten Magnetkopf und einem Flächenbereich des diesen Zylinder mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 100° umschlingenden Magnetbandes einen geringen Abstand mit einer Genauigkeit von etwa ± 2 μη\ pneumatisch einzustellen und aufrechtzuerhalten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des vorstehenden Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung bringt den technischen Fortschritt, daß tatsächlich eine sehr genaue Steuerung des Abstands zwischen dem umlaufenden Magnetkopf und dem diesem jeweils gegenüberliegenden Magnetbandbereich erzielt wird, indem das Magnetband zunächst unter einem wesentlich größeren Abstand als dem gesteuerten Abstand zum rotierenden Zylinder gehalten wird, dann mittels der Unterdruckdüsen angesaugt und nur noch durch einen dünnen Luftfilm vom Magnetkopf getrennt wird, und indem am Ende des abstandgesteuerten Flächenbereiches des Magnetbandes Luft zwischen die Zylinderoberfläche und das Magnetband eingeblasen wird, damit sich der Abstand wieder vergrößert und verhindert wird, daß sich das Magnetband an den rotierenden Zylinder anlegt.

Bevorzugte Ausführungsformen sowie eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den vorstehenden Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es stellt dar

F i g. I eine perspektivische Ansicht eines Bandstreifenspeichers, bei welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung Anwendung findet,

F i g. 2 einen Teilquerschnitt längs der Ebene 2-2 in F i g. 1 durch die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstete Lese-/Schreibeinrichtung des Bandstreifenspeichers,

F i g: 3 einen Querschnitt entlang der Ebene 3-3 in F i g. 2 und

F i g. 4 ein Kennliniendiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

F i g. 1 zeigt einen Bandstreifenspeicher mit einer Anzahl von jeweils einen Magnetbandstreifen 11 ent-

haltenden Kassetten 10, die jeweils tangential an eine Arbeitskammer 28 angesetzt sind. Die Kassetten 10 weisen jeweils Bandfiihrungsschlitze 12, Pneumatikanschlüsse 18 und 19 mit elektromagnetischen Steuerventilen 61 und 62 und eine Pneumatikkammer 15 mit einem Kolben 13 zum Aus- und Einschieben des Magnetbandstreifens 11 aus der Kassette in die Arbeitskammer 28 bzw. umgekehrt auf.

F i g. 2 zeigt einen Axialschnitt durch die Arbeitskammer 28 entlang der Linie 2-2 in Fig. 1. Innerhalb der Arbeitskammer 28 ist auf einer Antriebswelle 24 ein Zylinder 21 angeordnet, in dessen Umfang mehrere Magnetköpfe 22a...22/7 in linienförmiger Anordnung eingebettet sind, mittels welcher Informationen auf einer Anzahl von Aufzeichnungsspuren des Magnetbandstreifens 11 eingeschrieben oder ausgelesen werden können. In Drehrichtung des Zylinders 21 vor der Magnetkopfanordnung sind mehrere schlitzförmige Unterdruckdüsen 23 vorgesehen, die an eine Unterdruckquelle angeschlossen sind. Mehrere in Zylinderdrehrichtung hinter der Magnetkopfanordnung befindliche, ebenfalls schlitzförmige Blasdüsen 29 sind an eine Druckluftquelle angeschlossen.

Aus dem in F i g. 3 dargestellten Querschnitt ist erkennbar, daß die Unterdruckdüsen 23 über eine Verteilerkammer 34 und einen Kanal 32 mit einer in der Antriebswelle 24 gebildeten Unterdruckleitung 46 verbunden sind und daß die Blasdüsen 29 über eine Verteilerkammer 33 und einen Kanal 31 mit einer zur Unterdruckleitung 46 koaxialen Druckluftleitung 47 verbunden sind. Aus der Unterdruck-Verteilerkammer 34 führt eine Öffnung 80 in die Außenluft, wodurch Schwankungen des in den Unterdruckdüsen 23 wirksamen Saugdruckes infolge von Änderungen des Speisedruckes herabgesetzt werden. Die Unterdruckleitung 46 und die Druckluftleitung 47 in der Antriebswelle 24 sind außerhalb der Arbeitskammer 28 mit Anschlußstutzen 51 bzw. 52 verbunden.

Gemäß F i g. 2 treibt ein Motor 50 über die Antriebswelle 24 den Zylinder 21 mit konstanter Drehzahl an.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, umschlingt der aus seiner Kassette 10 ausgeschobene Magnetbandstreifen 11 die Trommel 21 mit einem Umschlingungswinkel von etwa 300°. Der Magnetbandstreifen ist in Führungsschlitzen 27 in der Arbeitskammerwandung so geführt, daß der radiale Magnetbandabstand vom Zylinderumfang einen bestimmten Höchstwert nicht überschreiten kann.

Während der die Magnetköpfe 22 enthaltende Zylinder 21 rotiert, wird zwischen den Magnetköpfen 22 und dem diesen jeweils gegenüberliegenden, einen Umschlingungswinkel N überdeckenden Magnetbandbereich ein genau gesteuerter Abstand h aufrechterhalten. Die Saugwirkung der Düsen 23 bewirkt die Einstellung des im wesentlichen konstanten Abstandes h zwischen dem Bandstreifen und dem Zylinder 21 im Bereich der Magnetköpfe 21. Da die Umfangsfläche der Trommel 21 bei ihrer Drehbewegung infolge Reibung Luftmoleküle mitnimmt, wird eine laminare Luftgrenzschicht zwischen der Zylindermantelfläche und den Bandstreifen 11 erzeugt, so daß keine unmittelbare Berührung des Bandstreifens mit der Zylinderoberfläche eintreten kann. Die Größe des Abstandes Λ ist von der Anzahl der Düsen, ihrer Größe, ihrem gegenseitigen Abstand und der Größe des Unterdruckes abhängig. Dieser Abstand ist also durch Steuerung des die Unterdruckdüsen 23 beaufschlagenden Unterdruckes leicht regelbar.

In Zylinderdrehrichtung hinter dem abstandsgeregelten Magnetbandbereich N lassen die Blasdüsen 29 Druckluft zur Vergrößerung des Magnetbandabstands 5 zwischen die Zylinderoberfläche und das Magnetband ausströmen. Somit wird hinter dem abstandsgesteuerten Magnetbandbereich eine dicke Luftschicht hergestellt und verhindert, daß der Bandstreifen sich an den Zylinderumfang anlegt. Der Abstand 5 ändert sich nicht merklich, bis die Unterdruckdüsen 23 beim folgenden Umlauf das im Zylinder umschlingende Magnetband wieder überstreichen, da der Luftverlust längs der Bandkanten innerhalb der verhältnismäßig kurzen Umlaufdauer unwesentlich ist.

F i g. 4 zeigt eine grafische Darstellung von Arbeitskennlinien der Vorrichtung zur Abstandssteuerung. Auf der Ordinate ist der Abstand zwischen dem Magnetbandstreifen 11 und dem Magnetkopf und auf der Abszisse ist der Umschlingungswinkel des Magnetbandes mit Bezug auf den Zylinder aufgetragen. Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, bleibt der Abstand Λ zwischen dem Magnetkopf 22 und dem Magnetbandbereich N konstant. Der durch den Druckluftstrom durch die Düsen 22 erzeugte viel größere Abstand 5 ist während eines Zylinderumlaufs in geringem Maße mit dem Umschlingungsbogen des Magnetbandstreifens und der jeweiligen Winkelstellung des abstandsgesteuerten Flächenbereiches N des Magnetbands veränderlich. Für einen bestimmten Umschlingungsbogen ändert sich der Abstand 5 innerhalb eines in F i g. 4 mit R bezeichneten schraffierten Bereiches, welcher durch Linien 51 und 52 begrenzt ist. Dabei stellt die Linie 51 den Grenzwert des Abstands 5 am Anfangspunkt T des Umschlingungsbogens und die Kurve S2 den Grenzwert des Abstands 5 am Endpunkt D des Umschlingungsbogens dar. Die Änderung des Abstands 51 in Abhängigkeit vom Umschlingungsbogen beruht darauf, daß die Spannung am Anfang des Umschlingungsbogens mit der Größe des Umschlingungswinkels ansteigt, wodurch der Abstand 51 im Anfangsbereich bei großem Umschlingungsbogen herabgesetzt ist. Überraschenderweise beeinflußt diese Spannungsänderung den gesteuerten Abstand Λ nicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur pneumatischen Steuerung des Abstands zwischen der konvexen Oberfläche eines Magnetkopfes und einem relativ dazu bewegten Magnetband, mit einer, in Richtung der Relativbewegung des Magnetkopfes gesehen, vor dem Magnetkopf liegenden Einrichtung zum Erzeugen eines Unterdruckes zwischen dem Magnetband und dem Magnetkopf, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Steuerung eines bestimmten Abstands (7?,) zwischen der Oberfläche des in einem rotierenden Zylinder (21) eingebetteten Magnetkopfes (22) und einem Flächenbereich (N) des diesen Zylinder mit großem Umschlingungswinkel umschlingenden Magnetbandes (11) die Einrichtung zur Erzeugung des Unterdrucks mindestens eine in der Zylindermantelfläche angeordnete Unterdruckdüse (23) aufweist, daß ferner, in Umlaufrichtung des Magnetkopfes gesehen, hinter dem Magnetkopf mindestens eine Blasdüse in der Zylindermantelfläche angeordnet ist und daß eine Stützvorrichtung (27) mit zwei die Ränder des Magnetbandes an der dem Zylinder (21) abgewandten Seite abstützenden Stützflächen vorgesehen ist, wobei der Abstand der beiden Stützflächen zur Trommeloberfläche größer als der genannte bestimmte Abstand (h) zwischen dem Magnetkopf und dem genannten Flächenbereich (N)des Magnetbandes ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckdüsen (23) und die Blasdüsen (29) jeweils als schmale Schlitzdüsen ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf schmaler als das Magnetband ist und die Stützvorrichtung zwei einander gegenüberstehende, die Magnetbandkanten führende Führungsschlitze (27) aufweist.

4. Anwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3 bei einem Bandstreifenspeicher mit einer Anzahl von jeweils einen Magnetbandstreifen enthaltenden.Kassetten, die um einen einen Magnetkopf enthaltenden drehbaren Zylinder herum angeordnet und tangential zu demselben ausgerichtet sind und deren Magnetbandstreifen zum Zwecke des Einschreibens oder Auslesens von Informationen in eine den Zylinder mindestens teilweise umschlingende Stellung aus den Kassetten ausschiebbar sind.