DE1574472A1

DE1574472A1 - Magnetaufzeichnungsvorrichtung mit Gasfilmlagerung

Info

Publication number: DE1574472A1
Application number: DE19681574472
Authority: DE
Inventors: Keel Beat Guido; Perkins Robert Larson
Original assignee: Control Data Corp
Current assignee: Control Data Corp
Priority date: 1967-02-13
Filing date: 1968-01-24
Publication date: 1971-07-29
Also published as: NL6713841A; US3720932A; GB1158507A

Description

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Data Corporation " · "*^° Minneapolis, Minn„_r USA Hague tauf es ichnungs vorri obtimg mi t Gasf iilalagerung

Auf dera Gebiet der Magnstaufzeichnung ißt ea seit langem bekannt,, zwischen dera Aufzeichnungsmedium und dem Magnet« kopf einen durch ein Gae_p wie Luft, gebildeten Schmierfilm in Porra eines las tauf nehmenden Keils vorzusehen,, wenn sich das Aufzeichnungsmedium und der Magnetkopf relativ zueinander bewegen· Dieser FiIa soll den Magnet« kopf an einem Scheuern auf der Oberfläche des AufzeichnungstaediUBie und somit a» einer Beschädigung dieser Fläche und an einer Beeinträchtigung der Aufzeichnung und des Herauslesens von Informationen hindern*

BeIa Versuch, eine einwandfreie Auerichtung zwischen der Magnetkopfanordnung und dem Aufzeichnungsmedium zu ge« währleisten, wurde bei herkömmlichen Vorrichtungen der Magnetkopf in einem schwenkbaren Gleitgliedträger angeordnet, der sich bei einer Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Magnetkopf selbst auf die Aufzeichnungsspur ausrichten kaon_e Diese Art der Lagerung des Magnetkopfeo unterliegt Jedoch einer Einschränkung bezüglich des Mindestabstande_B in welchem er von der

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Oberfläche des Aufzeichtiungemediums weggehalten werden kann, damit der Oaefilm die Magnetkopfanordnung zu tragen vermag,, Dieser Abstand liegt bei Gleitgliedträgern mit flacher Oberfläche in der Größenordnung von 6^elO~^ mm (250 micro inches)» Wenn der Magnetkopf noch näher an dao Aufzeichnungsmedium herangebracht werden könnte„ wür~ dti sich ersichtlicherweise die Qualität dee Herauslesen* der Information aus der Aufzeichnung der Information auf dem Aufzeichnungsmedium zwangsläufig verbessern und es wäre folglich möglich,, die Dichte der auf dem Auf« zeiohnungsmedium aufgezeichneten Informationen zu erhöhen, indem jedem Informatlonselement ein kleinerer Teil der Aufzeichnungefläche zugeteilt wird» Vereuohe zur Erzielung dieser wünschenswerten Eigenschaften bestanden darin» daß dem Gleitgliedträger eine gekrümmte statt einer flachen Oberflächenkonfiguration erteilt wurde, was zu einer Verkleinerung des Abstand« führte, allerdings nur auf eine Entfernung Tön etwa 2,5 1 3»8*lO**^ ma· Diese herkömmlichen Anordnungen sind in einer 1962 erschienenen Veröffentlichung von W₀A. Groß unter dem Titel *Gas Film Lubrication" im einzelnen behandelt.

Die Erfindung betrifft eine Magnetaufzeichnung·vorrichtung mit einer neuartigen Magnetkopfanordnung« die duroh einen Gasfila in einem Abstand in der Größenordnung von

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O_e65^rlO '^J mm vom Aufzeichnungsmedium gehalten werden kann und hierdurch die Erzielung einer sehr hohen Auf-2sichnuiigsdichte gewähr!« lafcet ■_■

Diese Vorrichtung iat spesiell zur Verwendung in Verbindung mit einem neuartigen Aufzeichnungsmedium geeignet _t dessen Oberfläche schleifende bzw. scheuernde Eigenschaften besitzt,, um die Magnetkopfanordnung in die Lage zu ver= setzen_F durch einen dünnen Gasfilm getragen zu werden, und um die Magnetkopffläche sauber und in Ausrichtung auf daβ Aufzeichnungsmediua zu halten*

Genauer gesagt, betrifft die Erfindung eine Magnetkopfanordnung mit einen herkömmlichen GIeitgliedträger, der derart schwenkbar an einer Halterung montiert ist_c daß er während seiner Relativbewegung gegenüber den Auf= zeichnungemedlun von dessen Oberfläche einen relativ großen Abstand von beispielsweise 12,7•10*°-' am besitzt_o Dieser Gleitgliedträger dient als stabile Plattfora für eine freitragend angeordnete Feder_p an deren freiem Ende ein zweiter, kleinerer Gleitgliedträger angebracht 1st, in welchen der Magnetkopf einbezogen 1st, Die Magnet-» oxydfläche des Aufzeichnungsmediums enthält ein Schleifmittel, welches von der Oberfläche des zweiten Gleitgliedträgers Material abzunehmen vermag, wenn letzterer auf

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dem Aufzeichnungsmedium entlangschleift» Die freitragende Feder besitzt eine derart ausgewählte Pederkennung und Anfange-Durchbiegung, daß sie den zweiten Gleitglied· träger einschließlich dee von diesem getragenen Magneto kopfs gegen die Oberfläche des Aufzeichnungsaediums zu drängen versag, doch reichen diese Kräfte nicht aus, um ein Durchscheuern des Hagnetkopfes durch das Schleifmittel bis auf einen Punkt zuzulassen_p an welchem der Kern-Luftspalt des Magnetkopfen zerstört werden würde« Infolge dieser Anordnung wird der zweite Gleitgliedträger bis zum Erreichen eines frei "schwebenden" Zustand· geläppt, wenn seine Fläche soweit abgenutzt ist, dad sie parallel zum benachbarten Aufzeichnungsmedium liegt und wenn die durch die Feder und den zweiten Gleitgliedträger ausgeübte Belagtungskraft von einem Gasfilmlager getragen werden kann, was bei einer Gasfilmdicke von nahezu KuIl der Fall 1st«,

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er» findung anhand der Zeichnung näher erläutert» Es zeigen:

Flg. 1 eine sohematlsche Darstellung der verschiedenen Bauteile einer Luftlager-Magnetkopfanordnung mit den Merkmalen der Erfindung und

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Fig,, 2 eine ßchematische Darstellung zur Veranschaulichung der verschiedenen Parameter zur Gewähre=, leistung einer parallelen Lage der Gleitglied-fläche gegenüber der Oberfläche dea Aufzeichnungsmediums bei der Gasfilmdicke Null·

Fig» 1 veranschaulicht zwei relativ zueinander bewegbare. Anordnungen,, von denen die eine aus einem Aufzeichnungsmedium 16 besteht und die andere eine Halterung 10_B beispielsweise einen Hagnetkopf-Tragarm 10_f aufweist^ an v/elcher über bei 2Λ angedeutete herkömmliche Mittel ein Gleitgliedträger 12 schwenkbar befestigt iet_e wobei die Aufgabe der Schwenkverbindung darin besteht,, die Schwierigkeiten bsi der Gewährleistung einer genauen Ausrichtung zwischen dem Gleitgliedträger und dem Aufzeichnungsmedium 16 auszuschalten. Der Gleitgliedträger 12 1st so angeordnet _e das er im Betrieb einen verhältnismäßig großen Abstand von der Oberfläche des Aufzelchnuagsmediums 16 besitzt, der an der Hinterkante des Gleitgliedträgers 12 in der Größenordnung von 12,7·1Ο~3 nu liegt· Dieser rergleiohswelse große AbBtend läßt weltgehende Abweichungen der relativen Flachheit des Aufzelchnungsmediums zu und führt zu einem Gasfilm, der sich so verhält, als wäre er inkompressibel. Bei an einem Schwenkpunkt aufgehängtem Gleitgliedträger 12 liegt der die Lagerung tragende Druck-

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Mittelpunkt auf der Schwenklinie„ Bei einer etwa auftretenden Änderung, die bestrebt ist_c den Druckraittelpunkt von der Schwenklinie weg zu verlagern, wird ein Kraftmoment erzeugt_& welches die Neigung des Gleitgliedträgers entsprechend ändert. Durch diese Neigungsänderung wird der Druckmittelpunkt zur Schwenklinie zurückverlagert und kehrt das System in einen ausbalanzierten Zustand zurück. Im Batrieb, mit einen inkompressible!! Gasfiln besteht eine Eigenschaft des schwenkbar aufgehängten Gleitgliedträgers 12 darinπ daß er eine konstante Pilmdloken» abnähme über seine Länge hinweg gewährleistet· Diese Eigenschaft ist auf Seite 4-, Zeilen 5-7, der eingangs genannten Veröffentlichung in einzelnen erläuterte In Anwendung auf die Erfindung wird diese Pllmdickenabnahae als das Verhältnis des Abstände h^ vom Aufzeichnungeioediue an der Vorderkante des Gleitglitdträgero 12, d.h. derjenigen Kante« an welcher er das Aufzeiohnungenedlua 16 bei seiner Relativbewegung diesen gegenüber als erstes ■berührt", zum Abstand h₂ Tom Aufzeichnungsmedium an der Hinterkante des Gleitgliedträgers 12 definiert. Aus Pig. 1 ist ersichtlich, daß bei konstant bleibendem Ver~. hältnis Ji₁Ih₂ eine Linie 15 ton der Ebene der Unterseite des Gleitglied trägers 12 ausf gesogen werden kann, welche die Oberfläche des Aufzelchnungsmediume an einem Punkt A Bchneideto Dieser Punkt A befindet eich In einen festen

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Abstand von der Hinterkante des GIe X tgi ledträge rs 12 und bleibt über den ganzen Bereich unterschiedlicher Neigungswinkel des Gleitgliedträgers konstant, für welche die Voraussetzung des lnkompressiblen Gaefilms zutrifft. Ersichtlicherweiee bildet der Gleitgliedträger 12 somit in bezug auf den Punkt A eine stabile, freibewegliche bzw* "schwebende" Flattform_r so daß der Punkt A als fester Bezugspunkt auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums in einem festen Abstand τοη der Hinterkante des Gleitglied= trägere 12 aufrechterhalten bleibt«, Dieser feste Bezugspunkt A bietet einen passenden Punkt, von welchem aus ein Aufzeichnungskopf entwickelt werden kann, der in einem außerordentlich engen und unveränderbaren Abstand γόη der Oberfläche des Aufzeichnungsoediume angeordnet ist,.

Erfindungageaäß 1st ein zweites, kleineres, das eigentliche Gleitglied tragendes Trägerglied 18 mit einer Breite B am freien Ende einer freitragend angeordneten Feder 20' montiert, deren anderes Ende vorzugsweise an einem unmittelbar über dem Bezugspunkt A liegenden Punkt A₁ an einer Verlängerung 13 des Gleitgliedträgers 12 befestigt ist. Da sich der Befestigungspunkt A₁ unmittelbar über dem Bezugspunkt A befindet, ist dieses Trägerglied 18 nahezu unabhängig von etwaigen kleinen Änderungen des Abstandes des Gleitgliedträgers 12 von der Oberfläche dee Aufselchnungsoedluns.

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Die Feder 20 ißt so angeordnet _t daß die Bewegung des Aufzeichnungsmediums 16 von ihrem freien Ende in Richtung auf ihr gshaltertee Ende erfolgt. Bezüglich dejr optimalen Art und l/eiss der Befestigung des Trägerglieds 18 längs der Feder 20 läßt sich keine absolut gültige Regel aufstellen« Es hat sich jedoch herauagestellt_p daß eine Filmdlckenabnahrse im Verhältnis Ji₁Ih₂ ³ 2 für die Erzielung einer guten Gaslagerung zufriedenstellend ieto Bei Anwendung dieses Verhältnisses und in Kenntnis der herkömmlichen Durchbiegungsfonael für freitragende Träger läßt sich mathematisch bestimmen_p daß das Trägerglied 18 einwandfrei in einem Abstand 1 vom festen Ende der Feder 20 angeordnet werden kann, welcher das. Eineinhalbfaohe der Breite B des Trägerglieds beträgt« Diese Dimensionen sind in Fig· 1 eingezeichnet«

Auf ein· Schwenklageranordnung für das Trägerglied 18 wurde zugunsten einer Aufhängung an einer freitragenden Feder verzichtet, da die Aufgabe der Erfindung darin besteht, das Trägerglied 18 in sehr engem Abstand von der Oberfläche des Aufzeiohnungsnediums 16 zu halten. Wenn das Trägerglied 18 schwenkbar aufgehängt wäre«.würde sich die Filmdickenabnahae dem Wert 1 annähern» wenn sich das Trägerglied der Oberfläche des Aufzeiohnungeaedluas nähert, und würde der tragende Gasfilmkeil verlorengehen,

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während das Trägerglied und das Aufzeichnungsmedium noch voneinander getrennt wären« Dies würde ein Zusammen« brechen des tragenden Gasfilms und ein Aufprallen des Trägerglieds auf das Aufzeichnungsmedium zur Folge haben.

Die freitragende Feder 20 ermöglicht eine Konstanthaltung der Pilmdickenabnahme unabhängig vom Abstand zwischen dem Trägerglied 18 und dem Aufzeichnungsmedium 16· Die Fläche des Trägerglieds 18 kommt nur bei Filmdicke Null in parallele Lage zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums. Ia folgenden 1st die Art und Weise beschrieben, auf welche absolute Parallelität bei Ptladicke Null erzielt wird»

Zur Venaeidung der Notwendigkeit dner übermäeigen Prä« zision der Oberfläche des Aufzeichnungemediums 16 wird das Trägerglied 18 mit einer sehr kleinen Gleitlagerfläche ausgebildet· Bei einer solohen Anordnimg nimmt die Stirnfläche des Magnetkerns einen beträchtlichen Teil dieser' Lagerflache, wenn nicht sogar die ganze Lagerflache ein· Ein typischer Nagnetkern kann beispielsweise eine Breite In der Größenordnung von 1,3 an besitzen. Bei der Herstellung derart kleiner Bauteile,.die einen Abstand ton nur etwa 0,65* 10™·^ mm vom Aufzeichnungsmedium besitzen sollen, treten unweigerlich MaSabweichungen auf, die, obgleich iie verhältnismäßig klein sind, für die Leistung

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der Gasf Umlagerung dee Ti?ägerglleds kritisch sind.

Damit sich ®in<5 eine derart kleine TrägergU ied„er verwen= dende Vorrichtung selbst Justieren kann* ist vorgesehen, daß die Magnetoxyd-Oberfläche des Aui'zeichnvmgsnedluma einen schleifenden bzw. scheuernden Bestandteil enthält, welcher- das Aufzeichnungsmedium in die Lage versetzt^ die Fläche des Trägerglleda 18 abzureiben bzw, anzu· schleifen« Bei der Ausführungsfona der Erfindung gemäß Figc 1 besitzt die Feuer 20 so hohe Federkennung, daß sie einer Gesamt-Betriebadurchbiegung von etwa 0_P25 mm unter» werfen werden kann. Infolgedessen bleibt das Trägerglied 18 noch in Berührung mit der schleifenden Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 16, während, der Gleitgliedträger 12 von einem verhältnismäßig dicken Gasfilm getragen wird« Hierdurch wird das Trägerglied 18 derart geläppt, daß seine Fläche bei der Gasfilmdicke Null parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 16 zu liegen kommt Die Federkennung ist so ausgelegt, daß an einem bestimmten Punkt, bevor der Magnet kopf-lAift spalt vollständig durchgescheuert worden ist, die durch dag Trägerglied 18 auf die Oberfläche des Aufzelohmmgsmedlums ausgeübte Belastungekraft gleich Null ist. An einem bestimeten Punkt vor Erreichen der Belastung Null gelangt das Träger» glied 18 in einen Zustand, in welchem ee durch einen

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äußerst·· dünnen Gasfiisrj getragen v/erden kann«

Die vorstehende Beschreibung der Belastungakraft der Feder wird noch deutlicher anhand der Darstellung von Pig* 2, in welches* ein Magnetkern 22 achematisch darge» stellt ist, der, wenn nicht den gesamten_f eo doch suminded'c· eisen Ha-ipfctsil des !Trägsrglieds 18 gemäß Figo 1 bildet» Dex* Magnetkern 22 let dicht übsr einer ein Schleif mittel enthaltenden Oberfläche des Aufzeichnungsmediume angeordnet^ welche sich in die durch den Pfeil angedeutete Richtung bewegt. Der Magnetkern 22 wird durch eine der Feder 20 gemäß Fig« 1 äquivalente und auf die allgemein bei 2k angedeutete Weise gehalterte Feder N in Berührung mit dem Aufzeichnungsmedium 16 gedrängt. Die Feder^Be^ lastungskraft ist echeeatlsoh bei P angedeutet« Die Fe~ derkennung der Feder N 1st so gewählt, daß der Federäuesehlag zum Beaufschlagungspünkt wesentlich kleiner ist als der Magnetkern-Luftopalt d. Infolge des Scheuern» des Magnetkerns 22 auf der schleifenden Oberfläche des Aufzeichnungsmediuras wird seine Unterseite abgetragenρ wodurch sich die Feder N ausdehnt und sich hierbei ihre' Belaetungskraft P vermindert_p bis sie schließlich den Wert Mull erreicht. Dieser Zustand wird erreicht, bevor der Luftspalt d des Magnetkerns 22 durchgescheuert ist«- > Vor Erreichen dieses Punkts wird der Gasfilm bereite in

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die Lage -?rersetst_f den Magnetkern 22 in berührungsfreier Lage gegenüber dem Aufzeichnungsmedium 16 zu halten.

Die vorstehende Beschreibung der Aufgabe eines schleifen«? den AufzeichnuEgera@diu2H3 ißt auf das Merkmal der erfin« dungsgemäßen Vorrichtung gerichtet, daß das Trägerglied 18 seine Lag© selbst einjustiert,, so daß es auf dem Gae« film zu "schweben" vermag«, Diese Anordnung dient Jedoch gleichzeitig auch der Reinigung₉ falls das Trägerglied 18 aus irgend einem Grund in der Welse mit dem Aufzeichnungsmedium 16 in Berührung kommen sollte, daß Magnetoxyd« oder andere Schmutzteliehen an ihm haften bleiben· Beim Fehlen einer solchen Reinigungeeinrichtung würde durch die Ansammlung solcher Teilchen die Konfiguration des Tragerglied« derart verändert werden, daß die Punktion des Gasfilme zerstört werden würde; hierbei könnte das Trägerglied in Daue!»berührung alt der Oberfläche de« Auf» zeichnungsmedlums gelangen und könnte schließlich das Aufzeichnungsmedium oder der Magnetkopf zerstört werden· Dieser nachteilige Umstand wird jedoch durch die Schleif« wirkung der Oberfläche des Aufzeichnungemediums vermieden, die jegliche Premdstoffβ, die sich am Trägerglied; ansa*eeln können, wegschleift bzw. abstreift.

Die vorstehend dargestellte und beschriebene Ausführungs-109831/1591 BAD ORIGINAL -13-

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form der Erfindung soll nur ale Belepiel für eine bevor« zugte Art der Verwlrlclichung der Erfindung verstanden werden und keineβfalle die Hdgllchkeit einschränken, hohe Aufzeichnungsdichten bei Aufrechterhaltung der Qualität der Einschreibung und He reue le sung τοη Informationen anwenden zu können. Obgleich beispielhaft nur ein einziger Hagnetkern dargestellt und beschrieben ist» kann die Hagnetkopfanordnung selbstverständlich auoh mehrere Rag» netkerne enthalten. Ersiohtlioherweise sind dea Fachmann zahlreiche Änderungen und Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsform möglich, ohne das der Rahmen und der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden·

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BAD ORIGlNAt.

Claims

Patentansprüche

1» Magnetaufzeichnungsvorrichtung, die einen Gasfilm zur Ausrichtung eines Hagnetkerns im Abstand τοπ einen AufzeichnungBKedium bei einer Relativbewegung zwischen beiden verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Halterung (10Ϊ ein Gleitgliedträger (12) schwenkbar aufgehängt 1st, welcher während seiner Relativbewegung gegenüber dem Aufzeichnungsmedium (16) von letzterem einen solchen Abstand besitzt, daß zwischen beiden ein lasttragender Gasfilm erzeugt wird, und an welchem das eine Ende einer Feder (20) befestigt ist, die an ihrem anderen Ende ein den Magnetkern (22) enthaltendes Tragglied (18) trägt, welches duroh den Gasfilm in einem Abstand vom Aufzeichnungsmedium gehalten wird, der kleiner ist als der Abstand des Gleltgliedtragers (12) Tom Aufzeichnungsmedium.
2. Vorrichtung nach Anspruch l_p dadurch gekennzeichnet, das die Feder (20) freitragend gehaltert und so angeeignet 1st, daß sich das Aufzeichnungsmedium (16) von den mit dem Trägerglied (18) verbundenen freien Bade der Feder in Richtung.auf das mit dem Gleitgliedtriger (12) verbundene Pederende zu bewegt.

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3« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2„ dadurch gekenn« zeichnet, daß die Feder (20) en einem Punkt (A₁) einer über die Ebene der dem Aufzeichnungsmedium (16) züge« kehrten Unterseite hinausragenden Verlängerung (13) des Gleitgliedträgers (12) angebracht ist, welcher sich unmittelbar über dem Punkt (A) auf dea AufzeIch« nungsaediua befindet, an dea eine gedachte Verlängerung

(15) der Unterseite des Gleitgliedträgers das Auf« zeichnungsnedluB schneiden würde«

4* Vorrichtung naoh eines der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das Aufseiehnungsaedlua

(16) eine ein Schleif mittel enthaltende Hagnetoxyd« fläche aufweist·

vorangehenden

5· Vorrichtung naoh eine« der/Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daa der Magnetkern (22) In an sich be* kannter Weise ein·« Luftspalt (d) aufweist und die Feder (20) eine solche Pederkennung besitzt, dai wfihrend des Abriebe des Trigergllede (18) die auf letzteres ausgeübte Belastungskraft bis auf Hull Tor· rlngert wird, bevor der Hagnetkern über dl· ganze Erstreokung seines Luftspalt· abgeschliffen ist.

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