DE2008213B2 - Halterung fuer einen magnetkopf mit luftkissen zwischen aufzeichnungstraeger und kopfhalterung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Magnetkopfanordnungen zur Aufzeichnung von Signalen auf und zur Wiedergabe von Signalen aus einem Aufzeichnungsträger, ζ. Β. einer Magnettrommel oder einer Magnetscheibe, und insbesondere auf eine Magnetkopfanordnung mit einem an einer elastischen Membran über eine ringförmige Kopfhalterung befestigten Magnetkopf, wobei Druckluft über Bohrungen der Kopfhalterung zum Aufbau eines Luftkissens in den Raum zwischen der Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsträgers und der Halterung eingespeist wird.

Es ist bekannt, Magnetköpfe so anzuordnen, daß sie in Berührung mit dem Aufzeichnungsträger stehen (z. B. aus US-PS 33 49 384 und DT-Gbm 17 91 807). Derartige Anordnungen haben den Nachteil, daß die Berührung zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger eine Abnutzung zur Folge hat, die die Lebensdauer sowohl des Kopfes als auch des Aufzeichnungsträgers verringert. Weiterhin muß bei derartigen Anordnungen gewährleistet sein, daß der Kopf dauernd mit dem Aufzeichnungs- träger in Kontakt bleibt, unabhängig von Unregelmäßigkeiten der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers. Dies macht die Verwendung verhältnismäßig hoher Drücke erforderlich, um den Kopf in Kontakt mit der Oberfläche zu halten, so daß das Problem der Abnutzung noch gravierender wird.

Es ist ferner bekannt, diese Schwierigkeiten dadurch zu beheben, daß der Kopf in der Weise angeordnet wird, daß er über dem Aufzeichnungsträger auf einem Luftkissen schwebt, das den Kopf außer Berührung mit dem Aufzeichnungsträger in einer genau festgelegten Höhe über der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers hält. Das Luftkissen muß aufgrund der Relativbewegung zwischen Aufzeichnungsträger und Kopf erzeugt werden, wie dies z. B. in US-PS 34 80 936 beschrieben ist Das Luftkissen kann auch in der Weise erzeugt werden, daß komprimierte Luft entweder in den Kopf selbst eingespeist wird (US-PS 31 23 677) oder in eine Halterung, in der der Kopf starr befestigt ist (DT-AS 10 65 629).

Insbesondere ist aus US-PS 31 23 677 eine starre Kopfhalterung bekannt, die mechanisch in unmittelbarer Nähe einer Aufzeichnungsfläche angeordnet ist. Ein Kopfgehäuse, das einen Magnetkopf aufnimmt, ist über nachgiebige Befestigungen mit der Kopfhalterung verbunden. Druckmittel aus einer äußeren Speisequelle wird über Kanäle in das Kopfgehäuse eingeführt und ergibt ein Luftkissen zwischen dem Gehäuse und der Aufzeichnungsfläche, um das Gehäuse und den Kopf außer Berührung mit der Aufzeichnungsfläche und in einem vorbestimmten Abstand von dieser zu halten.

Des weiteren ist ein Magnetkopf mit einer Luftkissenbildung durch äußere und innenseitige Anschlüsse einer Kopfhalterung bekannt (US-PS 29 05 768).

Derartige berührungslose Anordnungen haben jedoch ebenfalls eine Reihe von Nachteilen. Da der Kopf von dem Aufzeichnungsträger versetzt ist, ist das Ausgangssignal, das von dem Kopf erhalten wird, kleiner als das von Köpfen, die in Berührung mit dem Aufzeichnungsträger stehen. Ferner hat das Magnetfeld, das von dem Kopf erzeugt wird, beim Aufzeichnen die Tendenz, sich in dem Raum zwischen dem Kopf und dem Aufzeichnungsträger auszubreiten, so daß die maximale Datendichte, die auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden kann, verringert wird. Auch stößt im Falle des Auftretens eines Fehlers, bei dem das Luftkissen verlorengeht, der Kopf gegen den Aufzeichnungsträger, v.-odurch der Aufzeichnungsträger beschädigt wird und zerstört werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten bei bekannten, sowohl mit dem Aufzeichnungskörper in Berührung stehenden als auch bei berührungsfreien Köpfen zu vermeiden und die Vorteile der mit Berührung arbeitenden und der berührungsfreien Systeme auszunutzen, ohne deren Nachteile in Kauf zu nehmen, insbesondere eine Magnetkopfhalterung zu schaffen, bei der der Kopf kleineren Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers folgen kann, und die relativ zum Aufzeichnungsträger genau stabilisiert ist

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die ringförmige Kopfhalterung eine Vielzahl von der Aufzeichnungsfläche zugewandten Öffnungen und damit in Verbindung stehenden Kanälen aufweist, daß die elastische Membran in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze enthält, und daß der Innenraum übe·· der Membran über einen Kanal mit einer Saugpumpe verbunden ist

Vorzugsweise umschließen die Öffnungen im Grundteil die Membran.

Die Halterung bleibt somit aufgrund des Strömungsmittelkissens in einem genau gleichbleibenden Abstand von dem Aufzeichnungsträger versetzt und folgt groben Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, während die nachgiebige Membran den Kopf in Kontakt mit der Oberfläche hält und ermöglicht, daß der Kopf kleineren Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche folgt, so daß dauernd eine Berührung aufrechterhalten ist. Weil die Halterung relativ zum Aufzeichnungsträger genau stabilisiert ist, kann der Druck, der von der Membran ausgeübt werden muß, um den Kopf in Berührung zu halten, sehr gering sein, wodurch die Abnutzung auf ein Minimum herabgesetzt wird. Aufgrund der Tatsache, daß der Kopf in Kontakt mit dem Aufzeichnungsträger steht, wird ein hohes Ausgangssignal erreicht, die Streuung des magnetischen Feldes ist gering, und die Gefahr von Kollisionen zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger wird beseitigt

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles

erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine von einem Strömungsmittel getragene Halterung für einen Magnetkopf in einer Ansicht von unten und

Fig.2 eine Schnittansicht der Hialterung längs der linie 2-2 nach F ig. 1.

Bei der Darstellung nach F i g. 2 ist ein Magnetkopf t, «der einen mit einer Aufzeichnungsfläche in Eingriff stehenden Bereich 22 besitzt, in einer Kopfhalterung 2 befestigt, die auf einem Luftkissen über einer Auf zeichnungsscheibe schwebt. Der Magnetkopf 1 ist auf einer nachgiebigen Membran 3 befestigt, die an ihrem Umfang mit der unteren inneren Kante eines ringförmigen Grundteiles 4 der Kopfhalterung 2 verbunden ist. Das Grundteil 4 weist eine Anzahl von gekrümmten öffnungen 5 auf. die der Oberseite 6 einer Aufzeichnungsscheibe 14 zugewandt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei öffnungen 5 vorgesehen, deren jede sich etwa über ein Drittel der Oberfläche der Halterung erstreckt. Kanäle 7 verlaufen durch das Grundteil 4 von ihrer oberen Fläche 8 zu den öffnungen 5. Ein Verzweigungsstück 9 ist mit der oberen Fläche 8 des Grundteiles 4 befestigt, und ein ringförmiger Hohlraum 10 in dem Verzweigungsstück 9 steht mit jedem der Kanäle 7 in Verbindung. Unter Druck stehendes Strömungsmittel, z. B. Luft, wird über Strömungsmittelkanäle in Form flexibler Rohrleitungen ti in den Hohlraum 10 eingespeist. Der von dem Grundteil 4 und dem Verzweigungsstück 9 umschlossene Raum wird einem Druck ausgesetzt, der kleiner ist als der Umgebungsdruck, indem er über die öffnung 23 und den Strömungsmittelkanal 21 mit einer Saugpumpe verbunden ist. Es kann eine einzige Pumpe verwendet werden, deren Ausgang mit den Strömungsmittelkanälen 11 und deren Eingang mit dem Strömungsmittelkanal 2t verbunden ist. Die Halterung 2 ist auf einem Arm 12 mit Hilfe von Drehzapfen 13 (Fig. 1) befestigt, die mit dem Grundteil 4 in Eingriff stehen. Der Arm 12 ist so befestigt, daß er eine Bewegung des Grundteiles 4 und des damit aufgenommenen Kopfes 1 parallel zur Oberseite der Aufzeichnungsscheibe 14 zuläßt, damit der Kopf 1 so angeordnet werden kann, daß er magnetisch mit jeder gewünschten Spur der Aufzeichnungsscheibe gekoppelt ist. Die Befestigung des Armes 12 gestattet auch eine Verschiebung der Halterung 2 senkrecht zur Fläche der Aufzeichnungsscheibe.

Die Membran 3 besteht aus einer Scheibe aus nachgiebigem Material mit inneren und äußeren Sätzen von konzentrischen Schlitzen 15,16, wobei jeder Schlitz 15,16 über einen Winkel von etwas weniger als 120° um den Mittelpunkt der Scheibe verläuft und die Schlitze 15 des äußeren Satzes im Winkel relativ zu den Schlitzen 16 des inneren Satzes um etwa 60° versetzt sind. Der Teil 17 der Membran zwischen den Schlitzen des inneren Satzes nimmt den Kopf 1 auf, während der äußere Teil 18 der Membran die beiden Sätze umgibt. Der Kopf 1 kann in einer Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsfläche gegenüber der Halterung 2 angehoben und abgesenkt werden, und er kann zusätzlich in begrenztem Maß um den Mittelpunkt der Membran geschwenkt werden, wobei er in innigem Kontakt mit der Aufzeichnungsfläche ungeachtet von Ungenauigkeiten in der Aufzeichnungsfläche verbleiben kann.

Im Betrieb strömt Luft, die unter Druck über die Strömungsmittelkanäle 11 in das Verzweigungsstück 9 eingespeist wird, durch die Kanäle 7 in die öffnung 5, damit ein Bereich hohen Druckes ausgebildet wird, der als Kissen zwischen dem Grundteil 4 und der Aufzeichnungsscheibe 14 wirkt, und der in der Lag«: ist, die Halterung 2 von der Aufzeichnungsscheibe 14 abzuheben und zu halten. Die Schlitze 15, 16 in der Membran 3 ergeben eine Strömungsverbindung zwischen dem Inneren der Halterung, der auf niedrigem Druck gehalten wird, und dem Raum, der zwischen der Membran 3 und der Aufzeichnungsscheibe 14 liegt und durch die innere Kante des Grundteiles begrenzt ist, wobei ein Bereich niedrigen Druckes zwischen der Halterung 2 und der Aufzeichnungsscheibe 14 aufgebaut wird.

Der Niederdruckbereich und der Hochdruckbereich erzeugen entgegengesetzte Kräfte, die auf die Halterung 2 wirken; die von dem Hochdruckbereich erzeugte Kraft wirkt dabei in der Weise, daß sie die Halterung von der Aufzeichnungsscheibe 14 weg verschiebt, während die Kraft aus dem Niederdruckbereich die Halterung auf die Aufzeichnungsscheibe 14 zu verschiebt Durch Auswahl entsprechender Werte hohen und niedrigen Druckes kann die Halterung 2 ständig in einem gewünschten Abstand über der Fläche der Aufzeichnungsscheibe 14 gehalten werden.

Bei einem konstanten Wert hohen Druckes ändert sich die Kraft, die auf die Halterung aufgrund des Hochdruckbereiches allein wirkt, in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Halterung 2 und der Aufzeichnungsscheibe 14. Die Kraft besitzt einen hohen Wert für einen Abstand Null der Halterung von der Aufzeichnungsscheibe und nimmt mit wachsendem Abstand ab. In ähnlicher Weise ändert sich die Kraft, die im Niederdruckbereich allein auftritt, in Abhängigkeit von dem Abstand der Halterung von der Aufzeichnungsscheibe. Für einen Bereich von Werten des Abstandes in der Nähe des Null-Abstandes ist die Kraft weitgehend konstant und der Bereich von Werten des Abstandes für konstante Kraft hängt von dem Widerstand gegenüber Luftdurchfluß aus dem Bereich hohen Druckes und in den Bereich niedrigen Druckes ab. Wenn beispielsweise der Widerstand gegen das Abströmen von Luft in den Niederdruckbereich verhältnismäßig groß wird, bleibt die auf die Halterung ausgeübte Kraft über einen weiten Bereich von Werten des Abstandes konstant Dieser Widerstand gegen das Abströmen von Luft kann dadurch erreicht werden, daß ein verhältnismäßig breiter Steg oder eine andere Barriere gegenüber der Luftströmung auf der inneren Kante des Grundteiles 4 vorgesehen wird, der bzw. die den Niederdruckbereich zwischen der Membran und der Aufzeichnungsfläche begrenzt. Um die Halterung in einem bestimmten Abstand von der Aufzeichnungsfläche abzustützen, ist sie so konstruiert daß die Widerstände gegenüber dem Luftstrom aus dem Hochdruckbereich und gegenüber dem Luftstrom aus dem Niederdruckbereich zusammen mit ausgewählten Werten hohen und niedrigen Luftdruckes Fläche/Abstands-Eigenschaften ergeben, bei denen die Niederdruckkraft etwa konstant für kleine Abstandsänderungen von dem gewünschten Abstand ist und bei denen die Hochdruckkraft sich rasch für kleine Abstandsänderungen von dem gewünschten Abstand ändert. Damit ist die auf die Halterung einwirkende resultierende Kraft bei dem gewünschten Abstand Null, und zur Vergrößerung des Abstandes von dem gewünschten Abstand wirkt die Kraft auf die Halterung gegen die Aufzeichnungsfläche, während zur Verringerung des Abstandes von dem gewünschten Abstand die Kraft von der Aufzeichnungsfläche weg wirkt Aus diesem Grunde wird die Halterung in einem gewünschten Abstand von

der Aufzeichnungsfläche abgestützt, da jede Abweichung von dem gewünschten Abstand eine resultierende Kraft erzeugt, die in Richtung der Verringerung der Abweichung wirkt/Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Aufzeichnungsfläche nicht exakt plan ist, sondern s Erhebungen und Vertiefungen aufweist, die Halterung aber der Kontur der Oberfläche in dem gewünschten Abstand folgen soll. Wenn die Halterung einer Erhebung oder einer Vertiefung auf der Oberfläche folgt, besteht die Tendenz, wenn die Halterung die Spitze der Erhebung oder der Vertiefung erreicht hat, daß sie in diesem Bewegungsverlauf fortfährt und deshalb von dem gewünschten Abstand abweicht. Beim Passieren der Spitze der Erhebung versucht die Halterung sich von der Aufzeichnungsfläche weg zu bewegen, während beim Passieren der tiefsten Stelle der Vertiefung die Halterung versucht, sich der Aufzeichnungsfläche zu nähern.

Beim Betrieb der Ausführungsform gelangt Luft, die in das Verzweigungsstück 9 über Strömungsmittelkanä-Ie 11 eingespeist wird, durch die Kanäle 7 in die Öffnung 5, damit ein Luftkissen zwischen dem Grundteil 4 und der Aufzeichnungsscheibe 14 erzeugt wird, das ein Anheben und Abstützen der Halterung 2 außer Berührung mit der Aufzeichnungsscheibe 14 bewirkt. Der Kopf 1 ist in der Membran 3 so angeordnet, daß seine mit dem Aufzeichnungsträger in Eingriff kommende Fläche 22 über die Ebene der Membran vorsteht, so daß dann, wenn die Halterung 2 auf dem Luftkissen außer Berührung mit der Aufzeichnungsscheibe 14 schwebt, die Oberfläche 22 des Kopfes 1 leicht in Berührung mit der Aufzeichnungsscheibe 14 gehalten wird. Beispielsweise kann der Luftdruck so eingestellt werden, daß das Grundteil 4 etwa 0,05 mm über der Aufzeichnungsfläche gehalten wird. Die Befestigung des Kopfes 1 in der Membran 3 und die Nachgiebigkeit der Membran sind so ausgelegt, daß eine Reaktionskraft zwischen dem Kopf 1 und der Aufzeichnungsfläche von etwa 5 Gramm erzeugt wird.

Nach F i g. 1 ist der Kopf nachgiebig in der Halterung 2 befestigt. Das Grundteil 4, das Kanäle 7 aufweist, ist ringförmig. Zur Befestigung der Halterung 2 am Arm 12 sind Schwenkzapfen 30 ähnlich einem Kardanring vorgesehen, während Schlitze 15 und 16 in der Membran 3 in der vorbeschriebenen Weise ausgebildet sind.

Gravitationskräfte, die auf die Halterung einwirken, können durch eine entsprechende Vorrichtung, z. B. eine Feder oder ein Gegengewicht, abgeglichen werden, wobei die resultierende Kraft auf die Halterung bei dem gewünschten Abstand aufgrund der Drücke auf Null ausgelegt wird, oder aber die resultierende Kraft, die durch die Drücke entsteht, den Gravitationskräften entgegenwirkt, so daß die Resultierende der Luftdruckkräfte und Gravitationskräfte bei dem erforderlichen Abstand Null ist.

Elektrische Verbindungen sind zu der schematisch angedeuteten Wicklung 19 des Kopfes 1 über flexible Leiter 20 hergestellt.

Ein Schmiermittel zur Verringerung der Reibung zwischen dem Magnetkopf 1 und dem Aufzeichnungsträger 14 kann in das Strömungsmittel eingeführt werden, das unter Druck dem Verzweigungsstück 9 aufgegeben wird, und dieses Schmiermittel wird dann von dem Strömungsmittel zur Aufzeichnungsfläche geführt. Ein entsprechendes Schmiermittel ist ein nahezu gesättigter Dampf von Iso-Propyl-Alkohol.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Magnetkopfanordnung mit einem an einer elastischen Membran Ober eine ringförmige Kopf· s halterung befestigten Magnetkopf, wobei Druckluft über Bohrungen der Kopfhalterung zum Aufbau eines Luftkissens in den Raum zwischen der Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsträgers und der Halterung eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kopfhalterung (2) eine Vielzahl von der Aufzeichnungsfläche (6) zugewandten Öffnungen (5) und damit in Verbindung stehenden Kanälen (7) aufweist, daß die elastische Membran (3) in Umfangsrichtung verlau- >s fende Schlitze (15, 16) enthält, und daß der Jnennraum über der Membran (3) über einen Kanal (21) mit einer Saugpumpe verbunden ist.

2. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5) im Grundteil (4)die Membran (3) umschließen.