DE2017407B2

DE2017407B2 - Magnetkopf zur bildung eines luftlagers fuer ein magnetband

Info

Publication number: DE2017407B2
Application number: DE19702017407
Authority: DE
Inventors: Richard Ellis Boulder Col Norwood (V St A )
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-04-14
Filing date: 1970-04-11
Publication date: 1973-06-07
Also published as: DE2017407C3; ES378552A1; GB1293205A; FR2041168A1; DE2017407A1; JPS4932131B1; US3643037A; CA939434A

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf zur Bildung eines Luftlagers für ein Magnetband durch eine kurvenförmige Polfläche, an welcher beiderseits des Arbeitsspaltes zur V^meidung von überdruck/Unterdruck an der zulaufenden/ablaufen ";n Seite des Arbeitsspaltes zwischen den Se^;tenbegrenzungsflächen des Polstücks des Magnetkopfes durc' gehende nutenförmige Vertiefungen angeordnet sind, mit einer Parallelführung des Magnetbandes an der Polfläche in einem Umschlingungswinkel.

Es ist bekannt (USA.-Patentschrift 3 398 870), die Polfläche eines Luftlager-Magnetkopfes derart auszubilden, daß an der kurvenförmigen Polfläche, an der zulaufenden und an der ablaufenden Seite des Arbeitsspaltes zwischen den Seitenbegrenzungsflächen des Polstücks durchgehende nutenförmige Vertiefungen angeordnet sind. Diese nutenförmigen Vertiefungen haben den Zweck, im Luftlagerbereich zwischen dem Magnetband und der Polfläche des Magnetkopfes an der zulaufenden Seite des Arbeitsspaltes zu vermeiden, daß das Magnetband durch die Erzeugung eines Überdrucks von der Polfläche abgehoben wird, und ferner zu verhindern, daß an der ablaufenden Seite des Arbeitsspaltes eine Unterdruckzone gebildet wird welche einen kleineren Abstand zwischen dem Magnetband und der Polfläche bewirkt, als an der zulaufenden Seite des Arbeitsspaltes. Die Polfläche des Magnetkopfes dieser bekannten Einrichtung enthält eine kurvenförmig ausgebildete Polfläche, an welcher d- iderseits des Arbeitsspaltes eine Anzahl von nutenförmigen Vertiefungen angeordnet sind, die alle im Bereich des Umschlingungswinkels des Magnetbandes an der Polfläche liegen. Das Magnetband wird daher beiderseits des Arbeitsspaltbereiches rasch aufeinanderfolgenden kleinen Druckänderung^: ausgesetzt, so daß bei Erreichen eines kritischen Wertes, abhängig von der Breite und der Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes, im Bereich des Arbeitsspaltes störende Bandschwingungen entstehen können. Die Datenübeiuagung zwischen dem Arbeitsspalt des Magnetkopfes und dem Magnetband wird dadurch gestört.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die kurvenförmige Oberfläche eines Magnetkopfes zur Bildung eines Luftlagers für ein Magnetband derart auszubilden, daß die Daten zwischen dem Arbeitsspalt des Magnetkopfes und dem Magnetband in beiden Transportrichtungen des Magnetbandes ohne Pegelunterschiede gleichförmig übertragen werden.

Ein Magnetkopf zur BiUung eines Luftlagers bekannter Art wird gemäß der Erfindung dadurch verbessert, daß der Arbeitsspalt in einem Bereich ebener

ίο Polfläche zwischen zwei nutenförmigen Vertiefur gen angeordnet ist und daß die Endpunkte des Umschlingungswinkels durch Bandführungsmittel derart bestimmt sind, daß sie über den nutenförmigen Vertiefungen liegen.

Eine Verbesserung der genannten Art hat den Vorteil, daß das Magnetband im Bereich des Arbeitsspaltes sowohl in der einen als auch in der anderen Tiansportrichtung in gleichbleibenden Abständen am Arbeitsspalt des Magnetkopfes geführt wird. Die Einrichtung

so ist so ausgebildet, daß störende Nebenwirkungen räch Möglichkeit vermieden werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand von Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung der PoI-

fläche eines Magnetk opfes bekannter Art, an der das Magnetband abhängig von der Transportrich ung jeweils an der zulaufenden und an der ablaufenden Seite mit verschiedenen Abständen zur Poloberflache transportiert wird;

Fig. 2 enthält eine Darstellung der Diagramme des an der Polfläche des Magnetkopfes bekannter Art bestehenden Lagerdrucks jeweils abhängig vom Bindtransportweg in beiden Transportrichtungen des Magnetbandes:

Fig. 3 enthält die Diagramme des am Magnctkopl bekannter Art zwischen Polfläche und Magnetband bestehenden Abstandes, jeweils in Abhängigkeit vom Bandtransportweg in beiden Transportrichtungen des Magnetbandes;

Fig. 4 zeigt die schematische Darstellung einer Seitenansicht des erfindungsgemäßen Magnetkopfes, an dessen Polfläche die Polbreite überdeckenden nutenförmige Vertiefungen angeordnet sind;

Fig. 5 enthält die Darstellung der Diagramme des Lagerdrucks an der Polfläche des in Fig. 4 dargestellten erfindungsgemäßen Magnetkopfes, jeweils abhängig vom Bandtransportweg in beiden ßandtransportrichtungen;
Fig. 6 enthält die Darstellung der Diagramme der Abstände zwischen Magnetband und Poifläche des in Fig. 4 dragestellten erfindungsgemäßen Magnetkopfes, jeweils in Abhängigkeit vom Bandtranspo-, tweg in beiden Bandtransportrichtungen.
An der Polfläche 12 des in Fig. 1 dargestellten Magnetkopfes 10 wird ein Magnetband wahlweise in einer von zwei Transportrichtungen bewegt. Die Polfläche 12 ist vorzugsweise etwas breiter als das Magnetband, und sie enthält einen gekrümmten Teil 14, der an der zulaufenden bzw. an der ablaufenden Seite des Arbeitsspaltes jweils in die nicht gekrümmten flachen Oberflächenteile 16 und 18 übergeht, die bezüglich der Transportrichtung des Magnetbandes kleine Winkel bilden. Am gekrümmten Teil 14 der Polfläche ist der Arbeitsspalt 20 des Kerns 22 des Magnetkopfes angeordnet.

Zur Abfühlung von Signalen soll ein Magnetband in Richtung der idealen Transportlinie 24 transportiert werden. Aus der Darstellung geht hervor, daß das

Magnetband in dieser idealen Transportlinie am ge- stände bestehen in der »Vorwärts«- bzw. der »Rückkrümmten Teil der Polfläche einen kleinen Umschlin- wärtsw-Transportrichtung. wenn er sich nicht genau gungswinkel bildet. Dieser ümschlingungswinkel wird in der Mitte zwischen den Punkten 26 und 28 befindet, erreicht durch nicht näher dargestellte Bandführungs- In der Fig. I ist die Lage des Arbeitsspaltes 20 geringmittel. Durch die schnelle Bewegung des Magnetban- 5 fügig aus der Mitte zwischen den beiden Punkten 26 des entsteht an der Polfläche 12 ein Luftlager, durch und 28 verschoben. Diese Verschiebung ergibt für die welches das Magnetband von der Polfläche 12 des beiden Transportrichtungen Abstandsänderungen, wie Mangetkopfes abgehoben wird. Dieses Luftlager be- sie in Fig. 3 durch die Schnittpunkte der Kurven 38 wirkt einen sehr geringen Abstand zwischen der Pol- und 40 mit der Linie 42 gezeigt sind. Die Justierung fläche des Magnetkopfes und dem Magnetband in der io des Arbeitsspaltes genau in die Mitte zwischen den Größenordnung von 1 bis 2 μ. Punkten 26 und 28 ist mit großer Schwierigkeit ver-

Das Luftlager besteht im wesentlichen zwischen den bunden, weil der Ümschlingungswinkel des Magnet-Punkten, wo sich die ideale Transportlime 24 des bandes an der Polfläche von veränderlichen Faktoren, Magnetbandes den gekrümmten Teilen 14 an der Pol- wie z. B. der Steifigkeit des Bandmaterials und der fläche tangential nähert. Diese Punkte sind die in 15 Bandabnutzung, abhängig ist. Eire Verbesserung der Fig. I gezeigten Schnittpunkte 26 und 28des Radius R Abstandsänderungen läßt sich jedoch erreichen, wenn mit der idealen Transportlinie 24. Abhängig von der an der ablaufenden Seite des Arbeitsspalte!, der be· Iransportrichtung des Magnetbandes bildet jeweils stehende negative Druck beseiti. ·. wird. Dies kann einer der Punkte 26 oder 28 jeweils die zulaufende bzw. erreicht werden durch den in Fig 4 dargestellten die ablaufende Tangentialnäherung am Anfang bzw. 20 erfindungsgemäßen Magnetkopf 10'. an dessen PoI- ;mi Lnde des Umschlingungswinkels. Es ist erwünscht, fläche 12' beiderseits des Arbeitsspaltes 20' die nutendaß das Magnetband entlnag der idealen Transport- förmigen Vertiefungen 44 und 46 angeordnet sind, linie 24 transportiert wird, damit unabhängig \on der Diese .!utenförmigen Vertiefungen überdecken die Bandlaufrichtung zwischen Magnetband und Polfläche ganze Breite der Polfläche derart, daß sie an den Seideiehbleibende Abstände bestehen. Es hat sich jedoch 25 tenflächen des Magnetkopfes öffnungen bilden, durch gezeigt, daß bei kleinem Ümschlingungswinkel des welche die Innenräume der nutenförmigen Vertiefun-Magnetbandes und kleinem Krümmungsradius der gen 44 und 46 mit dem umgebenden Luftmedium in Polfläche die Stabilität des Luftlagers nicht ausreicht. Berührung stehen.

Die Instabilität zeigt sich darin, daß die ideale Trans- Durch die nutenförmigen Vertiefungen 44 und 46 port linie 24 des Magnetbandes an der ablaufenden 30 wird an der ablaufenden Seite des Arbeitsspaltes des Seite des Arbeitsspaltes 20 jeweils etwas angehoben Magnetkopfes 10' der Bereich negativen Drucks bewird. Im Betrieb ergibt sich die Transportlinie 30, wenn seitigt, wenn sie ausreichende Breite und Tiefe aufdas Magnetband von links nach rechts in der »Vor- weisen. Die Wirkung der nutenförmigen Vertiefung 46 wärts«-Richtung transportiert wird, und die Trans- ist für die »Vorwärts«-Transportrichtung und die portlinie 32 ergibt sich, wenn das Magnetband in der 35 nutenförmige Vertiefung 44 ist für die < >Rüc';wärts«- »Rückwärts«-Richtung von rechts nach links transpor- Transportrichtung des Magnetbandes vorgesehen,
tiert wird. Dj_e nutenförmigen Vertiefungen 44 und 46 sind so

Gemäß der Darstellung nach Fig. 2 ergibt sich angeordnet, daß sie sich in jeder der beiden Transportzwischen Magnetband und Polfläche des Magnet- richtungen des Magnetbandes an der Stelle befinden, kopfes an der zulaufenden bzw. an der ablaufenden 40 an welcher der Bereich negativen Drucks \orhanden Seite des Arbeitsspaites 20 eine nichtsymmetrische Ver- ist. Diese Stelle liegt nahe dem tansentialen Näheteilung des '-agerdrucks ρ an der Pclfläche, abhängig rungspunkt an der ablaufenden Seite des Arbeitsspal- \om Bandtransportweg i. Die Kurve 34 zeigt den tes. Aus der Fig. 4 geht hervor, daß die Begrenzungen Druckverlauf in der »Vorwärtsw-Transportrichtung, der nutenförmigen Vertiefungen 44 und 46 beiderseits und die Kurve 36 zeigt den Druckverlauf in der »Rück- 45 eines der Endpunkte 26', 28' des Umschiingungswärts«-Transportrichtung. Zwischen den Punkten 26 winkeis liegen. Die Begrenzungen 44a bzw. 46a sind und 28 der Tangentialberührung ergibt sich somit daher von jeweils einem der Punkte 26' bzw. 28' an jeweils ein Bereich positiven Drucks und ein Bereich der Polfläche des Magnetkopfes in Richtung des negativen Drucks. Der Bereich negativen Drucks an Arbeitsspaltes 20' verschoben.

der ablaufenden Seite des Arbeitsspaltes des Magnet- 50 Die nutenförmigen Vertiefungen 44 und 46 beiderkopfes entsteht offenbar dadurch, daß der zwischen seits des Arbeitssp; Ites 20' des Magnetkopfes sind dazu Magnetband und Polfläche vorhandene Zwischenraum bestimmt, den negativen Druck in jeder der beiden rasch vergrößert wird, ohne daß dieser Zwischenraum Transportrichtungen des Magnetbandes an der abdurch das umgebende Luftmedium sofort aufgefüllt laufenden Seite des Arbeitsspaltes zu beseitigen. Eine werden kann. Für das Magnetband ergeben sich somit 55 der beiden nutenrörmigen Vertiefungen befindet sich die in Fig. 1 dargestellten, von der idealen Transport- daher jeweils an der zulaufenden Seite des Arbeitslinie 24 abweichenden Transportlinien 30 und 32. Diese Spaltes, wenn das Magnetband in einer Richtung bestimmen die Auswölbung des Magnetbandes, die transportiert wird. In dieser Lage hat die nutenauch abhängig ist vom Material des Magnetbandes. förmige Vertiefung an der zulaufenden Seite des Ar-

Die Fig. 3 zeigt den Verlauf der zwischen Mganet- 60 beitsspaltes die zusä;7Üche günstige Wirkung, daß unter

band und Polfläche des Magnetkopfes bestehenden dem Magnetband an der Polfläche eine Luftstauung

Abstände i/an der zulaufenden bzw. ablaufenden Seite vermieden wird. In diesem Bereich wird somit das Ab-

des Arbeitsspaltes 20, abhängig vom Bandtransport- heben des Magnetbandes von der Polfläche, was zu

weg s. Die Kurve 38 zeigt den Abstandsverlauf »Vor- unerwünschten größeren Abständen führen könnte,

wärts«-Transportrichtung, jnd die Kurve 40 zeigt den 65 vermieden. Die Höhe des Luftlagers kann somit klein

Abstandsverlauf in der »Rückwärtsw-Transportrich- gehalten werden, wodurch ein sehr kleiner Radius der

tung. Aus der Fig. 3 geht hervor, daß am Arbeitsspalt Polflächenkrümmung, welcher der Lagerhöhe direkt

des Magnetkopfes bekannter Art verschiedene Ab- proportional ist, vermieden wird.

5 6

Die Fig. 5 zeigt die Verteilung des Lagerdrucks /Λ fläche 12' des Magnetkopfes und dem Magnetband in abhängig vom Bandtransportweg s' an der Polfläclie beiden TransportrichUingen gleiche Abstände erzielt des in Fig. 4 dargestellten Magnetkopfes. Der Bereicli werden. Das Magnetband wird daher im wesentlichen des in Fig. 2 dargestellten negativen Drucks wird entlang der in Fig. 4 dargestellten Transportlinie 24' durch die Nut 46 in der »Vorwärts«-Antriebsrichtung 5 transportiert. Eine genaue Justierung des Arbeitswirksam beseitigt, wie dies aus Kurve 34' hervorgeht. Spaltes 20' in die Mitte zwischen den Punkten 26' und Die Beseitigung des negativen Drucks in der »Rück- 28' ist daher nicht erforderlich, so daß durch irgcndwärts«-Antriebsrichtung ergibt sich entsprechend der eine Lage im ebenen Bereich 48 der Polteilfläche 14' Darstellung nach Kurve 36' durch die Nut 44. gute Ergebnisse der Signalabfühlung erzielt werden.

Aus Fig. 6 geht hervor, daß der Abstand d' ab- io Für die Bemessung des in Fig. 4 dargestellten

hängig vom Bandtransportweg s' zwischen Magnet- Magnetkopfes können die folgenden Werte angenom-

band und Polfläche im Bereich des Arbeitsspaltes 20' men werden:

für beide Transportrichtungen gleichbleibend ist. Die R 1,2 cm,

Kurve 38' zeigt den Abstandsverlauf »Vorwärts«- Länge des Bereichs 48 1 mm, Transportrichtung, und die Kurve 40' zeigt den 15 Umschlingungswinkel 7°, Abstandsverlauf »Rückwärtsw-Transportrichtung. Tiefe der Nuten 44 und 46 0,15 mm und Schnittpunkte der Linie 42' mit den Kurven 40' und 38' Breite der Nuten 44 und 46 1 mm,

zeigen an der Transportbahn des Magnetbandes die Abstand zwischen Polfläche und Magnetband im

Grenze des Bereiches, in welchem zwischen der Pol- Bereich des Arbeitsspaltes 20' ....7,5· 1(H mm Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Magnetkopf zur Bildung eines Luftlagers für ein Magnetband durch eine kurvenförmige Polfläche, an welcher beiderseits des Arbeitsspaltes zur Vermeidung von Überdruck/Unterdruck an der zulaufenden/ablaufenden Seite des Arbeitsspaltes zwischen den Seitenbegrenzungsflächen des Polstücks des Magnetkopfes durchgehende, nutenförmige Vertiefungen angeordnet sind, mit einer Parallelführung des Magnetbandes an der Polfläche in einem Umschlingungswinkel. dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsspalt (20') in einem Bereich ebener Polfläche (48) zwischen zwei nutenförmigen Vertiefungen (44, 46) angeordnet ist und daß die Endpunkte (26', 28) des Umschlingungswin! Hs durch Bandführungsmittel derail bestimmt sinu, daß sie über den nutenförmigen Vertiefungen liegen (Fig. 4).