DE2140176A1

DE2140176A1 - Hydrodynamisches Lager, insbesondere für einen magnetischen Übertragungskopf

Info

Publication number: DE2140176A1
Application number: DE19712140176
Authority: DE
Inventors: Shahbuddin A. Thousand Oaks Calif. Billawala (V.St.A.)
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1970-08-26
Filing date: 1971-08-11
Publication date: 1972-03-02
Also published as: BE771227A; GB1342537A; DE2140176C2; US3678482A; JPS5631670B1; FR2105970A5

Description

DIPL.-ING. HORST ROSE DIPL-INU. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE

3353 Bad Gandershelm, 10. AugUSt 1971 Hohenhöfen 5 Telefon: C05382) 2842

Telegramm-Adressa: Siedpatent Gandereheim

Unsere Akten-Nr.: 7 88/2 6 4

Burroughs Corporation
Patentgesuch vom 10. August 1971

Burroughs Corporation

6O7I Second Avenue Detroit. Mioh. 48232 V.St.A.

Hydrodynamisches lager _} insbesondere für einen magnetischen Übertragungskopf.

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Lager für ein zu lagerndes Teil, insbesondere für den Übertragungskopf eines magnetischen Speichersystems mit einer relativ zum Übertragungskopf beweglichen magnetischen Speicherfläche, wobei das zu lagernde Teil zwischen einer ersten Stellung, in der es genügend weit von einem zweiten, relativ zu ihm beweglichen Teil entfernt ist, so daß die hydrodynamischen Kräfte vernachlässigbar sind, in eine zweite Stellung bringbar ist, die genügend nahe beim zweiten Teil liegt, so daß hydrodynamische Kräfte zwischen den beiden Teilen entstehen. Da/bei soll unter dem Gattungsbegriff "hydrodynamisch" jede Art von Druckmittellagerung verstanden werden, also insbesondere auch Gas- oder Luftkissenlager.

Magnetspeicher sind wichtige periphere Einheiten für moderne Datenverarbeitungsanlagen. Bei- ihnen werden Daten auf einer schnell rotierenden Scheibe gespeichert, welche auf mindestens einer Oberfläche ein magnetisches Speicher-

Benkkonto: Braunadiwelgliche Staatsbank, Filiale Bad Gandereheim, Kto.-Nr. 22.11S.970 · Postscheckkonto: Hninover 66715

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medium aufweist. Auf dieses Speichermedium werden mittels Magnetköpfen Daten aufgezeichnet und abgelesen; die Magnetköpfe sind in Übertragungsköpfen in nächster Nahe der rotierenden Scheibe angeordnet. Da sich die Scheibe sehr schnell dreht, ist eine Berührung zwischen dem Übertragungskopf und der Scheibe gänzlich unzulässig, da sonst eine sehr starke Abnutzung eintreten würde. Die Übertragungsköpfe weisen deshalb besonders bearbeitete Flächen auf, welche mit der Oberfläche der Scheibe zusammenwir- ^ ken, um ein hydrodynamisches Lager zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Flächen zu erzeugen. Eine mitgerissene Luft- oder Gasschicht auf der sich schnell bewegenden Scheibe ergibt hydrodynamische Kräfte auf die Lagerflächen des Übertragungskopfes, und diese Kräfte halten die beiden relativ zueinander sich bewegenden Flächen getrennte Der- Begriff "Übertragungskopf wird verwendet, da solche Köpfe gewöhnlich sowohl zum Aufzeichnen wie zum Ablesen von magnetischen Signalen verwendet werdeno

Bei Seheibenspeichern gingen die Betrebungen ständig in die Richtung, die Daten mit höheren Bitdichten zu speichern, d.h. in der Weise, daß die einzelnen Datenbits " immer kürzere Abstände voneinander aufweisen. Wenn die verwendeten Bitdichten höher werden, wird es immer wichtiger, den Abstand zwischen dem Übertragungskopf und der sich bewegenden Scheibe zu verringern. Der Signalpegel wird ebenfalls bei einem engen Abstand zwischen Übertragungskopf und Scheibe größer. Dabei wird das· Problem, geeignete hydrodynamische Lager zu schaffen, mit kleiner werdendem Abstand immer schwieriger. Bisher nahm man an, daß der geringste vernünftige Abstand zwischen Übertragungskopf und Scheibe in der Größenordnung von 0,0015 bis 0,0025mm (60 bis 100 Mikrozoll) liege. Jedoch liegt die

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Forderung vor, diesen Abstand wesentlich zu verringern.

Bei mit hohen Drehzahlen arbeitenden Speichern wird der Übertragungskopf zurückgezogen bzw* abgehoben, wenn die Scheibe steht oder sich mit niedriger Drehzahl dreht. Zu Beginn des Betriebs wird die Scheibe auf ihre volle Arbeitsdrehzahl gebracht,- und dann werden die Übertragungsköpfe zur Scheibe hin in ihre endgültige Schwebestellung in der Nähe der Scheibe gedruckt. Die Köpfe können falls gewünscht auch bei rotierender Scheibe abgehoben werden, falls gerade keine Daten aufgezeichnet oder abgelesen werden sollen.

In der Technologie solcher Übertragungsköpfe hat es sich eingebtfcgert, Ausdrücke aus der Flugtechnik zu verwendenc So sagt man, der Übertragungskopf "fliege" oder "schwebe" nahe der Speicheroberfläche. Die Technik, den Übertragungskopf von seiner abgehobenen Stellung in seine endgültige Schwebestellung zu bringen, wird gewöhnlich als das "Landen" des Kopfes bezeichnet, obwohl dabei kein körperlicher Kontakt zwischen dem Übertragungskopf und der Oberfläche der Scheibe entsteht. Im Gegenteil ist es äußerst wichtig, einen solchen körperlichen Kontakt unter allen Umständen zu vermeiden, da das Aufschlagen eines Kopfes, selbst wenn es nur ganz kurzzeitig erfolgt, einen Schaden am Übertragungskopf und auch an der außerordentlich teuren rotierenden Scheibe verursachen kann. - Ferner werden im folgenden die flugtechnischen Ausdrücke "Schlingerstabilität", "Schlingerlage", "Anstellwinkel" und weitere verwendet.

In der US-PS 3.310.792 ist eine Befestigung für einen Übertragungskopf beschrieben, und zwar wird dort eine elastische kardanische Federbefestigung für einen magnetischen Übertragungskopf verwendet, der zum Schweben

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auf einer Luftschicht bzw» einem Luftkissen auf der Oberfläche eines sich schnell drehenden Scheibenspeichers öd»dgl, ausgebildet ist. Die kardanische Feder dient zum Abheben des Übertragungskopfes von der Oberfläche der Scheibe in eine abgehobene Stellung, in der sich die Feder in ihrer neutralen, nicht gespannten Lage befindet. Dazuhin ermöglicht diese kardanische Feder eine Einstellung des Kopfes und übt ein sehr kleines Drehmoment auf ihn aus, so daß in der abgehobenen Stellung die Vorderseite des Übertragungskopfes weiter von der Scheibenoberfläche entfernt ist als die rückwärtige Seite. (Unter

* "Vorderseite" wird ader und im folgenden verstanden diejenige Seite ι auf die die Speichersoheibe im Betrieb zuläuft, und unter "rückwärtige Seite" diejenige Seite, von der die Speicherscheibe im Betrieb wegläuft; statt Vorderseite könnte man in Anlehnung an die Form eines Fußes auch "Zehenteil" und statt rückwärtige Seite auch "Fereenteil" sagen.) Bin pneumatisch betätigter Kolben drückt den Übertragungskopf von seiner abgehobenen Stellung in seine endgültige Schwebestellung bei der Scheibe und spannt dadurch die kardanische Feder. Wenn sich der Übertragungskopf in seiner endgültigen Schwebestellung befindet, dienen die hydrodynamischen Kräfte zwischen dem Kopf und der Scheibe dazu, den Kopf in seine richtige Stellung bezüglich des Kolbens zu verdrehen, so daß die Vorderseite und die rückwärtige Seite mehr als in der abgehobenen Stellung eine äquidistante Lage relativ zur Oberfläche der Scheibe einnehmen.

Beim "Landen" des Übertragungskopfes in seiner endgültigen Schwebestellung besteht die Gefahr, daß die rückwärtige Seite (oder Ferse) des Übertragungskopfes mit der Oberfläche der Scheibe in Berührung kommt, da die Vorder- oder Zehenseite nach oben geneigt ist und die

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hydrodynamischen Kräfte, die in der endgültigen Schwebest ellung wirksam sind, noch nicht vorhanden sind. Bisher war man gezwungen, einen Kompromiß zu schließen zwischen dem gewünschten, sehr kleinen Arbeitsspalt zwischen Kopf und Scheibe einerseits und den landeeigensohaften des Kopfes andererseits. Falls der Spalt bzw» Abstand zu klein ist, kann der Übertragungskopf nicht riehtig gelandet werden, ohne auf die Scheibe auf zuknallen«, Falls der Spalt bzw. Abstand größer ist, werden die Übertragungseigenschaften schlechter»

Man kann bei einem Kopf mit kleinem Abstand von einer Scheibe die Landeeigenschaften verbessern^ indem man die von der kardanischen Feder ausgeübten Kräfte verringert» Hierdurch entsteht aber ein anderes Problem, und zwar treten bei Verwendung einer leichten bzw. weichen kardanischen Feder vorübergehende Schwingungen und Lageänderungen auf, welche di© Einstelleigenschaften des Lagers nachteilig beeinflussen.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung_s bekannt® hydrodynamische Lager zu verb3ssern_? und insbesondere_s die Landeeigenschaften des hydrodynamischen Lagers eines Übertragungskopfes relativ zu einer sich bewegendem Sp@ich©rfläche zu verbessern, ohne den Arbeitsspalt zwischen dem Übertragungakopf und der Speieherfläche su vergrößern o&sr die Befestigung weicher zu maohen»

Erfindungsgemäß wird diea bei einem eingangs genannten hydrodynamischen Lager dadurch erreicht_s daß ein Haupt-Lagerabsohnitt mit einer Tsrderkante und einer Rüekkante vorgesehen ist, welcher dazu ausgebildet ist, in der zweiten Stellung in der Nähe des zweiten Teils zu schweben und.in dieser zweiten Stellung einen Hauptteil der hydro~ dynamischen Lagerkraft zu erzeugen, und daß aur Erzeugung

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einer größeren hydrodynamischen Kraft als derjenigen des Haupt-lagerabschnitts bei einer Zwischeneteilung während de3 Übergangs ds® zu lagernden Teils von der ersten zur zweiten Stellung ein Satelliten-Lagerabschnitt vorgesehen ist, welcher mindestens teilweise hydrodynamisch von dem Haupt-lagerafesehaitt getrennt ist, mindestens teilweise hinter dessen Rückkante liegt und in der zweiten Stellung zum Schweben in der Hähe des zweiten Teils des lagers ausgebildet ist» um in dieser zweiten Stellung einen kleineren Anteil der hydrodynamischen Kraft zu erzeugen.

™ Bine weitere erfindungsgemäSe Problemlösung bezieht

sich auf da» Problem der Befestigung der Magnetköpfe im -tJbertragungskojjf» und swsr auf ein hydrodynamisches lager für ein au lagerndes Teil₉ insbeeondere für den Übertragungekopf eines magnetischen Speichersystems mit einer relativ zum Übertragungskopf beweglichen magnetischen Speieherflüeh®₈ wobei das zu lagernde Teil zum Schweben mittel· einer hydrodynamischen lagerfläche bei einer magnetischen Speiefeerflache ausgebildet ist. Diese lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der hydrodynamischen lagerfläohe ein vertieftes Gebiet ausgebildet ist, und daß mindestens ein Magnetkopf im üfeertragungskopf Innerhalb des vertieften gebiets angeordnet ist und einen magnetischen übtrtragö&gaspalt aufweist, der im wesentlichen bündig mit der hydrodynamischen lagerfläche ist* Besonders bei einer Befestigung der Magnetkdpfe mit Hilfe eine» Spoxyharses hat siöh nämlich gezeigt, daS dieses Harz nicht maßfeeständig ist und mit der Zeit »wächst¹* _f wodurch bei den angestrebten sehr kleinen Abständen groS« Schwierigkeiten entstehen können. Durch die angegebene lösung werden diese Schwierigkeiten auf einfache Weise beseitigt, und man kann das vertiefte Gebiet mit besonderem Torteil auch sur hydrodynamischen Trennung zwei-er lagerflächen verwenden·

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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sioh aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. A einen Übertragungskopf nach dem Stand der Technikj in seiner endgültigen 8chwebestellung₉

!ig· B den Übertragungskopf nach Fig. A bei der Landung,

Fig. 1 die Lagerfläche eines magnetischen Übertragungskopfes nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kopfes nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematisierte Barstellung des Kopfes nach Fig. 1 in seiner endgültigen Schwebestellung,

Fig. 4 den Kopf nach Fig. 1 während der Landung,

Fig» 5 eine schematisierte Darstellung des'Übertragungskopfes nach Fig. 1 in einer abnormalen Schwebestellung»

Fig. 6 die Lagerfläche einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Übertragungskopfes,

Fig. 7 einen teilweisen Querschnitt durch den Kopf nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Lagerfläche einer anderen Form eines erfindungsgemäßen hydrodynamischen Lagers,

Fig. 9 und 10 Längsschnitte durch den Kopf nach Fig. 8,

Figc 11 ein anderes Ausführungsbeispiel eines hydrodynamischen Lagers,

Fig. 12 ein anderes Ausführungsbeispiel eines hydrodynamischen Lagers und

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Figo 13 ein anderes Ausfülirungsbeispiel eines hydrodynamischen Lagersο

In den Zeichnungen werden gleiche Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet«

Figo A zeigt einen typischen Übertragskopf 16 nach dem Stand der (Technik, der neben einer Speicherscheibe 17 in seiner endgültigen Schwebestellung "fliegt". Wie in dieser Zeichnung und in der Folge in den anderen Zeichnungen dargestellt ist, bewegt sich die Scheibe 17 Jeweils von rechts nach links. - In seiner endgültigen Schwebestellung schwebt der Übertragungskopf 16 mit einem kleinsten Abstand H über der Oberfläche der Scheibe 17, und da beim Flug die Vorderseite 18 des Kopfes normalerweise relativ zur Rückseite 19 um einen kleinen Steigungswinkel 0 geneigt ist, befindet sich der kleinste Abstand H an der rückwärtigen Kante 19 (sozusagen der Ferse oder dem Absatz) des Übertragungskopfes. Der Übertragungskopf 16 ist mit einer ebenen Seite oder Fläche 21 versehen, welche über der Scheibe 17 schwebt und in der endgültigen Schwebestellung um den kleinen Winkel Q nach oben geneigt ist. Vor der Fläche 21 befindet sich am Kopf 16 eine zweite, konvergierende Fläche 22, deren rückwärtige Kante mit der Vorderkante der Fläche 21 zusammenfällt. Die konvergierende Fläche 22 schließt mit der Ebene der Hauptfläche 21 einen kleinen, in der Zeichnung übertrieben groß dargestellten Winkel alpha ein. - Der Ausdruck "konvergierend" bezieht sich auf die Relativbewegung zwischen dem Kopf 16 und der Scheibe 17, ebenso wie im folgenden der Ausdruck "divergierend".

Es wird hier darauf hingewiesen, daß die Winkel alpha und Θ, der Abstand H und ähnlich Winkel und Abstände, die im folgenden beschrieben werden, aus Gründen der anschaulichen Darstellung gegenüber den tatsächlichen Verhältnissen

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sehr stark übertrieben dargestellt sind. Z.B. kann bei dem hydrodynamischen Lager nach Fig. A der Abstand H in der Größenordnung von 0,0025 mm (100 Mikrozoll) liegen, und die Winkel alpha und Q liegen in der Größenordnung von nur einigen Bogenminuten.

Wie oben erwähnt, ist eine nicht dargestellte kardanische leder mit dem Kopf 16 verbunden und ermöglicht eine Einstellung desselben. Ein Drehmoment M, von dem angenommen werden kann, daß es um den Punkt wirkt, wo ein Kolben 23 auf die den Lagerflächen 21 und 22 gegenüberliegende Seite des Kopfes 16 einwirkt, wird benötigt, um das sehr kleine Moment der kardanischen Peder zu überwinden und zu bewirken, daß der Kopf 16 parallel zur Oberfläche der Scheibe 17 fliegt. Der Kolben 23 beaufschlagt den Kopf 16 mit einer Kraft P und drückt ihn in Richtung zur Scheibe 17> die sich sehr schnell dreht. Das Drehmoment M wird durch Kräfte I¹I und F2 erzeugt, die durch den Druclanittelfilm (z.B.. die Luftschicht) zwischen der Scheibe 17 und dem Kopf 16 erzeugt werden«, Die Kraft I¹I greift am DruGkzentrum auf der Hauptfläche 21 des hydrodynamischen Lagers an, und die Kraft F2 am Druckzentrum auf der konvergierenden Hache 22. Wird der Abstand zwischen dem Kopf 16 und der Scheibe bei der endgültigen Schwebestellung verkleinert, so wandert die erforderliche Angriffsstelle des Kolbens 23 mehr zur rückwärtigen Seite 19 des Kopfes 16, um den für ein stabiles Schweben erforderlichen Winkel θ aufrechtzuerhalten.

Wie oben erwähnt, wird der Kopf 16 jedesmal abgehoben, sobald die Drehzahl der Scheibe 17 unter der Betriebsdrehzahl liegt. Wenn die Scheibe 17 auf ihre Betriebsdrehzahl kommt, ist es deshalb erforderlich, den Kopf auf sie abzusenken oder zu "landen", um Daten ein- oder ausgeben zu können. Zu diesem Zweck wird pneumatischer

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Druck an den Kolben 23 angelegt, so daß dieser den Kopf 16 in Richtung zur Scheibe 17 drückt, wie das in Fig. B dargestellt ist. Die nicht dargestellte kardanische Feder kippt die Vorderseite 18 des Kopfes 16 in der abgehobenen Stellung nach oben, und wenn der Kopf 16 in Richtung zur Scheibe 17 gedruckt wird, nähert sich die rückwärtige Seite 19 als erste der Scheibe 17, und eine durch einen Druokmittelfilm zwischen dem Kopf 16 und der Scheibe 17 erzeugte Kraft F1 beginnt auf die Hauptfläche 21 zu wirken und kippt dadurch die rückwärtige Seite 19 des Kopfes ™ 16 von der Scheibe 17 weg, wenn sich der Kopf 16 dieser nähert. Dieses Kippen wird durch ein Drehmoment bewirkt, das durch das Kräftepaar F1 und P erzeugt wird, da von der konvergierenden Fläche 22 praktisch noch keine Kraft erzeugt wird, denn diese Fläche ist noch sgfWeit von der Oberfläche der Scheibe 17 entfernt, daß sich noch kein stabiler, einen wesentlichen Druck erzeugender Druekmittelfilm gebildet hat.

Wie bereits erläutert, muß dann, wenn der Übertragungskopf in seiner endgültigen Schwebestellung einen sehr kleinen Abstand von der Scheibe 17 haben soll, die Kräfteverteilung so sein, daß der Kolben 23 näher beim W rückwärtigen Ende 19 des Kopfes 16 angeordnet sein muß als bei einem größeren Abstand. Wird deshalb der Kolben 23 näher beim rückwärtigen Ende 19 angeordnet, so wird das von der Kraft F1 erzeugte lande-Drehmoment verringert, da sich der Drehmomentenarm verringert hat, und man hat Schwierigkeiten beim Landen des Übertragungskopfes, da das rückwärtige Ende 19 auf die Oberfläche der Scheibe aufschlagen kann, ehe eine Kraft F1 erzeugt wird, die ausreicht, um den Übertragungskopf 16 in seine endgültige Schwebestellung zu verdrehen, wie sie in Fig. A dargestellt ist.

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Die Fig. 1 und 2 zeigen einen magnetischen Übertra ungskopf 26, der erfindungsgemäße Merkmale aufweist und der das gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Dieser Kopf 26 hat eine Vorderseite 27 und eine rückwärtige Seite 28. Dabei beziehen sich die Ausdrücke "Vorderseite" und "rückwärtige Seite", wie bereits eingangs erläutert, auf die Relativbewegung zwischen dem Kopf 26 und einem Aufzeichnungsträger, z_eB<> einer Magnetspeicherplatte 36 (!ig. 3 und 4), wobei sich letztere neben dem Kopf 26 von dessen Vorderseite 27 zu seiner rückwärtigen Seite 28 hin bewegt.

Der Kopf 26 hat eine Haupt-Lagerflache 29, längs deren Vorderkante 31 sich eine konvergierende Fläche 32 erstreckt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Hauptfläche 29 und die konvergierende Fläche 32 als ebene Flächen ausgebildet, und die Fläche 32 schließt, wie in Fig. 3 dargestellt, mit der Ebene der Hauptfläche 29 einen kleinen Winkel alpha ein, der in einem, typischen Fall nur einige Bogenminuten beträgt und in Fig. 3 aus den eingangs erläuterten Gründen übertrieben groß dargestellt ist. Der hydrodynamische lagerabschnitt des Übertragungskopfes 26 weist ferner hinter der Rückkante der Hauptfläche 29 eine Satelliten-Lagerflache 33 auf, welche in der gleichen Ebene liegt wie die Hauptfläche 29 und von dieser durch einen schmalen Schlitz 34 getrennt ist, der quer zur Richtung der Bewegung der Lagerfläehe relativ zur benachbarten Aufzeichnungsfläche einer Speicherscheibe 36 (Fig. 3) von einer Seite des Lagers zur anderen verläuft, wie das am besten aus Fig. 1 hervorgeht« Der Schlitz 34 bewirkt eine hydrodynamische Trennung zwischen der Hauptfläche 29 und der Satellitenflache 33, so daß beim Betrieb des hydrodynamischen !Lagers getrennte Druckver-

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ΐeilungen oder Druokfelder auf diesen beiden !Flächen entstehen» Beim Bestimmen der Druckverteilungen werden hydrodynamische Gleichungen verwendet, da in den sehr dünnen Druckmittelschichten (mit typischen Werten von weniger als 0,0025 mm) eine viskose Strömung auftritt und Trägheitskräfte des Druckmittels ohne Bedeutung sind«,

An der Rückkante 37 der Satelliten-Lagerfläche 33 befindet sich eine divergierende Fläche 38, deren Vorderkante mit der Rückkante 37 der Satellitenfläche 33 zusammenfällt. Die divergierende Fläche 38 schließt mit der Ebene der Satelliten-Lagerfläche 33 einen kleinen Winkel

" beta (Pig. 3) ein. Der Winkel beta ist nur einige Bogenminuten groß} er ist vorzugsweise größer als der Winkel alpha zwischen der Ebene der Hauptfläche 29 und der konvergierenden Fläche 32. Die Rückkante 40 der divergierenden Fläche 38 ist in bevorzugter Weise gekrümmt, um die Möglichkeit möglichst gering zu machen, daß ein Eck des Kopfes 26 in Berührung mit der sich drehenden Scheibe 36 kommto Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist von den versch.-iedenen Flächen 32, 29, 33 und 38 der Lagerfläche eine Stufe zu einer Schulter 39 vorgesehen, welch letztere im Betrieb genügend weit von der Oberfläche der Speicherscheibe 36 entfernt ist, so daß die Druckmittelschicht keinen Einfluß auf sie hat_e

Mehrere magnetische Wandler oder Magnetköpfe 41 sind im Übertragungskopf 26 befestigt, wobei ihre Polschuhe in üblicher Weise so angeordnet sind, daß der Luftspalt der Wandler jeweils bei der Lagerfläche liegt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegen die (picht dargestellten) Luftspalte etwa auf dem Scheitel 37 zwischen der Satellitenfläche 33 und der divergierenden Fläche 38 j befindet sich der Kopf 26 in seiner endgültigen Schwebestellung, so ist dieser Scheitel 37 der Teil des Kopfes, der am nächsten

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beim magnetischen Aufzeichnungsträger 36 liegt, d.h. diese Stelle ist die günstigste Stelle für die Wandler 41.

Fig. 3 zeigt schematisoh den Übertragungskopf 26 nach den Fig. 1 und 2 in seiner endgültigen Schwebestellung über der rotierenden Scheibe 36, die auf ihrer Oberfläche ein (nicht dargestelltes) magnetisches Aufzeichnungsmedium aufweist. Wie bei diesem Ausführungs— beispiel dargestellt, dreht sich die Scheibe 36 unter dem Kopf 26 von rechts nach links. In seiner endgültigen Schwebestellung schwebt oder fliegt der Kopf 26 über der Scheibe 36; hierbei ist seine Vorderseite 29 um einen Winkel θ nach oben geneigt,und dieser Winkel liegt in der Größenordnung von nur einigen Bogenminuten_o Ein pneumatisch betätigter Kolben 42 beaufschlagt den Kopf 26 mit einer Kraft P und drückt ihn in Richtung zur SGheibe 36. Eine übliche, nicht dargestellte kardanisohe Feder, wie sie z.B. in der eingangs genannten IIS-PS 3 310 792 in den Fig. 4, 6, 8, 10 und 11 dargestellt ist, wirkt entgegen dem Moment M um denjenigen Punkt, an dem der Kolben 42 an der Rückseite des Übertragungskopfes 26 anliegtc Die Kräfte F1 und F2, welche jeweils im Druckzentrum der Druckmittelschicht auf den Flächen 29 bzw. 32 angreifen, wirken weitgehend in derselben Weise wie die entsprechenden Kräfte F1 und F2 in dem eingangs beschriebenen, eine keilförmige Verjüngung 22 aufweisenden hydrodynamischen lager nach den Fig. A und B.

Zusätzlich zu diesen Kräften ist eine Kraft F3 vorhanden, welche im Druckzentrum der Druckmittelschicht auf der Satellitenfläche 33 angreift. Die Kraft F3 wirkt ebenfalls der Kraft P des Kolbens 42 entgegen. - Wenn sich der Kopf 26 in seiner endgültigen Schwebestellung befindet, sind die hydrodynamischen Kräfte auf die

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divergierende Fläche 38 vernachlässigbar. In dieser endgültigen Schwebe st ellung ist die Kraft F3 auf die Satellitenfläche 33 ziemlich klein im Vergleich zu den Kräften F1 und F2 auf die Hauptfläche 29 und die konvergierende fläche 32. Teilweise hat dies seinen Grund darin, daß die Satellitenfläche 33 kleiner ist, aber der Hauptgrund, ist der, daß die konvergierende Fläche 32 und die Hauptfläche 29 zusammen als hydrodynamisches Lager mit keilförmiger Verjüngung wirken, welches von Haus aus bei einem gegebenen Anstellwinkel größere Kräfte aufweist als ein ebenes Lager, während die Satellitenfläche 33 die Druckverteilung eines ebenen Lagers mit einem Anstellwinkel θ aufweist. Wenn sich also der Übertragungskopf in seiner endgültigen Schwebestellung befindet, wird der Hauptanteil der Kraft von der Hauptlagerfläche 29 zusammen mit der konvergierenden Lagerfläche 32 erzeugte Nur ein relativ geringer Anteil der Kraft wird dann von der Satelliten-Lagerfläche 33 erzeugt.

Pig. 4 zeigt schematisch den Aufzeichnungskopf 26 nach den Fig. 1 und 2 in einer Übergangsphase zwischen der abgehobenen Stellung und der endgültigen Schwebestellung, und zwar beim sogenannten "Landen" des Kopfes auf der Platte 36. Zu diesem Zeitpunkt beaufschlagt der Kolben 42 den Kopf 26 mit einer Kraft P, welche diesen in Richtung zur Scheibe 36 drückt« Bei der Landung des Kopfes 26 ist dessen Vorderseite 27 unter einem Winkel O nach oben geneigt, der wesentlich größer ist als der Winkel θ in der endgültigen Schwebestellung, wobei aber auch hier seine Größe nur in der Größenordnung von Bogenminuten liegt. Die Vorderseite 27 ist so nach oben geneigt, daß die Vorderkante 37 der divergierenden Fläche 38 um einen kleinen Winkel 0 nach oben geneigt ist. Bei dieser Anstellung wirken die Satellitenflächen 33 und

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die divergierende lläche 38 zusammen als hydrodynamisches Lager mit "keilförmiger Verjüngung und erzeugen eine relativ große Kraft F4 durch die Einwirkung der Druckmittelschioht auf die divergierende Fläche, und eine relativ kleine Kraft F3 durch die Einwirkung der Druckmittelschicht auf die Satellitenfläche 33. Die "beiden Kräfte F3 und F4 haften einen beträchtlichen Abstand vom Angriffspunkt der Kraft P (des Kolbens 42), und wegen dieses langen Drehmomentenarms wird ein ziemlich großes Drehmoment auf den Ubertragungskopf 26 ausgeübt, das betrebt ist, dessen rückwärtige Seite 28 nach oben und seine Vorderseite 27 nach unten in die endgültige Schwebestellung zu bewegen.

Wenn sich der Kopf 26 in seine endgültige Schwebestellung verschwenkt, nimmt die Kraft F3 auf die Satellitenfläche 33 zu und erlangt einen größeren Einfluß auf das Drehmoment, das auf den Kopf 26 wirkt. Allmählich verschwenkt sich der Kopf 26 durch eine Stellung, bei der der Winkel 0 zwischen der divergierenden Fläche 38 und der Scheibe 36 O beträgt, und die Kraft F4 auf' die Fläche 38 bekommt einen geringeren Einfluß. - Zu Beginn der Landung des Kopfes 26 auf der Scheibe 36 sind die Kräfte F1 und F2 auf die Haupt-Lagerfläche 29 und die konvergierende Lagerfläche 32 vernachlässigbar; bei der Annäherung an die endgültige Schwebestellung nehmen diese Kräfte allmählich zu; die Kraft. H auf die Haupt-Lagerfläche 29 wird zunächst in ähnlicher Weise wie bei einem ebenen Lager erzeugt, so daß die Kraft in diesem Stadium weiter hinten angreift als in der endgültigen Schwebestellung, wobei sie ebenfalls bestrebt ist, den Kopf in Richtung auf seine endgültige Schwebestellung zu verschwenken_e Somit ist während der Anfangsphasen der Landung die Kraft, die von der Satellitenfläche 33 und der divergierenden Fläche 38 erzeugt wird, wesentlich größer als die

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Kraft, die von der Haupt-Lagerflache 29 erzeugt wird} hierdurch wird sichergestellt, daß der Kopf 26 bei der Landung nicht auf der Scheibe 36 aufschlägt.

Die hydrodynamische Trennung hinsichtlich der Druckmittelschicht zwischen der Satellitenfläche 33 und der Hauptfläche 29 ermöglicht es, daß die Satellitenfläche 33 in der endgültigen Schwebestellung des Kopfes 26 praktisch als ein separates Lager wirkt. Hierdurch wird von der dortigen Druckmittelschicht eine Kraft erzeugt, die separat von der Kraft der Druckmittelschicht auf der Haupt-Lagerfläche 29 ist, und dies ermöglicht es, den . Kolben 42 weiter vorne am Kopf 26 angreifen zu lassen, als wann die Satellitenfläche 33 und die Hauptfläche 29 eine durchgehende Fläche wären, obwohl der Kolben 42 bei dem sehr engen Abstand H relativ näher bei der Rückkante der Haupt-Lagej?fläche 29 angeordnet sein muß als bei einem größeren Abstand. Wird z.B. bei einem hydrodynamischen Lager mit keilförmiger Verjüngung der kleinste Abstand zwischen der Lagerfläche und der Scheibe von etwa 0,00152 mm auf etwa 0,00076 mm verringert, so muß sich der Angriffspunkt der Kraft P um etwa ~]0<fo in Richtung zur rückwärtigen Seite des Lagers verschieben, was zwar absolut gesehen nicht viel ist, aber bezüglich der Landeeigenschaften des Lagers einen sehr bedeutenden Einfluß hat. Die Satelliten-Lagerfläche 33 und die divergierende Lagerfläche 38 erleichtern die durch die Verschiebung des Kolbenangriffspunktes entstehenden Landeprobleme.

Die Satelliten-Lagerfläche 33 trägt auch zur Stabilität des hydrodynamischen Lagers in seiner endgültigen Schwebestellung bei, z.B. bei einer Situation, wie sie schematisch in Fig. 5 dargestellt ist. Hier hat irgendein Störfaktor bewirkt, daß sich der Neigungswinkel des Übertragungakopfes 26 ändert, so daß der Anstellwinkel 0

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negativ ist, d.h. die Vorderseite 27 des Kopfes 26 ist relativ zu seiner rückwärtigen Seite 28 leicht nach unten geneigt. Bei eiEm hydrodynamischen, mit keilförmiger "Verjüngung versehenen lager nach dem Stand der Technik würde eine solche Schwebe-llugstellung fast unweigerlich zu einem Aufschlag des Kopfes 26 auf die Scheibe 36 führen» Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt die Satellitenfläche 33 als ebenes Lager, das. von der Scheibe divergiert; das Zentrum der Druckkraft F3» welche wegen dieser Divergenz erzeugt wird, hat nun eine Richtung, die bestrebt ist, die rückwärtige Seite 28 bezüglich der Oberfläche der Scheibe 36 nach unten und die Vorderseite 27 nach oben zu bringen, wodurch der Übertragungskopf 26 in seine richtige Schwebestellung zurückgebracht wird. Die Kraft F3 (Pig. 5) auf die Satelliten-Lagerfläche hat bezüglich des Kolbens 42 einen Drehmomentenarm, der groß genug ist, um den Kopf 26 ohne Aufschlag aufzurichten. Auch bei einem konventionellen hydrodynamischen Lager mit keilförmiger Verjüngung kann in einer solchen Situation eine richtig gerichtete Kraft erzeugt werden} jedoch ist der Drehmomentenarm bezüglich des Kolbens nicht groß genug, um das Lager vor dem Aufschlagen in seine richtige Schwebestellung zurückzuführen.

Figo 6 ist eine Draufsicht auf die Lagerfläche einer anderen Ausführungsform eines magnetischen Übertragungskopfes, der ein erfindungsgemäßes Luftkissenlager bzw. hydrodynamisches Lager aufweist. Wie in Fig. 6 dargestellt, hat das Lager eine Haupt-Lagerfläche 46 mit einer Vorderkante 48, längs deren sich eine konvergierende Fläche.47 erstreckt. Die Flächen 46 und 47 schließen miteinander einen sehr kleinen Winkel ein, so daß sie sich wie ein konventionelles hydrodynamisches lager mit keilförmiger Verjüngung verhalten. Auf jeder Seite der Hauptfläche 46

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befindet sich ein vertiefter Abschnitt 49> welcher dazu dient, die Hauptfläche 46 sowie die konvergierende Fläche 47 von zwei Satellitenflächen 51 zu trennen, welche sich mindestens teilweise hinter die Rückkante 52 der Haupt-Lagerfläche 46 erstrecken, wie das aus Pig. 6 klar zu entnehmen ist. Die Satellitenflächen 51 liegen in einer Ebene mit der Hauptfläche 46_β

Hinter den Satellitenflächen 51 liegt eine divergierende Fläche 55» welche mit den Satellitenflächen 51 einen kleinen Winkel einschließt, ähnlich, wie das oben beim tJbertragungskopf nach den fig. 1 bis 5 beschrieben wurde. Mehrere magnetische Übertragungsköpfe oder -Wandler 54 sind so angeordnet, daß ihre Luftspalte 56 ungefähr mit dem Scheitel 57 zwischen den Satellitenflächen 51 und der divergierenden Fläche 53 ausgerichtet sind. Ein Gebiet 58 (Fig_e 6 und 7) um die Magnetköpfe herum weist gegenüber der Lagerfläche des Übertragungskopfes eine Vertiefung auf, die ausreicht, damit dieser vertiefte Abschnitt 58 keine hydrodynamische Kraft erzeugt. Die Magnetköpfe 54 haben jeweils einen Abschnitt vor ihrem Luftspalt 56, der in einer Ebene mit der Haupt-Lagerfläche 46 und den Satellitenflächen 51 liegt. Die Magnetköpfe 54 haben jeweils auch einen Abschnitt 61 hinter ihren Luftspalten 56, der mit der divergierenden Fläche 53 ⁱⁿ einer Ebene liegt. Man sieht also, daß die Luftspalte 56 der Magnetköpfe 54 in der gleichen Weise ungefähr mit dem Scheitel 57 ausgerichtet sind, wie die Luftspalte der Magnetköpfe 41 nach Fig. 1 längs des Scheitels 37 zwischen der Satellitenfläche 33 und der divergierenden Fläche 38 ausgerichtet sind.

Ein Unterschied beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 ist das vertiefte Gebiet 58 um die einzelnen

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Magnetköpfe 54 herum, welches dazu dient, eine hydrodynamische Trennung zwischen der Hauptfläche 46 und einem Teil der divergierenden fläche 53 zu "bewirken, und das dazuhin einen wertvollen Abstand oder Zwischenraum bewirkt .

Bei der Herstellung eines magnetischen Übertragungskopfes wird nämlich dessen Rohform 62 üblicherweise aus einem keramischen oder Glaswerkstoff hergestellt, um eine gute Maßbeständigkeit zu erreichen und eine ausgezeichnete Oberflächengüte auf den Lagerflächen zu erhalten. Die Magnetköpfe 54 werden mittels eines (nicht dargestellten) Epoxyharzes im Keramikkörper 62 befestigt, und ein kleiner Teil dieses Harzes um die Magnetköpfe 54 herum kann bei einer üblichen Ausführungsform oder bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Lagerflächen schneiden bzw. sich bis zu ihnen erstrecken. In der Praxis zeigt sich, daß Epoxyharz nicht völlig maßbeständig ist; in extremen Fällen sind Ausdehnungen des Epoxyharzes bis zu' 0,0013 mm (50 Mikrozoll) beobachtet worden. Es ist klar, daß eine solche Ausdehnung des Epoxyharzes das Funktionieren eines hydrodynamischen Lagers beeinträchtigen kann, bei dem der Übertragungskopf einen so engen Abstand wie 0,00076 mm (30 Mikrozoll) von der. Oberfläche der Speicherscheibe hat.

Falls ein kleiner Kratzer auf einer keramischen Lagerfläche verbleibt oder an ihr erzeugt wird, fallen die Bruchstücke des spröden Materials weg und ragen nicht aus der Oberfläche heraus. Das Epoxyharz dagegen erhält bei einem Kratzer Grate bzw₀ Erhebungen längs jeder Seite des von einem Kratzer gebildeten "Grabens"_t und diese Grate oder Erhebungen oberhalb der gewünschten Fläche stören ebenfalls das Arbeiten des Lagers.

Dadurch, daß man nun um die Magnetköpfe 54 herum ein

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vertieftes Gebiet 58 vorsieht, ist das Epoxyharz, das dazu verwendet wird, die Magnetkopfe 54 mit dem Keramikkörper 62 zu verbinden, genügend weit von den Lagerflachen entfernt, so daß selbst die größtmögliche Ausdehnung des Epoxyharzes das Arbeiten der Druckmittelschicht nicht behindern kann. Somit erfüllt bei diesem Ausführungsbeispiel das vertiefte Gebiet 58 zwei Aufgaben: Zum einen bewirkt es eine hydrodynamische Trennung zwischen verschiedenen Flächen des hydrodynamischen Lagers, und zum anderen ergibt es den erwünschten Abstand oder Zwischenraum für das Epoxyharz od.dgl., welches dazu verwendet wird, die Magnetköpfe 54 mit der Rohform 62 des Übertragungskopfes zu verbinden.

Das hydrodynamische Lager nach Pig. 6 funktioniert im Betrieb praktisch ebenso wie zuvor beschrieben, und zwar in der endgültigen Schwebestellung und auch in den Landephasen. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich durch die seitlich der Kanten der Haupt-Lagerfläche 46 angeordneten Satellitenflächen 51 und durch die konvergierende fläche 47» die in der Richtung quer zur Schweberichtung breiter ist als die Haupt-Lagerfläche 46. Diese seitlich versetzten Abschnitte der Lagerfläche vergrößern die Schlingerstabilität und beeinflussen die Schlingerlage.

Im Betrieb ist der Übertragungskopf kardanisch gelagert, so daß er sich in Schlingerrichtung neigen kann, d.h. um eine Achse längs der Plugrichtung, um sich an die Oberfläche der Speioherscheibe anzupassen. Beim dargestellten Auführungsbeispiel sind kleine Kräfte, die an den Satellitenflächen 51 und den Enden der konvergierenden Fläche 47 erzeugt werden, von der Mittellinie des Lagers relativ weit entfernt, und Änderungen der Schlingerlage haben eine wesentliche Einwirkung auf die von diesen Flächen erzeugten hydrodynamischen Kräfte, Zusammen mit

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den langen Momentenarmen zu diesen Flächen ergibt sich hierdurch eine Einwirkung auf die Schlingerlage des Übertragungskopfes, und zwar nicht nur in seiner endgültigen Schwebestellung, sondern auch während der Landephasen.

Die Fig. 8, 9 und 10 stellen eine Draufsicht bzw. zwei Querschnitte eines weiteren Ausführungsbeispiels eines magnetischen Übertragungskopfes dar, der ein hydrodynamisches lager mit erfindungsgemäßen Merkmalen aufweist. Wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, hat das hydrodynamische lager eine Hauptfläche 66, vor der - in Flugrichtung gesehen - eine konvergierende Fläche 67 liegt, die mit ihr einen kleinen Winkel einschließt. Ein Querschlitz 68 an der Rückkante der Haupt-Lagerfläohe 66 bewirkt eine hydrodynamische Trennung zwischen der Hauptfläche 66 und einer Satellitenfläche 69, die in der gleichen Ebene liegt wie die Hauptfläche 66. Man erkennt, daß sich ein lager von der in !ig. 8 dargestellten Art ähnlich verhält wie die zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 beschriebenen hydrodynamischen lager.

Zusätzlich zu den Hauptflächen des hydrodynamischen lagers sind seitlich von der Hauptfläche 66, und von ihr durch je einen längsschlitz 72 getrennt, zwei seitliche Flächen 71 vorgesehen, welche mit der Hauptfläche 66 in einer Ebene liegen« Vor ihnen liegen zwei seitliche konvergierende Flächen 73» welche in derselben Ebene liegen wie die konvergierende Fläche 67 und von dieser ebenfalls durch die längsschlitze 72 getrennt sind. Von den seitlichen Flächen 71 sind die seitlichen Flächen durch kurze Querschlitze 74 getrennt, die sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils bis zum zugeordneten längsschlitz 72 erstrecken. Die seitlichen Flächen 71 und

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73 vergrößern die Schlingerstabilität und beeinflussen die Sehlingerlage in der gleichen Weise, wie das zuvor bei den Fig«, 6 und 7 bereits beschrieben wurde. Eine etwas größere Kraft kann von den seitlichen Flächen erzeugt werden, wenn man die Querschlitze 74 wegläßt, welche jeweils die seitliche konvergierende Fläche 73 von"" der seitlichen Fläche 71 trennen.

Figo 11 zeigt in der Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines magnetischen Übertragungskopfes, der ein hydrodynamisches lager mit erfindungsgemäßen Merkmalen aufweist«, Wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, ist eine Haupt-Lagerfläche 76 vorgesehen, vor der eine konvergierende Lagerfläche 77 liegt, die mit ihr einen kleinen Winkel einschließt. Ein Querschlitz 78 trennt hydrodynamisch die Rückkante der Hauptfläche 76 von einer Satellitenfläche 79, die mit der Hauptfläche 76 in einer Ebene liegt.

Zwei kurze Querschlitze 81 erstrecken sich von den Seiten des Lagers aus längs der Scheitellinie 82 zwischen der Hauptfläche 76 und der konvergierenden Fläche 77 und ergeben jeweils eine hydrodynamische Trennung zwischen einem seitlichen Abschnitt 83 auf der einen bzw. der anderen Seite der Hauptfläche 76 und einem seitlichen Abschnitt 84 auf der einen bzw. der anderen Seite der konvergierenden Fläche 77. Die Druckverteilung in diesen jeweils mit strichpunktierten Linien umrandeten seitlichen Abschnitten 83 und 84 unterscheidet aich von der Druckverteilung auf der Hauptfläche 76 und der konvergierenden Fläche 77, und zwar wegen der hydrodynamischen Trennung durch die Querschlitze 81«, - Ersichtlich verhält sich ein hydrodynamisches Lager von der in Fig. 11 dargestellten Art ähnlich wie das Lager nach Fig. 8.

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Pig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hydrodynamischen Lagers, das erfindungsgemäße Merkmale aufweist« Der dort gezeigte magnetische Übertragungskopf hat eine Hauptfläche 86, welche zum Gleiten auf einer (nicht dargestellten) darunterliegenden Speicherscheibe ausgebildet ist. Anstelle einer konvergierenden ebenen Fläche an der Vorderkante der Hauptfläche ist hier ein allmählich gekrümmter Lagerabschnitt '87 vorgesehen, welcher eine vergleichbare Punktion erfüllt, wie die bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bei hydrodynamischen Lagern mit keilförmiger Verjüngung beschriebenen konvergierenden ebenen Lagerflächen. Die Hauptlagerfläche 86 endet an ihrer Bückkante in einem schmalen Querschlitz 88, welcher eine hydrodynamische Trennung zwischen der Hauptfläche 86 xind einer Satellitenfläche 89 bewirkt, welch letztere auch eine divergierende gekrümmte Lagerfläche 90 aufweisen kann, so daß der magnetische Übertragungskopf ähnliche Gleit- und Landeeigenschaften hat, wie ein Übertragungskopf mit einem hydrodynamischen Lager nach den Fig·, 1 und 2.

Pig«, 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hydrodynamischen Lagers, welches erfindungsgemäße Merkmale aufweist. Wie bei diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, hat dieser Übertragungskopf eine Hauptfläche 92, welche in ihrer normalen Arbeitsstellung über einer Speicherscheibe 93 gleitet. An der Vorderkante der Haupt-Lagerfläche 92 liegt eine konvergierende ebene Fläche 94, welche im normalen Betrieb mit der Haupt-Lagerfläche nach Art eines üblichen hydrodynamischen Lagers mit keilförmiger Verjüngung zusammenwirkt. Hinter der Rückkante 96 der Haupt-Lagerfläche 92 liegt eine divergierende ebene Lagerfläche 95, welche mit der Haupt-Lagerfläche

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92 einen sehr kleinen ¥inkel einschließt. - Ebenso wie bei den anderen Barstellungen nach den "vorhergehenden Figuren sind die Winkel zum Zwecke der anschaulichen Darstellung übertrieben groß dargestellt.

Bei der Landung des in Pig. 13 dargestellten Übertragungskopfes nähert sich die divergierende Fläche 95 als erste der Scheibe 93» da die Vorderseite des Übertragungskopfes nach oben geneigt ist. Während der Landung ist die divergierende Fläche in einem typischen Fall etwa parallel zur Schieibe 93. In einer solchen Stellung arbeiten die Haupt-Lagerfläche 92 und die divergierende Fläche 95 ittit der Scheibe 93 nach Art eines üblichen hydrodynamischen Lagers mit keilförmiger Verjüngung zusammen. Bei einem solchen Lager ist die Kraft F1 auf die Haupt-Lagerfläche 92 relativ klein,und die Kraft F2 auf die divergierende Satellitenfläche 95 ist relativ groß. Während der Anfangsphasen der Landung sind die Kräfte auf die konvergierende Fläche 94 vernachlässigbar klein. Da die Kraft F2 wesentlich größer ist als die Kraft F1 und hinter dem Angriffspunkt dier Kolbenkraft P angreift, entsteht ein Drehmoment, das betrebt ist, den tlbertragungskopf in seine endgültige Arbeitsstellung zu drücken.

Die divergierende Satelitenflache 95 zusammen mit der Haupt-Lagerfläche 92 ist nicht ganz so gut wie die in den Fig. 1 bis 7 dargestellten hydrodynamischen Lageranordnungen, welche besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen. Auch ist die Herstellung eines Übertragungskopfe s nach Fig. 13 etwas teurer, da ea erforderlich istf daß der Scheitel 96 zwischen der Haupt-Lagerfläoh· 92 und der divergierenden Satelliten-Lagerfläche 95 mit beträohtlioher Genauigkeit angeordnet wird, damit die Arbeiteoharalcteristiken dee Lagere sowohl für die Landephase

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wie für den normalen Betrieb vorausgesagt werden können. Bei einem Ausführungsbeipiel, wie es zuvor beschrieben wurde, bei dem eine volle hydrodynamische Trennung zwischen der Haupt-Lagerfläche und der Satelliten-Lagerfläche vorliegt, ist die Lage des Scheitels bei weitem nicht so kritisch, und deshalb sind auch die Herateilungskosten geringer.

Vorstehend wurden einige Ausführungsbeispiele von magnetischen Übertragungsköpfen für Magnetspeichersysteme beschrieben. Falls erfindungsgemäße Anordnungen z.B. bei anderen Übertragungsköpfen oder bei anderen Konstruktionen mit relativ zueinander beweglichen Teilen verwendet werden sollen, sieht der Fachmann die erforderlichen Änderungen und Anpassungsmaßnahmen ohne weiteres und kann die hierfür erforderlichen Maßnah inen nach den Lehren der vorliegenden Erfindung vornehmen.

Besonders ist noch darauf hinzuweisen, daß der erfindungsgemäße Kopf relativ kurz ausgebildet werden kann, was bei der Fertigung angesichts der hohen Bearbeitungskosten wichtige Vorteile bietet. Z.B. ist in Fig. 1 der zur hydrodynamischen Trennung dienende Sohlitz 34 schmal, und beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 wird diese Trennung einmal durch die seitlichen Vertiefungen 49 und zum anderen durch das vertiefte Gebiet 58 bewirkt, wodurch sich ebenfalls eine kurze Baulänge ergibt· Dasselbe gilt analog für die anderen gezeigten Ausführungsformen.

Patentanwalt· Dipl.-Ing. Horst ROs· Dipl.-Ing. Peter Kose!

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Claims

DIPL-ING. HORST ROSE DIPL-ING, PEJER KOSEL

3353 Bad GanderalMhn, 10. August 1971

ΛΡοιΚκπ129 HohenhöfenS Telefon: (05382)28« Telegramm-AdFesse: Siedpatent Badganderehelm

Unsere Akten-Nr. 788/2 6 4

Burroughs Corporation
iatentgesueh vom 10. August 1971

Patentansprüche

Hydrodynamisches lager für ein zu lagerndes Teil, insbesondere für den Übertragungskopf eines magnetischen Speichersystems mit einer relativ zum Übertragungskopf beweglichen magnetischen Speicherfläche, wobei das zu lagernde Teil zwischen einer ersten Stellung, in der es genügend weit von einem zweiten, relativ zu ihm beweglichen Teil entfernt ist, so daß die hydrodynamischen Kräfte vernachlässigbar sind, in eine zweite Stellung bringbar ist, die genügend nahe beim zweiten Teil liegt, so daß hydrodynamische Kräfte zwischen den beiden Teilen entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haupt-Lagerabschnitt (29j46;66,71|76; 86f92) mit einer Vorderkante (31|48|82) und einer Rückkante (52) vorgesehen ist, welcher dazu auegebildet ist, in der zweiten Stellung (Fig. 3) in der Nähe des zweiten Teils (36;93) zu schweben und in dieser zweiten Stellung einen Hauptteil (P1) der hydrodynamischen Lagerkraft zu erzeugen, und daß zur Erzeugung einer größeren hydrodynamischen Kraft (Pig. 4: 73) als derjenigen des Haupt-Lagerabschnitte bei einer Zwischen»teilung während des Übergangs des zu lagernden Teils von der ersten zur zweiten Stellung ein Satelliten-Lagerabsohnitt (33;51;69j79j89) vorgesehen ist, welcher mindestens teilweise hydrodynamisch von dem Haupt-Lagerabsohnitt getrennt (34j58j68j78;88) ist, mindestens teilweise

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■WfctonlB: IwrMtimch» Umrtetunh, FiIW BM Oandfrtwtm, Kto.-Nr. a.HI-CT · Po»t»ch*d*ento: Hannover M71f

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hinter dessen Rückkante (52) liegt und in der zweiten Stellung zum Schweben in der Nähe des zweiten !eile (36;93) des Lagers ausgebildet ist, um in dieser zweiten Stellung einen kleineren Anteil (Fig. 3s F3) der hydrodynamischen Kraft zu erzeugen.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Haupt-Lagerabschnitt an seiner Lagerfläche eine Vorderkante (31|48;8f) und eine Rückkante (52) aufweist, und daß eine konvergierende Lagerfläche (32;47;67;73?77;87}94) vorgesehen ist, deren Rückkante mit der Vorderkante der Haupt-Lagerfläche zusammenfällt und die mit dem Haupt-Lagerabschnitt einen Winkel (Fig. 3ioC) bildet,

3» Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Satelliten-Lagerabschnitt eine Satelliten-Lagerfläche (33;51;89) mit einer Vorderkante und einer Rückkante (37;57596) aufweist, welche Lagerfläche mit dei" Haupt-Lagerfläche des Haupt-Lagerabschnitts in einer Ebene liegt, und daß eine divergierende Lagerfläche (38;53I95) vorgesehen ist, deren Vorderkante mindestens teilweise mit der Rückkante der Satelliten-Lagerfläche zusammenfällt und die mit der Satelliten-Lagerfläche einen Winkel (Mg. 3t ß) bildet, so daß sie in der zweiten Stellung von dem zweiten Teil (36;93) divergiert.

-4. Lager nach den Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die divergierende Lagerfläche (38;53) mit der Satelliten-Lagerfläche (33;51) einen größeren Winkel (Fig. 3:/3 ) bildet als die konvergierende Lagerfläche (37;47) mit der Haupt-Lagerfläche (29j46) bildet (Mg. 3ioG).

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5. Lager nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Satelliten-Lagerabschnitt eine Lagerfläche (51) aufweist, deren Vorderkante in Richtung quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen dem zu lagernden Teil und dem zweiten Teil seitlich versetzt ist, um die SchlingerstaMlität zu vergrößern und die Schlingerlage des zu lagernden Teils zu beeinflussen (Fig. 6,7).

6. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß,der Satelliten-Lagerabschnitt

" (33j69;79j89) in einer Richtung quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen dem zu lagernden Teil und dem zweiten Teil wesentlich langer ist als in der Richtung der Relativbewegung.

7. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jeweils mit einem Luftspalt (56) versehene Magnetköpfe ($1;61) zum Aufzeichnen und Ablesen von Daten auf bzw. von der magnetischen Speicherfläche vorgesehen sind, und daß die Luftspalte (56) jeweils mindestens nahezu mit der Rückkante (37i57) der Satelliten-Lagerfläche (33»51) ausge-

k richtet sind.

8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß um die Magnetköpfe (54) herum ein vertieftes Gebiet (58) vorgesehen ist, welches so weit von den Lagerflächen entfernt ist, daß es im wesentlichen von hydrodynamischen Kräften frei ist.

9. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine elastische Vorrichtung zum Anlegen eines Drehmoments an den Übertragungskopf vorgesehen ist, welches Moment vernachlässi^bar ist, wenn sich der Übertragungskopf in seiner abgehobenen Stellung befindet und welches beträchtlich is-t, wenn sich

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der Übertragungskopf in seiner endgültigen Schwebestellung befindet, und daß das vom Satelliten-Lagerabschnitt (33»51S 69;79?89) auf den Übertragungskopf bei dessen Zwisohenstellung zwischen der ersten und der zweiten Stellung ausgeübte Moment mindestens so groß ist wie das von der elastischen Vorrichtung ausgeübte Moment.

10. Hydrodynamisches Lager für ein zu lagerndes Teil, insbesondere für den Übertragungskopf eines magnetischen Speichersystems mit einer relativ zum Übertragungskopf beweglichen magnetischen Speicherfläche, wobei das zu lagernde Teil zum Schweben mittels einer hydrodynamischen Lagerfläche bei einer magnetischen Speicherfläche ausgebildet ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der hydrodynamischen Lagerfläche ein vertieftes Gebiet (58) ausgebildet ist, und daß mindestens ein Magnetkopf (54) im Übertragungskopf innerhalb des vertieften Gebiets (58) angeordnet ist und einen magnetischen Übertragungsspalt (56) aufweist, der im wesentlichen bündig mit der hydrodynamischen Lagerflache (46,53) ist,

11. Lager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Lagerfläche eine erste Lagerfläche (46) mit einer Rückkante (57) und eine zweite Lagerfläche (53) aufweist, bei der mindestens ein Teil der Vorderkante mit der Rückkante (57) der ersten Lagerfläohe zusammenfällt, wobei die zweite Lagerfläche (53) mit der ersten Lagerfläche (46) einen Winkel einschließt, u#d daß der magnetische Übertragungsspalt (56) des Magnetkopfs (54) im wesentlichen mit der Rückkante (57) der ersten Lagerfläohe (46) ausgerichtet ist.

12. Lager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Lagerfläche außerdem eine dritte Lagerfläche (51) aufweist, welche mit der ersten Lagerfläche (46) in einer gemeinsamen Ebene liegt und eine

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Vorderkante aufweist, die hydrodynamisch von der Eüokkante (52) der ersten La'gerflache (56) getrennt ist.

13. Lager nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Lagerfläche außerdem eine vierte Lagerfläche (53) aufweist, deren Vorderkante mit der Rückkante (57) der dritten Lagerfläche (51) zusammenfällt und die mit der dritten Lagerfläche (51) einen kleinen Winkel bildet.

" 14. Lager nach einem der Ansprüche 8, 10, 11, 12, 13,

dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Magnetkopf (54) mittels eines geeigneten Werkstoffs, vorzugsweise eines Epoxyharzes, im Übertragungskopf befestigt ist, und daß die um den Magnetkopf (54) herum liegende Grenzschicht dieses Werkstoffs zum vertieften Gebiet (58) gehört.

Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kos el

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