DE2239583A1

DE2239583A1 - Anordnung zur uebertragung magnetisch speicherbarer informationen

Info

Publication number: DE2239583A1
Application number: DE19722239583
Authority: DE
Inventors: Tseng Kan Chow; Arthur Barton Wills
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-09-13
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1973-03-29
Also published as: BE788510A; IT964136B; CA1005572A; DE2239583C3; GB1339091A; FR2152619B1; JPS4838115A; FR2152619A1; BR7205825D0; DE2239583B2

Description

Böblingen, den 25. Juli 1972 bm-sz

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanameldung Aktenzeichen der Anmelderin: BO 971 017

Anordnung zur übertragung magnetisch speicherbarer Informationen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur übertragung · magnetisch auf einem Aufzeichnungsträger speicherbarer Informationen, mit einem Magnetkopf, dessen dem Aufzeichnungsträger zugewandte Seite eine Kontur besitzt, die in Richtung der relativen Bewegung zwischen Magnetkopf und Aufzeichnungsträger zwei hintereinanderliegende Kreisausschnitte aufweist, wobei jedem der Kreisausschnitte ein Übertragungsspalt zugeordnet ist.

Ein auf einem Luftkissen gleitendes magnetisches Band, das mit konstanter Geschwindigkeit und konstanter mechanischer Spannung an einem Magnetkopf vorbeibewegt wird, besitzt über einem bestimmten Bereich des Magnetkopfes einen konstanten Abstand h_Q von diesem. Für diesen Abstand gilt angenähert die folgende Beziehung:

TJ

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Hierin bedeuten: K eine Konstante, u die Viskosität, U die Bandgeschwindigkeit und T die Bandspannung.

Außerhalb des genannten Bereiches ist der Abstand zwischen dem Band und der gegenüberliegenden Kopfoberfläche nicht konstant. Insbesondere in dem Bereich, in dem das Band vom Kopf abgeführt wird, ergibt sich ein minimaler Wert für den Abstand Band/Kopf.

Die Größe der einzelnen Bereiche, d. h. Zuführungsbereich mit sich änderndem Abstand, mittlerer Bereich mit konstantem Abstand und Abführungsbereich mit sich änderndem Abstand, hängt im wesentlichen von den Winkeln, unter denen das Band in bezug auf die horizontale Tangente an die Kopfoberfläche zu- und abgeführt wird, dem Radius der Kopfoberfläche, der Bandgeschwindigkeit, der Bandspannung und der Bandsteifigkeit ab. Sind die beiden genannten Winkel klein, so tritt der Bereich mit konstantem Abstand zwischen Band und Kopf praktisch nicht auf. Erst bei ausreichend großen Winkeln kann daher zwischen den drei zitierten Bereichen unterschieden werden. Untersuchungen haben gezeigt, daß mit steigender Bandgeschwindigkeit der Punkt mit dem geringsten Abstand zwischen Band und Kopf sich vom Berührungspunkt der horizontalen Tangente weiter in Richtung der Bandbewegung entfernt.

Der Abstand zwischen Band und Kopf hat einen wesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften der Informationsübertragung, da die Effektivität der Übertragungsspalte nur bei einem nahe vorbeigeführten Band gewährleistet ist. Dies ist insbesondere kritisch bei einem einzelnen Kopf, der sowohl zum Lesen bei Bandbewegungen in zwei entgegengesetzten Richtungen als auch zum Schreiben bei Bandbewegungen in nur einer oder ebenfalls in entgegengesetzten Richtungen verwendet wird. Für jede Bewegungsrichtung sind die Abstände zwischen den Ubertragungsspalten und dem Band verschieden, und da die zum Lesen und zum Schreiben benutzten Spalte nicht an der gleichen Stelle des Kopfes angeordnet werden können, ändert sich der Abstand zwischen dem Band und den Lese- bzw.

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Schreibspalten bei einer Umkehr der Bewegungsrichtung. Diese Änderungen sind natürlich unerwünscht, da der Magnetkopf über seinen gesamten Arbeitsbereich keine konstanten Eigenschaften aufweist. Es müssen daher zusätzliche elektrische Schaltkreise vorgesehen werden, die die Wirkungen der unterschiedlichen Eigenschaften des Kopfes beim Schreiben und Lesen kompensieren.. Außer dem zusätzlichen Aufwand hierfür stellen diese Schaltkreise auch Quellen für mögliche Fehler und Störsignale dar.

Es wurden verschiedene Versuche unternommen, die Änderungen des Abstandes zwischen Band und Kopf zu reduzieren. In der US-Patentschrift 3 170 045 wird ein Magnetkopf beschrieben, der auf der dem Magnetband gegenüberliegenden Seite eine Kontur besitzt, die in Richtung der Bandbewegung zwei hintereinanderliegende Kreisausschnitte aufweist, wobei jedem dieser Kreisausschnitte ein Übertragungsspalt zugeordnet ist. Durch diesen Kopfaufbau können die Unterschiede zwischen den verschiedenen Eigenschaften beim Schreiben und Lesen infolge des örtlichen Abstandes zwischen den Spalten verringert werden. Die beiden Spalte liegen jeweils in der Mitte des Umschlingungsbereiches des Bandes für den entsprechenden Kreisausschnitt. Es wurde auch vorgeschlagen, die Spalte gegenüber dieser Mitte zu verschieben, um sie so an die Orte zu bringen, an denen der kleinste Abstand zwischen Band und KopfOberfläche vorliegt. Dabei sollten in dem einen Fall die Übertragungsspalte um einen gleichen Betrag gegenüber der Mitte des jeweiligen Umschlingungsbereiches in Richtung der Bandbewegung verschoben werden, während im anderen Fall die Spalte um einen jeweils gleichen Betrag näher zueinander angeordnet wurden. Hierbei wird jedoch ein bidirektionales Lesen nicht nur nicht berücksichtigt, sondern sogar erschwert, da sich der Punkt mit dem geringsten Abstand zwischen Band und Kopfoberfläche in bezug auf die lutte des Umschlingungsbereiches auf die andere Seite verschiebt, wenn die Bewegungsrichtung des Bandes umgekehrt wird. Das Band wird dabei in der einen Bewegungsrichtung am Kopf voibuigezogen und in der anderen Bewegungsrichtung geschoben, wenn nur eine Antriebsrolle an einer Seite des Kopfes

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vorgesehen ist. Auch hierdurch ergeben sich bei den entgegengesetzten Bewegungsrichtungen verschiedene übertragungseigenschaften.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Übertragung magnetisch speicherbarer Informationen anzugeben, mit der ein Lesen für beide Bewegungsrichtungen und ein Schreiben für eine Bewegungsrichtung möglich ist, wobei der Einfluß der unterschiedlichen Abstände zwischen dem Aufzeichnungsträger und der diesem zugewandten Oberfläche des Magnetkopfes weitgehend reduziert ist. Diese Aufgabe wird bei der anfangs genannten Anordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils ein Übertragungsspalt neben den beiden durch die Kreismittelpunkte gehenden Normalen zu der die beiden Kreisausschnitte tangierenden Geraden außerhalb des zwischen den Normalen liegenden Bereiches angeordnet ist, wobei zwischen den Übertragungsspalten und den jeweils zugeordneten Normalen verschieden große Abstände bestehen. Vorzugswelse ist der eine übertragungsspalt in der Mitte zwischen den beiden Punkten, an denen der Aufzeichnungsträger tangential zum zugehörigen Kreisausschnitt verläuft, angeordnet, während der andere übertragungsspalt verschieden große Abstände zu den beiden Punkten, an denen der Aufzeichnungsträger tangential zum entsprechenden Kreisausschnitt verläuft, aufweist. Dabei ist vorteilhaft der zum Schreiben verwendete Übertragungsspalt in Richtung der beim Schreiben vorliegenden Relativbewegung des Aufzeichnungsträgers gegenüber dem Magnetkopf aus der Mitte zwischen den beiden Punkten, an denen der Aufzeichnungsträger tangential zum zugehörigen Kreisausschnitt verläuft, verschoben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt eines Magnetkopfes mit einem

sich darunter befindlichen Magnetband und

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Fig. 2 eine Magnetbandeinheit mit den zugehörigen Antriebs- und Wickelvorrichtungen.

Der in Fig. 1 dargestellte Magnetkopf besitzt einen Lesespalt 1 sowie einen Schreibspalt 2. Der Lesespalt kann verwendet werden, wenn das Magnetband 3 sowohl in Vorwärtsrichtung 4 als auch in Rückwärtsrichtung 5 bewegt wird. Der Schreibspalt 2 dagegen wird nur zum Schreiben von Informationen auf das Band 3 benutzt, wenn dieses in Vorwärtsrichtung 4 bewegt wird. Das Band 3 bewegt sich an der Oberfläche 6 des Magnetkopfes entlang. Die Oberfläche 6 besitzt kreisförmige Ausschnitte zwischen den Punkten 7 und 8 sowie 9 und 10, die durch die Umschlingungswinkel 16' und 17' zwischen jeweils zwei von den Kreismittelpunkten 12 und 13 ausgehenden Radien R_R und R₅. definiert sind. Der ümschlingungswinkel 16' ist gleich dem Zuführungswinkel 16 und der Ümschlingungswinkel 17' gleich dem Abführungswinkel 17 des Magnetbandes. In den Punkten 8 und 9 stehen die Radien R und R_n senkrecht auf der die beiden Kreisausschnitte des Magnetkopfes berührenden, horizontalen Geraden 11. In den Punkten 7 und 10 verläuft das Magnetband 3 tangential zur Oberfläche 6. Diese beiden Punkte werden durch die in Fig. 2 gezeigten Führungen 37 und 44 vorgegeben. Die beiden Radien 14 und 15 stellen die Winkelhalbierenden der Ümschlingungswinkel 16' und 17' dar.

Der Lesespalt 1 und der Schreibspalt 2 sind innerhalb der durch die Ümschlingungswinkel 16' und 17' definierten Bereiche angeordnet. Die Lage der beiden Spalte innerhalb dieser Bereiche wird durch die Verwendung des Magnetkopfes bestimmt. Wenn der Kopf zum Schreiben in einer Richtung und für bidirektionales Lesen benutzt werden soll, ergeben sich spezielle Probleme, da sich das Band in den entgegengesetzten Bewegungsrichtungen unterschiedlich verhält. Insbesondere sind die Abstände zwischen dem Band und dem Kopf in den beiden Bewegungsrichtungen verschieden. Dementsprechend erhält man auch unterschiedliche Lesesignale für die beiden Bewegungsrichtungen. Es wurde jedoch gefunden, daß sich die hieraus ergebenden Schwierigkeiten am geringsten sind,

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wenn der Lesespalt 1 in der Mitte des durch den Umschlingungswinkel 16' gegebenen Bereiches angeordnet wird. Der Schreibspalt 2 dagegen wird gegenüber der Mitte des durch den Umschlingungswinkel 17' gegebenen Bereiches etwas in Vorwärtsrichtung 4 verschoben. Nur dann, wenn sich das Band in dieser Richtung bewegt, soll ein Schreibvorgang stattfinden können. Die beiden Winkel 16 und 17 sind vorzugsweise verschieden, wobei der Zuführungswinkel 16 größer als der Abführungswinkel 17 sein soll.

Die senkrecht auf der Geraden 11 stehenden Radien R_R und IL. schneiden diese in den Punkten 8 und 9. In diesen Punkten verläuft auch das Magnetband 3 tangential zur Kopfoberfläche 6. Neben diesen beiden Radien wird außerhalb des zwischen diesen liegenden Bereiches jeweils ein Übertragungsspalt angeordnet. Die Abstände zwischen dem Punkt 8 und dem Lesespalt 1 sowie zwischen dem Punkt 9 und dem Schreibspalt 2 sind verschieden. Die beiden Übertragungsspalte stehen senkrecht auf der Geraden 11. Der Lesespalt 1 und der Radius 14 schneiden sich an der Oberfläche 6. Der Lesespalt 1 tritt somit in der Mitte des durch den Umschlingungswinkel 16* definierten Bereiches an die Oberfläche 6. Der Winkel 18, der zwischen dem Radius R_R und der Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt 12 und der öffnung des Lesespaltes 1 liegt, entspricht somit dem halben Umschlingungswinkel 16'. Der Schreibspalt 2 ist gegenüber der Mitte des durch den Winkel 17* definierten Bereiches in Richtung auf den Punkt 9 verschoben. Der zwischen dem Radius R-. und der Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt 13 und der öffnung des Schreibspaltes 2 liegende Winkel 19 ist somit kleiner als der halbe Wert des Umschlingungswinkels 17'. Daraus ergibt sich, daß bei gegebenem Abstand 23 zwischen den Kreismittelpunkten 12 und 13 der Abstand 21 des Lesespaltes 1 vom Punkt 8 größer ist als der Abstand 22 des Schreibspaltes 2 vom Punkt 9.

Das Magnetband 3 wird unter verschiedenen Winkeln 16 und 17 zur Geraden 11 zum Magnetkopf hin- und von diesem abgeführt. Je größer diese Winkel sind, desto größer sind auch die entspre-

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chenden Umschlingungswinkel 16* und 17'» Wenn ζ. B. der Winkel 16 vergrößert wird und der Lesespalt in der Mitte des durch den Umschlingungswinkel 16' definierten Bereiches verbleiben soll, dann muß der Lesespalt 1 weiter in der mit 4 gekennzeichneten Vorwärtsrichtung verschoben werden.

Die folgende Tabelle zeigt verschiedene Maße eines speziellen Magnetkopfes, der in gleicher Weise wie der in Fig. 1 dargestellte Kopf aufgebaut ist.

TABELLE

Radius R_	12,7 mm
Radius R_n	12,7 mm
Zuführungswinkel 16	6 °
Ums chlingungswinkel 16'	6 °
Winkel 18	3 °
Abführungswinkel 17	3 ° 30'
Umschlingungswinkel I7^a	3 ° 30«
Winkel 19	1 °
Spaltabstand 2,0	3,80 mm
Abstand 21	0,67 mm
Abstand 22	0,21 mm
Abstand 23	2,92 mm

Aus Fig. 2 ist der Zusammenhang des Kopfes mit den weiteren Teilen der Magnetbandeinheit ersichtlich. Der Weg des Magnetbandes 3 von einer Abgaberolle 31 zu einer Aufnahmerolle 30 wird durch Antriebsmotoren 32 vm.ä 33 gesteuert. Die Führungsrolle 44, die gleichzeitig als Bandantrieb verwendet wird, wird durch einen Motor 39 getrieben«, Die Geschwindigkeit und Drehrichtung der Motoren 32, 33 und 39 wird von einer Steuereinheit 40 bestimmt, der über die Tachometer 41, 42 und 43 Informationen über den Lauf des Bandes zugeführt werden. Die Führungsrollen 44 und 37 bestimmen die Winkel, unter denen das Band 3 dem Kopf zu- und von diesem abgeführt wird. Der Motor 39 kann die Führungsrolle

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44 in-beiden Drehrichtungen antreiben, so daß durch diese das Band sowohl in der Richtung 4 als auch in der Richtung 5 am Kopf vorbeibewegt werden kann. Die Aufnahmerolle 30 und die Abgaberolle 31 sind in bekannter Weise durch Vakuumsäulen 34 und 35 VOn dem sich zwischen den Führungsrollen 37 und.44 befindenden Teil des Bandes 3 entkoppelt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Anordnung zur Übertragung magnetisch auf einem Aufzeichnungsträger speicherbarer Informationen, mit einem Magnetkopf , dessen dem Aufzeichnungsträger zugewandte Seite eine Kontur besitzt, die in Richtung der relativen Bewegung zwischen Magnetkopf und Aufzeichnungsträger zwei hintereinanderliegende Kreisausschnitte aufweist, wobei jedem der Kreisausschnitte ein übertragungsspalt zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Übertragungsspalt neben den beiden durch die Kreismittelpunkte gehenden Normalen zu der die beiden Kreisausschnitte tangierenden Geraden außerhalb des zwischen den Normalen liegenden Bereiches angeordnet ist, wobei zwischen den Übertragungsspalten und den jeweils zugeordneten Normalen verschieden große Abstände bestehen.
2. Anordnung nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet", daß der eine übertragungsspalt in der Mitte zwischen den beiden Punkten, an denen der Aufzeichnungsträger tangential zum zugehörigen Kreisausschnitt verlauft, angeordnet ist und der andere Übertragungsspalt verschieden große Abstände zu den beiden Punkten, an denen der Aufzeichnungsträger tangential zum entsprechenden Kreisausschnitt verläuft, aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2," dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des für bidirektionales Lesen verwendeten übertragungsspaltes von der zugehörigen Normalen größer ist als der Abstand des zum Schreiben verwendeten Übertragungsspaltes von dessen zugehöriger Normalen.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet!, daß der zum Schreiben verwendete übertragungsspalt in

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Richtung der beim Schreiben vorliegenden Relativbewegung des Aufzeichnungsträgers gegenüber dem Magnetkopf aus der Mitte zwischen den beiden Punkten, an denen der Aufzeich* nungsträger tangential zum zugehörigen Kreisausschnitt verläuft, verschoben ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Winkel zwischen dem Aufzeichnungsträger und der beide Kreisausschnitte berührenden Geraden außerhalb des zwischen den äußeren Punkten beider Kreisausschnitte, an denen der Aufzeichnungsträger tangential zum Kreisausschnitt verläuft, liegenden Bereiches verschieden groß sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zum Lesen verwendete übertragungsspalt auf der Seite des Magnetkopfes befindet, auf der zwischen dem Aufzeichnungsträger und der die beiden Kreisausschnitte berührenden Geraden der größere Winkel vorgesehen ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der beiden zwischen dem Aufzeichnungsträger und der Geraden liegenden Winkel kleiner als 10 ° ist.

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