DE2430473B2 - Anordnung zum exakten flatterfreien fuehren eines magnetbandes - Google Patents

Description

der Bahn des Magneikoples und nach dei Führungskanten der Ausgangsbandführung ersirek ken.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum exaktei flalterfreien Führen eines Magnetbandes der in Oberbegriff des Anspruchs 1 naher bezeichneten Art.

Aufzeichnungen auf Magnetband in schräger Spur wobei das Magnetband schraubenförmig um eint Trommel gewickelt ist. die einen rotierenden Magnet kopf enthält, gehen mindestens .ml ilen Anhing der 50ei jähre zurück und sind /.Ii. m der US-Patentschril 27 73 120 beschrieben. In dieser l'alentschrift is dargestellt, wie das Band schraubenförmig, etwa JbO um eine Trommel geschlungen wird und zwischen dei Aufnahme- und Vorratsspule durch eine neben dei Trommel befindliche Antriebsrolle transportiert wird.

Späiere verbesserte Bandtransporteinheileii im Schrägspuraufzeichnung enthalten Trommeln mit l.uii lager. Derartige l.ul'ilagertrommcln erhielt man dual Drehung der Trommel zur Erzeugung eines hydmdyna mischen Luftlagers oder indem man Luft durcl Bohrungen in der Trommel zur Erzeugung eine hydrostatischen Ltililagers preßte. Außerdem gibt e< einige Beispiele, bei denen durch Drehen einer Hälfu der Trommel eine hydrodynamische Luftlagerschich erzeugt wurde, die dann auf verschiedene Weise untei die statische Hälfte der Trommel gedrückt wurde, im auch dort ein Luftlager zu bekommen.

Dieser Stand der Technik ist durch folgende US-Patentschriften belegt: US-PS 34 88 455, 3J 78 64b 34 04 241,33 33 753.

Im Führungsbereich wurden Führungsrollen odei Leitrollen und Bolzen unmittelbar neben der Tromme dazu benutzt, den Eingangspunkt und den Ausgangspunkt des Bandes an der Trommel zu steuern, wie dies z. B. die US-Patentschrift 36 79 840 zeigt. Eine Führung auf der Trommel erreichte man außerdem durch schraubenförmig die Trommel umschlingende Führungsleisten oder durch eine Reihe von Führungsbolzen die schraubenförmig um die Trommel angeordnet waren.

Will man die Schrägspur-Aufzeichnungstechnik auch bei der Speicherung digitaler Daten anwenden, die mil hoher Dichte aufgezeichnet werden müssen, dann muli die Konstruktion des Bandtransportes optimiert werden. Die Datenspuren haben normalerweise Breiten in der Größenordnung von etwa 0,4 mm und stoßen aneinander an, so daß in Längsrichtung des Bandes kein Platz verschwendet wird. Unter diesen Umständen wird die Vermeidung von Unregelmäßigkeiten bei der Transportbewegung und beim Bandzug sowie bei der seitlichen Führung relativ zur Magnetkopfbewegung sehr wichtig. Die Führung über Führungsroiien oder Führungsbolzen am Eingangs- und Ausgangspunkt des Bandes an der Trommel reicht nicht aus. Die Verwendung einer Antriebsrolle unmittelbar neben dem Eingangs- oder Ausgangspunkt auf der Trommel schafft ebenfalls Bandführungsprobleme. Die Führung um die Tromme! mit feststehenden Führungsleisten oder feststehenden Führungsboizen auf der Trommel reicht zur Vermeidung von Störungen der Bandbewegung, die durch das Band selbst, die Bandzufuhrvorrichtung oder

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die Bandabnahmevomchlung erzeugt werden, nicht aus.

|£ine weitere Art einer Bandführung mit Luftlagerung ulic! Umlenkung der Bandbewegungsrichtung ist aus dem IBM TDB, Band Γ>, Nr. 8, |anuar 197 3, Seile 2502. bekannt. Bei dieser Bandführung w;rd das Magnetband über eine gekrümmte !lache /wischen zwei Hanschen geführt, von denen einer als Führungsrille in axialer Richtung der Bandführung ledernd nachgiebig ist und dem Ausgleich von Unregelmäßigkeiten der Bandkanten dient.

Aufgabe der Lrlindung ist es, eine Anordnung für die exakte seitliche Führung eines Magnetbandes der eingangs genannten Art /ti schaffen, die bei schrittweisem oder kontinuierlichem Vorschub des Bandes bei sehr eng nebeneinanderliegenden, schräg /um Band verlaufenden Daienspuren bei hoher Aufzeichnungsdichte in den Spuren eine äußerst genaue Ausrichtung /wischen Datenspur und Kopfspur gestaltet.

Die im Patentanspruch I im ein/einen angegebene Lösung dieser Aufgabe ergibt tatsächlich eine äußerst genaue Seitenführung des Magnetbandes mit einer sehr hohen Einstellgenauigkcil, d. h., das Magnetband kann beim Transport so genau geführt werden, daß jede Datenspur in I.ese/Schreibposition genau mit der Kopfspur ausgerichtet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser im Hauptanspruch enthaltenen Lösung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispielc der Lrfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anschließend näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem die Bandabgabevorrichtung eine automatisch eingesetzte Spule in Verbindung mit durchgehenden federnden Führungen ist, die das Band von dieser Spule zu einer Unterdrucksäule, zur Trommel und zur Bandaufnahmevorrichtung führen.

Fig. 2 eine Seitenansicht des bevorzugten Ausführungsbcispiels mit Darstellung der relativen Lage und Ausrichtung der Führungslager, der Unterdrucksäule und der Trommel,

F i g. 3 eine Draufsicht des bevorzugten Ausführungsbeispicls zur Darstellung der relativen Lage der Bandspule, der Führungen, der Trommel, der Unterdrucksäule und der Bandaufnahmespule,

Fig.4 eine perspektivische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels mit einem durchgehenden Antrieb von Spule zu Spule und mit längeren Führungen,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, in dem die Führungen auf die Trommel verlegt sind, und mit einer Umschlingung des Bandes von 720°,

Fig.6 schematisch die Führung des Bandes als Abwicklung zur Veranschaulichung der geführten Teile und des Stabilitätsbereiches der Bahn des Bandes,

Fig. 7 Kurven zur Darstellung der idealen und der ungünstigen Verteilung der Kantenführungskraft über der geführten Länge des Bandes,

Fig.8 und 9 empirisch bestimmte Kurven der Dicke des Luftlagers zur richtigen Auswahl der Zugspannung und des Luftdruckes für eine stahile Luftlagerung des Bandes bei seiner Umschlingung der Trommel,

Fig. 10 ein anderes Ausführungsbeispiel mit einer stabilen Luftlagerung des Bandes über der Trommel durch Verwendung eines porösen, sich drehenden, den Magnetkopf tragenden Trommelzylinders und

Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel der LuftlaKertrommel, in dem die Luftlagerung auf einer Hälfte der Trommel hydrodynamisch und auf der anderen hydrostatisch erreicht wird.

In dem in Fig. I perspektivisch gezeigten bevorzugien Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der um die Trommel 10 geschlungene Bereich des Bandes stabilisiert. Das Band 12 wird durch die Liniaufführung 14 zur Trommel 10 geführt. Während das Band die Trommel 10 umschlingt, wird es durch einen Rotor lh abgetastet, der zwei Magnetköpfe 18 und 20 trägt, nämlich den Schreibkopf bzw. den Lesekopf. Wenn das Band die Trommel verläßt, wird es von der Auslaulführung 22 /ur Bandaufnahmevorrichtung geführt.

Im Ausführungsbeispie! besteht die Bandaufnahmevorrichtung aus einer Spule 24. Die Nabe der Spule 24 enthält Öffnungen 26, durch die ein Unterdruck erzeugt werden kann, der das Band 12 anzieht und auf der Nabe festhält. Da die Aufnahmespule 24 für den Bandantrieb sorgt, kann sie entweder als Aufnahniespule in einem Spule-zu-Spule-Antriebssysteni oder als Antriebsrolle in einem mit Antriebsrollen arbeitenden Bandantriebssystem betrachtet werden.

Die Einlaufführung 14 führt das Band 12 von der Bandabgabevorrichtung zur Trommel 10. Im Ausführungsbeispiel besteht die Bandabgabevorrichtung aus Bandspule 28, Spulenführung JO und Unlerdrucksäule U.

Das Band wird der Bandbahn durch die Vorratsspule 28 zugeführt. Die Spulenführung 50 führt das Band 12 von der Spule zur Unterdrucksäule 52, in welcher der Unterdruck an der Unterdrucköffnung 33 erzeugt wird Da die Spule 28 automalisch eingesetzt wird und ihre Lage um etwa 0,2 ... 0,3 mm längs der Achse der Spule 28 ändern kann, ist die Spulenführung 30 vorgesehen die an beiden Bandkanten federnde Führungsteile 31 aufweist, die zusätzlich die Lage der Spule, die etwa 0,1 mm außerhalb der Nennposition liegen kann kompensieren.

Die Unterdrucksäule 32 dient als Puffer zur Regelung des Bandzuges in Verbindung mit der Aufnahmespuk oder Antriebsrolle 24. Ferner gibt die Unterdrucksäule 52 dem Band 12 eine zusätzliche seitliche Führung bevor dieses die Einlaufführung 14 erreicht. Zu dicscir Zweck wird die Unterdrucksäule so ausgelegt, daß ihre Ausgangswand 34 eine Breite hat, die der Nennbreite des Bandes entspricht, während ihre Eingangswand 3f eine Breite entsprechend der Nennbreite des Bande; plus oder minus etwa 0,1 mm hat. Die vordere Abdeckung 38 in Kombination mit der hinterer Abdeckung 40 (F i g. 2) wirkt dann als Trichter für die seitliche Führung des Bandes 12, während es sich in dei Unterdrucksäule 32 befindet.

Alle Führungen 14, 22 und 30 sowie die Trommel K haben ein Luftlager, auf dem das Band bei seine: Bewegung über die entsprechenden Oberflächen gleitet Im Ausführungsbeispiel erreicht man diese Luftlagerung durch Bohrungen in der Trommel mit einem Durchmes scr kleiner als etwa 0,25 mm, durch die unter Druck vor einer Druckluftquelle 39 kommende Luft gepreßt wird.

Die Kantenführung wird sowohl bei der Einlauffüh rung 14 als auch bei der Auslaufführung 22 durch eil feststehendes Führungsteil 41 an einer Kante de Bandes und ein federnd nachgiebiges Führungsteil 42 ai der anderen Bandkante erreicht. Die Auslaufführung Z hat eine ähnliche Führung aus festem und federnc nachgiebigem Führungsteil, von dem in Fig. 1 nur da: Führungsteil 44 sichtbar ist. Das feststehende Führungs teil 45 in der Auslaufführung 22 ist in F i g. 2 zu sehen.

Wie bereits gesagt, wird das Band 12 von einei

Vorratsspule 28 geliefert, die automatisch neben der Spulenführung 30 eingesetzt wird. Vor dem Zugriff ruht die Spule 28 in einer eigenen Kassette in einem Karusscl 46. Das Karussell 46 hat drei Stationen, nämlich eine Lese/Schreibstation 48, eine Kassettcnladcslalion 50 und eine Kassettenentladcstation 52. Eine Kassette wird in das Karusscl an der Kassettenladestation 50 geladen. Das Karussell 46 wird dann in die Lcse/Schreibstation 48 ge'dreht, wo die Spule 28 aus der Kassette 54 entnommen und automalisch neben der Spulcnfuhrung ι 30 eingesetzt wird. Um die Kassette zu entladen, wird die Spule 28 in die Kassette 54 an der Lesc/Schreibslation zurückgcladen und das Karussell in die Umladestation 52 gedreht. Die Kassette wird dann aus dem Karussell entladen. Diese Stationen können natürlich ι gleichzeitig arbeiten, während das Karussell angehalten ist. Anstatt die Kassetten aus dem Karussell zu entladen und sie hineinzuladen, kann das Karussel auch wesentlich größer gehalten werden und die Kassetten permanent enthalten. :

Die Entnahme einer Spule aus der Kassette und ihre Positionierung neben der Spulenführung 30 erfolgt durch eine Welle 56 mit einer Kupplung 58, die die Spule 28 oben ergreift und sie aus dem Karussell nach unten und neben die Spulenführung 30 zieht. Bei der Spulenführung 30 wird die Unterseite der Spule gegen ein Antriebsglied 60 gedrückt, das das Band von der Spule 28 abwickelt und wieder auf die Spule aufwickelt. Die leere Kassette 54 wird im Karussell durch einen Wulst 57 (in der Umladestation 52 im Schnitt gezeigt) gehalten, wenn die Spule aus der Kassette 54 durch die Welle 56 herausgedrückt wird. Dies ist im einzelnen in der deutschen Patentanmeldung P 23 60 324.9 der Anmclderin (Aktenzeichen der Anmclderin: BO 971 048) beschrieben.

Eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels ist in F i g. 2 gezeigt, eine Draufsicht in F i g. 3. Die den F i g. 1. 2 und 3 gemeinsamen Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Gemäß den Fig. 2 und 3 gelangt das Band in die Spulenführung 30, deren federnde Führungsteile 31 es zur Unterdrucksäule 32 leiten. Zusammen mit der Bandaufnahmespule 24 hält die Unterdrucksäule das Band gespannt.

Aus der Unlcrdrucksäule 32 wird das Band durch die Einlaufführung 14 auf die Trommel 10 geführt. Das Band umschlingt die Trommel 10 schraubenförmig entlang der Bahn des Magnctkopfcs. Der Magnetkopf wird von einem Rotor 16 getragen. Die die Trommel umschlingende Bandlängc ist der Teil des Bandes, dessen Bandbahnstabilitiit für eine Aufzeichnung und ein Lesen der Daten mit hoher Dichte beibehalten werden muß.

Von der Trommel 10 wird das Band durch die Auslaulführung 22 /ur Bandaufnahmcspule 24 geführt. Die Einlaufführung 14 hat ein federndes Führungsteil 42 und die Auslaullührung 22 ein federndes Führungsteil 44. Der Abstand »5« zwischen dem federnden l'ührungsleil der Einlauföffnung 14 und dem festen Führungsteil 45 der Auslaufführung 22 bestimmt den Schraubcnwinkel des die Trommel 10 umschlingenden Bandes 12.

Das in Fig. I gezeigte bevorzugte Ausführungsbei spiel der Erfindung arbeitet folgendermaßen: Der Bereich der kritischen Bandbahnsicucning ist durch die Länge des Bandes, das die Trommel 10 umschlingt, gegeben. In diesem Bereich tasten die rotierenden Magnetköpfe 18 und 20 das Magnetband ab. Dieser Bereich des Bandes muß also für eine giiti· Wiederhol barkeil beim Lesen und Schreiben von Spuren in hohem Maße stabil sein. Die Stabilität der Bandbahn erreicht man zunächst mit federnden Einlauf- und Auslaufführungcn, die den Bereich der Bandbahnsleucrung von Störungen freihalten, die an der Bandabgabc- oder der Bandabnahmevorrichtung entstehen können. Insbesondere beseitigt die Einlaufführung 14 durch ihr Luftlager und die federnde Kantenführung seitliche Lagefehlcr, ungleichmäßigen Bandzug und andere Störungen, bevor das Band von der Einlaufführung 14 ausläuft und die Trommel i0 umschlingt. In ähnlicher Weise entkoppelt die Auslaufführung 22 mit ihrer l.uftlagerflächc und der federnden Führung 44 die seitlichen Lagefehlcr, ungleichmäßigen Bandzug und andere Störungen, die durch die Bandaufnahmespule 24 verursacht sein können. Die Führungskräfte und die zur Erzielung des stabilisierten Bandbereichs um die Trommel erforderliche Führungslänge hängen von der Größe der Störungen, die von der Trommel entkoppelt werden müssen, dem Krümmungsradius der Einlauf- und Auslaufführungen und der durch die Kantenführungen ausgeübten Führungskräfte ab.

Die Stabilität der Bandbahn um die Trommel ist aber auch eine Funktion des durch die Trommel erzeugten Lufllagers. Die Luftlagerung wird empirisch durch Untersuchung der Veränderung der Dicke des Luftlagers als Funktion des Bandzuges und des Lulldriickcs in dem Luft zu den Löchern in der Trommel 10 lührcnden Raum bestimmt.

Die Anforderungen an die Einlaulführung und an die Auslaufführung zur Erzeugung der Stabilität der Bandbahn um die Trommel können weniger streng sein, wenn die Qualität der Bandabgabc- und der Bandaulnahmcvorrichtung erhöht wird. Wenn diese Qualität so verbessert wird, daß weniger Bandbahnstörungcn erzeugt werden, sind die Anforderungen an die zusätzlichen Bandführungcn nicht so hoch.

Insbesondere auf der Bandzufuhrscite können in die Bandbahn durch die Spule beträchtliche Störungen eingeführt werden, weil die Spule 28 automatisch eingesetzt wird. Diese Störungen kann man beseitigen, indem man eine relativ lange Einiauffühnmg 14 von mindestens doppelter Bandbreite vorsieht. Gemäß Darstellung im Ausführungsbeispiel kann alternativ eine zusätzliche Führung durch die Spulcnfuhrung 30 und die Unterdrucksäule 32 erreicht werden, bevor das Band an der Einlaufführung 14 ankommt. Diese zusätzliche Führung durch die Spule 30 und die Unterdrucksäule 32 verringert die Größe der Störungen der Bandspannimg und der seitlichen Lage des Bandes, das der Einlaufführung 14 zugeführt wird. Die Uinlauffülirung 14 kann daher ziemlich kür/ sein und einen Kreisbogen von etwa 90" beschreiben, dessen Radius ungefähr 40 mm beträgt.

Die Trommel selbst hat ebenso wie die Auslaufführung 22 einen Radius von etwa 40 mm. Dn die Auslaufl'i'ihiung 22 die ganze Entkopplung /wischer dem die Trommel umschlingenden Bandbereich und dci Bandspule 24 übernimmt, ist sie länger als die Einlaufführung 14. Die Auslaufführung 22 beschreib einen Kreisbogen von ungefähr 150".

Radien und Längen der Kreisbögen über dci Trommel und in den Führungen können natürlicl verändert werden und dabei doch die wesentliche! Funktionen der Erfindung übernehmen. F.s miil lediglich durch diese Führungen eine stabile Bandbahi um die Trommel geschaffen werden durch Bescitiguii| der von der Bandabgabc- und von der Bandaufnahme vorrichtung hervorgerufenen Störungen.

Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele

In F i g. 4 ist eine sehr kompakte Bandbahnanordnung zur Stabilisierung des die Trommel umschlingenden Teils des Bandes gezeigt.

Das Band 70 wird von einer Bandabgabespule 72 abgegeben und durch die Zulaufführung 76 an die Trommel 74 geführt. Nach dem Umschlingen der Trommel wird das Band 70 durch die Ablaufführung 78 an die Bandaufnahmespule 80 geleitet. Die Bahn des rotierenden Magnetkopfes ist durch den in der Mitte der Trommel angeordneten Rotor 82 gegeben, der den Magnetkopf 84 trägt.

Das Band 70 umschlingt über 360° die Trommel 74 und wird von der Bandabgabespule 72 und der Baridaufnahmespule 80 durch die Zulaufführung 76 und die Ablaufführung 78 entkoppelt. Die Zulaufführung 76 und die Ablaufführung 78 wirken im wesentlichen genauso wie die Einlaufführung 14 und die Auslaufführung 22 der oben im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Anordnung, das heißt, sie entkoppeln Störungen, die bei der Bandabgabe oder der Bandaufnahme auftreten können, von dem die Trommel umschlingenden Teil des Bandes.

Die Bandbahn ist von der Stelle an vollständig luftgelagerl, an der das Band in die Zulaufführung 76 eintritt bis zu der Stelle, an dem es die Ablaufführung 78 verläßt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Luftlagerung durch poröses Oberflächenmaterial auf der Trommel und an den Führungen erreicht, wobei Luft durch diese Poren zur Erzeugung einer hydrostatischen Luftlagerung an der Oberfläche der Trommel und der Führungen gedrückt werden kann.

Die Zulaufführung 76 weist eine feste Führungskante 8Ci und eine durchgehende federnde Führungskante 88 auf. Die federnde Führungskante 88 drängt das Band gegen die durch die feste Führung 86 gebildete Bezugskante. Die Luftlagerung der Führung 76 in Verbindung mit der federnden Führungskante 88 der Führung 76 beseitigt Störungen des Bandzuges und der seitlichen Bandlage sowie sonstige Störungen, die durch die Bandabgabe 72 verursacht sein können.

Ähnlich hat die Führung 78 eine feststehende Führungskante 90 und eine federnde Führungskante 92. Die federnde Führungskante 92 drängt das Band gegen die feststehende Führungskante 90. Die durchgehende federnde Führung in der Ablaufführung 78 hält außerdem das um die Trommel 74 geschlungene Band von Bandzug-, Lage- oder anderen Störungen frei, die durch die Bandaufnahme 80 verursacht sein können.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 5 gezeigt. Dort sind Einlauf- und Auslaufführung in die Trommel 94 cinbezogen. Die Länge der Trommel 94 ist vergrößert und das Band ist links und rechts um je weitere 180" um die Trommel hcrumgcschlungcn, also auf beiden Seiten der die Bahn des rotierenden Magnctkopfcs bedeckenden Umschlingung von 360", die den Teil der Bnndbahn darstellt, dessen Stabilität für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte aufrechterhalten werden muß.

Das Band wird durch eine fcsle Kante 98 und eine federnde Kante 98 um die Trommel geführt. Die federnde Kante könnte auf den Eintritts- und Austrittsbereich der Trommel vor der 360"-l)mschlingung um die Magnctkopfbn'hn beschränkt werden. Im gezeigten Beispiel läuft die federnde Kante jedoch längs der ganzen Umschlingung von 720" und umfaßt auch den zentralen Teil der Bandbahn im Bereich des rotierenden Magnetkopfes. Eine solche Führung liefert eine extrem hohe Stabilität der Bandbahn und gestattet sehr hohe Aufzeichnungsdichten der Daten.

Nach Darstellung in F i g. 5 wird das Band von einer Vorratsspule 100 zugeführt und von einer Aufnahmespule 102 aufgenommen, wobei ein durchgehender Antrieb von einer Spule zur anderen vorgesehen ist. Es kann jedoch auch zwischen eine der Spulen und die Trommel eine Antriebsrolle, oder es können zwischen die Spulen und die Trommel Unterdrucksäulen eingebautwerden.

Es wurden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Zum besseren Verständnis der Alternativen dienen die F i g. 6 und 7.

In Fig.6 ist die Bandbahn in der Abwicklung schematisch dargestellt. Auf dem abgewickelten Band sind die Bereiche der Einlaufführung und der Auslaufführung und der stabilisierte Bandbereich bezeichnet.

Die federnden Führungskanten 104 und 106 drängen das Band gegen die festen Führungskanten 108 bzw. 110. Diese Führungen des Bandes liegen nur in den Bereichen der Einlaufführung und der Auslaufführung. Für eine sehr große Stabilität können jedoch zusätzliche Führungen im Stabilitätsbereich der Bandbahn erforderlich sein (in dem Bereich des schraubenförmig um die Trommel gewickelten Bandes). Eine federnde Führungskante 112 ist daher so gezeigt, daß sie das Band im stabilisierten Bandbereich relativ zur festen Führungskante 114 führt. Die Länge der federnden Führungskante oder Leitkante im Stabilitätsbereich schwankt zwischen wenigen Graden eines in der Mitte des Bereiches angebrachten Kreisbogens bis zu einer durchgehenden Führung des Bandes innerhalb des gesamten Bereiches.

Die folgende Tabelle gibt fünf verschiedene Beispiele von Führungen, die zur Erzielung eines stabilen Bandbereiches angewandt werden können. Zahlreiche andere Kombinationen von Kreisbahnen mit federnden Führungen können natürlich ebenso verwendet werden.

Bei	Einlauf-	Bandstabil itälsbcrcich	Auslauf
spiele	führung		führung
1	90°	360°	150°
Il	180°	360°	180°
111	180°	360° geführt	180°
IV	90°	360° (10° geführt)	150°
V	135°	270°	135°

In der obigen Tabelle entspricht das Beispiel I dem ir den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsbcispicl. Da; Beispiel Il entspricht dem zweiten Ausführungsbcispic der F i g. 4 und das Beispicl III dem dritten Ausführungs beispicl, das in Fig. 5 gezeigt ist. Das Beispiel 1\ unterscheidet sich vom Beispicl I nur dadurch, daß in de Mitte der Umschlingung der Trommel eine sich über HV erstreckende, federnde Führung auf der Tromim vorgesehen ist. Beispiel V zeigt, daß sowohl Einlauf· al auch Auslaufbereieh sowie der Bereich der stabile Bahn verkürzt werden können.

Das Diagramm in F i g. 7 zeigt die Führungskraft / fi eine durchgehende, federnde Kantenführung. Durdigi hcnde, federnde Kantenführungen sind ausführlieru beschrieben in der deutschen Offenlegungsschri 22 61205. Das von einer durchgehenden, federndi Kantenführung über ihrer ganzen Führungsring erzeugte ideale Kraftdiagramm wird durch die Kun

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116 dargestellt. Der durch die Kurve 118 dargestellte Verlauf der Führungskraft über der geführten Länge ist auch akzeptabel und stabil, da dieser einer annähernd kontinuierlichen Führungskraft über der gesamten Länge mit geringen Überhöhungen an den beiden Enden entspricht.

Der Verlauf der Führungskraft, der durch die Kurve 120 dargestellt wird, ist unbrauchbar, da die Führungskraft ihr Maximum in der Mitte der geführten Länge erreicht und von dort zu jedem Ende der geführten Länge hin gleichmäßig abfällt. Bei einer der Kurve 120 entsprechenden Führungskraft neigt das Band dazu, sich auszubeuten, Falten zu werfen und wahrscheinlich weitere Störungen in die Bandbahn einzuführen, anstatt Störungen von außerhalb der geführten Länge vom Stabilitätsbereich der Bahn fernzuhalten.

Ein weiterer Faktor zum Erzielen eines stabilisierten Bandbereichs um die Trommel ist die durch die Trommel erzeugte Luftlagerung. Wie oben beschrieben wurde, kann man ein Luftlager dadurch erhalten, daß man Luft durch eine poröse Oberfläche der Trommel oder durch sehr kleine Löcher in der Größenordnung vor. etwa 0,1 mm in der Trommeloberfläche drückt.

Das Luftlager zwischen Trommel und Band muß so dick sein, daß es ungeachtet von Änderungen der Bandspannung und des das Luftlager erzeugenden Luftdruckes in höchstem Maße stabil ist. Der Luftdruck wird einem Hohlraum in der Trommel zugeführt, und die Luft wird durch die Oberfläche der Trommel zur Erzeugung des Luftlagers herausgedrückt.

Die Kurven in den F i g. 8 und 9 zeigen den Abstand h des Bandes von der Trommel als Funktion der Zugspannung einerseits und des Luftdrucks andererseits.

Diese Kurven müssen während der Konstruktion einer Trommel empirisch bestimmt werden. Wenn die Zugspannung sich dem Wert Null nähert, geht der Abstand des Bandes von der Trommel, d. h. die Dicke des Luftlagers (Fig.8), gegen unendlich. Wenn der Druck des Luftlagers, dargestellt in F i g. 9, sich dem Wert Null nähert, geht auch die Dicke des Luftlagcrs gegen Null. Es ist zu beachten, daß beide Kurven gekrümmt sind und sich bei hohem Luftdruck bzw. bei hohen Zugspannungen abflachen. Bei der Konstruktion wählt man deshalb eine Zugspannung und einen Luftdruck in einem Teil der Kurve, der hinter der Krümmung liegt und in dem die Kurve relativ flach verläuft. Im Ausführungsbeispiel wird die Nennzugspanniing 7» gewählt mit 0,066 kp/cm± 10%, und der Nennabstand h_n beträgt dann 25 μηι±2%. Gleichzeitig beträgt der Nennwert für ilen Druck /Ό für eine Trommel mit Löchern von etwa 125 μηι in ihrer Oberfläche 0,035 kp/cm^J± 10%, und der Nennabslantl ho ist wieder 25 μηι ± 2%.

In den Fig. 10 und 11 sind andere Ausführungsbeispiele für Trommeln mit Luftlager gezeigt. In Fig. 10 wird das Luftlager durch eine sich drehende Trommel erzeugt, die Poren oder Löcher aufweist, durch die die Luft herausgedrückt wird. Dadurch wird eine Kombination von hydrostatischer und hydrodynamischer Lagerung erreicht. Der Magnetkopf 122 ist in Fig. 10 direkt an der Oberfläche der sich drehenden Trommel 124

ίο angeordnet. Während die Trommel sich dreht, läuft der Kopf in einem spitzen Winkel quer zum Band 126, das die Trommel schraubenförmig umschlingt.

Bei sich drehender Trommel 124 kann eine hydrodynamische Luftlagerung alleine verwendet werden. Die Geschwindigkeit der sich drehenden Trommel zieht Luft unter das Band und trägt das Band bei seiner schraubenförmigen Umschlingung der Trommel. Der Abstand des Bandes von der rotierenden Trommel im stabilisierten Bereich ist gegeben durch den Ausdruck

₌ 0,643 r₀

worin

/0 = Radius der Trommel,
μ = Viskosität der Luft,
V = Geschwindigkeit,
T = Zugspannung.

Eine solche Konstruktion hat jedoch im allgemeinen den Nachteil, daß das Band an verschiedenen Punkten auf der rotierenden Trommel aufliegen kann, insbesondere an dem Punkt, wo das Band von der Trommel abläuft. Die Möglichkeit, daß das Band die rotierende Trommel berührt, wird durch eine zusätzliche hydrosta-

.is tische Luftlagerung ausgeschaltet, die dadurch erzeugt wird, daß man Luft durch Löcher oder Poren in der Oberfläche der Trommel drückt.

In Fig. 11 ist eine Trommel gezeigt, die eine Luftlagerung dadurch erzeugt, daß die eine Hälfte der Trommel rotiert und die andere Hälfte porös ist. Die Oberfläche der Trommelhälfte 128 besteht aus porösem Material, durch das Luft zur Erzeugung eines hydrostatischen Luftlagers unter dem Band gedrückt wird. Die Oberfläche der Trommelhälfte 130 ist nicht porös und

■is dreht sich mit hoher Geschwindigkeit zur Erzeugung eines hydrodynamischen Luftlagers unter dem Band. Die Magnetköpfe 132 sind an der in der Mitte liegenden Außenkante der Trommelhälfte 130 befestigt. Während die Trommelhälfte 130 rotiert, führt sie also die Köpfe

so 132 auf einer Rotationsbahn, so daß das schraubenförmig um die Trommel geschlungene Magnetband 134 abgetastet wird.

llier/u 4 IiIaIt

Claims (5)

1. 24

   Patentansprüche:

   I. Anordnung zum exakten, l'laiterlreieii Führen eines relativ breiten, mit das !!and unter einem spitzen Winkel gegen die Bandkante überc|iierenden, engbenachbarien Aulzeiehr.ungsspuren versehenen Magnetbandes, von einer Vorratsspule über eine mit mindestens einem Flansch versehene Finlaufbandlührung, einer schraubenförmigen Baiin um eine zylindrische Irommel herum und eine w.-itcre, mil mindestens einem Flansch versehene Aiislaufbandl'ühning nach einer Aiilnahmespulc, wobei die Irommel in axialer Richlung aus zwei I eilen besteht, die durch einen, einen Magnetkopf tragenden Kotor voneinander gelrennt sind, dadurch gekenn /eic h net, daß die zwischen der Vorratsspule (28, JO) und tier Hahn des Magnclkopfcs auf der Irommel liegende, das Magnetband durch einen auf der einen Seite mit einer starren, auf der anderen Seile mit einer in axialer Richtung federnd nachgiebigen Führungskante über einen Umschlingiingswinkel von wenigstens 90 höchstens aber 180 führende Einkiufbandführung etwa den gleichen Radius aufweist wie die Irommel, daß die zwischen der Bahn des Magnetkopfes und der Aufiuilimespule liegende, das Magnetband über einen Umschlingimgswinkcl von mindestens 135" führende bogenförmig gekrümmte Atislaufbandführung (23) etwa den gleichen Radius aufweist wie die Trommel, daß dabei mindestens eine der beiden Führungskanten (41, 55) eine bogenförmige in axialer Richtung federnd nachgiebige, kontinuierliche Führungskanie ist und daß das Magnetband mindestens auf der Trommel über eine an sich bekannte Luftlagerung gleitet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einlaufbandführung (14) eine Bandabgabevorrichlung angeordnet ist, die aus einer Vorratsspule (28) sowie einer das Magnetband führenden Spillenführung (30) und einer das Magnetband mit einer Vorratsschlaufe aufnehmenden UiHeidrucksäuie (32) besieht, die als zusätzliche Bandführung und als Puffer wirkt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgangsseitige Wand (34) der Vakuumsäule in ihrer Breite der Nennbreite des Magnetbandes entspricht, daß die Breite der eingangsseitigen Wand (36) der Vakuumsäule (32) der Nennbreite des Magnetbandes ± 1 mm entspricht und daß damit die vordere und hintere Abdeckung der Vakuumsäule als Trichter für die seitliche Führung des Magnetbandes dient,
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufbandführung und die Auslaufbandführung mit je einer starren (96) und einer in axialer Richtung federnd nachgiebigen Führungskante (98) auf baulich mit der Trommel vereinigten, sich zu beiden Seiten der Trommel erstreckenden und mit der Trommel koaxialen Trommelabschnitten untergebracht sind und daß der Umschlingungswinkel dieser beiden Bandführungen jeweils 180° beträgt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskanten (96, 98) der Eingangs- und Ausgangsbandführungen sich von der Eingangsbandführung kontinuierlich über den Umschlingungswinkel des Magnetbandes im Bereich 4 7 3