DE2430473C3 - Anordnung zum exakten flatterfreien Führen eines Magnetbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum exakten flatterfreien Führen eines Magnetbandes der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art

Aufzeichnungen auf Magnetband in schräger Spur, wobei das Magnetband schraubenförmig um eine Trommel gewickelt ist, die einen rotierenden Magnetkopf enthält, gehen mindestens auf den Anfang der 50er Jahre zurück und sind z. B. in der US-Patentschrift 27 73 120 beschrieben. In dieser Patentschrift ist dargestellt, wie das Band schraubenförmig, etwa 360°, um eine Trommel geschlungen wird und zwischen der Aufnahme- und Vorratsspule durch eine neben der Trommel befindliche Antriebsrolle transportiert wird.

Spätere verbesserte Bandtransporteinheiten mit Schrägspuraufzeichnung enthalten Trommeln mit Luftlager. Derartige Luftlagertrommeln erhielt man durch Drehung der Trommel zur Erzeugung eines hydrodynamischen Luftlagers oder indem man Luft durch Bohrungen in der Trommel zur Erzeugung eines hydrostatischen Luftlagers preßte. Außerdem gibt es einige Beispiele, bei denen durch Drehen einer Hälfte der Trommel eine hydrodynamische Luftlagerschicht erzeugt wurde, die dann auf verschiedene Weise unter die statische Hälfte der Trommel gedrückt wurde, um auch dort ein Luftlager zu bekommen.

Dieser Stand der Technik ist durch folgende US-Patentschriften belegt: US-PS 34 88 455, 33 78 646, 34 04 241,33 33 753.

Im Führungsbereich wurden Führungsrollen oder Leitrollen und Bolzen unmittelbar neben der Trommel 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 mit hoher Dichte aufgezeichnet werden müssen, dann muß 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 Führungsrollen 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 Trommel mit feststehenden Führungsleisten oder feststehenden Führungsbolzen auf der Trommel reicht zur Vermeidung von Störungen der Bandbewegung, die durch das Band selbst, die Bandzufuhrvorrichtung oder

die Bandabnahmevorrichtung erzeugt werden, nicht aus.

Eine weitere Art einer Bandführung mit Luftlagerung und Umlenkung der Bandbewegungsrichtung ist aus dem IBM TDB, Band 15. Nr. 8, Januar 1973, Seite 2502, bekannt Bei dieser Bandführung wird das Magnetband über eine gekrümmte Fläche zwischen zwei Flanschen geführt, von denen einer als Führungskante in axialer Richtung der Bandführung federnd nachgiebig ist und dem Ausgleich von Unregelmäßigkeiten der Bandkanten dient

Aufgabe der Erfindung ist es. eine Anordnung für die exakte seitliche Führung eines Magnetbandes der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei schrittweisem oder kontinuierlichem Vorschub des Bandes bei sehr eng nebeneinanderliegenden, schräg zum Band verlaufenden Datenspuren bei hoher Aufzeichnungsdichte in den Spuren eine äußerst genaue Ausrichtung zwischen Datenspur und Kopfspur gestattet.

Die im Patentanspruch 1 im einzelnen angegebene Lösung dieser Aufgabe ergibt tatsächlich wine äußerst genaue Seitenführung des Magnetbandes mit einer sehr hohen Einstellgenauigkeit, d. h., das Magnetband kann beim Transport so genau geführt werden, daß jede Datenspur in Lese/Schreibposition genau mit der Kopfspur ausgerichtet ist Vorteilhafte Weiterbildungen dieser im Hauptanspruch enthaltenen Lösung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind m den Zeichnungen dargestellt und werden anschließend näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 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,

F i g. 2 eine Seitenansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels m^;t Darstellung der relativen Lage und Ausrichtung der Führungslager, der Unterdrucksäule und der Trommel,

F i g. 3 eine Draufsicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels 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,

F i g. 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, <,s

F i g. 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 Luftliigers zur richtigen Auswahl der Zugspannung und des Luftdruckes für eine stabile Luftlagerung des Bandes b«i seiner Umschlingung der Trommel,

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

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

In dem in F i g. 1 perspektivisch gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der um die Trommel 10 geschlungene Bereich des Bandes stabilisiert Das Band 12 wird durch die Einlaufführung 14 zur Trommel 10 geführt Während das Band die Trommel 10 umschlingt, wird es durch einen Rotor 16 abgetastet, der zwei Magnetköpfe 18 und 20 trägt, nämlich den Schreibkopf bzw. den Lesekopf. Wenn das Band die Trommel verläßt, wird es von der Auslaufführung 22 zur Bandaufnahmevorrichtung geführt.

Im Ausführungsbeispiel besteht die Bandaufnahmevomehtung 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 Aufnahmespule in einem Spule-zu-SpuIe-Antriebssystem 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 30 und Unterdrucksäule 32.

Das Band wird der Bandbahn durch die Vorratsspule 28 zugeführt. Die Spulenführung 30 führt das Band 12 von der Spule zur Unterdrucksäule 32, in welcher der Unterdruck an der Unterdrucköffnung 33 erzeugt wird. Da die Spule 28 automatisch 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 Aufnahmespule oder Antriebsrolle 24. Femer gibt die Unterdrucksäule 32 dem Band 12 eine zusätzliche seitliche Führung, bevor dieses die Einlaufführung 14 erreicht. Zu diesem Zweck wird die Unterdrucksäule so ausgelegt, daß ihre Ausgangswand 34 eine Breite hat, die der Nennbreite des Bandes entspricht, während ihre Eingangswand .36 eine Breite entsprechend der Nennbreite des Bandes plus oder minus etwa 0,1 mm hat. Die vordere Abdeckung 38 in Kombination mit der hinteren Abdeckung 40 (F i g. 2) wirkt dann als Trichter für die seitliche Führung des Bandes 12, während es sich in der Unterdrucksäule 32 befindet.

Alle Führungen 14, 22 und 30 sowie die Trommel 10 haben ein Luftlager, auf dem das Band bei seiner Bewegung über die entsprechenden Oberflächen gleitet. Im Ausführungsbeispiel erreicht man diese Luftlagerung durch Bohrungen in der Trommel mit einem Durchmesser kleiner als etwa 0,25 mm, durch die unter Druck von einer Druckluftquelle 39 kommende Luft gepreßt wird.

Die Kantenführung wird sowohl bei der Einlaufführung 14 als auch bei der Auslaufführung 22 durch ein feststehendes Führungsteil 41 an einer Kante des Bandes und ein federnd nachgiebiges Führungsteil 42 an der anderen Bandkante erreicht. Die Auslaufführung 22 hat ^'ne ähnliche Führung aus festem und federnd nachgiebigem Führungsteil, von dem in F i g. 1 nur das Führungsteil 44 sichtbar ist. Das feststehende Führungsteil 45 in der Auslaufführung 22 ist in F i g. 2 zu sehen.

Wie bereits gesagt, wird das Band 12 von einer

Vorratsspule 28 geliefert, die automatisch neben der Spulenführung 30 eingesetzt wird. Vor dem Zugriff ruht die Spule 28 in einer eigenen Kassette in einem Karussel 46. Das Karussell 46 hat drei Stationen, nämlich eine Lese/Schreibstation 48, eine Kassettenladestation 50 s und eine Kassettenentladestation 52. Eine Kassette wird in das Karussel an der Kassettenladestation 50 geladen. Das Karussell 46 wird dann in die Lese/Schreibstation 48 ge'dreht, wo die Spule 28 aus der Kassette 54 entnommen und automatisch neben der Spulenführung 30 eingesetzt wird. Um die Kassette zu entladen, wird die Spule 28 in die Kassette 54 an der Lese/Schreibstation zurückgeladen und das Karussell in die Entladestation 52 gedreht. Die Kassette wird dann aus dem Karussell entladen. Diese Stationen können natürlich 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 Entladestation 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 Anmelderin (Aktenzeichen der Anmelderin: 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 Unterdrucksäuie das Band gespannt.

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

Von der Trommel 10 wird das Band durch die Auslaufführung 22 zur Bandaufnahmespule 24 geführt. Die Einlaufführung 14 hat ein federndes Führungsteil 42 und die Auslaufführung 22 ein federndes Führungsteil 44. Der Abstand »5<< zwischen dem federnden Führungsteil der Einlauföffnung 14 und dem festen Führungsteil 45 der Auslaufführung 22 bestimmt den Schraubenwinkel des die Trommel 10 umschlingenden fto Bandes 12.

Das in F i g. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet folgendermaßen: Der Bereich der kritischen Bandbahnsteuerung 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 gute Wiederholbarkeit beim Lesen und Schreiben von Spuren in hohem Maße stabil sein. Die Stabilität der Bandbahn erreicht man zunächst mit federnden Einlauf- und Auslaufführungen, die den Bereich der Bandbahnsteuerung von Störungen freihalten, die an der Bandabgabe- oder der Bandabnahmevorrichtung entstehen können. Insbesondere beseitigt die Einlaufführung 14 durch ihr Luftlager und die federnde Kantenführung seitliche Lagefehler, ungleichmäßigen Bandzug und andere Störungen, bevor das Band von der Einlaufführung 14 ausläuft und die Trommel 10 umschlingt. In ähnlicher Weise entkoppelt die Auslaufführung 22 mit ihrer Luftlagerfläche und der federnden Führung 44 die seitlichen Lagefehler, ungleichmäßigen Bandzug und andere Störungen, die durch die Bandaufnahmespule 24 verursacht sein können. Die Führungskräfte und die zur Erzielung des stabilisierten Bandbereächs 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 Luftlagers. Die Luftlagerung wird empirisch durch Untersuchung der Veränderung der Dicke des Luftlagers als Funktion des Bandzuges und des Luftdruckes in dem Luft zu den Löchern in der Trommel 10 führenden Raum bestimmt.

Die Anforderungen an die Einlaufführung und an die Auslaufführung zur Erzeugung der Stabilität der Bandbahn um die Trommel können weniger streng sein, wenn die Qualität der Bandabgabe- und der Bandaufnahmevorrichtung erhöht wird. Wenn diese Qualität so verbessert wird, daß weniger Bandbahnstörungen erzeugt werden, sind die Anforderungen an die zusätzlichen Bandführungen nicht so hoch.

Insbesondere auf der Bandzufuhrseite 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 Einlaufführung 14 von mindestens doppeller Bandbreite vorsieht. Gemäß Darstellung im Ausführungsbeispiel kann alternativ eine zusätzliche Führung durch die Spulenführung 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 Bandspannung und der seitlichen Lage des Bandes, das der Einlaufführung 14 zugeführt wird. Die Einlaufführung 14 kann daher ziemlich kurz 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. Da die Auslaufführung 22 die ganze Entkopplung zwischen dem die Trommel umschlingenden Bandbereich und der Bandspule 24 übernimmt, ist sie langer als die Einlaufführung 14. Die Auslaufführung 22 beschreibt einen Kreisbogen von ungefähr 150°.

Radien und Längen der Kreisbögen über der Trommel und in den Führungen können natürlich verändert werden und dabei doch die wesentlichen Funktionen der Erfindung übernehmen. Es muß lediglich durch diese Führungen eine stabile Bandbahn um die Trommel geschaffen werden durch Beseitigung der von der Bandabgabe- und von der Bandaufnahmevorrichtung 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 Bandaufnahmespule 80 durch die Zuiaufführung 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 luftgelagert, 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 gedruckt werden kann.

Die Zulaufführung 76 weist eine feste Führungskante 86 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 einbezogen. Die Länge der Trommel 94 ist vergrößert und das Band ist links und rechts um je weitere 180° um die Trommel herumgeschlungen, also auf beiden Seiten der die Bahn des rotierenden Magnetkopfes bedeckenden Umschlingung von 360°, die den Teil der Bandbahn darstellt, dessen Stabilität für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte aufrechterhalten werden muß.

Das Band wird durch eine feste Kante 96 und eine federnde Kante 98 um die Trommel geführt Die federnde Kante könnte auf den Eintritts- und Austrittsbereich der Trommel vor der 360°-Umschlingung um die Magnetkopfbahn 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 Fig. 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 eingebaut werden.

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-	Bandstabilitätsbereich	Auslauf-
spiele	führung		fuhrung
I	90°	360°	150°
Il	180°	360°	180°
III	180°	360° gefuhrt	180°
IV	90°	360° (10° geführt)	150°
V	135°	270°	135°

In der obigen Tabelle entspricht das Beispiel 1 dem in den Fig. 1,2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel. Das Beispiel Ii entspricht dem zweiten Ausführungsbeispiel der F i g. 4 und das Beispiel III dem dritten Ausführungsbeispiel, das in Fig.5 gezeigt ist Das Beispiel IV unterscheidet sich vom Beispiel I nur dadurch, daß in der Mitte der Umschlingung der Trommel eine sich über 10" erstreckende, federnde Führung auf der Trommel vorgesehen ist Beispiel V zeigt, daß sowohl Einlauf- als auch Auslaufbereich sowie der Bereich der stabilen Bahn verkürzt werden können.

Das Diagramm in F i g. 7 zeigt die Führungskraft Ffür eine durchgehende, federnde Kantenführung. Durchgehende, federnde Kantenführungen sind ausführlicher

fts beschrieben in der deutschen Offenlegungsschrift 22 61 205. Das von einer durchgehenden, federnden Kantenführung über ihrer ganzen Führungslänge erzeugte ideale Kraftdiagramm wird durch die Kurve

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 auszuheulen, 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 von 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 Λ 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 Fig.9, sich dem Wert Null nähert, geht auch die Dicke des Luftlagers 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 Nennzugspannung 7o gewählt mit 0,066 kp/cm± 10%, und der Nennabstand Λο beträgt dann 25 μίτι ± 2%. Gleichzeitig beträgt der Nennwert für den Druck /Ό für eine Trommel mit Löchern von etwa 125 μιτι in ihrer Oberfläche 0,035 kp/cm²± 10%, und der Nennabstand Λο ist wieder 25 μιτι ± 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 F i g. 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

"5 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

_h = 0,643 r₀

worin

n> = 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 hydrostatische Luftlagerung ausgeschaltet die dadurch erzeugt wird, daß man Luft durch Löcher oder Poren in der Oberfläche der Trommel drückt

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

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum exakten, flatterfreien Führen eines relativ breiten, mit das Band unter einem spitzen Winkel gegen die Bandkante überquerenden, engbenachbarten Aufzeichnungsspuren versehenen Magnetbandes, von einer Vorratsspule über eine mit mindestens einem Flansch versehene Einlaufbandführung, einer schraubenförmigen Bahn um eine ι ο zylindrische Trommel herum und eine weitere, mit mindestens einem Flansch versehene Auslaufbandführung nach einer Aufnahmespule, wobei die Trommel in axialer Richtung aus zwei Teilen besteht, die durch einen, einen Magnetkopf tragenden Rotor ι s voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Vorratsspule (28, 30) und der Bahn des Magnetkopfes auf der Trcmmel liegende, das Magnetband durch einen auf der einen Seite mit einer starren, auf der anderen Seite mit einer in axialer Richtung federnd nachgiebigen Führungskante über einen Umschlingungswinkel von wenigstens 90° höchstens aber 180° führende Einlaufbandführung etwa den gleichen Radius aufweist wie die Trommel, daß die zwischen der Bahn des Magnetkopfes und der Aufnahmespule liegende, das Magnetband über einen Umschlingungswinkel von mindestens 135° führende bogenförmig gekrümmte Auslaufbandführung (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 Führungskante ist und daß das Magnetband mindestens auf der Trommel über eine an sich bekannte Luftlagerung gleitet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einlaufbandführung (14) eine Bandabgabevorrichtung angeordnet ist, die aus einer Vorratsspule (28) sowie einer das Magnetband führenden Spulenführung (30) und einer das Magnetband mit einer Vorratsschlaufe aufnehmenden Unterdrucksäule (32) besteht, die als zusätzliche Bandführung und als Puffer wirkt.

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. 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 (96) auf baulich mit der Trommel vereinigten, sich zu beiden Seiten der Trommel erstreckenden und mit der Trommel koaxialen <>o Trommelabschnitten untergebracht sind und daß der Umschlingungswinkel dieser beiden Bandführungen jeweils 180° beträgt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskanten (96, 98) der (>s Eingangs- und Ausgangsbandführungen sich von der Eingangsbandführung kontinuierlich über den Umschlingungswinkel des Magnetbandes im Bereich der Bahn des Magnetkopfes und nach den Führungskanten der Ausgangsbandführung erstrekken.