DE2529017A1

DE2529017A1 - Einrichtung zur bildung eines luftlagers zwischen der polspiegelflaeche eines dreh-magnetkopfes und einem magnetband

Info

Publication number: DE2529017A1
Application number: DE19752529017
Authority: DE
Inventors: George W Brock; Jun Frederick W Hahn
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1974-07-05
Filing date: 1975-06-28
Publication date: 1976-01-22
Also published as: IT1038937B; FR2277400B1; GB1475946A; JPS573130B2; DE2529017C2; FR2277400A1; US3961372A; JPS5117423A; CA1040305A

Description

Einrichtung zur Bildung eines Luftlagers zwischen der Polspiegelfläche eines Dreh-Magnetkopfes und einem Magnetband

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bildung eines Luftlagers zwischen der Polspiegelfläche eines Dreh-Magnetkopfes und einem Magnetband, das in einer wendeiförmigen Transportbahn an der Oberfläche eines Zylinders transportiert wird, mit Oberflächen von feststehenden Bandführungselementen, die in axialer Lage beiderseits des Dreh-Magnetkopfes angeordnet sind.

lis ist bekannt (US-PS 3 696 350), ein Luftlager zwischen der Polspiegelfläche eines feststehenden Magnetkopfes und einer flexiblen Magnetscheibe dadurch zu bilden, daß die Magnetscheibe mit hoher Umlaufgeschwindigkeit durch einen Drehteller bewegt wird. Die zwischen der umlaufenden Magnetscheibe und dem feststehenden Magnetkopf bestehende Relativbewegung erzeugt Saugkräfte, durch welche die flexible Magnetscheibe an die Polspiegelfläche des Magnetkopfes angezogen wird. Um diesen Saugkräften entgegenzuwirken, sind bei der bekannten Einrichtung in die Oberfläche des Drehtellers ringförmige Nuten eingeschnitten, die an der Rückseite der flexiblen Magnetscheibe in der durch den Magnetkopf beschriebenen Umlaufspur auf den Drehteller gerichtete Saugkräfte erzeugen, die den an der Oberseite der flexiblen Magnetscheibe durch den Magnetkopf erzeugten Saugkräften entgegengerichtet sind. In dieser Weise können Luftlagerkräfte erzeugt werden, die einen vorgegebenen Abstand zwischen der Oberfläche der flexiblen Magnetscheibe und der Polspiegelfläche des Magnetkopfes herstellen.

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Die bekannte Einrichtung ermöglicht die Abstandsregelung zwischen einem feststehenden Magnetkopf und einer flexiblen umlaufenden Magnetscheibe im schmalen Bereich der kreisförmigen Aufzeichnungsspur. Die bekannte Einrichtung ist jedoch nicht dazu geeignet, I eine Abstandsregelung zu bewirken zwischen der Polfläche eines iumlaufenden Dreh-Magnetkopfes und einem Magnetband, das in einer ;wendeiförmigen Transportbahn am Dreh-Magnetkopf geführt wird. Für eine Einrichtung dieser Art ist es notwendig, die Kräfte des !zwischen dem Magnetband und dem Dreh-Magnetkopf bestehenden Luftlagers in größeren Oberflächenbereichen auszugleichen, als dies bei der bekannten Einrichtung möglich ist.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dajdurch gelöst, daß die Polspiegelfläche des Dreh-Magnetkopfes als sphärisch gewölbte Fläche ausgebildet ist, zu deren größter radialen Begrenzungslinie beiderseits in gleichen Abständen parallel zu dieser zwei in die Polspiegelfläche eingeschnittene Nuten angeordnet sind, die einen Arbeitsspalt des Dreh-Magnetkopfes beigrenzen.

Durch die bekannte Einrichtung ist es einerseits möglich, zwi- j I j

sehen dem Dreh-Magnetkopf und dem Magnetband die für die Abstands- j 'regelung notwendigen Luftlagerkräfte zu erzeugen. Es ist andererseits möglich, die Polspiegelfläche des Dreh-Magnetkopfes an den Stellen zu vertiefen, an denen dieser aus verschiedenen Schichten durch Glaslötverbindungen zusammengesetzt ist. Daraus ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß Abnützungen der Polspiegelfläche, die im Bereich der Glasverbindungen verstärkt auftreten, vermieden werden können. Die Betriebssicherheit der Einrichtung wird dadurch erhöht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:

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Pig. l ' Die Anordnung eines Dreh-Magnetkopfes, an dem

ein Magnetband in wendeiförmiger Transportbahn ; geführt wird, j

Fi;^. 2 den Verlauf der durch den Dreh-Magnetkopf an dejj*

Oberfläche des Magnetbandes bewirkten Aufzeich-!

; nungsspuren,

j Pig. 3 die Seitenansicht von mit einem Kopfrad ver-

bundenen Dreh-Magnetköpfen,

Ig. 4 eine Querschnittsdarstellung eines zwischen

Bandführungselementen umlaufenden Dreh-Magnetkopfes,

jFig. 5 die Darstellung der Polspiegelfläche eines

! Dreh-Magnetkopfes,

!Fig. 6 eine besondere Ausführungsform der Polspiegel

fläche eines Dreh-Magnetkopfes.

Das in Pig. 1 dargestellte Kopfrad 10 ist durch eine Antriebswelle jmit dem Motor 11 verbunden, der das Kopfrad mit konstanter Dreh-

!geschwindigkeit antreibt. Das Kopfrad 10 kann den gleichen oder einen etwas größeren Durchmesser aufweisen als die Durchmesser !der in axialer Lage beiderseits des Dreh-Magnetkopfes angeordneten feststehenden zylindrischen Bandführungselemente 13 und 14. piese haben einen kleinen axialen Abstand, in dessen Abstandsbejreich die Magnetkopfanordnung 15 mit einer Geschwindigkeit von ca. 25 m pro Sekunden gedreht wird.
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Die Polspiegelfläche der Magnetkopfeinrichtung 15 ist so profiliert, daß zwischen der Magnetkopfeinrichtung 15 und dem Magnetband 12 ein Luftlager erzeugt wird, durch welches das Magnetband

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12 an der Polspiegelfläche der Magnetkopfeinrichtung 15 durch ein Luftlager in einem sehr kleinen Abstand geführt wird. Die Polspiegelfläche der Magnetkopfeinrichtung 15 ist sphärisch gewölbt, und sie enthält Nuten, die in Bewegungsrichtung eingeschnitten sind. Der verhältnismäßig große sphärisch gewölbte Flächenbereich der Polspiegelfläche hat zur Folge, daß im Fall einer Berührung der Polspiegelfläche mit dem Magnetband der Berührungsdruck klein gehalten werden kann. Der Abstand der Polspiegelfläche von der Magnetbandoberfläche wird geregelt durch Breite und Abstand von an der Polspiegelfläche angeordneten Nut.

An der Oberfläche des in Fig. 2 gezeigten Magnetbandes 12 sind die Aufzeichnungsspuren 16 und 17 zu der am Magnetband in Richtung des Pfeiles 70 wirkenden Zugkraft in einem schiefen Winkel angeordnet. Die Spurrichtung der über dem Magnetband angeordneten 4agnetkopfeinrichtung 15 verläuft in Richtung des Pfeiles 21. In einer Servospur 20 am Rand des Magnetbandes 12 aufgezeichnete ervormarkierungen 18, 19 markieren Positionen in Längsrichtung ies Magnetbandes.

Es ist notwendig, daß sich der Magnetkopf im Magnetband am Zulaufpunkt 22 berührungsfrei nähert und am Ablaufpunkt 23 sich wieder berührungsfrei entfernt. Es ist ferner notwendig, daß während den Transportbewegungen des Magnetbandes an der Oberfläche des Dreh-Magnetkopfes und den Bandführungselementen durch einen Luftfilm auch bei Schwankungen der Bandgeschwindigkeit und der Zugspannungen ein gleichbleibendes Luftlager erzeugt wird. Besondere Schwierigkeiten der Luftlageerzeugung ergeben sich, wenn das Magnetband schrittweise bewegt wird, um in festgelegten Aufzeichjnungsperioden Signalübertragungen zwischen den Aufzeichnungsspu-,ren und dem Magnetkopf durchzuführen.

Berührungen zwischen Magnetband und Magnetkopf an den Zulauf- und Ablaufpunkten 21 und 23 werden durch die sphärische Auswölbung der Polspiegelfläche des Dreh-Magnetkopfes vermieden. Es wird

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ferner durch die Anordnung der lauten an der Polspiegelfläche des Dreh-Magnetkopfes erreicht, daß der Abstand zwischen der Polspiegelfläche und der Magnetbandoberfläche sehr klein ist. Die Breite der Nuten ist jedoch begrenzt, damit eine Berührung zwischen dem Magnetband und den Kanten der Nuten nicht zustandekommt. Die Steifigkeit des Magnetbandes hat zur Folge, daß an diesem im Bereich zwischen den Nuten eine stabile Aufzeichnungsfläche erhalten bleibt.

Der in Fig. 3 gezeigte Ausschnitt des Kopfrades 10 trägt einen Schreibmagnetkopf 25 und in gleicher Spurfolge einen Lesemagnetkopf 26, die durch das Kopfrad in Richtung des Pfeiles 24 bewegt werden. Das nicht mehr dargestellte Magnetband wird durch das Luftlager über den Magnetköpfen 25 und 26 in einem sehr kleinen Abstand gehalten. Die Polspiegelflächen der Magnetköpfe 25 und ragen soweit über die Oberfläche des Kopfrades 10 hinaus, daß die verschiedenen Teile der Polspiegelflächen in Kreisbahnen umlaufen, deren Radialabstände vom Drehpunkt des Dreh-Magnetkopfes um geringe Beträge größer sind als die Zylinder-Radien der Bandführungselemente. Dadurch wird das Magnetband beim Ablaufen der Polspiegelflächen der Magnetköpfe etwas ausgewölbt.

Die Fig. 4 zeigt die Durchdringungshöhe C des Magnetkopfes 25 bezüglich der Oberfläche der feststehenden Bandführungselemente 13 und 14. Die Oberfläche des Magnetkopfes 25 ist sphärisch abgerundet. Diese Wölbung hat in Seitenansicht gemäß der Fig. 3 gesehen den Radius B und in der dazu senkrechten Schnittebene gemäß der Darstellung nach Fig. 4 einen kleineren Radius. Beide Radien können jedoch aus Gründen der Zweckmäßigkeit für die Herstellung gleiche Werte aufweisen. In der Fortbewegungsrichtung des Pfeiles 24 erstrecken sich die in die Polspiegelfläche des Magnetkopfes 25 eingelassenen Nuten 28 und 29.

Die Obenansicht einer vergrößerten Darstellung der Polspiegelfläche des Magnetkopfes 25 ist in Fig. 5 dargestellt. Die Nuten

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können durch parallel verlaufende Seitenflächen gebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, daß die Nuten V-Form aufweisen. Die Nuten haben die Breite D und einen Abstand E, der im Fall des Schreib-Magnetkopfes 25 größer ist als bei einem Lese-Magnetkopf 26. Dies ergibt sich durch verschiedene Breiten von Arbeitsspalten JiO₃ die jeweils an beiden Seiten durch die Nuten 28 und 29 begrenzt !werden. Die Nutentiefe kann ζ. B. 0,25 nun betragen. Die Nutenbreite jD wird groß genug gewählt, um eine automatische Reinigung der Nu-

jtenvertiefung durch die Bewegung des Dreh-Magnetkopfes zu gewähr-

leisten, und sie ist klein genug, um eine Berührung der Nutenkanten mit dem Magnetband zu vermeiden. Zusätzlich ermöglichen die [Nuten eine Regelung der Luftbewegung im Zwichenraum zwischen Dreh- !Magnetkopf und Magnetband. Es konnte festgestellt werden, daß durch Veränderung der Werte E und D verschiedene Abstände zwischen !der Polspiegelfläche des Dreh-Magnetkopfes und dem Magnetband !erreicht werden.

Die Nuten 28 und 29 ergeben zusätzlich den Vorteil, daß die PoI- >spiegelf lache des Dreh-Magnetkopfes an Verbindungslinien verschiedener Materialschichten vertieft werden können. So besteht z. B. die Möglichkeit, daß der in Fig. 5 dargestellte Dreh-Magnetkopf mit den Kernteilen 27 und 31 gebildet wird. Er enthält außerdem j jdie beiden Schichten 32 und 33, die jeweils aus einem Material Ivon Bariura-Titanat-Keramik bestehen. Diese Schichten sind parallel !zur Drehebene des Dreh-Magnekopfes an Glaslötverbindungen zusammengesetzt. An der Polspiegelfläche des Dreh-Magnetkopfes ergeben sich somit Verbindungslinien, deren Bereiche einer erhöhten Abnützung unterliegen. Dadurch werden Partikel abgerieben, welche die Signalübertragung zwischen Magnetband und Dreh-Magnetkopf behindern. Durch die Anordnung der Nuten 28 und 29 an den Linien der Glaslotverbindungen können diese von der Polspiegelfläche abgesetzt werden.

Die Schichten 32 und 33, welche die Seitenteile des Dreh-Magnet-Ikopfes bilden, liefern Komponenten des Luftlagers, welche dessen JLagerkraft bei auftretenden Änderungen der Bandspannung stabilisieren.

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Der in Fig. 6 dargestellte Magnetkopf besteht aus verschiedenen Schichten von Ferrit- und Barium-Titanat-Keramik-Material. Der Ferritkern 50 des Dreh-Magnetkopfes begrenzt den Arbeitsspalt !Die Seitenteile 52 und 53 bestehen aus einem nichtmagnetisehen 'Material, jedoch haben sie einen thermischen Ausdehungskoeffizieniten und eine Abnützungscharakteristik, deren Werte den Werten !des Ferritmaterials des Ferritkerns 50 entsprechen. Die Seitenteile 50 und 52 sind mit dem Ferritkern 53 an Verbindungsflächen ,senkrecht zur Drehebene des Dreh-Magnetkopfes durch mechanische Klemmung, Leimen, Epoxycement- oder eine Glaslot-Verbindung entjlang den Linien 54 und 55 zusammengesetzt. An diesen Linien werden in den Bereichen 56 und 57 die erwähnten Nuten an der Polspiegelfläche eingeschnitten, so daß die Verbindungslinien von der Polspiegelfläche abgesetzt werden. Bei Herstellung der Nuten !kann es wünschenswert sein, Teile des Ferritkerns 50 so weit zu !entfernen, daß der Arbeitsspalt 51 die gewünschte Breite 59 erhält. Diese Herstellungsart ist von Bedeutung für Dreh-Magnetköpfe, die eine sehr geringe Spurbreite aufweisen sollen. ί

Die sphärische Ausbildung der Polspiegelflächen der Dreh-Magnet- ;köpfe hat den Vorteil, daß Unstetigkeiten der Oberflächenform in 'den Bereichen der Nuten 28 und 29 ausgeglichen werden, wie dies jaus Fig. 4 hervorgeht. Änderungen der Bandzugspannung während des Bandtransports soll durch ausgleichende Kräfte des Luftlagers entgegengewirkt werden. Wenn die Breite der Nuten größer ist als |O,25 mm besteht die Neigung, daß während des Betriebes Berührungen zwischen dem Magnetband und dem Dreh-Magnetkopf aufgrund von !Änderungen der Bandzugspannung auftreten können.

Für die in den Fig. 3j 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen !eines Dreh-Magnetkopfes können die folgenden Bemessungen angenommen werden:

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A= 6 mm B= 18 mm C = 0,1 mm D = 0,15 mm E = 0,4 mm

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Claims

— Q —

PATENTANSPRÜCHE

Einrichtung zur Bildung eines Luftlagers zwischen der Polspiegelfläche eines Dreh-Magnetkopfes und einem Magnetband, das in einer wendeiförmigen Transportbahn an der Oberfläche eines Zylinders transportiert wird, mit Oberflächen von feststehenden Bandführungselementen, die in axialer Lage beiderseits des Dreh-Magnetkopfes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Polspiegelfläche (31) des Dreh-Magnetkopfes (25) als sphärisch gewölbte Fläche ausgebildet ist, zu deren größter radialen Begrenzungslinie beiderseits in gleichen Abständen parallel zu dieser zwei in die Polspiegelfläche eingeschnittene! Nuten (28, 29) angeordnet sind, die einen Arbeitsspalt i : (30) des Dreh-Magnetkopfes begrenzen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreh-Magnetkopf (25) aus mehreren Schichten verschie-

I

\ denen Materials besteht, die an parallel zur Drehebene 1

des Dreh-Magnetkopfes liegenden Flächen durch Glaslot- ! j j

■ bindungen zusammengesetzt sind, und daß die Nuten (28, 29)|

' an der Polspiegelfläche des Dreh-Magnetkopfes an den Ver-

!

■ bindungslinien (54, 55) zwischen den Schichten verschie- i denen Materials angeordnet sind.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Polspiegelfläche (31) des

ι Dreh-Magnetkopfes (25) in Kreisbahnen umlaufen, deren Radialabstände vom Drehpunkt des Drehh-Magnetkopfes um geringe Beträge größer sind als die Zylinder-Radien der Bandführungselemente (13, 14).
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dreh-Magnetköpfe (25, 26) an einem Kopfrad (10) angeordnet sind.

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