DE2634759C3

DE2634759C3 - Einrichtung zur Bildung eines Luftlagers für ein Magnetband

Info

Publication number: DE2634759C3
Application number: DE2634759A
Authority: DE
Inventors: Peter Alan Stevenson; Stephen Martin Vogel
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-09-03
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1978-04-27
Also published as: ATA576876A; NL7609800A; GB1514681A; DE2634759B2; ES450902A1; FR2323205B1; CA1082805A; IT1067182B; BE844746A; AR207737A1; SE7609643L; DE2634759A1; CH607212A5; DD129709A5; AT351796B; SE414242B; US4015291A; CS196320B2; FR2323205A1; BR7605844A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bildung eines Luftlagers für ein Magnetband, das an der Polfläche eine.« Dreh-Magnetkopfes in einem Abstand in einer wendeiförmigen Transportbahn geführt wird, mit in axialer Richtung beiders.its des Dreh-Magnetkopfes angeordneten B*.ndführungselementen, zwischen denen der Dreh-Magnetkop- umläuft.

Es ist bereits bekannt (US-PS 35 04 136, Spalte 17, Zeile 25-65), für ein Magnetband, das an der Polfläche eines Dreh-Magnetkopfes in einer wendelförmigen Transportbahn geführt wird, ein Luftlager dadurch zu erzeugen, daß der Polteil des zwischen zwei Bandführungselementen umlaufenden Dreh-Magnetkopfes in einer Kreisbahn umläuft, deren Radius um einen kleinen Betrag größer ist als der Radius der ZylinclermantelHächen der Bandführungselemente, die in axialer Lage beiderseits des Dreh-Magnetkopfes angeordnet sind.

Durch die bekannte Einrichtung ist es möglich, daß das Magnetband an den Oberflächen der Bandführungselemente und des Dreh-Magnetkopfes berührungsfrei transportiert werden kann. Es besteht jedoch der Nachteil, daß der als Zylinder ausgebildete Rotor des Dreh-Magnetkopfes unter dem Magnetband einen Luftfilm erzeugt, der an den Kanten des in einer wendelförmigen Transportbahn am Dreh Magnetkopf zu- und ablaufenden Magnetbandes abreißt. Dadurch werden die im Bereich der Bandkanlen auf das Magnetband wirkenden Kräfte des Luftlagers plötzlich verändert, so daß störende Schwingungen des Magnetbandes erzeugt werden, durch welche die Bandkanten mit dem Dreh-Magnetkopf in Berührung gebracht werden. Durch die Störeinwirkungen wird die Abnützung des Magnetbandes beschleunigt, wodurch seine Lebensdauer begrenzt wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Er'indung, eine Einrichtung zur Bildung eines Luftlagers für ein Magnetband, das an der Polfläche eines Dreh-Magnet kopfes in einem Abstand in einer wendelförmig™ Transportbahn geführt wird, so auszubilden, daß Berührungen zwischen dem Magnetband und dem Dreh-M»gnetkopf in allen Bereichen der Magnetbandoberfläche vermieden werden.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden

s Erfindung dadurch gelöst, daß der Rotor des Dreh-Magnetkopfes Nockenform aufweist, die durch eine Umfangskurve mit einem großen Radius im Bereich des Nockenscheitels und durch einen kleinen Radius im Bereich der Nockenbasis mit stetigen Obergängen

ίο zwischen den beiden Bereichen begrenzt wird, und daß der Polteil mindestens eines Dreh-Magnetkopfes im Bereich des Nockenscheitels angeordnet ist.

Aus der genannten Einrichtung ergibt sich der Vorteil, daß die Lagerkräfte des zwischen dem Magnetband und

dem Dreh-Magnetkopf erzeugten Luftlagers in allen Bereichen des Bandtransportweges stabilisiert werden. Berührungen zwischen dem Magnetband und dem Dreh-Magnetkopf werden dadurch vermieden, und die Lebensdauer sowohl des Magnetbandes als auch des Dreh-Magnetkopfes wird erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert Es zeigt

Fig. I die Seitenansicht des Rotors eines Dreh-Magnetkopfes bekannter Ausführung mit Darstellung des

an der Oberfläche des Rotors geführten Magnetbandes,

F i g. 2 bis 4 Diagramme der Luftgeschwindigkeit im

Abstand zwischen dem Dreh-Magnetkopf und dem Magnetband, abhär-gig von der Abstandshöhe, an drei

verschiedenen Stellen der Bandführung, F i g. 5 die Gesamtansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Einrichtung zur Bildung eines Luftlagers Hir ein Magnetband, das an einem Dreh-Magnetkopf in einem Abstand in einer wendelförmigen Transportbahn geführt wird,

F i g. 6 eine Seitenansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführten Rotors für einen Dreh-Magnetkopf.

Die in F i g. 1 dargestellte Seitenansicht einer bekannten Einrichtung zeigt den Rotor 2 eines nicht

4c näher dargestellten Dreh-Magnetkopfes, an dessen Oberfläche in einem Abstand h uas Magnetband 1 geführt ist. Die Punkte 3 und 4 bezeichnen die Stellen, an denen der Rotor 2 am Magnetband 1 zuläuft bzw. abläuft. Durch die Oberfläche des Rotors 2 werden Luftmoleküle in Drehrichtung des Rotors beschleunigt, durch deren Bewegung Lagerkräfte erzeugt werden, die das Magnetband 1 an der Oberfläche des Rotors 2 in einem Abstand h halten. Die Höhe dieses Abstandes ergibt sich aus der folgenden Beziehung:

Es bedeutet:

_5S m = Radius des Rotors,
M= Viskosität der Luft,
5 = Umfangsgeschwindigkeit des Rotors, T= Zugspannung des Magnetbandes.

f,o Aus dem Diagramm der F i g. 2 ergibt sich die Luftgeschwindigkeit 5' abhängig von der Höhe des Abstandes /> des in Fig. 1 gezeigten Magnetbandes über der Oberflache des Rotors 2 an der Stelle des Radius A. Die an die Rotoroberfläche unmittelbar

rx angrenzende Luftschicht besitzt eine Geschwindigkeit, die etwa derjenigen des Rotorumfanges entsprich'. Mit zunehmendem radialem Abstand vom Rotorumfang nimmt die Luftgeschwindigkeit jedoch rasch ab.

Das Diagramm der F i g. 3 zeigt die Luftgeschwindigkeit S' abhängig von den Werten des Abstandes Λ des in F i g. 1 dargestellten Magnetbandes 1 von der Oberfläche des Rotors 2 an der Stelle des Radius B, an welcher der Rotor an einer Kante des Magnetbandes zuläuft An dieser Stelle hat das Magnetband die Neigung, sich der Oberfläche des Rotors zu nähern. Das Diagramm zeigt bei zunehmender Abstandshöhe einen ungleichmäßigen Verlauf der Geschwindigkeit

Aus Fig.4 ergibt sich die Luftgeschwindigkeit S' abhängig vom Abstand des in F i g. 1 dargestellten Magnetbandes 1 von der Oberfläche des Rotors 2 an der Stelle des Radius Q an welcher der Rotor von der Kante des Magnetbandes. 1 abläuft Das Diagramm zeigt, daß bereits im Abstand h von der Oberfläche des Rotors die Luftgeschwindigkeit S' den Wert 0 erreicht hat Dadurch entsteht eine schnelle Änderung bezüglich der an den Stellen der Radien A und B wirksamen Lagerkräfte, die in Verbindung mit der Elastizität des Magnetbandes Bandschwingungen erzeugen, die an der ablaufenden Kante 4 des Magnetbandes einsetzen.

Es konnte nun festgestellt werden, daß die Schwierigkeiten, welche durch das Abscheren der L>. ftstrSmung an den zu- und ablaufenden Kanten des Magnetbandes entstehen, durch Verwendung eines Rotors vermieden werden können, der eine Nockenform aufweist, an deren Nockenscheitel ein bzw. mehrere Magnetköpfe angeordnet sind.

Das in Fig.5 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt eine Ablaufspule 5, von welcher das Magnetband 1 in wendeiförmiger Transportbahn an der Oberfläche von vorzugsweise axial ausgerichteten, zylindrisch geformten Bandführungselementen 7 und 3 zu einer Auflaufspule 13 transportiert wird. Zwischen den beiden Bandführungselementen rotiert ein nockenförmiger Rotor 9, an dessen Nockenscheitel Magnetköpfe 10,11 und 12 angeordnet sind. Die Bandführungselemente 7 und 8 können entweder kreiszylindrisch oder in einer von der Kreisform abweichenden prismatischen Form ausgebildet sein. Ferner können sie entweder feststehend oder rotierend so angeordnet sein, daß zwischen den Oberflächen der Bandführungselemente und dem Magnetband ein tragendes Luftlager erzeugt wird. Die beiden Bandführungselemente 7 und 8 bilden die Teile der Bandführung 6.

Die Form des die Dreh-Magnetköpfe 10, 11 und 12 tragenden Rotors 9 wird durch d.^:e F i g. 6 dargestellt, die einen in einer Rotationsebene des Rotors 9 liegenden Querschnitt zeigt. Daraus geht hervor, daß der Rotor 9 nockenförmig ausgebildet ist. Der Umfang des Rotors 9 wird dui~:h zwei Bereiche gebildet. Der erste Bereich, der durch einen Teilkreis mit einem großen Radius R_s beschrieben wird, bildet den Nockenscheitel 14, der die Polteile der Magnetköpfe 10, 11 und 12 trägt Der zweite Bereich, der durch einen Teilkreis mit eurem kleineren Radius Rb beschrieben wird, bildet die Nockenbasis 15. Um bei der Drehung des Dreh-Magnetkopfes Luftturbulenzen zu vermeiden, sind an den Obergängen der Umfangskurve zwischen dem Nockenscheitel 14 und der Nockenbasis 15 Übergangsbereiche 16 vorgesehen, durch die zwischen den beiden Umfangsformen ein stetiger Kurvenverlauf erzielt wird. Der Radius R₅ des Nockenscheitels 14 ist vorzugsweise größer als der Radius der in F i g. 5 gezeigten Bandführung 6, und der Radius Rb der Nockenbasis 15 ist vorzugsweise gleich oder kleiner als der Radius der Bandführung 6,

ία Die Kurvenform der Oberfläche des Rotors 9 eines in der Axialebene liegenden Querschnitts kann beliebige Form aufweisen. Die axiale Länge des Rotors kann größer oder gleich der axialen Länge der Magnetköpfe sein. Es besteht auch die Möglichkeit, die Oberfläche des Rotors im Bereich der Magnetköpfe zu perforieren, und die öffnungen der Perforation an der Innenseite des Rotors mit Luftdruclcleitungen zu verbinden. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Lagerkräfte des Luftlagers durch regelbaren Luftdruck zu verändern.

jo Während des Betriebes der in Fig. 5 dargestellten Einrichtung wird der Rotor 9 der Dreh-Magnetköpfe 10, 11 und 12 durch einen nicht ijäher dargestellten Motor mit hoher Geschwindigkeit angetrieben, und das Magnetband 1 wird mit einer kleineren Geschwindigkeit von der Ablaufspule 5 durch die Bandführung 6 in wendeiförmiger Transportbahn über die sich drehenden Magrietköpfe transportiert. Dadurch werden am Magnetband 1 von einer Bandkante zur gegenüberliegenden Bandkante parallel nebeneinander angeordnete.

bezüglich der Bandtransportrichtung schräg verlaufende Aufzeichnungsspuren am Magnetband abgetastet. Die Abtastung erfolgt ohne Berührung des Magnetbandes 1 mit den Polflächen der Magnetköpfe 10,11 und 12 aufgrund einer dünnen Luftschicht, die durch die Bewegung des Rotors zwischen dessen Oberfläche und dem Magnetband erzeugt wird. Wenn sich der Nockenscheitel 14 des Rotors 9 der zulaufenden Bandkante des Magnetbandes nähen, so wird durch den Übergangsbereich 16 der Umfangskurve des Rotors die Tragkraft des Luftlagers stetig erhöht. Ebenso wird die Tragkraft des Luftlagers durch den Übergangsbereich IA an der ablaufenden Bandkante des Magnetbandes stetig ermäßigt, wenn sich der Nockenscheitel 14 vom Magnetband entfernt.

Die Nockenform des Rotors 9 bietet zusätzlich den Vorteil, daß die aerodynamischen Bedingungen für die Erzeugung eines Luftlagers nicht durch den ganzen Umfang des Rotors, iiondern nur durch die Umfangsfläche des Nockenscheitels erzeugt werden. Aufgrund

so dieser Bedingungen ist es nur erforderlich, die Oberflächen des Nockenscheitels 14 und der Übergangsbereiche 16 mil größter Genauigkeit zu bearbeiten.

Der Rotor 9 der Dreh-Magnetköpfe kann ferner auch so ausgebildet sein, daß seine Umfangskurve nicht nur einen, sondern mehrere Nockenscheitel aufweist, an denen jeweils ein ader mehrere Dreh-Magnetköpfe angeordnet sind.

Hierzu 2 Hl;i!t Zeichmimicn

Claims

Patentansprüche;

1, Einrichtung zur Bildung eines Luftlagers für ein Magnetband, das an der Oberfläche eines Dreh-Magnetkopfes in einem Abstand in einer wendeiförmigen Transportbahn geführt wird, mit in axialer Richtung beiderseits des Dreh-Magnetkopfes angeordneten Bandführungselementen, zwischen denen der Dreh-Magnetkopf umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (9) des Dreh-Magnetkopfes (10, 11, 12) Nockenform aufweist, die durch eine Umfangskurve mit einem großen Radius (RJ im Bereich des Nockenscheitels (14) und durch einen kleinen Radius (Rt) im Bereich der Nockenbasis (15) mit stetigen Übergängen (16) zwischen den beiden Bereichen begrenzt wird, und daß der Polteil mindestens eines Dreh-Magnetkopfes im Bereich des Nockenscheitels angeordnet ist
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dzß der Nockenscheitel (14) dus Rotors (9) einen größeren Abstand vom Drehpunkt des Rotors aufweist als die Umfangskurve der Bandführungselemente (7, 8) in einem Sektorbereich der Bandführung (6).