DE69213303T2

DE69213303T2 - Bandantriebssystem

Info

Publication number: DE69213303T2
Application number: DE69213303T
Authority: DE
Inventors: Wayne Thomas Comeaux; Don Gaylord East; Steve Lloyd Felde; Douglas Wayne Johnson
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: ES2091405T3; US5284308A; JPH04328354A; HK202296A; DE69213303D1; KR960000580B1; EP0510867A2; CA2062119C; KR920020440A; EP0510867A3; JP2793410B2; EP0510867B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bandantriebssystem das einen Bandzuführungspfad hat, der eine Pressführung enthält.
Nagnetbandantriebe verwenden typischerweise ein Spule-zu-Spule- (reel-to-reel) -Bandtransportdesign oder "Bandpfad" (tape path) zur kontrollierbaren Weiterführung des Bandes an einen gegenüberliegenden Bandkopf. Der Bandkopf enthält ein oder mehrere magnetische Wandler (transducer) zum Schreiben auf und/oder Lesen von dem Band. Das Band ist um zwei Spulen (reeis) gewickelt, eine Spule an jedem Ende. Das Band wird durch Rotation dieser Spulen weitergeführt. Ein Problem in Spule-zu-Spule-Bandpfaden ist die Bandgeschwindigkeit und Spannungsvariationen. Variationen in der Bandgeschwindigkeit und -spannung begründen Vibrationen. Bandvibrationen können entsprechend der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Vibrationsmodus, der Länge und Geometrie des Vibrationsübertragungspfades und der Beendigungsbedingungen des Vibrationsübertragungspfades gekennzeichnet werden. Bandvibrationsmodi enthalten Scheerwellen, longitudinale Wellen( außerhalb-der-Ebene-Resonanzbänder und andere Pfadresonanzen. Diese Vibrationen in dem Band können den Kopf- Band-Übergang unterbrechen und auf diese Weise den Gesantbetrieb des Laufwerkes beeinflussen.
Existierende Bandantriebe kontrollieren die Bandspannung und Vibration auf verschiedene Weisen. Der IBM 3420 Magnetbandantrieb (MAGNETIC TAPE DRIVE) und das IBM 3850 Massenspeicheruntersystem (MASS STORAGE SUBSYSTEM) verwenden eine Kombination von Rollern (rollers) und Vakuumspalten (vacuum colums) für diese Zwecke. Als Beispiel sei auf das U.S. Patent 3,912,144 verwiesen. Das IBM 3480/3490 Magnetbanduntersystem (MAGNETIC TAPE SUBSYSTEM) verwendet einen Bandspannungswandler in einer geschlossenen Schleifenspannungs- Servosteuerungskonfiguration, wie in den U.S. Patenten 4,406,906 und 4,389,600 offenbart. Diese und andere Antriebe können auch nachgiebige Mittel oder Spannungsarme verwenden, um die Bandspannung zu steuern und um Vibrationen zu dämpfen. Die U.S. Patente 4,456,160, 4,182,472, 3,806,574, 3,175,780 und 3,004,728 offenbaren verschiedene Aspekte der Bandsteuerung, wie z.B. Führungsrollen und Flansche. Alle die zuvor erwähnten Steuerungen verwenden Hilfsgeräte zu den Spulen und dem Band, die sowohl Kosten als auch Komplexität zu dem Bandpfad hinzufügen.
Ein anderes Problem in Spule-zu-Spule-Bandpfaden ist Luft die in den Windungen des Bandes eingebracht wird, wenn es auf eine Spule gewickelt wird. Die eingebrachte Luft wird in Taschen gefangen und kann in abrupten Bandrutschen und Anderungen in der Bandspannung resultieren, die nicht nur den Kopf-Band- Übergang unterbrechen, sondern auch zu katastrophalen Schäden für das Band führen können. Die Konsequenzen der eingebrachten Luft hängen von solchen Parametern wie den Materialeigenschaften des Bandes, dem Design der Spulen und Führungen, wie sie in dem Bandpfad verwendet werden, und der Wickelrate und Geometrie ab. Eingebrachte Luft kann dadurch verhindert werden, daß das Band in einem Vakuum gewickelt wird, was jedoch teuer und unbequem ist. Die U.S. Patente 4,830,303, 4,576,344 und 3,405,884 offenbaren Rollen, die dazu verwendet werden, das Einbringen von Luft zu steuern. Wiederum sind Roller zusätzlich zu den Spulen und dem Band vorgesehen, was nicht wünschenswert ist. Das U.S. Patent 3,967,789 bezieht sich auch auf das Einbringen von Luft in einem Bandwicklungsmechanismus.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Entsprechend der vorliegenden Erfindung stellen wir ein Ein Bandantriebssystem zur Verfügung, das Mittel zum Unterstützen und Antreiben erster und zweiter Bandspulen, Bandführungen und einen Wandlungskopf zum Lesen und Schreiben von Daten aufweist, worin das System einen Bandzuführungspfad von der ersten Bandspule zu der zweiten Bandspule um die Bandführungen herum hat, wobei der Zuführungspfad einen Umlegebereich enthält, worin ein Teil des Bandes um einen exponierten Teil des Bandes gelegt ist, der auf eine der Bandspulen gewickelt ist, wobei der umgelegte Teil des Bandes eine Pressführung formt, die in der Gegenwart eines dünnen Luftfilmes zwischen den zwei Oberflächen des Bandes realisiert wird, was die Führung darstellt.
Die vorangegangenen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende, genauere Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung offensichtlich, wie in den begleitenden Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines Magnetbandantriebs, entsprechend der Erfindung.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm eines Magnetbandpfades, der die IBM 3480/3490 Magnetbandpatrone (Magnetic Tape Cartridge) verwendet, entsprechend der Erfindung.
Fig. 3 ist eine isometrische Ansicht eines Magnetbandpfades ohne dem Band selbst, entsprechend der Fig. 2.
Der Bandpfad der Erfindung wird so beschrieben, wie er in einen magnetischen Bandantrieb verkörpert ist. Unter Bezugnahme auf Figur 1 ist ein schematisches Diagramm eines magnetischen Bandantriebes 1 gezeigt. Der Antrieb 1 enthält einen Bandpfad 2, der der Teil des Antriebes 1 ist, der in Kontakt mit einem magnetischen Aufnahmeband 3 steht. Das Band 3 kann irgendein flexibles, magnetisches Aufnahmeband sein; die Zusammensetzung des Bandes ist für den Gegenstand der Erfindung nicht relevant. Ein passendes Band ist in dem U.S. Patent 4,467,411 offenbart.
Das Band 3 ist an einem Ende um eine erste Bandspule 4 und an dem anderen Ende um eine zweite Bandspule 5 gewickelt. Die Spulen 4 und 5 sind mechanisch angetrieben um in beide Richtungen zu rotieren, was benötigt wird, um den gewünschten Teil des Bandes 3 in unmittelbare Nähe gegenüber einem magnetischen Bandkopf 6 zu positionieren. Der Kopf 6 enthält einen oder mehrere magnetische Wandler, die in der Lage sind, Daten magnetisch zu schreiben und/oder Daten von dem Band 3 zu lesen. Der Typ des Kopfes ist nicht relevant für den Gegenstand der Erfindung, ein passender Kopf ist in dem U.S. Patent 4,685,005 offenbart.
Daten (einschließlich analoger oder digital codierter AUDIO-, sichtbarer oder irgendwelcher computerbezogener Daten), werden in einer oder in mehreren Spuren auf dem Band 3 unter Verwendung irgendeines verfügbaren Aufzeichnungsformates aufgezeichnet. Die Position des Bandes 3 relativ zu dem Kopf 6 wird durch Bandführungen 7 und 8 aufrechterhalten. Der Typ der Führungen ist nicht relevant für den Gegenstand der Erfindung, eine passende hydrostatische, lufttragende Führung ist in Garcia et al, 'Compliant Guide Assembly with High Wear Resistance Contact Pads', IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol 29, N. 5, Oktober 1986, pp. 2126-27, offenbart.
Der Betrieb der Spulen 4 und 5 und des Kopfes 6 wird durch eine Steuerung 9 gesteuert, um steuerbar Daten auf das Band 3 zu schreiben und/oder um Daten von dem Band 3 zu lesen. Die elektrischen und mechanischen Verbindungen zu der Steuerung 9, der Betrieb der Steuerung 9 und zusätzliche Komponenten in dem Pfad 2 sind nicht relevant für die Erfindung. Beispielhafte Informationen hieru sind aus den U.S. Patenten 4,467,411, 4,406,425 und 4,389,600 zugänglich.
Vibrationen und eingebrachte Luft werden durch eine Pressführung 10 (squeeze bearing) kontrolliert. Eine Pressführung kann Formen annehmen, wie z.B. in Watrous, 'Squeeze Bearing with Sleeve Member having Slit Corners', IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol 27, No. 7A, Dezember, 1984, pp. 3916-17 und Hendriks, Digital Tactile Sensor, IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol 27, No. 4A, September, 1984, p. 2191 beschrieben, enthält jedoch im allgemeinen eine dünne Schicht eines Gases (wie zum Beispiel Luft), das benutzt wird, um ein festes physikalisches Element zu unterstützen. Hier ist die Pressführung 10 eine "implizite" Pressführung, indem sie so geformt ist, daß sie es dem Band 3 erlaubt, innerhalb unmittelbarer Nähe von sich selbst zu kommen - wozu keine Hilfsgeräte verwendet werden. Zum Beispiel, wenn das Band 3 von der Spule 5 nach der Spule 4 gewickelt wird, verläßt das Band die Spule 5 dort, wo es innerhalb unmittelbarer Nähe der äußeren (outer wrap) des Bandes, das vorher (weiter entlang seiner Länge) auf die Spule 4 gewickelt wurde, kommt, bevor es sich um die Führungen 7 und 8 schlingt und auf die Spule 4 gespult wird. In der umgekehrten Richtung verläßt das Band 3 die Spule 4, schlängelt sich um die Führungen 7 und 8, kommt innerhalb unmittelbarer Nähe der äußeren Umlegung des Bandes, das noch um die Spule 4 gewickelt ist und wird auf die Spule 5 gespult.
Im tatsächlichen Betrieb erlaubt es die Pressführung 10 dem Band 3 nicht, mit sich selbst in Kontakt zu kommen. Bei normaler Betriebsgeschwindigkeit des Bandes 3 wird ein dünner Luftfilm zwischen den zwei Oberflächen des Bandes gebildet. Solch eine Luftführung trägt einen Teil des Bandes 3 (den Teil, der in die Spule 5 eintritt oder sie verläßt). Die zwei Oberflächen haben identische Geschwindigkeiten und schließen dadurch Verschleiß der beiden Oberflächen aus. Der Ausdruck "Pressführung" (sqeeze bearing), wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf den Gasfilm zwischen den Oberflächen des Bandes, der von der Geschwindigkeit des Bandes abhängt. Wenn das Band 3 bewegungslos ist oder sich mit niedrigen Geschwindigkeiten bewegt, kollabiert die Pressführung und das Band berührt sich tatsächlich selbst. Unter beiden Bedingungen wendet das Band eine Kraft auf sich selbst auf. Der Betrag der aufgewendeten Kraft hängt von den Wickelraten, den Spannungen und den Geometrien ab. Die "unmittelbare Nähe" (dose proximity) des Bandes zu sich selbst bezieht sich auf beide Bedingungen.
Die Pressführung 10 hat vielfältige Vorteile. Der Pressführungsfilm agiert so, daß er Bandspannungsvariationen dämpft. Die Pressführungsregion tritt auch in der Art und Weise auf, daß sie verbietet, daß Vibrationen von der Spule 5 entlang des Bandes in den Bereich des Kopfes 6 übertragen werden. Die angewendete Kraft auf die äußere Umlegung des Bandes 3 auf der Spule 4 stellt sich ähnlich wie ein einfacher Roller dar, um die eingebrachte Luft auszupumpen, die sonst zwischen den gewickelten Umlegungen des Bandes auf der Spule 4 festgesetzt wird. Die Parameter, die die Kraft bestimmen, können so gewählt werden, um die Luftfilmdicke innerhalb des Bereiches der Oberflächenrauheitshöhen zu steuern, um dadurch jede sequentielle Umlegung des Bandes an seinem Platz zu sichern und um Rutschen oder Beschädigungen des Bandes zu verhindern. Bei Verwendung von typischen 1/2 inch oder 8 mm Magnetbändern zeigten eine Serie von Frequenzantwort-Messungen, die bei Bandgeschwindigkeiten die von 1 bis 5 Meter pro Sekunde reichen und bei 2,2 und 3,6 Unzen (ounces) Bandspannung durchgeführt wurden, daß die Pressführung in dem 1 bis 2 Meter pro Sekunde Bereich wirksam wird. Zusätzlich, wenn das Band bewegungslos ist, hat die Spule 5 eine geringe Wirkung auf die Bandspannung. Schließlich assistiert die kurze, ununterstützte Bandlänge zwischen der Pressführung und der Spule 5 dabei, das Band auf die Spule 5 zu stapeln.
Typische Spule-zu-Spule Bandpfade wickeln das Band so auf jede Spule, daß die Aufnahmeseite (die Seite, auf der Daten aufgezeichnet werden und deshalb die Seite ist, die dem Wandlungskopf gegenübersteht) des Bandes in Richtung des Zentrums der jeweiligen Spule blickt. Der Bandantrieb, wie in Figur 1 gezeigt, ist so konfiguriert, daß die Aufnahmeseite des Bandes auf einer Spule in Richtung des Zentrums der Spule blickt, und das sie auf der anderen Spule von dem Zentrum der Spule wegblickt. Wie gezeigt, blickt die Aufnahmeseite des Bandes, das auf der Spule 5 aufgewickelt ist, in Richtung des Zentrums dieser Spule, und die Aufnahmeseite des Bandes, das auf der Spule 4 aufgewickelt ist, blickt von dem Zentrum dieser Spule weg. Falls gewünscht, kann diese Konfiguration gewechselt werden. Zum Beispiel könnte die Aufnahmeseite auf dem Band, das auf beiden Spulen gewickelt ist, so gemacht werden, daß es in Richtung des Zentrums der jeweiligen Spulen blickt. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß das Band 3 von der oberen linken Seite der Spule 5 durch Rotieren der Spule 5 entgegengesetzt des Uhrzeigersinns (wie gezeigt, wickelt Band 3 in die Spule von der oberen rechten Seite durch Rotieren der Spule 5 im Uhrzeigersinn) eingewickelt wird, und daß die Position der Spule 5 so justiert wird, daß die Existenz der Pressführung 10 erhalten wird. Die Charakteristiken mancher Bänder und Bandpatronen können Umgebungs-, Lieferungs- und Langzeitspeicherungsvorteile für bestimmte Konfigurationen darstellen, wobei die Details davon nicht Teil des Gegenstandes der Erfindung sind.
Viele Spule-zu-Spule Bandpfade enthalten den Wandlungskopf auf derselben Seite des Bandes wie die Bandführungen. Zusätzlich kann eine oder können beide der Spulen in eine Bandpatrone (tape cartridge) gepackt werden. In der Ausführungsform wie in Figur 1 gezeigt, ist der Kopf 6 auf der entgegengesetzten Seite des Bandes 3 von den Führungen 7 und 8, und die Spulen 4 und 5 und die Führungen 7 und 8 können in eine einzige Patrone gepackt werden, solange wie Übereinstimmung erzielt wird, um Luft für die Luftträger der Führungen 7 und 8 zu liefern. Wenn nichtluftführende Träger verwendet werden, ist solch eine Anpassung nicht notwendig. Der Kopf 6 ist nicht Teil der Patrone, wird aber in den Antrieb 1 angebracht und mit dem Band 3 bei Einfügen in die Patrone verbunden. Die Konfiguration der Patrone, die den Ort der Spulen und Führungen und die Öffnungen darin um die Paarung des Kopfes 6 und des Bandes 3 zu erlauben, enthalten, ist nicht Teil des Gegenstandes der Erfindung außerhalb des hierin Spezifizierten.
Bezugnehmend auf Figur 2 wird eine Ausführungsform gezeigt, in der der Kopf 6 auf derselben Seite des Bandes 3 wie die Führungen 7 und 8 angebracht ist, und die Bandpatrone beinhaltet nur die Spule 5. Die Spule 4, der Kopf 6 und die Führungen 7 und 8 sind nicht Teil der Patrone, werden jedoch in dem Antrieb 1 angebracht. Nach Einfügen der Patrone in den Antrieb 1 wird das Ende des Bandes 5 entfernt und durch den Bandpfad und auf die Spule 4 gefädelt Eine Führung 20 kann verwendet werden, wenn benötigt, um die Position des Bandes 3 zwischen den Spulen 4 und 5 zu justieren. Wie gezeigt, ist die Führung 20 in dem Antrieb 1 enthalten, diese kann aber auch in einer Bandpatrone mit der Spule 5 enthalten sein. Die gestrichelte Linie zeigt die sich ändernde Position des Bandes 3 an, die ihre äußere, am meisten umwickelten Spulen 4 und 5, wie es zwischen den Spulen nach einiger Zeit übertragen wird, enthält. Die Aufnahmeseite des Bandes 3 liegt immer in Richtung des Zentrums der Spulen 4 und 5. Eine passende Patrone ist eine IBM 3480/3490 Magnetbandpatrone (Magnetic Tape Cartridge), es kann jedoch auch jede andere kompatible Patrone verwendet werden, da die Patronenkonfiguration nicht Teil des Gegenstandes der Erfindung ist, mit Ausnahme des hierin Spezifizierten. Die Figur 3 zeigt detaillierter die Ausführungsform der Figur 2. Die Spule 5 wurde vorteilhafterweise entfernt, wodurch die Patronenbefestigungsnabe (cartridge mounting hub) 21 enthüllt wird. Das Band 3 wird auf diese Weise auch nicht gezeigt. Der Kopf 6 ist in Befestigungsklammern gezeigt. Eine weitere Beschreibung der Bandpatrone und der Einfädelungsvorrichtung, die für solch eine Ausführungsform brauchbar ist, ist in dem U.S. Patent 4,334,656 gegeben.
Die vorliegende Erfindung wurde für einen Magnetbandantrieb beschrieben, könnte jedoch auch entsprechend in anderen Anwendungen angewendet werden, wie zum Beispiel in einem optischen Bandantrieb oder in dem Pfad irgendwelcher flexibler Gewebe.

Claims

1. Ein Bandantriebssystem (1) aufweisend:

Mittel zum Unterstützen und Antreiben erster und zweiter Bandspulen (4 und 5);

Bandführungen (7 und 8);

einen Wandlungskopf (6) zum Lesen und Schreiben von Daten;

worin das System einen Bandzuführungspfad von der ersten Bandspule (4) zu der zweiten Bandspule (5) um die Bandführungen (7 und 8) herum hat, wobei der Zuführungspfad einen Umlegebereich enthält, worin ein Teil des Bandes um einen exponierten Teil des Bandes gelegt ist, der auf eine der Bandspulen (4) gewickelt ist, wobei der umgelegte Teil des Bandes eine Pressführung (10) formt, die in der Gegenwart eines dünnen Luftfilmes zwischen den zwei Oberflächen des Bandes realisiert wird, was die Führung darstellt.

2. Das System nach Anspruch 1, worin das Band eine erste und eine zweite Seite enthält, wobei das Band (3), das auf eine der Spulen gewickelt ist mit der ersten Seite in das Zentrum dieser Spule blickt, und das auf die andere der Spulen gewickelt ist mit der zweiten Seite in das Zentrum dieser anderen Spule blickt.

3. Das System nach Anspruch 1 oder 2, worin die Bandführungen (7 und 8) lufttragende Bandführungen sind.

4. Das System entsprechend Anspruch 1, 2 oder 3, worin die zwei Rollen (4 und 5) und die Führungen (7 und 8) in eine entfembare einfache Bandpatrone gepackt sind.

5. Das System entsprechend Anspruch 1, 2 oder 3, worin die zweite Rollen (5) in eine entfembare einfache Bandpatrone gepackt ist, und eine Führung (20) vorgesehen ist, um die Position des Bandes (3) zu justieren.