DE2017407A1

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Info

Publication number: DE2017407A1
Application number: DE19702017407
Authority: DE
Priority date: 1969-04-14
Filing date: 1970-04-11
Publication date: 1970-10-29
Also published as: CA939434A; DE2017407B2; JPS4932131B1; ES378552A1; GB1293205A; US3643037A; DE2017407C3; FR2041168A1

Description

201740?.

ίΒΜ Deutschland tnterMtionale Büro-Masüiinm

Böblingen, lcu April 1910

Anmelderin: International Business Machines

_#«5. ■ " Corporation, Armonk, N,Y, 10

Aktenzeichen: Newanmeldung Aktenzeichen der Anraelderin: Docket BO 969 009

Magnetkopf mit einer kurvenförmigen Polfläche

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf mit einer kurvenförmi-* gen PoIflache, an welcher das Magnetband zur Bildung eines Luftlagers mit hoher Transportgeschwindigkeit in einem Umschlingungswinkel parallel geführt wird.

Bs ist bekannt (DBF 1 1X1 855), die Polfläche eines Luftlager-Magnetkopf es derart auszubilden, daß sie eine annähernd zylindrische Form aufweist, an welcher das Magnetband in einem Omschlingungswinkel parallel geführt wird. Diese Parallelführung des Bandes durch ein■Luftlager hat zur Folge, daß zwischen dem Arbeitsspalt des Magnetkopfes und der Bandoberfläche ein Abstand eingehalten wird, durch den einerseits die Beruh- | rung zwischen der Bandoberfläche und der Polfläche des Magnetkopfes vermieden wird, der aber andererseits so gering ist, daß die Dichte und die Intensität der magnetischen Aufzeichnung nicht beeinträchtigt wird. Die Kurvenform der Polfläche des Magnetkopfes und die Parallelführung des Magnetbandes in einem ümschiingungswinkel hat außerdem den Vorteil, daß sich der Abstand des Magnetbandes von der Polfläche auch bei wechselnden Werten der Bandgeschwindigkeit und der Bandspannung nicht wesentlich ändert. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei zunehmender Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes an der ablaufenden Seite der PoIflache im Bereich des Endpunktes des Umschlingungswinkels eine ünterdrucksone gebildet wird".' Diese bewirkt? daß der Abstand zwischen Polfläche und Magnetband an der

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ablaufenden Seite der Polfläche etwas ger-lfiger . ist als an der zulaufenden Seite der PoIflache. Dieser Zustand wäre nicht kritisch, wenn die Abfühlung der öatensignale nur· in eine* der beiden Transportrichtungen des Magnetbandes durchgeführt würde. Wenn jedoch die öatenabfühlung ebenfalls in der zweiten Trassportrichtung durchgeführt wird, befindet sich der kleinere Instand des Bandes zur Polfläche auf der anderen Seite des Mag« netkopfes, so daß sich bei dieser Laufrichtung des Bandes der Abstand zwischen Bandoberflache und Arbeitsspalt ändert, wenn sich der Arbeitsspalt nicht genau in, der Mitte der Polfläche befindet, bzw. wenn die PoIflache des Magnetkopfes bezüglich der Lage des Arbeitsspaltes nicht genau symmetrisch ist. Es ist jedoch von wesentlicher Bedeutung _r daß die Signalstärke der Abfühlspannungen in beiden TranspQrtrichtungeß des Magnetbandes gleichbleibende Werte aufweist«

Die Nachteile der bekannten Einrichtung werden gemäß der Erfin~ dung dadurch vermieden, daß der Foispiegel an der ablaufenden Seite des Arbeitsspaltes des Mägnetkopfes eine die Polfläehen-* breite überdeckende, nutenförmige Vertiefung aufweist/, deren Begrenzungen beiderseits des Endpunktes des Umschlingungswinkels angeordnet sind.

Es ist zwar bereits bekannt (USA-Patentschrift 3 3:98 87Qj , luftlager für flexible Aufzeichnungsträger derart auszubilden, daß an der zulaufenden Seite des Luftlagers an einem Teil der Oberfläche symmetrisch zur Mittellinie der Transpartbahn des Aufzeichnungsträgers von einer Seiteiibegrenzungsfläche zur gegenüberliegenden Seitenbegrenzungsfläche nutenförmige Vertiefungen angeordnet sind. Eine Einrichtung dieser' Art hat jedoch lediglich die Wirkung, an der zulaufenden Seite des Luftlagers eine Stauung von Luft teilchen zwischen deüi Lagerelement und dem Magnetband zu vermeiden, d.h. es soll «Sie Entstehung eines Überdrucks beseitigt werden. Die Nutenbildung an eier ablaufenden Seite des Luftlagers hat demgegenüber den Sweck? den an dieser Stelle entstehenden Unterdruck zu beseitigen*. . -

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iAD ORIGINAL

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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Abbildungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung der Polfläche eines Magnetkopfes, an der das Magnetband abhängig von der Transportrichtung jeweils an der zulaufenden und an der ablaufenden Seite mit verschiedenen

Abständen zur Poloberfläche transportiert wird.

Fig. 2 enthält eine Darstellung der Diagramme des an der Polfläche des Magnetkopfes bestehenden Lagerdrucks, jeweils abhängig von einer der beiden Transportrichtungen.

Fig. 3 enthält die Diagramme des zwischen Polfläche und Hagnetband bestehenden Abstandes, jeweils in Abhängigkeit von der Transportrichtung des Magnetbandes.

Fig. 4 zeigt die schematische Darstellung einer Seitenansicht des Magnetkopfes an dessen Polfläche die Polbreite überdeckende nutenförmige Vertiefungen angeordnet sind.

Fig. 5 enthält die Darstellung der Diagramme der Druckverteilung, die an der Polfläche des in Fig. 4 dargestellten Magnetkopfes, jeweils abhängig von der Bandtsansportrichtung besteht.

Fig. 6 enthält die Darstellung der Diagramme der Abstände, die zwischen Magnetband und Polfläche des in Fig. 4 dargestellten Magnetkopfes, jeweils in Abhängigkeit der beiden Band-Transportrichtungen bestehen.

Fig. 7 zeigt einen Mehrspur-Magnetkopf mit Einzelmagnet- köpfen, die in der Transportrichtung des Magnetbandes mehrere, hintereinander angeordnete Arbeits-

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spalten aufweisen.

An der Polfläche 12 des in Fig. 1 dargestellten Magnetkopfes 10 wird ein Magnetband wahlweise in einer von zwei Transportrichtungen bewegt. Die Polfläche 12 ist vorzugsweise etwas
breiter als das Magnetband, und sie enthält einen gekrümmten Teil 14, der an der zulaufenden, bzw. an der ablaufenden Seite des Magnetkopfes jeweils in die nicht gekrümmten flachen Oberflächenteile 16 und 18 übergeht, die bezüglich der Transportrichtung des Bandes kleine Winkel bilden. Am gekrümmten Teil 14 der Polfläche ist der Arbeitsspalt 20 des Magnetkopfes 22
angeordnet.

Zur Abfühlung von Signalen soll ein Magnetband in Richtung der Linie 24 transportiert werden. Aus der Darstellung geht hervor, daß das Magnetband in dieser Transportlinie am gekrümmten Teil der Polfläche einen kleinen Umschlingungswinkel bildet. Dieser Umschlingungswinkel· wird hergestellt durch nicht näher dargestellte Bandführungsmittel. Durch die schnelle Bewegung des
Bandes entsteht an der Polfläche 12 ein Luftlager, durch welches das Band von der Polfläche 12 abgehoben wird. Dieses Luftlager bewirkt einen sehr geringen Abstand zwischen der PoIflache des Magnetkopfes und dem Magnetband in der Größenordnung von 1 bis 2 p. .. "■;". "■■. -:_:" ."..■■ . _;

Das Luftlager besteht im wesentlichen zwischen den Punkten, wo die Transportlinie 24 des Bandes den gekrümmten.Teil 14 an der Polfläche tangential berührt. Diese Punkte sind die in Fig. 1 gezeigten Schnittpunkte 26 und 28 des Radius R mit der Linie Abhängig von der Transportrichtung des Bandes bildet jeweils
einer der Punkte 26 oder 28 jeweils die zulaufende bzw. die ablaufende Tangentialberührung am Anfang bzw. am Ende des Umschlin-* gungswinkels. Es ist erwünscht, daß das Magnetband entlang der idealen Linie 24 transportiert wird, damit unabhängig von der Bandlaufrichtung zwischen Magnetband und Polfläche gleichbleibende Abstände bestehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei kleinem Umschlingungswinkel des Magnetbandes und kleinem Krümmungsradius Docket BO 969 009 00 984^7 181.5-

der Polfläche die Stabilität des Luftlagers nicht ausreicht. Die Instabilität zeigt sich darin, daß die Transportlinie 30, bzw. 32 des Magnetbandes an.der ablaufenden Seite der Polfläche jeweils etwas angehoben wird. Die Transportlinie 30 ergibt sich, wenn das Magnetband von links nach rechts in der "Vorwärts"-Richtung transportiert wird, und die .Transportlinie 32 ergibt sieh, wenn das Magnetband in der "Rückwärts"-Richtung von rechts nach links transportiert wird.

Die verschiedenen Abstände zwischen Magnetband und Polfläche des Magnetkopfes an der zulaufenden, bzw. ah der ablaufenden Seite des Magnetkopfes ergeben sich durch die nichtsymmetri- I

sehe Druckverteilung entlang der Polfläche. Diese Druckverteilung zeigt das Diagramm der Fig..2. Die Kurve 34 zeigt den Druckverlauf in der "Vorwärts"-Transportrichtung und die Kurve 36 zeigt den Druckverlauf in der "Rückwärts"-Transportrichtung. Zwischen den Punkten 26 und 28 der Tangentialberührung ergibt sich somit jeweils ein Bereich positiven Drucks und ein Bereich negativen Drucks. Der Bereich negativen Drucks an der ablaufenden Seite der Polfläche entsteht offenbar dadurch, daß der zwischen Magnetband und Polfläche vorhandene Zwischenraum rasch vergrößert wird', ohne daß dieser Zwischenraum durch das umgebende Luftmedium sofort aufgefüllt werden kann. Für das Magnetband ergeben sich somit die in Fig. 1 dargestellten Transport- g linien 30 und 32. Diese bestimmen die Auswölbung des Magnetbandes, die auch abhängig ist vom Material des Bandes.

Eine genauere Darstellung der zwischen Magnetband und Polfläche bestehenden Abstände ergibt sich aus dem Diagramm der Fig.. 3■. Die Kurve 38 zeigt den Abstandsverlauf "Vorwärts"-Transportrichtung und die Kurve 40 zeigt den Abstandsverlauf "Rückwärts "-Transportrichtung. Aus der Fig. 3 geht hervor, daß am Arbeitsspalt des Magnetkopfes verschiedene Abstände bestehen in der "Vorwärts"- bzw. der "Rückwärts"-Transportrichtung, wenn er . sich nicht genau in der Mitte zwischen den Punkten 26 und 28 befindet. In der Fig. 1 ist die Lage des Arbeitsspaltes 20 geringfügig aus der Mitte zwischen den beiden Punkten 26 und 28 ver- ' Docket BO 969 B09 00 984 4 / 1 61 5

schoben. Diese Verschiebung ergibt für die beiden Transport*- richtungen Abstandsänderungen, wie sie in Fig. 3 durch die Schnittpunkte der Kurven 38 und 40 mit der Linie 42 gezeigt sind. Die Justierung des Arbeitsspaltes genau in die Mitte zwischen die Punkte 26 und 28 ist mit großer Schwierigkeit verbunden, weil der Umschlingungswinkel des Magnetbandes an der Polfläche von veränderlichen Faktoren, wie z.B. der Steifigkeit des Bandmaterials und der Bandabnützung abhängig ist. Eine Verbesserung der Abstandsänderungen läßt sich jedoch erreichen, wenn an der ablaufenden Seite der Polfläche bestehende negative Druck beseitigt wird. Dies kann erreicht werden durch den in Fig. 4 dargestellten Magnetkopf ΙΟ¹, an dessen Polfläche beiderseits des Arbeitsspaltes die nutenförmigen Vertiefungen 44 und 46 angeordnet sind. Diese nutenförmigen Vertiefung überdecken die ganze Breite der Polfläche derart, daß sie an den Seitenflächen des Magnetkopfes Öffnungen bilden, durch welche die Innenräume der Nuten mit dem umgebenden Luftmedium in Berührung stehen. Eine perspektivische Darstellung der Anordnung ergibt sich aus der Fig. 7, in welcher entsprechende nutenförmige Vertiefungen 116 gezeigt sind.

Durch die Nuten 44 und 46 wird an der ablaufenden Seite der Polfläche der Bereich negativen Drucks beseitigt, wenn die Nuten ausreichende Breite und Tiefe aufweisen. Die Wirkung der. nutenförmigen Vertiefung 46 ist für die "Vorwärts^!:-Transportrichtung und die nutenförmige Vertiefung 44 ist für die "Rückwärts "-Transportrichtung des Magnetbandes vorgesehen.

Die nutenförmigen Vertiefungen sind so angeordnet, daß sie sich in jeder der beiden Transportrichtüngen des Magnetbandes an der Stelle befinden, an welcher der Bereich negativen Drucks vorhanden ist. Diese Stelle liegt nahe dem tangentialen Berührungspunkt an der ablaufenden Seite der Polfläche. Aus der Fig. 4 geht hervor, daß die Begrenzungen der Nuten 44 und 46 beiderseits eines der Endpunkte 26', 28' des ümschlingungswinkels liegen. Die Begrenzungen 44a, bzw* 46a sind daher von jeweils einem der Punkte 26 V, bzw. 28' an der Polfläche in Richtung der

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■ . — 7 — zulaufenden Seite verschoben.

Die nutenförmigen Vertiefungen 44 und 46 beiderseits des Arbeitsspaltes 20* des Magnetkopfes sind dazu bestimmt, den negativen Druck in jeder der beiden Transportrichtungen des Magnetbandes an der ablaufenden Seite der Polfläche zu beseitigen. Eine der beiden nutenförmigen Vertiefungen befindet sich daher jeweils an der zulaufenden Seite der Polfläche, wenn das Magnetband in einer Richtung transportiert wird. In dieser Lage hat die nutenförmige Vertiefung an der zulaufenden Seite der Polfläche die zusätzliche günstige Wirkung, daß unter dem Magnetband an der Polfläche eine Luftstauung vermieden wird. In diesem Bereich wird somit das Abheben des Magnetbandes von der Polfläche, was zu unerwünschten größeren Abständen führen könnte, vermieden. Die Höhe des Luftlagers kann somit klein gehalten werden, wodurch ein sehr kleiner Radius der Polflächenkrümmung, welcher der Lagerhöhe direkt proportional ist, vermieden wird.

Die Fig. 5 zeigt die Druckverteilung an der Polfläche des in Fig. 4 dargestellten Magnetkopfes. Der Bereich negativen Drucks wird durch die Nut 46 in der "Vorwärts"-Antriebsrichtung wirksam beseitigt, wie dies aus Kurve 34* hervorgeht. Die Beseitigung des negativen Drucks in der "Rückwärts"-Antriebsrichtung ergibt sich entsprechend der Darstellung nach Kurve 36' durch die Nut 44. Aus Fig. 6 geht hervor, daß der Abstand zwischen Magnetband und PoIf lache im Bereich des Arbeitsspaltes für beide Transportrichtungen gleichbleibend ist. Das Magnetband wird daher im wesentlichen entlang der in Fig. 4 dargestellten Transportlinie 24' transportiert. Eine genaue Justierung des Arbeitsspaltes 20' in die Mitte zwischen die Punkte 26' und 28' ist daher nicht erforderlich, so daß durch irgendeine Lage im Bereich 48 der Polfläche 14' gute Ergebnisse der Signalabfühiung erzielt werden.

Für die Bemessung des in Fig. 5 dargestellten Magnetkopfes können die folgenden Wert angenommen werden:

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■•ft —

R = 1,2 cm,

Länge des Bereichs 48 = 1 nun,

Umschlingungswinkel = 7 ,

Tiefe der Nuten 44 und 46 = 0,15 ram und Breite der Nuten 44 und 46 = 1 mm,

Abstand zwischen Polfläche und Magnetband im Bereich des Arbeits-

-4
Spaltes 20' =7,5 · 10 mm,

Die Fig. 7 zeigt einen Vielspur-Magnetkopf 100 in perspektivischer Darstellung. An der Polfläche des Magnerkopfes sind in jeweils einer Aufzeichnungsspur die Arbeitsspalten 102 und

I) 104 hintereinander angeordnet. Diese Arbeitsspalten dienen zum Aufzeichnen bzw. Abfühlen von Signalen. Die Polfläche hat einen flachen mittleren Bereich 108 und flache Oberflächenteile 110 und 112 an der zulaufenden bzw. der ablaufenden Seite der Polfläche, die zum mittleren Teil 108 geringe Neigungswinkel aufweisen. Die Oberflächenteile 110 und 112 sind mit dem mittleren flachen Oberflächenbereich durch gekrümmte Oberflächenteile 114 verbunden, die den Krümmungsradius r aufweisen. In diesen gekrümmten Bereichen sind die Arbeitsspalten angeordnet. Die gekrümmten Oberflächenbereiche 114 entsprechen den Teilen 14' der Fig. 4. Zwischen einer der gekrümmten Oberflächenteile 114 und den anschließenden flachen Oberflächenteilen befindet sich die nutenförmige Vertiefung 116. Diese entspricht in ihrer Wirkungsweise

™ den in Fig. 4 dargestellten Nuten 44 und 46. An^-den äußeren flachen Teilen der Polfläche sind ferner die Nuten 118 und 120, die in nichtdargestellter Weise mit Unterdruck verbunden sind. Diese Nuten dienen der Führung des Magnetbandes derart, daß dieses an der Polfläche des Magnetkopfes 100 einen Umschlingungswinkel bildet. Zwischen den einzelnen Aufzeichnungsspuren sind ferner die Nuten 122 vorgesehen, durch deren Wirkung der Abstand des Luftlagers zwischen Magnetband und Polfläche zusätzlich verringert wird.

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Claims

•P.& T E: KT.iKSPKff.CE E-

Magnetkopf mit einer kurvenförmigen Palfläche, an welcher

Magpetfcränd zur Bildtang: einesLuftlager® mit hoher Trassg^escfeWdiiKäigfeeit. in einem Uinsehlingungswinkel parallel gswirö,, äm&wcch. gekennzeiclinet, daß. der Solspiegei (IZ*).-

des Kagnetköpfes; PO¹); an der a&laafenden Seite des Ärfoeits-

f2Ö^r)i edn»© die f©lfläcnen6reite überdeckendfe nüte-n-fcir-€6i| aufweist, deren. Eeg:reniZüngen:-

seit® a&s Endpaiiktes C2S' , 2&^v); des O

EfagüetköpE öacfc AnsprucA Ϊ, dadsrcfi gekeaaz^eieiinet,, daßseits dfes UrlaeitsspailteiS¹ βΖΟ^'ί nmtenforntige Vertiefungen

SfeigaetkQ|fcf uactt dea Änsprücfeea I uiidi 2·", dadurcii g Äetfr daßi &eMeaesi€iits; des kurvesf^rmigfea Ifeils; |11# der BoA-flaeiie eiaes Käfnetkopfes ebeaae Teile CÜOS* 11©^ Illl der mit n^enfarmigen: E^ßg/s- un# Q

ffe sind.

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