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Dokumentenidentifikation DE3889922T2 22.12.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0397713
Titel PROFILIERTE KOPFVORRICHTUNG FüR KASSETTENSPIELER.
Anmelder Eastman Kodak Co., Rochester, N.Y., US
Erfinder LACEY, Christopher Allen, 343State Street,Rochester,New York 14650, US;
BROCK, George William, La Jolla, CA 92037, US
Vertreter Blickle, W., Dipl.-Ing., Pat.-Ass., 70327 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 3889922
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 22.12.1988
EP-Aktenzeichen 899012306
WO-Anmeldetag 22.12.1988
PCT-Aktenzeichen US8804568
WO-Veröffentlichungsnummer 8906420
WO-Veröffentlichungsdatum 13.07.1989
EP-Offenlegungsdatum 22.11.1990
EP date of grant 01.06.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.12.1994
IPC-Hauptklasse G11B 5/187
IPC-Nebenklasse G11B 5/48   G11B 15/62   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft das Profil eines Magnetkopfes und insbesondere ein Profil, das den Kontakt an der Berührungsstelle zwischen Magnetkopf und Magnetband eines Kassettenspielers verbessert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Profil eines Magnetkopfes, im Vergleich zu dem die Erfindung eine Verbesserung darstellt, und

Fig. 2 ein Magnetband im Kontakt mit einem Magnetkopf mit einem erfindungsgemäßen Profil bei unterschiedlichen Kassettenführungen.

Der Kontakt zwischen Magnetkopf und Magnetband ist für die Leistung eines Magnetband-Aufzeichnungssystems von ausschlaggebender Bedeutung. Während der Aufzeichnung muß der Kopfspalt, der das Magnetfeld für die Aufzeichnung erzeugt, guten Kontakt mit dem Band haben, um eine effiziente Signalübertragung zu bewirken. Beim Abspielen ist ein guter Kontakt für eine effektive Kupplung des Magnetfeldes des Bandes mit dem Abspielkopf wichtig. Ein guter Kontakt ist zwar bei allen Wellenlängen erforderlich, bei Aufzeichnungen mit kurzen Wellenlängen wegen der bekannten Kopfabstandsverluste, die bei abnehmender Wellenlänge zunehmen, jedoch besonders wichtig.

Ein verbessertes Kopfprofil löst die durch die Vergrößerung des Kontaktbereichs und die "fliegende" Abstützung des Bandes verursachten Probleme. In Fig. 1 ist eine gerundete Kopffläche 12'' mit Schultern 20, 21 versehen, die den Kopf-Band-Kontaktbereich 14'' begrenzen. Das Band 10'' tritt an der Kante der Ebene 22, in der eine Seite der Schulter 20 liegt, in den Kontaktbereich 14'' ein. Es bleibt beim Durchlaufen des Bereichs 14'' mit dem Kopf in Kontakt und tritt an der Ebene 23, in der eine Fläche der Schulter 21 liegt, aus dem Kontaktbereich 14'' aus. Die Kante 24, an der das Band in den Kontaktbereich 14'' eintritt, befreit das Band von mitgeführter Luft, bevor es den Kopf bei 14'' berührt. Durch diese Beseitigung der für die "fliegende" Unterstützung des Bandes erforderlichen Luftschicht wird der Kontakt zwischen Kopf und Band auf der gesamten Oberfläche des Kopfes wesentlich verbessert.

Außerdem ist das Profil der Kopffläche gemäß Fig. 1 so ausgebildet, daß das Band an allen Stellen des Kontaktbereichs zwischen Kopf und Band einen konstanten Druck ausübt. In der Industrie üblich ist ein Kopfradius von ca. 0,125 Zoll. Im allgemeinen wird bei diesem Radius der Druck des Bandes jedoch nicht gleichmäßig über die Kopffläche verteilt. Die Erfahrung zeigt, daß sich der Radius und das Profil des Kopfes infolge der durch die Abriebwirkung des Bandes verursachten Abnutzung des Kopfes verändern. Dort, wo der Kontaktbereich einem "hohen" Druck ausgesetzt ist, nutzt sich der Kopf natürlich schneller ab als dort, wo der Druck "niedrig" ist. Die Abnutzung verläuft dabei so, daß der Kopf ein Profil annimmt, bei dem sich der Druck gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilt. Wenn jedoch das Profil des Kopfes von vornherein so ausgebildet ist, daß die Kopfoberfläche bei normalem Betrieb an allen Stellen dem gleichen Druck aus gesetzt ist, dann nutzt sich der Kopf während seiner gesamten Lebensdauer gleichmäßig ab, so daß der Kopf im Kontaktbereich 14''' das gleiche Profil behält wie im ursprünglichen Kontaktbereich 14''. Das optimale Profil wird als Oberfläche mit "konstantem Flächenprofil" bezeichnet, weil es während der gesamten Lebensdauer des Kopfes einen konstanten Kontaktbereich für die Berührung zwischen Kopf und Band gewährleistet. Ein solcher Kopf wird in EP-A-0 346 453 beschrieben, die das gleiche Prioritätsdatum hat wie die vorliegende Anmeldung.

Das vorstehend beschriebene Kopfprofil verbessert zwar den Kontakt zwischen Kopf und Band bei vielen Anwendungen, das Profil mit konstantem Flächenprofil ist jedoch bei Kassetten-Aufzeichnungs-Systemen wegen der dort in der Kassette und deren Anordnung in einem Aufzeichnungsgerät auftretenden mechanischen Toleranzen nach wie vor mit einem störenden Kontaktproblem behaftet. Kassetten bieten die Möglichkeit, ein Magnetband bequem und kostengünstig austauschbar mit einem Aufzeichnungssystem zu koppeln, und werden dementsprechend als Massenspeicher für Magnetbanddaten in großem Umfang eingesetzt. Bei Wellenlängen, wie sie beispielsweise bei der Analogaufzeichnung von Musik oder Sprache Verwendung finden, sind die Kontaktanforderungen weniger kritisch, so daß preis günstige Kassetten aus geformtem Kunststoff beim Einsetzen in das Gerät hinreichend genau positioniert werden können, um den erforderlichen Kontakt mit dem Kopf zu gewährleisten. Bei kurzen Wellenlängen und schmalen Spurbreiten, wie sie für Digital- oder Videoaufzeichnungen hoher Aufzeichnungsdichte typisch sind, und Anwendungen, bei denen ein Servomechanismus für die Positionierung des Kopfes über der Aufzeichnungsspur aus Kostengründen nicht in Frage kommt, ist jedoch eine Kassette mit hoher Fertigungsgenauigkeit erforderlich, um einen angemessenen Kontakt zwischen Kopf und Band zu gewährleisten. Ein Kopf, der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, ist aus EP-A-0 181 263 bekannt.

Zur Erzielung des richtigen Band-Einschlußwinkels am Kopf eines Kassetten-Aufzeichnungsgeräts ist der Kopf mit "Auslegern" versehen, die das Band führen und in einem Stück mit dem Kopf ausgebildet sind. Die Ausleger befinden sich auf beiden Seiten des aktiven Teils der Kopfkonstruktion. Sie führen das Band und bestimmen den Winkel, mit dem das Band den Kopf umschließt (Einschlußwinkel), unabhängig von der genauen Lage der Kassettenführungen. Schlitze trennen die aktive Kopfkonstruktion von den Auslegern. Sie bilden auf beiden Seiten des Kopfes eine Kante, die die gegebenenfalls am Band haftende Luftschicht abstreift, wenn dieses sich dem Wandler des Kopfes nähert. Ferner besteht die gesamte Kopf- und Auslegerkonstruktion aus gleichen oder mechanisch ähnlichen Werkstoffen. Das Kopfprofil weist ein konstantes Flächenprofil der Gesamtoberfläche auf, das sich infolge des durch das Band verursachten Abriebs gleichförmig abnutzt.

EP-A-0 373 179, die das gleiche Prioritätsdatum hat wie die vorliegende Anmeldung, betrifft einen Doppelkopf mit konstantem Abnutzungsflächenprofil.

Fig. 2 zeigt im einzelnen die geometrischen Beziehungen zwischen einem erfindungsgemäß hergestellten Kopf 113 und Kassettenführungen mit den Nennstellungen 114, 118, bei denen sich das Band in der Bahn 116 bewegt, und verstellten Führungsstellungen 118', 114', bei denen sich das Band in der Bahn 116' bewegt. (Die Nennstellungen und die zugehörige Bandbahn sind gestrichelt, die verschobenen Stellungen und die zugehörige Bandbahn mit durchgehenden Linien gezeichnet). Der Kopf 113 besteht aus einem mittleren Steg 115 mit einem magnetischen Wandlerelement 121 und zwei Auslegern 117 und 119. Die gesamte Wandlereinheit 113 weist ein konstantes Flächenprofil auf, das sich, wie zuvor beschrieben, über den mittleren Steg 115 und die Ausleger 117, 119 erstreckt. Infolge der fertigungsbedingten Toleranzen der Kassette wird die Stellung der Führung 114 in Richtung des Pfeils 122 in die Stellung 114' verschoben. Aus dem Nenn-Einschlußwinkel 124 wird dabei der Einschlußwinkel 124'.

Obwohl der Einschlußwinkel 124', mit dem sich die Bandbahn 116 dem Ausleger 117 nähert, kleiner ist als der Einschlußwinkel 124, bleibt das Band 116', wenn es sich dem mittleren Steg 115 und dem magnetischen Wandlerelement 121 nähert, mit dem Ausleger 117 in Kontakt. Der Einschlußwinkel am mittleren Steg 115 mit dem Magnetkopf 121 bleibt dabei unverändert, hat also in der Führungsstellung 114' den gleichen Wert wie in der Nennstellung 114. Die Führung des Bandes durch den Ausleger 117 ändert also nicht den Kontaktbereich über dem mittleren Steg 115 und dem magnetischen Wandlerelement 121 und die daraus resultierende Leistung des Magnetkopfes, wenn sich die Führung aus der Nennstellung 114 in die Stellung 114' verschiebt. Wenn sich die Führung aus der Stellung 118 in Richtung des Pfeils 120 in die Stellung 118' verschiebt, wird aus dem Nenn-Einschlußwinkel 136 der größere Einschlußwinkel 132 mit der "Abhebung" 130. Die "Abhebung" 130 tritt jedoch an der Oberfläche des Auslegers 119 und nicht, wie bei den bekannten Aufzeichnungssystemen, an der Kopffläche des magnetischen Wandlerelements auf. Das Band liegt auch in diesem Falle wieder vollständig auf dem Ausleger 119 auf, bevor es die Kante 128 des Auslegers erreicht, so daß der Einschlußwinkel 136, mit dem sich die Bandbahn 116' dem mittleren Steg 115 nähert, den gleichen Wert hat wie bei der Nennstellung 118 der Führung statt der Stellung 118'.

Beide Verschiebungen der Kassettenführungsstellungen 114, 118 haben keinen Einfluß auf die Bandbahn. Der Kontakt zwischen Band und Kopf über dem magnetischen Wandlerelement 121 und dem mittleren Steg 115 bleibt unabhängig von toleranzbedingten Verschiebungen der Kassettenführungen aus ihrer Nennstellung konstant.

Die Erfindung läßt sich auch bei Magnetköpfen anderer Magnetaufzeichnungsgeräte verwirklichen, die nicht mit Kassetten arbeiten, wie z. B. Spulen- oder Schleifengeräten, die keine exakt positionierten Bandführungselemente aufweisen.


Anspruch[de]

1. Eine magnetische Wandlereinheit (113) enthaltendes Aufzeichnungssystem mit

a) Mitteln, die ein Aufzeichnungsmedium (116) über die Wandlereinheit (113) transportieren, wobei auf der Wandlereinheit ein magnetisches Wandlerelement (121) angeordnet ist,

b) außerhalb der magnetischen Wandlereinheit vorgesehenen Mitteln (114, 118), die das Aufzeichnungsmedium (116) unter Bildung von Nenn-Einschlußwinkeln (124) relativ zu dem magnetischen Wandlerelement (121) führen, und

c) einer gewölbten Fläche, die sich in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmediums erstreckt und zwei Schlitze (129, 131) enthält, die die Fläche in einen ersten Ausleger (119), einen auf seinem Scheitelpunkt das magnetische Wandlerelement (121) aufweisenden mittleren Steg (115) sowie einen zweiten Ausleger (117) unterteilen, wobei

A) die Kanten (128, 126) der Schlitze (129, 131) verhindern, daß zwischen dem Aufzeichnungsmedium (116) und dem magnetischen Wandlerelement (121) Luft mitgeführt wird, und

B) die Ausleger (117, 119) das Aufzeichnungsmedium (116) derart positionieren, daß die Nenn-Einschlußwinkel (124) unabhängig von Veränderungen bei den Führungsmitteln (114, 118) im wesentlichen unverändert bleiben, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Oberfläche der Wandlereinheit (113) zunächst so geformt ist, daß die Oberfläche der Wandiereinheit während des normalen Betriebs des Kopfs an allen Punkten dem gleichen Druck unterworfen ist, so daß der Abrieb der Wandlereinheit während der Lebensdauer des Kopfes gleichmaßig erfolgt und die Kontur im Kontaktbereich (14''') von Wandlereinheit und Aufzeichnungsmedium die Kontur des ursprünglichen Kontaktbereichs (14'') beibehält und das Flächenprofil der Oberfläche konstant bleibt.

2. Magnetische Wandiereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleger (117, 119) symmetrisch zu dem magnetischen Wandlerelement (121) angeordnet sind.







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