DE2529404A1

DE2529404A1 - Anordnung zur dynamischen schraeglaufkorrektur fuer ein mit einem rotierenden magnetkopf arbeitendes aufzeichnungs- und wiedergabegeraet

Info

Publication number: DE2529404A1
Application number: DE19752529404
Authority: DE
Inventors: George William Brock; Ernest Paul Kollar; Michael Lewis Nettles
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1974-07-17
Filing date: 1975-07-02
Publication date: 1976-02-05
Also published as: CA1061457A; AT354759B; SE409253B; NL7507231A; DE2529404C3; DE2529404B2; SE7508179L; IT1039146B; US3943566A; FR2279190A1; BE830579A; ATA514075A; BR7504504A; FR2279190B1; JPS5119512A; CH589908A5; JPS5938660B2; AU8140675A; GB1473452A

Description

Aktenζeichen der Anmelderin: BO 973 025

Anordnung zur dynamischen Schräglaufkorrektur für ein rait einem rotierenden Magnetkopf arbeitendes

Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät

Lie Erfindung betrifft eine neuartige Anordnung für eine dynami sche Schräglauf- oder Schieflaufkorrektur für ein mit einem rotierenden Magnetkopf arbeitendes Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät.

Die Überwachung der Ausrichtung der Spur eines rotierenden Magnetkopfes mit der auf einem Magnetband aufgezeichneten Spur zur Ableitung eines Schräglauf-Fehlersignals, das sich für eine dynamische Schräglaufkorrektur gemäß der Erfindung verwenden läßt, kann auf verschiedene Weise erzielt werden, vorzugsweise wird man aber dabei eine Anordnung verwenden, wie sie in der Deutschen Patentanmeldung P 24 53 286.3 vom 9. November 1974 uer Anmelderin beschrieben ist.

Die Erfindung betrifft also ein Magnetbandgerät mit einem rotierenden Magnetkopf. Insbesondere soll dabei ein Verfahren und eine Anordnung zur dynamischen Korrektur eines Schräglauffehlers

oder Schieflauffehlers zwischen einer quer zum Magnetband verlaufenden Aufzeichnungsspur und der Bahn des rotierenden Magnetkopfes geschaffen werden.

Das Problem der Schräglaufkorrektur bei einer quer zum Band verlaufenden magnetischen Aufzeichnung ist nicht neu. Dieses Problem tritt im allgemeinen unter zwei Bedingungen auf. Zunächst hat man das Gerät so weit statisch einjustiert, daß das Magnetband mit dem rotierenden Magnetkopf und dem Kern oder dem Dorn, über den das Band längs der Bahn des rotierenden Magnetkopfes geführt ist, richtig ausgerichtet. Dieser Stand der Technik ist beispielsweise der US-Patentschrift 3 697 676 mit dem Titel "Head to Tape Alignment Apparatus and Method" zu entnehmen.

In dieser Patentschrift ist offenbart, daß die Parallelität zwischen den auf dem Band befindlichen Spuren und der Bahn des rotierenden Magnetkopfes statisch dadurch eingestellt werden kann, daß man entweder die Einlaufrollenführung oder die Auslaufrollenführung, durch die das Band auf den Kern mit dem rotierenden Magnetkopf und von diesem Kern weg geführt wird, einstellt. Wenn einmal die Parallelität zwischen der Bahn des Magnetkopfes und der Aufzeichnungsspur statisch eingestellt ist, kann man eine dazu parallele Spur in der Weise mit dem Magnetkopf ausrichten, daß man beide Bandführungsrollen in seitliche Richtung, relativ zu dem mit einem rotierenden Magnetkopf versehenen Kern bewegt« Eine statische Justierung der Bandführung heißt hierbei, daß die Bandführung über eine lange Zeitperiode nur einmal von Hand durch eine Gerätebedienung bewegt wird. Das kann jedoch nicht mit einer dynamischen Schräglaufkorrektur verglichen werden, die sich dadurch automatisch erzielen läßt, daß mit Hilfe einer automatisch arbeitenden Anordnung die Kantenführungen kontinuierlich oder wiederholt über eine kurze Zeitspanne in der Weise bewegt, daß die Parallelität zwischen der Spur und der Bahn des rotierenden Magnetkopfes aufrechterhalten wird.

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Eine andere, mit einem rotierenden Magnetkopf arbeitende Anordnung sollte dann der Winkel der Spur auf dem Magnetband geändert werden, um es parallel zur Bahn des rotierenden Magnetkopfes auszurichten, wenn das Gerät vom Stoppbetrieb auf Nachlaufbetrieb umgeschaltet wird. Im Stoppbetrieb wird bei einem mit rotierendem Magnetkopf arbeitenden magnetischen Aufzeichnungsgerät das Magnetband stillgehalten, während der rotierende Magnetkopf einmal oder mehrmal eine einzige Spur überstreicht. Im Nachlaufbetrieb läuft das Magnetband kontinuierlich und ist in seiner Bandgeschwindigkeit mit der Rotationsgeschwindigkeit des Magnetkopfes so synchronisiert, daß damit der Winkel, den die Bahn des Magnetkopfes mit der Längsausdehnung des Magnetbandes bildet, regelbar ist. Wenn man also vom Stoppbetrieb zum kontinuierlichen Nachlaufbetrieb umschaltet, dann wäre eine Änderung in dem Winkel der auf dem Magnetband befindlichen Spur erforderlich, um damit die parallele Ausrichtung der Spur mit der Bahn des rotierenden Magnetkopfes aufrecht zu erhalten .

Eine Einrichtung für die Justierung der Bahn des Magnetbandes, bei welcher diese Art von Nachführung oder Nachstellung des Winkels der Aufzeichnungsspur durchgeführt werden kann, ist in der US-Patentschrift 3 376 395 offenbart. In dieser Patentschrift werden Turmscheiben als Führung für das Magnetband auf den mit einem rotierenden Magnetkopf versehenen Kern oder Dorn benutzt. Der Kern weist selbst darauf befestigte Bandführungen auf und ist selbst in seitlicher Richtung zur Einstellung des Abstandes der festen Bandführungen statisch einjustierbar. Wird dieses bekannte magnetische Aufzeichnungsgerät auf Stoppbetrieb umgeschaltet (wobei das Magnetband während der Aufzeichnung und Wiedergabe angehalten ist), dann werden die fest auf dem Kern oder Dorn angebrachten Bandführungen etwas auseinandergerückt. Die mit Flanschen versehenen Einlauf- und Auslauf-Bandführungsrollen bewirken dann damit eine Verschiebung des Winkels, den das Band mit dem Kern oder Dorn bildet, wenn sich das Band zwischen den nunmehr etwas weiter auseinan-

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dergerückten feststehenden Bandführungen bewegt. Die Änderung des Winkels, den das Band mit dem Dorn bildet, führt auch zu einer Änderung des Winkels, den die Spur mit der Bahn des rotierenden Magnetkopfes bildet. In dieser Patentschrift ist nur eine manuelle Einjustierung vorgesehen, die nur dann durchgeführt wird, wenn das Aufzeichnungsgerät vom Stoppbetrieb auf kontinuierlichen Nachlaufbetrieb umgestellt wird.

Eine dynamische Nachführung oder Einstellung von Einlauf- und Auslaufbandführungen für ein einen Kern oder Dorn schraubenförmig umschlingendes Magnetband ist bisher nicht durchgeführt worden, da man allgemein der Auffassung war, daß eine solche dynamische Nachführung die aufgezeichnete Spur verzerren würde. Der Grund für diese Verzerrung ist in der geometrischen Anordnung der Baiin des Magnetbandes in bezug auf den mit einem rotierenden Magnetkopf versehenen Kern oder Dorn zu sehen. Diese Anordnung ist dafür verantwortlich, ob sich über die Breite des Magnetbandes, wenn dieses den Kern oder Dorn umschlingt, eine gleichförmige oder ungleichförmige Spannung quer zur Breite des Bandes ergibt. Wenn beispielsweise ein Band einen Kern oder Dorn schraubenförmig über einen Winkel von umschlingt, ist der Winkel, den der Kern oder Dorn in bezug auf die Längsausdehnung des Magnetbandes annehmen sollte, durch den Ausdruck sin θ = G /C gegeben, wobei G der gegenseitige

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Abstand der Bandführungen (der Abstand zwischen der gleichen Kante des Magnetbandes bei der Einlaufbandführung und der Auslaufbandführung) und C der Umfang des Kernes oder Dornes ist. Dieser Winkel entspricht ebenfalls dem spitzen Winkel, unter dem eine Spur in bezug auf die Kante des Magnetbandes durch einen rotierenden Magnetkopf aufgezeichnet wird.

Es ist in der Technik ganz allgemein anerkannt, daß eine Veränderung des Äbstandes der Bandführungen ohne eine Änderung des Winkels 0 zwischen Kern und Magnetband eine ungleichförmige Spannungsverteilung quer zur Breite des Magnetbandes zur Folge haben würde» Piese ungleichförmige Spannung in dem Band würde

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zu einer Verzerrung des Bandes und damit auch dazu führen, daß eine auf dem Band aufgezeichnete Spur in bezug auf die Bahn des rotierenden Magnetkopfes verzerrt würde. Diese hier zu erwartende Verzerrung soll im weiteren noch besprochen werden.

Die durch diese Verzerrungen auftretenden Schwierigkeiten werden bei Verwendung von breiten Magnetbändern noch größer. Wenn das Verhältnis zwischen L und Vi, wobei L die Länge des Magnetbandes zwischen Einlaufbandführung und Auslaufbandführung und W die Breite des Bandes ist) abnimmt, dann wird das Problem einer ungleichförmig über das Band verteilten Spannung und damit die durch Änderung des Abstandes zwischen den Bandführungen sich ergebende Spurverzerrung besonders schwer lösbar. Im Stand der Technik hat man im allgemeinen mit Verhältnissen von L : W in der Größenordnung von 20 ; 1 oder sogar bis zu 30 ; 1 gearbeitet. Bei einem hohen Verhältnis von L : W wird die auf eine Änderung des Abstandes der Bandführungen zurückzuführende Empfindlichkeit für Spurverzerrungen auf Kosten einer verringerten Informationsspeicherkapazität des Bandes beseitigt. Die Informationsspeicherkapazität des Bandes nimmt mit abnehmender Breite des Bandes ab. Fällt das Verhältnis Länge : Breite unter 10 : 1, dann werden die durch die Spurverzerrung auftretenden Probleme kaum mehr lösbar und es kann dann vorkommen, daß der rotierende Magnetkopf fälschlicherweise Daten aus verzerrten, benachbarten Spuren, die die Bahn des Magnetkopfes kreuzen, liest.

Wegen des Schräglauffehlers ist eine dynamische Nachjustierung des Abstandes zwischen den Bandführungen erforderlich. Ein Schräglauf- oder Schieflauffehler wird dadurch verursacht, daß das Magnetband unter sich ändernden Umgebungseinflüssen seine physikalischen Eigenschaften ändert. Es ist allgmein bekannt, daß die Feuchigkeit und die Temperatur ein Magnetband so weit zu beeinflussen vermögen, daß es seine Länge und Breite ändert. Diese Änderungen sind an sich klein. Hat man es jedoch mit quer zu einem breiten Magnetband mit hoher Aufzeichnungsdichte

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aufgezeichneten Spuren zu tun, dann können diese Änderungen einen beträchlichen Schräglauffehler zur Folge haben, d.h. die parallele Ausrichtung zwischen den auf dem Band befindlichen Spuren und der Bahn des rotierenden Magnetkopfes geht verloren. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das bei Aufzeichnung auf derartigen, schräg zu einem breiten Magnetband verlaufenden Aufzeichnungsspuren hoher Aufzeichnungsdichte das durch Schräglauffehler auftretende Problem dadurch in den Griff zu bekommen, daß man die Kantenführung des Magnetbandes, wie es sich schraubenförmig um den Kern herum schlingt, dynamisch nachjustiert, ohne daß dabei gleichzeitig die auf dem Band befindlichen Aufzeichnungsspuren verzerrt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein um einen mit einem rotierenden Magnetkopf versehenen Kern oder Dorn herumgeschlungenes Magnetband für eine Schräglauffehlerkorrektur ohne Verzerrung der auf dem Band befindlichen Daten- und Aufzeichnungsspuren in der Weise an seinen Kanten geführt, daß das Band unmittelbar vor und unmittelbar nach dem Bandabschnitt, der um die Bahn des rotierenden Magnetkopfes herumgeschlungen ist, dynamisch geführt wird. Außerdem ist das Band in dem Bereich, in dem es die Bahn des rotierenden Magnetkopfes umschlingt, auf einem Luftlager geführt, so daß sich ungleichförmige Spannungsverteilungen über die Breite des Magnetbandes von selbst ausgleichen können. Bei einem Bandgerät, bei dem das Verhältnis von Bandlänge zwischen den Bandführungen zur Breite des Bandes kleiner als 10 : 1 ist, wurde der Abstand zwischen den Bandführungen über einen Bereich von etwa 0,5 mm ohne Spurverzerrung auf dem Band verändert. Stattdessen lief die Spur ohne Verzerrung um, so daß die Spur parallel zur Bahn des rotierenden Magnetkopfes ausgerichtet war.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß man als Bandführungen lange, ununterbrochene, in axialer Richtung federnd nachgiebige Kantenführungen verwendet, deren Länge mindestens gleich der Breite des Bandes ist. Diese Bandführungen weisen

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ebenfalls eine Luftlagerfläche für das an seiner Plante geführte Band auf. Diese ununterbrochene Bandführung soll dabei die Konzentration von diskreten, auf die Bandkanten einwirkenden Kräfte verhindern. Diskrete, auf die Bandkanten einwirkende Kräfte würden das Band dann verzerren, wenn an den Kanten Führungskräfte zur Veränderung des Winkels des Bandes und damit des Winkels der Spur angesetzt werden. Eine weitere Eigenschaft langer, ununterbrochener, federnd nachgiebiger Kantenführungen besteht darin, daß sie eine gleichmäßige Spannungsverteilung über die Breite eines geführten Bandes zur Folge haben.

Vor allen Dingen wird diese dynamische Bandführung gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß man die Parallelität zwischen einer auf dem Band befindlichen Spur und der Bahn des rotierenden Magnetkopfes feststellt und anschließend eine Steuerschaltung elektromechanisehe Vorrichtungen betätigt, die eine oder beide der Bandführungen so bewegen, daß die Spur auf dem Band wiederum parallel zur Bahn des rotierenden Magnetkopfes verläuft. Zusätzlich zu einer Korrektur eines Schräglauffehlers können voreingestellte Korrekturwerte in die Steuerschaltung eingeführt und die Bandführungen können wahlweise für einen kontinuierlichen Betrieb oder einen Stoppbetrieb oder ein schrittweises Fortschalten eingestellt werden. Beim Stoppbetrieb oder schrittweisen Betrieb steht das Magnetband während der Aufzeichnung und der Wiedergabe still.

Der große Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß man damit bei einem Bandgerät mit rotierendem Magnetkopf eine Einstellung auf unterschiedliche Winkel der quer dem Band verlaufenden Spuren dynamisch durchführen kann. Dadurch sind die an die Lagerung eines Magnetbandes in bezug auf Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu stellenden Anforderungen nicht so hoch und die Toleranzen der Bandgeräte brauchen nicht so außergewöhnlich eng zu sein. Mit anderen Worten lassen sich durch Temperatur und Feuchtigkeit verursachte Änderungen der Abmessungen des Magnetbandes durch die dynamische Schräglaufkorrek-

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tür gemäß der Erfindung ausgleichen. Außerdem lassen sich die Bänder auch auf verschiedenen Bandgeräten einsetzen, ohne daß dazu außerordentlich enge Toleranzen erforderlich sind, die sicherstellen/ daß jedes Bandgerät ganz genau gleich dem anderen ist. Da es ferner durch die Erfindung sichergestellt ist, daß eine ganz genaue Parallelität zwischen der Spur und der Bahn des rotierenden Magnetkopfes eingehalten wird, lassen sich schmalere Spuren verwenden. Mit geringeren Spurbreiten läßt sich aber die Spurdichte und damit die Aufzeichnungsdichte auf dem Magnetband erhöhen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Die unter Schutz zu stellenden Merkmale der Erfindung sind den ebenfalls beigefügten Patentansprüchen im einzelnen zu entnehmen.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

mit einem um 360 schraubenförmig um einen Kern oder Dorn herumgeschlungenen Magnetband, mit einer dynamischen Einstellung der Lage der Einlaufbandführung in Abhängigkeit der Feststellung der Ausrichtung zwischen Kopf und Spur durch überwachung des von dem rotierenden Magnetkopf kommenden Signals,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer langen, federnd

nachgiebigen Bandführung mit einem Einstellmotor für die Bandführung, welche sich als einstellbare Einlaufbandführung in Fig. 1 eignet,

Fig. 3a + 3b die normalerweise in einer Spur eines Bandes

auftretende Verzerrung, wenn das Verhältnis

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L : W klein ist und wenn der Abstand zwischen Einlauf- und Auslaufbandführung gegenüber einem normalen Abstand für eine schraubenförmige Uiuschlingung geändert wird. Zur deutlicheren Darstellung der Lage der Spur auf dem Band ist dieses in Abwicklung dargestellt;

Fig. 4 ein Diagramm, aus dem erkennbar ist, daß mit

der Anordnung gemäß der Erfindung eine Spur auf einem Magnetband ungefähr um + 0,1 ram ohne Verzerrung aer Spur und ohne Schräglauf um die Mullinie gedreht werden kann,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der bei einem

Luftlager auftretenden Drücke und Kräfte, wenn das Band über einen mit einem rotierenden Hagnetkopf ausgerüsteten Kern oder Dorn läuft,

Fig. 6 eine bevorzugte Ausführungsform eines Netzwer

kes für Schräglaufkorrektur mit einem Steuernetzwerk zur Einstellung der Bandführung unter Verwendung eines Gleichstrommotors für den Antrieb der Bandführung,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Steuernetz

werkes in Digitaltechnik unter Verwendung eines Schrittschaltmotors für die Bewegung der Bandführung und

Fig. 8 eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei

der das Magnetband den Kern oder Dorn um 540° umschlingt, wobei die einstellbare Einlaufbandführung und die feststehende Auslaufbandführung beide auf dem Kern oder Dorn befestigt sind.

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In der in Fig. 1 dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft ein Magnetband 10 von links nach rechts und durchläuft eine einstellbare Bandführung 12, umschlingt einen Dorn oder Kern 14 schraubenförmig und tritt an einer Auslaufbandführung 16 aus. Ein rotierender Magnetkopf überstreicht das Band quer zum Band, während gleichzeitig das Magnetband den Kern oder Dorn 14 um 360 schraubenförmig umschlingt. Der Winkel Θ, den die Aufzeichnungsspur mit dem Band bildet, ergibt sich aus Ausdruck sin θ = dem Abstand G der Bandführungen, geteilt durch den effektiven Umfang des Kernes 14. Der Abstand der Bandführungen G in Fig. 1 ist der Abstand zwischen der feststehenden Kante der Bandführung.12 und der feststehenden Kante der - Bandführung 16.

Wenn der Umschlingungswinkel des Bandes 360 beträgt, dann liefert der Ausdruck sin B=G /C außerdem den Winkel, den die

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Achse des Kernes mit der Achse der zylindrischen Bandführungen 12 und 16 bildet. Bei diesem Winkel umschlingt das Band den Kern schraubenförmig und weist außerdem eine über die Breite des Bandes gleichförmige Spannungsverteilung auf. Wird nun der Abstand G zwischen den Bandführungen ohne Änderung dieses Winkels zwischen der Achse des Kerns und den Achsen der Bandführungen verändert, dann folgt die Umschlingung des Bandes um den Kern nicht einer natürlichen Schraubenlinie, so daß sich über die Breite des Magnetbandes eine ungleichförmige Spannungsverteilung ergibt. Diese ungleichförmige Spannungsverteilung hat aber eine Verzerrung in der Form des durch den rotierenden Magnetkopf 18 auf dem Band aufgezeichneten Spur zur Folge. Dieses Problem wird noch im einzelnen zusammen mit den Fign. 3a und 3b erläutert.

In Fig, 1 tritt das Problem der Spurverzerrung bei Änderung des Bandführungsabstandes aus einer Anzahl von Gründen nicht auf, die noch nicht vollständig klar erkannt sind. Es ist dabei wahrscheinlich, daß ein Hauptgrund dafür in der Tatsache zu suchen ist, daß der Kern 14 ein Luftlager für das

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Magnetbana enthält und aabei axe bei einer i,näerung des Abstanues zwischen den Landführungen über die breite aes Landes auftretende Spannung ausgleicht.

Lin mit Luftlager für das band versehener Aera läßt sich auf verschieüene weise aufbauen, beispielsweise dadurch, daß man den kern oder Dorn aus einem porösen keramischen Material herstellt und inaeia man von einer innenliegenclen Überdruckkammer aus Luft durch die Poren aes keramischen Materials nach außen preßt. Andererseits kann der i\ern ein Muster aus gleichmäßig um aen Kern längs der Bahn des Magnetbandes verteilter Bohrungen aufweisen.

'weiterhin wäre der uen Hagnetkopf 18 tragende Rotor 20 ebenfalls als Luftlager anzusehen. Der Rotor würde entweder sein eigenes Luftlager aurch hydrodynamische Erzeugung dieses Luftlagers durch die eigene bewegung oder durch ein zusätzliches hydrostatisches Lager aufweisen. Mit anderen Worten könnte die Rotorbewegung ein hydrodynamisches Luftlager erzeugen, andererseits könnte aber auch Luft durch die Oberfläche des Rotors hindurchgepreßt werden und damit ein hydrostatisches Luftlager erzeugen.

Line schematische Darstellung der elektronischen Steuerschaltungen für die Einstellung der Bandführung 12 ist ebenfalls aus Fig. 1 zu erkennen. In der bevorzugten Ausführungsform liest der rotierende Kopf 18 die einer bestimmten Spur zugeordnete Servoinforir.ation aus Servospuren, die an den beiden Kanten des Magnetbandes 10 vorgesehen sind. Die Servospuren und die Netzwerke 22 und 24 für die E'eststellung der Ausrichtung zwischen Kopf und Spur sind ausführlich in der zuvor genannten Deutschen Patentanmeldung P 24 53 286.3 beschrieben.

Diese beiden Netzwerke 22 und 24 stellen dabei fest, ob der Kopf 18 an jedem Ende einer schräg verlaufenden Spur mit dieser richtig ausgerichtet ist. Das von dem Netzwerk zum Feststellen

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der Ausrichtung zwischen Kopf und Spur kommende Ausgangssignal ist ein positiver oder negativer Zählwert, der die Abweichung des Kopfes von der Ausrichtung mit der Mitte der schrägen Datenspur an jedem Ende der Spur anzeigt. Da die Position jedes Endes einer Datenspur bekannt ist, läßt sich der Schräglauffehler oder die fehlende Parallelität zwischen Spur und der Bahn des rotierenden Magnetkopfs lediglich dadurch berechnen, daß man die Differenz zwischen den Zählwerten des die Ausrichtung feststellenden Netzwerks 22 und des die Ausrichtung feststellenden Netzwerks 24 ermittelt.

Die der Feststellung der Ausrichtung dienenden Netzwerke werden entsprechend der Position des längs seiner Umlaufbahn laufenden Magnetkopfes eingestellt oder entsperrt. Das Netzwerk 22 wird dann entsperrt, wenn der Kopf über die der Einlaufkante des Magnetbandes 10 benachbarte Servospur läuft. Die Einlaufkante ist die durch den Magnetkopf überquerte Kante, wenn dieser seine Abstastung quer zum Band beginnt. Das Netzwerk 24 wird dann entsperrt, wenn der Magnetkopf die an der Auslaufkante des Magnetbandes 10 liegende Servospur überfährt.

Zur Bestimmung des Ausrichtfehlers oder Schräglauffehlers wird man den Zählwert des Detektornetzwerkes 22 vom Zählwert des Detektornetzwerks 24 abziehen. Eine positive Differenz der Zählwerte für den Schräglauffehler würde dann bedeuten, daß die Spur in bezug auf den rotierenden Magnetkopf im Gegenuhrzeigersinn verschoben ist. Eine negative Differenz der Zählwerte für den Schräglauffehler würde dann bedeuten, daß die Spur relativ zur Bahn des rotierenden Magnetkopfes im Uhrzeigersinn verschoben ist.

Das Schräglauffehler-Korrekturnetzwerk 26 führt diese Subtraktion durch und liefert damit das Schräglauffehlersignal. Das Schräglauffehler-Korrekturnetzwerk 26 erzeugt dann ein Steuersignal für den Antrieb des Einstell- oder Nachstellmotors 28 für die Bandführung. Die Bewegung des Motors und damit die Bewegung der Bandführung 12 wird durch das Schräglauffehler-Korrekturnetz-

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werk so lange überwacht, bis die richtige Einstellung zur Beseitigung des Schräglauffehlers erzielt ist.

Das Schräglauffehler-Korrekturnetzwerk kann auch zur Kompensation von voreingestellten Schräglauffehlern dienen. Dies wäre beispielsweise dann erwünscht, wenn man das Magnetbandgerät zwischen einem Stoppbetrieb und einem kontinuierlichen Nachlaufbetrieb umschalten würde. Ferner kann die Einführung eines voreingestellten Schräglauffehlers für die Kompensation einer geringfügigen dauernden Fehlausrichtung zwischen dem Kern oder Dorn 14 und den Bandführungen 12 und 16 nützlich sein.

In Fig. 1 lassen sich die von den Detektornetzwerken 22 und abgeleiteten Zählwerte auch zur Steuerung des Bandantriebs 30 und zur Bewegung des Bandes nach einem Punkt benutzen, bei dem die Spur über der Bahn des rotierenden Magnetkopfes zentriert ist. Ein Positionsfehler oder ein Steigungsfehler läßt sich durch das Korrekturnetzwerk für Steigungsfehler 32 durch Mittelwertbildung aus den beiden Zählwerten der Detektornetzwerke 22 und 24 ableiten. Das Schräglauffehler-Korrekturnetzwerk liefert ein Korrektursignal, das die Parallelität zwischen Spur und der Bahn des rotierenden Magnetkopfes wieder herstellt, während das Steigungsfehler-Korrekturnetzwerk ein Fehlersignal liefert, das zum Zentrieren der Spur auf die Bahn des rotierenden Magnetkopfes benutzt werden kann. Das Steigungsfehler-Korrekturnetzwerk 32 und der Bandantrieb 30 sind kein Teil der vorliegenden Erfindung. Die Steigungsfehlerkorrektur ist nur für ein vollständiges Verständnis einer Anordnung dargestellt, in der ein Schräglauffehler-Korrekturnetzwerk verwendet werden kann.

Die einstellbare Bandführung 12 und der zugehörige Nachstellmotor 28 sind in Fig. 2 dargestellt. Die Bandführungen 12 und 16 in Fig. 1 sind mit der Ausnahme-identisch aufgebaut, daß die Bandführung 12 in seitlicher Richtung durch den Nachstell-

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motor 28 nachjustiert werden kann. Beide Bandführungen 12 und 16 bestehen aus einer zylinderförmigen Luftlageroberfläche 34 mit einer auf der einen Seite angebrachten starren Führungskante 36 und einer auf der anderen Seite liegenden, in axialer Richtung federnd nachgiebigen Kantenführung 38. Die Luftlagerung der Bandführungen wird durch in der Oberfläche 34 vorgesehene Bohrungen 40 erzielt. Die unter den einzelnen Reihen von Bohrungen liegenden Kanäle 42 dienen der Zuführung von Preßluft oder Druckluft an die Bohrungen. Die Luft tritt durch die Bohrungen aus und übt einen Luftdruck zwischen dem Band und der Oberfläche 34 aus und trägt somit das Band mit einer Luftlagerung über der Oberfläche 34 der Bandführungen 12 und 16.

Das Band bewegt sich über die Bandführungen 12 und 16 und umschlingt diese dabei etwa 90 bis 180° um die Luftlagerfläche 34, bevor es auf den Kern in Fig. 1 aufläuft oder von diesem abläuft. Die feststehenden Kanten 36 der Bandführungen 12 und dienen als Bezugsführungskanten, während die in axialer Richtung federnd nachgiebige Kante 38 das Band gleichförmig gegen die feststehenden Führungskanten 36 anpreßt. Die Funktion einer ununterbrochenen, axial federnd nachgiebigen Bandführung ist ausführlich in der US-Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen Nr. 335 609 vom 26. Februar 1973 mit dem Titel "Continuous Compliant Guide for Moving Web." beschrieben.

Für eine seitliche Einstellung der Bandführung 12 für eine Veränderung des Abstandes G der Bandführungen in Fig. 1 wird der Motor 28 durch ein vom Schräglauffehler-Korrekturnetzwerk 26 in Fig. 1 kommendes Fehlerkorrektursignal angesteuert. Die Welle 44 des Motors 28 ist mit einem Gewinde versehen, das in ein Innengewinde der Bandführung 12 eingeschraubt ist. Da sich der Motor in einer festen Lage befindet, bewirkt die Drehung der Welle 44 eine Linearbewegung der Bandführung 12 und gestattet somit eine Einstellung des Abstandes G zwischen den

beiden Bandführungen,

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Der Motor 28 ist mit Hilfe eines ringförmigen Flansches 48 an einer Seitenwand 46 befestigt. Durchführungsbuchsen 50 dienen der Führung der Welle 44 des Motors und gestatten gleichzeitig eine Drehung der Welle 44. Die Wand 46 enthält auch Zapfen 52 (einer ist dargestellt) zur genauen Führung der Bandführung bei ihrer Linearbewegung durch die mit einem Gewinde versehene Welle 44.

Die seitliche Bewegung der Bandführung 12 kann mit einem Zweiphasen-Drehzahlmesser überwacht werden. In Fig. 2 besteht der zur Lageermittlung verwendete Drehzahlmesser aus einer Scheibe 54, deren Bewegung durch zwei in einer Halterung 56 angebrachte Wandler 55 überwacht wird. Die Scheibe 54 kann dabei magnetische Markierungen aufweisen. Dann wurden die Wandler 55 zwei Magnetköpfe sein. Andererseits könnte die Scheibe 54 auch transparente und undurchsichtige Bereiche aufweisen und die Wandler 55 wären dann Photozellen. Auf der anderen Seite der Scheibe 54 gegenüber den Photozellen würde man dann eine Lichtquelle anbringen. Für einen Zweiphasendrehzahlmesser werden auf der Scheibe 54 zwei Spuren benutzt, wobei jede Spur durch einen Lesekopf in der Wandleranordnung 56 überwacht wird. Die dem Zweiphasendrehzahlmesser zugeordneten elektrischen Schaltkreise sind Teil des Schräglauf-Fehlerkorrektur-Netzwerks 26 der Fig. 1, das noch im einzelnen beschrieben wird. Der hier verwendeten Zweiphasendrehzahlmesser kann nicht nur Richtung sänderungen, sondern auch Änderungen des Abstandes feststellen .

Nunmehr erscheint es, bevor mit der Beschreibung der elektronischen Schaltungen des Schräglauf-Fehlerkorrektur-Netzwerks fortgefahren wird, angebracht, die im Stand der Technik bei einer Änderung des Abstandes zwischen den Bandführungen zur Korrektur des Schräglauffehlers auftretenden Schwierigkeiten sowie die tatsächlich durch die Erfindung erzielten Ergebnisse zu behandeln. Ferner soll eine mögliche Erklärung dafür, daß durch die Erfindung eine Korrektur eines Sehraglauffehlers ohne Spur-

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verzerrung möglich ist_r dargelegt werden. Es sei jedoch betont, daß über die Verhältnisse bei einer Aufzeichnung mit hoher Aufzeichnungsdichte mit einem rotierenden Kopf und einer Luftlagerung für das Band und fliegende Abtastung durch den Magnetkopf im Stand der Technik noch keine völlige Klarheit herrscht. Es kann dabei sein, daß andere als hier besprochene Faktoren einen Beitrag für ein zuverlässiges und erfolgreiches Arbeiten der erfindungsgemäßen Kombination liefern.

Theoretische Grundlagen für eine verzerrungsfreie Schräglauf-Fehlerkorrektur

Wie bereits bei der Besprechung des Standes der Technik dargelegt wurde, ist es bekannt, daß'dann, wenn ein Band über 360 schraubenförmig um ein starres zylindrisches Lager herumgeschlungen ist, es nur einen, sich natürlich einstellenden Winkel gibt, bei dem sich das Band um das zylindrische Lager oder den Dorn ohne Verzerrung seiner Form oder der Form der auf dem Band befindlichen Spuren um das Lager oder den Kern herumschlingt. Jedes Abweichen von diesem Winkel beim Umschlingen eines starren Lagers oder Dorns bewirkt wegen der ungleichförmigen Spannungsverteilung über die Breite des Bandes eine Verzerrung des Bandes. Dies wiederum bewirkt eine Verzerrung der auf dem Band befindlichen Spuren. Da der natürlicherweise sich einstellende Winkel zu dem Abstand zwischen Einlauf- und Auslaufbandführung beim Einlaufen auf den Dorn oder Kern und beim Ablaufen von diesem Dorn oder Kern in Beziehung steht, war man ganz allgemein im Stand der Technik der Auffassung, daß der Abstand zwischen den Bandführungen, wie er dem natürlich sich einstellenden Winkel entspricht, für eine Korrektur eines Schräglauffehlers nicht geändert werden kann, ohne daß dabei gleichzeitig eine Verzerrung der zuvor auf dem Band aufgezeichneten Spuren eintritt.

Die durch eine Änderung des Abstandes zwischen den Bandführungen in der Umgebung eines schraubenförmig um ein starres Lager herum-

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geschlungenen Bandes sich ergebende Spurverzerrung ist in den Fign. 3a und 3b dargestellt. Um aen Verlauf einer Spur auf dem band klarer darzustellen, ist das Band in Abwicklung gezeigt. Die Lage der Bandführungen für Einlauf und Auslauf relativ zum Band ist ebenfalls dargestellt.

In Fig. 3a sind die Abmessungen L und W zur Berechnung des Verhältnisses L : W gezeigt. L ist dabei die Strecke zwischen der Linlaufbandführung und der Auslaufbandführung und Vi ist die Breite des Bandes. Wie bereits erwähnt, liegen typische Verhältnisse von L : VJ bei mit rotierenden Magentköpfen arbeitenaen Aufzeichnungsgeräten gemäß dem Stand der Technik bei 20 : 1 oder gar 30 : 1. Bei einem so großen Verhältnis von L : W haben Minderungen des Abstandes zwischen den Bandführungen keinen merklichen t-influß auf die Verzerrung in dem Band, Wenn man jedoch, wie bei den Geräten, bei denen die Erfindung eingesetzt v/erden soll, mit einem Verhältnis L : W zwischen etwa 5 : 1 bis 10 : 1 arbeitet, dann hat eine Änderung des Abstandes zwischen den Lsandführungen eine ungleichförmige Spannungsverteilung auf aem Band und damit eine Verzerrung der Spur längs der Bahn des rotierenden Magnetkopfes zur Folge, wenn das Band um einen starren Dorn oder Kern herumgeschlungen ist.

In Fig. 3a bewegt sich das Magnetband von rechts nach links von einer Einlaufbandführung 58 auf einen Kern oder Dorn, wo dann schrägverlaufende Spuren aufgezeichnet oder gelesen werden und von dort zu einer Auslaufbandführung 60. Die durchgezogene Linie 62 stellt die tatsächliche Lage der Spur dar, während die gestrichelte Linie 64 die Bahn des rotierenden Magnetkopfes darstellt. Der Winkel zwischen der durchgezogenen Linie 62 und der gestrichelten Linie 64 stellt den Schräglauffehler dar. Dieser Schräglauffehler kann beispielsweise durch Veränderungen in den Abmessungen aes Bandes oder aber durch geringfügige Unterschiede in der Anordnung der Bandgeräte bedingt sein, wodurch Ctie aurch ein Bandgerät aufgezeichnete Spur nicht parallel zu der bahn des rotierenden Magnetkopfes eines anderen Bandgerätes verläuft.

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Zur Korrektur des Schräglaufwinkels würde die Einlaufbandführung 58 nach oben bewegt werden, wodurch dann der Abstand zwischen aen beiden Bandführungen G (vergleiche Fig. 1) verringert würde. Wenn jedoch ein starrer Kern oder Dorn verv/endet wird, dann bewirkt die Aufv/ärtsbewegung der Bandführung keinesfalls eine einfache Drehung der Spur 62 in der Weise, daß sie dann über der Spur 64 liegt, sondern die Spur 62 wird dadurch verzerrt. Die tatsächliche Form der Spur 62, die sich aus einer derartigen Bewegung der Einlaufbandführung ergibt, ist durch die strickpunktierte Linie 62' dargestellt. Diese verzerrte Spur 62' ist S-förmig und schneidet die Bahn 64 des rotierenden Magnetkopfs.

Der Schräglauffehler mit Spurverschiebung und Spurverzerrung bei Verwendung eines starren Kerns oder Dorns ist in Fig. 3b dargestellt. In diesem Fall liegt die Spur 66 oberhalb der durch eine gestrichelte Linie 68 angedeuteten Bahn des rotierenden Magnetkopfs. Zum Ausgleich und zur Korrektur dieses Schräglauffehlers zwischen eier Spur 66 und der Bahn 68 wird man die Einlaufbandführung 58 nach unten bewegen und damit den Abstand G zwischen den beiden Bandführungen vergrößern. Wegen des kleinen Verhältnisses von Länge zu Breite und wegen der Verwendung eines starren Kerns wird dabei die Spur 66 nicht verdreht, sondern ebenfalls verzerrt. Diese so verzerrte Spur ist durch eine strichpunktierte Spur 66' dargestellt. Diese verzerrte Spur 66' beschreibt wiederum eine S-Kurve, die die Bahn 68 des rotierenden Magnetkopfes schneidet.

Für eine deutlichere Darstellung sind die Größe des Schräglauffehlers und die Amplitude der Spurverzerrung in den Fign. 3a und 3b übertrieben dargestellt. Für hohe Spurdichten mit einer Spurbreite in der Größenordnung von 0,28 mm, bei denen die Spuren unmittelbar nebeneinander liegen und zwischen den Spuren kein Abstand vorhanden ist, können die tatsächlich beim Lesen zuvor aufgezeichneter Spuren auftretenden Schwierigkeiten durch die übertrieben dargestellten SpurverZerrungen in Fig. 3a und 3b dargestellt sein.

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- ₁₉ . 2 5 2 9 A 0 A

Damit ergibt sich aber zu beiden Seiten der Bahn des Magnetkopfes ein Grenzbereich für einen Schräglauffehler oder Steigungs/Lagefehler von + 0,09 mm. Mit der vorliegenden Erfindung wurde ein 152,4 nun breites Hagnetband um eines seiner Enden so weit gedreht, üaß das andere Ende der Spur etwa _+ 0,127 mm um die Nullposition ohne Schräglauf sich herum bewegt. Die Form der Spur für verschiedene Abstände G der Bandführungen ist in Fig. 4 gezeigt.

In dem Diagramm der Fig. 4 stellt die waagrechte Achse den Abstand längs der Spur in bezug auf die feststehende Auslaufbandführung dar. Dementsprechend verharrt das linke Ende der Spur im wesentlichen dann unbeweglich, wenn sich die Spur verdreht, weil die Einlaufbandführung nach oben oder nach unten bewegt wird« Die senkrechte Achse des in Fig, 4 gezeigten Diagramms stellt die Veränderung in lOOOstel Zoll (0,0254 mm) für einen Punkt auf der Spur dar. Die Spur ist dabei für verschiedene Stellungen der Einlaufbandführung dargestellt.

Wie leicht aus Fig. 4 zu erkennen, ergibt sich bei einer Bewegung einer Einlaufbandführung von 0,305 mm oberhalb der Kullinie des Schräglaufes bis zu 0,20 mm unterhalb dieser Linie, daß die Spur sich ohne Verzerrung verdreht. In dem Diagramm der Fig. 4 ist außerdem noch die Tatsache von Interesse, daß die Kullinie des Schräglaufs oder die Bahn des rotierenden Magnetkopfes nicht mit der Spur ausgerichtet ist, wenn sich die Einlaufbandführung in der Nullposition des Schräg lauf s befindet. Mit anderen Worten v/eist das Bandgerät, mit dem diese Spur aufgenommen wurde, einen geringen Eigen-Schräglauffehler auf. Bei diesem Bandantrieb oder Magnetbandgerät würde die um 0,05 mm in negativer Richtung nach unten verschobene Position bei der Lage der Einlaufbandführung voreingestellt sein, um damit die Spur parallel zu der Bahn des rotierenden Magnetkopfes zu bringen.

Nimmt man beispielsweise, wie bereits erläutert, an, daß die BO 973 025

50988 G/1 mn

Breite einer Spur etwa 0,38 mm und die Breite des Magnetkopfes 0,20 rnm beträgt, dann sind die Vorteile einer dynamischen Schräglauffehlerkorrektur an der Einiaufbandführung offensichtlich. Ohne eine solche dynamisch nachjustierbare Einlaufbandführung könnte sich der Lesemagnetkopf nur um etwa 0,09 mm aus der Mittenposition herausbewegen, bevor falsche Daten abgelesen v/erden. Mit einer Bandführung mit dynamischer Schräglauffehlerkorrektur kann sich der Lesemagnetkopf um 1,29 mm nach beiden Seiten der Bahn des rotierenden Magnetkopfs bewegen, und der Lesemagnetkopf müßte sich bei einer Abtastung längs der Spur mindestens 0,2 mm seitwärts bewegen, bevor falsche Daten gelesen würden, Daher beträgt wegen der dynamischen Schräglauf-Fehlerkorrektur die seitliche Schräglauf-Fehlertoleranz bei einer Spurlänge von 152,4 mm nunmehr statt 0,09 mm jetzt 0,21 mm. Mit anderen Worten kann mit einer dynamischen Schräglauffehlerkorrektur gegenüber einer Anordnung ohne dynamische Schräglauffehlerkorrektur ein 2 1/2 mal größerer Schräglauffehler zugelassen werden.

Das dynamische Verhalten der erfindungsgemäß aufgebauten Anordnung, bei der durch eine Änderung des Abstandes der Bandführungen ein Schräglauffehler korrigiert werden, ohne daß es dabei zu Spurverzerrungen kommt, ist noch nicht vollständig klar. Eine mögliche Erläuterung ist schematisch in Fig. 5 dargestellt, bei der ein Ausschnitt aus einem Band auf einem mit einem Luftlager versehenen Kern oder Dorn gezeigt ist. Der Radius des Kernes ist Rm. Das Magnetband 10 wird auf der oberen Oberfläche 70 des Kerns durch ein Luftlager getragen. Das Luftlager wird durch von außen zugeführte Druckluft P , die

innerhalb des Kernes angelegt wird, erzeugt, und die Druckluft wird durch in der Oberfläche 70 des Kerns angebrachte Bohrungen 72 nach außen gepreßt. Der Druck P„- zwischen dem Band 10 und der Oberfläche des Kerns ist gegebenen durch P„ = T/R, wobei T die Spannung des Bandes und R der Krümmungsradius des um den Kern herumgeschl

diert durch R₁.

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£ C 3 8 δ fi /1 m π

herumgeschlungenen Bandes ist. Damit ist P₁ gleich T divi

- 21 - 2529/,OA

die Spannung in dem Band 10 zu, dann würde das Band versuchen, eine neue Gleichgewichtsposition einzunehmen, die in fc'iy. 5 mit 10' bezeichnet ist. Der zwischen aem Band 10' und der Oberfläche des Kernes herrschende Druck wäre dann P„₂ und wäre dann gleich T dividiert durch R_n. Da Ί.' größer ist als T- und R_n kleiner als R., wäre dann der Druck P_111n höher als

Δ/. ι Jb /.

der Druck P₁-,-, bei dem das Band 1O weiter oberhalb der Ober-Jc ι

fläche des Kerns läuft.

Aus eier physikalischen Analyse der Gleichgewichtsposition des Bandes ergibt sich, daß bei ungleichförmiger Spannungsverteilung quer zur Breite des Bandes, welche beispielsweise durch eine Änderung des Abstandes G zwischen den Bandlaufführungen

verursacht sein könnte, aas Band dazu neigen würde, über die Breite aes Bandes durch entsprechende Veränderung des Krümmungsradius andere Gleichgewichtspositionen einzunehmen, Mit anderen VCorten, wird dabei das Band keine inneren Zugkräfte, die zu einer Streckung und Verzerrung führen könnte, aufweisen. Vielmehr wird das Band lediglich seine Flughöhe oberhalb der Oberfläche des Kerns verändern.

Geringfügige Änderungen in der Dicke des Luftlagers oberhalb des Kerns verändern die Flughöheeigenschaften in bezug auf den Magnetkopf nicht, da der Kopf selbst und die den Kopf tragende Rotoranordnung so ausgelegt sind, daß sie in das Band eindringen und ihr eigenes Luftlager zur Steuerung der Flughöhe zwischen Kopf und Band erzeugen.

In Fig. 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform für ein Schräglauffehler-Korrekturnetzwerk gezeigt. Das Schräglauffehler-Korrekturnetzwerk 26 der Fig. 1, wie es in seinen Einzelheiten in Fig. 6 dargestellt ist, überwacht den Schräglauffehler durch überwachung der von den Ausrichtdetektoren 22 und 24 gelieferten Zählwerte. Die Subtrahierschaltung 74 ermittelt die Differenz zwischen den beiden Zählwerten und erzeugt ein positives oder negatives Korrektursignal, das dem Schräglauf-

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^ 0 9 8 8 6 / 1 Π ^r\ 8

fehler entspricht. Das Vorzeichen dieses von der Subtrahierschaltung 74 kommenden Korrektursignals ist so definiert, daß eine positive Differenz bedeutet, daß die Einlaufbandführung nach oben bewegt werden sollte während eine negative Differenz bedeutet, daß die Einlaufbandführung nach unten bewegt werden sollte (siehe Fig. 4) .

Das Korrektursignal für den Schräglauffehler läuft über eine Addierstufe 76 nach einer Torschaltung 78 und wird dann in das Register 80 geladen, bis das Steuernetzwerk für die Nachstellung der Bandführung diesen Korrekturwert benutzen kann. Der Inhalt des Registers 80 wird periodisch dadurch auf den neuesten Stand gebracht, daß der Korrekturwert mit einem Positionskorrekturbefehl in das Register hinein übertragen wird, welcher die Torschaltung 78 entsperrt.

Es sind dabei zwei Addierstufen 76 und 82 vorgesehen, die der Addition voreingestellter Zählwerte dienen. Eine binäre Voreinstellung Nr. 1 kann dabei zur Kompensation eines mechanischen Eigen-Schräglauffehlers benutzt werden, der durch die mechanischen Bauteile verursacht wird, die die Bandführungen in bezug auf den mit einem rotierenden Magnetkopf versehenen Kern oder Dorn ausrichtet. Das Tor 83 wird jedesmal dann entsperrt, wenn das mit einem rotierenden Magnetkopf arbeitende Bandgerät eingeschaltet wird. Der Einschaltimpuls entsperrt das Tor 83 und läßt damit den in der binären Voreinstellung Nr. 1 befindlichen Zählwert über die Addierstufen 76 und 82 nach dem Register 80 durch.

Die binäre Voreinstellung Nr, 2 kann zum Zuführen eines Zählwertes bei einem Betrieb des Bandgeräts im kontinuierlichen Nachlauf benutzt werden. D.h. ein in der binären Voreinstellung Nr. 2 eingespeicherter Zählwert würde den Winkel des Bandes und damit den Winkel der Spur dann verändern, wenn das Bandgerät vom Stoppbetrieb auf kontinuierlichen Nachlaufbetrieb umgeschaltet wird.

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normalerweise würde das Bandgerät im Stoppbetrieb arbeiten und das band würde dabei jedesmal, wenn eine Spur durch den rotierenden Magnetkopf abgetastet wird, angehalten. Für kontinuierlichen Nachlaufbetrieb würde jedoch ein Anlaufimpuls an die Torschaltung 84 gegeben, die dann den in der binären Voreinstellung Kr. 2 eingespeicherten Zählwert durchläßt. Der voreingestellte Zählwert liefert eine zusätzliche Nachlaufkorrektur, wenn sich das Band kontinuierlich bewegt, während der rotierende Magnetkopf die auf dem Band befindlichen Spuren abtastet. Die Addierstufe 82 addiert den festen, von der binären Voreinstellung kr. 1 kommenden Zählwert und, falls vorhanden, den von der binären Voreinstellung i\ir. 2 kommenden Zählwert und leitet sie an die Addierstufe 76 weiter. Die Addierstufe 76 addiert die voreingestellten Fehlerzählwerte zu dem von der Subtrahierstufe 74 kommenden dynamischen Schräglauffehler-Korrektursignal und leitet das gesamte Fehlerkorrektursignal nach dem Tor 78. Ist das Tor 78 durch den Posxtionskorrekturbefehl (PPC) entsperrt, dann wird das Register 80 mit dem Fehlerkorektursignal geladen. Die voreingestellten Fehlerzählwerte werden nur einmal während des ersten Positionskorrekturbefehls hinzuaddiert. Anschließend läßt der Positionskorrekturbefehl nur die von der Subtrahierstufe 74 kommenden dynamischen Schräglauffehler-Korrektursignale nach dem Register 80 durch.

Das Steuernetzwerk 86 für die Kachstellung der Bandführung in Fig. 6 verwendet einen Gleichstrommotor 88 anstelle des in Fig. 1 gezeigten Kachstellmotors 28 für die Bandführung. Wenn der Posxtionskorrekturbefehl das Laden eines neuen Korrektursignals in das Register 80 steuert, dann nimmt die Addierstufe 89 die Addition des Korrektursignals zu dem die augenblickliche Position angebenden vom Aufwärts/Abwärtszähler 92 kommenden Zählwert vor. Die so ermittelte Summe ergibt die gewünschte Position für die Einlaufbandführung. Die Subtrahierstufe 90 nimmt die Differenz zwischen der von der Addierstufe kommenden neuen Position der Einlaufbandführung und der augenblicklichen

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s η 9 π ο η /1 η ι η

2529Λ04

Position der Einlaufbandführung auf, wie sie durch das von dem Aufwärts/Abwärtszähler 92 kommende Signal dargestellt ist, die auch im Register 91 abgespeichert ist. Diese Differenz wird durch einen Digital-Analogwandler 94 in ein Gleichstromsignal umgewandelt. Dieses Gleichstromsignal wird in einem Verstärker 96 verstärkt und zum Antrieb des Gleichstromsmotors für die Bewegung der Einlaufbandführung benutzt.

Ein Zweiphasen-Drehzahlraesser-Netzwerk 98 überwacht die von der Drehzahlmesserscheibe 100 kommenden Signale und stellt dabei die Bewegungsrichtung und die von der Bandführung durchlaufene Distanz fest. Wird die Banführung nach oben bewegt, dann liefert der Zweiphasendrehzahlmesser auf seiner oberen Ausgangsleitung ein Ausgangssignal, das in dem Aufwärts/Abwärtszähler eine Erhöhung des Zählerstandes bewirkt. Bewegt sich die Bandführung nach unten, dann würde der Zweiphasendrehzahlmesser 98 auf seiner Ausgangsleitung ein Ausgangssignal liefern, das den Zählerstand des Aufwärts/Abwärtszählers 92 verringert.

Wenn der vom Zähler 92 kommende Zählwert sich der neuen Position für die Bandführung nähert, nimmt die von der Subtrahierschaltung 90 abgegebene Differenz ab und der Antrieb des Gleichstrommotors wird verringert. Wenn der vom Zähler 92 kommende Zählwert den für die neue Position maßgeblichen Zählwert erreicht hat, ist das von der Subtrahierschaltung 90 kommende Ausgangssignal null. Der Gleichstrommotor wird nicht länger angetrieben und die Bandführung ist nun richtig eingestellt, so daß ein Schräglauffehler, und - falls vorhanden binäre Voreinstellungen kompensiert sind. Zu diesem Zeitpunkt liefert die Subtrahierschaltung außerdem an ihrer einen Ausgangsleitung "Vergleich auf Gleich" ein Ausgangssignal, das die Torschaltung 93 entsperrt. Über die Torschaltung 93 wird dann der vom Zähler 92 für die neue Position der Einlaufbandführung geltende Zählwert in das Register 91 eingespeichert.

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5 0 9 θ 8 G / 1 η

? B ? ^r) Λ Π L

Für oie Vorbereitung einer Schräglauf-Fehlerkorrektur durch aas Schräglauf-Fehlerkorrekturnetzwerk für eine Korrektur in einer., anderen Datenblock (eine Anzahl schräg verlaufender uatenspuren), werden axe Register 8ü und 91 auf ihren entsprechenden Rückstelleitungen auf null zurückgestellt. Die Subtrahierschaltung liefert dann wieder eine Differenzzählung für eine Verschiebung der Bandführung in die Schräglauf-Hullposition, Vienn die Bandführung sich dieser Imllposition nähert, aann würde uer Zählerstand des Aufwärts/Abvärtszählers 92 gegen null gehen.

Die an den Torschaltungen 83 und 34 anzulegenden Startimpulse würaen während des nächsten Lese/Schreibvorgangs mit dem ersten I'ositions-Korrekturbefehl (PCC) zusammenfallen. Eine mögliche i'aktgabe für diesen rositionskorrekturbefehl könnte während der Totzeit des Rotationszyklus des ,Magnetkopfes durchgeführt v/crden. Als Totzeit wird uie Zeitspanne angesehen, nach aei.i der rotierende Magnetkopf die Kante des Bandes verlassen hat und bevor eier Magnetkopf wiederum in das Band einläuft, um die nächste Spur zu lesen. Würde man diesen Positions-Korrekturbefehl auf diese Weise zeitlich steuern, dann könnte man die in einer Spur befindlichen Servodaten zur Erzeugung des Schräglauffehler-Korrekturzählwertes für die nächste Spur verwenaen.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Steuernetzwerkes o6 für die Einstellung der Bandführung unter Verwendung eines Schrittschaltmotors für die Bewegung einer Einlaufbandführung gezeigt. Die Addierstufe 102 nimmt den vom Register &Ό in Fig. 6 kommende Korrekturzählwert auf. Die Addierstufe 1Ο2 addiert die augenblickliche Position der Einlaufbandführung, wie sie durch den augenblicklichen vom Register 104 kommenden Zählwert aargestellt ist, zu diesem Korrekturzählwert. Demgemäß liefert die Addierstufe 102 als Ausgangssignal ein die neue oder erwünschte Position der Einlaufbandführung als Zählwert darstellendes Ausgangssignal. Dieser für die neue Position gel-

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2 5 2 9 A O Λ

tende Zählwert wird dann, wenn die Torschaltung 108 entsperrt ist, in das Register 106 eingespeichert. Zum Entsperren der Torschaltung 108 könnte man beispielsweise die Hinterkante des Positionskorrektursbefehls verwenden, der im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben wurde.

Der neue von der Addier stufe 102 kommende für die neue Position geltende Zählwert wird außerdem einer Substrahierstufe 110 zugeleitet, die den für die augenblickliche Position geltenden Zählwert von dem für die neue Position geltenden Zählwert abzieht. Dadurch erhält man einen für die Nachstellung geltenden Zählwert, der dann, wenn die Torschaltung 114 entsperrt ist, an aen Zähler 112 weitergeleitet wird. Die Torschaltung 114 könnte dabei auf die gleiche Weise, wie die Torschaltung 108 durch die Hinterkante des Positionskorrekturbefehls entsperrt werden. Wenn dieser der Einstellung oder Nachstellung dienende Zählwert im Zähler 112 eingestellt ist, dann tritt auf der, einen von null verschiedenen Wert darstellenden Ausgangsleitung des Zählers 12 ein Ausgangssignal auf, das die Torschaltung und den Taktgenerator 118 entsperrt. Die von dem Taktgenerator 118 kommenden Taktimpulse durchlaufen dann die Torschaltung und gelangen an den Schrittschaltmotor und treiben diesen für jeden Taktimpuls um einen Schritt an. Die gleichen Taktimpulse werden auch für eine Abwärtszählung des im Zähler 112 eingespeichert, die Nachstellung kennzeichnenden Zählwertes benutzt .

Die Laufrichtung (vorwärts oder rückwärts) des Schrittschaltmotorantriebs 120 wird aus dem positiven oder negativen Vorzeichen des von der Subtrahierstufe 110 berechneten, für die Nachstellung bestimmten Zählwertes abgeleitet. Ist dieser Zählwert positiv, dann wird der Schrittschaltmotor 122 in der Weise angetrieben, daß die Einlaufbandführung nach oben bewegt wird, wodurch sich der Abstand zwischen den beiden Bandführungen verringert. Ist das Vorzeichen des Zählwertes negativ, dann dreht der Schrittschaltmotor 122 in der anderen Richtung und

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50980 c/imn

bewegt die Einlaufbandführung nach unten, wodurch der Abstand zwischen den Bandführungen erhöht wird.

Hat der im Zähler 112 liegende Zählwert durch die angelegten Taktimpulse den Wert null erreicht, dann verschwindet das vom Zähler 112 auf der Ausgangsleitung für einen von null verschiedenen Zählwert auftretende Signal. Damit wird aber die Torschaltung 116 gesperrt und der Taktgenerator 118 abgeschaltet. Zur gleichen Zeit wird in einer monostabilen Kippschaltung 124 das Abfallen des auf der Isiull-Ausgangsleitung des Zählers 112 liegenden Signals in einen Ausgangsimpuls umgewandelt. Dieser Impuls entsperrt die Torschaltung 126 und läßt damit den für die neue Position geltenden Zählwert an das Register durch. Das Register 104 ist nunmehr mit dem für die neue Position der Einlaufbandführung gültigen Wert geladen.

Für eine Rückstellung des Schräglauffehlerkorrekturnetzwerkes nach einem Lese/Schreibvorgang für einen Datenblock und zur Vorbereitung auf den nächstfolgenden Lese/Schreibvorgang wird an das Register 80 (Fig. 6) und das Register 106, Fig. 7 ein Rückstellsignal angelegt. Ist das Register 106 auf null zurückgestellt und hält das Register 104 einen die augenblickliche Position der Einlaufbandführung anzeigenden Zählwert, dann würde die Subtrahierstufe 110 die augenblickliche Position von null abziehen. Dadurch würde man ein Einstellsignal erhalten, das die Einlaufbandführung in die Nullposition für den Schräg— lauffehler zurückführt.

Ein gegenüber dem Rückstellsignal geringfügig verzögertes Signal würde dann die Torschaltung 114 entsperren und damit diesen Rückstell/Nachstellzählwert wiederum in den Zähler 112 laden. Das Nachstell-Steuernetzwerk 86 in Fig. 7 würde dann, wie soeben beschrieben, arbeiten und den Nachstell-Steuerzählwert auf null zurückzählen und damit die Einlaufbandführung um einen diesem Zählwert entsprechenden Abstand bewegen. Dadurch würde die Einlaufbandführung in ihre Null-Fehler-

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S Π Π 8 R G / 1 η "! Π

position zurückgeführt.

Sobald das auf der einen von null verschiedenen Zählwert bezeichnenden Ausgangsleitung des Zählers 112 am Ende des Zählvorganges liegende Signal abfällt, würde die monostabile Kippschaltung 124 die Torschaltung 126 entsperren. Die Torschaltung 126 läßt dann den vom Register 106 kommenden Zählwert null nach dem Register 104 durch. Damit ist das Schräglauf-Fehler-Korrektur netzwerk wieder zurückgestellt.

Weitere Ausführungsform der Einlaufbandführung

In Fig. 8 ist das Magnetband über einen Winkel von 540 um den mit einem rotierenden Magnetkopf versehenen Kern oder Dorn herumgeschlungen. Innerhall) des zusätzlichen Umschlingungswinkels von 180 innerhalb der ersten 90 der 540 betragenden Umschlingung ist eine einstellbare Einlaufbandführung vorgesehen und in den letzten 90 der 540 betragenden Umschlingung ist eine feststehende Auslaufbandführung vorgesehen. In Fig. 8 kann nur der Einlauf des Magnetbandes auf den Dorn oder Kern gesehen werden. Der Auslauf des Bandes von dem Kern ist auf der Rückseite des Kernes verborgen.

Über die ersten 90 der Umschlingung des Kernes 128 wird das Band durch eine Einlaufbandführung geführt. Die Einlaufbandführung besteht aus einer einstellbaren starren Führung 130 und einer federnd nachgiebigen Kantenführung 132.

Nach Verlassen der einstellbaren Einlaufbandführung umschlingt das Band den Kern oder Dorn um 360° und läuft in die feststehende Auslaufbandführung ein. Die feststehende Auslaufbandführung besteht aus einer festen, starren Führungskante 134 und einer federnd nachgiebigen Führungskante 136. Nur ein Teil der Führungskanten 134 und 136 ist sichtbar, da sie auch noch um die Rückseite dös Kernes oder Doms 128 herumreichen. Die Führungskanten 134 und 136 erstrecken sich über etwa 90° der Umschlingung. Am Ende dieser Umschlingung würde das Band 10 den Kern

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- 29 128 verlassen.

Die ununterbrochenen, federnd nachgiebigen Führungskanten 132 und 136 könnten etwa so aufgebaut sein, wie dies in der US-Patentanmeldung Nr. 335 609 vom 26. Februar 1973 der Anmelderin beschrieben ist. Insbesondere könnte dabei die pneumatisch arbeitende, lange kontinuierliche und federnd nachgiebige Bandführung für den Aufbau der Führungskanten 132 und 136 benutzt werden. Diese Führungskanten 132 und 136 erzeugen dabei die gleiche auf die Seitenkante des Bandes einwirkende Kraft, die unabhängig von der Auslenkung der Führungskanten ist.

Die Einlaufbandführung kann mit Hilfe eines Motors 138 eingestellt werden, der eine Nockenscheibe 140 antreibt. Wenn sich die Nockenscheibe 140 dreht, so greift sie an einem am Ende der Führungskante 130 angebrachten Flansch 142 an. Die Führungskante 130 weist Schlitze 144 auf, die in Ebenen senkrecht zur Achse des Kernes 128 liegen. In diesen Schlitzen 144 gleiten Zapfen 146, die fest mit dem Dorn verbunden sind. Bei einer Drehung der Nockenscheibe 140 bewegt sich damit die Führungskante 130 rund um den Kern oder Dorn 128 und gleichzeitig bewegt sich der die Bandkante führende Teil der Kantenführung 130 in einer Richtung parallel zur Achse des Kernes oder Domes 128. Die Führungskante 130 bewegt sich in einer Nut 148 des Kernes oder Dorns 128, wenn sie durch die Nockenscheibe 140 in dieser Richtung bewegt wird. Die Nut 148 ist breit genug angelegt, so daß die Führungskante 130 sich in dieser Nut parallel zur Achse des Kernes oder Domes bewegen kann. Eine in der Nut 148 angebrachte Feder 150 drückt den Flansch 142 der Führungskante 130 an die Nockenscheibe 140 an. Die Bewegung der Führungskante 130 entspricht der Bewegung der Einlaufbandführung 12 in Fig. 1 nach oben oder nach unten.

Andere mögliche Ausführungsformen für eine einstellbare Bandführung zur Korrektur des Schräglaufwinkels könnten auch darin bestehen, daß man zur Änderung des Schräglaufwinkeis die Ein-

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50388 {W1D3R

laufbandführung und die Auslaufbandführung gleichzeitig bewegt. In einem solchen System würde man dabei wahrscheinlich die Einlaufbandführung und die Auslaufbandführung differentiell bewegen. Eine differentielle Bewegung würde dabei heißen, daß man zur Einstellung die Einlaufbandführung und die Auslaufbandführung für eine Schräglauffehlerkorrektur gleichzeitig, jedoch in entgegengesetzten Richtungen bewegt.

Eine weitere mögliche Ausführungsform für eine seitliche Verschiebung der Einlauf- und Auslaufbandführungen könnte darin bestehen, daß man eine Bandführung für die Korrektur eines positiven Schräglauffehlers und die andere Bandführung für die Korrektur eines negativen Schräglauffehlers benutzt. Bei einer derartigen Äusführungsform müßten die für die Bewegung der Bandführungen erforderlichen logischen Schaltkreise die Position beider Bandführungen überwachen. Wenn beispielsweise eine Bandführung in sich einer positiven Position befindet und der Schräglauffehler eine negative Korrektur erfordert, dann würde man die negative Korrektur durch eine negative Bewegung der positiv eingestellten Bandführung so lange durchführen, bis diese Bandführung ihre neutrale oder Nullposition erreicht hat. Wenn durch diese negative Bewegung der positiv eingestellten Bandführung der Schräglauffehler nicht voll kompensierbar ist, dann müßte diese Kompensation durch eine negative Bewegung der zur Bewältigung oder Korrektur eines negativen Schräglauffehlers ausgelegten Bandführung eingeleitet werden.

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Claims

PATENTANSPRUCH E

. 1J Anordnung zur dynamischen Korrektur bei fehlenden Parallelverlauf zwischen schräg über ein Magnetband laufenden Aufzeichnungsspuren und der Bahn eines rotierenden Magnetkopfes in einem Magnetbandgerät, wobei das Verhältnis der ungeführten Länge zur Breite des Magnetbandes kleiner ist als 10:1, mit eingangsseitig und ausgangsseitig vorgesehenen Bandführungen, wobei der Abstand zwischen den Bezugskanten der Bandführungen den Winkel der Spuren auf dem Band bestimmt,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Abfühleinrichtung zur Feststellung eines fehlenden Parallelverlaufs zwischen der Bahn des Magnetkopfes und den Spuren auf dem Magnetband über Detektornetzwerke (22, 24) ein Schräglauffehler-Korrektursignal liefert, das der Steuerung einer Nachstellvorrichtung (28, 120, 122) dient, durch die der Winkel zwischen der Bahn des Magnetkopfes und den Aufzeichnungsspuren auf null zurückführbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine feststehende Bandführung (16) zur Führung des Magnetbandes auf einer Seite des von der Bahn des Magnetkopfes (18) überfahrenen Bereichs angeordnete ist und eine in bezug auf diese Bahn festliegende Bezugskante bildet und daß für das andere Ende des von der Bahn des Magnetkopfs überfahrenen Bereichs eine einstellbare Bandführung (12) vorgesehen ist, die als Bezugskante für eine seitliche Einstellung oder Justierung relativ zu der feststehenden Bezugskante der feststehenden Bandführung bewegb ar ist.

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R 0 9 A B G / 1 Π

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252940A
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer festen Bezugskante versehene Bandführung

(16) die Auslaufbandführung ist, während die verschiebbare, eine Bezugskante aufweisende Bandführung die Einlauf band führung (12) ist, wobei beide Bandführungen an der Seite der Bezugskanten eine starre Führungskante und auf der anderen Seite eine in axialer Richtung der Bandführung durchgehende federnd nachgiebige Führungskante aufweisen, die das Magnetband gegen die Bezugskanten andrückt .
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Schräglauf-Korrektursignals eine Subtrahierstufe (74) vorgesehen ist, die aus einer fehlenden Ausrichtung zwischen Magentkopfbahn und Aufzeichnungsspur an der einen bzw. der anderen Kante des Magnetbandes abgeleitete Signale voneinander subtrahiert, wobei dieses Differenzsignal den tatsächlichen fehlenden Parallelverlauf zwischen Kopf- und Aufzeichnungsspur entspricht.
5. Anordnung nach Anspurch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein voreingestellter Wert zur Berücksichtigung von gerätspezifischen Schräglauf fehlem und/oder verschiedener Betriebsarten über weitere Addierstufen (82, 76) zu dem Schräglauffehler-Korrektursignal hinzuaddierbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1 mit einer Detektorschaltung zur Feststellung der Ausrichtung zwischen Magnetkopfbahn und Aufzeichnungsspur mit einer Einrichtung zum Ermitteln eines Steigungsfehlers und einer Einrichtung zum Ermitteln eines Schräglauffehlers zwischen Magnetkopfbahn und Aufzeichnungsspur, und Ermitteln zum Bewegen des Bandes in Abhängigkeit von dem Steigungsfehler zum Zentrieren der Magnetkopfbahn mit der Aufzeichnungsspur, dadurch gekennzeichnet, daß zur dynamischen Regelung des Winkels der Aufzeichnungsspur in bezug auf die Bahn des Magnet-

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^ η 9 8 B R /1 η ι π

kopfes in Abhängigkeit von einem Schräglauffehler, das Magnetband zu beiden Seiten des rotierenden Magnetkopfes über einen mit einem Luftlager versehenen Kern (14) geführt ist, daß zu beiden Seiten anschließend an den von dem rotierenden Magnetkopf überstrichenen Bereich Bandführungen (12, 16) vorgesehen sind, und daß der Abstand der beiden Bandführungen voneinander in Abhängigkeit von dem Schräglauffehlersignal zur Veränderung des Bandwinkels und zur Ausrichtung der Datenspur mit der Bahn des Magnetkopfes veränderbar ist und daß der Kern (14) eine Luftlagerung aufweist, die bei einer Veränderung des seitlichen Abstandes der Bezugskanten der Einlauf- und Auslauf-Bandführung dem Spannungsausgleich des Magnetbandes ohne SpurverZerrungen dient.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauf- und Auslaufbandführungen jeweils eine lange ununterbrochene starre Bezugführungskante und je eine lange in axialer Richtung der Bandführung federnd nachgiebige Führungskante aufweisen und daß diese Bandführungen die Wirkung des mit einem Luftlager versehenen Kerns bei der gleichmäßigen Verteilung der bei Änderung des Abstandes zwischen den Bezugskanten in dem Band erzeugten Spannungen unterstützen.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandführungen unmittelbar anschließend an den Kern

(14) dort angeordnet sind, wo das Band auf den Kern aufläuft oder von diesem abläuft.
9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandführungen vor und nach dem von dem rotierenden Magnetkopf (18) überfahrenen Bereich auf dem Kern (128) angeordnet sind.

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10. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufbandführung am auslaufseitigen Ende des vom Magnetkopf überfahrenen Bereichs des Bandes starr befestigt ist und daß die Einlaufbandführung am einlaufseitigen Ende dieses Bereichs verschiebbar angebracht ist«
11. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Abstandes zwischen der Einlaufbandführung und der Auslaufbandführung eine Antriebsvorrichtung (28; 88; 120, 122) sowie Schaltmittel zum Berechnen des aus dem Schräglauffehler für eine für die Korrektur dieses Fehlers erforderliche Richtung und Distanz der Bewegung der beweglichen Bandführung vorgesehen sind.

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R 0 9 fl β G / 1 m R

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