導帶輥和磁帶頭系統的製作方法
2023-12-11 16:54:52 2
專利名稱：導帶輥和磁帶頭系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於控制帶沿著帶路徑的縱向移動或傳送的導帶輥。
背景技術：
通常，需要導帶輥來控制帶沿著偏離直線的帶路徑的縱向移動。一個例子是磁帶的帶路徑，磁帶在帶捲軸之間延伸並跨在一個配置為對磁帶進行讀和/或寫磁信號的磁帶頭上。
帶捲軸的配置通常使得帶捲軸處於同一平面內，但是同時與跨磁帶頭的帶路徑形成角度。此外，隨著帶被從一個捲軸送出並被送入另一個捲軸，帶的角度經常會發生改變。因此，帶繞著導帶輥纏繞以實現帶的縱向移動，其中帶的縱向由朝向帶捲軸或離開帶捲軸的方向變為跨磁帶頭的帶路徑。
通常，這些導帶輥具有在其上纏繞帶的光滑圓筒表面，並且可以具有凸緣以保持帶橫向對齊。這些導帶輥可以具有滾球軸承或滾柱軸承以支持導帶輥「筒」並減小摩擦和實現旋轉，但是由於軸承的粘滯阻力(viscous drag)，這些導帶輥還具有阻止其繞它的軸線旋轉的固有阻力。圓筒表面與帶之間可能會形成空氣薄膜，並且由於阻止導帶輥旋轉的阻力，導帶輥與帶之間可能會產生不同的速度。結果是在不同的速度下，帶的邊緣將接觸到導帶輥的凸緣。不同的速度還會造成帶的邊緣像研磨刀片一樣劃傷凸緣的情況。凸緣劃傷可能會導致對帶的橫向位置的瞬時擾動，並且可能阻止磁軌跟蹤伺服(track followingservo)正確地跟蹤磁帶的磁軌，因此降低了性能。不同的速度還可能使得過多地產生帶碎屑。
發明內容
本發明提供了一種導帶輥，以及使用一個或多個導帶輥的帶傳送系統、磁帶頭系統和磁帶驅動系統。
在本發明的一個實施例中，導帶輥包括一個圓筒，該圓筒具有垂直於帶縱向的中心軸線，並具有平行於中心軸線的圓筒外表面；該圓筒外表面包括在圍繞該圓筒外表面的圓周方向上與非光滑圓筒表面區域交替的光滑圓筒表面區域。
在又一個實施例中，每個光滑圓筒表面區域在圓周方向上延伸的距離大於帶在圓周方向上的纏繞的距離。
在另一個實施例中，每個非光滑圓筒表面區域在圓周方向上延伸的距離小於帶在圓周方向上的纏繞的距離。
在又一個實施例中，非光滑圓筒表面區域的高出點的徑向距離基本上與光滑圓筒表面區域的徑向距離相同。
在又一個實施例中，非光滑圓筒表面區域包括有紋理的表面。
在另一個實施例中，非光滑圓筒表面區域包括有凹槽的表面。
在又一個實施例中，光滑邊緣完全包圍非光滑圓筒表面區域。
在一條帶路徑具有多個導帶輥的帶傳送系統、磁帶頭系統或磁帶驅動系統的實施例中，至少兩個外側的導帶輥具有分區的非光滑表面。
為了更全面地理解本發明，應當參考以下結合附圖的具體描述。
圖1是實現本發明的帶驅動器的部分立體解剖視圖；圖2是實現本發明的另一帶驅動器的圖示；圖3A和圖3B是示出可以在圖1和圖2中的帶驅動器中使用的、根據本發明的導帶輥的一個實施例的等比例視圖；圖4A和圖4B是示出可以在圖1和圖2中的帶驅動器中使用的、根據本發明的導帶輥的另一實施例的等比例視圖；圖5是在一個旋轉位置上的根據本發明的導帶輥連同帶的截面視圖；
圖6是在另一個旋轉位置上的根據本發明的導帶輥連同帶的截面視圖；以及圖7是圖1中的帶驅動器的圖示。
具體實施例方式
在以下結合附圖的描述中的優選實施例中對本發明進行了描述，附圖中相同的標號代表相同或相似的單元。儘管根據用於實現本發明目的最佳模式對本發明進行了描述，但是本領域的普通技術人員應當意識到，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下可以根據這些啟示實現多種變更。
參考圖1和圖6，其中示出了實現本發明的帶驅動器，諸如磁帶驅動器。磁帶11沿著帶路徑在帶的縱向上從帶盒13中的供帶捲軸12傳送到收帶捲軸14，捲軸包括由驅動發動機(drive motor)16開動的帶驅動系統的驅動捲軸。磁帶11在縱向上跨磁帶頭15而移動。磁帶頭可以由磁軌跟蹤伺服系統的制動器17來支持和橫向移動。例如磁帶頭之類的磁帶頭15可以包括用於對磁帶11讀和寫數據的多個讀寫單元，並且可以具有用於感應記錄在磁帶上的伺服磁軌或伺服帶(servo band)18的伺服傳感器。伺服傳感器可以感應磁帶的橫向位置並開動伺服系統的制動器以便對伺服磁軌或伺服帶進行磁軌跟蹤。伺服傳感器還可以根據伺服磁軌或伺服帶來檢測帶的縱向位置。帶驅動器10附加地包括控制器20，其提供開動帶驅動器的電子模塊和處理器，以及開動驅動發動機16的發動機驅動器21。
導帶輥30、31、60和61包括帶傳送系統，以控制帶沿著不同於直線的帶路徑的縱向移動。
帶捲軸12和14的配置通常使得帶捲軸處於同一平面內，但是同時與跨磁帶頭的帶路徑形成角度。此外，由於帶從一個捲軸上鬆開並纏繞到另一個捲軸上，隨著帶被從一個捲軸送出以及隨著帶被送入另一個捲軸，帶的角度經常會發生改變。因此，帶繞著外側的導帶輥30和31纏繞以實現帶的縱向移動，其中帶的縱向由該方向或由朝向帶捲軸或離開帶捲軸的方向變為跨磁帶頭的帶路徑。裡面的導帶輥60和61具有不變的纏繞角度，並且位於更靠近磁帶頭15的位置，並且通常使磁帶11與磁帶頭橫向對齊。
圖2中示出了一種替代類型的帶驅動器33，其同樣實現了本發明。磁帶22沿著帶路徑在帶的縱向上從帶盒24中的供帶捲軸23傳送到收帶捲軸34，捲軸包括由驅動發動機開動的帶驅動系統的驅動捲軸。磁帶22在縱向上跨磁帶頭組件37的磁帶頭35而移動。例如磁帶頭之類的磁帶頭35可以包括用於對磁帶讀和寫數據的一個或多個讀寫單元。帶驅動器33附加地包括控制器，其提供用於開動帶驅動器的電子模塊和處理器。
導帶輥40和41控制帶沿著不同於直線的帶路徑的縱向移動。
帶捲軸23和34的配置同樣是典型的，並且使得帶捲軸處於同一平面內，但是同時與跨磁帶頭的帶路徑形成角度。此外，隨著帶被從一個捲軸送出以及隨著帶被送入另一個捲軸，帶的角度經常會發生變化。因此，帶繞著導帶輥40和41纏繞，以實現帶的縱向移動，其中帶的縱向由朝向帶捲軸或離開帶捲軸的方向變為跨磁帶頭的帶路徑。
可以實現本發明的帶驅動器的例子有IBM(國際商業機器)公司的3580Ultrium帶驅動器。
圖3A和圖3B以及圖4A和圖4B示出了根據本發明的導帶輥的實施例，該導帶輥包括圓筒，該圓筒具有圓筒外表面，該圓筒外表面包括在圍繞該圓筒外表面的圓周方向上與非光滑圓筒表面區域交替的光滑圓筒表面區域。如本領域普通技術人員所知道的，導帶輥配置為例如圍繞具有滾柱軸承或滾球軸承的中心支柱而旋轉。
在圖3A和圖3B中，導帶輥50包括圓筒51，該圓筒51具有垂直於帶的縱向的中心軸線52，並具有平行於中心軸線的圓筒外表面，該圓筒外表面包括在圍繞圓筒外表面的圓周方向上與非光滑圓筒表面區域55交替的光滑圓筒表面區域53。在圖3A和圖3B的例子中，非光滑圓筒表面區域包括有紋理的表面。有紋理的表面可以包括毛面和「霧珠」(bead blasted)表面。
在圖4A和圖4B中，導帶輥62包括圓筒64，該圓筒64具有垂直於帶的縱向的中心軸線68，並具有平行於中心軸線的圓筒外表面，該圓筒外表面包括在圍繞圓筒外表面的圓周方向上與非光滑圓筒表面區域65交替的光滑圓筒表面區域63。在圖4A和圖4B的例子中，非光滑圓筒表面區域包括有凹槽的表面。
有凹槽的表面可以包括有紋理的表面範圍。
根據本發明，非光滑圓筒表面區域通過實現局部放氣而更強力地夾緊帶。增強的夾緊產生一種輥運動，該輥運動更有可能用於充分夾緊帶，以使帶以與帶運動同步且因輥旋轉動力而得以維持的旋轉速度來旋轉輥筒51、64。結果是幾乎沒有輥表面相對於帶的運動，並且減小了在導帶輥凸緣57、67上產生磨傷的摩擦力，並且減小了帶邊緣的磨損以及因此產生的碎屑。隨著導帶輥的旋轉，帶將接觸局部非光滑表面區域，其作用是破壞在外表面的光滑部分中有可能產生的空氣薄膜，並產生帶對導帶輥的較高牽引力。
非光滑表面區域被光滑區域隔開。如果帶相對於導帶輥凸緣57、67橫向移動，則光滑區域使得帶可以橫向移動較小的距離，以修正帶的橫向位移。在沒有光滑區域的情況下，如果帶被推動到導帶輥凸緣內，帶就會被損壞，例如變得起皺。因此，結合了導帶輥50或62的帶傳送系統將保護帶不會被損壞。
在圖3A和圖3B以及圖4A和圖4B的實施例中，光滑邊緣56和66完全地包圍非光滑圓筒表面區域，並支持帶的邊緣。
參考圖5，在本發明的一個實施例中，每個光滑圓筒表面區域73在圓周方向上延伸的距離大於在圓周方向上因纏繞角度74而形成的帶71的纏繞的距離。以這種方式，非光滑圓筒表面區域75偶爾與帶貼近，減小了帶滑動的可能性。如以上針對帶驅動器所描述的那樣，供帶捲軸和收帶捲軸的配置通常使得由於帶從一個捲軸上鬆開並纏繞到另一個捲軸上，隨著帶被從一個捲軸送出並隨著帶被送入另一個捲軸，帶的角度會經常發生變化。因此，纏繞距離可能會相應地變化，例如，從帶71的最小纏繞角度74到帶72的最大纏繞角度78，並且光滑圓筒表面區域73大於最大纏繞角度78。
參考圖6，在本發明的一個實施例中，每個非光滑圓筒表面區域85在圓周方向上延伸的距離小於在圓周方向上因纏繞角度84而形成的帶81的纏繞的距離。以這種方式，光滑圓筒表面之一83經常與帶貼近，以使得帶更容易地在任一運動方向上從導帶輥上釋放。如以上針對帶驅動器所描述的那樣，供帶捲軸和收帶捲軸的配置通常使得由於帶從一個捲軸上鬆開並纏繞到另一個捲軸上，隨著帶被從一個捲軸送出並隨著帶被送入另一個捲軸，帶的角度會經常發生變化。因此，纏繞距離可能會相應地變化，例如，從帶81的最小纏繞角度84到帶82的最大纏繞角度88，並且非光滑圓筒表面區域75小於最小纏繞角度84。
參考圖5和圖6，在一個實施例中，非光滑圓筒表面區域75、85的高出點的徑向距離基本上與光滑圓筒表面區域的徑向距離相同。以這種方式，由於減小了滑動，導帶輥的旋轉速度基本上保持為始終與帶速度一致，並且作為輥旋轉動力的結果，導帶輥的旋轉速度沒有實質的加速或減速特性。
在又一個實施例中，圍繞圓筒外表面的非光滑圓筒表面區域的分布和尺寸可以基於對帶張力、帶速度、帶纏繞量以及導輥旋轉阻力特性的考慮而不同。
本領域普通技術人員將理解，可以對帶導向器(tape guide)、傳送系統、磁帶頭系統以及帶驅動器的布局作出多種改變。此外，本領域普通技術人員將理解，可以使用與在此說明的這些組件配置不同的特定組件配置。
儘管已經詳細地說明了本發明的優選實施例，但是應當明白，在不偏離所附權利要求所闡釋的本發明的範圍的情況下，本領域普通技術人員可以對這些實施例進行多種修改和調整。
權利要求
1.一種導帶輥，包括圓筒，其具有圓筒外表面；所述圓筒外表面包括在圍繞所述圓筒外表面的圓周方向上與非光滑圓筒表面區域交替的光滑圓筒表面區域。
2.根據權利要求1所述的導帶輥，其中所述非光滑圓筒表面區域的高出點的徑向距離基本上與光滑圓筒表面區域的徑向距離相同。
3.根據權利要求2所述的導帶輥，其中所述非光滑圓筒表面區域包括有紋理的表面。
4.根據權利要求2所述的導帶輥，其中所述非光滑圓筒表面區域包括有凹槽的表面。
5.根據權利要求2所述的導帶輥，其中光滑邊緣完全包圍所述非光滑圓筒表面區域。
6.一種用於帶傳送系統的導帶輥，所述帶傳送系統配置為在帶的縱向上以及在圍繞所述導帶輥的圓周方向上實現所述帶的傳送，所述導帶輥包括圓筒，其具有垂直於所述帶的所述縱向的中心軸線，並且具有平行於所述中心軸線的圓筒外表面；所述圓筒外表面包括在圍繞所述圓筒外表面的所述圓周方向上與非光滑圓筒表面區域交替的光滑圓筒表面區域。
7.根據權利要求6所述的導帶輥，其中每個所述光滑圓筒表面區域在所述圓周方向上延伸的距離大於所述帶在所述圓周方向上的纏繞的距離。
8.根據權利要求7所述的導帶輥，其中每個所述非光滑圓筒表面區域在所述圓周方向上延伸的距離小於所述帶在所述圓周方向上的纏繞的距離。
9.根據權利要求7所述的導帶輥，其中所述非光滑圓筒表面區域的高出點的徑向距離基本上與光滑圓筒表面區域的徑向距離相同。
10.根據權利要求7所述的導帶輥，其中所述非光滑圓筒表面區域包括有紋理的表面。
11.根據權利要求7所述的導帶輥，其中所述非光滑圓筒表面區域包括有凹槽的表面。
12.根據權利要求7所述的導帶輥，其中光滑邊緣完全包圍所述非光滑圓筒表面區域。
13.一種帶傳送系統，用於在帶的縱向上控制所述帶的移動，包括多個導帶輥，其位於所述帶的所述縱向上，至少兩個外側的所述導帶輥配置為在所述帶的縱向上以及在圍繞所述導帶輥的圓周方向上實現所述帶的傳送，所述至少兩個外側的導帶輥各自包括圓筒，其具有垂直於所述帶的所述縱向的中心軸線，並且具有平行於所述中心軸線的圓筒外表面；所述圓筒外表面包括在圍繞所述圓筒外表面在所述圓周方向上與非光滑圓筒表面區域交替的光滑圓筒表面區域。
14.根據權利要求13所述的帶傳送系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的每個所述光滑圓筒表面區域在所述圓周方向上延伸的距離大於所述帶在所述圓周方向上的纏繞的距離。
15.根據權利要求14所述的帶傳送系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的每個所述非光滑圓筒表面區域在所述圓周方向上延伸的距離小於所述帶在所述圓周方向上的纏繞的距離。
16.根據權利要求14所述的帶傳送系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域的高出點的徑向距離基本上與光滑圓筒表面區域的徑向距離相同。
17.根據權利要求14所述的帶傳送系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域包括有紋理的表面。
18.根據權利要求14所述的帶傳送系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域包括有凹槽的表面。
19.根據權利要求14所述的帶傳送系統，其中所述光滑邊緣完全包圍所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域。
20.一種磁帶頭系統，配置為對磁帶讀和/或寫磁信號，所述磁帶頭系統包括磁帶頭，配置為對跨所述磁帶頭傳送的磁帶進行讀和/或寫磁信號；以及多個導帶輥，其位於所述帶的縱向上，至少兩個外側的所述導帶輥在所述帶的所述縱向上位於所述磁帶頭的任一側，所述至少兩個外側的導帶輥配置為在所述帶的所述縱向上以及在圍繞所述導帶輥的圓周方向上跨所述磁帶頭傳送所述磁帶，所述至少兩個外側的導帶輥各自包括圓筒，其具有垂直於所述帶的所述縱向的中心軸線，並且具有平行於所述中心軸線的圓筒外表面；所述圓筒外表面包括在圍繞所述圓筒外表面的所述圓周方向上與非光滑圓筒表面區域交替的光滑圓筒表面區域。
21.根據權利要求20所述的磁帶頭系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的每個所述光滑圓筒表面區域在所述圓周方向上延伸的距離大於所述帶在所述圓周方向上的纏繞的距離。
22.根據權利要求21所述的磁帶頭系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的每個所述非光滑圓筒表面區域在所述圓周方向上延伸的距離小於所述帶在所述圓周方向上的纏繞的距離。
23.根據權利要求21所述的磁帶頭系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域的高出點的徑向距離基本上與光滑圓筒表面區域的徑向距離相同。
24.根據權利要求21所述的磁帶頭系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域包括有紋理的表面。
25.根據權利要求21所述的磁帶頭系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域包括有凹槽的表面。
26.根據權利要求21所述的磁帶頭系統，其中所述光滑邊緣完全包圍所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域。
27.一種磁帶驅動系統，用於沿著跨磁帶頭的帶路徑在縱向上傳送磁帶，所述磁帶驅動系統包括帶驅動系統，配置為旋轉帶捲軸以沿著所述帶路徑在縱向上傳送磁帶；以及多個導帶輥，其沿著所述帶路徑位於所述帶的縱向上，至少兩個外側的所述導帶輥在所述帶的所述縱向上位於所述磁帶頭的任一側，所述至少兩個外側的導帶輥配置為在所述帶的所述縱向上以及在圍繞所述導帶輥的圓周方向上跨所述磁帶頭傳送所述磁帶，所述至少兩個外側的導帶輥各自包括圓筒，其具有垂直於所述帶的所述縱向的中心軸線，並且具有平行於所述中心軸線的圓筒外表面；所述圓筒外表面包括在圍繞所述圓筒外表面的所述圓周方向上與非光滑圓筒表面區域交替的光滑圓筒表面區域。
28.根據權利要求27所述的磁帶驅動系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的每個所述光滑圓筒表面區域在所述圓周方向上延伸的距離大於所述帶在所述圓周方向上的纏繞的距離。
29.根據權利要求28所述的磁帶驅動系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的每個所述非光滑圓筒表面區域在所述圓周方向上延伸的距離小於所述帶在所述圓周方向上的纏繞的距離。
30.根據權利要求28所述的磁帶驅動系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域的高出點的徑向距離基本上與光滑圓筒表面區域的徑向距離相同。
31.根據權利要求28所述的磁帶驅動系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域包括有紋理的表面。
32.根據權利要求28所述的磁帶驅動系統，其中所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域包括有凹槽的表面。
33.根據權利要求28所述的磁帶驅動系統，其中所述光滑邊緣完全包圍所述至少兩個外側的導帶輥的所述非光滑圓筒表面區域。
全文摘要
一種導帶輥，包括一個圓筒，該圓筒具有平行於中心軸線的圓筒外表面；該圓筒外表面包括在圍繞圓筒外表面的圓周方向上與非光滑圓筒表面區域交替的光滑圓筒表面區域。非光滑圓筒表面區域可以包括有紋理的表面，以及/或者可以包括有凹槽的表面。
文檔編號G11B15/28GK1929006SQ20061011508
公開日2007年3月14日 申請日期2006年8月23日 優先權日2005年9月8日
發明者阿曼多·傑瑟斯·阿格梅多, 凱文·布魯斯·賈德 申請人:國際商業機器公司