Brevet FR2341174A1 — publié le 19770909

La présente invention concerne un dispositif de support d'une tête ou d'un ensemble de têtes d'impression et/ou de lecture magnétique, pour un appareil dont le support d'enregistrement, se présentant notamment sous la forme d'un disque, d'une bande ou d'un tambour, est susceptible de subir un mouvement relatif par rapport à ladite tête, ce dispositif comportant un patin portant la tête, soumis en permanence à l'action d'une force dirigée vers le support d'enregistrement et susceptible de l'appliquer sur celui-ci en l'absence dudit mouvement relatif, ledit patin ayant une surface de sustentation en regard du support d'enregistrement, d'une forme propre à le faire décoller de celui-ci sous l'effet des forces hydrodynamiques engendrées entre le patin et le support d'enregistrement par suite de leur mouvement relatif, et à lui permettre d'atteindre, pour une vitesse nominale dudit mouvement relatif, une position stable pour laquelle ladite tête vient se situer à une distance prédéterminée de la surface en regard dudit support d'enregistrement, à l'encontre de ladite force exercée sur le patin. Lorsque le support d'enregistrement est constitué d'un disque rotatif, on conçoit que la pellicule d'air qu'il en trarné, et qui coopère avec la surface de sustentation du patin, puisse suffire, à une certaine vitesse de rotation, à faire décoller le patin du disque, à l'encontre de la force exercée en permanence sur le patin et tendant à le solliciter vers le disque.Une position stable du patin est acquise pour la vitesse de rotation nominale du disque, et le patin, soutenu ainsi constamment par un coussin d'air, "flotte" et assure à la tête d'impression et/ou de lecture une position prédéterminée par rapport à la surface en regard du disque, à un très faible écartement de ce dernier, Lorsque le disque ralentit, les forces hydrodynamiques ne contrebalancent plus la force exercée par ailleurs en permanence sur le patin, et celui-ci se pose en glissant sur le disque, la tête frottant alors sur ce dernier jusqu'à ce qu'il s'arrête. La force d'application est faible, mais, après de multiples phases de glissement avec contact, qui se produisent à chaque arrêt ou départ du disque, il s'avère que la tête, que ce soit une tête magnétique en ferrite ou une tête dite intégrée, qui est très fragile, subit un dommage important par suite de l'usure, et doit être changée. Le but de la présente invention est d'cuiter cet inconvénient, et de raire en sorte que la tête ne puisse frotter sur le disque, ou, d'une façon générale, sur le support d'enregistrement, pendant les phases de démarrage i d'arrêt, tout en ayant la position voulue, très proche du support d'enregistrement, lorsque la vitesse nominale est atteinte. Pour ce faire, un dispositif conforme à l'inventffion, du type mentionné au début, t caractérisé en ce que ledit patin est monté pivotant sur un axe essentiellement perpendiculaire à la direction de son mouvement relatif par rapport au support a'enre- gistrement, et en ce que la forme de la face du patin en regard dudit support est telle que, lorsque le patin est appliqué sur le support en l'absence de mouvement relatif, la surface active de ladite tête d'impression et/ou de lecture qui est la plus proche de la surface en regard du support d'enregistrement est en retrait par rapport à au moins un point d'appui de ladite face du patin, situé entre ladite tête et la ligne d'action de ladite force, et grâce auquel le patin peut pivoter suivant une ligne de pivotement essentiellement parallèle à l'axe susnommé lorsqu'vil se pose sur le support d'enregistrement ou en décolle. Par "surface active" de la tête, on entend désigner plus précisément la zone d'entrefer comprenant la ligne d'entrefer et les zones situées à proximité et de part et d'autre de cette ligne. Ainsi, pendant les phase de démarrage et d'arrêt,la tête ne peut frotter sur le support d'enregistrement, puisqu'alors elle est en retrait par rapport audit point d'appui de ladite face du patin,par lequel celui-ci prend contact avec ledit support, ou en décolle. Les supports d'enregistrement et patins réalisés à l'heure actuelle, à l'exception de la surface de la tette, ont une très grande résistance à l'usure, de sorte que, grâce à l'invention, on peut obtenir une durée de vie considérablement accrue du dispositif. Cette disposition de l'invention, selon laquelle la surface de la tête est en retrait par rapport à un point d'appui de ladite face du patin lorsque celui-ci repose sur le support d'enregistrement, permet toutefois à la tête de se rapprocher de la surface en regard dudit support jusqu'à la distance voulue lorsque la vitesse nominale du mouvement relatif est atteinte, puisque le patin, conformément à une autre disposition, peut pivoter sur un axe essentiellement perpendiculaire à la direction de ce mouvement relatif. De préférence, ladite face du patin comporte au moins deux points d'appui définissant ladite ligne de pivotement. De préférence encore, ladite face du patin comporte, de part et d'autre de ladite ligne de pivotement, une surface d'appui sur le support d'enregistrement, et une surface d'affleurement de ladite toute, située en retrait par rapport à ladite surface d'appui lorsque le patin repose sur le support d'enregistrement. Il va de-soi que là présence d'une surface d'appui et non seulement d'un ou de deux points d'appui, permet de diminuer la pression qu'exerce le patin sur le support d'enregiesttrement à ltarrêt et donc de diminuer encore l'usure du patinidudit support lors des phases d'arrêt et de démarrage. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, lesdites surfaces d'appui et d'affleurement sont constituées de surfaces essentiellement planes se raccordant par une autre constituant ladite ligne de pivotement. Selon une variante, lesdites surfaces d'appui et d'affeu rement sont essentiellement cylindriques et sont constituées d'une ou de plusieurs surfaces cylindriques. On peut choisir l'un ou l'autre de ces modes d'exécution, notamment en fonction des commodités d'usinage du patin. Cette disposition présente l'avantage supplémentaire d'éviter que le patin colle sur le support d'enregistrement, par suite des forces électrostatiques ou de la force due à la pression de l'atmosphère lorsque l'air entre le patin et le support d'enregistrement s'est échappé. De toute façon, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le dispositif peut encore astre caractérisé en ce que ladite face du patin en regard du support d'enregistrement présente, du bord d'attaque au bord de fuite du patin, à savoir de l'avant vers l'arrière du patin eu égard à son sens de déplacement relatif par rapport au support d'enregistrement, une première surface- de décollage -déterminant avec ledit support, lorsque le patin est en appui sur celui-ci, un coin d'air à section croissant vers l'avant et permettant au patin de décoller dudit support lorsque celui-ci se déplace par rapport au patin, sous l'effet des forces hydrodynamiques alors engendrées entre le support d'enregistrement et le patin, une deuxième surface- d t appui -par laquelle le patin repose sur le support d'enregistrement en l'absence de mouvement relatif, et une troisième surface -d'affleurement- de ladite tête,détermi- nant avec la surface en regard du support d'enregistrement, lorsque le patin est en appui sur celui-ci, un coin d'air à section croissant vers l'arrière, lesdites première et troisième surfaces étant alors en retrait par rapport à la seconde surface. On obtient ainsi commodément une zone d'accroissement de la pression hydrodynamique sur le bord avant -ou bord d'attaquedu patin, et une zone de diminution de la pression sur le bord arrière -ou bord de fuite du patin, ce qui lui permet de pivoter progressivement autour de son axe lors de la mise en mouvement relatif, jusqu'à ce que la tête, se rappro-chant du support d'enregistrement ,atteigne la position voulue, à très peu de distance de la surface en regard dudit support, cette tête étant positionnée à l'arrière du patin. Avantageusement, l'angle formé entre lesdites première et seconde surfaces est compris entre environ 10 et 30 milliradians, et l'angle formé entre lesdites seconde et troisième surfaces est compris entre environ 2 et 10 milliradians. Ces valeurs se sont montrées particulièrement adéquates, pour les vitesses nominales actuellement utilisées. Selon un mode d'exécution pratique de l'invention, ledit patin est monté à l'extrémité mobile d'un bras élastique propre à le solliciter constamment vers la surface en regard du support d'enregistrement, et dont l'autre extrémité est maintenue fixement. On obtient ainsi commodément la force sollicitant constamment le patin vers le support d'enregistrement, sans avoir à utiliser de ressort séparé spécialement prévu à cet effet. Dans ce cas, on peut prévoir en outre que ledit patin est monté entre deux pivots de ladite extrémité mobile du bras élastique, disposés de façon à lui permettre de pivoter suivant un axe essentiellement perpendiculaire à la direction de son mouvement relatif par rapport au support d'enregistrement. De préférence encore, ladite extrémité mobile du bras élastique prend appui sur le patin par l'intermédiaire d'une branche centrale élastique, en un point situé pratiquement sur ledit axe. Par suite, lorsque la vitesse nominale du mouvement relatif sera atteinte, le patin trouvera, en pivotant, sa position stable seulement par équilibrage des forces hydrodynamiques et statiques auquel il sera soumis. Selon un mode de mise en oeuvre, ledit support d'enregistrement est constitué d'un disque rotatif, ledit axe et ladite ligne de pivotement étant dirigés essentiellement radialement. Selon un autre mode de mise en oeuvre,ledit support d'en est registrement/constitué d'une bande magnétique susceptible de défiler devant le patin, ledit axe et ladite ligne de pivotement étant dirigés essentiellement perpendiculairement à la direction de la bande. Le principe de l'invention reste essentiellement le même dans les deux cas. Avantageusement, un dispositif conforme à l'invention peut encore être caractérisé en ce que le patin est pourvu en avant de la tete, eu égard à son sens de déplacement relatif par rapport au support d'enregistrement, d'au moins une ouverture le traversant et faisant communiquer avec l'atmosphère extérieure l'espace situé devant la tête, entre le patin et la surface en regard du support d'enregistrement,évitant ainsi une surpression dans ledit espace. Une telle surpression tendrait à empêcher en effet le patin de pivoter correctement pour atteindre sa position stable. Un autre perfectionnement peut encore consister en ce que ladite face du patin en regard du support d'enregistrement comporte au moins une rainure débouchant dans ladite ouverture et dirigée suivant la direction du déplacement relatif entre le patin et ledit support, ceci afin de diminuer la surface portante du patin. Afin que le patin ait une bonne stabilité, il convient qu'il y ait une continuité de sa surface le long de ses bords latéraux et que, par conséquent, ces rainures ne soient pas pratiquées le long de ces bords. Un mode d'exécution de l'invention est décrit ci-dessous à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue de profil générale d'un dispositif conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en plan - la figure 3 représente en vue de dessous un mode d'exécution pratique du patin - la figure 4 est une vue de profil du même patin - la figure 5 représente le patin en élévation - la figure 6a représente schématiquement le patin en coupe axiale - les figures 6b, c et d sont un diagramme représentant l'évolution des pressions relatives en différentes zones de l'espace compris entre le patin et le support d'enregistrement, au cours de la phase de stabilisation d'un patin profilé conformément à la représentation de la figure 6a ; et - les figures 7a,b, c et d représentent schématiquement différentes positions du patin au cours de sa phase de stabilisation. Sur la figure 1, on a désigné en 1 un support d'enregistrement, constitué par exemple d'un disque rotatif entrain par un moteur, de façon classique. En 2 est désignée une paroi de l'enceinte contenant le disque, sur laquelle est fixée, par des vis 3, l'extrémité d'unbras métallique élastique 4. L'extrémité libre et mobile de ce bras est divisée en deux branches latérales 5 portant intérieurement,-en regard l'un de l'autre, deux paliers 6 recevant respectivement les pointes de deux pivots 7 fixés, par exemple par collage, sur un patin 8 portant en 9 une barrette de têtes magnétiques, par exemple du type intégré.Par ailleurs, l'extrémité libre et mobile du bras élastique 4 comporte une branche centrale 10, par laquelle, par l'intermédiaire d'une pointe 11 alignée avec les pivots 7, le bras applique sur le patin 8 une force élastique tendant à la solliciter constamment vers le disque 1. Comme visible sur la figure 2, les pivots 7 sont alignés suivant un axe radial. En 12, sur la figure l, on a représenté une vis de réglage permettant de régler la force avec laquelle le bras 4 est appliqué sur le patin 8, et en 13 les fils de sortie des tttes magnétiques. Par ailleurs, sur les figures 1 et 2,'la flèche f représente le sens de rotation du disque magnétique 1 ; on voit par suite que la barrette 9 de têtes magne- tiques, dirigée pratiquement radialement, détend suivant le bord arrière ou bord de fuite du patin 8. Le patin 8 a été représenté plus en détail sur les figures 3 à 5. Pour l'essentiel, on constate que la face inférieure du patin 8, i savoir celle qui viendra en regard de la surface du disque 1, n'est pas plane mais que, conformément à l'invention, la surface d'affleurement 14 de la barrette de têtes magnétiques est en retrait par rapport à une surface 15 d'appui du patin, par laquelle celui-ci doit reposer sur le disque lorsque ce dernier est à l'arrêt (position telle que représentée à la figure 1). Les surfaces 14 et 15 sont ainsi séparées par une arête radiale 16 constituant la ligne de pivotement évoquée plus haut et dont le r81e sera vu en détail par la suite. De préférence, l'angle formé entre les surfaces 14 et 15 est compris entre environ 2 et 10 milliradians ; il est par exemple de 5 milliradians environ. D'autre part, du c#té du bord avant ou bord d'attaque du patin 8, ce dernier comporte une autre surface inclinée de décollage 17 séparée de la surface d'appui 15 par une arête radiale 18. De préférence, l'angle formé entre les surfaces 17 et 15 est compris entre environ 10 et 30 milliradians, il est par exemple de-20-milliradi-ans environ Quant à la ligne d'action de la force exercée en permanence par Be bras 4 sur le patin 8, elle a été référencée en 19, et l'on voit que, conformément à une disposition importante de l'invention, les points d'appui de l'autre ou ligne de pivotement 16 sont situés entre la barrette de tettes magnétiques 9 et cette ligne d'action 19. Conformément à un détail de réalisation avantageux, par ailleurs, le patin 8 est traversé d'au moins une ouverture 20 permettant à l'espace compris entre la surface d'appui 15 et le disque, en avant de la barrette 9, de communiquer avec l'atmosphère extérieure et d'éviter toute surpression dans cet espace. La face inférieure du patin comporte en outre deux rainures 21 dirigées dans la direction du mouvement relatif du disque par rapport au patin, et qui débouchent dans I'ouverture20, y favorisant ainsi l'écoulement d'air et augmentant la stabilité du patin. Les espaces pleins 22 situés latéralement de part et d'autre des rainures 21 constituent par ailleurs des surfaces de glissement du patin sur le disque, dans la zone de la surface 15. On va maintenant, pour expliquer le fonctionnement du dispositif qui vient autre décrit, se reporter aux figures 6a, b, c, d et 7a, b, c, d. A la figure 6a on a désigné par ABCDEF la ligne brisée représentant le profil de la face du patin 8 en retard du disque de la mémoire. Les lignes AB, BD et DF correspondent respectivement aux surfaces ci-dessus désignées 17, 15 et 14. Aux figures 6 b, c et d, on a représenté les pressions relatives P/Po en différentes zones de l'espace compris entre cette face du patin et la surface en regard du disque, pour trois positions différentes de basculement du patin. En supposant qu'au départ le patin 8 repose sur le disque à l'arrêt par sa surface BD, on comprend que sa surface DF (ou 14), alors légèrement en retrait par rapport à la surface BD (ou 15), ne porte pas sur le disque, et qu'au démarrage de celui-ci, la barrette des têtes magnétiques 9 ne subira aucune usure par frottement. Seule la surface BD frottera sur le disque, mais il s'agit d'une surface non fragile. Lorsque la vitesse du disque augmente, il se forme sous le patin un coussin dair grâce à la surface de décollage AB (ou 17), et le patin se soulève légèrement, mais il n'est pas encore basculé (figure 6b). La ligne BD est parallèle au disque.Il apparat alors une dépression importante sous la barrette 9 (entre la surface EF et le disque), donnant naissance à une force F2 dirigée vers le bas et qui, combinée avec la force F1 dirigée vers le haut et engendrée par la surpression sous la surface AB, agit sur le patin 8 pour le faire basculer, en pivotant légèrement dans le sens horaire, autour de son se 6-7. Une fois le patin presque entièrement basculé, la force négative F2 diminue (figure 6c), par suite de l'angle moins grand que fait alors avec le disque la surface DF (surface d'affleurement 14 de la barrette). La résultante des forces de pivotement agissant sur le patin n'étant pas encore nulle, celui-ci continue à pivoter, toujours dans le sens horaire, ce qui donne une incidence positive à la ligne DF et fait apparattre sous la barrette 9 une force F2 dirigée vers le haut (figure 6d), force qui tend à ramener le patin dans une position légèrement moins basculée, jusqu'à ce que les forces de pivotement qui agissent sur lui s'annulent, par suite de quoi le patin acquiert une position stable. On voit que la barrette 9 joue le rôle d'un stabilisateur d'attitude du patin.La résultante des forces F1 et F2, qui passe par l'axe de pivotement 6-7, équilibre alors la force exercée en permanence par le bras 4 sur le patin, et dont la ligne d'action 19 passe par l'axe 6-7, ce qui donne au patin une "altitude" constante par rapport au disque, tant que celui-ci tourne à sa vu Les se nominale. Lorsque la vitesse du disque diminue, les mimes phénomènes se produisent, mais dans l'ordre inverse. Lorsque le patin se pose sur le disque, on voit que mbme si la surface BD n'est pas parfaitement parallèle au disque, la surface 14 de la barrette ne peut frotter sur le disque, puisque le patin peut alors basculer en sens inverse en prenant appui sur le disque par sa ligne de pivotement 16, puis par sa surface d'appui 15. Il va de soi que l'on pourrait obtenir sensiblement les mêmes phénomènes si la ligne ABCDEF n'était pas une ligne brisée, mais suivait le contour d'une ou de plusieurs portions de surfaces cylindriques ou analogues. Sur les.figures 7a, b, c et d, on a représenté les différentes attitudes du patin lors de sa phase de décollage. En a, le patin 8 repose sur le disque à l'arrêt, par sa surface d'appui 15, et l'on voit que la surface d'affleurement 14 de la barrette 9 des- têtes magnétiques ne porte pas sur le disque 1. Pour une vitesse faible (en b), le patin 8 commence à décoller et ne touche plus au disque que par sa ligne de pivotement 16. Enfin, pour des vitesses moyenne et nominale, le patin occupe respectivement les positions représentées sur les figures 7c et 7d, pour lesquelles la surface 14 se stabilise à un très faible écartement de la surface en regard du disque. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de cequi précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de support d'une tête ou d'un ensemble de têtesdtimpression et/ou de lecture magnétique, pour un appareil dont le support d'enregistrement, se présentant notamment sous la forme d'un disque, d'une bande ou d'un tambour, est susceptible de subir un mouvement relatif par rapport à ladite tête, ce dispositif comportant un patin portant la tette, soumis en permanence à l'action d'une force dirigée vers le support d'enregistrement et susceptible de l'appliquer sur celui-ci en l'absence dudit mouvement relatif, ledit patin ayant une surface de sustentation en regard du support d'enregistrement, d'une forme propre à le faire décoller de celui-ci sous l'effet des forces hydrodynamiques engendrées entre le patin et ledit support par suite de leur mouvement relatif, i à lui permettre d'atteindre, pour une vitesse nominale dudit mouvement relatif, une position stable pour laquelle ladite tette vient se situer à une distance prédéterminée de la surface en regard dudit support d'enregistrement, à l'encontre de ladite force exercée sur le patin, caractérisé en ce que ledit patin est monté pivotant sur un axe essentiellement perpendicuaaire à la direction de son mouvement relatif par rapport au support d'enregistrement, et en ce que la forme de la face du patin en regard dudit support est telle que, lorsque le patin est appliqué sur ledit active support en l'absence de mouvement relatif, la surface/de ladite tette d'impression et/ou de lecture qui est la plus proche de la surface en regard du support d'enregistrement est en retrait par rapport à au moins un point d'appui de ladite face du patin, situé entre ladite tête et la ligne d'action de ladite force, et grâce auquel le patin peut pivoter suivant une ligne de pivotement essentiellement parallèle à 1'axe susnommé lorsqu'il se pose sur le support d'enregistrement ou en décolle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite face du patin comporte au moins deux points d'appui définissant ladite ligne de pivotement. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite face du patin comporte, de part et d'autre de ladite ligne de pivotement, une surface d'appui sur le support d'enregistrement, et une surface d'affleurement de ladite tête, située en retrait par rapport à ladite surface d'appui lorsque le patin repose sur le support d'enregistrement 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites surfaces d'appui et d'affleurement sont constituées de surfaces essentiellement planes se raccordant par une arête constituant ladite ligne de pivotement. 5 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites surfaces d'appui et d'affleurement sont essentiellement cylindriques et sont constituées d'une ou de plusieurs surfaces cylindriques. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite face du patin en regard du support d'enregistrement présente, du bord d'attaque au bord de fuite du patin, à savoir de l'avant vers l'arrière du patin eu égard à son sens de déplacement relatif par rapport au support d'enregistrement, une première surface - de décollage déterminant avec ledit support, lorsque le patin est en appui sur celui-ci, un coin d'air à section croissant vers l'avant et permettant au patin de décoller dudit support, lorsque celui-ci se déplace par rapport au patin, sous l'effet des forces hydrodynamiques alors engendrées entre ledit support d'enregistrement et le patin, une deuxième surface - d'appui - par laquelle le patin repose sur le support d'enregistrement en l'absence de mouvement relatif, et une troisième surface - d'affleurement de ladite tête, déterminant avec la surface en regard dudit support, lorsque le patin est en appui sur celui-ci, un coin d'air à section poissant vers l'arrière, lesdites première et troisième surfaces étant alors en retrait par rapport à la seconde surface. 7. Dispositif selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que l'angle formé entre lesdites première et seconde surfaces est compris entre environ 10 et 30 milliradians, et l'angle formé entre lesdites seconde et troisième surfaces est compris entre environ 2 et 10 milliradians. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit patin est monté à l'ex- trémité mobile d'un bras élastique propre à le solliciter constamment vers la surface en regard du support d'enregistrement, et dont l'autre extrémité est maintenue fixement 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit patin est monté entre deux pivots de ladite extrémité mobile du bras élastique, disposés de façon à lui permettre de pivoter suivant un axe essentiellement perpendiculaire à la direction de son mouvement relatif par rapport au support d'enregistrement. 10. Dispositif selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ladite extrémité mobile du bras élastique prend appui sur le patin par l'intermédiaire d'une branche centrale élastique, en un point situé pratiquement sur ledit axe. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit support d'enregistrement est constitué d'un disque rotatif, ledit axe et ladite ligne de pivotement étant dirigés essentiellement radialement. 12. Dispositif selon 11 une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit support d'enregistrement est constitué d'une bande magnétique susceptible de défiler devant le patin, ledit axe et ladite ligne de pivotement étant dirigés essentiellement perpendiculairement à la direction de la bande, 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le patin est pourvu en avant de la tête, eu égard à son sens de déplacement relatif par rapport au support d'enregistrement, dhau moins une ouverture le traversant et faisant communiquer avec l'atmosphère extérieure l'espace situé devant la tête, entre le patin et la surface en regard du support d'enregistrement, évitant ainsi une surpression dans ledit espace, 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite face du patin en regard du support d'enregistr#ement comporte au moins une rainure débouchant dans ladite ouverture et dirigée suivant la direction du déplacement relatif entre le patin et le support d'enregistrement,