DE3035993A1

DE3035993A1 - Magnetwandler langer nutzungsdauer fuer instrumentationsanwendungen

Info

Publication number: DE3035993A1
Application number: DE19803035993
Authority: DE
Inventors: Anton Marius Glendora Calif. Bucher
Original assignee: Odetics Inc
Current assignee: Iteris Inc
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1980-09-24
Publication date: 1981-06-11
Also published as: FR2471020A1; GB2063720A; GB2063720B; US4594772A; FR2471020B1

Description

Magnetwandler langer Nutzungsdauer für Instrumentationsanwendungen

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetische Wandler langer Nutzungsdauer für Instrumentationsanwendungen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Instrumentierungswandlers derart, daß dessen Nutzungsdauer erheblich verlängert wird.

Einer der wichtigsten Teile eines Magnetband-Aufzeichnungsund -Wiedergabesystems ist der Wandler, der elektrische zu magnetischen und diese zu elektrischen Signalen zurück umwandelt. Der Magnetwandler war oft ein einschränkender Faktor für breitbandige Aufzeichnungs- und -Wiedergabegeräte in Instrumente t ion sanwendungen; diese Technik hat sich jedoch in den vergangenen Jahren sehr schnell entwickelt. Infolgedessen lassen sich die heutigen Hochleistungsmagnetbandgeräte mit Wandlern ausrüsten, die eine längere Lebensdauer, einen breiteren Frequenzgang und bessere Störabstände haben als in der Vergangenheit. Moderne Systeme sowie die langen Jahre praktischer Erfahrungen haben die Kopf her steller in die Lage versetzt,' Produkte herzustellen, die sowohl elektrisch als auch mechanisch denen erheblich überlegen sind, die erst vor kurzem eingesetzt werden mußten.

Beispielsweise konnte man etwa vor 10 Jahren auf einem 1-Zoll-Band (25,4 mm Breite) nicht mehr als 14 Spuren unterbringen. Bei

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einer Laufgeschwindigkeit von 152 cm/s (60 ips) lag die obere Grenze der Bandbreite bei 100 kHz. Derzeit lassen sich jedoch auf. einem 1-Zoll-Band 42 Spuren und eine Brandbreite bis zu 2Mhz bei einer Geschwindigkeit von 304 cm/s (120 ips) erreichen. In den achtziger Jahren wird man zweifellos den Benutzern Bandbreiten von drei bis vier Megahertz bei einer Geschwindigkeit von 304 cm/s (120 ips) anbieten.

Man hat für breitbandige Magnetbandaufzeichnungen eine Anzahl unterschiedlicher Magnetwandlerarten entwickelt. Eine dieser

Arten ist durch harte Polspitzen gekennzeichnet und beispielsweise in den US-PSn 3 614 339 und 3 663 765 beschrieben. Ein solcher Kopf wird aus zwei Hälften jeweils in einer C-Gestalt verschraubt und/oder verklebt, bevor man die Spiegelfläche konturiert. Diese Hälften des C-Elements sind mit Schlitzen versehen, die Ferritkerne aufnehmen, auf die die Kopfwicklung in der erforderlichen Windungszahl und Drahtstärke aufgewickelt wird. Die Kerne in jeder Hälfte weisen Kantenflächen auf, die mit einer ersten Fläche jedes der C-Elemente in einer gemeinsamen Ebene liegen. Ein Paar Deckplatten ist geschlitzt, um , Abschirmungen aufzunehmen, und in. den UnterSeitenflächen mit Nuten versehen, die Polspitzen aus einem sehr harten verschleißfesten Material aufnehmen. Die die Polspitzen enthaltenden Deckplatten werden dann an den die Kerne enthaltenden Hälften so befestigt, daß die Unterseiten der Deckplatten auf den jeweiligen ersten Flächen der Elementenhälften aufliegen. Die Polspitzen legen sich an die Kantenflächen der Kerne mit einem Koppelspalt zwischen den Polspitzen an, so daß eine Vielzahl von Signalkanälen entsteht. Betrachtet man die Deckplatten von deren Oberseite, nach dem sie an den Elementenhälften befestigt worden sind,sind die Polspitzen zunächst unsichtbar.

Dann werden Abschirmplättchen in die geschlitzten Elementenhälften eingesetzt und die zueinander passenden Elementenhälften

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miteinander verklebt. Um eine dauerhafte Verbindung zu gewährleisten, verwendet man verschiedene Epoxyklebstoffe sowie mindestens zwei Schrauben. Nachdem man die Elementenhälften zu einem Kopfstapel aneinandergesetzt hat, erfolgen die Konturierung und das Läppen der Oberseiten der Deckplatten, wobei man die Polspitzen und ihren magnetischen Flußkreis zur Bahn des Magnetbandes freilegt»

Diejenige Fläche des Kopfes, die zum Magnetband hin offenliegt, enthält die Polspitzen, die Abschirmplättchen sowie den zwischen diesen beiden Elementen liegenden Teil der Deckplatten» Infolge der Reibung, die entsteht, wenn das Band über diese Oberfläche läuft, verschleißen diese Elemente. Da die Polspitzen aus extrem hartem Material gefertigt sind, verschleißen sie verhältnismäßig langsam. Zwischen den aktiven Signalkanälen des Kopfes sind die Oberflächen der Deckplatten jedoch weicher und verschleißen daher schneller. Daher werden die Spurkanten rundgeschliffen, so daß der Kopf schließlich durch übermäßigen Verschleiß ausfällt.

Man hat zur Beseitigung dieser Schwierigkeit mehrere Vorschläge gemacht. Nach einem von ihnen hat man verschleißarmes Material auf die Kopfoberfläche zwischen den aktiven Kanälen aufgebracht. Damit hat man das Problem etwas abgeschwächt, aber nicht wesentlich. Andere Lösungen beruhen auf einer vollständig anderen Kopfkonstruktion mit Ferrit- und Keramikmaterialien für die Deckplatten. Diese Lösungen sind sehr teuer und wegen der auftretenden Rauschprobleme elektrisch oft unerwünscht. Mit anderen Worten: Die bisher vorgeschlagenen Lösungen brachten oft eigene Nachteile mit sich, die ebenso unerwünscht oder noch unerwünschter waren. Die Nutzungsdauer des Kopfes würde sich verlängern lassen, wenn man eine harte Verschleißfläche zwischen den aktiven Kanälen ohne übermäßige Kosten und ohne unerwünschte elektrische Eiqenschaften vorsehen könnte. Dieses Ziel ist aber bisher nicht erreicht worden. ! 30024/0682

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Wandlers der oben angegebenen Art, mit dem man eine harte Verschleißfläche zwischen den aktiven Kanälen erreicht. Auf diese Weise läßt sich das Problem der Spurkantenabrundung im wesentlichen lösen und man vermeidet ein verfrühtes Versagen des Kopfes. Dieses Ziel wird bei einem Metallkopf erreicht, ohne dessen elektrische Eigenschaften zu ändern. Auf diese Weise ist es gelungen, die Nutzungsdauer λ eines Hartspitzenkopfes von etwa 1000 Std. auf mehr als 3000 Std. zu verlängern.

Zur Herstellung eines magnetischen Wandlers der Art mit einem Paar gegenüberliegender,im Querschnitt C-förmiger tragender Elemente mit in diesen angeordneten magnetischen Polstücken, wobei die Polstücke in jedem Element Kantenflachen aufweisen, die sämtlich mit einer ersten Fläche jedes der Elemente im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, und mit einem Paar Deckplatten, die jeweils in der Unterseite Nuten aufweisen, die Polspitzen aufnehmen, wobei die Spitzenplatten mit der Unterseite an zugehörigen ersten Flächen der Elemente so ^j befestigbar sind, daß die Polspitzen an den Kantenflächen der

Polstücke anliegen, wobei ein Koppelspalt zwischen den Polspitzen entsteht, um aktive Signalkanäle zum Zusammenwirken mit einem magnetischen Aufzeichnungsträger zu bilden, offenbart die vorliegende Anmeldung ein Verfahren, demzufolge man die Unterseite der Deckplatten vor dem Zusammensetzen mit den Polspitzen oder den Elementen anodisch mit einem harten Oxidfilm versieht ("hard anodizing") und danach die Deckplatten von oben her auf eine Tiefe in der Nähe der hartanodisierten Bereiche maschinell abarbeitet. Im Ergebnis erhält man eine harte Verschleißfläche zwischen den aktiven Kanälen, so daß die Nutzungsdauer des Kopfes erheblich verlängert wird.

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Es ist somit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das Probelm eines verfrühten Kopfausfalls bei magnetischen Wandlerköpfen mit harten Spitzen zu lösen. Dieses Problem wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst, indem man eine harte Verschleißfläche zwischen den aktiven Kanälen des Kopfes vorsieht, ohne daß sich dabei die elektronischen Eigenschaften des Kopfes ändern. EJn Vorteil dieser Maßnahme ist, daß die Spurkanten sich langsamer rundschleifen. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Nutzungsdauer des Kopfes sich verlängert. Ein weiterer Vorteil ist, daß man Metallköpfe mit ausgezeichneten dynamischen Eigenschaften einsetzen kann. Ein weiterer Vorteil ist, daß dieser Fortschritt sich bei erheblich verringerten Kosten erreichen läßt.

Die vorliegende Erfindung soll nun an bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung ausführlich beschrieben werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen.

Fig. 1 ist eine Perspektivdarstellung eines magnetischen Wandlers mit harten Spitzen;

Fig. 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einiger der Hauptbestandteile einer Hälfte des Wandlers nach Fig. 1;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Perspektivdarstellung eines Teils einer der Deckplatten des Wand- · lers der Fig. 1;

Fig. 4 - 7 zeigen vergrößerte Schnitte durch die Deckplatte der Fig. 3 zur Erläuterung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist ein vergrößerter Teilschnitt auf der Ebene 8-8 der Fig. 1;

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Fig. 9 ist ein vergrößerter Schnitt des Signalspurbereichs des Wandlers der Fig. 1 zur Darstellung des Problems der Spurkantenabrundung; und

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm der Hauptschritte bei der Herstellung des Wandlers nach der Fig. 1.

Insbesondere die Fig. 1 und 2 der Zeichnung zeigen einen allgemein mit 10 bezeichneten magnetischen Wandler (-kopf) mit harten Polspitzen, wie er für breitbandige Instrumentationsanwendungen geeignet ist. Da die Herstellung von Magnetköpfen eine sehr anspruchsvolle Technik erfordert/ soll hier nicht versucht werden, sämtliche Einzelheiten des Entwurfs und der Herstellung der Breitband-Magnetköpfe nach dem Stand der Technik aufzuzeigen, sondern es sollen nur die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlichen grundsätzlichen Begriffe und Technologien erläutert werden. Zu diesem Zweck zeigen die Fig. 1 und 2 einen 7-Spur-Breitband-Magnetkopf mit harten Polspitzen sowie die zu dessen Aufbau dienenden Teile. Die Anzahl der Kanäle kann jedoch zwischen einem oder zwei für Bänder eine Breite bis hinter zu 3mm (1/8 Zoll) bis zu 100 Kanälen für ein 25,4 mm-Band (1 Zoll) liegen.

Es sollen nun die Hauptbestandteile des Kopfes beschrieben werden. Insbesondere werden die für Instrumentationsanwendungen hergestellten Magnetköpfe - wie beispielsweise der Kopf 10 - zweiteilig hergestellt; die Hälften werden vor dem abschließenden Läppen und Konturieren des Spiegels miteinander verschraubt oder verklebt. Der Kopf 10 weist also zwei identische geschlitzte tragende Elemente 11 auf, die normalerweise aus rechteckigen Blöcken aus Messing oder Aluminium herausgearbeitet werden. Diese Werkstoffe werden normalerweise eingesetzt, da ihre Verschleißeigenschaften sehr ähnlich

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denen anderer Bestandteile der Kopfanordnung sind, über die das Magnetband läuft. Das Material muß dabei nichtmagnetisch sein, damit die magnetischen Flußlinien für eine gegebene Signalspur die der angrenzenden Spuren nicht stören. Da diese Elemente mit hoher Präzision gearbeitet sein müssen, muß das Material leicht bearbeitbar sein. Spezielle Aluminiumlegierungen sind im allgemeinen gegenüber Messing bevorzugt, da Messing schwerer, schwieriger bearbeitbar und nicht so temperaturstabil ist wie Aluminium. Außerdem muß das Material korrosions- und schimmelfest sein.

Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, enthält jedes tragende Element 11 eine erste Reihe von Schlitzen 12, die abwechselnd mit den Schlitzen 13 einer zweiten Schlitzreihe angeordnet sind. Die Schlitze 12 nehmen magnetische Polstücke 14 auf, die Schlitze 13 die Abschirmbleche 27. Diese Teile werden im folgenden ausführlicher beschrieben.

Die allgemein mit 14 bezeichneten magnetischen Polstücke werden in die Schlitze 12 in jedem Element 11 so eingesetzt, daß für jedes Polstück 14 in jedem Element 11 ein gegenüberliegendes Polstück 14 in dem anderen tragenden Element 11 vorliegt (vergl. Fig. 8). Jedes Polstück 14 weist einen Ferritkern 15 auf, auf den eine Anzahl Windungen aus sehr dünnem leitfähigen Draht 16 gewickelt sind. Zur Herstellung der Kerne 15 wird ein poröses Pulvermaterial, das im Prinzip aus Eisen, Magnesium, Nickel und Zink besteht, verpreßt und in einem Ofen gebrannt; das Ergebnis ist ein Ferrit. Der Ferrit muß einen niedrigen spezifischen Widerstand und eine hohe Permeabilität bzw. die Fähigkeit haben, magnetische Flußlinien gut zu leiten. Heißgepreßte Ferrite werden aus den gleichen Elementen wie normale Ferrite hergestellt, aber

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während des Brennens druckbehandelt. Sie sind weniger porös, haben aber ähnliche magnetische Eigenschaften. Für Magnetköpfe für Videorecorder verwendet man im allgemeinen glasgebundene heißgepreßte Ferrite.

Unabhängig davon/ welches Verfahren verwendet wird, werden die Ferritkerne 15 zur Verwendung in den Pol.stücken 14 maschinell bearbeitet und zu der geeigneten Gestalt und Größe zugeschnitten. Die einzelnen Paare zueinanderpassender Ferritkerne 15 werden mit der erforderlichen Zahl von Windungen des Drahts 16 bewickelt und in die Schlitze 12 in den tragenden Elementen 11 eingeklebt. Dann setzt man Abschlußplatten bzw. Anschlußleisten 41 in die Elemente 11 ein oder an sie an; die einzelnen Drähte der Windungen 16 werden an die Anschlüsse 42 angelötet.

Wie die Fig. 2 und 8 zeigen, hat jeder Kern 15 eine Kantenfläche 17. In jeder Hälfte der Anordnung liegen die Kantenflächen 17 sämtlicher Kerne 15, wenn in die Schlitze 12 in den Elementen 11 eingesetzt, im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene, die ihrerseits in der Ebene der Oberseite 18 des tragenden Elements 11 liegt. Der Grund für diese Maßnahme ist unten ausführlich erläutert.

Weiterhin weist der Wandler 10 ein Paar Deckplatten 20 auf (vergl. Fig. 2 und 3), die, wie bei 21 gezeigt, geschlitzt sind, um magnetische Abschirmbleche 27 aufzunehmen, und bei 22 in der Unterseite Nuten enthalten, die Polspitzen 25 aufnehmen. Die Anzahl der Nuten 22 entspricht der Anzahl der Spuren bzw. aktiven Kanälen, die der Kopf V aufweisen soll. Die Schlitze 21 befinden sich zwischen den Nuten 22 sowie außerhalb der ersten und der letzten Nut 22. Die Deckplatten 20 sind typischerweise 1,57 iran (0,062 in.) dick, die Schlitze

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21 typischerweise 0,51 mm (0,02 in.) breit und die Nuten 22 typischerweise 1,27 mm (0,050 in.) breit und 0,38 mm (0,015 in.) tief.

Die Hauptaufgabe der Deckplatten 20 ist, die Polspitzen 25 auf den Ferritkernen 15 zu halten. Wie die tragenden Elemente 1 1 müssen auch die Deckplatten 20 nichtmagnetisch sein und die gleichen Eigenschaften aufweisen wie die Elemente Die Deckplatten 20 sind vorzugsweise aus der gleichen Aluminiumlegierung wie die Elemente 11 gefertigt. Wie sich aus der Fig. 2 und 8 ergibt, wird die Deckplatte 20 schließlich mit der Unterseite 23 auf die Oberseite 18 des zugehörigen Elements 11 aufgelegt und dort befestigt.

Für die Deckplatten 20 kann ein als "Havar" bekannter Werk-, stoff verwendet werden, der weit härter als Aluminium ist. Havar läßt sich jedoch sehr leicht magnetisieren und es entstehen daher Probleme mit Verzerrungen durch zweite Harmonische. In der bevorzugten Ausführungsform wird daher für die Deckplatten 20 kein Havar benutzt.

In jede Nut 22 jeder Deckplatte 20 ist eine Polspitze 25 eingesetzt, deren Querschnittsabmessungen etwa die der Nuten

22 sind. Für Videoköpfe hat man ursprünglich eine in Japan entwickelte Legierung der Bezeichnung "Sendust" eingesetzt. Das am häufigsten verwendete Hartspitzenmaterial, das aus den V. St. A. stammt, ist als "Alfesil" bekannt - eine Kombination aus Aluminium, Eisen und Silizium. Duroperm ist ; seinem Wesen nach Alfesil ähnlich und wird von der Fa. Hamilton Watch Company .hergestellt. Mumetall, eine Legierung aus 80 % Nickel und 20 % Eisen ist ebenfalls ein halbhartes Material und wird zum Teil bei der Herstellung von Magnetköpfen verwendet. Während Mumetallköpfe weniger teuer und leichter

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herzustellen sind, ist ihre Nutzungsdauer wegen des starken Verschleißes nur kurz.

Einige Magnetkopfhersteller in den V. St. A. verwenden geschichtete Polspitzen, um einen besseren Obergang der magnetischen Flußlinien in die Ferritkerne 15 zu erreichen. Die Vorteile einer geschichteten gegenüber einer massiven Polspitze sind die größere Spitzentiefe (längere Nutzungsdauer) Und ein besserer Rauschabstand für eine gegebene Ausgangsspannung .

Wie im folgenden ausführlicher beschrieben werden soll, klebt man die Polspitzen 25 in die Nuten 22 der beiden Deckplatten 20 ein. Dann befestigt man die Deckplatten 20 mit den Polspitzen 25 an den Elementen 11, indem man sie mit der Fläche 23 auf die Fläche 18 des Elements 11 aufklebt. Auf diese Weise gerät jede Polspitze 25 in Berührung mit der Kantenfläche 17 eines der Kerne 15. Es ist wichtig, daß diese Berührung so innig wie möglich ist. Es wird darauf verwiesen, daß beim Betrachten der Deckplatten 20 von der Oberseite 24 her, nachdem sie an den Elementen 11 befestigt worden sind, die Polspitzen 25 nicht sichtbar sind, bis man die Deckplatten 20 konturiert hat.

Das abschließende Element des Wandlers 10 ist eine Reihe von magnetischen Abschirmplättchen 27, die gleichbeabstandet zwischen den Spuren und an jedem Ende des Kopfstapels angeordnet sind. Die Abschirmplättchen 27 verlaufen durch die ausgerichteten Schlitze 21 in den Deckplatten 20 und Schlitze 13 in den Elementen 11. Die Abschirmplättchen 27 bestehen aus dünnem Kupferblech zwischen Schichten aus Mumetali: Der jeweils gewählte Aufbau eines gegebenen Kopfes bestimmt die Anzahl der Schichtungen. Die Hauptfunktion der Abschirmplättchen 2 7 ist, Störungen zwischen nebeneinanderliegenden aktiven Kanälen zu verhindern.

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Die oben beschriebenen Bestandteile des Kopfes 10 sind dem Fachmann vertraut, desgleichen das Verfahren zur Herstellung der Teile zur Bildung eines vollständigen Wandlers. Der in Fig. 1 gezeigte vollständige Wandler ist an den Oberseiten I 24 der Deckplatten 20 bearbeitet, wie unten ausführlicher j beschrieben, um auch sämtliche Polspitzen 25 und sämtliche j Abschirmplättchen 27 freizulegen. Die Polspitzen 25 sind j

paarweise angeordnet und bilden die aktiven Kanäle bzw. Sig- ! nalspuren. Diese Spuren werden von den Abschirmplättchen 27' j voneinander getrennt. ' j

Das bei einem herkömmlichen.Kopf auftretende Problem ist in ; der Fig. 9 dargestellt, die die Fläche 24 eines herkömmlichen Kopfes nach etwa 1000 Betriebsstunden zeigt. Da das Material der Deckplatten 20 und der Abschirmplättchen 27 wei- ! eher als das Material der Polspitzen 25 ist, werden die Spur- ' , kanten rundgeschliffen, so daß der Kopf schließlich ausfällt. Indem man nach der Lehre der vorliegenden Erfindung eine harte Verschleißfläche zwischen den aktiven Kanälen vorsieht, kann man die Nutzungsdauer des Kopfes erheblich verlängern.

Die Herstellung des Kopfes 10 ist wie folgt; hierzu wird auf die Fig. 4-8 und 10 verwiesen. Zunächst werden die tragenden Elemente 11, die Deckplatten 20 und die Polspitzen 25 sorgfältig gefertigt und die Polstücke 14 und Abschirmplättchen 27 zusammengesetzt. Dann setzt man die Polstücke 14 in die Elemente 11 so ein, daß ihre Kantenflächen 17 koplanar miteinander und mit der Fläche 18 jedes Elements 11 liegen. Diese Schritte sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Nach der vorliegenden Erfindung wird an diesem Punkt eine harte Oxidschicht anodisch aus Schwefelsäure ("hard sulfuric anodize") auf die Unterseite 23 jeder Deckplatte 20 aufgebracht.

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Diese harte Oxidschicht bedeckt auch die Innenfläche der Schlitze 21 und Nuten 22. Die Fig. 4 zeigt eine der Deckplatten 20 vor dem Anodisieren im Schnitt, die Fig. 5 den gleichen Schnitt nach dem Anodisieren. Es sind zwei Anodisierbereiche 31, 32 gezeigt. Die Anodisierung bildet einen Bereich 31 mit harter Oberfläche in der Oberfläche aus, die vor dem Anodisieren vorlag, während ein zweiter Bereich 32 mit harter Oberfläche auf der vor dem Anodisieren vorliegenden Oberfläche entsteht. Diese Bereiche 31, 32 sind zwar separat dargestellt; im Ergebnis erhält man jedoch einen einzigen harten Anodisierungsbereich, der im folgenden mit 3 3 bezeichnet wird und eine Tiefe von typischerweise etwa 76 μπι hat.

Die Anodisierung ergibt einen dicken, dichten und harten Bereich 33 auf der Oberfläche 23 der Deckplatten 20. Die Anodisierung erfolgt mit einer elektrolytischen Oxidationsbehandlung, bei der die Deckplatte 20 aus Aluminium die Anode in einem geeigneten Elektrolyten darstellt; der Vorgang wird über die Stromdichte gesteuert. Die Verfahren zur Herstellung harter Oxidschichten auf Aluminiumlegierungen ist in der "Military Specification No. 8625, revision C, type III, class 1" ausführlich erläutert.

Nach dem Aufbringen einer harten Oxidschicht auf die Oberfläche 23 der Deckplatten 20, die auch die Innenflächen der Schlitze 21 für die Abschirmplättchen und der Nuten 22 für die Polspitzen bedeckt, erfolgt die weitere Bearbeitung des Wandlers 10 auf herkömmliche Weise. Die Oberflächen 23 der Deckplatten 20 werden also geläppt und poliert, um Flachheit zu gewährleisten. Wie die Fig. 6 zeigt, werden dann die Polspitzen in die Nuten 22 vorzugsweise mit einem Epoxyklebstoff Shell Epon 820/A eingeklebt.

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Wie im folgenden ausführlicher erläutert, erfordern viele der Herstellungsschritte für den Wandler 10 Wärmebehandlungen, die abhängig von dem gewünschten Ziel sich nach Zeit und Temperaturverlauf unterscheiden - beispielsweise das Aushärten der Epoxyharze oder die Konditionierung der Materialarten. Diese Wärmebehandlungen sind dem Fachmann vertraut, sollen aber hier kurz umrissen werden. Insbesondere wird man an diesem Punkt des Herstellungsvorgangs die Anordnung aus den Deckplatten 20 mit den eingeklebten Polspitzen 25 etwa sechs Stunden bei 135°C härten.

Der nächste Schritt ist, die Oberfläche 23 der Deckplatten 20 zu läppen, so daß sie auf der gesamten Unterseite einschließlich der Unterseiten der Polspitzen 25 in der gleichen Ebene liegen. Am Ende dieses Vorgangs erscheinen die Deckplatten 20 und die Polspitzen 25, wie es die Fig. 7 zeigt.

Dann befestigt man die Deckplatten 20 an den tragenden Elementen 11, indem man die Flächen 23 auf die Flächen 18 der EIe-. mente aufsetzt und mit einem Metall-Metall-Klebstoff wie Shell Epon 820/A in einer geeigneten Andruckvorrichtung festlegt, und härtet dann die einzelnen Elemente 11 mit angesetzten Deckplatten 20 etwa sechs Stunden bei 121⁰C.

An diesem Punkt sind die beiden Kopfhalften bereit, aneinandergesetzt zu werden. Zunächst läppt man die Anlageflächen der beiden Anordnungen in der Vertikalen, auf eine Flachheit von 0,127 μπι (5,10~ in.) über die gesamte Fläche. Dann bringt man ein Spaltmaterial auf, das den Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabespalt 36 bildet, wie in Fig. 8 bei 34 gezeigt, setzt die beiden Hälften aneinander und verschraubt und verspannt sie miteinander. Die Abschirmplättchen 27 verlaufen dabei.jeweils über den gesamten Spalt, da es nicht erforderlich ist,

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sie zu Hälften aufzuteilen wie die anderen Kopfbestandteile. Nachdem die Abschirmplättchen 27 in die Schlitze 21 eingesetzt sind/ füllt man den Raum zwischen den beiden Kopfhalften (beispielsweise den Raum 35 in Fig. 8) mit einem geeigneten Epoxyharz (beispielsweise Emerson-Cummings Stycast 2651 mm); dieses Epoxyharz verbindet die beiden Kopfhälften fest miteinander. Nun wird die Anordnung etwa 12 Stunden bei 6O⁰C erneut zum Härten des Harzes wärmebehandelt.

Wie auf der rechten Seite der Fig. 8 gestrichelt gezeigt, liegen - von oben gesehen - weder die anodisierten Bereiche 33 auf der Unterseite der Deckplatten 20 noch die der Polspitzen 24 in den Nuten frei. Mit den nächsten Bearbeitungsschritten wird der Oberseite 24 der Deckplatten 20 die bei 36 gezeigte endgültige Gestalt erteilt, und zwar in mehreren· Schritten. Zunächst arbeitet man überschüssiges Epoxy- und Kopfmaterial an der Oberseite 24 der Deckplatten 20 ab, indem man einen Teil der Oberflächen 24 der Deckplatten 20 abfräst. Dann entfernt man weiteres Material, um die Polspitzen 25 freizulegen, die typischerweise eine minimale Rockwellhärte von C50 haben. Der Kopf 10 ist dabei in eine Vorrichtung eingespannt, die auf die Läppmaschine aufgesetzt ist.

Je größer die verbleibende Tiefe der Spitzen 25, wenn der Wandler 10 in Betrieb genommen wird, desto länger ist die zu erwartende Nutzungsdauer. Bei der derzeitigen Herstellung von Breitband-Magnetköpfen mit harten Polspitzen ist eine Tiefe von bis zu 76 μΐη (3 mils) zu erwarten. Eine dickere (tiefere) Spitze ergäbe zwar eine längere Betriebsdauer, aber auch eine geringere Ausgangsspannung für hohe Frequenzen.

Während der Konturierung werden die Deckplatten 20 an der Oberseite soweit abgearbeitet, daß die verbleibende Tiefe der Deckplatten 2 0 am Spalt nur geringfügig größer als die Tiefe des

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harteloxierten Bereichs 33 ist. Wenn man also den Kopf 10 in Betrieb nimmt und die freiliegenden Oberflächen der Deckplatten 20 der Reibung durch den magnetischen Aufzeichnungsträger unterliegen, legt der dabei auftretende Abrieb die harten eloxierten Bereiche 33 nach kurzer Zeit frei. An diesem Punkt ist die Härte des Bereichs 3 3 etwa die der Polspitzen 25, so daß der Verschleiß über den Spalt 37 nun im wesentlichen gleichmäßig erfolgt und das Rundschleifen der Spurkanten erheblich verlangsamt wird. Indem man das Rundschleifen der Spurkanten hinauszögert, verlängert man die Betriebs- und Nutzungsdauer des Kopfes erheblich.

Die vorliegende Erfindung schafft folglich ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetwandlers, mit dem man eine harte Verschleißflache zwischen den aktiven Kanälen erhält. Auf diese Weise läßt sich das Problem der .Spurkantenabrundung abschwächen und ein verfrühtes Versagen des Kopfes vermeiden. Man erhält auf diese Weise einen qualitativ hochwertigen Metallkopf, ohne dessen elektrische Eigenschaften zu verändern. Im Resultat kann man die Nutzungsdauer eines Hartspitzenkopfe so von etwa 1000 Std. auf mehr als 3000 Std. verlängern.

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Claims

Patentansprüche

/1yVerfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Magnetwandlers der Art mit zwei gegenüberliegenden tragenden Elementen, die gegenüberliegende magnetische Polstücke enthalten, deren Kantenflächen in jedem Element im wesentlichen in einer Ebene liegen, die in der Ebene einer ersten Oberfläche jedes der·tragenden Elemente liegt, und mit zwei Deckplatten mit Nuten in einer ersten Oberfläche, die Polspitzen aufnehmen, wobei die ersten Oberflächen der Deckplatten auf zugehörigen ersten Oberflächen der tragenden Elemente so festgelegt werden können, daß die Polspitzen auf den Kantenflächen der Polstücke liegen und ein Koppelspalt zwischen den Polspitzen entsteht, der einen mit dem magnetischen Aufzeichnungsträger zusammenwirkenden Signalkanal bildet, dadurch gekennzeichnet, daß man die ersten Oberflächen der Deckplatten vor dem Zusammensetzen mit den Polspitzen bzw. den tragenden Elementen hartanodisiert.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man danach die den ersten gegenüberliegenden Oberflächen der Deckplatten auf eine Tiefe abarbeitet, daß sie nahe oder unmittelbar an den hartanodisierten Bereichen liegen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin nach dem Hartanodisieren die Polspitzen in den Deckplatten festlegt, die Deckplatten auf den tragenden EIe-

ja menten befestigt, die gegenüberliegenden tragenden Elemente

aneinander befestigt und dann die den ersten gegenüberliegenden Oberflächen der Deckplatten auf eine Tiefe bis nahe oder unmittelbar an deren hartanodisierten Bereichen abarbeitet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Hartanodisieren der ersten Oberflächen der Deckplatten auch die Innenflächen der Nuten hartanodisiert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die tragenden Elemente und die Deckplatten fluchtende Schlitze zwischen den Polstücken und den Polspitzen enthalten, die Abschirmplättchen aufnehmen,

m um gegenseitige Störungen der Signalkanäle zu verhindern,

dadurch gekennzeichnet, daß man bei Hartanodisieren der ersten Oberflächen der Deckplatten auch die Innenflächen der Schlitze in den Deckplatten hartanodisiert.

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