DE3302695C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Her­ stellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.

In jüngster Zeit sind Magnetbänder für Videobandaufzeichnungen entwickelt worden, deren magnetisierbare Schicht feine Metall­ partikel oder einen abgeschiedenen Metallfilm enthält. Diese Metallbänder besitzen eine höhere Koerzitivkraft als übliche Magnetbänder mit Oxidpartikeln oder -schichten. Es ist nun schwierig, mit herkömmlichen Magnet-Aufzeichnungsköpfen, also Magnetköpfen mit Ferrit-Oxidkernen, derartige Metall-Magnet­ bänder ausreichend zu magnetisieren, da die Ferrit-Oxidkerne bereits früh zu Sättigung gelangen.

Aus der DE 31 03 767 A1 ist nun bereits ein Magnetkopf be­ kannt, bei dem ein Metallkern mit einem Frontspalt, einem Rückspalt und einem dazwischen angeordneten Wicklungs­ schlitz zwischen einem ersten und einem zweiten Ver­ stärkungskern sandwichartig eingefaßt ist. Jeder Ver­ stärkungskern besteht dabei aus einem unteren U-förmigen Teil, das einen nach oben offenen Wicklungsschlitz auf­ weist. Auf das untere Teil, das vorzugsweise aus einem Ferrit-Material besteht, ist ein oberes trapezförmiges Teil aufgesetzt, das beispielsweise aus Glas oder der­ gleichen besteht. Das obere Teil, das den Wicklungsschlitz nach oben abschließt weist eine Bandberührungsfläche auf, die mit der Bandberührungsfläche des Metallkerns fluchtend ausgerichtet ist, wenn der bekannte Magnetkopf zusammenge­ baut ist.

Bei diesem bekannten Magnetkopf, dessen der Bandberührungs­ fläche benachbarter Abschnitt des Metallkerns vollständig mit Glas verstärkt ist, muß der gesamte magnetische Fluß, der durch den Frontspalt eingefangen wird, vollständig durch den Metallkern geführt werden. Es ergeben sich dadurch er­ höhte Wirbelstromverluste, die durch hohe Frequenzen induziert werden und die sich störend auf die Wiedergabeeigenschaften des Magnetkopfes auswirken.

Darüber hinaus ist es schwierig, einen dünnen Magnetkern herzustellen, dessen Dicke der Breite einer Aufzeichnungs­ spur entsprechen soll und der anschließend durch Verstärkungs­ kerne stabilisiert wird, da es bei den einzelnen Bearbeitungs­ schritten leicht zu einer Beschädigung der Kanten im Bereich des Front- und Rückspalts kommen kann, die den Metallkern dann unbrauchbar machen.

Ferner ist aus der DE 27 54 536 A1 ein Ferritkern-Magnetkopf mit Verstärkungsfüllstoff bekannt, dessen Ferritkern einen Frontspalt, einen damit fluchtend ausgerichteten Rückspalt und einen zwischen den beiden Spalten angeordneten Wicklungs­ schlitz aufweist. Entlang der Tiefenerstreckung des Front- und des Rückspaltes ist auf beiden Seiten der Bandberührungs­ fläche je eine den Frontspalt in seiner Länge begrenzende und sich von der Bandberührungsfläche bis zum entgegenge­ setzten Ende des Magnetkerns erstreckende Nut vorgesehen, die mit einem Verstärkungsmaterial gefüllt ist.

Dieser bekannte Magnetkopf aus Ferrit-Material besitzt weder einen Metallkern noch ist er sandwichartig aufgebaut.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­ gemäßen Magnetkopf mit einer hohen Sättigungsflußdichte zu schaffen, bei dem durch hochfrequente Signale induzierte Wirbelstromverluste weitgehend vermieden werden und der sich mit hoher Genauigkeit einfach fertigen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Magnetkopf nach dem Patentanspruch 1 gelöst. Das zugehörige Verfahren zur Herstellung des Magnetkopfes ist im Patentanspruch 4 angegeben.

Durch die bis zur Bandberührungsfläche sich erstreckenden Oxidkerne wird erreicht, daß sich der im Metallkern induzierte magnetische Fluß bereits im Bereich der Bandberührungsfläche auf die Oxidkerne verteilen kann, wodurch Wirbelstromverluste weitgehend reduziert werden. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Wiedergabequalität.

Außerdem läßt sich durch die gleiche Ausbildung des Metall- und der Oxidkerne der Metallkern vor der Feinbearbeitung der den Forntspalt begrenzenden Flächen sandwichartig zwischen den Oxidkernen einfassen, so daß sich die Bearbeitung weit­ gehend vereinfachen und die Gefahr einer Beschädigung der Kanten des Metallkerns erheblich herabsetzen läßt.

Durch die benachbart zum Frontspalt des Metallkerns ange­ ordneten halbzylindrischen Nuten ergibt sich schließlich eine besonders gute Führung des magnetischen Flusses im Bereich des Frontspaltes, ohne daß dadurch merkliche Wirbel­ stromverluste auftreten. Zusätzlich wird durch diese Nuten eine präzise Fertigung des Magnetkopfes ermöglicht, da die Tiefe des Magnetspaltes bei der Ausbildung der Band­ berührungsfläche sehr genau kontrollieren läßt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungs­ gemäßen Magnetkopfes und des erfindungsgemäßen Verfahrens zu seiner Herstellung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 bzw. 5 bis 8 beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen

Fig. 1 bis 5 perspektivische Darstellungen aufeinander­ folgender Herstellungsschritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Magnetkopfes, und

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Magnetkopfes.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine Abfolge von Schritten bei der Her­ stellung eines Magnetkopfes gezeigt. Nach Fig. 1 werden zwei magnetische Metallkerne 8 a und 8 b, die beispielsweise aus Sendust bestehen, durch einen möglichst störungsfreien Vorgang, beispielsweise mechanochemisches Läppen oder Ätzen so weit abgearbeitet, daß sie nur noch eine Stärke von mehr als 10 µm besitzen. Die Metallkerne 8 a und 8 b werden in Seitenrichtung zwischen magnetisierbare Oxidkerne 9 a, 9 b, 9 c, beispielsweise aus Ferrit, eingefaßt, und mit einem organischen Kleber mit diesen ver­ bunden, so daß ein Kernblock 10 gebildet ist. Der Kernblock 10 wird dann mit einer Trennscheibe längs einer Vielzahl von Linien l ₂ aufgetrennt, die sich mit einem Winkel ϕ gegen­ über Linien l ₁ erstrecken, welche senkrecht zu den Metall­ kernen 8 a und 8 b liegen. Die Anzahl der Linien l ₂ wird den Erfordernissen angepaßt, in der dargestellten Ausführung sind es drei, so daß vier Klötzchen 11 ₁ bis 11 ₄ gebildet werden. Der Winkel ϕ ist gleich dem Azimuth des anzufertigenden Magnetkopfes.

Nur die Klötzchen 11 ₁ und 11 ₂ werden in dem dargestellten Fall verwendet, während die außenliegenden Klötzchen 11 ₃ und 11 ₄ nicht weiter verwendet werden. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird an einer Seite des Klötzchens 11 ₁ ein querliegender Wick­ lungsschlitz 12 hergestellt, und es werden halbzylindrische Nuten 13 a bis 13 d für Glasdichtungen vertikal in einem Nasenabschnitt 12 a ausgebildet, wobei die Nuten 13 a und 13 b jeweils zu bei­ den Seiten des Metallkerns 8 a und die Nuten 13 c, 13 d jeweils zu beiden Seiten des Metallkerns 8 b angeordnet sind. Der Nasenabschnitt 12 a steht über dem Wicklungsschlitz 12 vor. Bevor­ zugterweise sollten die Nuten 13 a bis 13 d nicht in die Metall­ kerne 8 a bzw. 8 b hineinreichen. Falls jedoch die freiliegenden Enden der Metallkerne 8 a und 8 b durch die Nuten 13 a bis 13 b verschmälert werden, können sie später auf die korrekte Breite, die gleich der erforderlichen Spurbreite ist, wiederhergestellt werden, und zwar in einem darauffolgenden Schritt, bei dem die eine Spaltanlagefläche 15 bildende Schneidfläche des Klötzchens 11 ₁ geschliffen wird.

Dann werden zylindrische Glaskörper 14 a bis 14 d dichtend in die jeweiligen Nuten 13 a bis 13 d eingesetzt und mit dem Klötzchen 11 ₁ durch einen anorganischen Kleber verbunden, wie Fig. 3 zeigt. Das Klötzchen 11 ₁ wird an der Spaltanlage­ fläche 15 auf Spiegelglanz geschliffen, und dadurch entsteht ein Klötzchen 11 ₁′ mit halbzylindrischen Glaskörpern 14 a ₁ bis 14 d ₁, wie Fig. 4 zeigt. Eine spaltbestimmende Einlage wird z. B. aus SiO₂ an der Spaltanlagefläche 15 abgeschieden und das kann durch Zerstäuben oder ein anderes Verfahren geschehen.

Das in Fig. 1 dargestellte Klötzchen 11 ₂ wird mit keinem Wicklungsschlitz versehen, jedoch werden vertikale Nuten für Glasdich­ tungen ausgebildet, in die zylindrische Glaskörper ein­ gesetzt werden, die mit dem Klötzchen 11 ₂ verbunden werden. Dann wird eine Spaltanlagefläche des Klötzchens 11 ₂ auf Spiegel­ glanz geschliffen, so daß ein Klötzchen 11 ₂′ mit halbzylindri­ schen Glaskörpern 14 a ₂ bis 14 d ₂ (Fig. 5) entsteht.

Nach Fig. 5 werden die beiden Klötzchen 11 ₁′ und 11 ₂′ mit ihren Spaltanlageflächen aneinandergelegt, wobei die Metall­ kerne 8 a und 8 b in gegenseitiger Längsausrichtung gehalten sind, und mit einem organischen Kleber miteinander verbunden. Dann werden die beiden miteinander verbundenen Klötzchen 11 ₁′ und 11 ₂′ längs der sich parallel zu den Metallkernen 8 a und 8 b er­ streckenden in Fig. 5 strichpunktiert eingezeichneten Linien durch die Glaskörper 14 a ₁ bis 14 d ₁ in dem Klötzchen 11 ₁′ und die Glas­ körper 14 a ₁ bis 14 d ₂ in dem Klötzchen 11 ₂′ durchgeschnitten, wodurch Magnetkopf-Rohlinge erzeugt werden. Jeder Magnetkopf- Rohling wird dann geschliffen, so daß eine Bandberührungs­ fläche der erforderlichen Krümmung und Glätte ausgebildet wird und es wird eine Wicklung 16 (Fig. 6) durch den Wicklungs­ schlitz 12 hindurch hergestellt, so daß der vollständige Magnet­ kopf nach Fig. 6 entsteht. Dieser hat einen Frontspalt 17 und einen Rückspalt 18. Die Glaskörper 14 a ₁ und 14 a ₂ an einer Seite der Metallkerne 8 a ₁ bzw. 8 a ₂ besitzen zusammen eine im wesentlichen halbzylindrische Form mit einer Umfangs­ fläche, die benachbart zum Frontspalt 17 liegt, so daß dieser visuell auf seine Tiefe überprüft werden kann, und das gleiche trifft auf die Glaskörper 14 b ₁, 14 b ₂ an der anderen Seite der Metallkerne 8 a ₁ und 8 a ₂ zu.

Der so hergestellte Magnetkopf enthält zwei Metallkerne 8 a ₁ und 8 a ₂, die zwischen Oxidkernen 9 a ₁ und 9 b ₁ bzw. zwischen Oxidkernen 9 a ₂, 9 b ₂ sitzen, wobei Glaskörper 14 a ₁, 14 a ₂, 14 b ₁ und 14 b ₂ an der Bandberührungsfläche der Oxidkerne 9 a ₁, 9 a ₂, bzw. 9 b ₁ und 9 b ₂ dem Frontspalt des Kopfes benachbart freiliegen.

Die freiliegenden Glaskörper 14 a ₁, 14 a ₂, 14 b ₁, 14 b ₂ erlauben eine Sichtprüfung der Tiefe des Frontspaltes 17 zwischen den Metallkernen 8 a ₁ und 8 a ₂ von außen her. Aus diesem Grund kann die Bandberührungsfläche des Magnetkopfes unter gleichzeitiger Messung der Spalttiefe mit einem Mikroskop oder dergl. geschliffen werden, so daß die Spalttiefe leicht mit einer vorbestimmten Tiefe dimensio­ niert werden kann, wobei diese normalerweise im Bereich von 20 bis 30 µm liegt, und zwar mit höherer Genauigkeit, als es bei den bisher üblichen Magnetköpfen der Fall ist.

Die Metallkerne 8 a, 8 b können statt aus Sendust aus einem anderen Material gefertigt sein, so können sie z. B. aus amorphem Material hergestellt werden, in einem Verfahren, das mit dem angeführten identisch ist.

Der Magnetpfad des Magnetkopfes besteht aus den dünnen Metall­ kernen 8 a ₁ und 8 a ₂, die sich zwischen den Front- und Rück­ spalten 17 bzw. 18 des Kopfes erstrecken und zwischen den Oxidkernen 9 a ₁, 9 b ₁ und 9 a ₂ und 9 b ₂ eingebettet sind, in einer Anordnung, die einen Magnetkörper mit größerer Querschnittsfläche und damit besserer Wiedergabewirksamkeit ergibt als es bei den üblichen Magnetköpfen der Fall ist, bei denen Metallkerne zwischen nichtmagnetischen Kernteilen liegen, und dieser so herge­ stellte Magnetkopf weist nicht die Nachteile der magnetischen Ver­ luste auf, die durch die Verbindungsstellen in dem magnetischen Pfad zwischen den magnetisierbaren Metallkörpern und den Oxid­ kernen bei den bekannten Köpfen vorhanden sind, in denen die magnetisierbaren Metallkörper nur an der Bandberührungsfläche der Oxidkerne eingesetzt sind. Da die Glaskörper 14 a ₁, 14 a ₂, 14 b ₁ und 14 b ₂ dem Frontspalt zwischen den Metallkernen 8 a ₁ und 8 a ₂ benachbart vorgesehen sind, kann die Tiefe des Front­ spaltes 17 während des Schleifens der Berührungsfläche durch Sicht­ beobachtung überprüft und gemessen werden, so daß die Spalt­ tiefe sehr leicht mit höchster Genauigkeit maßlich bestimmt werden kann. Durch Auswahl der optimalen Härte der an der Bandberührungsfläche freiliegenden Glaskörper 14 a ₁, 14 a ₂, 14 b ₁, 14 b ₂ kann ein Ver­ schleiß dieser Körper und ein Spaltverlust zwischen der Band­ berührungsfläche und dem Magnetband minimal gehalten werden. Erfindungsgemäß werden die Metallkerne 8 a ₁ und 8 a ₂ zunächst zu dünnen Stegen der erwünschten Stärke geschliffen oder auf mechanochemische Weise verdünnt, und daraufhin wird die den Spalt bestimmende Einlage zwischen die Kernklötze 11 _1′ und 11 _2′ eingesetzt. Diese Vorgangsfolge verhindert, daß der Spalt bei dem Schleifen verbreitert oder aufgebrochen wird, und dadurch wird die Herstellung der Magnetköpfe erleichtert.

Claims (8)

1. Magnetkopf
mit einem magnetisierbaren Metallkern, der einen Frontspalt mit einer Länge quer zu einer Aufzeichnungsspur von wenigstens der Breite der Aufzeichnungsspur, einen mit dem Frontspalt ausgerichteten Rückspalt und einem Wicklungsschlitz aufweist, wobei der Frontspalt in einer Bandberührungsfläche vorge­ sehen ist,
mit einem ersten und einem zweiten magnetisierbaren Oxid­ kern, die den Metallkern sandwichartig einfassen und die je­ weils einen mit dem Wicklungsschlitz im Metallkern verbundenen Wicklungsschlitz aufweisen, und
mit einer Wicklung, die sich durch die Wicklungsschlitze er­ streckt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und der zweite Oxidkern (9 a ₁, 9 a ₂ bzw. 9 b ₁, 9 b ₂) Bandberührungsflächen aufweisen, die dieselbe Krümmung besitzen, wie die Bandberührungsflächen des Metallkerns (8 a ₁, 8 a ₂) und mit dieser ausgerichtet sind,
daß im ersten und im zweiten Oxidkern (9 a ₁, 9 a ₂ bzw. 9 b ₁, 9 b ₂) je eine quer zur Bandlaufrichtung benachbart zum Front­ spalt des Metallkerns angeordnete halbzylindrische Nut (13 a, 13 b) vorgesehen ist, die sich vertikal zur Bandbe­ rührungsfläche erstreckt, so daß der Frontspalt (17) visuell auf seine Tiefe überprüft werden kann,
daß der erste und der zweite Oxidkern (9 a ₁, 9 a ₂ bzw. 9 b ₁, 9 b ₂) je einen Rückspalt (18) aufweist, der parallel zum Rückspalt des Metallkerns (8 a ₁, 8 a ₂) und mit diesem ausgerichtet ver­ läuft, und
daß die Wicklungsschlitze (12) des Metall- und der Oxidkerne (8 a ₁, 8 a ₂ bzw. 9 a ₁, 9 a ₂; 9 b ₁, 9 b ₂) dieselbe Form besitzen.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nuten (13 a, 13 b) der magnetisierbaren Oxid­ kerne (9 a ₁, 9 b ₁; 9 a ₂, 9 b ₂) jeweils zwei Glaskörper (14 a ₁, 14 b ₁; 14 a ₂, 14 b ₂) angeordnet sind.

3. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Glaskörper (14 a ₁, 14 b ₁; 14 a ₂, 14 b ₂) eine im wesentlichen halbzylindrische Form besitzt.

4. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein dünner magne­ tischer Metallkern zu beiden Seiten mit jeweils einem magnetisierbaren Oxidkern verbunden wird, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Verbindung des Metallkerns (8 a, 8 b) mit den magnetisierbaren Oxidkernen (9 a, 9 b bzw. 9 c) ein Kern­ block (10) geschaffen wird,
daß der Kernblock (10) längs einer quer zum magnetisier­ baren Metallkern (8 a, 8 b) liegenden Richtung zu ersten und zweiten Klötzchen (11 ₁ bzw. 11 ₂) zerschnitten wird,
daß jeweils eine Nut (13 a, 13 b) an jeder Seite des magnetisierbaren Metallkerns (8 a, 8 b) in einer Schneid­ fläche (15) jedes der beiden Klötzchen (11 ₁, 11 ₂) ausge­ bildet wird,
daß das erste Klötzchen (11 ₁) mit dem zweiten Klötzchen (11 ₂) an den Schneidflächen (15) verbunden wird, mit einer dazwischen eingesetzten, einen Spalt bildenden Einlage, wobei die magetisierbaren Metallkerne (8 a, 8 b) des ersten und des zweiten Klötzchens (11 ₁, 11 ₂) in Aus­ richtung zueinander gehalten werden,
daß die miteinander verbundenen Klötzchen (11 ₁, 11 ₂) längs sich parallel zu den ausgerichteten magnetischen Metall­ kernen (8 a, 8 b) erstreckenden Linien zu beiden Seiten der Metallkerne (8 a, 8 b) abgeschnitten werden, so daß ein Magnetkopf-Rohling gebildet wird, und
daß der Magnetkopf-Rohling durch Schleifen mit einer Band­ berührungsfläche versehen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verbinden der beiden Klötzchen (11 ₁, 11 ₂) in jede Nut (13 a, 13 b) ein Glaskörper (14 a, 14 b) einge­ siegelt wird und daß die miteinander verbundenen Klötzchen (11 ₁, 11 ₂) zur Bildung des Magnetkopfrohlings quer zu den Glaskörpern (14 a ₁, 14 a ₂; 14 b ₁, 14 b ₂) abgeschnitten werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernblock (10) zur Bildung des ersten und des zweiten Klötzchens (11 ₁; 11 ₂) längs einer Richtung zer­ schnitten wird, welche mit einer senkrecht zu dem magnetisier­ baren Metallkern (8 a, 8 b) liegenden Linie einen Winkel (ϕ) bildet, der gleich dem Azimuth des zu fertigenden Magnet­ kopfes ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verbinden der beiden Klötzchen (11 ₁, 11 ₂) in eines derselben ein Wicklungsschlitz (12) eingeschnitten wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidfläche (15) des ersten und des zweiten Klötzchens (11 ₁ bzw. 11 ₂) vor dem Verbinden der beiden Klötzchen (11 ₁, 11 ₂) geschliffen wird.