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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes, der aus mindestens zwei Formstücken aus gesintertem, oxydischem, ferromagnetischem Material besteht, die einen Weg für einen Magnetfluss bilden und zwischen denen ein Arbeitsspalt mittels eines nichtmagnetisierbaren Materials gebildet ist, das zugleich die Formstücke fest miteinander verbindet, wobei zunächst zwischen zuvor polierten Flächen zweier Formstücke aus gesintertem, oxydischem, ferromagnetischem Material ein leerer Spaltraum gebildet wird, indem die Formstücke unter Verwendung metallener Distanzglieder aufeinander gesetzt werden, wonach in der unmittelbaren Nähe des gebildeten Spaltraumes ein nichtmagnetisierbares Haftmaterial angebracht und anschliessend dieses Gebilde so hoch erhitzt wird, bis das Haftmaterial zum Fliessen gebracht ist und den Spaltraum ausgefüllt hat,
worauf das Gebilde von Formstücken und Distanzgliedern abgekühlt und weiteren mechanischen Bearbeitungen unterworfen wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 3, 246, 383 bekannt. Nach dieser Patentschrift werden als nichtmagnetisierbares Haftmaterial glasartige Materialien, wie Glas oder Email, verwendet ; im allgemeinen können aber auch andere Haftmaterialien, wie Lot oder Epoxydharz, Anwendung finden. Diese Haftmaterialien werden, bevor sie durch Kapillarwirkung eingesaugt werden, z. B. in Form einer Faser oder eines Tropfens gegen die Mündung des Spaltraumes gelegt.
Bei der Erhitzung auf die Einfliesstemperatur des Glases oder des Emails, unter welcher Temperatur eine Temperatur zu verstehen ist, bei der die Viskosität des Glases oder des Emails so niedrig ist, dass das Einsaugen durch Kapillarwirkung in den Spaltraum in einer annehmbaren Zeitspanne erfolgt, sollen bei dem aus der vorgenannten US-PS bekannten Verfahren die Formstücke und Distanzglieder mit genügend grosser Kraft aufeinandergepresst werden, um zu verhindern, dass sich die Formstücke in bezug aufeinander verschieben, was durch das Vorhandensein eines flüssigen Glasfilmes zwischen den Haftflächen verhältnismässig leicht stattfinden kann, und auch, um zu verhindern, dass Glas oder Email zwischen die Distanzglieder und die Formstücke kriecht.
Der dazu benötigte mechanische Druck soll jedoch nicht derart aufgebracht werden, dass sich die aus dünnen Ferritstreifen bestehenden Formstücke unter dem auf sie ausgeübten mechanischen Druck durchbiegen. Dies lässt sich in vielen Fällen schwer erreichen, weil es häufig infolge der besonderen Bauart des betreffenden Kopfes nicht möglich ist, den Druck an denjenigen Stellen anzubringen, an denen er zur Verhinderung eines Durchbiegens nötig wäre.
Hinzu kommt noch, dass der Druck während der gesamten Zeitdauer, die benötigt wird, um das Glas auf die Einfliesstemperatur zu bringen, es einfliessen zu lassen und es wieder abzukühlen, beibehalten werden muss. Das Durchbiegen eines Formstückes führt zu einem Spalt, der nicht überall die gleiche Länge aufweist, so dass bei der Herstellung einer Anzahl von Köpfen aus einem Satz von Formstücken hiedurch ein gewisses Mass an Ausschuss entsteht.
Ausserdem ist es vom Gesichtspunkt der Massenfertigung her gesehen unpraktisch, während des Erhitzungsvorganges die Formstücke unter einem mechanischen Druck halten zu müssen, weil dieser Vorgang dann in einem an sich komplizierten Pressofen durchgeführt werden muss.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren eingangs erwähnter Art ist vorgesehen, dass, bevor das Haftmaterial angebracht wird, zur Bildung einer Vorverbindung zwischen den Distanzgliedern und den Formstücken das aus den Formstücken und den Distanzgliedern bestehende Gebilde bei einem mechanischen Druck von höchstens 150 kg/cm2 auf eine knapp unterhalb der Schmelztemperatur des Metalles liegende Temperatur solange erhitzt wird, bis die Distanzglieder und die Formstücke aneinander haften.
Da auf diese Weise zuvor eine feste Verbindung zwischen Distanzgliedern und Formstücken hergestellt wird, wodurch die Formstücke in bezug aufeinander fixiert werden, brauchen während des Einfliessen des Haftmaterials die Formstücke und die Distanzglieder nicht mehr unter einem mechanischen Druck gehalten zu werden, so dass die oben angeführten Probleme auf einfache Weise vermieden sind.
Insbesondere ist es günstig, dass in einem üblichen Kammer-Ofen gearbeitet werden kann.
Die in diesem Falle angewandte "Wärme-Druck-Verbindung" lässt sich nicht nur auf einfache Weise herstellen, sondern bedarf auch praktisch keines zusätzlichen Aufwandes, weil es bei dem bekannten Verfahren üblich ist, die Formstücke, bevor sie aufeinandergelegt werden, dadurch auszuheizen, dass sie kurzzeitig auf eine Temperatur von z. B. 8000c erhitzt werden. Dieser Erhitzungsschritt kann nun zugleich dazu benutzt werden, die verlangte Verbindung zwischen Distanzgliedern und Formstücken herzustellen, indem nicht die einzelnen Formstücke, sondern die aufeinandergepressten Formstücke mit zwischengefügten Distanzgliedern unter mechanischer Druckeinwirkung erhitzt werden.
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Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass
Distanzglieder aus einem elektrisch gut leitenden Metall verwendet werden und dass das Gebilde von
Formstücken und Distanzgliedern zur Herstellung der Vorverbindung auf eine unterhalb des Schmelz- punktes der Distanzglieder liegende Temperatur, bei der auch das gesinterte, oxydische, ferromagnetische Material der Formstücke etwas elektrisch leitend ist, erhitzt wird, und dass ein elektrischer Strom geringer Stärke aus dem elektrisch gut leitendem Metall der Distanzglieder zu dem gesinterten, oxydischen, ferromagnetischen Material der Formstücke geführt wird.
Dieses Verfahren, das bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen, z. B. von 400 bis 500 C, durchgeführt werden kann, ist besonders vorteilhaft, wenn Formstücke aus gesintertem, oxydischem, ferromagnetischem Material-wie MnZn-Ferrit-verwendet werden, deren magnetische Eigenschaften durch das Herstellen einer Verbindung bei hohen Temperaturen beeinträchtigt werden könnten.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird als Metall für die Distanzglieder Kupfer, Aluminium oder Nickel verwendet. Das Anbringen dieser Metalle in dünnen
Schichten kann in einer, insbesondere von der Herstellung von Transistoren und integrierten Schaltun- gen, her bekannten Technik erfolgen.
Bei der Herstellung von Mehrkanalmagnetkopfen, bei der die einzelnen Köpfe durch Füllstücke voneinander getrennt sind, wird häufig ein Verfahren angewandt, bei dem zunächst zwei Formstücke mittels eines hochschmelzenden Glases verkittet werden, wodurch der Spalt gebildet wird, wonach in dem
Gebilde von Formstücken Sägeschnitte angebracht werden, die sich z. B. senkrecht zu dem Spalt erstrecken und in denen Füllstücke mittels eines niedrigschmelzenden Glases festgekittet werden. Unter einem hochschmelzenden Glas ist dabei hier eine Glasart zu verstehen, deren Erweichungsbereich bei verhältnismässig hohen Temperaturen liegt, während unter einem niedrigschmelzenden Glas eine Glasart zu verstehen ist, deren Erweichungsbereich bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen liegt.
Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, dass sich bei dem zweiten Kittvorgang der Spalt verformen kann. Bei dem ersten Kittvorgang kann sich nämlich das Ferrit in dem hochschmelzenden Glas losen, wodurch der Schmelzpunkt dieses Glases herabgesetzt wird. Bei der Temperatur, bei der der zweite Kittvorgang durchgeführt wird, kann das hochschmelzende Glas dann erweichen, was die vorerwähnte Verformung zur Folge hat. Eine gleiche Erscheinung kann auftreten, wenn bei dem zweiten Kittvorgang hochschmelzendes Glas mit niedrigschmelzendem Glas reagiert, was auch eine Änderung des Schmelzpunktes herbeiführen kann.
Es ist aus der US-PS Nr. 3, 402, 463 bekannt, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, dass vor der Anbringung der Sägeschnitte die Formstücke nicht miteinander verkittet, sondern gegeneinander gepresst werden. Nach der Anbringung der Sägeschnitte kann dann das Haftmittel in einem einzigen Erhitzungsschritt sowohl in den Spalt als auch in die Räume zwischen den Wänden der Sägeschnitte und den darin angeordneten Füllstücken eingeführt werden. In der Praxis erweist es sich aber als ungünstig, dass die Formstücke beim Anbringen der Sägeschnitte in den Formstücken und beim Einfliessen des Haftmittels durch Pressen fixiert werden müssen.
Diese Nachteile können vermieden werden, wenn nach dem Verfahren gemäss der Erfindung die Formstücke und die Distanzglieder zunächst fest miteinander verbunden werden.
Eine Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem die Vorverbindung zwischen den Distanzgliedern und den Formstücken zustande gebracht ist, in dem auf diese Weise erhaltenen Gebilde ein oder mehrere Sägeeinschnitte angebracht werden, deren Ebenen mit den einander zugekehrten Begrenzungsflächen der Formstücke einen gewünschten Winkel einschliessen, wonach in jedem Sägeeinschnitt ein Füllstück aus nichtmagnetisierbarem Material angeordnet wird und in dem gleichen Erhitzungsschritt der Spaltraum durch'das Haftmittel ausgefüllt wird, und jedes Füllstück mittels eines in die Räume zwischen dem Füllstück und den Wänden seines Schnittes durch Kapillarwirkung eingesaugten weiteren Haftmittels in seinem Sägeschnitt festgekittet wird.
Es sind auch Verfahren zur Herstellung von Magnetköpfen bekannt, bei denen die Formstücke zunächst mit Sägeschnitten versehen, dann in bezug aufeinander positioniert und anschliessend miteinander verkittet werden. Auch in diesen Fällen lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren vorteilhaft anwenden.
Wenn bei derartigen Herstellungsverfahren während des Haftschrittes sich die Formstücke nämlich gegeneinander verschieben, kann dies zur Folge haben, dass die Spurhälften einander nicht mehr genau gegenüberliegen (sogenannte Spurversetzung). Wie oben auseinandergesetzt wurde, lässt sich durch das
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Vorhandensein eines flüssigen Glasfilmes zwischen den Haftflächen während des Haftschrittes eine gegenseitige Verschiebung der Formstücke bei dem kapillaren Einsaugverfahren schwer vermeiden. Das Verfahren nach der Erfindung bietet nun den Vorteil, dass mittels einer"glaslosen"Hafttechnik die miteinander zu verbindenden Formstücke mit Hilfe der Distanzglieder zunächst aneinander befestigt werden, wonach eine Glashaftung durch kapillares Einsaugen hergestellt werden kann.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zweier Ferritformstücke mit einem bestimmten Querschnitt, deren polierte Oberflächen einander gegenüberliegen ; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der beiden Formstücke nach Fig. l, deren polierte Oberflächen durch eine Metall-Keramikverbindung aneinander befestigt sind, wobei zwischen den beiden polierten Oberflächen noch genügend Raum übrig ist, um eine Glashaftung durch kapillares Einsaugen durchzuführen ; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der beiden aneinander befestigten Formstücke nach Fig. 2, die mit einer Anzahl sich quer zu den Haftoberflächen erstreckender Sägeschnitte versehen sind ;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der beiden aneinander befestigten Formstücke mit in den Sägeschnitten angebrachten Füllstücken ; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der aneinander befestigten Formstücke, nachdem ein Glaskittvorgang durchgeführt worden ist, wobei der obere Teil dieses Gebildes zu einer konvex geformten Lauffläche geschliffen und der untere Teil des Gebildes weggeschliffen ist ; und Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Mehrkanalmagnetkopfes, wobei an dem Gebilde nach Fig. 5 eine Anzahl mit elektrischen Wicklungen versehener Joche angebracht ist.
In Fig. 1 sind zwei Ferritformstücke --4 und 5--dargestellt. Diese Formstücke werden, wie in Fig. 2 dargestellt, nach Zwischenfügung von Distanzstreifen--2 und 3--mit ihren polierten Oberflächen --6 und 7-- aneinander befestigt. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass z. B. Distanzstreifen aus Nickel zwischen den Formstücken --4 und 5-- angebracht werden und dieses Gebilde unter einem mechanischen Druck, der z. B. zwischen 20 und 50 kg/cm2 liegen kann, und bei einer Temperatur von 750 bis 800 C erhitzt wird.
Im allgemeinen soll der Druck zwischen 5 und 100 kg/cm2 und die Temperatur unterhalb des 0, 9-fachen der Schmelztemperatur (in C) des verwendeten Metalles liegen. Geeignete Metalle sind ferner : Cr, Ta, Be, Cu, Ti, V, Al, oder Metallegierungen, wie z. B. Ag-Cu und Au-Cu. Eine an das betreffende Metall zu stellende Anforderung ist aber, dass die Schmelztemperatur oberhalb der Temperatur liegen muss, bei der das Spaltfüllmaterial durch Kapillarwirkung eingesaugt wird.
Ein anderes Verfahren, das den Vorteil aufweist, dass die (Metall-Keramik-) Verbindung bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen hergestellt werden kann, ist folgendes :
Für die Distanzglieder--2 und 3--wird ein elektrisch gut leitendes Metall, z. B. Aluminium, verwendet. Die miteinander zu verbindenden Oberflächen--6, 6'und 7, 7'--werden miteinander in Kontakt gebracht und erhitzt, bis das Material der Formstücke --4 und 5-- (z. B. Mn-Zn-Ferrit) etwas leitend geworden ist. Ein positiver Strom geringer Stärke wird aus dem elektrisch gut leitenden Metall zu den Formstücken geführt. Der Strom fliesst über Druckkontakt, die auf den Aussenflächen der Materialien angebracht sind. Wenn z.
B. ein Strom mit einer geringen Stromdichte in der Grössenordnung von 10 pA/mm2 hindurchgeleitet wird, wird die gewünschte Verbindung erhalten. In dem hier beschriebenen Fall kann z. B. unter Verwendung eines Stromes in der Grössenordnung von 10 pA/mm2 während einiger Minuten bei z. B. 400 C eine Verbindung hergestellt werden. Haftverfahren der oben beschriebenen Art sind an sich aus der Literatur bekannt.
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In den Sägeschnitten --31 bis 36-- werden Füllstücke --21 bis 26-- angeordnet (s. Fig. 4). Diese Füllstücke bestehen aus einem nichtmagnetisierbaren keramischen Material mit denselben mechanischen Eigenschaften wie der Ferrit der Formstücke, z. B. Bariumtitanat. Um einen Mehrkanalmagnetkopf mit einem niedrigen Übersprechwert zwischen den Kanälen zu erhalten, können in den Füllstücken-21 bis 26-- Abschirmplatten --61 bis 66-- aus magnetisierbarem Material (z. B. Ferrit oder Mu-Metall) angebracht werden.
Nachdem die Füllstücke in den Sägeschnitten angeordnet worden sind, wird bei den Öffnungen der zwischen den Haftfflächen--6, 6'und 7, 7'-- übriggebliebenen Räume ein kapillar einzusaugendes Glas
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angebracht. Das Glas kann die Form einer Glasfaser aufweisen. Ausserdem wird Glas, z. B. ebenfalls in Form von Fasern, auf die Füllstücke --21 bis 26-- gelegt.
Dieses Gefüge wird nun in einem Ofen auf die Einfliesstemperatur des verwendeten Glases erhitzt, wodurch das Glas durch Kapillarwirkung in die frei gebliebenen Räume zwischen den Haftflächen --6, 6'und 7, 7'-- und zwischen die Wände der Sägeschnitte - 31 bis 36-- und den darin angeordneten Füllstücken --21 bis 26-- eingesaugt wird.
Die Fig. 5 zeigt das Gebilde, das nach Abkühlen erhalten wird. Dabei ist die Unterseite des Gebildes
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Lauffläche gebildet.
Das erhaltene Gebilde wird mit Schliessjochen --71 bis 77-- versehen, auf denen elektrische Wicklungen --51, 52-- usw. angebracht werden, wodurch ein Mehrkanalmagnetkopf erhalten wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes, der aus mindestens zwei Formstücken aus gesintertem, oxydischem, ferromagnetischem Material besteht, die einen Weg für einen Magnetfluss bilden und zwischen denen ein Arbeitsspalt mittels eines nichtmagnetisierbaren Materials gebildet ist, das zugleich die Formstücke fest miteinander verbindet, wobei zunächst zwischen zuvor polierten Flächen zweier Formstücke aus gesintertem, oxydischem, ferromagnetischem Material ein leerer Spaltraum gebildet wird, indem die Formstücke unter Verwendung metallener Distanzglieder aufeinander gesetzt werden, wonach in der unmittelbaren Nähe des gebildeten Spaltraumes ein nichtmagnetisierbares Haftmaterial angebracht und anschliessend dieses Gebilde so hoch erhitzt wird, bis das Haftmaterial zum Fliessen gebracht ist und den Spaltraum ausgefüllt hat,
worauf das Gebilde von Formstücken und Distanzgliedern
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den Distanzgliedern (2,3) und den Formstücken (4,5) das aus den Formstücken und den Distanzgliedern bestehende Gebilde bei einem mechanischen Druck von höchstens 150 kg/cm2 auf eine knapp unterhalb der Schmelztemperatur des Metalles liegende Temperatur solange erhitzt wird, bis die Distanzglieder und die Formstücke aneinander haften.