DE1053804B - Magnetkopf mit Ferritkernhaelften mit hochpermeabel plattierten metallischen Spaltbegrenzungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkopf mit Ferritkern, mit hochpermeabel plattierten metallischen Spaltbegrenzungen.

Es ist bekannt, den Kern eines Wiedergabemagnetkopfes aus weichmagnetischen, nicht metallischen Materialien, beispielsweise aus Ferriten, herzustellen. Diese Materialien haben sehr günstige Eigenschaften, wie hohe Verschleißfestigkeit, was die Lebensdauer der Magnetköpfe erhöht, und höhen spezifischen Widerstand, was die elektrischen Verluste reduziert. Aber sie haben auch gewisse Nachteile, die ihre Ver^ wendbarkeit als Kernmaterial begrenzen. Ein solcher Nachteil ist die verhältnismäßig geringe Permeabilität, die beispielsweise bei Magnetköpfen für Aufzeichnung eine flache Feldverteilungskennlinie verursacht, was zu einer schlechten Aufzeichnung von im Verhältnis zur Bandgeschwindigkeit kleinen Wellenlängen führt. Bei Wiedergabeköpfen führt die niedrige Permeabilität zu einer schlechten Empfindlichkeit, und bei Löschköpfen führt sie zu einer geringen Querkomponente des Magnetfeldes, was Schwierigkeiten für das Löschen der bei allen magnetischen Aufzeichnungen vorhandenen Querkomponente bedeutet. Das Ferritmaterial hat noch einen weiteren Nachteil, nämlich einen verhältnismäßig geringen Sättigungswert, was bei Aufzeichnungs- und Löschköpfen zu Erscheinungen etwa der gleichen Art wie die geringe Permeabilität führt. Aber wenn der Wiedergabekopf richtig dimensioniert ist, so kann der Nachteil, der sich aus dem geringen Sättigungswert ergibt, eliminiert werden.

Es ist früher vorgeschlagen worden, einen Ferritmagnetkopf mit einem dünnen Blech aus einem Material mit wesentlich höherer Permeabilität als Ferrit, z.B. mit einer Eisen-Nickel-Legierung (Mumetall), zu plattieren. Diese Ausführungsform hat jedoch verschiedene Nachteile. Die gewöhnlich als Plattierung verwendeten Eisen-Nickel-Legierungen müssen sorgfältig wärmebehandelt werden, um die gewünschten magnetischen; Eigenschaften zu erhalten, und müssen danach gegen jede mechanische Deformation geschützt werden. Es ist also allenfalls möglich, ein. solches Blech aus hochpermeablem Material an. ebenen Flächen ohne Deformationsgefahr anzubringen. Aus konstruktiven Gründen haben die Magnetköpfe aber auch gebogene Flächen, und es wird angestrebt, beispielsweise bei einem Wiedergabekopf, sowohl diese gebogenen Flächen als auch die ebenen Flächen des Kerns mit dem hochpermeablen Material zu plattieren. Bei der Herstellung eines solchen Magnetkopfes kann darum eine Deformation des Plattierungsmaterials nicht vermieden, werden. Es ist leicht einzusehen, daß die Gefahr einer Deformation der Plattierung besteht, wenn man berücksichtigt, daß das hochpermeable Material in einer Dicke in der Größenordnung von

Magnetkopf mit Ferritkernhälften

mit hochpermeabel plattierten

metallischen Spaltbegrenzungen

Anmelder:

Industriaktiebolaget Luxor, Motala
(Schweden)

Vertreter: Dr.-Ing. A. van der Wertli, Patentanwalt, Hamburg-Harburg 1, Wüstorf er Str. 32

Beanspruchte Priorität;
Schweden vom 27. Februar und 13. März 1954

Herbert Augustin, Motala (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

30 μ oder darunter gehalten werden muß, da andernfalls Verluste entstellen, die teilweise die mit der Konstruktion beabsichtigte Verbesserung aufheben. Der vorgeschlagene plattierte Magnetkopf hat auch einen anderen Nachteil, nämlich den zwischen dem Kernteil aus Ferrit und dem hochpermeablen Überzug entstehenden (unerwünschten) zusätzlichen Luftspalt. Da die Arbeits-Luftspalte der modernen Magnetköpfe, die für niedrige Bandgeschwindigkeiten bestimmt sind, in der Größenordnung von 10 μ und darunter sind, fällt der (unerwünschte) zusätzliche Luftspalt zwischen Mumetall und Ferrit in die gleiche Größenordnung; er beeinflußt die Wirkung des Magnetkopfes besonders dann, wenn das Mumetall sich nicht über die ganze Kernlänge erstreckt. Bei Herstellung der Magnetköpfe wird der Überzug an den Innenseiten des Luftspalts bis zu der Führungsbahn des Bandes plattiert. Die Bandführungsbahn wird dagegen nicht plattiert, um die hohe Verschleißhärte der Ferrits für die Führung auszunutzen. Außerdem würde der in der Bandführungsbahn entstandene weiter zusätzliche (unerwünschte) Luftspalt zwischen der Plattierung und dem Ferritkern die Feldverteilungskurve in einer nicht kontrollierbaren Weise beeinflussen. Man bemüht sich daher, den genannten (un-

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erwünschten) zusätzlichen Luftspalt auf ein Minimum zu verringern. Dies macht große Schwierigkeiten im Hinblick auf die gleichmäßige Qualität der fabrikmäßig gefertigten Magnetköpfe, da kleine Abweichungen an kleinen Luftspalten große prozentuale Abweichungen darstellen. — - ■

. Diese Nachteile werden bei einem Magnetkopf mit Ferritkernhälften mit hochpermeabel plattierten, metallischen Spaltbegrenzungen erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Kernhälften an der einen oder beiden Innenseiten des Arbeitsluftspalts mit einem weichmagnetischen metallischen Überzug mit im Verhältnis zum FerritmateriaLhöherer Permeabilität und Sättigung in solcher Weise plattiert sind, daß eine innige magnetische Verbindung mit den Kernhälften erhalten ist, ohne daß ein (unerwünschter) zusätzlicher Luftspalt zwischen Kern und Plattierung entsteht.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird die innige magnetische Verbindung ohne unerwünschten Luftspalt zwischen dem Metallüberzug und dem Ferritkern dadurch erhalten, daß der Überzug als eine elektrolytische Ausfällung von Eisen oder einer Eisenlegierung dem Magnetkern zugeführt wird. Einem derartigen Überzug können solche magnetischen Eigenschaften gegeben werden, daß eine genügend hohe Permeabilität und Sättigung erhalten wird. Die Dicke des Überzugs kann während der Ausfällung in einfacher Weise kontrolliert werden, so daß er den gewünschten Wert erhält. Er kann auch ohne Schwierigkeiten gewünschten Teilen der beliebig gebogenen Ferritkerne zugeführt werden. Durch diese Verfahrensweise ist es auch möglich, z. B. Ringköpfe mit einem Metallüberzug zu versehen, der den hinteren Luftspalt ganz eliminiert. Das Resultat dieser Verfahrensweise kann durch ein folgendes Elektropolieren der Ausfällung weiter verbessert werden, wodurch ein sehr scharfkantiger Luftspalt erhalten werden, kann.

Ein anderes Verfahren, um eine innige magnetische Verbindung zwischen einem Metallüberzug und beliebig gebogenen Teilen des Ferritmagnetkerns zu erhalten, ist es, den Überzug z. B. durch eine Vakuumverdampfung mit Metall dem Ferritkern zuzuführen.

Dem nach der Erfindung auf einen Magnetkern aufgelegten Metallüberzug können vorzugsweise, wie früher bekannt ist, durch eine folgende Wärmebehandlung die gewünschten magnetischen Eigenschaften gegeben werden.

Bei magnetischer Aufzeichnung von Signalen mit extrem steiler Eingangsflanke entsteht in dem Magnetband eine ganz starke Querkomponente. Mit den bisher üblichen Löschköpfen mit einem Kern aus Mumetall hat es sich als sehr schwierig erwiesen, diese Querkomponente zu löschen. Man vermutet, daß diese schlechte Löschung von einer unzureichenden Querkomponente des über dem Luftspalt aufgebauten Löschfelds beruht. Wenn aber der Mumetallkern durch einen im wesentlichen gleichen Ferritkern ersetzt ist, wird auf Grund der geringen Permeabilität und Sättigung des Ferrits die Querkomponente des Felds weiterreduziert. Es ist früher vorgeschlagen worden, in den Luftspalt, um die Querkomponente zu erhöhen, ein Ferritstück in so einer Weise einzusetzen, daß an jeder Seite des Ferritstückes ein Luftspalt mit reduzierter Spaltbreite entsteht. Hierdurch wird die Querkomponente des Feldes erhöht, ohne daß die Längskomponente gleichzeitig reduziert wird.

Mit dem Magnetkopf gemäß der Erfindung erreicht man in einfacher Weise eine noch bessere Erhöhung der Querkomponente.

Ein Löschkopf gemäß der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 den Magnetkopf im Grundriß und
Fig. 2 denselben Magnetkopf im Schnitt II-II nach Fig. 1.

In der Zeichnung bezeichnen 1 und 2 zwei Kernhälften aus Ferrit, 3 und 4 zwei Endstücke aus einem nichtmagnetischen Material, das dieselbe oder ein wenig geringere mechanische Verschleißhärte wie

ίο Ferrit hat, z. B. aus einem keramischem Material, 5 eine Wicklung, 6 den Arbeitsluftspalt und 7 den zusätzlichen Spalt, Mit 8 und 9 sind polierte Bandführungsbahnen bezeichnet. 10 und 11 sind der Überzug gemäß der Erfindung.

In diesem Magnetkopf geschieht die Erhöhung der Querkomponente durch Flußkonzentration in dem Überzug ΙΟ, 11, was durch die in Fig. 1 gezeigten Feldlinien dargestellt ist. Der Überzug 10 an der Kernhälfte 2 erreicht den oberen Luftspalt 6, während der Überzug 11 an der anderen Kernhälfte etwas unterhalb desselben Luftspalts endet. Hierdurch wird dem Feld eine hohe Querkomponente und gleichzeitig eine hohe Längskomponente gegeben. Eine weitere Erhöhung der Querkomponente kann erreicht werden, wenn der Metallüberzug der beiden Kernhälften, wie für den unteren Luftspalt gezeigt, in der Bandführungsbahn endet, aber dies geschieht dann etwas auf Kosten der Längskomponente. Eine weitere Erhöhung der Querkomponente ohne eine gleichzeitige Reduzierung der Längskomponente kann aber dadurch erreicht werden, daß man die Teile der Kernhälften, die die Bandführungsbahn bilden, mit einem Belag 13 (Fig. 1) aus nichtmagnetischem Material mit geringem magnetischem Widerstand, z. B. Hartchrom, versieht.

In diesem Belag entstehen Wirbelströme, die den Austritt der Feldlinien aus den Kernhälften verhindern und den Fluß zu dem Überzug 10 konzentrieren. Die Luftspalte werden in bekannter Weise mit einem Spaltfüller, vorzugsweise mit Metall, ausgefüllt.

Die Kernhälften 1 und 2 sind mit den Endstücken 3 und 4, die beispielsweise aus keramischem Material bestehen, verbunden, vorzugsweise durch Sinterung. Die Endstücke 3 und 4, die eine Fortsetzung der Bandführungsbahn der Kernhälften bilden, erhalten dadurch eine sehr feste und innige Verbindung mit dem Ferritkern, so daß die ganze Bandführungsbahn eine zusammenhängende, verschleißfeste Reibungsfläche darstellt. Dies garantiert eine gleichmäßige und minimale Abnutzung zusammen mit einem effektiven Schutz des spröden Ferritmaterials gegen mikroskopische Ausbrechungen. Die Verbindung ist noch inniger, weil das Ferrit selbst auch ein gesintertes Produkt aus einem keramischen Material ist. Es ist dabei bedeutungslos, ob der Sinterprozeß in einer oder zwei Operationen ausgeführt ist, weil man in beiden Fällen die Abweichungen von den Sollmassen vernachlässigen kann, welche wesentlich die Qualität des Fertigproduktes bestimmen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Magnetkopf mit Ferritkernhälften mit hochpermeabel plattierten metallischen Spaltbegrenzungen, insbesondere für die Aufzeichnung von Fernsignalen bzw. von Impulsen für Rechenmaschinen, Buchungsmaschinen u. ä., dadurch gekennzeichnet, daß die Kernhälften (1,2) an der einen oder beiden Innenseiten des Arbeitsluftspalts (6) mit einem weichmagnetischen metallischen Überzug (11 bzw. 10) mit im Verhältnis zum

Ferritmaterial höherer Permeabilität und Sättigung in solcher Weise plattiert sind, daß eine innige magnetische Verbindung mit den Kernhälften (1,2) erhalten ist, ohne daß ein- (unerwünschter) zusätzlicher Luftspalt zwischen Kern und Plattierung entsteht.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der metallische Überzug (10,11) sich im wesentlichen längs des in den Kernhälften (1, 2) bei der Magnetisierung entstehenden Kraftflusses erstreckt.

3. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten der Kernhälften (1, 2) jeweils mit einem weichmagnetischen Überzug (11,10) versehen sind und daß wenigstens der eine (10) dieser Überzüge sich zwischen den äußeren Begrenzungskanten des Arbeitsluftspalts (6) und des zusätzlichen Spalts (7) erstreckt und

der andere (11) sich bis an die Begrenzungskante des zusätzlichen Spalts (7) erstreckt, während die Überzüge (11, 10) über dem zusätzlichen Spalt (7) durch eine Verbindung von weichmagnetischem Material miteinander vereinigt sind, welcher Verbindung eine solche Dicke gegeben ist, daß der Arbeitspunkt des Überzugsmaterials bei der Aufzeichnung teilweise im Sättigungsbereich liegt, aber bei der Wiedergabe so niedrig ist, daß der Sättigungsbereich nicht erreicht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 675 490;
USA.-Patentschrift Nr. 2 618 709;
Electronics, 1951, S. 124, 125;
NWDR, Tedhn. Hausmitt., 1953, S. 60 bis 65;
Krones : »Die magnet. Schallaufzeichnung«, Wien 1952, S. 143.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 8OJ 787/267 3.59