DE1072830B - Magnetkopf für Vorrichtungen zur Durchführung von Digitaloperationen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf für Vorrichtungen zur Durchführung von Digitaloperationen mit gleichzeitig arbeitendem Signalaufnahme- und -wiedergabespalt, an denen ein magnetisierbares Band vorbeigeführt wird, welchen Spalten, je eine Spule und ein Magnetkernteil mit einem geschlossenen magnetischen Kraftlinienkreis zugeordnet sind, wobei ein Magnetkern mit einem für beide Kraftlinienwege gemeinsamen Teil vorgesehen ist und die Spalte zwischen dem gemeinsamen Kernteil und den anderen Kernteilen angeordnet sind.

Bei Rechenmaschinen und ähnlichen Vorrichtungen, die mit Bandtonaufnahmen arbeiten, ist es äußerst vorteilhaft, das auf das Band aufgezeichnete Signal mit dem aufzuzeichnenden zu vergleichen, um eine mögliche Fehlerquelle im gesamten System von vornherein auszuschalten. Hierzu muß aber die zeitliche Verzögerung zwischen dem Aufzeichnen des Signals und der Wiedergabe des Signals äußerst klein sein. Die Anordnung zweier getrennter Köpfe hat sich als nicht zweckmäßig erwiesen, da Aufzeichnungskopf und Wiedergabekopf weit genug voneinander angeordnet sein müssen, damit sie magnetisch gegeneinander abgeschirmt werden können. Da das Band eine endliche Zeit braucht, um von der Aufzeichnungsstellung in die Wiedergabestellung zu gelangen, entsteht eine Verzögerung zwischen dem ursprünglichen, aufgezeichneten Signal und dem vom Band abgenommenen Wiedergabesignal.

Es ist in der Technik der Magnettonbandaufnahmen bereits bekannt, einen Magnetkopf zu verwenden, der zwei verschiedene Funktionen ausübt, nämlich die Aufnahme bzw. Wiedergabe mittels eines Spaltes und die Löschung der Aufzeichnung mittels eines anderen, dicht neben dem ersten angeordneten Spaltes. Diese Vorrichtung läßt sich aber für den gewünschten Zweck nicht verwenden, da auch mittels dieses Magnetkopfes nicht gleichzeitig aufgenommen und wiedergegeben werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetkopf zu schaffen, der die geforderten Eigenschaften aufweist.

Erfindungsgemäß ist der Magnetkern mit Entkopplungseinrichtungen für die Kraftlinienwege ausgerüstet. Mit Vorteil ist es möglich, im erfmdungsgemäßen Magnetkopf gleichzeitig arbeitende Aufnahme- und Wiedergabespalte außerordentlich dicht nebeneinander anzuordnen, ohne daß diese sich gegenseitig in nachteiliger Weise beeinflussen. Bei Rechenmaschinen ist es beispielsweise bei den dort vornandenen Bandgeschwindigkeiten erforderlich, die Spalte für Aufnahme und Wiedergabe mit einem Abstand von weniger als etwa 1 mm anzuordnen, um den gewünschten Vergleich der Signale durchführen zu Magnetkopf für Vorrichtungen
zur Durchführung von Digitaloperationen

Anmelder:

Burroughs Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. Dr. jur. F. Lehmann, Patentanwalt, München 5, Papa-Schmid-Str. 1

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Oktober 1956 und 17. Mai 1957

Paul Russell Gilson, West Covina, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

können. Abstände dieser Größenordnung können im erfindungsgemäßen Magnetkopf eingehalten werden.

Es kann vorteilhaft sein, die dem Signalaufnahmespalt und die dem Wiedergabespalt zugeordneten Spulen im Magnetkopf rechtwinklig zueinander anzuordnen. Auf diese Weise wird eine Kopplung der Spulen durch Felder außerhalb des Magnetkopfes auf ein äußerst geringes Maß herabgesetzt.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, im Magnetkern als Entkopplung eine Einkerbung an einen Kernteil vorzusehen. Mit Hilfe dieser Einkerbung kann ein grober Abgleich der magnetischen Widerstände im Magnetkopf erfolgen. Zweckmäßigerweise kann zwischen den Kernteilen noch ein zusätzlicher Spalt vorgesehen sein, in den zwecks Änderung des magnetischen Widerstands eine durch eine Mutter in einer gewünschten Stellung gehaltene Schraube angeordnet ist. Damit kann eine Feinregulierung der magnetischen Widerstände in vorteilhafter Weise durchgeführt werden.

Der Magnetkopf kann einen mittleren Arm aufweisen, der mit einer länglichen Ausnehmung versehen ist. Dabei können zur Entkopplung der magnetischen Kreise Spulen vorgesehen sein. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß ein Paar von Spulen auf den Magnetkern aufgewickelt ist, von denen jede mit einem Kraftlinienweg im Magnetkern gekoppelt ist, der einen Teil des mittleren Armes umfaßt.

Der Magnetkern des Magnetkopfes kann einen zusätzlichen Teil aufweisen, der sich quer zwischen

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einem der äußeren und dem mittleren Arm in mittlerer Lage bezüglich deren Endteilen erstreckt, wobei eine Spule auf dem zusätzlichen Kernteil und die andere Spule auf dem gegenüberliegenden äußeren Kernteil angeordnet ist.

In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Magnetkopfes,

Fig. 2 ein Schema des Magnetisierungskreises im Kern des in Fig. 1 gezeigten Magnetkopfes,

Fig. 3 und 4 Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In Fig. 1 ist der Magnetkopf mit 10 bezeichnet, wobei der Kern aus einem Blechlamellenbündel mit dem Umriß gemäß der Figur zusammengesetzt sein möge. Die Lamellen bestehen aus Permalloy oder einem anderen geeigneten magnetisierbaren Material, wie z. B. aus Ferriten mit sehr hoher Permeabilität. Die Lamellen können bandagiert, vernietet oder in anderer Weise zu einem Magnetbündel vereinigt sein.

Wie Fig. 1 zeigt, kann die Form des Kernes als aus drei Teilen bestehend bezeichnet werden: ein U-förmiger Teil 12 auf der linken Seite, ein E-förmiger Teil 14 rechts und ein mittlerer Teil 16 von I-Form. Die Lamellen im ganzen, mit U-Teil 12, E-Teil 14 und I-Form 16, können aus einem Blechstück jeweils ausgestanzt werden, samt einem Paar dicht beieinander stehender Luftspalte 18 und 20, die an einer Verbindungsstelle zwischen den drei Kernteilen vorgesehen werden. Diese Spalte bilden den Aufzeichnungsspalt und den Wiedergabespalt des Magnetkopfes. Ein weiterer Spalt 21 ist aus Gründen, welche später geschildert werden, zwischen dem E-Teil 14 und dem I-Teil 16 am entgegengesetzten Verbindungspunkt der drei Magnetkernteile vorgesehen.

Eine Spule 22 ist auf dem mittleren Teil des U-Armes 12 des Magnetkopfes 10 aufgewunden. Eine ähnliche Spule 24 umgibt den mittleren Arm des E-Teiles 14 des Kopfes 10. Die Spule 22 dient als Aufzeichnungsspule und die Spule 24 als Wiedergabespule. Es können auch der Spalt 18 und die Spule 22 zur Wiedergabe benutzt werden und Spalt 20 und Spule 24 zur Aufzeichnung, da die Vorrichtung in ihrer Wirkungsweise symmetrisch ist.

Die Wirkungsweise des Magnetkopfes soll am Schema der Fig. 2 gezeigt werden, welches den magnetischen Kraftlinienkreis im Kopf 10 zeigt. Der Magnetisierungskreis weist eine Art Brückenschaltung auf mit folgenden vier Armen mit magnetischem Widerstand: A-C, A-D, C-B und B-D. Der magnetische Widerstand des Kraftlinienweges vom Punkt A zum Punkt D umfaßt den Spalt 20. In ähnlicher Weise schließt der magnetische Widerstand des Kraftlinienweges vom Punkt A zum Punkt C den Spalt 21 ein. Man erkennt, daß bei Veränderung des magnetischen Widerstandes des Spalts 21, wie durch den variablen magnetischen Widerstand im Brückenzweig A-C der Fig. 2 angezeigt wird, die Brücke so ausgeglichen werden kann, daß jeder Kraftlinienfluß, der durch die Spule 22 in der Brücke induziert wird, keinen Strom in der Spule 24 hervorruft.

Der magnetische Widerstand des Spalts 21 kann durch einen magnetischen Nebenschluß verändert werden. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann der magnetische Nebenschluß z. B. mittels einer Schraube 26 aus magnetisierbarem Material hergestellt werden, welche in einem von einem nicht gezeichneten Gestell getragenen Arm eingeschraubt ist, an welchem auch der Kopf selbst befestigt ist. Auf diese Weise werden die Schraube 26 und der Kern 10 in fester gegenseitiger Stellung gehalten, wenn sie nicht ein- oder ausgeschraubt wird. Die Schraube ist so angeordnet, daß sie in den Bereich des Spalts 21 vorgeschraubt werden kann, zwecks Änderung des magnetischen Wider-S Standes des Spalts. Eine Mutter 30 dient zur Sicherung der Schraube in einer gewünschten und einmal einregulierten Stellung. Es kann sein, daß der magnetische Nebenschluß allein nicht ausreicht, um die magnetische Brücke auszugleichen. Es wurde gefunden, daß durch ein Einkerben des Kernes, wie bei 31 gezeigt, der magnetische Widerstand des einen Brückenzweiges verändert wird. Das Einkerben kann als grobes Ausgleichsmittel gebraucht werden, wobei die Schraube 26 als endgültiges Feineinstellungsmittel zum Ausgleich hinter dem Kopf vorgesehen sein kann.

Es existiert keine direkte Kopplung zwischen den Spulen 22 und 24 durch den Kraftlinienkreis im Kopf 10. Weiterhin sind die Spulen 22 und 24 rechtwinklig zueinander gestellt, um eine äußerst geringe magnetische Kopplung zwischen den beiden Spulen durch Kraftlinienfelder zu erhalten, die außerhalb des magnetischen Kraftlinienkreises des Magnetkopfes auftreten. Auf diese Weise besteht die einzige Kopplung zwischen den Spulen 22 und 24 darin, daß sie indirekt durch das magnetisierbare Band 32 an den Spalten hervorgerufen ist, wobei das Band an den Spalten durch Bandantriebsmittel mit einer Ablauftrommel 33 und einer Auflauftrommel 35 vorbeigeführt wird. Ein auf die Aufnahmespule 22 gegebenes Signal ruft Änderungen in der Kraftliniendichte im Spalt 18 hervor. Diese Änderungen werden auf das magnetisierbare Band 32 übertragen. Da das Band weiterläuft und den Spalt 20 passiert, so induzieren die auf dem Band 32 hervorgerufenen magnetischen Veränderungen über den Spalt 20 ein Signal in der Wiedergabespule 24. Die beiden Spalte 18 und 20 können ganz dicht nebeneinander ohne merkliche Kopplung angeordnet sein.

In der Anordnung nach Fig. 3 weist der magnetische Kern drei im wesentlich parallele Arme auf, wobei die äußeren Arme mit 36 und 38 bezeichnet sind und der mittlere Arm mit 40. Dicht nebeneinander stehende Aufzeichnungs- und Wiedergabespalte 46 und 48 sind in dem Endteil 44 zwischen dem Verbindungspunkt des Mittelteils 40 und des Endteils 44 des Kernes angeordnet. Der Endteil 44 ist auf jeder Seite der Spalte gegen die äußeren Teile 36 und 38 derart ausgewinkelt, daß das Band an den Spalten vorbeigezogen werden kann. Eine Aufzeichnungsspule 50 ist auf den äußeren Teil 36 aufgewickelt, während eine ähnliche Spule 52 auf dem äußeren Teil 38 des Kernes angeordnet ist. Diese Spulen induzieren in den betreffenden Spalten 46 und 48 magnetische Felder oder reagieren auf Kraftlinienänderungen in den Spalten.

Um den durch die Aufzeichnungsspule 50 induzierten Kraftlinienfluß an einer direkten Verkettung mit der Widergabespule 52 und um das Induzieren eines Stromes zu hindern, ist der mittlere Teil 40 des Kernes mit einem länglichen Schlitz 54 versehen, der diesen Mittelteil in zwei parallele Kraftlinienwege mit geringem magnetischem Widerstand teilt. Eine Spule 56 verläuft durch die Öffnung 54 im Mittelteil 40 und bildet um den äußeren Arm 36 eine Schleife. Eine Spule 58 erstreckt sich durch die Öffnung 54 und umschlingt den äußeren Arm 38. Dadurch werden zwei geschlossene Kraftlinienschleifen gebildet, die die Spalte 46 und 48 einschließen. Auf diese Weise wird ein Kraftlinienweg durch den äußeren Arm 36, den

Endteil 42, durch die linke Seite des mittleren Armes 40, den Spalt 46 und einen Teil des Endstückes 44 erzeugt und ein weiterer durch den äußeren Arm 38, den Endteil 42, einen Teil des mittleren Armes 40, den Spalt 48 und den rechtsstehenden Endteil 44. Da keiner dieser Kraftlinienwege eine der Spulen 56 oder 58 umfaßt, gibt es keine Wechselwirkung zwischen den Änderungen im Kraftliiiienfluß dieser zwei Wege und den Spulen.

Jedoch ist bei näherer Untersuchung zu erkennen, daß manche anderen Kraftlinienwege im Kern die eine oder die andere der beiden Spulen 50 und 52 verketten und auch eine oder die andere der beiden Spulen 56 und 58 koppeln. Dies geschieht z. B. durch die geschlossene Kraftlinienschleife, die die äußeren Arme 36 und 38 und die Endteile 42 und 44 des Kernes umfaßt und infolge direkter Kopplung der Spulen 50 und 52 auch die Spulen 56 und 58 verkettet. Das durch die in den Spulen 56 und 58 induzierten Ströme hervorgerufene Gegenfeld unterbindet die Entstehung von Kraftlinien in nicht gewünschten Wegen, welche die Spulen verketten. Somit verhindern die Spulen 56 und 58 das Auftreten eines Kraftlinienflusses in unerwünschten Kraftlinienbahnen, welche sonst die Wiedergabespule 50 und die Aufzeichnungsspule 52 direkt koppeln würden. Obwohl die Spulen 50 und 52 über denselben Kern gewunden sind, tritt keine wirkliche unmittelbare Verkettung zwischen den zwei Spulen in Fig. 3 ein. Jedoch besteht eine Verkettung zwischen den Spulen und den Wiedergabe- und Aufzeichnungsspalten 46 und 48.

In der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung verkettet kein Strom die Wiedergabe- und die Aufzeichnungsspulen, weil die Spulen auf diagonal gegenüberliegenden Seiten der magnetischen Brücke angeordnet sind. In der Anordnung nach Fig. 3 sind die Wiedergabe- und die Aufzeichnungsspulen wieder getrennt und dies nur infolge der Unterdrückung von Kraftlinien in den Wegen, die die Wiedergabe- und die Aufzeichnungsspulen direkt koppeln würden. Diese Wirkung wird durch die Spulen 56, 58 noch verbessert.

Es ist möglich, die Vorrichtungen nach Fig. 1 und 3 zu vereinigen, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Kernanordnung von Fig. 4 ist fast mit der von Fig. 3 gleich, lediglich die Widergabespule 52' ist auf einem Arm aufgewunden, der sich quer zwischen dem rechten Kraftlinienweg des mittleren Armes 40' und dem äußeren Arm 38' des Kernes erstreckt. Wie in Fig. 1 gezeigt, stehen die Wiedergabe- und Aufnahmespulen 50' und 52' rechtwinklig zueinander, um eine Kopplung durch äußere Felder herabzudrücken. Es sind zwei Kraftlinienwege vorhanden, welche die Wiedergabe- und Aufzeichnungsspulen direkt verketten könnten, wobei jedoch die Kraftlinienwege, wenn sie gleichen magnetischen Widerstand aufweisen, keine Kopplung zulassen. Die Spulen 56' und 58' haben, die Wirkung, den über den Wiedergabespalt hervorgerufenen Kraftlinienfluß infolge von durch die Aufzeichnungsspule laufenden Signalströmen stark zu vermindern.

Es ist ein Mangnetkopf gezeigt, mit welchem Aufzeichnungen und Wiedergaben vom magnetisierbaren Band gleichzeitig erfolgen können. Wegen des geringen Zwischenraumes zwischen den Spalten, der sich aus dem einheitlichen Kern ergibt, kann die Verzöge- 6g rung zwischen Aufzeichnung und Wiedergabe derart verringert werden, daß ein direkter Vergleich zwischen dem aufgezeichneten und wiedergegebenen Signal erfolgen kann. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Magnetkopfes kann eine Kontrolle gleichzeitig mit der Aufzeichnung der Werte erfolgen, wodurch die für den Äufzeichnungsvorgang aufzuwendende Zeit beträchtlich abgekürzt wird.

Obwohl die Erfindung lediglich für die Aufzeichnung auf einem magnetisierbaren Band beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß sie gleicherweise zur Aufzeichnung auf Draht, auf eine magnetisierbare Trommel oder auf irgendein magnetisierbares Mittel verwendbar ist, wenn es erwünscht ist, eine im wesentlichen gleichzeitige Wiedergabe zu erhalten.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Magnetkopf für Vorrichtungen zur Durchführung von Digitaloperationen mit gleichzeitig arbeitenden Signalaufnahme- und -wiedergabespalt, an denen ein magnetisierbares Band vorübergeführt wird, welchen Spalten je eine Spule und ein Magnetkernteil mit einem geschlossenen magnetischen Kraftlinienkreis zugeordnet sind, wobei ein Magnetkern mit einem für beide Kraftlinienwege gemeinsamen Teil vorgesehen ist und die Spalte zwischen dem gemeinsamen Kernteil und den anderen Kernteilen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (10) mit Entkopplungseinrichtungen (31, 21, 54, 56, 58, 54'.. 56', 58') für die Kraftlinienwege ausgerüstet ist.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Signalaufnahmespalt und die dem Wiedergabespalt zugeordneten Spulen (22, 24, 50', 52') rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

3. Magnetkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einkerbung (31) in dem Kernteil (12, 16) vorgesehen ist.

4. Magnetkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kernteilen (12, 16) einerseits und dem Kernteil (14) andererseits ein Spalt (21) vorgesehen ist, in den zwecks Änderung des magnetischen Widerstandes eine durch eine Mutter (30) in einer gewünschten Stellung gehaltene Schraube angeordnet ist.

5. Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf (10) einen mittleren Arm (40, 40') aufweist, der mit einer länglichen Ausnehmung (54, 54') versehen ist.

6. Magnetkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung Spulen (56, 58, 56', 58') vorgesehen sind, die die Kernteile (36, 40, 36', 40') und die Kernteile (38, 40, 38' 40') koppeln.

7. Magnetkopf nach Anspruch 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (10) einen zusätzlichen Teil aufweist, der sich quer zwischen einem der äußeren (38') und dem mittleren Arm (40') in mittlerer Lage bezüglich deren Endteilen erstreckt, und daß eine Spule (52') auf dem zusätzlichen Kernteil und die andere Spule (50') auf dem gegenüberliegenden äußeren Kernteil angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 475 421.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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