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Mehrspuriger, aus Trägerblock und Polstück bestehender Magnetkopf
mit einzelnen magnetischen Stiften und Verfahren zu dessen Herstellung
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Die Erfindung betrifft einen mehrspurigen aus Trägerblock und Polstück bestehenden
Magnetkopf mit einzelnen magnetischen Stiften, die mit flachen Leitern zu ihrer
Erregung in Bohrungen des allen Stiften gemeinsamen Polstückes eingesetzt sind,
zum Schreiben und Lesen von mosaikförinigen Aufzeichnungsmustem, die für Druckverfahren
auswertbar sind.
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Es ist bekannt, durch magnetische Aufzeichnungen Druckmuster darzustellen,
die nach herkömmlichen Druckverfahren reproduzierbar sind. Die Aufzeichnung eines
magnetischen Musters erfolgt durch Stiftmagnetköpfe, welche einen magnetischen Aufzeichnungsträger
bezüglich dessen Oberfläche senkrecht magnetisieren. Die Form des Aufzeichnungsmusters
wird dabei bestimmt durch Typen aus ferromagnetischem Material, die an der Rückseite
des Aufzeichnungsträgers angeordnet sind. Durch die Erregung des stiftförinigen
Magnetkopfes entsteht ein magnetischer Fluß durch den Aufzeichnungsträger hindurch
zu der Type aus ferromagnetischem Material, durch deren Umrißformen im Aufzeichnungsträger
das Muster einer remanenten Magnetisierung gebildet wird. Nach Aufzeichnung der
magnetischen Muster werden diese bestäubt mit einem Material aus kleinen magnetischen
Teilchen, die mit einem Farbstoff vermischt sind. Durch einen Druckvorgang wird
das aufgezeichnete Muster auf ein Druckmittel, wie z. B. Papier, übertragen. Die
auf das magnetische Muster aufgetragenen gefärbten Teilchen sind so beschaffen,
daß sie zu dem Druckmittel eine größere Adhäsion aufweisen als zu dem Muster der
magnetischen Aufzeichnung. Durch den Druckvorgang erfolgt daher eine vollständige
übertragung des Bildmusters durch die Ablösung der Farbteilchen vom magnetischen
Aufzeichnungsträger und der Aufnahme der Farbteilchen durch das Druckmittel.
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Es war ferner bereits bekannt, die Muster der magnetischen Aufzeichnung
nicht darzustellen durch eine Magnetisierung, die bezüglich des Aufzeichnungsträgers
senkrecht ausgerichtet ist und deren Magnetisierungsmuster zusätzlich durch ferromagnetische
Typen bestimmt wird, sondern durch ein mosaikförmiges Aufzeichnungsmuster, dessen
einzelne punktförmige Magnetisierungen bezüglich der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers
parallel ausgerichtet sind. Die einzelnen Stifte eines solchen Magnetkopfes können
wahlweise erregt werden, so daß am Aufzeichnungsträger ein beliebiges Muster der
magnetischen Aufzeichnung darstellbar ist. Ein Magnetkopf dieser Art enthält ein
blockföriniges Polstück, in das die einzelnen Stiftköpfe eingesetzt sind. Die Stiftköpfe
sind zylinderförmig ausgebildet, und zwar so, daß ihre Durchmesser entlang ihrer
Längsachsen abgestuft sind. In dieser Weise entstehen an den Polspitzen der Stiftköpfe
Zwischenräume, während die entgegengesetzten Enden der Stiftköpfe einander berühren.
Die Stiftköpfe, an denen oberhalb der Polspitzen flache Leiter angeordnet sind,
werden fonnschlüssig in Bohrungen des blockförmigen Polstückes eingesetzt. In einer
solchen Einrichtung bildet sich von den Polspitzen der Stiftköpfe zu dem Aufzeichnungsträger
ein magnetischer Fluß, der durch die angrenzenden Teile des blockförmigen Polstückes
von dem Aufzeichnungsträger zu dem Magnetkopf zurückgeleitet wird.
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Magnetköpfe der bekannten Art erfordern einen großen Aufwand für die
Herstellung. Es besteht außerdem der Nachteil, daß in einem solchen Magnetkopf die
Anzahl und die räumliche Anordnung der Stiftköpfe nicht beliebig verändert werden
kann.
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Die Nachteile der bekannten Einrichtung werden gemäß der Erfindung
dadurch verbessert, daß das Polstück aus einem formbaren magnetischen Material in
einen magnetischen Trägerblock aus einem
formbaren magnetischen
Material einsetzbar ist, durch welches die magnetischen Stifte des Polstückes magnetisch
leitend verbindbar sind.
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Aus der genannten Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß die Polstücke
eines solchen Magnetkopfes in beliebiger Form automatisch herstellbar sind. Es besteht
außerdem der Vorteil, daß Polstücke mit verschiedenartiger Anordnung der magnetischen
Stifte in den magnetischen Trägerblock eines Magnetkopfes wahlweise einsetzbar sind.
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Weitere Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung.
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Die in der F i g. 1 dargestellte Einrichtung zur magnetischen
Aufzeichnung enthält eine magnetische Trommel 10 mit der Welle
11, die derart gelagert ist, daß sich die Trommel bezüglich einer größeren
Anzahl von stationären Magnetköpfen 12 dreht, die in einer Reihe parallel zur Drehachse
angeordnet sind. Jeder der Magnetköpfe 12 ist in unmittelbarer Nähe der Umfangsfläche
der Trommel 10 befestigt, so daß magnetische Bits vorzugsweise in der Form
von Punkten mit konzentrischer Polung auf der Oberfläche der Trommel gebildet
werden, wenn sich diese um die Welle 11 dreht.
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Die Montage der Magnetköpfe 12 kann in jeder geeigneten Form erfolgen,
sie wird aber vorzugsweise so durchgeführt, daß jeder Magnetkopf oder eine Gruppe
von Magnetköpfen relativ zur Oberfläche der Trommel 10 einstellbar ist, so
daß eine gleichmäßige Abmessung bei der Einstellung des Luftspaltes zwischen den
Magnetköpfen und der Trommeloberfläche erhalten wird. Eine Montageanordnung der
Magnetköpfe ist aus der F i g. 2 ersichtlich. Ein stationärer Rahmen
13 ist mit einem hervorstehenden Arm 14 versehen, auf welchem die Aufzeichnungsköpfe
einstellbar befestigt werden können. Zu diesem Zweck ist an dem Arm 14 eine Gewindebohrung
15 zur Aufnahme des unteren Gewindeteiles 17 einer zweiteiligen vertikalen
Justierschraube 16 für die Einstellung des Luftspaltes angeordnet. Ein Spalt
9 ist im Arm 14 vorgesehen, um die Gewindegänge der vertikalen Justierschraube
16
zu binden und einen Leergang zu beseitigen. Ein oberer Gewindeteil
18 der Justierschraube 16 kann in einer Gewindebohrung 22 im oberen
Arm eines U-förmigen beweglich montierten Teiles 20 gedreht werden. Der Schaft
19 der vertikalen Justierschraube 16 ragt durch eine Bohrung 24 im
unteren Arm 23
des beweglich montierten Teiles 20 und in eine übereinstimmende
Bohrung 25 im Arm des Rahmens 13.
Die Justierung tritt ein, wenn die vertikale
Justierschraube 16 gedreht wird, um den beweglich montierten Teil 20 vertikal
zu bewegen. Die axiale Justierung des beweglich montierten Teiles 20 und daher des
Magnetkopfes 12 erfolgt durch das Drehen horizontaler Justierschrauben
27 im Rahmen 13,
welche zwei flache Platten 28 gegen die hervorragenden
Enden der Anne 21 und 23 des beweglich montierten Teiles 20 drücken. Gegerundttern
29 und 30
können zum Blockieren der horizontalen Justierschraube
27 bzw. der vertikalen Justierschraube 16
vorgesehen sein.
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Wie aus der F i g. 2 hervorgeht, enthält der Magnetkopf 12
ein Polstück 31, eine Anzahl von Transformatoren 32, einen magnetischen
Trägerblock 33
für diese Elemente und einen nichtmagnetischen Montageblock
34. Einzelheiten dieses Aufbaues werden später erläuterL Zur Befestigung des Magnetkopfes
am beweglich montierten Teil 20 ist dieser mit zwei Haken 35 versehen, welche
von übereinstimmenden Aussparungen im nichtmagnetischen Montageblock 34 aufgenommen
werden. Durch die Schrauben 36, die in den Gewindebohrungen 37 des
beweglichen Teiles 20 geführt sind, wird der Montageblock 34 gegen die Haken
35 gedrückt.
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Das Polstück 31 des Magnetkopfes 12 ist mit seinen Einzelteilen
in den F i g. 3, 4 und 6 dargestellt. Das Polstück 31 enthält
eine Anzahl von magnetischen Stiften. Es ist dazu vorgesehen, ein mosaikartiges
Muster von magnetischen Punkten mit konzentrischer Polung auf der in Drehung befindlichen
Oberfläche der Trommel 10 aufzuzeichnen.
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Die F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform des Magnetkopfes 12.
Die magnetischen Stifte 31 a sind von je einer einzigen Windung eines flachen
Leiters 31 b
umgeben und in einem Block 31 c aus einem plastischen
magnetischen Material eingelagert.
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Als Beispiel wurde ein Polstück gewählt, das acht magnetische Stifte
31a enthält, die jeweils einzeln von einer Windung eines flachen Leiters umgeben
sind. Mit dieser Anzahl von magnetischen Stiften kann eine Matrix von magnetischen
Markierungen aufgezeichnet werden, welche acht Markierungen breit und irgendeine
Anzahl von Markierungen lang sein kann in Abhängigkeit von dem gewünschten Matrixmuster.
Natürlich können auch andere Matrixmuster erwünscht sein, z. B. wie 7 - 5,
in welchem Falle das Polstück 31 sieben magnetische Stifte 31 a aufweisen
würde. Aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung sind die magnetischen Stifte
31 a weit auseinanderliegend dargestellt.
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Zur Erzeugung eines magnetischen Matrixmusters werden die magnetischen
Stifte wahlweise durch elektrische Impulse kurzer Dauer über die flachen Leiter
31 b erregt.
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In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird jeder magnetische Stift
31 a über einen Transformator 32 erregt. Jeder dieser Transformatoren
32 umfaßt einen Kein 32 a (F i g. 3, 7) mit einer primären
und sekundären Wicklung 32 b bzw. 32 e.
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Das Polstück 31 und die Transformatoren 32 sind im magnetischen
Trägerblock 33 montiert. Zu diesem Zweck ist der magnetische Trägerblock
33 rechteckförmig und flach. In dem Block sind eine Aussparung
33 a für den Block 31 c aus einem plastischen magnetischen
Material und Aussparungen 33b für die Transformatoren vorgesehen. Diese sind
in Reihen angeordnet und bilden Öffnungen an entgegengesetzten Seiten des magnetischen
Trägerblocks. In den Stirn- und Seitenflächen des magnetischen Trägerblocks
33 sind Nuten 33 c bzw. 33 d angeordnet, um geeignete Kanäle
für die Zuleitungen zu den primären Wicklungen 32 b und für die von den sekundären
Wicklungen 32 c der Transformatoren 32 zu den magnetischen Stiften
31 a führenden Leitungen zu bilden. Der magnetische Trägerblock
33 besteht aus einem flußdurchlässigen Material, z. B. aus Ferrit mit einer
linearen magnetischen Charakteristik. Der Kern 32a ist vorzugsweise aus dem gleichen
Material hergestellt, und daher ist die magnetische Leistungsfähigkeit verbessert.
Ein zusätzlicher magnetischer Vorteil ergibt sich dadurch, daß der Kern 32a und
die zugeordnete Aussparung 33 b des Trägerblocks 33 konisch
geformt sind. Dadurch ergibt sich ein festerer Sitz der Kerne, und die konische
Form des Kerns 32a und der Aussparung
33 b erleichtert
den Einbau des Transformators 32
in den Trägerblock 33.
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Der U-förinige, nichtmagnetische Montageblock 34 besteht aus einem
Kunststoffmaterial, z. B. aus Bakelit oder Harnstoff-Formaldehyd. Der Querteil des
Montageblocks 34 ist mit einer Aussparung 34a für die Aufnahme des oberenEndes des
magnetischenTrägerblocks 33 versehen. Mehrere Anschlußstecker 38, 38
a,
welche gleichzeitig mit der Formung des nichtmagnetischen Montageblocks
34 in diesen eingebettet werden können, sind so angeordnet, daß sie entsprechende
Leitungsstecker 33g des Blocks aufnehmen können.
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Die aufeinanderfolgenden Schritte des Verfahrens zur Herstellung des
Polstückes 31 sind aus den F i g. 5 a, 5 b und 5 c ersichtlich.
Auf einem geraden Stück des Drahtes 40 aus einem ferromagnetischen Material zur
Herstellung der magnetischen Stifte 31 a
werden die Leiterelemente
41, 42 in bestimmten Ab-
ständen voneinander befestigt. Die Leiterelemente
41, 42 können verschiedene Formen aufweisen, und ihre Befestigung am Draht 40 kann
in jeder geeigneten Weise ausgführt werden.
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In der bevorzugten Ausführungsform werden die zwei Leiterelemente
41 und 42 an entgegengesetzten Seiten des Drahtes 40 aufgelegt und einem Druck ausgesetzt,
um sie entsprechend zu formen. Hierauf werden die Enden der beiden Teile des Leiters
vorzugsweise durch Elektroden 43 stumpfgeschweißt, um daraus einen einzigen Leiter
31b herzustellen.
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Die Leiter 31b können aus einem Bandmaterial oder aus einem
zylindrischen Draht bestehen, welcher unmittelbar vor dem Aufpressen auf den Draht
40 an den Enden abgeflacht wird. Während aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, daß
das Aufpressen der Leiter 41 und 42 vor dem Schweißen eintritt, können die beiden
Arbeitsvorgänge gleichzeitig in jeder geeigneten Weise ausgeführt werden.
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Nachdem die Leiter 41, 42 am Draht 40 befestigt sind, wird dieser
an mehreren Stellen (z. B. an acht Stellen zur Bildung von acht magnetischen Stiften)
wellenförmig gebogen. In dem bevorzugten Verfahren wird diese Wellenforin dadurch
erhalten, daß der Draht 40 abwechselnd um ein geeignetes Werkzeug (nicht gezeigt)
gebogen wird, um eine Anzahl gerader Teile 44 vorzusehen, die an den entgegengesetzten
Enden durch gebogene Drahtabschnitte 45 verbunden sind. Anschließend wird der wellenförmig
gebogene Draht in einen Rahmen eingesetzt und in einem Block aus einem formbaren
magnetischen Material eingekapselt.
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Die F i g. 5 b zeigt die Teile 47 und 48 eines Rahmens, in
welchen der Block46 eingesetzt wird, um eine Gußkammer zu bilden, in welche das
formbare Material eingegossen werden kann. Vor und während des Gußvorganges werden
der wellenfönnig gebogene Draht 40 und die Leiter 31 b in einer Stellung
abgestützt, in welcher die Parallelanordnung der geraden Teile 44 des wellenförinig
gebogenen Drahtes 40 mit der Verteilung der Leiter sichergestellt wird, um den Zusammenbau
mit den Transformatoren zu erleichtern. Eine Art, in welcher dies erreicht werden
kann, besteht in der Anwendung von Ausrichtungsnuten 49 und 50 in den Teilen
47 bzw. 48 des Rahmens, in welche die Leiter 31 b eingesetzt werden. Eine
Aussparung 51 und eine Abstufung 52
in den Teilen 46 und 47 des Rahmens
dienen zur Herstellung einer Gußkammer mit geringerem Volumen für die gekrümmten
Teile 45 des Drahtes 40. Nachdem der wellenförmig gebogene Draht 40 und die Leiter
31 b in den Block 46 und den Teilen 47, 48 des Rahmens eingestellt
sind, wird der aus einem magnetisch leitenden Material bestehende Block 31c des
Polstücks gegossen. Ein geeignetes Material ist eine Mischung aus einem Harz, wie
Äthoxylinharz, einem dazugehörigen Härter und aus Carbonyleisen SF-Teilchen mit
einem Volumenanteil von mindestens 50 bis 75 % Eisenteilchen. Es können
natürlich auch andere an sich bekannte Materialien oder Mischungen verwendet werden.
Ein bevorzugtes Material würde im allgemeinen einen hohen Prozentsatz der magnetischen
Teilchen enthalten, um eine Magnetfluß-Rückleitung zu den magnetischen Stiften
31 a zu gewährleisten.
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Anschließend an den Gußvorgang und nachdem die Härtung der Form eingetreten
ist, wird die gefonnte Einheit einer maschinellen Bearbeitung unterworfen, bei welcher
die gebogenen Teile 45 des Drahtes 40 von den geraden Teilen 44 abgetrennt werden.
Zur Erreichung dieses Zieles können verschiedene technische Verfahren angewendet
werden. Vorzugsweise werden die erhöhten Teile 31 d des Blocks
31 c abgeschliffen. Wenn gewünscht, können die erhöhten Teile 31 d
an den entgegengesetzten Seiten des Blocks 31 c durch das Schleifwerkzeug,
53
gleichzeitig abgeschliffen werden. Der Schleifvorgang wird bevorzugt, weil
sonst die Möglichkeit des Einklemmens von Splittern der Leiter und/oder des Drahtes
in den Forinkörper besteht, wodurch die magnetische Homogenität unkontrollierbar
geändert und beträchtlich verringert wird. Es könnte jedoch ein Schnittvorgang ebenfalls
angewendet werden.
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In der dargestellten Ausführungsform bildet der Leiter 31b
einen Arbeitsspalt zwischen den magnetischen Stiften 31a und dem Block 31c des Polstücks.
Bei dem bevorzugten Aufbau sollte der Leiter 31b freigelegt sein, wenn der
Schleifvorgang beendet ist. Dies kann in Übereinstimmung mit den gezeigten Verfahren
infolge der Verwendung der Leiter als Einstellungsmittel, beim Gußvorgang genau
eingehalten werden. Die Formungseinrichtung kann so bearbeitet sein, daß nach ihrer
Zusammensetzung eine der erhöhten Stellen genau die Stellung des Leiters in der
Form bestimmt. Der Schleifvorgang kann daher so gesteuert werden, daß diese Stelle
bearbeitet wird. Außerdem können, wenn gewünscht, die Arbeiten bequem automatisch
ohne Verlust an Genauigkeit ausgeführt werden.
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In besonderen Arbeitsvorgängen können die Transformatoren
32 mit der entsprechenden Anzahl von Windungen der primären bzw. sekundären
Wicklung 32b und 32c hergestellt werden. Wenn der magnetische Trägerblock
33 aus Ferrit hergestellt ist, wird er vorzugsweise in die gezeigte allgemeine
Form unter gleichzeitiger Bildung der Aussparungen 33 b
gepreßt. Die
Nuten 33 c und 33 d werden vorzugsweise nach dem Preß- oder Formungsvorgang
ausgeschnitten. Die Bewicklung des Kernes 32a kann in jeder geeigneten Weise ausgeführt
wrden. In dem bevorzugten Verfahren sind die Leiter 31 b für die magnetischen
Stifte 31a ein Teil der sekundären Wicklung 32 c des Transformators
32. Anschließend an das Aufbringen der primären Wicklung 32 b auf
den Kein 32 a wird der Leiter 31 b mit der auf den Kern
32 a aufgebrachten sekundären Wicklung 32 c verbunden. Ferner wird
eine entsprechende Isolierung vorgesehen, um die Wicklungen32b und 32c zu
trennen.
Dieser Arbeitsvorgang wird für jeden Transforinator 32 für jeden der magnetischen
Stifte 31 a
des Polstücks 31 wiederholt. Hierauf erfolgt der
Einbau des Polstücks 31 und der Transformatoren 32 in den magnetischen
Trägerblock 33.
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Jeder Transformator 32 wird in die zugehörige Aussparung
33 b eingesetzt, wobei die Zuleitungen zur primären Wicklung 32 b
in eine Nut 33 c und die Zuleitung einer sekundären Wicklung 32c in eine
Nut 33 d eingelegt und mit dem flachen Leiter 31 b
verbunden
werden. Die primären Wicklungen 32b
können dann mit den Leitungssteckem
33 g und 33 h
verbunden werden.
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# In einem besonderen Arbeitsvorgang kann der nichtmagnetische Montageblock
34 durch jede geeignete Arbeitsweise erzeugt werden, z. B. durch Pressen, wenn plastisches
Formaldehyd verwendet wird. Die Aussparung 34 a kann gleichzeitig geformt werden
und die Anschlußstecker 38 und 38a können im Zeitpunkt der Formung eingesetzt
werden.
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Nach der getrennten Herstellung der einzelnen Teile:werden diese zusammengesetzt.
Die den magnetischen Trägerblock 33 mit den Transformatoren 32 und
dem Polstück 31 umfassende Baugruppe wird in die öffnung des nichtmagnetischen
Montageblocks 34 so eingesetzt, daß ihr oberes Ende in die Aussparung 34a ragt,
in welcher Lage die Leitungsstecker 33 g und 33 h in die Anschlußstecker
38 und 38a eingeführt sind, mit denen sie, falls gewünscht, verlötet werden
können. Hierauf wird der magnetische Trägerblock 33 im nichtmagnetischen
Montageblock 34 dadurch fndert, daß in die in F i g. 3
dargestellten Nuten
33 i und 34 b der beiden Blöcke 33 bzw. 34 ein härtbares
Harz eingefüllt wird.
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Die beschriebene Baugruppe kann eine von mehreren gleichen Baugruppen
in einer großen Hauptgruppe sein. Wenn z. B. gewünscht wird, sechs Zeilen magnetischer
Schriftzeichen aufzuzeichnen, können sechs solcher Baugruppen auf einen für diesen
Zweck hergestellten beweglich montierten Teil 20 entsprechend dem Teil 20 der F
i g. 2 aufgeschoben werden. Nachdem die einzelnen Baugruppen so zusammengebaut
sind, können die hakenförmigen Leisten 35 aufgestaucht werden, um die Baugruppen
im beweglich montierten Teil 20 zu verriegeln. Zusätzlich können Löcher 34 c im
nichtmagnetischen Montageblock 34 für Nieten vorgesehen sein, durch welche die Baugruppen
fest zusammengehalten werden.