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Einrichtung zur Speicherung und Abfrage von Signalen auf Magnetogrammträgem
mit Quermagnetisierung Die Erfindung befaßt sich mit der Aufzeichnung und Abfragung
von magnetisch auf einem Magnetogrammträger gespeicherten Signalen. Es ist bekannt,
nicht nur zum Festhalten akustischer Vorgänge, sondern auch zu Steuerzwecken, zur
Messung, überwachung und Regelung od. dgl. magnetische Signale auf relativ zum Aufzeichnungsorgan
beweglichen Magnetogrammträgem zu speichern. Für zahlreiche technische Anwendungszwecke,
z. B. Maschinensteuerungen, Kettenbahnsteuerungen usw., wird vielfach von einer
Abfragung Gebrauch gemacht, bei der die Signale unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit
eindeutig sein müssen, gegebenenfalls sogar stets ein und denselben vorgeschriebenen
Wert aufzuweisen haben. Vielfach ergibt sich dabei noch die Notwendigkeit, die Magnetogramme
auch im Stillstand abzufragen, was magnetostatisch wirksame Abfrageköpfe erfordert.
Mit besonderem Vorteil können Abtastköpfe mit Hallspannungserzeugern oder anderen
magnetfeldempfindlichen Widerstandsanordnungen hierzu herangezogen werden, da mit
solchen Abtastköpfen bei jeder Bewegungsgeschwindigkeit und auch im Stillstand Signale
gleicher Höhe erzeugt werden können. Dementsprechend hat die Erfindung auch Bedeutung
für die Aufzeichnung von Meßwerten, da es auf diese Weise gelingt, aufgezeichnete
Meßergebnisse unverfälscht bei beliebigen Geschwindigkeiten des Magnetogramms relativ
zum Abfrageorgan und auch im Stillstand abzutasten.
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Für die geschilderten Anwendungsfälle einer magnetischen Speicherung
und Abfragung, insbesondere für Steuerungszwecke, ist eine möglichst hohe Abfragespannung
erwünscht. Es kommt also darauf an, daß die abgefragten Signale möglichst groß sind,
um damit einen großen Abstand vom Störpegel zu gewährleisten. Daneben ist es aber
auch wünschenswert, die Signale mit möglichst scharfer Begrenzung abtasten zu können,
da bei der Steuerung von Maschinen vielfach die Genauigkeit der Maschinenbewegung
von der Genauigkeit des Einsetzens eines vorn magnetischen Signal hergeleiteten
Kommandos abhängt. Bei schnell bewegten Magnetogrammen, wie Z. B. bei Tonbändern
in Magnettongeräten, kann man der Gefahr eines sogenannten »Verwischens« eines Impulses
dadurch begegnen, daß man die Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetogramms heraufsetzt.
Bei Maschinensteuerungen ist eine solche Maßnahme nur unter Zuhilfenahme besonderer
Mittel, also durch einen nicht immer gerechtfertigten Mehraufwand erzielbar. Mit
immer geringer werdender Bewegungsgeschwindigkeit, vor allem aber bei der Befragung
im Stillstand, besteht die Gefahr des geschilderten »Verwischens« von Signalen.
Es kommt also bei der Aufzeichnung von Magnetisierungssignalen, bei denen sich beispielsweise
die Magnetisierung in ihrer Richtung umkehrt, darauf an, daß dieser übergang mit
möglichst großer Flankensteilheit erfolgt.
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Es ist bereits ein Magnetogrammträger bekanntgeworden, der aus mehreren
Schichten besteht, die derart ausgebildet sein sollen, daß jede Schicht auf Grund
der magnetischen Feldverteilung in ihrem optimalen Bereich arbeiten kann. Weiterhin
ist es bekannt, einen Magnetogrammträger derart auszubilden, daß er doppelseitig
bespielbar ist und daß dessen Schichten zu diesem Zweck durch eine magnetisch abschirmende
Zwischenschicht getrennt sind. Weiterhin ist es schon seit langem bekannt, magnetische
Signale in der Weise in Magnetogrammträgem zu speichern, daß die Magnetisierungen
senkrecht zur Oberfläche verlaufen. Eine solche vielfach als Tiefenmagnetisierung
bezeichnete Aufzeichnungsart hat sich beispielsweise beim Aufsprechen von Signalen
auf Stahldrähten bewährt. Darüber hinaus ist auch bereits vorgeschlagen worden,
bei Tonbändern von einer solchen Tiefenmagnetisierung Gebrauch zu machen und die
Magnetsysteme des Aufsprech- und Abfragekopfes so auszubilden, daß die Magnetisierungsrichtung
von der Oberfläche des Magnetogrammträgers durch ihn hindurch zur anderen Oberfläche
hin verläuft. In all diesen Fällen treten aber zwei Luftspalte auf, von denen der
eine an der Oberseite und der andere an der Unterseite des Magnetogrammträgers liegt.
Um diesen Luftspalt klein zu halten, muß das Magnetogramm möglichst dicht an beiden
Polschuhen anliegen, und Dickenänderungen des Magnetogrammträgers wirken sich möglicherweise
ungünstig
aus. In einer anderen: bekannten Anordnung sind der Aufzeichnungs- und Abnahmekopf
nebeneinander angeordnet, und zwar derart, daß sie auf dem Magnetogrammträger schleifen
und daß die Breite der Luftspalte unterschiedlich ist. Weiterhin ist ein Magnettonaufzeichnungs-
oder. Wiedergabekopf mit einem Kein aus ferromagnetischem Material keramischer Natur,
sogenanntem Ferrit, insbesondere für Längsmagnetisierungen bekanntgeworden mit nur
einseitiger Anlage am Magnettonträger.
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Es ist auch bereits bekannt, daß in Tonträgem Quermagnetisierungen
auftreten können. Bei diesen bekannten Anordnungen ist jedoch die Quermagnetisierung
ein unerwünschter Nebeneffekt, da es vor allem um die Längsmagnetisierung des Tonträgers
geht. Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die
bevorzugt mit Quermagnetisierung arbeitet.
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Die Erfindung beruht nicht auf einer besonderen Ausbildung des Magnetogrammträgers
allein, sondem auf dem Zusammenwirken des Magnetogrammträgers mit speziell
ausgebildeten Polschuhen, die gerade für diesen Magnetogrammträger wichtig sind.
Hierzu gehört auch die Bewegungsrichtung dieser Polschuhe relativ zum Magnetogrammträger.
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. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Speicherung und
Abfrage von Signalen auf Magnetogrammträgern mit Quermagnetisierung für Steuerungszwecke
und ist dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Aufsprechkopf als auch Abtastkopf mit
je zwei nebeneinander in geringem Abstand von einem Magnetogrammträger aus einer
weichmagnetischen Unterlage und einer hartmagnetischen *Oberflächenschicht angeordneten
Polschuhen versehen und relativ zum Magnetogrammträger beweglich -sind.
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Unter einem hartmagnetischen Werkstoff wird ein solcher hoher Koerzitivkraft
und geringer Permeabilität, unter einem weichmagnetischen Werkstoff ein solcher
hoher Permeabilität und geringer Koerzitivkraft verstanden.
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Beim Erfindungsgegenstand handelt es sich also darum, bei einem Magnetogrammträger,
der nur von einer Seite her zugänglich ist, eine Magnetisierung senkrecht zur Oberfläche
vornehmen zu können, die sich für viele Anwendungsfälle als besonders vorteilhaft
erwiesen hat. Da der zweite Polschuh der Aufsprech- und Abtastköpfe nicht hinter
dem Magnetogrammträger geführt werden kann, muß für einen geeigneten magnetischen
Rückschluß gesorgt werden. Dies geschieht gemäß der Erfindung durch eine weichmagnetische
Unterlage, auf der die hartmagnetische Oberflächenschicht als eigentlicher Magnetogrammträger
anfliegt.
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Die Erfindung hat Bedeutung für Magnetogra-rnrnd in jeder Form, also
nicht nur Folien, Bänder, Scheiben, Platten, Walzen u. dgl., sondern auch Drähte,
Stäbe, Schienen usw. So kann ein Magnetogramm örper im Inneren aus weichmagnetischen
Werkstoffen bestehen und an seiner Oberfläche, zumindest an einer Seite, gegebenenfalls
auch an mehreren Seiten oder rundum eine Schicht aus hartmagnetischen Werkstoffen
aufweisen. Die Magnetisierungen verlaufen dann im hartmagnetischen Werkstoff senkrecht
zur Oberfläche, während im weichmagnetischen Bereich des Magnetogrammträgers sich
gewissermaßen der magnetische Rückschluß vollzieht.
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Die Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf solche Ausbildungen des
Aufsprech- und Abfrageorgans, bei denen die Polschuhe auf der gleichen Seite der
Oberfläche des Magnetogrammträgers gegenüberstehen. Die Abstände zwischen Magnetogrammträger
und Polschuhen liegen also auf der gleichen Seite -und können damit unabhängig von
der Dicke des Magnetograinni rägers konstant gehalten werden. Der magnetische Rückschluß
vollzieht sich im Inneren des Magnetogrammträgers innerhalb des weichmagnetischen
Bereiches.
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Der weichmagnetische Bereich kann beispielsweise durch ein Eisenblech
mit magnetischer Vorzugsrichtung senkrecht zur Beschriftungsrichtung gebildet sein.
Magnetische Vorzugsrichtungen können auch gegebenenfalls in der hartmagnetischen
Schicht senkrecht zu deren Oberfläche zur Anwendung gelangen.
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Der wesentliche technische Fortschritt des Erfindungsgegenstandes
ist in der mit ihm erzielbaren Höhe der Abfragespannung begründet, wie sie z. B.
bei Maschinensteuerungen oder Kettenbahnsteuerungen erforderlich sind. Mit den bekannten
Einrichtungen konnten Abfragespannungen solcher Höhe bisher nicht erzielt werden.
Weiterhin wird durch die Einrichtung gemäß der Erfindung neben der hohen Abfragespannung
ein übergang von einem magnetischen Minussignal in ein magnetisches Plussignal mit
einer bisher nicht erreichbaren Flankensteilheit bewirkL An Hand der Zeichnung soll
die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in
ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen. Gleiche oder einander entsprechende
Teile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den F i g. 1 und 2 ist der Aufzeichnungsvorgang versinnbildlicht,
wobei ein Aufsprechorgan 1 in zwei senkrecht zueinander stehenden Darstellungen
veranschaulicht ist (F i g. 2: quer zur Vorschubrichtung, F i g. 1:
in Vorschubrichtung des Magnetogrammträgers). Das Aufsprechorgan 1 ist mit
einem Magnetsystem 2 versehen, dessen dem Magnetogramm 3 zugekehrte Seite
mit Polschuhen 4 und 5 versehen ist. Diese Polschuhe sind in der einen Richtung,
wie F i g. 1 zeigt, verbreitert, in ihrer senkrecht dazu liegenden Richtung
aber, wie F i g. 2 zeigt, zugespitzt. Die Aufsprechwicklung ist mit
5 bezeichnet. Der Magnetogrammträger 3 besteht aus einer das eigentliche
Magnetogramm beinhaltenden hartmagnetischen Folie 6 auf einer weichmagnetischen
Unterlage 7. Die Magnetisierung, die durch die mit Pfeilen versehenen Linien
8 versinnbildlicht ist, durchsetzt die hartmagnetische Folie 6 senkrecht
oder nahezu senkrecht zur Oberfläche, während innerhalb der weichmagnetischen Unterlage
8 die Magnetisierungslinien im wesentlichen parallel zur Oberfläche verlaufen.
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Wie die Darstellung erkennen läßt, kann der Spalt zwischen den Polschuhen
des Aufzeichnungskopfes und dem Magnetogrammträger sehr klein gehalten werden, so
daß die seitliche Ausstreuung des Flusses, die zu einer Verwischung oder Verschleifung
der Flankensteilheit des aufmagnetisierten Signals führen könnte, zu vernachlässigen
ist.
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Wie F i g. 3 weiter zeigt, ist es auf diese Weise möglich,
Signale großer magnetischer Stärke mit unmittelbarem übergang von einem magnetischen
3/finus-Signal in ein magnetisches Plus-Signal und umgekehrt mit großer Flankensteilheit
zu speichern. Senkrecht zur mit dem Pfeil 9 versinnbildlichten Bewegungsrichtung
des Magnetogrammträgers erfolgt die Signalaufzeichnung, bei der eine Magnetisierung
10
z. B. von oben nach unten die hartmagnetische Folie 6 durchsetzt und in umgekehrter
Richtung bei 11 wieder von unten her auftaucht.
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F i g. 4 zeigt eine entsprechende graphische Darstellung, wobei
die Beschriftungsrichtung (Vorschubrichtung) als Abszisse und die Magnetisierungsstärke
als Ordinate aufgetragen ist. Längs der Bahn des Polschuhes, dem die Magnetisierung
10 zugeordnet ist, folgt dann auf eine positive Magnetisierung eine negative
und darauf wieder eine positive Magnetisierang entsprechend den in F i
g. 3 mit 12 und 13 bezeichneten Magnetisierungen.
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F i g. 5 veranschaulicht einen Abfragekopf, bei dem ein Hallspannungserzeuger
14 zwischen den Polschuhen 15, 16 und 17 des Magnetsystems angeordnet
ist. Die Schenkel 15 und 17 des Magnetsystems sind noch mit Leitblechen
18 und 19 versehen. Der magnetische Fluß ist entsprechend der Darstellung
gemäß F i g. 1 durch die Pfeile 8 versinnbildlicht.