DE1931003B2 - Magnetkopf fuer ein magnetspeichergeraet - Google Patents
Magnetkopf fuer ein magnetspeichergeraetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf für ein Magnetspeichergeräi: nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Sie betrifft ferner einen Magnetkopf für ein Magnetspeichergeräi: nach dem Gattungsbegriff des
Nebenanspruchs.
Ein Magnetkopf nach der Gattung des Hauptanspruchs ist bekannt aus der US-PS 28 50 582. Der dort
offenbarte Magnetkopf ist aus dünnen magnetischen Schichten unter Zwischenlage sehr dünner abriebfester
Schichten aufgebaut, wobei die Ebenen der Schichten sowohl senkrecht i:u dem Arbeitsspalt als auch
senkrecht zu der Ebeine des über die Kopfspiegelfläche der Polschuhe am Arbeitsspalt vorbeibewegten Infor- 5<>
mationsträgers stehen. Der Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß nach längerem Gebrauch
der Magnetkopf die weicheren magnetischen Schichten in der Nähe des Arbeitsspaltes von dem Magnetband
abrasiv abgetragen werden, während die verschleißfesteren Lagen zwischen den weichmagnetischen Schichten
dem Verschleiß länger widerstehen. Da die Schichten sich in der Richtung parallel zur Bewegungsrichtung
des Magnetbandes erstrecken, tritt dann ein sehr unerwünschter Messereffekt auf, wobei bei
wiederholter Benutzung eines Magnetbandes immer die gleichen Bahnen des Magnetbandes mit den verschleißfesten,
dünnen Schichten in Berührung kommen, so daß hier Verformungen und Verschleiß an den oft sehr
wertvollen Magnetbändern auftritt.
Eine andere Ausführungsform des bekannten Magnetkopfes
vermeidet diesen Nachteil, da jedoch die verschleißfesten Schichten parallel zum Arbeitsspalt
angeordnet sind, können die weichmagnetischen Schichten des Magnetkopfes nicht in der gewünschten
Weise lamelliert unter Zwischenschaltung verschleißfester Lagen aufgebaut werden, da hierdurch der
magnetische Fluß am Arbeitsspalt unterbrochen wird. Für die Aufnahme und Wiedergabe breitbandiger
Signale, wie sie beispielsweise in der Technik der Speicherung von Fernsehsignalen auftreten, ist der
bekannte Magnetkopf ungeeignet.
Aus der GB-PS 7 76 348 ist ferner eine Magnetkopfanordnung
bekannt, bei der die Kopfspiegelflächen der Polschuhe zum Zweck der Verschleißminderung teilweise
aus einem magnetisch inaktiven Material, wie Saphir oder Wolframkarbid besteht. Nach längerer
Gebrauchsdauer tritt jedoch im Bereich des Arbeitsspaltes an den weichmagnetischen Kopfspiegelteilen
Abnutzung auf, so daß das Magnetband schließlich mit Abstand darüber hingleitet. Hierdurch verschlechtert
sich infolge der Abstandsdämpfung insbesondere die Aufzeichnung hoher Frequenzen.
Schließlich ist in der Schrift »ΓΒΜ Technical
Disclosure Bulletin«, Vol. 7, Nr. 4, Sept. 1964, Seite 333 ein Magnetkopf beschrieben, dessen Kopfspiegelfläche
vollständig mit einem nicht ferromagnetischen Überzug versehen ist. Hier tritt der Nachteil der Abstandsdämpfung
mit der Folge der verschlechterten Aufzeichnung hoher und höchster Frequenzen von Beginn der
Verwendung an auf.
Bekannt ist weiter die Verwendung von Ferrit als magnetischem Werkstoff für den Magnetkopf. Magnetköpfe
dieser Art eignen sich mit den zur Zeit zur Verfügung stehenden Ferriten jedoch nur für Magnetspeichergeräte
mit kleinen relativen Geschwindigkeiten zwischen diesen und dem Informationsträger, wie z. B.
Tonband-Heimgeräte. Bei größeren Geschwindigkeiten können sehr leicht örtliche Erhitzungen auftreten, die
zum Ausbröckeln des Ferritkörpers am Spalt des Magnetkopfes führen.
Auch werden Magnetköpfe verwendet, bei denen nur die Polschuhe - auf Ferrit-Magnetkörpern - oder
auch die ganzen Magnetkörper aus einer weichmagnetischen Legierung, wie z. B. Fe-Al-Si bestehen.
Diesen letztgenannten Magnetköpfen ist jedoch gemeinsam, daß die Spalttiefe - bedingt durch den
großen Abrieb — verhältnismäßig groß gewählt werden muß, um eine noch tragbare Lebensdauer zu
erzielen (> 100 Std.).
Je größer die Spalttiefe ist, um so kleiner wird der Teil des magnetischen Flußes, der bei der Aufnahme durch
die ferromagnetische Schicht des Informationsträgers fließt, gegenüber dem Teil, der direkt zwischen den
Polschuhen fließt. Dies bedeutet, daß mit zunehmender Spalttiefe ein immer größer werdender verzerrungsarmer
Aufsprechstrom mit steigendem Schaltungsaufwand erforderlich ist. Die derzeit verwendeten Magnetköpfe
sind also, mit Rücksicht auf die Lebensdauer, ein Kompromiß zu Ungunsten des elektrischen Aufwandes.
Bei der Wiedergabe sind die Verhältnisse noch ungünstiger, da nur ein kleiner Teil der magnetischen
Energie des Informationsträgers durch die Spule fließt. Damit wird die induzierte Spannung niedrig und der
Störabstand klein.
Die Erfindung geht demgemäß von der Aufgabe aus, einen Magnetkopf nach dem Gattungsbegriff anzugeben,
bei dem trotz wechselweiser Anordnung ferromagnetischer und abriebfester Zonen der magnetische
Fluß innerhalb des geschlossenen magnetischen Kreises nicht unterbrochen wird und der Informationsträger in
innigem Kontakt mit den ferromagnetischen Schichten
der Kopfspiegelfläche gelangt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Mitteln des Kennzeichens der Patentansprüche.
Der Magnetkopf nach der Erfindung zeichnet sich vor allem durch günstiges Prequenzverhalten infolge
geringer Abstandsdämpfung sowie durch ein gutes Abriebverhalten und hohen Nutzstrom bei der Wiedergabe
infolge geringem magnetischem Widerstand im magnetischen Kreis aus. Auch vermeidet er Beschädigungen
des Magnetbandes, die sich aus ungleichmäßiger Abnutzung weichmagnetischer und abriebfester Schichten
ergeben.
Die Erfindung wird anhand der in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert, wo- 'S
bei nur die für die Erfindung notwendigen Teile dargestellt sind. In den Figuren vorkommende gleiche
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt
F i g. 1 die prinzipielle Darstellung eines Magnetkopfes mit Informationsträger;
F i g. 2a als Ausführungsbeispiel einen Teil des erfindungsgemäßen Magnetkopfes in vergrößertem
Maßstab in Schnittdarstellung mit Schnitt senkrecht zum Informationsträger;
F i g. 2b den Magnetkopf nach F i g. 2a mit Schnitt parallel zum Informationsträger;
F i g. 3a einen Polschuh eines anderen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Magnetkopfes in
gleicher Darstellung wie F i g. 2a in abermals vergrößertem Maßstab;
Fig.3b in Schnittdarstellung die Kopfspiegelfläche
des Polschuhs nach F i g. 3a entlang der Linie C-C,
F i g. 4a den Polschuh eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Magnetkopfes analog
F i g. 3a, jedoch spiegelbildlich zum Arbeitsspalt;
Fig.4b die Kopfspiegelfläche des Polschuhs im Schnitt entlang der Linie C-Cnach F i g. 4a.
F i g. 1 zeigt die prinzipielle Darstellung eines Magnetkopfes 1 mit Magnetkern 2, Arbeitsspalt 3, Spule
4 und deren Klemmen 5 sowie dem Informationsträger 6, beispielsweise einem Magnetband, bestehend aus dem
Schichtträger 7 und der ferromagnetischen Schicht 8. Bei der Aufnahme erzeugen der Spule 4 an den
Klemmen 5 zugeführte Signale im Arbeitsspalt 3 magnetische Felder. Die Menge der am Arbeitsspalt 3
austretenden Kraftlinien, die die ferromagnetische Schicht 8 des Informationsträgers 6 beeinflussen, hängt
neben der Größe des Signals von der Spaltbreite B und der Spalttiefe Hab. Der Spaltbreite ßsind fertigungsgemäß
und von den Frequenzen der zu übertragenden Signale her Grenzen gesetzt. Je kleiner die Spalttiefe H
ist, um so günstiger wird das Verhältnis der zwischen den Polschuhen des Arbeitsspaltes 3 verlaufenden
Kraftlinien und den am Arbeitsspalt 3 austretenden nutzbaren Kraftlinien, und um so kleiner wird auch der
von der Spule 4 benötigte Strom. Mit Rücksicht auf eine trotz des großen Abriebs noch wirtschaftliche Lebensdauer
des Magnetkopfes sind derzeit Spalttiefen H von ungefähr 50 μηι üblich. Diese Spalttiefe verlangt jedoch
einen verhältnismäßig großen Aufsprechstrom in der Spule 4, der sich nur mit erheblichem Aufwand
verzerrungsarm erzeugen läßt.
Bei der Wiedergabe werden die Schwierigkeiten noch größer, weil nur ein kleiner Teil, der an sich schon
geringen magnetischen Energie der ferromagnetischen Schicht 8 des Informationsträgers 6 zur Spule 4 gelangt.
F i g. 2a zeigt eine Möglichkeit des erfindungsgemäßen Aufbaues der Polschuhe mit wechselweise angeordneten
ferromagnetischen Schichten 10 und aus abriebfestem Material U. Die Schichten 10, U sind bis etwa 45°
geeignet zum Informationsträger 6 angeordnet.
Die abriebfeste Schicht U mit der Dicke S ist mit Vorteil dünner als die Spaltbreite B, um die Abstandsdämpfung
klein zu halten und wird zweckmäßig 0,1... 0,3 χ B gewählt, kann aber unter Umständen auch
Dicken bis zu 3 χ B erreichen. Die abriebfeste Schicht 11 wird bevorzugt aus unmagnetischen Werkstoffen bzw.
aus Material mit — bezogen auf die ferromagnetische Schicht — relativ schlechten magnetischen Eigenschaften
großer Härte hergestellt. Es seien nur einige Möglichkeiten wie Hartmetall, Oxyd-Keramiken oder
Cermets genannt. Diese Schichten können z. B. mit Hilfe des sogenannten »Metallspritzverfahren«, »Flame-Plating«,
»Plasma-Flame-Verfahrens« oder durch Aufdampfen aufgebracht werden.
An die ferromagnetischen Schichten 10 werden keine hohen Anforderungen bezüglich Gleichmäßigkeit gestellt.
Ihre Dicke ist in der Regel größer als die abriebfeste Schicht 11, um die effektive Permeabilität
des Magnetkopfes nicht zu sehr herabzusetzen.
Die ferromagnetischen Schichten 11, beispielsweise
aus einer Fe-Al-Legierung, können durch Aufdampfen, »Metallspritzen« Elektrolyse oder andere Verfahren
aufgebracht werden.
Außerdem besteht die Möglichkeit, die Polschuhe oder auch die ganzen Magnetkerne 2 aus z. B. durch
Druck verbundenen wechselweise geschichteten Folien abriebfesten und ferromagnetischen Materials herzustellen.
F i g. 2b stellt einen Schnitt durch den Magnetkopf entlang der Linie A-A dar. Wie zu erkennen ist, stellen
die abriebfesten Schichten 11 eine wirksame Verschleißschicht
über die gesamte Breite des Magnetkopfes dar. Infolge der vorgesehenen Neigung der abriebfesten
Schichten 11 bleibt dabei die effektive Permealität des Magnetkopfes 1 erhalten.
In der F i g. 2 sind der Übersichtlichkeit wegen nur wenige Schichten gezeichnet. Praktisch können 10 bis
100 Schichtpaare verwendet werden.
Die F i g. 3a und 4a zeigen zwei andere Ausführungsformen von verschleißfesten Polschuhen. Die abriebfesten
Materialteilchen sind dabei als abriebfeste Inseln 12 in einzelne Schichten 10 ferromagnetischen Materials
eingebettet. Die Fig.3b und 4b zeigen in Schnittdarstellung
die Verteilung der Inseln 12 in der jeweils geschnittenen Schicht 10. Wlhrend in der Fig.3b der
Versatz der Inseln 12 von Schicht zu Schicht sichtbar ist, ist nach der weiteren Ausführung nach den F i g. 4 der
Versatz in der Schnittdarstellung nach F i g. 4a erkennbar. In beiden Fällen wird der magnetische Fluß in den
Polschuhen nur unwesentlich beeinträchtigt, jedoch die Verschleißanfälligkeit infolge der dichten Anordnung
der abriebfesten Inseln wird bevorzugt ihrer Höhe entsprechen und in der Regel 0,1 ... 0,3 χ Β, unter
Umständen auch bis ca. 3 χ Β sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Magnetkopf für ein Magnetspeichergerät mit s einem durch einen Arbeitsspalt unterbrochenen, im
übrigen aber geschlossenen, magnetischen Kreis, bei dem mindestens die Polschuhe aus wechselweisen
Lagen ferromagnetischen und abriebfesten Materials ausgeführt sind und bei dem ein Informations- |0
träger über die Kopfspiegelfläche der Polschuhe geführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die wechselweisen Lagen als Schichten (10,11) in Ebenen winklig zur Ebene des Informationsträgers
(6) angeordnet sind und die Dicke der abriebfesten Schichten (11) in der Größenoidnung
der Breite (B)aes Arbeitsspaltes (3) liegt.
2. Magnetkopf für ein Magnetspeichergerät mit einem durch einen Arbeitsspalt unterbrochene, im
übrigen aber geschlossenen, magnetischen Kreis, bei dem mindestens die Polschuhe aus Schichten
ferromagnetischen Materials unter Einschluß von Zonen abriebfesten Materials ausgeführt sind und
bei dem ein Informationsträger über die Kopfspiegelfläche der Polschuhe geführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zonen abriebfesten Materials als Inseln (12) innerhalb jeder ferromagnetischen
Schicht (10) so gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß der magnetische Fluß in den
ferromagnetischen Schichten (10) nicht unterbrochen ist.
3. Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als abriebfestes Material
Hartmetall, Oxyd-Keramik oder Cermet verwendet ist.
Priority Applications (2)
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DE1931003A DE1931003C3 (de) | 1969-06-19 | 1969-06-19 | Magnetkopf für ein Magnetspeichergerät |
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Applications Claiming Priority (1)
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DE1931003A DE1931003C3 (de) | 1969-06-19 | 1969-06-19 | Magnetkopf für ein Magnetspeichergerät |
Publications (3)
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DE1931003B2 true DE1931003B2 (de) | 1977-08-18 |
DE1931003C3 DE1931003C3 (de) | 1978-04-13 |
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ID=5737384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1931003A Expired DE1931003C3 (de) | 1969-06-19 | 1969-06-19 | Magnetkopf für ein Magnetspeichergerät |
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