-
Magnetkopfanordnung Die Erfindung betrifft eine Magnetkopfanordnung
für die Aufzeichnung und Abnahme von Signalen großer Bandbreite, insbesondere von
Videosignalen, auf bzw. von einem Magnetband mittels acll Umfang eines rasch rotierenden
Kopfrades angeordneten Magnet köpfen, Maguetköpfe für die Aufzeichnung und Abnallme
von Signalen großer Bandbreite weisen einen Spalt zwischen den das Magnetband berülironden
Kopfspitzen von sehr geringer Breite in der Großenordnung von l/u und eine der Spurbreite
entsprechenden Länge von z. B. 0,25 mm auf. Auch der das Magnetband berührende Kopf
spiegel in Spurrichtung hat eine geringe Länge von z, 13. 2,5 mm.
-
Um die Verluste bei blollen Frequenzen gering zu halten, soll auch
der Magnetkern geringe Abmessungen haben und der im Kern verlaufende Kraftlinienweg
kurz sein. Aus diesen Gründen weist daher der Nagnetkopf mim Vergleich zur Breite
des Magnetbandes und zur Größe des Kopfrades, an dessen Umfang die Magnetköpfe angebracht
sind sehr kleine Abmessungen auf. Auf der anderen Seite sind die Anferderungen an
die Genauigkeit der Lage der Polsiptzen bzw. der Kepfspaite sowie den Winkel zwischen
den Kopfspalten außererdentlich hoch. Z. B. soll bei Fernseh-Magnetbandaniagen mit
vier am Umfang eines mit 15.000 Umdrehungen pro Minute rotierenden Kopfrades von
etwa50 mm Durchmesser angeordneten
Lagnetköpfen, der Vinkel zwischen
den Kopfspalten un nicht menr als # 10 Winkelschunden vom Sollwert vom Sollwert
von 90° abweichen. Dies entspricht einen Weg von ea. # 1,25 µ auf dur Umlanfbahn
der Kopfspitzen. Die Winkel zwischen den vier Köpfen können mit optischen Mitteln
senr genau eingestellt werden. Bei Betrieh des Kopfrades tritt jedoen hänfig ein
unzulässig großer Winkelfehler auf. Die Winkelgenanigkeit soll auch erhalten bleiben,
wenn sich die Kopfspitzen während der Lebensdauer der Köpfe allmählich abnutzen.
Dies erfordert, daß die Spalte nicht nur winkelrichtig, sondern auch genau radial
liegen.
-
Um die im Vergleich zum Kopfrad schr kelinen Magnetlöpfe leichte handnaben
und am Kopfrad zweckmäßig befestigen und justieren zu können, sind bei den bisher
bekannten Magnetkopfanordnungen die aus dem Magnetkern und der Wicklung bestehenden
aktiven Teile der Mágnetköpfe in Malterungen eingesetzt, die iilrerseits auf deut
Kopfrad justierbar befestigt sind. Trotz sorgfältiger und solider Ausbildung der
Befestigungs- und justiermittel hat es sich gezeigt, daß die im statischen Zustand
bei stillstehendem Kopfrad vorgenommene Justierung im Betrieb, wenu das Kopfrad
retiert, häufig nicht erhalten bleibt. Es wurde erkannt, daß diese Dejustierung
durch Verlagerung bzw. elastische oder infolge der bleibende Verformungen erheblichen,
an den Magnetköpfen mit ihren Halterungen angreifenden Zentrifugalkräfte verursacht
werden. Bei einer bekannten Magnetkopfanerdnung mit vier am Umfang des Kopfrades
angeordneten Magnetköpfen, bei welecher die Masse des magnetkopfes mit Malterung
0,57 Gramm beträgt, erreient die auf den Magnetkopf mit Halterung einwirkkende Zentrifugalkraft
bei der Nenndrehzanl von 15.000 Umdrehungen pro Minnte einen Wert von 2, 6 Kilopond.
Wenn bei asynehnhronem Betrieb des Kopfradmotors die Geschwindigkeitsregelung versagt,
können die Drehzahlen bis zu 30.000 Umdrehungen pro minute steigen und damit Zentrifugalkräfte
bis über LO nilopond auftreten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnetkopfan ordnung
mit Magnetköpfen am Umfang eines rasch rotierenden Kopfrades anzugeben, bei welcher
die im Stillstand des Kopf rades vergenommene Justierung der Lage der Magnetköpfe
bei rotierendem Hopfrad erhalten bleibt. Weiter soll diese Justierun mit der geforderten
hohen Genauigkeit ohne besondere an den Magnetköpfen angebrachte Justiermittel in
einfaeher Weise durchführbar sein. Schließlich soll die erfindungsgemäße Magnetkopfanordnung
eine zuverlässige Befestigung der Magnetköpfe ohne Malterungen und besondere Befestigungsntittel
auf dem I(opfrad erntögliolien.
-
Dies wird da erreicht, daß bei einer Magnetkopfanordnung für die Aufzeichnung
und Abnahme von Signalen großer Bandbreite, insbesondere von Videosignalen, auf
bzw. von einem Magnetband mit am Umfang eines rasch rotierenden Kopfrades angeordneten
Magnetköpfen erfindungsgemäß die aus dem Magnetkern und der Wicklung bestehenden
Magnetköpfe an einer senkrecht zur Kopf radachse liegenden Flache des Kopfrades
und an einem ringförmigen zur Achse des Mopfrades konzentrischen Vorsprung mit Führungsflächen
gleicher Krümmng anliegend durch Kleben befestigt sind.
-
Bei der erfindungsgemäßen Magnetkopfanordnung sind keine besonderen
Halterungen für die Magnetköpfe sowie keine Befestigungs- und Justiermittel erforderlich.
Die der Zentrifugalkraft unterliegende Masse ist mir unwesentlich größer als die
des Magnetkernes der Wieklung.
-
Die Justierung läßt sich bei der erfindungsgemäßen Kopfradan ordnung
in besonders einfacher Weise itit der geforderten hohen Genauigkeit vornchmen. Durch
das Anliegen der größten Fläche des Magnetkopfes an eine senkrecht zur Kopfradachse
liegende Fläche des Mopfades ist die Lage des Spaltes in Längsrichtung mit hoher
Genanigkeit bestimmt. Durch die Führungsflächen an
der unteren Schmalseite
des Magnetkernes, die sich an einen ringförmigen zur Achse des I(opfrades konzentrischen
Vorsprung anlegen, wird erreicht, daß der Kopfspalt über seine gesai:ite Tiefe genau
radial verläuft4 Bei der Herstellung der FUhrungsflächen durch Schleifen wird der
Abstand zwischen dem Einschliff und dem Spaltgrund gemessen und auf den vorgeschriebenen
Inert gebracht. Dadurch ist sichergestellt, daß bei der fertiggesteI-ten Magnetkopfanordnung
auch der Abstand zwischen der Drehachse des Kopfrades und dem Spaltgrund der Magnetköpfe
den vorgegebenen lZert hat und bei allen Magnetköpfen gleich groß ist.
-
Die Einstellung der windelabstände von z. 13. 900 zwischen den Kopfspalten
erfolgt durch Verschieben des Magnetkopfes entlang der kreisförmigen Führung mittels
eines in eine Bohrung des Magnetkopfes eingreifenden Justierstiftes bei gleichzeitiger
Beobachtung des Kopfspaltes durch ein Mikroskop.
-
Es hat sich gezeigt, daß die Magnetkopfanordnung gemäß der Erfindung
hinsichtlich Winkelabstand, Spalttiefe und Itadiallage der Spalte wesentlich genauer
und gleiclintäßiger hergestellt werden kann als die bisher bekannten Magnetkopfanordnungen,
und daß diese Genauigkeit auch im Betrieb bei rotierendem Kopfrad erhalten bleibt,
Die Erfindung soll nunmehr nit hilfe der Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren
genauer erläutert werden. Von diesen zeigt: Figur i einen Ausschnitt aus einer Magnetkopfanordnung
gel riß der Erfindung mit einen Magnetkopf in einer Ansicht in Achsrichtung, Figur
2 einen Querschnitt der Anordnung nach Figur 1, Figur 3 eine Ausführungsform der
Magnetköpfe für die erfindungst gefäße Anordnung, Figur 4 eine bevorzugte Ausführungsform
der Magnetköpfe.
-
Ein Sektor des ILopfrades mit einem auf diesem befestigten Magnetkopf
2 ist in Figur 1 in einer Ansicht in Achsrichtung des Kopfrades und in Figur 2 im
Schnitt dargestellt. Der Magnetkopf 2, dessen klasse nur wenig größer als die des
aktiven Einsens ist, liegt mit seiner größten Fläche an der ringförmigen Fläche
1 des Kopfrades an. Die Abmessung des Magnetkernes des Magnetkopfes in radialer
Richtung ist nur so groß, daß eine sichere Befestigung der Magnetköpfe auf dem iCopfrad
gewährleistet ist. Damit der Magnetkopf in radialer Richtung die vorgeschriebene
Lage auf dem Kopfrad hat, liegt der Magnetkopf an der der Kopfradachse zugewendeten
Schmalseite an einer kreiszylinderförmigen, zur Eopfradachse symmetrischen Fläche
5 des Kopfrades an. Hierzu sind an dem Magnetkern Führungsflächen 6, 7 angebracht,
welche die gleiche Krümmung wie die Fläche 5 aufweisen. Bei der Herstellung des
Magnetkopfes werden diese Führungsflächen in eine derartige Beziehung zum Spalt
des Magnet kopfes gebracht, daß die am I(opfrad befestigten Magnetköpfe den vorgeschriebenen
Abstand des Spaltgrundes von der Kopfradachse aufweisen.
-
Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsformen der für die erfindungsgemäße
Magnetkopfanordnung bostimmten Magnetköpfe.
-
Ber Magnetkern der Magnetköpfe ist aus zwe4i spiegelaymmetrischen
Polstücken ii, 12 zusammengesetzt, die aus einem mechanisch harten, magnetisch weichen
Werkstoff, s. Bo einer Legierung aus Eisen, Aluminium und Silizium bestehen. Der
Spalt 15 zwischen den Polspitzon ist durch einen unmagnetischen metallischen oder
nichtmetallisclien Werkstoff, z. B. Siliziumoxyd ausgefüllt.
-
Die beiden Wicklungshälften 13, 14 sind in möglichster Nähe der l'olspitzen
angebracht.
-
Bei der Ausführung nach Figur 3 sind die Polstücke 11, 12 durch Klebung
zusammengefügt. Die schmalen Seiten der Polstücke -reichen jedoch nicht als Klebefläche
aus. Die Verbindung der Polstäcke ist durch ein Deckblech 19 aus nichtmagnetischen
Werkstoffs
z. B. aus Aluminium oder Bronze verstärkt, das auf die Polstücke aufgeklebt ist.
-
Figur 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Magnetköpfe für
die erfindungsgemäße Magnetkopfanerdnung. Bei dieser besteht der Magnetkopf nur
aus den für seine Funktion unentbehrlichen Teilen, dem aus den Polstücken 11, 12
zusamttengesetzten Magnet kern und der Wicklung 13, 14. Die Verbindung der beiden
Polstücke an ihren Schmalseiten in der Symmetrieehene des Magnetkopfes erfolgt durch
Hartlöten. Dies ergibt eine ausreichend feste Verbindung ohne die Notwendigkeit
einer Verstärlaing durch ein Deckblech wie bei der Ausfülirungsform nach Figur 3.
-
Bisher war man der Auffassung, daß der magnetisierbare Werkstoff beim
Itartlöten durch die starke Erhitzung geschädigt wird und Spannungen in der Spaltzone
auftreten können. Diese Nachteile konnten jedoch durch geeignete Vorrichtungen und
Auswahl des Lots und des Flußmittels vermieden werden. Dadurch ist es möglich, die
Klasse des der Zentrifugalkraft unterliegenden Magnetkopfs auf den kleinstmöglichen
Wert herabzusetzen. Ein praktisch ausgeführter Magnetkopf gemäß Figur 4 hat eine
Klasse von nur 27 mg, das ist etwa ein Zwanzigstel der Masse der hisher gehräuchlichen
Magnetköpfe einschließlich jialterungen und Befestigungsmittel. Im gleichen Verhältnis
verringert sich die an den Magnetköpfen angreifende Zentrifugalkraft. Bei der Nenndrehzahl
von 15.000 Umdrehungen pro Minute beträgt sie nur mehr etwa 0,165 Rilopond. Diese
Kraft reicht nicht aus, die mit dem # Kopfrad innig verbundenen Magnetköpfe zu deformieren,
so daß ßdi im statischen Zustand vorgenommene Justierung auch im Betrieb erhalten
bleibt.
-
Um die Masse des Magnetkopfes nicht durch die Anschlüsse für die Wieklung
zu vergrößern, befinden sich diese Anschlüsse nicht am# Magnetkopf, sondern sind
getrennt von diesem auf dem Kopfrad be festigt (Figur 1). 100000@@@@
Zur
Herstellung der Magnetköpfe werden zunächst die Pol stücke ii, 12 verbunden. Im
Anschluß daran werden die kreisbogenförmigen Anlageflächen 6, 7 durch Schleifen
hergestellt. Der Schleifvorgang ist beendet, wenn der Abstand a zum Spaltgrund den
vorgeschriehenen Wert erreicht hat. Schließlich werden die Kopfspiege 343 auf den
vorgeschriebenen Durchmesser geschliffen, wobei die Führungsflächen 6, 7 zur Zentrierung
der Magnetköpfe in der Schleifvorrichtung dienen. Zum Aufbringen der Wicklung 13,
14 wird der Draht durch eine unmittelbar unter dem Kopfspalt 15 vorgesehene Öffnung
durchgefädelt.
-
Zur Justierung der Magnetköpfe auf dem Itopfrad werden die Magnet
köpfe durch einen mechanisch geführten und federnd in eine Öffnung 16 des Magnetkernes
bzw. des Deckplättchens eingesetzten Stift auf die Anlage fläche 4 und den Anlagedurchmesser
5 (Figur l und 2) angedrückt. Der Winkelabstand von z. B. 900 bei vier Magnetköpfen
zwischen den Kopfspalten wird durch optische Mittel eingestellt. Nach erfolgter
Justierung werden die Zöpfe durch einen leicht flüssigen Metallkleber auf den Auflageflächen
festgeklebt,