DE2157338A1

DE2157338A1 - Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer zusammengekitteter Magnetkopfkerne

Info

Publication number: DE2157338A1
Application number: DE19712157338
Authority: DE
Inventors: Harry Zane Framingham Mass. Weaver (V.StA.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1970-11-19
Filing date: 1971-11-18
Publication date: 1972-05-31
Also published as: US3706132A; CA939807A; JPS5139102B1; GB1366925A

Description

7253-7ί/Kö/s
RCA 6.3,600
Convention Date:
November IQ, 1970

RCA Corporation, New York, N.Y., V.St.A.

Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer zusammenge

kitteter Magnetkopfkerne

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer zusammengekitteter Magnetkopfkerne mit spaltabsteifenden Kehlen.

Bei der Fabrikation von Magnetköpfen ist es wünschenswert, eine große Anzahl von Köpfen auf einmal zu fertigen, da dies wirtschaftlicher ist und man auf diese Weise Köpfe von im wesentlichen identischer Form,die untereinander austauschbar sind, erhält.

Gemäß dem Stand der Technik werden Scheiben aus magnetischem Werkstoff so, daß sie gegeneinander gewandt sind, angeordnet, zusammengekittet und an in Längsrichtung beabstandeten Stellen zerschnitten oder zerteilt, so daß eine Reihe von Magnetköpfen entsteht. Reim Zusammenkitten der entsprechenden Scheiben zur Bildung von Polschuhen oder Kernschenkeln mit gefülltem Spalt ist es wichtig, daß man eine verstärkende oder absteifende Kehle anbringt. Und zwar wird diese Kehle hinter dem Spalt, d.h. auf der der Arbeitsfläche des Kopfkerns entgegengesetzten Spaltseite angebracht. Die Kehle verhindert, daß die Polschuhe und der Spalt beim Zerteilen der Scheibe in einzelne Kopfkerne beschädigt werden. Ein

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Absplittern, Aufreißen oder anderweitige Beschädigung »des Kopfspaltes muß vermieden werden, da dies die Signalansprechung beeinträchtigen oder den Magnetkopf überhaupt unbrauchbar machen würde. Die spaltabsteifende Kehle sorgt außerdem für eine mechanische Stabilität oder Festigkeit des einzelnen Kopfes, wenn er getrennt verwendet wird.

Bei derzeit bekannten Verfahren zur Herstellung von Magnetköpfen aus Scheiben aus magnetischem Werkstoff, wo mehr als eine Reihe von mit Kehlen abgesteiften Spalten vorgesehen werden sollen, muß das Zusammenkitten und Anbringen der Kehle für jede Reihe oder ^ Serie von Spalten in getrennten Arbeitsgängen erfolgen, beispielsweise durch Umdrehen der Scheibe. Da jeder Zusammenkittvorgang unter Verwendung eines KittmaterJals wie Glas erhebliche Zeit für die Zubereitung, das Erhitzen und das Härten beansprucht, ist es äußerst unwirtschaftlich und unökonomisch, diese Arbeitsgänge für jeden herzustellenden Kopfkern getrennt vorzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren anzugeben, das die Bildung einer großen Anzahl von verkitteten Kernschenkelspalten mit absteifenden Kehlen in einem einzigen Arbeitsgang ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs ge- ^ nannten Art vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei Scheiben aus magnetischem Werkstoff mit spaltbegrenzenden Teilen, deren eine eine Anzahl von in Längsrichtung beabstandeten Vorsprüngen, deren jeder einen spaltbegrenzenden Teil sowie auf jeweils der gleichen Seite eine Abschrägung hat, aufweist, so nebeneinander angeordnet werden, daß die spaltbegrenzenden Teile der Vorsprünge je einem spaltbegrenzenden Teil der anderen Scheibe unter Bildung einer entsprechenden Anzahl von Magnetkopfspalten gegenüberstehen und zwischen den beiden Scheiben durch die Abschrägungen und die jeweils benachbarten Scheibenteile zulaufende Ausnehmungen, die jeweils in Verbindung mit den Spalten stehen, gebildet werdenj daß die beiden Scheiben vertikal angeordnet werden, so daß die Spalte übereinander liegen und die Ausnehmungen in Längsrichtung nach unten zulaufenj und daß gleichzeitig die einzelnen Spalte einschließlich der die zulaufenden Ausnehmungen bildenden benachbarten

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Scheibenteile mit einem nichtmagnetischen Material verkittet werden, derart, daß zwischen den Scheiben auf jeweils der gleichen Seite der Spalte eine entsprechende Anzahl von absteifenden Verkittungskehlen, die jeweils mit den betreffenden verkitteten Spalten in Verbindung stehen, gebildet wird.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur la und Ib Stirnansichten einer Anordnung von Scheiben aus magnetischem Werkstoff in verschiedenen Stadien der Fabrikation von Magnetkopfkernen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Figur 2 eine perspektivische Schnittdarstellung der Anordnung nach Figur Ij

Figur 3 eine weitere perspektivische Darstellung der Scheibenanordnungj

Figur 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teils einer Scheibenanordnung, wie sie gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird; und

Figur 5 eine Stirnansicht eines fertigen Magnetkopfes.

Figur 1 zeigt die Stirnansicht einer Reihe oder Serie von Scheiben 2, 4 und 6 aus geeignetem magnetischen Werkstoff wie Ferrit zur Herstellung einer größeren Anzahl von Magnetkopfkernen. Die einzelnen Scheiben 2, 4 und 6 haben je eine Höhe oder Abmessung in der hier als "Längsrichtung" bezeichneten Richtung, die erheblich größer ist als die Breite oder Dicke der Scheiben. Ferner sind die Scheiben 2, 4 und 6, wie aus der perspektivischen Darstellung nach Figur 3 zu ersehen, quer zur Längsrichtung langgestreckt, haben jedoch durchwegs den gleichen Querschnitt. Die Scheiben 2 und 6 haben je eine Anzahl von in Längsrichtung beabstandeten Vorsprüngen 8 mit Flächen 10. Jede der Flächen 10 ist in bekannter Weise so zubereitet, daß sie die eine Begrenzungswand eines MagnetkopfSpaltes bildet. Ebenso hat die Scheibe 4 eine entsprechende Anzahl von in Längsrichtung beabstandeten Flächenteilen 12, die ebenfalls in bekannter Weise so zubereitet sind, daß sie jeweils die andere Begrenzungswand eines MagnetkopfSpaltes bilden. Die Scheiben 2, 4 und 6 sind, wie gezeigt, in Nebeneinanderlage so angeordnet, daß die Flächen 10 und 12 jeweils einander gegenüberstehen, so daß

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eine entsprechende Anzahl von Magnetkopfspalten 14 gebildet ist. Bei jedem der Vorsprünge 8 der Scheiben 2 und 6 ist jeweils die auf der gleichen Spaltseite befindliche Seitenfläche abgeschrägt, so daß eine spitzwinklig oder verjüngt zulaufende Ausnehmung 18 gebildet ist. Sämtliche Ausnehmungen 18 sind in der gleichen Längsrichtung (nach unten in der Zeichnung) verjüngt oder zugespitzt und stehen mit den entsprechenden Magnetkopfspalten 14 in Verbindung.

Zum Zusammenkitten werden die Scheiben 2, 4 und 6 in der in Figur la gezeigten relativen Lage angeordnet. Zum Festhalten der k Scheiben 2, 4 und 6 in ihrer Lage kann man irgendeine geeignete Klammervorrichtung (nicht gezeigt) verwenden. Und zwar wird die gesamte Anordnung der Scheiben 2, 4 und 6 mit den jeweils gegenüberstehenden Flächen 10 und 12 so orientiert, daß die zulaufenden Ausnehmungen 18 vertikal übereinander angeordnet sind. Das heißt, die Anordnung der Scheiben 2, 4 und 6 wird so angeordnet, daß die Zuspitzungsrichtung der Ausnehmungen 18 allgemein vertikal nach unten ist, d.h. der örtlichen Schwerkraftsrichtung (angedeutet durch den Pfeil 20) entspricht.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden dünne Lamellen 21, beispielsweise aus korrosionsbeständigem Stahl mit einer Dicke von 125 - 250 χ ΙΟ" cm (50 - 100 11 inches), zwischen sämtliche fe Paare von gegenüberstehenden Flächen 10 und 12 an den Stirnenden der langgestreckten Scheiben 2, 4 und 6 eingelegt. Die Lamellen sind in Figur 3 beispielsweise gezeigt und haben eine Höhe oder Erstreckung in Längsrichtung, die mindestens so groß ist, daß die Lamellen durch jeden der Spalte 14 der Scheiben 2, 4 und 6 laufen. Bei einer Scheibe mit einer Abmessung in der langgestreckten Richtung von z.B. 2,03 cm (0,8 Zoll) können die Lamellen 21 sich ungefähr 0,127 cm (0,05 Zoll) längs der Scheiben 2, 4 und 6 erstrecken.

Wie in Figur la gezeigt, wird in jede der Ausnehmungen 18 ein nichtmagnetisches Binde- oder Verkittungsmaterial 22, beispiels weise eine der vielen bekannten Glasarten, die für das Verkitten von magnetischen Werkstoffen verwendet werden, gegeben. Das Verkittungsmaterial 22 überspannt jeweils die gesamte langgestreckte Ausdehnung der Scheiben 2, 4 und 6 zwischen den Stirnlamellen 21.

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Seine Menge in jeder Ausnehmung l8 reicht aus, um die Spalte 14 zu füllen und noch eine Restmenge über dem Spalt bereitzustellen. Die Anordnung der Scheiben 2, 4 und 6 wird dann, während sie durch geeignete Mittel (nicht gezeigt) in der eben beschriebenen Orientierung gehalten ist, unter Druckausübung in Richtung der Pfeile solange erhitzt, bis das verwendete Verkittungsmaterial 22 frei fließt. Verkittungsgläser mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 600 bis 900° C. und ein Druck von z.B. l60 kg/cm (2000 psi) haben sich als für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet erwiesen, Während der Ausübung des angegebenen Druckes wird die Temperatur der zusammengefügten Scheiben in ungefähr 15 bis 20 Minuten von Zimmertemperatur auf den angegebenen Schmelzpunktbereich des Verkittungsmaterials erhöht und dann ungefähr 15 Minuten lang in diesem Temperaturbereich gehalten. Aufgrund der Form, relativen Lage und Vertikalorientierung der Scheiben 2, 4 und 6 fließt dabei das Verkittungsmaterial 22 unter dem Einfluß der Schwerkraft gleichzeitig in sämtliche Spalte 14· Wenn die Spalte 14, wie es gewöhnlich der Fall ist, verhältnismäßig schmal, beispielsweise einige Mikrozoll (l Mikrozoll = 2,54 χ lö~ cm) breit sind, wird der Huß des Verkittungsmaterials durch Kapillarwirkung in den Spalten 14 unterstützt. Wie in Figur Ib gezeigt,bewirken die zugespitzten Ausnehmungen 18, daß die Restmenge■des Verkittungsmaterials 22 gleichzeitig eine entsprechende Anzahl von Kehlen 24 zwischen den Scheiben 2, 4 und 6 bildet, welche Kehlen mit den entsprechenden Spalten 14 in Verbindung stehen. In Figur Ib ist der die Lamellen enthaltende Teil der Anordnung entfernt, um die sich ergebenden verkitteten Spalte und Kehlen deutlicher zu zeigen. Wie in Figur 2 im Schnitt gezeigt, reichen die Kehlen 24 über den gesamten Bereich der Scheiben 2, 4 und 6 (in deren langgestreckter Richtung). Sodann wird die Hitze entfernt, und man läßt die Anordnung der Scheiben 2, 4 und 6 sich auf Zimmertemperatur abkühlen, was beispielsweise ungefähr eine Stunde dauern kann. Gewünschtenfalls nimmt man andere geeignete Härtungsmaßnahmen vor. Das Produkt des Verfahrens ist eine große Anzahl von gleichzeitig gebildeten verkitteten Magnetkopfkernen mit gefüllten und durch Kehlen abgesteiften Spalten.

Bei einer anderen Ausführungsform des Verkittungsverfahrens werden, bevor die Scheiben in der beschriebenen Weise zum Verkitten

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angeordnet werden, nach bekannten Verfahren abwechselnde Schichten aus Glas und Aluminiumoxyd (Al₀O₀) auf jede der Flächen 10 und über die gesamte Ausdehnung der Scheiben 2, 4 und 6 (in deren langgestreckter Richtung)aufgebracht. Figur 4 zeigt einen Teil der Scheiben 2, 4 und 6 mit den abwechselnden Schichten aus Glas 2 5 und Aluminiumoxyd 27 auf jeder der Flächen 10 und 12. Als Glas für die Schicht 25 kann man ein solches mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 6OO bis 900 C. verwenden. Bei in der beschriebenen Weise angeordneten und orientierten Scheiben 2, 4 und 6 wird wiederum ein geeignetes Verkittungsmaterial 29 in die Ausnehmungen gegeben. Bei dieser Verfahrensweise kommt man ohne die Lamellen fc aus. Wenn das Verkittungsmaterial 29 Glas ist, sollte sein Schmelz punkt nicht höher und vorzugsweise etwas niedriger sein als der des Glases der Schicht 25. Das Glas 29 reicht über die gesamte Ausdehnung der Ausnehmungen 18 in der langgestreckten Richtung der Scheiben 2, 4 und 6. Die zusammengefügten Scheiben 2, 4 und 6 mit dem Verkittungsmaterial 29 und den abwechselnden Schichten aus Glas 25 und Aluminiumoxyd 27 werden dann gleichzeitig unter Ausübung eines die Scheiben zusammendrückenden Druckes erhitzt. Wiederum verwendet man eine Menge an Verkittungsmaterial 29, die ε reicht, um die Ausnehmungen l8 zu überbrücken, so daß eine absteifende Kehle zwischen den Scheiben entsteht. Es können die gleichen Drücke, Temperaturen und Behandlungszeiten angewendet . werden wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform des Verfahrens. Dabei wird durch das Glas der Schicht 25 die Aluminiumoxydschicht 27 mit den entsprechenden Scheibenflächen 10 und 12 verkittet, wobei das Verkittungsmaterial 29 wiederum die absteifenden Kehlen auf der einen Seite der verkitteten Spalte bildet. Der sich ergebende Spalt ist im wesentlichen bestimmt durch die Dicke der Aluminiumoxydschicht 27, die beispielsweise 5 - 12,5 x 10 cm (2-5 Mikrozoll) betragen kann. Bei einer Schicht 27 von dieser Dicke können die Glasschichten 25 ungefähr 5 x 10 cm (2 Mikrozoll) dick sein. Wiederum erhält man in einem einzigen einfachen Arbeitsgang eine große Anzahl von verkitteten Kopfkernen mit gefüllten, durch Kehlen abgesteiften Spalten.

Wie erwähnt, Sind die Kehlen 24 wichtig, um die verkitteten Scheiben beim anscHLießenden Zerschneiden oder sonstigen Bearbeiten

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zu verstärken oder zu versteifen. Die Kehlen 24 erhöhen auch die mechanische Festigkeit der einzelnen Kopfkerne, wenn sie getrennt sind und einzeln verwendet werden. Einzelne Kopfkerne können durch Zertrennen oder Zerschneiden der Scheibenanordnung erhalten werden. Sind beim Verkitten der Scheiben Lamellen verwendet worden, so
entfernt van den die Lamellen enthaltenden Teil und schneidet
einzelne Kopfkerne aus den verkitteten Scheiben, wie beispielsweise durch die gestrichelten Linien 28 in Figur 2 angedeutet.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines einzelnen Kopfkerns 30, der von der Scheibenanordnung nach Figur 1 bis 4 abgetrennt ist. Um einen betriebsfähigen Magnetkopf zu erhalten, befestigt man auf den freien Enden der Kernschenkel einen diese verkoppelnden Streifen aus geeignetem magnetischen Werkstoff 32, so daß der Magnetkreis geschlossen wird. Teile der Kerne können
schließlich mit Erregerspulen 34 bewickelt werden.

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Claims

Patentansprüche

(1/ Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer zusammengekitteter Magnetkopfkerne mit spalt absteif enden Kehlen, d adurch gekennzeichnet, daß zwei Scheiben (2, 4) aus magnetischem Werkstoff mit spaltbegrenzenden Teilen (lO, 12), deren eine (2) eine Anzahl von in Längsrichtung beabstandeten Vorsprüngen (8), deren ,-jeder einen spaltbegrenzenden Teil (10) sowie auf ,jeweils der gleichen Seite eine Abschrägung (l6) hat, aufweist, so nebeneinander angeordnet werden, daß die spaltbegrenzenden Teile (10) der Vorsprünge (8) je einem spaltbegrenzenden Teil (12) der anderen Scheibe (4·) unter Bildung einer entsprechenden Anzahl von Magnetkopfspalten (14) gegenüberstehen und zwischen den beiden Scheiben durch die Abschrägungen und die jeweils benachbarten Scheibenteile zulaufende Ausnehmungen (18), die jeweils in Verbindung mit den Spalten (14) stehen, gebildet werden; daß die beiden Scheiben vertikal angeordnet werden, so daß die Spalte übereinander liegen und die Ausnehmungen in Längsrichtung nach unten zulaufen; und daß gleichzeitig die einzelnen Spalte einschließlich der die zulaufenden Ausnehmungen bildenden benachbarten Scheibenteile mit einem nichtmagnetischen Material (22) verkittet werden, derart, daß zwischen den Scheiben auf jeweils der gleichen Seite der Spalte eine entsprechende Anzahl von absteifenden Verkittungskehlen (24), die jeweils mit den betrefferi den verkitteten Spalten in Verbindung stehen, gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verkitten in der Nähe der Verbindungs stä-le der einzelnen Ausnehmungen (l8) mit den entsprechenden Spalten (14) eine Menge an Verkittungsmaterial (22), die ausreicht, um den betreffenden Spalt zu füllen und eine Restmenge in der Ausnehmung zu belassen, angebracht wird und die Scheiben (2, t) und gleichzeitig das Verkittungsmaterial solange auf eine Temperatur, bei der das Verkittungsmaterial fließt, erhitzt werden, daß das Verkittungsmaterial die Spalte füllen kann, wobei die Restmenge des Verkittunfrsmaterj als die absteifenden Verki t-t ung&l.ehl en (-<() bildet.

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3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zusammengeketteten Scheiben anschließend in einzelne Teile mit ,"je einem Spalt und einer Verkittungskehle zwischen den benachbarten Scheibenteilen zerteilt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r ch gekennzeichnet, daß vor dem Verkitten auf den die spaltbegrenzenden Teile (10, 12) bildenden Flächen der beiden Scheiben jeweils eine erste Glasschicht (25), darauf eine Aluminiumoxydschicht (27) und auf dieser eine weitere Glasschicht (2 5) angebracht werden.

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