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Löscheinrichtung für bewegte magnetische Aufzeichnungsträger Die Erfindung
betrifft eine Löscheinrichtung zur Überflihrung eines bewegten magnetischen Aufzeichnungsträgers
in den jungfräulichen Zustand. Sie besteht aus einer Kette von magnetischen Einzelkreisen,
die Jeweils einen Permanentmagneten enthalten. Die Löscheinrichtung eignet sich
insbesondere zur betrieblichen Entmagnetisierung von magnetischen Speicherschichten,
die z.B. für dynamische Speicherung, magnetooptische Verfahren, Kopierverfahren
usw. Verwendung finden.
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Die Magnetschichten befinden sich auf Folien, Filmen, Papierstreifen,
Karten, Bändern, Walzen, Trommeln, Platten oder können den Speicher auch selbst
darstellen.
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In der magnetischen Speichertechnik ist es üblich, den Informationsträger,
speziell das Magnetband, im unmagnetischen Zustand im Handel anzubieten. Es handelt
sich hierbei häufig nur um eine Gepflogenheit, da viele Geräte zum Aufzeichnen der
Information eine eigene Löscheinrichtung (töschkopf) besitzen, die den Informationsträger
vor der Aufaprache noch einmal einem Entmagnetisierungsprozeß unterwirft. Bei vielen
technischen Anwendungen ist es jedoch erforderlich, daß der Informationsträger in
jungfräulichem Zustand geliefert wird. So besitzen die meisten Geräte, auf denen
Magnetbandkopien hergestellt werden, keine Löscheinrichtung. Insbesondere muß an
den signalfreien Stellen das
Rauschen extrem niedrig sein; d. h.,
es muß eine gute Löschung vorliegen. Bei der Herstellung von Magnetbändern erteilt
man der magnetisierbaren Schicht heute meist eine magnetische Vorzugsachse in Bandlaufrichtung,
indem man während des Gießvorganges die länglichen Pigmentteilchen durch ein starkes
magnetisches Gleichfeld ausrichtet. Das Magnetband besitzt dadurch nach dem Gießen
eine starke homogene Remanenz.
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Die Löschung der Magnetschichten erfolgt heute nach der Aufarbeitung
der Nagnetfolie zu Spulenware, bzw. im bereite verpackten Zustand. Zur Löschung
verwendet man dabei Einrichtungen, die mit einem zeitlich veränderlichen Feld arbeiten,
das von Wechselatrömen erzeugt wird. Zwei Wege werden hierbei beschritten: 1. Magnetspulen
mit lamellierten Eisenkernen werden mit Kondensatoren zu einem Schwingungskreis
zusammengeschaltet, der auf die Resonanzfrequenz des technischen Wechselstroms abgestimmt
ist. Ober die Pole der Eisenkerne wird dann das zu löschende Gut (Magnetband spule)
geführt, so daß es einem abnehmenden Wechselfeld ausgesetzt ist. Solche Löscheinrichtungen
sind beispielsweise in DT-PS 12 30 463 beschrieben.
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Diese Einrichtungen besitzen den Vorteil, daß eine kontinuierliche
Löschung der Spulen möglich ist. Ein Nachteil dieser Löscheinrichtung besteht darin,
daß der hohe Leistungsbedarf besondere Kühlungs- und Sicherheitsmaßnahmen bedingt.
Es können sehr hohe Spannungen auftreten.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch die Form der Eisenkerne
und des Löschgutes (Magnetbandspulen) das
Löschfeld ungleichmäßig
wirkt. Verschiedene Stellen der Magnetspule werden unterechiedlich gelöscht. Beim
Abspielen eines Magnetbandes äußert sich dies in Schwankungen des Rauschens, die
vom Ohr sehr unangenehm empfunden werden (Löschepeichen).
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2. Die Vor- und Nachteile des eben geschilderten Verfahrens vertauschen
sich bei den folgenden Löschmethoden: Das zu entmagnetisierende Magnetband wird
in das Magnetfeld zwischen zwei parallelen Spulen gebracht. Eine Kondensatorbatterie
wird aufgeladen und an aje Spulen angeschlossen. Das Feld der abklingenden Schwingung
löscht die Spule tit dem Magnetband gleichmäßig. Das Auf- und Entladen der Kondensatoren
bedingt einen diskontinuierlichen Betrieb, der sich für eine Fabrikation sehr störend
auswirkt.
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3. Es gibt auch Löscheinrichtungen, bei denen eine Magnetbandspule
allmählich spiralenartig durch ein sehr eng begrenztes Magnetfeld hindurchgeführt
wird. Auch hier stört die diskontinuierliche Arbeitsweise.
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All diesen Löscheinrichtungen haftet der groBe Mangel an, daß das
Magnetband in Spulenform gelöscht wird. Eine Magnetspule besitzt jedoch für die
Löschung eine sehr ungünstige Form, da der Entmagnetisierungsfak#or sehr groß ist
(näherungsweise 1 bzw. 1/2). Demzufolge benötigt man zur Löschung ein extrem hohes
äußeres Feld.
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Zusammenfassend ist festzustellen, daß nach den bisherigen Verfahren
Magnetbänder bei der Produktion in Spulenform mit Wechselstrom in einem gesonderten
Arbeitsgang entmagnetisiert werden.
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Bekannt sind ferner Löscheinrichtungen (Löschköpfe), die an den magnetischen
Speichergeräten (z.B. an Magnetbandgeräten) angebracht sind, die das Speichermaterial
unmittelbar vor der Aufzeichnung entmagnetiaieren.
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Allgemein üblich und fast ausschließlich in Gebrauch ist das Löschen
der Magnetisierung mit einem wechseltromgespeisen Löschkopf. Das Magnetband durchläuft
z.B. das Feld eines Spaltes eines Magnetkreises, der durch Magnetisierungsspulen
mit Hochfrequenz erregt wird. Bei dieser Art der Löschung wird die Entmagnetlsierung
des Bandes dadurch erreicht, daß man Wellenlängen aufzeichnet, die vom Empfänger
(Ohr) nicht mehr wahrgenommen werden. Das Rauschen (Modulationarauschen) dieser
Aufzeichnung ist jedoch stärker als das eines jungfraulichen Magnetbandes.
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Von den Löscheinrichtungen an Geräten interessieren hier besonders
die, die mit Permanentmagneten arbeiten, jedoch in der Praxis kaum angewandt wurden;
wobei wir Anordnungen ausschließen, die die Information löschen, indem sie den magnetischen
Speicher annähernd sättigen (OS 20 16 475; OS 19 52 223 bzw. GB 12 43 278).
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In der US-Patentschrift 25 35 498 gibt Kornei an, ein Magnetband auf
einem Magnettongerät dadurch zu lösohen, daß das Band durch das Feld von mindestens
3 Magnetpolen abwechselnder Polarität geführt wird, wobei der Betrag der maximalen
Feldstärke stufenweise abnimmt. Ausgegangen wird von einem Feld, daß das Magnetband
annähernd sättigt, bis zuletzt ein schwaches Feld wirkt, das die Magnetisierung
der Magnetbandpartikel auf einen zu vernachlässigenden Pegel bringt.
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Was unter dem zu vernachlässigenden Pegel zu verstehen ist,
kann
aus der Beschreibung Spalte 7, Zeile 62, bis Spalte 8, Zeile 8, und besonders Spalte
9, Zeile 72, bis Spalte 10, Zeile 12, und Spalte 10, Zeile 45 - 64 entnommen werden.
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Das zuletzt wirkende Feldmaximum, von dem aus die Magnetisierung in
den Nullpunkt übergeführt wird, ist bei diesem Verfahren relativ stark. Das hat
zwei wesentliche Nachteile.
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Der Entmagnetisierungsvorgang liefert zwar die Gesamtmagnetisierung
Null, jedoch nicht den statistischen Zustand, wie er von einem Jungfräulichen Band
verlangt wird (Pseudoentmagnetisierung). Bei dem Verfahren nach der US-Patentschrift
25 35 498 wird das Moment von schwer unmagnetisierbaren Bereichen bzw. Teilchen
durch solche von leicht ummagnetisierbaren Bereichen kompensiert. Erfolgt später
eine Aufzeichnung, so kann das Vormagnetisierungsfeld der nächsten Aufzeichnung
diese Unsymmetrien nur teilweise ausgleichen. Dieser Sachverhalt wird in Spalte
14, Zeile 57 - 63, bestätigt. Es werden mechanische Vorkehrungen beschrieben, die
zur Vermeidung von Störungen verhindern, daß zwei Löschköpfe bei einem Banddurchlauf
gleichzeitig wirken. Dies ist aber nur erforderlich, wenn die Löschköpfe das Band
nur pseudoentmagnetisieren. Der zweite Nachteil einer solchen Anordnung ist für
die Praxis noch gravierender. Da gefordert wird, daß das letzte Feldmaximum so eigestellt
wird, daß dadurch die Magnetisierung Null wird, muß die Löscheinrichtung jedem Material
angepaßt werden.
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Sobald also im Betrieb ein anderes Speichermaterial zum Einsatz kommt,
muß die Löscheinrichtung umgestellt werden.
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Bei der technischen Ausführung der zwei vorgeschlagenen Löscheinrichtungen
werden nur Stabmagnete verwendet, d. h.
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ist a die Länge des Magneten in Richtung der Magnetieierungsachse,
die durch die Pole festgelegt ist, und b die Achse des Magneten senkrecht dazu,
so gilt:
Für den Hauptlöschkopf wird keine Vorschrift für die geometrische
Anordnung der Magnete angegeben.
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Bei dem Hilfalöschkopf handelt es aich funktionebedingt um nur wenige
sehr dünne (2,5 mm), parallel liegende Stabmagnete.
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Ferner sind in der DDR-Patentschrift 15 101 Löscheinrichtungen beschrieben,
bei denen auf ein Rad, das homogen aus hartmagnetischem Material besteht, abwechselnd
Pole entgegengesetzter Polarität aufmagnetisiert sind. Dieses Rad wird vom Magnettongerät
angetrieben und dreht sich in der Nähe des Magnetbandes. Vorschriften über den Weg
des Bandes werden nicht gegeben. In die Betrachtung wird nur die Frequenz einbezogen.
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Eine Einrichtung, die die Beseitigung von zeitlich instabilen Echos
des Kopiereffektes betrifft, wird in DT-AS 11 40 356 beschrieben. Verwendet wird
eine Folge von Magnetpolen unterschIedlicher Polarität, die ein sehr schwaches äußeres
Feld abnehmender Intensität erzeugen.
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Entscheidend ist hier, daß der Abstand der Pole in der Größenordnung
von 0,1 mm liegt.
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Zusammenfassend ist festzustellen: Die für eine betriebliche Löschung
(Uberführung in den jungfräulichen Zustand während der Magnetbandherstellung) bekannten
Einrichtungen arbeiten mit technischem Wechselstrom bei hohem Energie- und Zeitaufwand,
ohne eine völlig befriedigende Uberführung in den jungfräulichen Zustand zu erreichen.
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Die in der Gerätetechnik verwendeten Methoden bewirken keine tberfUhrung
in den jungfräulichen Zustand und sind in der bekannten Form nicht für betriebliche
Belange geeignet.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die beschriebenen Mängel zu
beseitigen und in einem wirtschaftlich rationellen Prozeß im Produktionsbetrieb
dynamisch magnetische Speichermaterialien in den jungfräulichen Ausgangs zustand
zu überführen. Die Entmagnetisierung soll an einer für den Fabrikationsablauf erforderlichen
Maschine - wie Gieß-, Wenn, Split- oder Aufapulmaschine - durchgeführt werden, so
daß ein gesonderter Arbeitsgang entfällt.
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Diese Aufgabe wird bei einer Löscheinrichtung aus einer Kette von
magnetischen Sinzelkreisen mit je einem Permanentmagnet erfindungsgemäß durch folgende
Merkmalskombination gelöst.
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a) Die Kette von megnetischen Einzelkreisen baut sich aus abwechselnd
nacheinander angeordneten Permanentmagneten und weichmagnetischen (hochpermeablen)
Kraftflußleitern auf.
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b) Die Permanentmagnete sind so orientiert, daß an den Enden der
weichmagnetischen Kraftflußleitern eine Folge von abwechselnd positiven und negativen
Streufeldern auftritt.
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c) Der Aufzeichnungsträger wird über nicht magnetische Führungselemente
durch die Streufelder geführt.
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d) Am Ort des bewegten Aufzeichnungsträgers nehmen die Bxtremwerte
der Streufelder in Bewegungsrichtung stufenweise von einem Maximalwert auf einen
Minimalwert ab.
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Jeder Einzelkreis besteht also aus einem permanentmagnetischen Teil,
der die magnetische Spannung liefert und einem niederkoerzitiven, hochpermeablen
Teil zur Erzeugung des Streufeldes. Dabei nehmen die Extremwerte des Streufeldes
am Ort des Auf zeichnungaträgere in Bewegungerichtung sukzessive ab.
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Eine bevorzugte Ausführung der Löscheinrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Maximalwert der Streufeldstärke 50.000 Amp/m übersteigt, die Zahl der #eldrichtungswechsel
größer als 15 und der Abstand a zweier Pole größer als 3 mm ist und der Minimalwert
der Streufeldstärke kleiner als 3000 Amp/m ist.
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Auf den bewegten Aufzeichnungsträger wirkt also ein periodisch monoton
sbnehmendes Wechselfeld. Um zu vermeiden, daß sich diesem Wechselfeld ein Gleichfeld
überlagert, muß das resultierende Gesamtstreufeld der Kette der Einzelkreise am
auslaufenden Ende der Löscheinrichtung gegenüber den Streufeldern der letzten Einzelkreise
vernachlässigbar klein sein. Anderenfalls würde am Ende der Löscheinrichtung anstelle
einer Entmagnetisierung eine Idealisierung stattfinden.
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Bei einer fabrikatorisch günstigen Ausführung der Löscheinrichtung
sind die Permanentmagnete gleich groß, besitzen gleiche magnetische Eigenschaften
und sind in gleichem Abstand hintereinander angeordnet. Die hochpermeablen Kraftflußleiter
erzeugen dann an ihren Enden überall gleiche Streufelder. Um zu erreichen, daß die
Streufelder am Ort des Aufzeichnungsträgers sukzessive abnehmen, wird dieser über
nicht magnetische Führungselemente unter einem Winkel von maximal 200 gegen die
Magnetisierungsrichtung der Permanentmagnete geführt. Vorteilhaft werden
die
hochpermeablen Kraftflußleiter durch weichmagnetische Scheiben gebildet, die Jeweils
an einen Permanentmagnet angrenzen und die Permanentmagnete kammförmig überragen.
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Der Begriff 11Scheiben11 ist dabei weit gefaßt. Es ist einleuchtend,
daß die Scheiben auch eine gekrümmte Form haben können. Ferner können die Enden
der Scheiben z.B.
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abgerundet oder t-förmig gestalten sein.
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Schwierigkeiten ergeben sich bei dieser Ausführung hinsichtlich der
Bedingung, daß das Gesamtstreufeld am Ende der Löscheinrichtung gegenüber den Streufeldern
der letzten Einzelkreise vernachlässigbar klein sein soll. Entsprechend einer Weiterentwicklung
der Erfindung wird diese Randstörung dadurch beseitigt, daß die Enden der weichmagnetischen
Scheiben in den letzten Kreisen mit einem magnetischen Nebenschluß teilweise überbrückt
werden. Erfahrungsgemäß reicht es aus, wenn die letzten 4 bis 6 Platten durch Weicheisenstücke
mehr oder weniger kurzgeschlossen sind.
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Um das Gesamtstreufeld am Rande noch weiter zu verringern, werden
vorte'ilhaft die weichmagnetischen Scheiben, die etwas weiter vom Rand weg liegen
und eine entgegengesetzte Polung wie die letzte Scheibe haben, um einige Zehntel
Millimeter verkürzt.
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Vorzugsweise haben die weichmagnetischen Scheiben einen rechteckigen
Querschnitt und besitzen ein Koerzitivfeld von weniger als 2000 Amp/m. Die Wahl
geeigneter Permanentmagnete ist unkritisch. Bewährt haben sich Ferritplatten mit
Koerzitivfeldern über 120 000 Amp/m. Koerzitivfelder in dieser Größenordnung sind
notwendig, weil sonst die Ferritplatten nicht senkrecht zu ihrer Längsausdehnung
magnetisiert werden könnten. Es ist in dieser Hinsicht auch
günstig,
wenn die Ferritplatten in dieser Querrichtung eine magnetische Vorzugsachse besitzen.
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Bei einer alternativen Ausführung wird die Abnahme der Streufelder
dadurch erzielt, daß der Kraftfluß der Permanentmagnete in Bewegungsrichtung des
Aufzeichnungsträgers stufenweise abnimmt Die Kraftflußabnahme wird dabei durch eine
abgestufte geometrische Dimensionierung der Permanentmagnete z.B. durch sukzessive
Abnahme der Höhe h der Ferritplatten erreicht. Der zu löschende Aufzeichnungaträger
kann in diesem Fall direkt über die weichmagnetischen Pole gezogen werden. Die oben
beschriebene keilförmige Führung ertbrigt sich dann.
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Eine optimale Lösung ergibt sich aus der Kombination der keilförmigen
Führung des Aufzeichnungsträgers und der abgestuften geometrischen Dimensionierung
der Permanentmagnete. Man verwendet z.B. 40 gleiche Magnete und läßt bei den letzten
10 den Kraftfluß durch entsprechende Verkürzung der Magnete auf etwa 1/3 abnehmen.
Der Aufzeichnungsträger wird aber nicht parallel zum Magnetisierungsrichtung, sondern
keilförmig dazu geführt. Er entfernt sich allmählich von den Polen, d. h. von den
Enden der weichmagnetischen Scheiben.
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Die gesamte Löscheinrichtung ist zweckmäßig symmetrisch zur Mittellinie
der Permanentmagnete aufgebaut. Im Prinzip ist jedoch auch ein asymmetrischer Aufbau
denkbar.
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Der Aufzeichnungsträger muß möglichst faltenfrei über den Löschweg
geführt werden. Zu diesem Zweck sind die Kanten der weichmagnetischen Scheiben am
Anfang und Ende der Löschvorrichtung abgerundet. Außerdem sind am Anfang und Ende
Führungswalzen vorgesehen, die eine Richtungsänderung
des Aufzeichnungstr#ers
von weniger als 100 bewirken. Der Aufzeichnungsträger läuft also nur unter einem
geringen Winkel auf die Löschbahn auf - bzw. von der Löschbahn ab.
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Die Führungselemente für den Aufzeichnungsträger längs der Löschbahn
bestehen vorzugsweise aus einer ebenen Führungsplatte.
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Ein gUnstiger Keilwinkel für die Führungsplatte ergibt sich aus der
Bedingung, daß ihr Abstand von der Polfläche am Ende der Lbschvorrichtung etwa mit
der Ausdehnung der magnetischen Einzelkreise in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers
übereinstimmt. Der Aufzeichnungsträger soll auf der Führungsplatte überall, glatt
anliegen, sich aber andererseits leicht bewegen lassen. Die Streufelder bedingen,
daß ihr Feldgradient senkrecht zum LUschweg den Informationsträger an den Löschweg
andrückt. Diese senkrecht zur Bewegungsrichtung wirkende Kraft hat den Vorteil,
daß sich der Informationsträger immer gut dem Löschweg anpaßt. Hieraus ergibt sich,
daß der Löschweg eben sein kann und nicht nach außen gekrümmt, wie dies üblicherweise
der Fall sein muß, wenn man ein Tuch oder Folie glatt über eine Bahn ziehen will.
Dem technischen Vorteil in der Herstellung einer ebenen Führungsbahn und die Gewähr
einer glatten Führung durch die Wirkung der magnetischen Kräfte steht entgegen,
daß die Folie zu stark festgehalten werden kann und sich dann nicht mehr gleichmäßig
fortbewegen läßt (blockt). Diese hemmende Kraft XL entgegen der Laufrichtung des
Löschweges und die senkrecht dazu wirkende magnetisch mechanische Kraft ES sind
durch den Reibungskoeffizienten miteinander verbunden.
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KL = µ X5 Um also den Vorteil der guten Führung zu erhalten und die
hemmende Wirkung möglichst auszuschalten, soll der Reibungskoeffizient möglichst
gering sein.
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Vorzugsweise besteht die Führungsplatte aus einem nicht magnetischen
Metall wie Messing, Aluminium oder Kupfer. Ferner kann die Führungsplatte aus einem
organischen Polymeren, insbesondere aus unverstärkten oder verstärkten Polymeren,
ggf.
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substituierten Kohlenwasserstoffen, Epoxiamino-, Acryl-, Silicon-
oder Polyurethanharze bestehen. Auch fluorhaltige polymere Kohlenwasserstoffe haben
sich sehr gut bewährt. Bs genügt auch, daß die Führungsplatte mit diesem Material
überzogen ist. Um eine gute Führung des Aufzeichnungsträgers längs der Löschbaha
zu gewährleisten, sind Andruckwalzen vorhanden, die den Aufzeichnungsträger auf
der Führungeplatte halten. Ausgezeichnete Erfahrungen wurden ferner mit Teflongewebe,
das über die Führungsfläche gespannt wird* erhalten.
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Wird eine metallische Führungaplatte verwendet, so wird diese in zweckmäßiger
Weise geerdet, um elektrostatische Aufladungen zu vermeiden. Elektrostatische Aufladungen
können ebenfalls zum Blockieren des Aufzeichnungsträgers führen. Außerdem rufen
sie unter Umständen elektroakustische Störungen hervor.
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Besondere Bedingungen liegen vor, wenn die Folie durch mechanische
und magnetische Kräfte zum Schwingen angeregt wird.
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Neben Transversalschwingungen können auch Längs schwingungen auftreten.
Diese Schwingungen verschlechtern die Löschwirkung.
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Sie werden entsprechend einer weiteren Verbesserung durch Dämpfungsmittel
beseitigt. Damit diese wirken können, ist ein möglichst enger Kontakt zwischen den
Dämpfungsmitteln und dem Informationsträger erforderlich. Es besteht dabei also
die Forderung nach einem relativ höheren Reibungskoeffizienten.
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Als Dämpfungsmittel haben sich z.B. Filz und weiches Gewebe sehr bewährt.
Ein Filze'tuch wird z.B. über den Magnetteppich gespannt. Es kann dabei gleichzeitig
Reinigungsaufgaben am Informationsträger erfüllen und wird dazu langsam über den
Laufweg bewegt.
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Bevorzugt wird der Informationsträger über die ganze Fläche mechanisch
an das Filztuch angepreßt. Die Andruckelemente können dabei, wie vorn beschrieben,
einen geringen Reibungskoeffizienten
besitzen und faserfrei seine
Sie können jedoch auch mit Filz oder anderen Dämpfungsmaterialien belegt sein.
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Das Andruckmaterial muß sauber sein und darf den Informationsträger
nicht beschädigen. Die Eigenschaften der Oberflächen des Magnetteppichs und des
Andruckelementes können vertauscht sein.
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Um die Informationsschicht nicht zu bs beschädigen, kann der Informationsträger
auch mit Luft oder Flüssigkeit angedrückt werden.
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Bei der gleichmäßigen Führung des Informationsträgers längs des Löschweges
kommt es auf das Verhaltnis der Amplitude der unkontrollierten Folienbewegung zum
Gradienten des magnetischen Feldes an. Eine zweite Möglichkeit, die Löschwirkung
zu verbessern, besteht daher darin, den Feldgradienten abzuschwächen.
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Dies läßt sich entsprechend einer modifizierten Ausführung der Erfindung
auf folgende Weise erreichen: Zwei Löschteppiche werden genau spiegelbildlich zum
Löschweg gegenübergestellt. Hiermit entfallen alle Vor- und Nachteile, die durch
die magnetischen Kräfte senkrecht zum Löschweg entstehen, da nur Feldkomponenten
in Richtung des Löschweges wirken. Diese Anordnung besitzt prinzipiell zwei Vorteile:
1. Es tritt eine Verdoppelung der wirkenden Feldstärke ein.
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2. Die Feldänderungen senkrecht zum Löschweg sind geringer als bei
Verwendung eines Magnetteppichs.
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Um eine eventuelle Faltenbildung der Folie quer zu ihrer Bewegungsrichtung
zu vermeiden, kann sie durch geeignete Leitelemente, wie Vliese, Bürsten oder Walzen
auf die Löschbahn gedrückt werden.
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Das Gesamtstreufeld der Kette der Einzelkreise stört nicht nur in
Richtung des Löschweges, sondern auch quer dazu. So wurde gefunden, daß die Feldwerte
am seitlichen Rand anders sind als im Mittelteil. Damit ergibt sich am Rand eine
etwas
andere Löschwirkung. Es ist daher zweckmäßig, die Löscheinrichtung
in ihrer Breite nicht voll auszunutzen. Es genügt im allgemeinen wenn die Löscheinrichtung
4 cm breiter ist als der Aufzeichnungsträger.
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Die beschriebene Lösche@nrichtung eignet sich insbesondere zur kontinuierlic;#en
Entmagnetisierung bei der Magnetbandproduktion. Die Löscheinrichtung wird zu diesem
Zweck in die Produktionsstreckt# für das Magnetband eingebaut. Das Magnetband wird
dann bereits während der Herstellung kontinuierlich in den jungfräulichen Zustand
überführt. Vorteilhaft wird die Löscheinrichtung unmittelbar nach der Trockenvorrichtung
eingebaut Die Löscheinrichtung hat sich zur kontinuierlichen Entmagnetisierung von
Aufze#chnungsträgern mit den üblichen magnetischen Pigmenten, wie Fe3O4,#-FeO3 oder
CrQ2 sehr gut bewährt.
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Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß die
neue Löscheinrichtung praktisch wartungsfrei ist, und im Gegensatz zu den bisher
verwendeten Löschdrosseln keine eigene Energieversorgung benötigt. Sie kann daher
auch in stark explosionsgefährdeten Räumen (z #3. Lösungsmitteldämpfe in Gießmaschinen
Raumell, eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist die Unabhängigkeit der Löschwirkung
von der Geschwindigkeit des zu entmagnetisierenden Aufzeichnungsträgers.
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Ferner werden an die Führung des Aufzeichnungsträgers im Bereich der
Löscheinrichtung keine hohen Anforderungen gestellt.
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Während der Löschvorganges brauchte der Aufzeichnungsträger, der ggf.
eine Vorzugsrichtung besitzt (z.B. gerichtete Magnetbandfolien), nicht senkrecht
zu den in der Löscheinrichtung vorhandenen Permanentmagneten geführt werden. Er
kann auch andere Winkelbeziehungen einnehmen. So erhält man z.B. ausgezeichnet Löschergebnisse
auch mit Bändern, die eine ausgeprägte Querorientierungskomponente aufweisen, wie
sie z.B. für das bekannte Ampex#, Video-Querspurverfahren hergestellt werden. In
gleicher Weise braucht die Bewegung des Löschgutes nicht in der Richtung der Anordnung
der magnetischen Kreise
zu erfolgen. Sehr guto Entmagnetisierungen
werden auch bei einem Schräglauf erzielt. Bevorzugt sollte aber die Richtung der
entmagnetisierenden Streufeldern soweit wie möglich parallel zur späteren speichertechnischen
Abtastung liegen.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1: Eine Aufzehrung mit gleichen magnetischen
Einselkreisen und geneigter Führung des Aufzeichnungsträgers.
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Figur 2: Eine Ausführung, bei der die Höhe der Permanentmagnete abnimmt
und der Aufzeichnungsträger parallel sukzessive zur Magnetisierungsrichtung geführt
ist.
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Figur 3: Den ziegelmauerartigen Aufbau der Löscheinrichtung aus einer
Vielzahl von Permanentmagneten.
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Figur 4: Die Führung des Aufzeichnungsträgerbandes in der Nähe der
Löscheinrichtung und Figur 5: die Extremwerte der Streufeldstärke am Ort des Aufzeichnungsträgers
über der Löscheinrichtung.
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Die Löscheinrichtung ist auf einer stabilen Grundplatte 1 aus Messingguß
aufgebaut. Dabei wechseln jeweils Zeilen hartmagnetischer Ferritplatten 2 der Einzelabmessung
3 x 22 x 30 mm³ mit weichmagnetischen Scheiben 3 eines Querschnittes von 3 x 26
mm2 und größerer Länge ab. Die hartmagnetischen Ferritplatten 2 bestehen aus geschliffenen
Permanentmagneten mit einer Koerzitivfeldstärke von 120 000 A/m, wie sie z.B. unter
der Bezeichnung Oxid 300 k von den Deutschen Edelstahlwerken Magnetfabrik Dortmund
hergestellt und vertrieben' werden. Die magnetischen Momente der Einzelmagnete zeigen
Abweichungen von weniger als + 1,5 %. Die als Kraftflußleiter dienenden weichmagnetischen
Scheiben 3 bestehen aus einem hochpermeablen Material, wie z.B. Mu-Metall. In vielen
Fällen genügen Jedoch für diesen Zweck auch einfache Weicheisensorten.
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Die Ferritplatten 2 sind in Richtung ihrer kürzesten Kante magnetisiert.
Sie sind so angeordnet, daß sieh die Magnetieierungsrichtung periodisch ändert.
Die weichmagnetischen Scheiben 3 überragen die Ferritplatten 2 kammfdrmig, so daß
eine Folge von Magnetpolen 4 entsteht, die ihr Vorzeichen laufend wechseln. Jede
weichmagnetische Scheibe 3 leitet den Kraftfluß von zwei benachbarten Einselkreisen.
Die Enden der weichmagnetischen Scheiben 3 werden durch abwechselnd positive und
negative Streufelder 5 überbrückt. Der zu löschende Aufzeichnungsträger 6 wird mittels
der FUhrungsplatte 7 durch die Streufelder hindurchgeführt. Die Führungsplatte 7
ist zur Magnetisierungsrichtung geneigt, eo daß sich der Auiee i chnungs träger
6 allmählich von den Magnetpolen entfernt. Der Aufzeichnungsträger 6 bewegt sich
also suk#essive von Gebieten hoher Streufeldstärken in Gebiete niedriger Streufeldstärke.
Zur Herstellung der Führungsplatte 7 wird die gesamte Löscheinrichtung mit einer
Kunststoffmasse aus Epowldharz überzogen. Anschließend wird eine Keilfläche angefräst,
die an der Vorderkante mit der größten wirksamen Feldstärke auf der ersten weichmagnetischen
Scheibe aufliegt und am Ende der Löscheinrichtung am Ort der kleinsten Streufeldstärke
einen Abstand von d = 7,5 mm von der magnetischen Polfläche besitzt. Die Oberfläche
der keilförmigen Führungsplatte 7 ist mit einem Teflongewebe überzogen, um den Reibungewiderstand
für den darauf gleitenden Aufzeichnungsträger 6 herabzusetzen.
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Insgesamt besitzt die Einrichtung 101 Zeilen, wobei die weichmagnetischen
Scheiben 3 (51 Stück) eine Zeile mehr besitzen, da sie den Abschluß an beiden Seiten
bilden. Mehrere Ferritplatten 2 sind senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers
6 in einer Reihe angeordnet und können zu beliebiger Breite erweitert werden. Ihre
Stoßstellen sind in ziegelwandartigem Verband gegenüber den Permanentmagneten der
folgenden hartmagnetischen Zeilen versetzt (siehe Fig. 3). Hart-und weichmagnetische
Zeilen sind mit ihren Stirnflächen (3 mm) auf der Grundplatte 1 und untereinander
verbunden.
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Am auslaufenden Ende E der Löschvorrichtung muß das Gesamtstreufeld
8 der Kette der Einzelkreise klein gegenüber dem Streufeld 5 der letzen Einzelkreise
sein. Zu diesem Zweck sind die letzten 4 bis 6 weichmagnetischen Scheiben durch
Weicheisenstücke 9, 10, 11 mehr oder weniger kurzgeschlossen.
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Der letzte freie Raum eines Querschnittes von 4 x 3 mm2 ist mit einer
Weicheisenleiste 9 eines Querschnittes von 4 x 3 mm2 voll ausgefüllt. Im vorletzten
freien Raum ist eine Weicheisenleiste 10 mit einem Querschnitt von 4 x 3,5 mm2 und
eine Messingleiste des Querschnittes 4 x 0,5 mm2 angebracht. Das nächste Streufeld
wird durch eine im nächsten freien Raum flach liegende Leiste 11 vom Querschnitt
2,5 x 1 mm2 geschwächt.
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Vom Ende der Löscheinrichtung beginnend haben alle weichmagnetischen
ungradzahligen Scheiben die gleiche Höhe, während die gradzahligen Scheiben von
Nr. 4 bis 16 leicht verkürzt sind. Die gesamte Anordnung ist symmetrisch zur Mittelebene
12, Die Figur 2 zeigt eine alternative Ausführung der Löscheinrichtung. Der Aufzeichnungsträger
6 wird in diesem Fall nicht über eine keilförmige Führungsplatte 7 geführt, sondern
parallel zur ~Ebene 12 direkt über die Enden der weichmagnetischen Scheiben 3. Die
Abnahme der Streufeldamplituden in Bewegungarichtung des Aufzeichnungsträgers 6
wird hier durch eine abgestufte geometrische Dimensionierung der Ferritplatten 2
erzielt. Die Höhe h der Ferritplatten nimmt hier sukzessive vom Anfang a bis Ende
E der Löscheinrichtung ab.
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Die Figur 4 zeigt schematisch die Führung des Aufseichnungsträgers
im Bereich der Löscheinrichtung. Am Anfang a und am Ende E sind Führungswalzen 13
angebracht. Sie sorgen dafür, daß der Aufzeichnungsträger 6 unter-einem Winkel von
etwa 80 auf die Führungsplatte 7 aufläuft, bzw. von ihr abläuft. Die Enden der Führungsplatte
7 sind abgerundet. Die Andruckwalzen 14 halten den Aufzeichnungsträger 6 auf der
Führungsplatte 7 und verhindern dadurch Faltenbildung. Anstelle von Andruckwalzen
können natürlich auch andere Leitelemente,wie Vliese oder Bürsten verwendet werden.
Besteht die Führungsplatte 7 aus einem nicht magnetischen Metall, wie Aluminium
oder Kupfer,
so wird sie zweckmäßig geerdet, um elektrostatische
Aufladungen zu vermeiden.
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Zur Vermeidung von Störungen, z.B. durch Staub beim Lauf des Aufzeichnungsträgers
über die Löscheinrichtung, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, vor der Löscheinrichtung
eine geeignete Reinigungsvorrichtung mit Bürsten, Druckluft oder Reinigungavliesen
u.a. einzuschalten. Die beschriebene Läscheinrichtung kann in mannigfaltiger Weise
variiert werden, ohne vom Prinzip des Erfindungsgedankens abzuweichen. So besteht
z.B. eine besonders günstige Modifikation aus zwei ilöscheinrichtungen nach Fig.
1 oder 2, die sich spiegelbildlich gegenüberstehen. Der Aufzeichnungsträger wird
dann in der Mitte hindurchgeführt.
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Die neue Löscheinrichtung ist wartungsfrei und außerordentlich betriebssicher.
Sie eignet sich deshalb hervorragend zur Verwendung bei der Magnetbandproduktion.
Bei der Herstellung von Magnetbändern wird das Trägerband durch eine Beschichtungsmaschine
geführt, wo es mit dem in einem Bindemittel dieser gierten Magnetpigment beschichtet
wird. Geeignete ferronagnetische Pigmente sind Fe304,< -Fe203 oder Cr02. Bei
der Beschichtung wird der Aufzeichnungsträger häufig einem magnetischen Gleichfeld
ausgesetzt. Anschließend wird er durch eine Trockenanlage geführt, in der das Lösungsmittel
verdampft.
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Die beschriebene Löscheinrichtung wird nun hinter der Trockenanlage
eingebaut, um den Aufzeichnungsträger kontinuierlich in den Jungfräulichen Zustand
zu überführen. Danach wird der Aufzeichnungsträger zu den Konfektionierungsma.chinen
weitergeführt.
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Zur Uberprüfung der Löschanordnung wurde ein Gaußmeter (Bell "240")
mit einem flußempfindlichen Halbleitermeßkopf als Sonde benutzt. Damit war eine
Messung der senkrecht zur Keilfläche austretenden Feldstärke möglich. Die Bestinung
der Komponente in der Ebene der Keilfläche ißt wegen der Auch dehnung der Sonde
von etwa 2 x 2 mm ohne Zerstörung der Obtrfläche nicht möglich. Eine Prüfung an
einer teilweise
abgetragenen Oberfläche zeigte, daß sich beide
Werte nicht wesentlich unterscheiden. Man kann also annehmen, daß die gemessenen
Feldstärkewerte in etwa auch längs der Magnetschicht des Aufzeichnungsträgers wirken.
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Figur 5 zeigt die Extremwerte der Streufeldstärke am ausklin genden
Ende E der Einrichtung ohne Beseitigung der Randstörung.
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Die eine Feldrichtung ist strichpunktiert gezeichnet, während die
andere gestrichelt dargestellt ist. Bei den hohen Feldstärken laufen die Kurven
ineinander, während sie von der Nummer 1 - 13 stark divergieren und nicht annähernd
gemeinsam in dem Nullpunkt enden.
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Der Feldverlauf für die vorn beschriebene Randkorrektur ist ausgezogen.
Dadurch erreicht man ein gleichmäßiges Einmünden in den Nullpunkt. Die größten Feldstärken
am anderen Ende der Löscheinrichtung betrugen etwa 65 000 A/m.
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Um die Löschwirkung praxisnahe zu prüfen, wurde ein Magnetband, Typ
525 der Agfa-Gevaert AG, Koerzitivfeldstärke ca.
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24 000 A/m auf einer Studiomagnetbandmaschine vom Typ Telefunken M
10 bespielt.
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Die Hörkopf spannung wurde über Ohrfilter effektiv und spitzenwertmäßig
mit einem Röhrenvoltmeter RV 55 der Firma Grundig gemessen. Die Gleichfeldmagnetisierung
der Bänder erfolgte durch Vorbeiführen an einem starken Permanentmagneten mit einer
Feldstärke von SO 000 A/m.
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Die vom Tongenerator aufgesprochenen charakteristischen Werte sind
der Tabelle zu entnehmen.
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Der Vergleich der Restspannung bei Löschung mit der Studiomaschine
M 10 in Spalte 4 mit der neuen Löscheinrichtung in Spalte 5 zeigt, daß die Ra:uschspannung'
nach Einwirkung der Löscheinrichtung nur noch halb so hoch ist. Ein Gewinn in der
Löschdämpfung von 6 dB ist in der Audiotechnik als erheblich zu betrachten. Als
weiterer Vorteil kommt hinzu, daß die Rest-
Spannung der erfindungsgemäßen
Löscheinrichtung über die gesamte Bandlänge ohne Schwankung ist und nicht die vorn
erwähnten Löschspeichen neigt, wie sie bei der Ent@agnetisierung mit betrieblichen
Löschdroseeln häufig auftreten.
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Eine weitere Kontrolle der Löschwirkung erfolgte dadurch, daß die
Löschung eines vorher magnetisch gesättigten Bandes direkt im Herstellungsprozeß
(Gieß- oder Trennmaschine) vorgenommen wurde.
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Dazu wurde ein Bandmaterial besonders hoher Magnetschichtstärke und
damit besonders hohen magnetischen Flusses benutzt, wie es von der Firma Agfa-Gevaert
AG unter der Bezeichnung Pn 555 mit einer Magnetschichtdicke von 17 /um und einem
Koerzitivfeld von etwa 24 000 A/m vertrieben wird. Alle Bänder zeigten eine Restspannung
von 1,05 mV, während sie bei Löschung auf einer Studiomaschine M 10 2,0 mV betrug.
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Au@ diese Weise wurden die verschiedensten Bandtyp@n gelöscht.
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Bei allen erhielt man eine ausgeseichnete Löschdämpfung, auch wenn
mit besonders hochkoerzitiven Bändern, z.B. mit einem foertitivield von etwa 40
000 A/m gearbeitet wurde, wie es s.B. von der Firma Agfa-Gevaert AG unter der Be@eichnung
Stereochrom-Band hergestellt und vertrieben wird. Auch Versuchlbänder mit Metall-
oder Metallpulverschichten einer Schichtdicke von 1 bis 10 /um und Koerzitivfeldern
von 24 000 bis 48 000 A/m zeigten hervorrqende Resultate.
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Das beispielhaft beschriebene Verfahren ist äußerst variierbar und
eignet sich bei entsprechender Wahl der Permanentmagnete auch zur Löschung noch
höher koerzitiver Magnetbänder, s.B.
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eines Koerzitivfeldes zwischen 48 000 bis 80 000 A /m, ebenso wie
zur Entmagnetisierung anderer schichtförmiger oder dtlnner magnetischer Speicher
oder Speichermedien, s.B. Platten, Karten, Massefolien, Trommeln, dtüuien iqnetischen
Werkstüoken, im allgemeinen bis zu einer Dicke von etwa 4 mm.
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Tabelle Rest spannungen nach Löschung Aufsprache Aussteuerung Bewertung
Restspannung in Frequenz Hörkopfspannung EmV3nach Löschung kHz Volt mit M10 mit
neuer Löscheinrichtung Permanentmagnet. eff. 2,0 1,0 Gleichfeld SS 3,3 1,8 Vollaussteuerung
3 % Klirrfaktor eff 2,0 1,0 1 kHz 3,6 Volt SS 3,4 1,75 Sättigung eff. 2,0 1,0 1
kHz i,8 Volt SS 3,45 1,75 Maximale Höhenaussteuerbarkeit eff. 1,9 1,0 10 kHz 3,1
Volt SS 3,30 1,75 Maschinenst@rspannung eff. 0,28 Maschinenstörspannung SS 0,55