DE2642643A1

DE2642643A1 - Magnetkopf fuer schmale aufzeichnungsspuren und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2642643A1
Application number: DE19762642643
Authority: DE
Inventors: Beverley R Gooch
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1976-09-22
Publication date: 1977-04-14
Also published as: AT357788B; BE845281A; GB1546207A; DE2642643C2; JPS5253412A; NL7609924A; NL170988B; US4115827A; FR2325140A1; CA1079398A; SU1075998A3; NL170988C; SU1095884A3; IT1074132B; ATA690076A; FR2325140B1

Description

rc H. WEicKi

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. weickmann, D:^l.-Pkys. Dr.K.Fincke

Dipl.-Ing. F.AAX^eickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

AMPEX Corp., Redwood City, Californien, USA 401 Broadway

Magnetkopf für schmale Aufζeichnungsspuren und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkopf, welcher Verwendung in Verbindung mit schmalen Aufzeichnungs- und/oder Wxedergabespuren gut geeignet ist. Im besonderen ist der Kopf auch für einen Betrieb unter strengen Beanspruchungen bestimmt.

Ferritmaterxalien werden in großen Umfang bei Magnetköpfen mit Rücksicht auf ihre bevorzugten elektrischen und magnetischen Eigenschaften verwendet, ebenso wegen ihres Widerstandes gegen Abnutzung. Dieses letztere Merkmal ist spe-

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ziell vorteilhaft bei Magnetköpfen, welche den Abrieb eines anliegenden magnetischen Auf zeichnungsmediuirs ausgesetzt sind. Jedoch ist Ferritmaterial nicht für Köpfe geeignet, die strengen Arbeitsbelastungen unterworfen sind oder für Köpfe zur Erzeugung schmaler Aufzeichnungsspuren mit Rücksicht auf ihre Brüchigkeit. Ferritköpfe werden aber strengen Arbeitsbelastungen z.B. bei Verwendung in rotierenden Kopfeinheiten unterworfen, wo eine hohe Relativgeschwindigkeit zwischen den Köpfen und dem berührenden Aufzeichnungsmedium auftritt. Dabei platzen oft Teile des Ferritkopfes ab und werden zerstört. Außerdem brechen Ferritköpfe zur Aufzeichnung schmaler Spuren leicht beim Herstellen.

Das Problem der Herstellung schmaler Ferritköpfe ist z.B. in der US-PS 3 813 693 beschrieben. Dieses Patent beschreibt die Bildung eines Glasüberzuges um den Spaltbereich des Kopfes, Der Überzug schützt die Kanten des Ferritkernes, welche den Magnetspalt bilden, vor Abnützung . Damit wird der Spaltbereich von den auftretenden Kräften geschützt, welche im Betrieb auftreten und welche eine Beschädigung des Ferritmaterials verursachen könnten.Derartige Ferritköpfe haben einen relativ komplizierten Aufbau und das Herstellverfahren ist nicht praktikabel für Spurbreiten unterhalb 0,013 cm (5 mils).

Bei einer anderen Art von Ferritköpfen für schmale Spuren, welche in magnetischen Bandgeräten mit rotierenden Köpfen verwendet werden, werden die gegenüberliegenden Seitenwände der Spaltpole auf die gewünschte Spaltbreite verjüngt. Diese Köpfe besitzen dann einen Kern von angenähert 0,25 mm Breite, welche auf etwa 0,12 mm heruntergefräst wird. Unterhalb dieser Größenordnung nimmt jedoch die Bau-

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festigkeit des Kopfes zu stark ab und er kann unter Be- " .lastung des Andruckes gegen das laufende Band bei hohen Geschwindigkeiten brechen. In einzelnen Fällen verursacht die Kerbe im Spaltbereich die Bildung einer unerwünschten Luftschicht zwischen Kopf und dem Band, welche ein unerwünschtes Abheben des Kopfes von dem Band hervorruft.

Ein anderer Magnetkopf ist in der US-PS 3 303 292 beschrieben. Entsprechend der "Lehre dieses Patentes wird ein metallischer (AIfesil) Magnetkern seitlich an einen nichtmetallischen (Ferrit) Magnetkörper angebracht. Der Afesilkern bestimmt den nichtmagnetischen Übertragungsspalt des Kopfes und der Ferritkörper garantiert einen niedrigen magnetischen Widerstand durch überbrückung des rückwärtigen Teiles des Afesilkernes. Ein derart aufgebauter Magnetkopf ist nicht für Anwendungen geeignet, wo schmalspurige, abriebfeste Köpfe verwendet werden. Darüberhinaus besitzt er keinen baulichen Halt und keinen Schutz gegen Spalterosion,die für schmalspurige Köpfe notwendig ist, die aus einem von Natur aus spröden und porösen magnetischen Material gefertigt sind. Derartige Köpfe werden aber benötigt bei Anwendung relativ hoher Geschwindigkeiten zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger, wie beispielsweise bei rotierenden KopfaufZeichnungseinrichtungen.

Ein Verfahren der Massenfertigung von Vxelspurmagnetköpfen, welche für Aufzeichnungen mit schmalen Spuren geeignet sind, ist in der US-PS 3 613 228 beschrieben. Entsprechend diesem Verfahren wird eine Vielzahl von Oberflächenteilen von Magnetköpfen durch Glasverkittung eines magnetischen Ferritblockes mit einem nichtmagnetischen Block gefertigt und durch Schleifen auf eine Dicke entsprechend der ge-

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wünschten Spurbreite gebracht. Eine Vielzahl von diesen Blocks aus abwechselnden Schichten von magnetischen und nichtmägnetischen Material wird zusammengesetzt und miteinander durch Glasfluß verbunden. Der Stapel wird dann in Abschnitte unterteilt, die abwechselnde Schichten enthalten, und jeweils zwei Abschnitte werden mit Glasfluß verbunden, um miteinander ein Oberflächenteil benachbarter Ferritschichten zu bilden.Das Oberflächenteil wird dann mit Glasfluß verbunden mit einem rückwärtigen Kern, welcher die Magnetkernspule in Nuten enthält. Obgleich dieses Verfahren für Massenfertigung von schmalspurigen Mehrspaltkopfeinheiten sowie für feste Kopfplattenstapel vorteilhaft ist, ist es nicht zur Fertigung von qualitativ hochwertigen Magnetköpfen , welche bestimmt sind zum Einsatz unter starkem Zug, wie er bei rotierenden Kopfaufzeichnungseinrichtungen auftritt, geeignet aufgrund der relativ hohen Geschwindigkeiten zwischen dem Kopf und dem Aufzeichnungsmedium.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung einen Magnetkopf zu schaffen, welcher zur Aufzeichnung längs schmaler Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium geeignet ist.

Hierbei soll gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung ein magnetischer Aufzeichnungskopf geschaffen werden, welcher aus einem harten porösen magnetischen Material, wie beispielsweise Ferrit gefertigt ist und der geeignet ist für Aufzeichnungen in schmalen Spuren mit rotierenden Magnetköpfen. Ein derartiger Kopf soll aber auch für eine wirtschaftliche Fertigung geeignet sein.

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Außerdem soll der Magnetkopf nach der Erfindung aus Ferritmaterial gefertigt undgeeignet sein zur Aufzeichnung in Spuren mit einer Breite von weniger als 0,013 cm (5 mils).

Schließlich bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Fertigung eines Magnetkopfes mitden vorgenannten Eigenschaften.

Der Magnetkopf gemäß der Erfindung besitzt einen Magnetkern von z.B. magnetischem Ferritmaterial, das von einem zusammengesetzten Körper getragen wird. Der Magnetkern hat mindestens einen nichtmagnetischen Spalt und zwei gegenüberliegende Seitenflächen, welche die Breite dieses Spaltes bestimmen. Der zusammengesetzte Körper hat ebenfalls zwei gegenüberliegende Seitenflächen, welche dessen Breite bestimmten, und welcher aus einem nichtmagnetischen Vorderteil aus z.B. verarbeitbarer Glaskeramik und einem magnetischen Rückteil von z.B. magnetischen Ferrit besteht. Der Magnetkern wird in seiner ganzen Fläche mit dem zusammengesetzten Körper verbunden, z.B. durch Glasflußbindung, wobei die entsprechende Seitenfläche des Kernes mit einer Seitenfläche des zusammengesetzten Körpers so verbunden wird, daß dessen nichtmagnetisches Vorderteil benachbart zum Spalt zu liegen kommt und diesen überspannt.

Entsprechend dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird der vorbeschriebene Magnetkopf durch Herstellung eines magnetischen Kernes aus mindestens zwei komplementären magnetischen Polen gefertigt, welche einen nichtmagnetischen Spalt zwischen sich bilden. Die Dicke des magnetischen Kernes bestimmt die Spaltbreite. Der aus nichtmagnetischem Vorteil und einem nichtmagnetischen Rückteil zusammenge-

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setzte Körper besitzt ebenfalls zwei planparallele Oberflächen, die seine Breite bestimmen. Entsprechende Oberflächen des Magnetkernes und des zusammengesetzten Körpers werden miteinander verbunden, und zwar derart, daß das nichtmagnetische Vorderteil neben den nichtmagnetischen Spalt zu liegen kommt und diesen überspannt. Die Breite des nichtmagnetischen Spaltes wird durch Abtragen der freien Oberfläche des Magnetkernes, z.B. durch Schleifen der Oberfläche reduziert, um eine gewünschte Übertragungsspaltbreite zu erhalten.

Auf diese Weise wird ein neuartiger Magnetkopf erzeugt, welcher einen extrem schmalen Übertragungsspalt mit einer Breite von 0,013 cm oder weniger haben kann. Der zusammengesetzte Körper stellt einen stabilen Tragkörper für den schmalen Magnetkern dar, welcher die Verwendung von harten spröden Magnetmaterial, wie Ferrit gestattet, wodurch ein harter, abriebfester Magnetkopf geschaffen wird.

Erfindungsgemäß enthält also der Aufzeichnungskopf einen magnetischen Kern, welcher vollständig mit einem zusammengesetzten Trägerkörper verbunden ist. Der magnetische Kern hat Pole, welche mindestens einen nichtmagnetischen Spalt dazwischen festlegen. Der zusammengesetzte Körper hat ein nichtmagnetisches Vorderteil, welches dem nichtmagnetischen Spalt des Magnetkernes parallel liegt und diesen überspannt, sowie einen anliegenden magnetischen Teil. Magnetkern und zusammengesetzter Körper haben überlappende Ausnehmungen, welche eine öffnung bilden, um die Kernwicklungen aufzunehmen .

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Entsprechend dem bevorzugten Verfahren für die Fertigung des Magnetkopfes gemäß der Erfindung werden zwei komplementäre Blocks aus magnetischem Material miteinander an gegenüberliegenden Oberflächen verbunden, um einen nichtmagnetischen Spalt zu bilden. Vor dem Verbinden wird in eine der miteinander zu verbindenden Oberflächen der Blöcke eine Nut längs einer von seinen Dimensionen angebracht. Der zusammengesetzte magnetische Block wird senkrecht zur Erstreckung der Nut aufgetrennt, um eine Vielzahl von · einzelnen Magnetkernen zu formen. Außerdem wird ein zweiter magnetischer Block mit einer Längsnut versehen, welche sich in den Block von der oberen Oberfläche her nach innen erstreckt. Ein nichtmagnetischer Block wird auf die obere Oberfläche von dem zweiten magnetischen Block aufgesetzt. Der daraus zusammengesetzte Block wird ebenfalls senkrecht zur Erstreckung der Längsnut aufgetrennt, um eine Vielzahl von zusammengesetzten Körpern von einer Ausdehnung entsprechend der magnetischen Kerne zu erhalten. Jeder magnetische Kern wird mit einem zusammengesetzten Körper verbunden, wobei der nichtmagnetische Spalt neben den nichtmagnetischen Teil des zusammengesetzten Körpers zu liegen kommt, so daß dieser den Spalt überspannt. Außerdem überlappen sich die Nuten, um eine öffnung zu bilden. Die freie Fläche des magnetischen Kernes wird geschliffen bis dessen Breite zu der gewünschten Aufzeichnungsspurbreite reduziert ist. Der Magnetkopf wird mit einer Übertragerwicklung versehen, welche durch die öffnung verläuft, die durch die überlappenden Nuten gebildet ist.

Einzelheiten des Magnetkopfes nach der Erfindung und seiner Herstellung werden im folgenden anhand der anliegenden Zeichnungen erläutert. In diesen Zeichnungen zeigen:

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Fig. 1 einen Einspaltmagnetaufzeichnungskopf zur Aufzeichnung schmaler Spuren gemäß der Erfindung,

Fig. 2 und 3 Verfahrensstufen bei der Herstellung eines Magnetkernes für einen Magnetkopf nach Fig. 1,

Fig. 4 und 5 Verfahrensstufen zur Herstellung eines zusammengesetzten Körpers zur Verwendung beim Aufbau des Magnetkopfes nach Fig. 1,

Fig. 6 den Verfahrens schritt beim Zusammenbau des Magnetkopfes nach Fig. 1,

Fig. 7 und 8 unterschiedliche Ausfuhrungsformen eines Magnetkopfes nach der Erfindung,

Fig. 9 einen Zweispaltmagnetkopf für schmale Spuren gemäß der Erfindung,

Fig.10,11 und 12 Verfahrensschritte zur Herstellung eines Magnetkopfes nach Fig. 9,

Fig. 13 einen Vielspurmagnetkopf gemäß der Erfindung und

Fig.14 und 15 Verfahrensstufen zur Herstellung des Magnetkopfes nach Fig. 13.

Die Fig. 1 zeigt einen Einspaltmagnetkopf 10_T für schmale Aufzeichnungsspuren gemäß der Erfindung. Der Magnetkopf 10 besteht aus einem zusammengesetzten Körper 11, welcher den Tragkörper für einen Magnetkern 12 darstellt. Der Körper 11 besitzt eine Oberfläche 23 solcher Größe, um die entsprechende Oberfläche 24 des Kernes 12 vollständig zu tragen.

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Die jeweilige Ausbildung bevorzugter Ausführungsformen der Oberflächen 23 und 24 des zusammengesetzten Körpers 11 und des magnetischen Körpers 12 sind am besten aus Fig.6 zu sehen. Der Magnetkern 12 besteht aus zwei komplementären rechteckigen Magnetpolen 18 und 19, welche sich an gegenüberliegenden Polflächen 20 und 21 berühren und miteinander verbunden sind, vorzugsweise durch ein Verbindungsmaterial, das auch den nichtmagnetischen Spalt 41 festlegt. Der Magnetpol 18 hat eine erste Ausnehmung 22, welche sich nach innen, von der Polfläche 20 aus gesehen, erstreckt und die Aufnahme der Windungen einer Übertragerspule zuläßt, welche um einen oder um beide Pole 18 und 19 gewickelt ist. Der zusammengesetzte Körper 11 ist mit einem rechteckigen Rückteil 13 und einen benachbarten rechteckigen nichtmägnetischen Vorderteil 14 versehen. Die zwei Teile und 14 sind miteinander an den gegenüberliegenden Flächen 15 und 16 verbunden. Wenn der Magnetkopf 10 montiert wird, überspannt das nichtmagnetische Vorderteil 14 des zusammengesetzten Körpers 11 den nichtmagnetischen Spalt 41 des Magnetkernes 12 an der Übertrageraußenseite 98 (Fig. 1), wie es später im einzelnen noch beschrieben wird. In dem magnetischen rückwärtigen Teil 13 ist eine zweite Öffnung 17 vorgesehen, die sich nach innen von den Anlegeoberflächen 15,16 erstreckt, um das Aufbringen der Übertragerwicklungen zu ermöglichen.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen, wird der entsprechende magnetische Kern 12 mit dem zusammengesetzten Körper 11 mittels eines Verbindungsmaterials zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen 23,24 des zusammengesetzten Körpers 11 bzw. des magnetischen Kerns verbunden. Nach dem Zusammenführen überlagert sich die Ausnehmung 22 des magnetischen Kernes 12

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und die Ausnehmung 17 des zusammengesetzten Körpers 11. Dieses überlagern ist am besten aus der Fig. 6 zu ersehen. Die öffnungen 17 und 22 bilden eine öffnung für das Aufbringen der Übertragerwicklungen 27 auf den zusammengesetzten übertrager 10. Die Breite des aufgesetzten Magnetkernes 12 sei mit g¹ bezeichnet und in Folge des Aufbaus des zusammengesetzten Körpers 11 kann diese schmäler als 0,13 mm sein. Die genaue Breite g¹ hängt von der gewünschten Aufzeichnungsspurbreite ab. Die Breite g des Magnetkernes 12, wie in Fig. 6 dargestellt, bestimmt die Breite des nichtmagnetischen Spaltes 41. Die Breite g¹ am zusammengesetzten magnetischen Kern 12, vgl. Fig. 1, als vollständiger Teil des Übertragerkörpers 10 ist wesentlich kleiner als die Breite g. Erst die reduzierte Breite g' bestimmt die endgültige Breite des Übertragungsspaltes 41', entsprechend der gewünschten Aufzeichnungs spurbreite.

Bevorzugtes Material für den Magnetkern 12 und für den magnetischen Rückteil 13 des zusammengesetzten Körpers ist ein magnetischer Ferrit. Als nichtmagnetisches Material für den vorderen Teil 14 des zusammengesetzten Körpers 11 wird eine bearbeitbare Glaskeramik bevorzugt. Die Teile des Übertragers 10, welche aus dem vorbeschriebenen Material aufgebaut sind, werden vorteilhaft mittels eines glasbindenden Materials miteinander verbunden. Es kann ersehen werden, daß bei der vorliegenden Erfindung eines Magnetkopfes aus einem brüchigen oder porösen Material wie Ferrit gefertigt werden kann, mit einer extrem schmalen Breite im Kopf-Band-Kontakt-Bereich und deshalb zur Aufzeichnung in extrem schmaler Spur geeignet ist. Zusätzlich ist der Aufbau des Magnetkopfes gemäß der Erfindung stabil. Er widersteht leicht härtesten Bedinungen,wie

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sie auftreten bei rotierenden Abtastrekordern. Diese und andere Vorteile werden deutlich aus der folgenden Beschreibung des Verfahrens des Hersteilens des Magnetkopfes nach der Erfindung.

Das bevorzugte Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Magnetkopfes umfaßt verschiedene Schritte, wie in den Fig. 2 bis 6 der anliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Es kann dabei gesehen werden,-daß die Elemente von verschiedenen Köpfen, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, jeweils durch Bezugszeichen von 10 aufwärts bezeichnet werden, während entsprechende Elemente der Blöcke des Materials, von welchem diese Elemente gemacht werden, mit entsprechenden Bezugszeichen beginnend von 100 bezeichnet sind, um den Vergleich zu erleichtern.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Verfahrensschritte zur Herstellung einer Vielzahl von einzelnen Magnetkernen. Die einander entsprechenden Blöcke 118 und 119 aus magnetischen Ferritmaterial sind miteinander angepaßten, entsprechenden Oberflächen 120 und 121 sowie den Stirnflächen 130 und 131 versehen. Eine erste Ausnehmung in Form einer Längsnut 122 verläuft längs der Oberfläche 120 parallel und nahe der Stirnfläche 130 des Blockes 118. Die Nut 122 ist als öffnung für die Übertragerwicklung 27 des Magnetkopfes 10 bestimmt, wie später noch gezeigt wird. Die Ausbildung der Nut 122 ist nicht kritisch. Es ist jedoch vorteilhaft eine V-förmige Nut einzuschleifen, deren Wände einen Winkel von 90° bilden. •Die V-Form ergibt eine maximale Oberflächengenauigkext an dem Übertragerspalt 41' des zusammengesetzten Magnetkopfes 10 gemäß Fig. 1. An dieser Stelle ist die Belastung im Betrieb am größten und ein absatzweises Abnehmen der Kernabmessung in einer Richtung senkrecht zu der Bandbewegung

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wie sie durch den Pfeil 26 bezeichnet ist, ist notwendig, um die oben erwähnte öffnung zu bilden. Der 90°-Winkel vereinfacht auch das Anschleifen, da diese spezielle Ausbildung durch einen einfachen SchleifVorgang ausgeführt werden kann. Natürlich kann auch an dieser Stelle eine Nut ähnlich zu 122 in dem Block 119 angebracht werden, wenn z.B. eine symmetrische Kernausbildung bevorzugt wird.

Die einander gegenüberliegenden Oberflächen 120 und 121 werden dann geschliffen und poliert, um eine maximale Glätte zu erreichen. Beide Oberflächen 120, 121 werden mit Glas bestäubt, vorzugsweise Corning-Glas #0120, und miteinander bei einer Temperatur von etwa 690°Cverbunden. Es wird soviel Glas aufgestäubt auf die Oberflächen, daß die verbundenen Blocks 118 und 119 zwischen sich eine Schicht aus Glas von einer Dicke in der Größenordnung von 0,5 bis 2 mm einschließen.

Sowohl der Aufsprüh- als auch der Verbindungsprozess ist allgemein bekannt und deshalb werden diese nicht im einzelnen beschrieben. Während des Verbindens werden die Blöcke 118 und 119 fest zusammengehalten, z.B. durch eine geeignete (nicht dargestellte) Halteeinrichtung mit den bestäubten Oberflächen 120, 121 gegeneinander. Die Einheit der gehaltenen Blöcke wird dann in einen Ofen gegeben. Im Ofen ist eine nichtoxidierende Atmosphäre, wobei die Temperatur langsam anwächst über die Periode von etwa 30 Minuten auf einem konstanten Wert oberhalb des Schmelzpunktes des aufgesprühten Glases, in diesem Fall auf etwa 690⁰C. Dieser Temperaturpegel wird dann für etwa 20 Minuten gehalten und anschließend langsam (in 3 bis 4 Stunden) abgesenkt auf etwa Raumtemperatur. Bei diesem Verbindungsverfahren wird ein

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fester magnetischer Ferritblock aus zwei entsprechenden Blocks 118 und 119 gebildet und eine dünne Verbindungsschicht 141 aus Glas zwischen ihnen. Außer als Verbindungsmittel , dient die Glaszwischenlage auch zur Bildung des nichtmagnetischen Spaltes 41 von jedem der einzelnen Ferritkernen 12, wobei die Spaltlänge eine Dicke in der Größenordnung von etwa 0,5 bis 2 ram aufweist.

Zum Verstärken der Verbindung zwischen des kombinierten Blocks 118 und 119 und zur Schaffung einer zusätzlichen Halterung für die Polteile, die den Spalt 141 begrenzen, wird eine Verstärkungslexste an der Rückseite des Spaltes angebracht. Die Ausbildung der Verstärkung 135 erfolgt durch Einsetzen eines oder mehrerer Glasstäbe, vorzugsweise Corning Glas #7570 in den dem Spalt 141 benachbarten Teil der Nut 122 dicht an den Stirnseiten 130 und 131 des Ferritblockes 112. Der Glasstab ist nicht kritisch für das Verfahren gemäß der Erfindung und kann beispielsweise eine Stärke zwischen 0,12 und 0,38 mm aufweisen. Die Blocks mit eingesetzten Glasstäben werden in einen Ofen gegeben mit einer oxidationsfreien Atmosphäre und dort erhitzt für etwa 20 Minuten auf angenähert 580⁰C. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Verbindungstemperatur wesentlich niedriger ist als diejenige, bei welcher die einander gegenüberliegenden Oberflächen 120 und 121 vorhergehend verbunden wurde. Dies erlaubt ein Fließen des Glasstabmaterials, ohne daß der nichtmagnetische Spalt 141, der zwischen diesen Oberflächen gebildet ist, beschädigt wird. Mit Ausnahme der niedrigeren Arbeitstemperatur wird dieser Verbindungsprozess in derselben Weise durchgeführt, wie zum Verbinden der Blocks 118 und 119. Dieser weitere Verbindungsprozess läßt das Glasstabmaterial schmelzen und fließen, wodurch

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eine mit den Blocks 118 und 119 verbundene Einlage 135 gebildet wird, welche sich an der Rückseite der oben erwähnten, den nichtmagnetischen Spalt 141 bestimmenden Teile befindet.

Die oben erläuterten, verschiedene Verbindungen verwenden Verbindungsmaterial mit verschiedenen Verbindungstemperaturen zur Herstellung des Magnetkopfes gemäß der Erfindung!. Diese Temperaturen können wie folgt festgelegt werden. Die Schmelzverbindung des magnetischen Rückteils des zusammengesetzten Körpers mit seinem nichtmagnetischen Frontteil und die Verbindung der gegenüberliegenden Oberflächen der magnetischen Pole zur Bildung des nichtmagnetischen Spaltes verwenden ein Verbindungsmaterial mit einer hohen Schmelztemperatur. Zur Herstellung der Verbindung der Oberfläche des magnetischen Kernes und des zusammengesetzten Körpers ein Verbindungsmaterials niedrigerer Verbindungstemperatur verwendet. Schließlich wird als eine vierte Verbindung für die Glaseinlage in den Ferritkernen ein Verbindungsmaterial verwendet, dessen Verbindungstemperatur niedriger als die beiden vorgenannten Verbindungstemperaturen ist.

Im folgendem Text werden als Beispiel bevorzugte Abmessungen eines gemäß den Verfahrensstufen der ERfindung hergestellten Magnetkopfes gegeben. Diese bevorzugten Dimensionen sind bei jedem der komplementären Blocks 118 uid 119; Höhe a=3,3mm, Länge b=7,6 mm und Breite c=1,6 mm. Die Tiefe der Nut 122 ist angenähert d=0,5mm. Der Abstand zwischen der Nut 122 und der Oberfläche 130, gemessen auf der Oberfläche 120, ist e=0,5 mm. Die entsprechenden Buchstaben sind in Fig.2 eingezeichnet.

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In dem nächsten Verfahrensschritt wird der Block 112 senkrecht zur Längserstreckung der ersten Nut 122, das ist parallel zu der a-c Ebene und senkrecht zu den einander gegenüberliegenden Oberflächen 120, 121, zur Herstellung von einer Vielzahl von einzelnen rechteckigen Ferritkernen 112 geschnitten, von denen jeder zwei parallele ebene Oberflächen 24 und 37 (Fig. 3) aufweist. Das Auftrennverfahren kann durch ein Diamantsägeblatt oder durch ein anderes geeignetes Sägeblatt durchgeführt werden. Die Außendimension jedes Kernes 112 sind: Breite (in Richtung der Bandbewegung, die durch den Pfeil 26 angedeutet sind) f=3,5 mm,Dicke g=0,3 mm und Höhe a=3,3 mm. Die einzelnen Ferritkerne 12 werden dann an den beiden parallelen Außenoberflächen 24 und 37 geschliffen, bis die Unebenheiten durch das Sägen beseitigt sind und eine genügend glatte Oberfläche erreicht ist.

Die folgenden Erläuterungen werden in der Verbindung mit den Fig. 4 und 5 gemacht, welche die Verfahrensschritte zur Herstellung des zusammengesetzten Körpers 11 zeigen. Ein rechteckiger Block 113 aus magnetischen Ferritmaterial besitzt eine obere Außenfläche 115 mit einer Längsnut 117, welche sich nach innen von der oberen Fläche 115 erstreckt. Die Ausbildung der Nut ist nicht typisch für die Erfindung. Diese Nut 117 dient als öffnung zur Aufnahme der Übertragerwicklung 27, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, wenn der zusammengesetzte Körper 11 und der magnetische Kern 12 zusammengefügt werden und die Nuten 22 und17 einander überdecken, wie aus Fig. 1 zu ersehen. Die bevorzugte Ausführungsform der Nut 117 ist rechteckig, wie aus Fig. 4 zu ersehen. Diese Form vereinfacht wesentlich das Einschleifen, welches in diesem Fall als ein erster Schritt durchgeführt wird.

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Ein rechteckiger Block 114 aus nichtmagnetischem Material wird mit einer unteren und oberen parallelen- planaren Oberfläche 116 bzw. 139 versehen. Der Block 114 ist vorzugsweise aus einem abriebharten, bearbeitbaren Glaskeramikmaterial hergestellt, wie es von der Corning Corperation geliefert wird. Aluminiumoxid oder unmagnetische Ferrite, die beide sehr abriebfest sind, ähnliche Koeffizienten der Wärmeausdehnungen, wie magnetische Ferrite haben, können ebenfalls verwendet werden für den nichtmagnetischen Block 114. Die untere Fläche 116 entspricht in ihrer räumlichen Ausdehnung der der oberen Fläche 115 des Blockes 113. Die Oberflächen 115 und 116 sind geschliffen und poliert und anschließend bestäubt mit Corning Glass #0120 Glass, um eine Glasschicht von etwa 1,2 mm Dicke zu bilden. Die zwei Blöcke 115 und 114 werden dann zusammen mit den Oberflächen 115 und 116 gegenüber justiert und bei einer Temperatur von 69O⁰C in einer Weise, wie sie vorhin in Verbindung mit den Aufbau des Magnetkernes 12 beschrieben wurde, verbunden. Durch den Verbxndungsprozess wird ein zusammengesetzter Block gebildet, wie er in Fig. 5 zu sehen ist. Der Querschnitt des Blockes 111 senkrecht zur Längserstreckung der Nut 117, das ist in der Ebene a-f, entspricht in der Größe dem Querschnitt des vorher beschriebenen magnetischen Blockes 112 senkrecht zur LängserStreckung der Nut 112 (Fig. 3 und Fig. 5).

Beim nächsten Verfahrensschritt wird der zusammengesetzte Block 111 senkrecht zur Längserstreckung der zweiten Nut 117 aufgetrennt, um eine Vielzahl von einzelnen zusammengesetzten Körpern 11 zu erhalten, von denen jeder zwei gegenüberliegende parallele Oberflächen 23 und 40 besitzt, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist. Jede dieser-Oberflächen wird dann geschliffen, um Unebenheiten vom Zersägen zu beseitigen und eine gewünschte Glätte der Oberflächen zu erreichen. Die bevorzugten Dimensionen des Blockes 113, des

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nichtmagnetischen Blockes 114 und des zusammengesetzten Körpers 11, die aus diesem gebildet werden, sind: Höhe des zusammengesetzten Blockes 111 a=3,3 mm, Länge b=7,6 mm und Breite F=3_r15 mm,Höhe des nichtmagnetischen Blocks h=0,89 mm und die Dicke der einzelnen zusammengesetzten Körper g=0,33 mm. Die Tiefe der Nut 117 beträgt i=0,81 mm. Abhängig von einer speziellen Ausbildung·'der Nut 117,wie sie beschrieben wird weiter unten in Einzelheiten, ist seine Breite entwender j=0,50 mm oder j'=1mm. Die Nut 117 ist innerhalb des Blockes 113 so angeordnet, daß eine möglichst weitgehende Überlappung der Ausnehmung 17 mit der Ausnehmung 22 erreicht wird, sobald der zusammengesetzte Körper 11 und der Magnetkern 12 miteinander verbunden sind, wie aus der Fig. 1 zu ersehen.

Die Nut 122 ist, wie aus der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in den Fig. 1 bis 8 zu ersehen ist, allein in dem einen Pol 118 des Ferritblockes 112 gebildet. Folglich ist die Nut 117 in der Ebene a-f des Blockes 113 entsprechend versetzt, um ein Überlappen der beiden Ausnehmungen zu erreichen, wie oben offenbart wurde. Umgekehrt kann die Nut 117 symmetrisch in der Ebene a-f des Blockes 113 angeordnet werden, wie gestrichelt in Fig. 4 eingezeichnet ist. In der "versetzten" Ausführungsform hat die Nut 122 eine bevorzugte Breite von j=0,5 mm. In der "symmetrischen" Ausführungsform sollte die bevorzugte Länge j'=1,0 mm sein, wenn dieselbe Windungsöffnungsgröße nach dem Zusammenfügen gewünscht wird. Dies ist ein wesentlicher Vorteil dieser, weiteren Gestaltung der öffnung 17. Die einzelnen magnetischen Kerne 12 können zusammengesetzt und verbunden werden mit den Körpern 11 jeweils mit einer der Oberflächen oder 27 des Kernes 12-gegenüber entsprechenden Oberflächen

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23 oder 40 des Körpers 11, wobei die symmetrisch angeordnete Öffnung 17 die Öffnung 22 in derselben Ausdehnung bei allen dieser Kern/Körper Oberflächenanordnungen überlappt.

Die Außendimensionen a,b und f sind für den zusammengesetzten Block 11 und den magnetischen Block 112 des bevorzugten Ausführungsbeispieles identisch. Es ist ersichtlich, daß dies keine notwendige Voraussetzung ist. Es ist nur notwendig, gleiche Außendimensionen des zusammengesetzten Körpers 11 und des Magnetkernes 12 dort zu erhalten, wo die nichtmagnetische Vorderseite Λ^Α des zusammengesetzten Körpers 11 den nichtmagnetischen Spalt 41 des Magnetkernes 12 überspannt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 der anliegenden Zeichnung wird im folgenden der nächstfolgende Verfahrensschritt gemäß der Erfindung erläutert, welcher in der Zusammenfügung einen zusammengesetzten Körper 11 und eines Magnetkernes 12, welche von den Blöcken 111 und 112 abgeschnitten wurden, besteht. Die ebenen Oberflächen 23 bzw. 24, die miteinander verbunden werden sollen, werden mit Glas bestäubt, um eine Schicht von 0,64 mm Dicke zu bilden. Vorzugsweise wird hierfür Corning Glass #7570 verwendet, weil dieses eine Schmelztemperatur besitzt, die ausreichend tiefer ist als diejenige, die benötigt wird, um den Spalt 41 zu bilden und die Teile 13, 14 der zusammengesetzten Körper zusammenzuhalten, so daß diese Verbxndungsstrukturen nicht nachteilig beeinflußt werden. Die aufgestäubten Oberflächen 23 und

24 werden dann so aufeinandergesetzt, daß das nichtmagnetische Vorderteil 14 des zusammengesetzten Körpers 11 den nichtmagnetischen Spalt 41 des Kernes 12 überspannt. Der Körper 11 und der Kern 12 werden dann miteinander verbunden bei einer Temperatur von etwa 580⁰C.

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Nunmehr wird die Übertragerkerneinheit an der freien ebenen Oberfläche 37 geschliffen, um die Breite g des Ferritkernes 12 auf eine Breite g¹ zu reduzieren, um die Übertragungsspaltbreite entsprechend der gewünschten Spurbreite eines Aufzeichnungsmediums festzulegen. Die Originalbreite g ist in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Kern 12 eine Originalbreite von g=0,33 mm, welche durch Schleifen reduziert wird auf eine Breite von g¹=0,025 mm.

Nach dem Schleifvorgang werden die Übertragerwicklungen 27 auf die so erhaltene Magnetkopfeinheit 10 gewickelt, wobei die Wicklung durch das durch die überlappenden Ausnehmungen 17 und 22 gebildete Öffnung geführt werden. Die Windungen können um eine oder beide Hälften der Kerneinheit in jeder gewünschten Richtung angeordnet werden. Jedoch ist es vorteilhaft, wie aus Fig. 1 zu ersehen, die Windungen 27 nahe an der Rückseite des Übertragungsspaltes 41' in einer Richtung nahezu parallel zum Aufzeichnungsmedium anzubringen, welches in Anlage mit der Vorderseite 98 des Magnetkopfes TO zu liegen kommt, um einen Streufluß in der Windungsöffnung möglichst klein zu halten. Der entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung gefertigte Magnetkopf 10 ist in Fig.1 gezeigt.

Es sei angemerkt, daß durch die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte ein Aufzeichnungskopf 10 erhalten wird, welcher eine einfache und trotzdem einheitliche Struktur aufweist. Ein wichtiges Merkmal von diesem Magnetkopf 10 liegt in seiner extrem geringen Breite des Ferritkernes, ^; •welche den Spalt mit einem Widerstand aufweist, der von einem nichtmagnetischen Vorderteil des zusammengesetzten Kernes überspannt wird, und damit die Festigkeit des Auf-

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baus des Magnetkopfes wesentlich erhöht. Andererseits wird der rückwärtige Teil des Ferritkernes, welches mit Rücksicht auf die leichte Fertigung vorzugsweise dieselbe schmale Breite als der Vorderteil besitzt, von einem magnetischen Überlagerungsrückteil des zusammengesetzten Kernes getragen, welcher vorzugsweise aus demselben Material wie der schmale Ferritkern besteht. Neben der Erhöhung der Festigkeit des Magnetkopfes 10 dient der überlagerte Rückteil als niedriger Widerstandsweg für den magnetischen Fluß.

Ein weiteres wesentliches Merkmal des Übertragers gemäß der ERfindung besteht darin, daß der nichtmagnetische Spalt von einem Verbindungsmaterial gebildet wird, welches die höchste Schmelztemperatur relativ zu den anderen Verbindung smaterialien besitzt, welche im Übertrageraufbau verwendet werden. Weil hier eine direkte Beziehung zwischen der Schmelztemperatur und Härte des Verbindungsmaterials aus Glas besteht, bringt dieses letztere Merkmal den weiteren Vorteil eines äußerst harten Spaltes mit hoher Lebensdauer mit sich.

Der Vorderteil 98 des Kopfes 10, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, kann in jeder beliebigen Form hergestellt werden. Zwei mögliche Ausfuhrungsformen des Kopfes entsprechend der Erfindung, welche unterschiedliche Ausbildungen hinsichtlich ihrer Vorderseiten 43 bzw. 43a haben, sind die in den Fig.7 und 8 gezeigt. Bei der Ausführungsform nach der Fig. 7 ist die Seitenwand 44 des vorderen Teiles 43 des Magnetkopfes 10 abgeschrägt, um einen spitzen Winkel<L zu der Spaltlinie 41' zu bilden. Dieser Winkel kann in einem Bereich zwischeniv =15° bis 30° ausgebildet werden. Hierbei wird die mit dem Aufzeichnungsträger in Berührung kommende Dläche reduziert und erlaubt einen ausreichenden einheit-

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. ft.

lichen Druck bei einer geringeren Totalkraft im Bereich des Kopf-Aufzeichnungsträger-Kontaktbereiches. Dieser niedrige Druck verringert die Beschädigungsmöglichkext des Aufzeichnungsträgers sowie den Reibungseffekt. Bei Magnetbandanwendungen verhindert die niedrigere Reibung die Entstehung von Oxidablagerungen an den Bandberührungsteilen des Kopfes, die oft unerwünschte Kratzer auf dem Band hervorrufen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist das nichtmagnetische Vorderteil 46 der zusammengesetzten Körper an seiner Außenoberfläche nach vorne hin abgeschrägt. Diese Abschrägung vermindert die Gesamtbreite der Magnetkopfvorderflache im Bereich des Aufzeichnungsmediums, um die Reibung noch weiter zu vermindern. Der Anstiegswinkel der Abschrägung ist in Fig. 8 mit ß bezeichnet und kann zwischen 10° und 30° liegen.

Der Aufbau des schmalspaltigen Magnetkopfes gemäß der Erfindung ist nicht auf die Herstellung eines Einspaltkopfes beschränkt. In einzelnen Ausführungsformen, wie beispielsweise für die redundante Aufzeichnung von Digitalinformationen oder für kombinierte Lösch-Aufzeichnungsköpfe werden Zweispaltköpfe benötigt. Ein Beispiel von einem Zweispaltmagnetkopf, der gemäß dem Verfahren nach der Erfindung gefertigt ist, wird in den Fig. 9 bis 12 gezeigt. Durch Vergleich der Zweispaltköpfe mit den Einspaltköpfen, wie sie vorstehend beschrieben und in den Fig. 1 bis 8 gezeigt wurden, ersieht man, daß diese Köpfe einen ähnlichen Aufbau und ein ähnliches Herstellverfahren besitzen. Deshalb wird, um unnötige Wiederholung zu vermeiden, die Beschreibung der Zweispaltköpfe gemäß der Erfindung auf die Punkte ihrer eigentümlichen Konstruktion begrenzt.

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- if.

Durch Vergleich dieser Zeichnungen, die sich auf einen Einspaltkopf und auf einen Zweispaltkopf beziehen, folgt, daß Fig. 9 der Fig. 1, Fig. 10 der Fig. 3, Fig. 11 der Fig. 5 und Fig. 12 der Fig. 6 entspricht.

Gemäß Fig. 10 wird zunächst ein magnetischer Block 161 aus drei entsprechenden Blöcken 164, 165 und 166 geformt. Der Aufbau der Blöcke 164 und 166 mit Ausnehmungen 170 und 171 entspricht dem Aufbau des Blocks 118 (Fig. 2) mit seiner Ausnehmung 122. Jeder der Blöcke 164 und 166 wird in einer Weise gefertigt, wie der Block 118. Der Block 165 entspricht in seiner Ausbildung dem Block 119 nach Fig. 2 und wird auf dieselbe Weise gefertigt. Die Blocks

164 und 166 werden unter entsprechender Ausrichtung der Ausnehmungen 170 und 171 zusammengesetzt, wobei der Block

165 zwischen ihnen angeordnet ist. Die einander gegenüberliegenden Flächen der Blöcke 164, 165 und 166, zwischen welchen die nichtmagnetischen Spalte 172 und 173 gebildet werden, werden zunächst mit Glas überzogen und anschließend glasverschmolzen in einer Weise, wie es für die magnetischen Blöcke 118 und 119 beschrieben wurde. Die Glasverbindung kann durch Glaseinlagen 135 (Fig. 10) an der Rückseite der nichtmagnetischen Spalte 172 und 173 verstärkt werden, welche nahe bei der Außenfläche 133 liegen, wie vorstehend beschrieben wurde in Verbindung mit Fig. 3. Der fertige Block 161 wird dann in einer Weise unterteilt, wie ebenfalls in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde, um eine Vielzahl von einzelnen Ferritkernen 61 der Breite g zu bilden.

In der Fig. 11 ist ein zusammengesetzter Block 160 dargestellt, der einen zweiten magnetischen Block 162 und einen nichtmagnetischen Block 163 enthält. Der zusammengesetzte Block 160 ist ähnlich zu dem Block 111 der Fig. 5 aufge-

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baut nur mit dem Unterschied, daß zwei Ausnehmungen 167 und 168 vorgesehen sind, welcher der einfachen Ausnehmung des Blockes 111 entsprechen. Die Ausnehmungen 167 und werden in den magnetischen Block 162 in derselben Weise geschnitten, wie in Verbindung mit dem Block 11 beschrieben wurde. Die Ausnehmungen 67 und 68 sind in dem magnetischen Teil 62 des zusammengesetzten Körpers 60 so angeordnet, daß sie die Ausnehmungen 70 und 71 überlappen, wenn der zusammengesetzte Körper 60 mit dem Magnetkern 61 verbunden wird, wie in Fig. 9 und 12 gezeigt ist. Die entsprechenden Oberflächen der Blöcke 162 und 163 werden mit Glas überzogen, glasverschmolzen, um eine Verbindungsschicht 169 zu schaffen, und in einer Weise geschnitten ähnlich zu derjenigen, die in Verbindung mit dem Block 111, nach den Fig. 4 und 5 beschrieben wurde. Das Material, das für den Aufbau des magnetischen und nichtmagnetischen Blocks verwendet wird, ebenso wie das Überzugs- und Verbindungsmaterial ist dasselbe, wie jenes, das für den Aufbau des Einspaltmagnetkopfes nach Fig. 1 verwendet wird.

Die Abmessungen a,b,d,e,h, i und j der Blöcke 160 und sind ähnlich wie die entsprechenden Abmessungen der Blöcke 111 und 112, die zum Aufbau eines Einspaltkopfes nach Fig. 1 verwendet werden. Jedoch ist die bevorzugte Länge der Blöcke 160 und 161 f'=3,79 bis 4,42 mm abhängig von der speziellen Anwendung des Kopfes. Die Breite der zugehörigen Blöcke 164 und 166 ist vorzugsweise r=1,58 mm und die des Blockes 165 p=0,6 bis 1,3 mm abhängig von dem gewünschten Abstand der zwei Übertragungsspalten 72' und 73' der fertigen Köpfe 76. Sofern beide Übertragungsspalten des Zweispaltkopfes zur Aufzeichnung, d.h. für eine redundante Aufzeichnung verwendet werden, dann sollte jeder Spalt eine Breite haben zwischen 20 bis 100 Mikro-Inch. Wenn eine von den Spalten zum Löschen verwendet wird, sollte sie eine Breite von 100 bis 500 Mikro-Inch haben.

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Nachdem die Blöcke 160 und 161 in eine Vielzahl von zusammengesetzten Körpern 60 bzw. Zweispaltmagnetkerne 61 geschnitten wurden, werden die einzelnen Magnetköpfe 76 zusammengesetzt, wie aus den Fig. 9 und 12 zu ersehen ist. Ein zusammengesetzter Körper 60 und ein Magnetkern 61 werden dabei an gegenüberliegenden ebenen Oberflächenbereichen 58 und 59 mit Glas überzogen. Der überzogene Körper 60 und der Kern 61 werden mit ihren überzogenen Flächen derart aufeinandergelegt, daß die Ausnehmungen 67 und 68 über den Ausnehmungen 70 und 71 liegen und das nichtmagnetische Frontteil 63 des zusammengesetzten Körpers 60 beide nichtmagnetischen Spalten 72 und 73 des Magnetkernes 61 überspannt. Die aufeinandergelegten Körper 60 und 61 werden dann miteinander verbunden. Hierbei wird derselbe Überzugs- und Glasverbindungsprozess, wie er bei der Herstellung von Einspaltköpfen vorstehend beschrieben wurde, angewendet.

Die glasverschmolzene Übertragereinheit wird dann an der freien Oberfläche des Magnetkernes 61 geschliffen, bis die gewünschte schmale Breite g¹ des Kernes 61 erreicht ist (siehe Fig. 9) entsprechend zu der gewünschten Spaltbreite. Nach dem Schleifen werden getrennte Windungen 74 und 75, jeweils isoliert voneinander aufgebracht, wobei jede Windung durch eine von den öffnungen 77und 78 verläuft.

Vor dem Anordnen der Windungen auf dem Übertrager 76 kann die Form der Vorderseite des Kopfes in einer Weise geändert werden, wie vorstehend in Verbindung mit den Ausführungsformen nach Fig. 7 und 8 beschrieben wurde.

So gefertigte Einspalt- und Zweispaltköpfe gemäß der Erfindung sind vorzugsweise geeignet zur Verwendung in Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten mit rotierenden Köpfen. Bei

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einer bekannten Ausführungsform eines solchen Gerätes sind ein oder mehrere magnetische Köpfe präzis auf der Mantelfläche einer rotierenden Trommel angeordnet. Jeder Kopf ist in einer vorbestimmten V7inkellage auf der Trommel und in einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse derselben befestigt. Eine derartige Ausbildung ist in der US-PS 3 778 offenbart. Dieses Patent beschreibt und zeigt beispielsweise eine Trommelanordnung für Magnetaufzeichnung, bei welcher ein magnetischer Kopf radial eingesetzt ist in einen Einschnitt, der in der Trommel vorgesehen ist. Obwohl der Magnetkopf nach der Erfindung spezielle Vorteile hinsichtlich der Beanspruchung in einem rotierendem Aufzeichnungsgerät besitzt,so ist doch seine Verwendung nicht auf solche Geräte beschränkt. Er ist auch verwendbar in anderen Arten von Aufzeichnungsgeräten, wie beispielsweise Magnetplattenspeicher und Einspuroder Mehrspur-Bandgeräten..

Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht in dem Zusammensetzen von zwei oder mehr einzelnen Magnetköpfen 10 nach Fig. 1, um eine Mehrspurkopfeinheit zu schaffen,wie sie beispielsweise in Fig. 13 dargestellt und mit 82 bezeichnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird eine magnetische Abschirmung 80 zwischen die nichtmagnetischen Abstandstücke 81 in einer üblichen Weise eingesetzt, um ein Übersprechen zwischen benachbarten Kanälen der einzelnen Köpfe des Blocks 82 zu verhindern. Der Querschnitt der einzelnen Abschirmungen ist rechteckig. Die Dimensionen a und f der Abschirmung 80 sind dieselben, wie die entsprechenden Dimensionen der seitlichen Kopfeinheiten 10. Die Breite tier einzelnen Abschirmungen 80 liegt üblicherweise in der Größenordnung der entsprechenden Dimensionen der voneinander entfernten Übertragerköpfe 10 oder größer und wird in Übereinstimmung mit den speziellen Erfordernissen der Mehrspur-

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aufzeichnungskopfeinheit 82, vorzugsweise unter dem Gesichtspunkt des Vermeidens von Übersprechen gewählt. Normalerweise werden Abschirmungen in einer Breite von 0,2 bis 1,3 mm verwendet. Eine bevorzugte Ausführungsform der nichtmagnetischen Abstandstücke 81, wie sie in der speziellen Ausführungsform einer Mehrspurmagnetkopfeinheit 82 verwendet wird, ist in Fig. 14 gezeigt. Die nichtmagnetischen Zwischenstücke 81 haben eine Breite f und eine Höhe a entsprechend den Abmessungen des Magnetkopfes 10. Die Dicke k der einzelnen Abstandstücke 81 entspricht dem gewünschten Abstand der Köpfe 10 und wird ausgewählt entsprechend der Breite der verwendeten Abschirmung 80. Z.B. haben bei einer vorteilhaften Mehrspurkopfanordnung 82 die einzelnen Abstandstücke 81 eine Dicke k=0,38 mm. Eine Nut 83 ist in dem Abstandstück 81 vorgesehen, um einen ausreichenden Raum zur Durchführung der Windungen 84 von einer Übertragerspule zu schaffen, wenn die Kopfeinheit 82 zusammengesetzt .ist. Bei dieser Ausführungsform nach der Erfindung sind die Übertragerwicklungen 84 um den rückwärtigen Teil des Kernes des Kopfes 10 in einer Richtung vorzugsweise parallel mit der Übertragungsspaltebene 41 gebildet. Der Grund für diese Anordnung ist den Aufbau des nichtmagnetischen Zwischenstückes 81 zu vereinfachen, welches in diesem Fall eine rechteckige Nut 83 zur Aufnahme der Windungen 84 hat, wenn der Mehrspurkopf 82 zusammengesetzt ist, wie in Fig. 13 gezeigt. Die Außenabmessungen u¹ und v¹ der Nut 83 in dem Abstandstück 81 (Fig. 14) ist geringfügig größer als die entsprechenden Abmessungen u und ν des Spaltes, welcher zur Aufnahme der Windungen 84 benötigt wird, um eine einfache Ausführung für die Windungen 84 in der Einheit 82 zu schaffen. In Abänderung kann die Übertragungswicklung auch nahe beim übertragungsspalt angeordnet werden, ähnlich wie die Windungen 27 in der Ausführungsform nach

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Fig. 1. Jedoch muß in diesem letzteren Fall das nichtmagnetische Abstandstück aus mehr als einem Teil (nicht dargestellt) gefertigt werden und deshalb ergibt sich eine etwas komplizierte Mehrspuraufzeichnungskopfeinheit.

Das bevorzugte Fertigungsverfahren der Mehrspurkopfeinheit gemäß der Erfindung wird im folgenden beschrieben. Ein Block 181 aus nichtmagnetischen bearbeitbaren Glaskeramikmaterial gemäß Fig. 14 ist vorbereitet und hat Außenabmessungen a,b und f entsprechend jenen des' magnetischen Ferritblockes 112, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Dann wird eine Nut 183 vorzugsweise von einer rechteckigen Form in dem Block 181 in einer Weise eingeschnitten, wie anhand der Fig. 4 erläutert, hinsichtlich der Ausnehmung 117 des Ferritblockes 113. Die bevorzugten Abmessungen, welche von dem Übertragungskopf und den Abstandstücken 81 definiert werden sind folgende: c=1,57 mm, c'=1,52 mm, v=1,65 mm, v'=1,75 mm, u=0,5 mm und u¹=0,61 mm. Der nichtmagnetische Block 181 wird dann längs paralleler Ebenen geschnitten, um eine Vielzahl von rechteckigen einzelnen nichtmagnetischen Abstandstücken zu erhalten, wie sie in Fig. 14 dargestellt sind.

Die Abschirmeinheit 80 wird von einem dritten magnetischen Block (nicht dargestellt) mit einer Verschleißfestigkeit wie Ferrit geschnitten. Es sei darauf hingewiesen, daß obwohl die einzelnen Materialien für die magnetische Abschirmung und die Zwischenstücke nicht kritisch für den Aufbau eines Mehrkanalkopfes gemäß der Erfindung sind,es doch vorteilhaft ist, daß diese Materialien eine hohe Abriebfestigkeit haben, um eine Abnutzung durch den sie berührenden Aufzeichnungsträger möglichst gering zu halten.

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Die einzelnen Teile der Kopf einheit v/erden dann in einer Montierschablone, z.B. einer Halterung 85 nach Fig. 15 zusammengesetzt, um Spaltlagenstreuungen ungleich 0 und Fehlausrichtungen der Mehrspurkopfeinheit 82 zu vermeiden. Sofern die Teile, die die Einheit 82 bilden, durch eine Glasverbindung zusammengehalten werden, werden die einander zugeordneten ebenen Oberflächen der einzelnen Teile 10,80 und 81 mit einem vorzugsweise niedrig schmelzenden Glas (etwa 450°) vor dem Verbindungsprozess überzogen.Die Teile werden dann folgendermaßen zusammengesetzt, wie aus Fig.15 zu ersehen;

ein erster Magnetkopf 10, ein erstes nichtmagnetisches Zwischenstück 81, eine magnetische Abschirmung 80, eine zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 81 und ein zweiter Magnetkopf 10. Sofern mehr als zwei Köpfe in die Mehrkopfeinheit 82 eingesetzt werden sollen, dann wird die Einheit mit einem dirtten nichtmagnetischen Abstandstück 81 einer zweiten magnetischen Abschirmung 80 usw. fortgesetzt, bis schließlich die gewünschte Zahl von einzelnen Magnetköpfen 10 in dem Stapel 82 vorhanden ist. Alle übertragerspalten 41' des Stapels sind ausgerichtet längs der Oberfläche des Stapels. Die nichtmagnetischen Abstandstücke werden in dem Stapel in einer solchen Weise angeordnet, daß die Ausnehmungen 83 die Windungen 84, wie oben offenbart wurde, aufnehmen können.

Die zusammengesetzten Teile werden dann fest zusammengehalten und dem Glasverbindungsprozess bei etwa 450° unterworfen. Die Verbindungstemperatur ist wesentlich niedriger als die niedrigste Verbindungstemperatür, welche vorher angewendet wurde beim Aufbau der Köpfe 10, um diese nicht zu verletzen oder die Verbindungen zu schwächen.

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Da eine Glasverbindung angewendet wird, um die Teile miteinander zu verbinden, werden die Übertragerwicklungen auf die Magnetköpfe 10 erst nach dem Verbindungsprozess aufgebracht, um die Wicklungen nicht den hohen Temperaturen auszusetzen. Nach dem Zusammensetzen der Teile werden diese durch die einzelnen öffnungen für jeden Kopf 10 aufgebracht, wie gezeigt bei 17 in Fig. 13.

Anstelle eines Glasverbindungsverfahrens kann die Übertragerkopfeinheit 82, die dann zuerst mit den Wicklungen versehen wird, in eine (nicht dargestellte) Form gegeben und mit Epoxidharz vergossen werden. Dieser abgewandelte Schritt ist einfacher und deshalb wirtschaftlicher als ein Glasverbindungsverfahren. Jedoch ist er nur bei Anwendungen geeignet, wo keine hohen Arbeitstemperaturen auftreten können.

Das Aufzeichnungsmedium, welches an der Oberfläche des gefertigten Mehrkopfstapel anliegt, kann zu jeden gewünschten Radius geformt werden, wie angedeutet in Fig. 13, entsprechend den allgemein bekannten Verformungstechniken.

- Patentansprüche -

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Claims

Patent an s ρ rüche

nj Magnetkopf zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen auf einem relativ zu dem Kopf bewegten magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem magnetischen Kern, vorzugsweise aus Ferrit, welcher mindestens einen nichtmagnetischen Spalt bildet und in seiner Breite der Breite des Spaltes entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß dem Magnetkern (12) ein zusammengesetzter Körper (13) mit einem nichtmagnetischen Frontteil (14) und einem angrenzenden magnetischen Rückteil (13) parallel derart zugeordnet ist, daß das nichtmagnetische Frontteil den Bereich des Luftspaltes überspannt, während das magnetische Rückteil dem Magnetkern verstärkt und daß beide Körper fest miteinander verbunden sind.
2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kern (12) zumindest ein Paar von komplementärer magnetischer Pole (130,131) besitzt, die zwischen gegenüberliegenden Polflächeieine Schicht eines nichtmagnetischen Materials aufweisen, die den nichtmagnetischen Spalt (41) festlegt, und daß mindestens einer der Pole (130) eine Ausnehmung (122) aufweist, und dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetische Vorderteil (139) und das anschließende magnetische Rückteil (113) den zusammengesetzten Körper (11) bilden, und daß das magnetische Rückteil eine zweite Ausnehmung (117) aufweist, die sich nach innen von den Anliegeflächen am nichtmagnetischen Frontteil erstreckt,wobei ■ die Ausnehmungen im Magnetkern und im zusammengesetzten Körper sich bei der zusammengesetzten Einheit zur Aufnahme der Übertragerwicklungen überlappen.

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3. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (122) in dem Magnetkernteil (130) einen V-förmigen Querschnitt aufweist mit Wänden, welche einen Winkel von 90° bilden.
4. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (117) in dem zusammengesetzten Körper

(111) eine Rechteckform besitzt.
5. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Übertragerwicklung (27) durch die übereinanderliegenden Ausnehmungen (17,22) geführt ist.
6. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Magnetkernes schmäler als die Breite des zusammengesetzten Körpers ist, welcher fest mit diesem verbunden ist.
7. Magnetkopf nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetische Frontteil (43) des zusammengesetzten Körpers (45) und ein Teil des Magnetkernes (37) der zu diesem benachbart liegt, abgeschrägte Seitenwände (44) bilden, die einen spitzen Winkel mit der Ebene des Übertragungsspaltes bilden (Fig. 7).
8. Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetische Frontteil (46) des zusammengesetzten Körpers nach vorne zu abgeschrägt ist (Fig. 8).
9. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (12) und das magnetische Rückteil (13) des zusammengesetzten Körpers (11) aus Ferrit besteht.

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10. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetische Fröntteil (14) des zusammengesetzzen Körpers aus bearbeitbarer Glaskeramik, Aluminiumoxid oder nichtmagnetischem Ferrit besteht.
11. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (12) und der zusammengesetzte Körper (13) mittels einer Glasverbindung miteinander verbunden sind.
12. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (12) auf seine gewünschte Breite nach seiner Verbindung mit dem zusammengesetzten Körper (13) abgeschliffen ist.
13. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Verbindung zwischen dem nicJhtmagnetischen Frontteil (14) und dem magnetischen Rückteil

(13) des zusammengesetzten Körpers (11) und die Verbindung der magnetischen Pole (130,131), um den nichtmagnetischen Spalt (41) zu bilden, mittels einer Schmelzverbindung hergestellt sind, wobei diese Verbindungen ein Verbindungsmaterial enthalten, deren Verbindungstemperatur höher ist als das für die Verbindung zwischen Kern (12) und zusammengestzten Körper (11).
14. Magnetkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Verbindungen Glas mit verschiedener Schmelztemperatur verwendet ist.

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15. Magnetkopf nach Anspruch 1, zur Verwendung in einem Mehrspuraufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zweiter Magnetkopf identischen Aufbaus und identischer Form mit diesem zu einer Einheit zusammengefaßt ist, wobei die magnetischen Köpfe in einem Abstand von-einander mit ausgerichteten Magnetspalten montiert sind, und daß eine magnetische Abschirmung (80) zwischen die beiden Magnetköpfe eingefügt ist.
16. Magnetkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß nichtmagnetische Abstandstücke (81) jeweils zwischen jeden Magnetkopf (10) und deren benachbarten magnetischen Abschirmung (80) angeordnet sind.
17. Verfahren zur Fertigung eines Magnetkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Herstellung eines magnetischen Kernes aus mindestens zwei entsprechenden magnetischen Polen, die einen nichtmagnetischen Spalt zwischen sich bilden und zwei gegenüberliegende Flächen aufweisen, wobei jeder der magnetischen Pole in seiner Breite größer gehalten ist als die gewünschte Breite für den Spalt,

b) Herstellung eines zusammengesetzten Körpers aus einem nichtmagnetischen Frontteil und einem anschließenden magnetischen Rückteil, wobei beide Teile zusammen eine einheitliche Oberfläche an zwei gegenüberliegenden Seiten bilden,

c) Herstellung einer Verbindung zwischen benachbarten Seiten des Magnetkernes mit einer der Seiten des zusammengesetzten Körpers, um eine Einheit zu bilden, wobei das nichtmagnetische Frontteil des zusammengesetzten Körpers dem Luftspalt benachbart angeordnet ist und diesen überspannt und

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• i.

d) Verminderung der Breite der Kopfeinheit an der freien Seite des Magnetkernes bis die gewünschte Breite des Luftspaltes erhalten ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß beim Herstellen des Magnetkernes eine Öffnung in mindestens einen der Magnetpole auf der Innenseite hergestellt wird, daß bei der Herstellung des zusammengesetzten Körpers eine zweite Öffnung dem magnetischen Rückteil des zusammengesetzten Körpers benachbart zu dem nichtmagnetischen Frontteil vorgesehen wird und daß bei der Verbindung der gegenüberliegenden Flächen des Magnetkernes und des zusammengesetzten Körpers die beiden Öffnungen übereinandergebracht werden, um eine Durchgangsöffnung für die Übertragerwicklungen zu bilden.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Glasschmelzverbindung zur Verbindung der Magnetpolteile mit einen hochtemperaturschmelzenden Glas zur Bildung des nichtmagnetischen Spaltes verwendet wird, daß zum Zusammensetzen des zusammengesetzten Körpers eine Glasschmelzverbindung zwischen dem nichtmagnetischen Frontteil und dem anschließenden magnetischen Rückteil mit einem hochtemperaturschmelzenden Glas vorgesehen

für
wird, und daß<die Verbindung zwischen Magnetkern und zusammengesetzten Körper eine Glasverbindung mit einer niedrigeren Schmelztemperatur angewendet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Breite durch Schleifen der freien Seite des Magnetkernes erzielt wird.

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21. Verfahren nach Anspruch 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern durch Abschneiden von einem aus zwei Polteilen und mit einer Nut versehenen magnetischen Block gefertigt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß nach Bilden des Blockes und vor dem Schneiden desselben in einzelne Kerne in die Längsnut eine Glasschmelze eingebracht wird mit einer Schmelztemperatur niedriger als jene, welche zur Bildung des Blocks verwendet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammengesetzte Körper durch Abschneiden von einem aus einem Block aus Magnetmaterial, in welchem eine Längsnut angeordnet ist, und einem Block aus nichtmagnetischen Material gebildeten Block gewonnen wird.

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