DE2642643C2

DE2642643C2 - Verfahren zur Herstellung von Magnetköpfen geringer Spurbreite

Info

Publication number: DE2642643C2
Application number: DE2642643A
Authority: DE
Inventors: Beverley R. Sunnyvale Calif. Gooch
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1976-09-22
Publication date: 1982-12-16
Also published as: AT357788B; BE845281A; GB1546207A; JPS5253412A; NL7609924A; NL170988B; US4115827A; FR2325140A1; CA1079398A; DE2642643A1; SU1075998A3; NL170988C; SU1095884A3; IT1074132B; ATA690076A; FR2325140B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Magnetköpfen geringer Spurbreite gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ferritmaterialien werden in großem Umfang bei lviagneiköpfen mit Rücksicht auf ihre bevorzugten elektrischen und magnetischen Eigenschaften verwendet, ebenso wegen ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung. Dieses letztere Merkmal ist speziell vorteilhaft bei Magnetköpfen, weiche dem Abrieb eines anliegenden magnetischen Aufzeichnungsmediums ausgesetzt sind. Jedoch ist Ferrttmaterial nicht für Magnetköpfe geeignet, die strengen Arbeitsbelastungen unterworfen sind oder für Köpfe zur Erzeugung schmaler Aufzeichnungsspuren mit Rücksicht auf ihre Brüchigkeit, wie z. B. bei Verwendung in rotierenden iCopfcriiiiciicii, wu cmc höht Rc*äiiVgC3ch'W"nd:gkc:t zwischen den Köpfen und dem berührenden Magnetband 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 38 13 693 beschrieben. Dieses Patent beschreibt das Herstellen eines Glasüberzuges um den Spaltbereich des Ferritkopfes. Der Überzug schützt die den Magnetspalt bildenden Kanten des Ferritkernes vor Abnützung. Damit wird der Spaltbereich von den im Betrieb auftretenden Kräften geschützt. Derartige Ferritköpfe haben einen relativ komplizierten Aufbau

und das Herstellverfahren ist nicht praktikabel für Spurbreiten unterhalb 0,013 cm.

Bei einer anderen Art von Ferritköpfen für schmale Spuren, weiche in Magnetbandgeräten mit rotierenden Köpfen verwendet werden, werden die gegenüberliegenden Seitenwände der Spaltpole auf die gewünschte Spaltbreite verjüngt Diese Köpfe besitzen dann einen Magnetkern von angenähert 0,25 mm Breite, welche auf etwa 0,12 mm heruntergefräst wird. Unterhalb dieser Größenordnung nimmt jedoch die Baufestigkeit des Kopfes stark ab und er kann un^;. r Belastung des Andruckes gegen das laufende Sand bei hohen Geschwindigkeiten brechen. In einzelnen ""~n verursacht die Kerbe im Spaltbereich jie Γ "aung einer unerwünschten Luftschicht zwischen -*\:\ Kopf und dem Band, weiche ein unerwün"-■..<-» Abheben des Kopfes vom dem Band hervorn^ ■.

Ein anderer MagnetkO; -. ist in der US-PS 33 03 292 beschrieben. Enfsprechend c.r Lehre dieses Patentes wird ein metallischer (Alfesil) Magnetkern seitlich an einen nichtmetallischen (Ferrit) Magnetkörper angebracht Der Alfesilkern bestimmt den nicL.imagnetischen Obertragungsspalt des Kopfes und der Ferritkörper garantiert einen niedrigen magnetischen Widerstand durch Überbrückung des rückwärtigen Teiles des Alfesilkemes. Ein derart aufgebauter Magnetkopf ist nicht für Anwendungen geeignet bei denen schmalspurige, abriebfeste Köpfe benötig! werden. Darüber hinaus 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. Köpfe mit solchen Eigenschaften werden aber bei relativ hohen Geschwindigkeiten zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger, wie sie beispielsweise bei Magnetbandgeräten mit rotierenden Köpfen auftreten, benötigt

In der GB-PS 11 28 646 ist ein Magnetkopf beschrieben, dessen den Arbeitsspalt enthaltender Magnetkern beidseitig im Bereich seiner Kernpolseite nicht-magnetische Verstärkungskörper trägt, an die sich im rückwärtigen Teil des Magnetkerns Verstärkungskörper aus magnetischem Material anschließen. Die Verstärkungskörper erhöhen die Beanspruchbarkeit des Magnetkopfes.

Um den aus dem britischen Patent 11 28 646 bekannten Magnetkopf auch für schmale Aufzeichnungsspuren einsetzen zu können, ist die Kernpolseite einschließlich der nicht-magnetischen Verstärkungskörper zu den Polflächen hin bis auf die gewünschte Spurbreite abgeschrägt Bei einem solchen Magnetkopf nimmt jedoch die Spurbreite mit wachsender Abnutzung zu.

Aus »IBM Technical Disclosure Bulletin« Band 12, Nr 7, Dezember 1969, Seiten 965, 966, ist ein Herstellungsverfahren für Magnetkopie mit mit geringer Spurbreite bekannt bei dem die Kernteile des Magnetkerns sandwichartig aus einen Ferritkörper und einem nicht-magnetischen, insbesondere Glaskörper, bestehen. Die Sandwich-Kernteile werden unter Bildung des Arbeitsspalts miteinander verbunden. Der nicht-magnetische Körper überbrückt jedoch nicht den Arbeitsspalt

Aus der US-PS 36 13 228 bzw. der DE-OS 20 32 354 ist ein Verfahren zur Massenfertigung von Vielspurmagnetköpfen geringer Spurbreite bekannt Bei diese/p Verfahren wird ein Block aus magnetischem Ferritmaterial zunächst mit einem Block aus nicht-magnetischem Material verbunden und der so erhaltene, zusammengesetzte Block dann auf einer Seite des Ferritblocks durch Läppen bis auf die gewünschte Spurbreite ebgetragen. Durch diese Herstellungsschritte erhält man jedoch lediglich halbe Kernteile des Vielspurmagnetkopfes. Die halben Kernteile werden gestapelt und nachfolgend glasverkittet dann in Scheiben zerteilt und mit Nuten versehen und schließlich in der Weise erneut glasverkittet daß der gesamte, den Arbeitsspalt bildende vordere Polflächenteil entsteht Zur Herstellung des Vielspurmagnetkopfes sind eine Vielzahl weiterer Herstellungsschritte notwendig. Beispielsweise müssen die Frontteile in einzelne Vielspurfrontteile zerteilt werden. Es muß ein Vielspurkernrücken hergestellt und mit den Vielspurvorderteilen verbunden werden. Die Vielspur-Vorderteile müssen in Richtung der Spalttiefe geläppt werden usw.

Der gemäß der DE-OS 20 32 354 hergestellte Vielspurmagnetkopf umfaßt schmale, sandwichartig zwischen nicht-magnetischen Abstandhaltern angeordnete Ferritteile, die zusammen mit ^n nicht-magnetischen Abstandhaltern die Vorderseite des Vielspurkopfs bilden. Die einzelnen magnetischen Kreise des Vielspurkopfs schließen sich über den Kernrücken aus Ferritmaterial.

Das Herstellungsverfahren der DE-OS 20 32 354 erlaubt lediglich die Massenherstellung von Vielspurmagnetköpfen für Aufzeichnungsgeräte mit feststehenden Köpfen. Magnetköpfe mit geringer Spurbreite, dis hohen mechanischen Betriefasbelastunpen, beispielsweise in Geräten mit sehr schnell rotierenden Drehköpfen, gewachsen sind, lassen sich nur bedingt herstellen.

Da die Breite des Magnetkerns durch Bearbeiten des Ferritblocks verringert wird, bevor dieser in Scheiben zerteilt und mit Nuten versehen wird, kann die den Kern als auch den Arbeitsspalt bildende Magnetschicht im Verlauf der nachfolgenden Herstellungsschritte sehr leicht beschädigt werden. Bei den nachfolgenden Hersteilungsschritten können sehr leicht Stücke der Schicht herausbrechen, bzw. die Schicht kann springen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg zur Herstellung eines Magnetkopfes sehr geringer Spurbreite aus magnetischem Material, beispielsweise Ferritmaterial, anzugeben, bei dem die Breite des iviagneikerns wesentlich unier der Grenze liegen soll und kann, die durch die Beanspruchbark^it des Ferritmaterials als solchem im Betrieb des Magnetkopfs gegeben ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1

so gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Magnetk^pfen wird zuerst ein Tragkörper hergestellt der dann ganzHSchig mit dem den Arbeitsspalt bereits enthaltenden Magnetkern verbunden wird. Die Länge des ArbeitsspailS wird erst nach der Verstärkung des Magnetkerns verringert Auf diese Weise lassen sich Magnetköpfe für Spurbreiten von weniger als 0,013 cm auf einfache WcMse herstellen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert Es zei^'t

F i g. 1 einen Einspalt-Magnetkopf zur Aufzeichnung schmaler Spuren,

Fig.2 und 3 Verfahrensstufen bei der Herstellung eines Magnetkernes für den Magnetkopf nach Fig. I₁

F i g. 4 und 5 Verfahrensstufen zur Herstellung eines Tragk· pers zur Verwendung beim Aufbau des

5 6

• Magnetkopfes nach Fig-1, bearbeitbare Glaskeramik bevorzugt. Die Teile des

F ί g. 6 den Verfahrensschritt beim Zusammenbau des Magnetkopfs 10, welche aus dem Vorbeschriebenen

Magnetkopfes nach F ί g. 1, Material aufgebaut sind, werden vorteilhaft mktels eines

Fig. 7 und 8 andere Ausführungsformen eines glasbindenden Materials miteinander verbunden. Damit

Magnetkopfes, 5 kann der Magnetkopf aus einem brüchigen oder

Fig.9 einen Zweispak-Magnetkopf für schmale porösen Material wie Ferrit gefertigt werden, mit einer

Spuren und extrem schmalen Breite im Kopf-Band-Kontakt-Be-

Fig. 10,11 und 12 Verfahrensschritte zur Herstellung reich und ist deshalb zur Aufzeichnung in extrem

eines Magnetkopfes nach FI g. 9. schmaler SpUr geeignet Zusätzlich ist der Aufbau des

Pig. if zeigt einen Eirispalt-Magnetkopf 10 für ib Magrtetköpfes stabil. Er widersteht leicht härtesten

schmale Aufzeichnungsspuren. Der Magnetkopf 10 Bedingungen, wie sie bei Magnetbandgeräten mit

umfaßt einen zusammengesetzten Tragkörper 11 und Drehkopfabtastung auftreten. Diese und andere Vortei-

einen daran befestigten Magnetkern 12 Der Tragkör- Ie werden aus der folgenden Beschreibung des

per 11 besitzt eine Oberfläche 23. an der eine Verfahrens des Herstellern des Magnetkopfes deutlich,

entsprechende Oberfläche 24 des Magnetkernes 12 15 Das bevorzugte Verfahren zum Herstellen des

vollständig angebracht ist Bevorzugte Ausführungsfor- Magnetkopfes umfaßt verschiedene, in den F i g. 2 bis 6

men der Oberflächen 23 und 24 des Tragkörpers 1 bzw. der anliegend"' Zeichnungen dargestellte Schritte. Die

des Magnetkerns 12 sind am besten in F i g. 6 zu sehen. Elemente verscniedener. in den Zeichnungen dargestell-

Der Magnetkern 12 besteh» aus zwei komplementären ter Magnetköpfe sind jeweils durch Bezugszeichen von

rechteckigen Kernteilen 18 und 19, welche sich an 20 10 aufwärts bezeichnet, während entsprechende EIe-

gegenüberliegenden Polflächen 20 und 21 berühren und mente der Blöcke des Materials, aus welchem diese

miteinander verbunden sind, vorzugsweise durch sin Elemente gemacht werden, mit entsprechenden, um 100

Verbindungsmaterial, das auch einen nicht-magneti- erhöhten Bezugszeichen bezeichnet sind, um den

sehen Spalt 41 festlegt Der Kernteil 18 hat eine Vergleich zu erleichtern.

Ausnehmung 22. welche sich nach innen, von der 25 Die F i g. 2 und 3 zeigen die Verfahrensschritte zur Polfläche 20 aus gesehen, erstreckt und die Aufnahme Hersteildng einer Vielzahl einzelner Magnetkerne. Die der Windungen von Kopfwicklungen 27 (Fig. 1) zuläßt, einander entsprechenden Blöcke I18 und 119 aus welche um einen oder um beide Kernteile 18 und 19 magnetiscnem Ferritmaterial sind mit einander angegewickelt ist Der Tragkörper 11 weist rechteckiges paßten, entsprechenden Oberflächen 120 und 121 sowie magnetisches Rückteil 13 und ein benachbartes 30 Stirnflächen 130 und 131 versehen. Eine Ausnehmung in rechteckiges nichtmagnetisches Vorderteil 14 auf. Die Form einer Längsnut 122 verläuft längs der Oberfläche zwei Teile 13 und 14 sind miteinander an ihren 120 parallel und nahe der Stirnfläche 130 des Blockes gegenüberliegenden Rächen 15 und 16 verbunden. 118. Die Nut 122 ist als öffnung für die Kopfwicklungen Wenn der Magnetkopf 10 montiert wird, überspannt das des Magnetkopfes bestimmt wie später noch gezeigt nichtmagnetische Vorderteil 14 des Tragkörpers 11 den 35 wird. Die Ausbildung der Nut 122 ist nicht kritisch. Es ist nichtmagnetischen Spalt 41 des Magnetkernes 12 an der jedoch vorteilhaft eine V-förmige Nut einzuschleifen. Außenseite 98 (F i g. 1), wie es später im einzelnen noch deren Wände einen Winkel von 90° bilden. Die V-Form beschrieben wird. In dem magnetischen Rückteil 13 ist ergibt eine maximale Oberflächenfestigkeit an dem eine Ausnehmung 17 vorgesehen, die sich nach innen Arbeitsspalt des zusammengesetzten Magnetkopfes 10 von den aneinanderliegenden Flächen 15,16 erstreckt 40 gemäß Fig. 1. An dieser Stelle ist die Belastung im um das Aufbringen der Kopfwicklungen 27 zu Betrieb am größten und ein absatzweises Abnehmen ermöglichen. der Kernabmessung in einer Richtung senkrecht zu der Wie aus F i g. 1 ersichtlich, wird der Magnetkern 12 Bandbewegung, wie sie durch eine.. Pfeil 26 bezeichnet mit dem Tragkörper 11 zwischen den einander ist ist notwendig, um die oben erwähnte öffnung zu gegenüberliegenden Oberflächen 23,24 mittels Verbin- « bilden. Der 90°-Winkel vereinfacht auch das Anschleidungsmaterial verbunden. Nach dem Zusammenführen fen, da diese spezielle Ausbildung durch einen einfachen liegt die Ausnehmung 22 des Magnetkernes 12 über der Schleifvorgang ausgeführt werden kann. Natürlich kann Ausnehmung 17 des Tragkörpers 11. Dieses Überlagern auch in dem Block 119 eine Nut ähnlich der Nut 122 ist am besten aus Fig.1 oder 6 zu ersehen. Die angebracht werden, wenn z.B. eine symmetrische Ausnehmungen 17 und 22 bilden eine Öffnung für das 50 Kernausbildung bevorzugt wird.
Aufbringen der Kopfwicklungen 27 auf den zusammen- Die einander gegenüberliegenden Oberflächen 120 gesetzten Magnetkopf 10. Die entgültige Breite des und 121 werden dann geschliffen und poliert, um eine aufgesetzten Magnetkernes 12 sei mit ^bezeichnet und maximale Glätte zu errreichen. Beide Oberflächen 120, kann vegen Verwendung des Tragkörpers 11 schmäler 121 werden mit Glas bestäubt, vorzugsweise Corningals 0,13mm sein. Die genaue Breite gehängt von der 55 Glas0120, und miteinander bei einer Temperatur von gewünschten Aufzeichnungsspurbreite ab. Die ur- etwa 690⁰C verbunden. Es wird soviel Glas auf die sprüngliche Breite g des Magnetkernes 12 bestimmt die Oberflächen 120,121 aufgestäubt daß die verbundenen Länge des in Fig.6 dargestellten nichtmagnetischen Blocks 118 und il9 zwischen sich eine Schicht 141 aus Spaltes 41. Die Breite g¹ des Magnetkerns 12 als Glas mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,5 bis vollständigerTeiEdes Magnetkopfs 10(vergL Fig. 1)ist 60 2umeinschließen.

wesentlich kleiner als die Breite g. Erst die reduzierte Sowohl der Aufsprüh- als auch der Verbindungspro-Breite g¹ bestimmt die endgültige Länge des Arbeits- zeß ist allgemein bekannt und wird deshalb nicht im Spaltes 41', entsprechend der gewünschten Aufzeich- einzelnen beschrieben. Während des Verbindens wernungsspurbreite^ · den die Blöcke 118 und 119, z. B. durch eine geeignete Bevorzugtes Material für den Magnetkern 12 und für 65 (nicht dargestellte) Halteeinrichtung mit den bestäubten den magnetischen Rückteil 13 des Tragkörpers 11 ist ein Oberflächen 120,121 gegeneinander fest zusammengemagnetischer Ferrit Als nichtmagnetisches Material für halten. Die Einheit der gehaltenen Blöcke 118,119 wird den Vorderteil 14 des Tragkörpers 11 wird eine dann in einen Ofen gegebea Der Ofen enthält eine

nichtoxidierende Atmosphäre. Seine Temperatur wird über einen Zeitraum von etwa 30 Minuten langsam auf einen konstanten Wert oberhalb des Schmelzpunktes des aufgesprühten Glases, in diesem Fall auf etwa 690° C₁ erhöht Dieser Temperaturwert wird dann für etwa 20 Minuten gehalten und anschließend langsam (in 3 bis 4 stunden) auf etwa. Raumtemperatur abgesenkt. Bei diesem Verbindungsverfähren wird ein fester magnetischer Fertitbtock i 12 aus den zwei entsprechenden, durch die Schicht 141 getrennten Bloc« 118 und 119 gebildet Außer als Verbindungsmittel dient die Glaszwischenlage auch zur Bildung des nichtmagnetischen Spaltes 41 jedes der einzelnen Magnetkerne 12, wobei die Spaltbreite eine Dicke in der Größenordnung von etwa 0,5 bis 2 μηι aufweist

Zum Verstärken der Verbindung zwischen den verbundenen Blocks 118 und 119 und zur Schaffung einer zusätzlichen Halterung für die Polteile, die die Schicht 141 begrenzen, wird eine Verstärkung 135 an der Rückseite des durch die Schicht 141 gebildeten Spaltes angebracht Die Ausbildung der Verstärkung 135 erfolgt durch Einsetzen eines oder mehrerer Glasstäbe, vorzugsweise Co^rning Glas 7570 in den dem Spalt 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 038 mm aufweisen. Die Blocks 118, 119 mit eiiT,2setztem Glasstab werden in einen Ofen mit einer oxidationsfreien Atmosphäre gegeben und dort während etwa 20 Minuten auf angenähert 580° C erhitzt Es sei darauf hingewiesen, daß diese Verbindungstemperatur wesentlich niedriger ist als diejenige, bei welcher die einander gegenüberliegenden Oberflächen 120 und 121 vorher verbunden wurden. Dies erlaubt eb Fließen des Glasstabmaterials, ohne daß der durch die Schicht 141 gebildete nichtmagnetische Spalt beschädigt wird. Mit Ausnahme der niedrigeren Arbeitstemperatur wird dieser Verbindungsprozeß in derselben Weise durchgeführt wie beim Verbinden der Blöcke 118 und 119. Dieser weitere Verbindungsprozeß läßt das Glasstabmaterial schmelzen und fließen, wodurch die mit den Blocks 118 und 119 verbundene Verstärkung 135 an der Rückseite des oben erwähnten nichtmagnetischen Spalts gebildet wird.

Für die oben erläuterten, verschiedenen Verbindungen wird Verbindungsmaterial mit verschiedenen Verbindungstemperaturen benutzt Diese Temperaturen können wie folgt festgelegt werden. Zur Schmelzverbindung des magnetischen Rückteils des Tragkörpers mit seinem nichtmagnetischen Vorderteil und zur Verbindung der gegenüberliegenden Oberflächen der magnetischen Pole zur Bildung des nichtmagnetischen Arbeitsspaltes wird ein Verbindungsmaterial mit einer hohen Schmelztemperatur verwendet Zur Herstellung der Verbindung der Oberfläche des Magnetkernes und des Tragkörpers wird ein Verbindungsmateria! niedrigerer Verbindungstemperatur verwendet Schließlich wird für die Glasverstärkung in den Kernteilen ein Verbindungsmaterial verwendet dessen Verbindungstemperatur niedriger als die beiden vorgenannten Verbindungstemperaturen ist

Ein Beispiel bevorzugter Abmessungen eines gemäß den Verfahrensstufen der Erfindung hergestellten Magnetkopfes ist für jeden der komplementären Blocks 118 und 119: Höhe a = 33 mm, Länge b = 7,6 mm und Breite c = 1,6 mm. Die Tiefe der Nut 122 ist angenähert d = 0,5 mm. 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 F i g. 2 eingezeichnet

In dem nächsten Verfahrensschritt wird der Block 112 senkrecht zur Längserstreckung der Nut 122, d.h. parallel zur Ebene a-o und senkrecht zu den einander gegenüberliegenden Oberflächen 120,121 zur Herstellung einer Vielzahl, einzelner, rechteckiger Magnetkerne 12, von denen jeder zwei parallele ebene Oberflächen 24 und 37 (Fig.3) aufweist, aufgeschnitten. Das Auftrennen kann mittels eines Diamantsägeblatts oder eines anderen geeigneten Sägeblatts durchgeführt werden. Die Außenabmessungen jedes Magnetkernes 12 sind: Breite (in Richtung der Bandbewegung, die

is durch den Pfeil 26 angedeutet ist) /= 3,2 mm, Dicke g = 03 mm und Höhe a = 33 mm. Die einzelnen Magnetkerne 12 werden dann an ihren beiden parallelen Außenoberflächen 24 und 37 geschliffen, bis die Sägeunebenheiten beseitigt sind und eine genügend glatte Oberfläche erreicht ist

Im folgenden werden in Verbindung mit den F i g. 4 und 5 die Verfahrensschritte zur Herstellung des Tragkörpers 11 erläutert Ein rechteckiger Block 113 aus magnetischem Ferritmaterial besitzt eine obere äußere Fläche 115 mit einer Längsnut 117, welche sich von der oberen Fläche 115 nach innen erstreckt. Die Ausbildung der Nut 117 ist nicht typisch für die Erfindung. Diese Nut 117 bildet bei zusammengefügtem Tragkörper 11 und Magnetkern 12 eine Öffnung zur

Aufnahme der Kopfwicklung, bei der sich, wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, die Ausnehmungen 22 und 17 überdecken. Die bevorzugte Ausführungsform der Nut 117 ist rechteckig, wie aus F i g. 4 ersichtlich. Diese Form vereinfacht wesentlich das Einschleifen, welches in diesem Fall als ein erster Schritt durchgeführt wird. Ein rechteckiger Block 114 aus nichtmagnetischem Material wird mit einer unteren und oberen parallelen planaren Fläche 116 bzw. 139 versehen. Der Block 114 ist vorzugsweise aus einem abriebharten, bearbeitbaren Glaskeramikmaterial hergestellt Aluminiumoxid oder unmagnetische Ferrite, die beide sehr abriebfest sind und ähnliche Koeffizienten der Wärmeausdehnungen wie magnetische Ferrite haben, können ebenfalls für den nichtmagnetischen Block 114 verwendet werden. Die untere Fläche 116 entspricht in ihrer räumlichen Ausdehnung der der oberen Fläche 115 des Blockes 113. Die Flächen 115 und 116 werden geschliffen und poliert und anschließend mit Corning Glass 0120 Glass bestäubt um eine Glasschicht von etwa 1,2 μπι Dicke zu bilden. Die zwei Blöcke 113 und 114 v/erden dann mit gegeneinander gerichteten Oberflächen 115 und 116 justiert und bei einer Temperatur von 690° C in einer Weise, wie sie vorstehend in Verbindung mit dem Aufbau des Magnetkernes 12 beschrieben wurde, verbunden. Durch den Verbindungsprozeß wird eiiie Blockeinheit 111 gebildet, wie er in Fig.5 zu sehen ist Der Querschnitt der Blockeinheit 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 122 (F i g. 3 und F i g. 5). Beim nächsten Verfahrensschritt wird die Blockeinheit 111 senkrecht zur Längserstreckung der Nut 117 in eine Vielzahl einzelner Tragkörper 11 mit jeweils zwei gegenüberliegenden parallelen Oberflächen 23 und 40 aufgetrennt (F i g. S). jede dieser Oberflächen wird dann geschliffen, um vom Zersägen herrührende Unebenheiten zu beseitigen und eine gewünschte Glätte der

230250/277

Oberflächen zu erreichen. Die bevorzugten Abmessungen des Blockes 113, des nichtmagnetischen Blockes 114 und der aus diesem gebildeten Tragkörper 11 sind: Höhe der Blockeinheit 111 a = 3,3 mm, Länge b - 7,6 mm und Breite / = 3,15 mm, Höhe des nichtmagnetischen Blocks h - 0,89 mm, Dicke der einzelnen zusammengesetzten Körper # = 0,33 mm. Die Tiefe der Nut 117 beträgt /= 0,81 mm. Abhängig Von einer !speziellen Ausbildung der Nut 117, wie sie weiter unten im einzelnen beschrieben wird, beträgt seine Breite entweder /' = 0,50 mm ode.- j' = 1 mm. Die Nut 117 ist innerhalb des Blockes 113 so angeordnet, daß eine möglichst weitgehende Überlappung der Ausnehmung 17 mit der Ausnehmung 22 erreicht wird.

Die Nut 122 ist, wie aus den bevorzugten Ausführungsformen der F i g. 1 bis 8 zu ersehen ist, allein in dem einen Block 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 za erreichen. Die Nut 117 kann alternativ auch symmetrisch in der Ebene a-f des Blockes 113 angeordnet werden, wie dies 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 Ausnehmung 17. Die einzelnen Magnetkerne 12 können jeweils mit einer ihrer Oberflächen 24 oder 27 an einer entsprechenden Oberfläche 23 oder 40 des Tragkörpers 11 angebracht werden, wobei die symmetrisch angeordnete Ausnehmung 17 die Ausnehmung 22 in derselben Ausdehnung bei allen diesen Kern/Körper Oberflächenkonfigurationen überlappt

Die Außenabmessungen a, b und / sind für die Blockeinheit 111 und die magnetische Blockeinheit 112 des bevorzugten Ausführungsbeispiels identisch. Dies ist keine notwendige Voraussetzung. Notwendig sind gleiche Außendimensionen des Tragkörpers 11 und des Magnetkernes 12 nur düit, wo der nichtmagnetische Vorderteil 14 des Tragkörpers 11 den nichtmagnetischen Spalt 41 des Magnetkernes 12 überspannt

Unter Bezugnahme auf F i g. 6 wird im folgenden der nächstfolgende Verfahrensschritt gemäß der Erfindung erläutert, bei welchem ein Tragkörper 11 und ein Magnetkern 12, zusammengefügt werden. Die ebenen Oberflächen 23 bzw. 24, die miteinander verbunden werden soüen, werden mit Glas bestäubt, um eine Schicht von 0,64 μηι 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 des Tragkörpers 11 zusammenzuhalten, so daß diese Verbindungsstrukturen nicht nachteilig beeinflußt werden. Die bestäubten Oberflächen 23 und 24 werden dann so aufeinandergesetzt, daß der nichtmagnetische Vorderteil 14 des Tragkörpers 11 den nichtmagnetischen Spalt 41 des Magnetkernes 12 überspannt Der Tragkörper 11 und der Magnetkern 12 werden dann bei einer Temperatur von etwa 580⁰C miteinander verbunden.

Nunmehr wird die Kerneinheit an der freien ebenen Oberfläche 37 geschliffen und die Breite g des Magnetkernes 12 auf eine Breite g" reduziert, die die gewünschte Spurbreite eines Aufzeichnungsmediums festlegt Die Originalbreite g ist in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet. Kei der bevorzugten Ausführungsform hat der Magnetkern 12 eine Originalbreite von g = 033 mm, welche durch Schleifen auf eine Breite Von g' = 0,025 mrn reduziert wird.
Nach dem Schleifvorgang werden die Kopfwicklungen 27 auf die so erhaltene Magnetkopfeinheit gewickelt, wobei die Windungen durch die von den überlappenden Ausnehmungen 17 und 22 gebildete \ Öffnung geführt werden* Die Windungen können um J

IQ eine oder beide Hälften der Kerneinheit in jeder f gewünschten Richtung angeordnet werden. Jedoch ist es vorteilhaft, wie aus F i g. 1 ersichtlich, die Wicklung 27 nahe an der Rückseite des Arbeistspaltes 41' in einer Richtung nahezu parallel zum Aufzeichnungsmedium anzubringen, welches in Anlage mit der Außenseite 98 des Magnetkopfes 10 zu liegen kommt um den Streufluß in der Windungsöffnung möglichst klein zu halten.

Es sei angemerkt, daß durch die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte ein Magnetkopf 10 erhalten wird, welcher eine einfache und trotzdem einheitliche Struktur aufweist. Ein wichtiges Merkmal dieses Magnetkopfs 10 liegt in der extrem geringen Breite seines den Spalt mit magnetischem Widerstand enthaltenden Magnetkerns. Der Spalt wird von dem nichtmagnetischen Vorderteil des Tragkörpers überspannt was die Festigkeit des Magnetkopfes wesentlich erhöht Andererseits wird der rückwärtige Teil des Magnetkernes, welcher mit Rücksicht auf die leichte Fertigung vorzugsweise dieselbe schmale Breite wie der Vorderteil besitzt von einem magnetischen Rückteil des Tragkörpers getragen, welcher vorzugsweise aus demselben Material wie der schmale Magnetkern besteht Neben der Erhöhung der Festigkeit des Magnetkopfes 10 bildet der überlagerte Rückteil einen Weg mit niedrigem Widerstand für den magnetischen Fluß.

Ein weiteres wesentliches Merkmal des Magnetkopfs besteht darin, daß der nichtmagnetische Spalt von einem Verbindungsmaterial gebildet wird, welches die höchste Schmelztemperatur relativ zu den inderen im Magnetkopfaufbau verwendeten Verbindungsmaterialien besitzt Weil hier eine direkte Beziehung zwischen der Schmelztemperatur und der Härte des Verbindungsmaterials aus Glas besteht bringt dieses letztere Merkmal den weiteren Vorteil eines äußerst harten Spaltes mit hoher Lebensdauer mit sich.

Die Außenseite 98 des Magnetkopfes 10. wie er in F i g. I gezeigt ist, kann in jeder beliebigen Form hergestellt werden. Zwei Ausführungsformen mit hinsichtlich ihrer Vorderteile 43 bzw. 43a unterschiedlichem Tragkörper 47 sind in den F i g. 7 und 8 gezeigt Bei der Ausführungsform nach der Fig.7 ist eine Seitenfläche 44 des Vorderteiles 43 des Magnetkopfes 10 abgeschrägt und bildet einen spitzen Winkel « zum Arbeitsspalt 41'. Der Winkel <x kann in einem Bereich zwischen 15° bis 30" liegen. Hierbei wird die mit dem Aufzeichnungsträger in Berührung kommende Fläche reduziert und erlaubt einen ausreichenden einheitlichen Druck bei einer geringeren Totalkraft im Bereich des Kopf-Aufzeichnungsträger-Kontaktbereiches. Dieser niedrige Druck verringert die Gefahr einer Beschädigung 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 der

nichtmagnetische Vorderteil des Tragkörpers 47 an seiner Außenoberfläche nach vorne hin abgeschrägt Uiese Abschrägung 46 vermindert die Gesamtbreite der Magnetkopfvorderfläche im Bereich des Aufceichnungsmediums, um die Reibung noch weiter zu vermindern. Der Anstiegswinkel der Abschrägung ist in F i g. 8 mit β bezeichnet und kann zwischen 10° und 30° liegen.

Der Aufbau des schmalspaltigen Magnetkopfes gemäß der Erfindung ist nicht auf die Herstellung eines Einspalt-Magnetkopfes beschränkt, !n einzelnen Ausführungsformen, wie beispielsweise für die redundante Aufzeichnung von Digitalinformationen oder für kombinierte Lösch-Aufzeichnungsköpfe werden Zweispalt-Magnetköpfe benötigt. Ein Beispiel eines Zweispalt-Magnetkopfs, der gemäß dem Verfahren nach der Erfindung gefertigt ist, ist in den Fig.9 bis 12 dargestellt. D;r Vergleich der Zweispait-Magnetköpfe mit den vorstehend anhand der F i g. 1 bis 8 beschriebenen Einspalt-F'agnetköpfen offenbart den ähnlichen Aufbau und das ähnliche Herstellverfahren dieser Köpfe. Deshalb wird, um unnötige Wiederholung zu vermeiden, die Beschreibung der Zweispaltköpfe gemäß der Erfindung auf die Punkte der ihnen eigentümlichen Konstruktion beschränkt Die Zeichnungen für einen Einspalt-Magnetkopf und einen Zweispalt-Magnetkopf entsprechen sich wie folgt: Fig.9 entspricht Fig. 1, Fig. !Oder Fig. 3, Fig. 11 der Fig.Sund Fig. 12 der Fig. 6.

Gemäß Fig. 10 wird zunächst eine Blockeinheit 161 aus drei entsprechenden Blöcken 164, 165 und 166 geformt Der Aufbau der Blöcke 164 und 166 mit Längsnuten 170 und 171 entspricht dem Aufbau des Blocks 118(Fi g. 2) mit seiner Nut 122. Jeder der Blöcke 164 und 166 wird entsprechend dem Block 118 gefertigt Der Block 165 entspricht in seiner Ausbildung dem Block 119 nach Fig.2 und wird auf dieselbe Weise gefertigt Die Blöcke 164 und 166 werden unter entsprechender Ausrichtung der Längsnuten 170 und 171 zusammengesetzt wobei der Block 165 zwischen ihnen angeordnet ist Die einander gegenüberliegenden Flächen der Blöcke 164,165 und 166, zwischen welchen nichtmagnetische 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 (F i g. 10) an der Rückseite der nichtmagnetischen Spalte 172 und 173 verstärkt v/erden, welche nahe bei der Außenfläche 133 liegen, wie vorstehend in Verbindung mit Fig.3 beschrieben wurde. Die Blockeinheit 161 wird danr. in der ebenfalls in Verbindung mit Fig.3 beschriebenen Art in eine Vielzahl einzelner Magnetkerne 61 der Breite ^-unterteilt

In F i g. 11 ist eine Blockeinheit 160 dargestellt die einen zweiten magnetischen Block 162 und einen nichtmagnetischen Block 163 enthält Die Blockeinheit 160 ist ähnlich der Blockeinheit 111 der Fig.5 aufgebaut nur mit dem Unterschied, daß zwei Nuten 167 und 168 vorgesehen sind Die Nuten 167 und 168 werden in den magnetischen Block 162 geschnitten. Die Nuten 167 und 168 sind in deni magnetischen Teil 162 der Blockeinheit 160 so angeordnet daß sie die Ausnehmungen 70 und 71 überlappen, wenn bei der Weiterhearbeitung ein Tragkörper 60 mit einem Magnetkern 61 verbunden wird, wie dies in F i g. 9 und 12 gezeigt ist Die entsprechenden Oberflächen der Blöcke 162 und 163 Werden mit G'.as überzogen in einer Verbindungsschicht 169 glasverschmoizen und dann zerschnitten, wie dies für die Blockeinheit 111 der F i g. 4 und 5 beschrieben wurde. Das Material, das für den Aufbau des magnetischen und nichtrnjgnetischen

Blocks verwendet wird, ebenso wie das Überzugs- und Verbindungsmaterial ist dasselbe, wie es für den Aufbau des Einspalt-Magnetkopfes nach V i g. 1 verwendet wird.

Die Abmessungen a, b, d, e, h, i und j der

ίο Blockeinheiten 160 und 161 entsprechen den Abmessungen der Blockeinheiten 111 und 112, die zum Aufbau des Einspalt-Magnetkopfes nach F i g. 1 verwendet werden. Jedoch ist die bevorzugte Länge der Blockeinheiten 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 'St vorzugsweise r = 1,58 mm und die des Blockes 165 ρ = 0,6 mm bis 13 mm abhängig von dem gewünschten Abstand der zwei Arbeitsspalte 72' und 73' der fertigen Magnetköpfe

76. Sofern beide Übertragungsspalten des Zweispalt-Magnetkopfes zur Aufzeichnung, d.h. für eine redundante Aufzeichnung verwendet werden, sollte jedtr Spalt eine Breite zwischen 0,5 bis 2 μπι haben. Wenn einer der Spalte zum Löschen verwendet wird, sollte er eine Breite von 2 bis 10 μπι haben.

Nachdem die Blockeinheiten 160 und 161 in eine Vielzahl von Tragkörpern 60 bzw. Zweispalt-Magnetkerne 61 geschnitten wurden, werden die einzelnen Magnetköpfe 76 zusammengesetzt wie aus den Fig.9 und 12 zu ersehen ist Ein Tragkörper 60 und ein Magnetkern 61 werden dabei an gegenüberliegenden ebenen Oberflächen 53 und 59 mit Glas überzogen. Der Tragkörper 60 und der Magnetkern 6ΐ werden mit ihren überzogenen Flächen derart aufeinandergelegt daß die

Ausnehmungen 67 und 68 über den Ausnehmungen 70 und 71 liegen und der nichtmagnetische Vorderteil 63 des Tragkörpers 60 beide nichtmagnetischen Spalte 72 und 73 des Magnetkerns «1 überspannt Die aufeinandergelegten Teile 60 und 61 werden dann miteinander

verbunden. Hierbei wird derselbe Überzugs- und Glasvsrbindungsprozeß, wie der bei der Herstellung von Einspalt-Magnetköpfen vorstehend beschrieben wurde, angewendet

Die glasverschmolzene Übertragereinheit, bei der der Magnetkern 61 zunächst die Breite g(¥ ig. 12) hat wird dann an der freien Oberfläche 56 des Magnetkernes 61 abgeschliffen, bis die gewünschte schmale Breite g" des Magnetkernes 61 (siehe Fig.9) entsprechend zu der gewünschten Spaltlänge erreicht ist Wach dem Schleifen werden getrennte Wicklungen 74 und 75, jeweils isoliert voneinander aufgebracht, wobei jede Wicklung durch eine der Ausnehmungen 77 und 78 verläuft

Vor dem Anordnen der Wicklungen auf dem Magnetkopf 76 kann die Form der Vorderseite des Kopfes in einer Weise geändert werden, wie dies vorstehend in Verbindung mit den Ausführungsformen nach F i g. 7 und 8 beschrieben wurde.

So gefertigte Einspalt- und Zweispalt-Magnetköpfe eignen sich vorzugsweise für Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräte mit rotierenden Köpfen. Bei 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 Winkellage auf der Trommel und in einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse derselben befestigt Obwohl der Magnetkopf nach der Erfindung spezielle Vorteile hinsichtlich der Beanspruchung in einem Drehkopf-Aufzeich-

nungsgerat besitzt, so ist doch seine Verwendung: nicht auf solche Geräte beschränkt. Er ist auch in anderen Arten von Aufzeichnungsgeräten, wie beispielsweise Magnetplattenspeicher und Einspur- oder Mehrspur-Bandgeräten verwendbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Magnetköpfen geringer Spurbreite, bei welchem aus magnetischem Material bestehende Kernteiie zu einem Kern mit zumindest einer Durchtrittsöffnung für wenigstens eine Wicklung und zumindest einem in einer Ebene zwischen zwei planparallelen Flächen des Kerns sich erstreckenden Arbeitsspalt miteinander verbunden werden, wöbet ferner auf einer der planen Flächen der Kernpolseite ein den Arbeitsspalt überspannendes Vorderteil aus nichtmagnetischem Material und auf einer der planen Flächen der Kernrückseite ein aus magnetischem Material bestehendes Rückteil angebracht wird und wobei die Wicklung auf den abgestützten Kern aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der Vorderteil (14; 43; 63) und der Rückteil (13; 45; 62) zu einem Tragkörper (11; 47; 60) miteinander verbunden werden und dann der Magnetkern (12; 61) an der gemeinsamen planen Fläche (23; 58) des Tragkörpers (11; 47; 60) ganzflächig befestigt wird und daß die dem Tragkörper (11; 47; 60) abgewandte plane Fläche (37; 56) des Magnetkerns (12; 61) planparallel zu einer anderen planen Fläche (24; 59) in bekannter Weise auf eine gewünschte Spurbreite (g") abgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zusammenfügen der Kernteil (18, 19; M, 65, 66) zum Magnetkern (12; 61) in wenigstens einer der den Arbeitsspalt (41; 72, 73) bildenden planen Flächen ein" V-förmige Ausnehmung (22; 70,71) mit unter einem Winkel von etwa 90" zueinander geneigten Wanden ausgebildet wird, und daß im Rückteil (13; 45; 62) des Tragkörpers (11; 47; 60) vor dem Anfügen des Vorderteils (14; 43; 63) in der dem Vorderteil (14; 43; 63) zugewandten Fläche wenigstens eine rechteckförmige Ausnehmung (17; 67,68) derart ausgebildet wird, daß diese Ausnehmung (17; 67, 68) beim nachfolgenden Zusammenfügen des Magnetkerns (12; 61) und des Tragkörpers (11; 47; 60) mit der V-förmigen Ausnehmung (22; 70,71) überlappt zu liegen kommt

3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (44) des Magnetkopfs (10) ini Bereich des Vorderteils (43) des Tragkörpers (47) nach dem Zusammenfügen des Magnetkerns (12) und des Tragkörpers (47) abgeschrägt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, so dadurch gekennzeichnet, daß die der Verbindungsebene von Tragkörper (47) und Magnetkern (12) abgewandte Außenfläche (46) des Vorderteils des Tragkörpers (47) nach dem Zusammenfügen des Magnetkerns (iz) und des Tragkörpers (47) vom Rückteil (13) weg ebenflächig abgeschrägt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die den Arbeitsspalt (41; 72,73) bildenden Flächen der Kernteile (18,19; 64, 65, 66) als auch der Vorderteil mit dem Rückteil in ersten Glasschmelzschritten miteinander verbunden werden und daß der Magnetkern (12; 61) in einem zwei'en Glasschmelzschritt mit dem Tragkörper (11; 47; 60) bei einer Temperatur tiefer als die Schmelztemperatur des beim ersten Glasschmelzschritt benutzten Glases verbunden wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (12; 61) durch Schleifen in seiner Breite abgetragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch I, wobei zur Herstellung von Magnetkernen (12; 61) komplementäre Blöcke (118, 119; i64, 165, 166) aus magnetischem Material mit ebenen Seitenflächen hergestellt werden, eine Längsnut (122; 170, 171) in die den Arbeitsspalt (141; 172, 173) bndende Fläche (120) wenigstens eines der komplementären Blöcke (118, 119; 164, 165, 166) eingearbeitet wird, dann diese Blöcke (118,119; 164,165,166) durch Glasschmelze unter Bildung einer nichtmagnetischen Glaszwischenschicht definierter Dicke zu einer Blockeinheit (112; 161) miteinander verbunden werden und dann diese Blockeinheit (112; 161) in eine Vielzahl Magnetkerne (12; 61) zerteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zerteilen der Blockeinheit (112; 161) in den an den Arbeitsspalt (141; 172,173) anschließenden Teil der Längsnut (122; 170, 171) Glas eingebracht und bei einer Temperatur niedriger als die Schmelztemperatur des Glases im Arbeitsspalt zur Bildung einer Verstärkung (135) geschmolzen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Tragkörper (11; 47; 60) ein erster Block (113; 162) aus magnetischem Material und ein zweiter Block {114; 163) aus nichtmagnetischem Material mit ebenen Seitenflächen hergestellt werden, daß in eine mit einer Fläche des zweiten Blocks (114;, 163) übereinstimmende Fläche des ersten Blocks wenigstens eine Nut (117; 167,168) eingearbeitet wird und daß die Blöcke an diesen Flächen zu einer Blockeinheit (111; 160) miteinander verbunden und dann in eine Vielzahl Tragkörper (11 ;47; 60) zerteilt werden.