DE3048773A1

DE3048773A1 - Magnetwandleraufbau mit mehreren stegen

Info

Publication number: DE3048773A1
Application number: DE19803048773
Authority: DE
Inventors: Edward 94806 Sunnyvale Calif. Schiller
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1981-09-24
Also published as: FR2472806A1; JPS6252361B2; NL186659C; CA1128658A; GB2066553A; NL8007058A; DE3048773C2; US4293884A; FR2472806B1; GB2066553B; JPS5698710A; NL186659B; BE886850A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmam-nj Dipl.-Fhy*s**Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem.

Dr.Ing.h.Liska

- 9 - ₈₀₀₀ MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22 WW/j

Ampex Corporation

401 Broadway, Redwood City,

Ca. 94063, V. St. A.

Magnetwandleraufbau mit mehreren Stegen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Wandler mit Polen, die einen Wandlerspalt festlegen bzw. begrenzen und einem Mehrfachsteg-Joch (Kernrücken mit mehreren Stecen), das an die Pole angrenzt, und insbesondere einen verbesserten Kern-Trag- bzw. Abstützaufbau, zur Verwendung bei magnetischen Aufnahme/Wiedergabe~Anwendungen, die einen
Nullabstand zwischen den Stegen (d.h. zwischen den die

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Stege bildenden Schenkeln) des Jochs (Kernrückens) benötigen.

Magnetwandler mit mehreren Stegen sind bekannt, beispielsweise aus der US 3 881 194 der Anmelderin. Jene Patentschrift beschreibt einen Wandler, der zum Aufzeichnen oder Abspielen benutzt werden kann, und der elektromagnetisch zum Gebrauch in einer dieser Betriebsweisen umgeschaltet werden kann.

Bei diesem bekannten Wandler sind Polschuhe (Polstücke), die einen Wandlerspalt festlegen, an einem Mehrfachsteg-Joch angebracht. Jeder Steg bildet einen getrennten Flußweg. Eine in der Patentschrift beschriebene Ausführungsform hat zwei Jochstege, einen für die Aufzeichnung und den anderen für das Abspielen. Die Patentschrift zeigt eine

das

elektromagnetische Einrichtung um/Fließen eines magnetischen Flusses durch denjenigen Steg, der während eines bestimmten ausgewählten Betriebszustande nicht benutzt wird, zu verhindern. Jedoch beschreibt die oben genannte Patentschrift keinen Aufbau,um den Mehrfachstegwandlerkern abzustützen.

Es ist wohlbekannt, daß es nötig ist, einen exakt begrenzten Wandlerspalt zu schaffen, während man den magnetischen Widerstand (Reluktanz) des übrigen Flußweges möglichst klein hält, um einen wirksamen Magnetwandler mit bestmöglichen Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Kennwerten zu erhalten. Die obigen Merkmale werden im allgemeinen dadurch erhalten, daß man einen starren Wandler-Trag- bzw. -Stützaufbau schafft, bei dem die Magnetkern-Teile, um am Wandlerspalt aneinanderanzuliegen, durch Anlegen eines zum Schließen des Wandler-Spaltes und um ihn unter sowohl den Herstellungs- wie den

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Gebrauchsbelastungen geschlossen zu halten hinreichenden Druckes zusammengepreßt werden. Ein solcher angelegter Druck wird auch dazu benutzt, jegliche zusätzliche Spalte , die z.B. aus Konstruktionsgründen geschaffen wurden, wie ein Joch (Kernrücken)-Spalt,möglichst klein zu halten, um unerwünschten Streufluß zu vermindern.

Hierzu ist es bei herkömmlichen Magnetwandlern bekannt, Magnetkernhalter in der Form zweier einander entsprechender Seitenteile aus nichtmagnetischen Material, in die entsprechende Wandlerkernbereiche eingesetzt werden, zu verwenden. Die Seitenteile werden einander an der Wandlerspaltebene gegenübergestellt und zusammengebracht und unter mechanischem Druck, z.B. durch Zwingen, verklammert, um einander gegenüberstehende Endflächen der jeweiligen Kernabschnitte zu zwingen, in exakter Ausrichtung bzw. Passung aneinander anzuliegen. Die unter Druck befindliche Anordnung wird bekanntermaßen z.B. durch Epoxidharz verbunden bzw. verklebt. Wie dem Fachmann wohlbekannt, wird während und nach dem Verbindungsvorgang ein gleichförmiger gesteuerter mechanischer Druck aufrechterhalten, um die Kernabschnitte zusammenzuhalten und -zuzwingen, während das Harz härtet und sich setzt. Das Ergebnis ist ein integral verbundener, starrer einstückiger Wandleraufbau.

Es wurde beobachtet, daß, wenn solche entsprechenden Seitenteile, wie sie oben beschrieben wurden, zum Abstützen bzw. Tragen eines Mehrfachsteg-Wandlers benutzt werden, im Wandleraufbau unerwünschte Spalte gebildet werden, und so den Wirkungsgrad des Wandlers vermindern, wie unten beschrieben werden wird.

Fig. 1 stellt schematisch einen Querschnitt einer bekannten Wandleranordnung 10 dar. Der Wandlerkern hat zwei einander

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entsprechende Kernbereiche bzw. -teile oder -abschnitte 12, 14. Jeder Kernbereich 12, 14 wird durch ein Seitenteil 16 bzw. 18 abgestützt. Der Wandlerspalt 20 wird zwischen aneinander angrenzenden Endflächen 24, 26 einander entsprechender Magnetpole 48, 52 gebildet. Es ist klar, daß die Länge "1" des WandlerSpaltes in den Zeichnungen für Erläuterungszwecke übertrieben wurde. Die Kernbereiche 12, 14 werden zusammengefügt, wobei die entsprechenden Pole 48, 52 und Stegbereiche 28, 54 und 30, 56 aufeinander ausgerichtet sind, und wobei die jeweiligen Endflächen 24, 26 und 32, 34 und 36, 38 aneinander angrenzen bzw. anliegen. Es ist wohlbekannt, daß während der Herstellung dieser Art von Wandlern an die einander entsprechenden Seitenteile 16, 18 ein gesteuerter Druck, der durch Pfeile 40, 42 angedeutet wird, angelegt wird, und die jeweiligen Wandlerelemente 12, 14, 16 und 18 werden unter diesem Druck durch ein geeignetes Binde- bzw. Klebematerial/ wie Epoxidharz, verbunden bzw. verklebt. Nachdem der Bindevorgang vollendet ist, wird der von außen angelegte Druck entfernt. Jedoch bleiben die Kernbereiche 12, 14 durch das umgebende Bindematerial zusammengepreßt und bilden auf diese Weise eine starre Wandlerstruktur, die einen wohlbegrenzten Wandlerspalt aufweist, geeignet den Betriebsbelastungen zu widerstehen. Es wird bemerkt werden, daß das Bindematerial 90 in der Zeichnung aus den inneren Bereichen des Kerns 12, 14 aus Gründen der Klarheit fortgelassen wurde.

Es wurde beobachtet, daß, wenn die Mehrfachsteg-Kernbereiche, wie in Fig. 1 angedeutet, zusammengepreßt werden, wegen der endlichen Dicke "1" des Wandlerspaltmaterials zwisehen den jeweiligen aneinander angrenzenden Endflächen 24, 26 bzw. 32, 34 bzw. 36, 38 ein Keil 50 gebildet wird. Folglich bleiben die Zwischenstegbereiche- bzw. -teile 28, 54 während des endgültigen Zusammenbaues im wesentlichen

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offen und folglich in der daraus entstehenden Wandlerstruktur, aufgrund des oben genannten Keils 50. Die rückwärtigen Stegbereiche 30, 56 bleiben aufgrund des Steges 50 ebenfalls offen, obwohl in einem geringeren Ausmaß, da nur ein Punktkontakt zwischen den-entsprechenden Endflächen 36, 38 gebildet wird. Wenn z.B. Zwischenstegbereiche 28, 54 für die Aufzeichnung benutzt werden und rückwärtige Stegbereiche 30, 56 für das Abspielen, wie es in der oben genannten US 3 881 194 beschrieben ist, zeigt der Aufzeichnungssteg 28, 54 einen verhältnismäßig großen Spalt, während der Abspielsteg 30, 56 einen Spalt einer im Verhältnis kleineren Länge haben wird. Folglich wird der Wandlerwirkungsgrad in beiden Betriebsweisen vermindert. - —

Wenn die oben beschriebene Art eines Mehrfachsteg-Wandleraufbaus in einem Mehrkanal-Wandler wie einem für Längs-Band-Aufnahmen, verwendet wird, sind die Nachteile, die mit der unzureichenden Schließung der jeweiligen Mehrfachsteg-Spalte zusammenhängen, noch ausgesprochener. Wie wohlbekannt, ist es bei Mehrkanalwandlern wünschenswert, exakt gleichförmige elektrische Eigenschaften aller Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabekanäle zu haben. Es wurde gefunden, daß, wenn ein gleichförmiger gesteuerter Druck entlang den entgegengesetzten Seiten eines Mehrkanalwandlers mit einem Mehrfachsteg-Joch angewandt wird, wie in Fig. 1 gezeigt, der oben beschriebene Keil nicht gleichförmige Spalte in sowohl den Aufzeichnungs- und Wiedergabekanälen des Wandlers bewirkt, aufgrund leichter Unterschiede in den körperlichen Abmessungen der jeweiligen Elemente, die diese Kanäle bilden. Beispielsweise bestehen in einem 16-, 24- oder 48-Kanalwandler dieser Art merkliche Unterschiede zwischen den Kanal-zu-Kanal Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabe-Eigenschaften, aufgrund winziger mechanischer Toleranzen zwischen einzelnen Kanälen des Wandlers.

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Wenn der angelegte Druck im Bemühen,ein besseres Schließen der unerwünschten Spalte zu erhalten, vermehrt wird, kann ein sich ergebender übermäßiger Druck die magnetischen Eigenschaften des Kerns verändern oder den Kern körperlich beschädigen und gegebenenfalls zerstören.

Die Erfindung schafft also eine Wandleranordnung mit einem Mehrfachsteg-Joch, die durch einen nichtmagnetischen Halter abgestützt wird, wo unerwünschte Spalte zwischen (bzw. in) den jeweiligen Jochstegen beseitigt werden. Ferner wird ein Wandler mit einem Joch mit mehreren Stegen geschaffen, der zwei einander entsprechende Kernbereiche,die durch einander entsprechende nichtmagnetische Seitenteile abgestützt werden, aufweist, wo die Kernbereiche zusammengedrückt werden, um unerwünschte Spalte zwischen angrenzenden Endflächen der Jochstege (bzw. der sie bildenden Schenkelstücke) zu beseitigen.

Die Erfindung schafft darüber hinaus eine Mehrkanalwandleranordnung mit einer Mehrzahl magnetischer Kerne mit mehrfachen Stegen, wo die Kerne aus einem allgemein flexiblen bzw. nachgiebigen Material hergestellt sind, und wobei jeder Kern zwei einander entsprechende Kernbereiche aufweist, die in Bezug auf die Wandlerspaltebene symmetrisch sind, bei welcher Anordnung unerwünschte Spalte zwischen den Mehrfachstegen beseitigt sind, um gleichförmige Eigenschäften von Kanal zu Kanal zu erhalten.

Gemäß der Erfindung weist ein Magnetwandler zwei einander entsprechende Kernbereiche bzw. -teile aus allgemein flexiblem magnetischem Material auf. Jeder Kernbereich weist einen einen Wandlerspalt festlegenden Pol und mindestens zwei Stegbereicbe, die an den Pol angrenzen/auf. Jeder

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eine
Pol und jeder Stegbereich hat/glatt geläppte Endfläche, die eine Wandlerspaltebene bestimmen bzw. festlegen. Ein nichtmagnetischer, tragender bzw. abstützender Kernhalter mit zwei einander entsprechenden Seitenteilen ist vorgesehen. Jedes Seitenteil stützt einen Magnetkernbereich an den Pol- und Zwischenstegbereichen ab. Der rückwärtige Stegbereich, der vom Pol am entferntesten ist, wird durch das Seitenteil nicht abgestützt. Die einander entsprechenden Magnetkernbereiche werden in Gegenüberstellung gehalten, wobei die einander entsprechenden Endflächen an der Spaltebene aufeinander ausgerichtet sind. Ein Spaltmaterial wird zwischen den Polen vorgesehen. Die Kernbereichewerden an den abgestützten Polen und Zwischenstegbereichen zusammengepreßt, um in der Spaltebene aneinander anzugrenzen bzw. -anzuliegen. Die Stegbereiche, die nicht durch den Halter abgestützt sind, biegen bzw. verbiegen sich in einer Richtung, die dem angelegten Druck entgegengesetzt ist. Als Ergebnis werden exakt geschlossene Spalte zwischen den Endflächen der Pole und aller jeweiliger Stegbereiche erhalten.

Die Erfindung schafft also einen Mehrfachsteg-Magnetwandler, der zwei einander entsprechende Kernbereiche aufweist, die in einer Wandlerspalt-Ebene aneinander anliegen. Jeder Bereich hat einen den Wandlerspalt bestimmenden Pol und ein Mehrfachsteg-Joch (Kernrücken mit mehreren Stegen bzw. Schenkeln), das an den Pol angrenzt. Ein nichtmagnetisches Seitenteil trägt den Pol und dazwischenliegende Steg- bzw. Schenkelbereiche, während ein rückwärtiger Steg- bzw. Schenkelbereich, der am weitesten vom Pol beabstandet ist, durch die Seitenteile nicht abgestützt wird. Die so abgestützten Bereiche werden in einer Richtung zur Wandlerspaltebene zusammengedrückt, während sich die rückwärtigen Stegbereiche in der entgegengesetzten Richtung verbiegen,

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um einen engsten Kontakt zwischen allen einander entsprechenden Endflächen der aneinanderliegenden Kernbereiche zu erhalten.In einer bevorzugten Ausführungsform sind die verbogenen Stegbereiche fest durch ein Verbindungs- oder Klebematerial gehalten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.

Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Querschnitts eines herkömmlichen Magnetwandlers,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung eines Querschnitts eines Wandlers gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine Vorderansicht einer Mehrkanal-Magnetwandler-Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine vergrößerte, teilweise Ansicht eines Teils der Mehrkanal-Wandler-Anordnung, die in Fig. 3 gezeigt ist,

Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt der Mehrkanal-Wandler-Anordnung der Fig. 3 längs der Linie 5-5 darin, und

Fig. 6 eine unvollständige perspektivische Ansicht,

die schematisch einen Teil des Seitenteils mit „,. Nuten zum Abstützen magnetischer Kerne und Ab

schirmungen darstellt.

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Um den Vergleich zu erleichtern, werden ähnliche Elemente, die in den verschiedenen Figuren der Zeichnungen gezeigt sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Wandleranordnung 11 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Wandleranordnung 11 weist zwei einander entsprechende HaIb-Anordnungen, die an der Ebene 21 des Wandlerspalts 20 aneinanderanliegen, auf. Jede Halbanordnung weist einen Magnetkernbereich 12, 14, der im wesentliehen wie ein Ε-Kern geformt ist, auf. Jeder Kernbereich 12, 14 hat einen Magnetpol 48, 52, einen Zwischenstegbereich 28, 54, der an den Pol angrenzt, bzw. einen rückwärtigen Stegbereich 30, 56. In der bevorzugten Ausführungsform sind die einander entsprechenden Kernbereich 12, 14 sowie die einander entsprechenden Seitenteile 70, 72 von ähnlicher Ausgestaltung, und sind in Bezug auf die Spaltebene 21 symmetrisch zusammengefügt. Ein hinreichend nachgiebiger magnetischer Werkstoff wird für die Kernbereiche 12, 14 benutzt, da extrem harte und spröde Werkstoffe leicht unter dem Druck, der während der Herstellung und des Betriebes angelegt wird, zerspringen können, wie aus der weiteren Beschreibung hervorgehen wird. In der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind die Magnetkernbereiche 12 und 14 jeweils aus geschichtetem Werkstoff hergestellt, z.B. geätzt oder gestanzt aus Mumetall, um 25,4 -10 mm (1 mil.) dicke Schichten zu erhalten, wie im Stande der Technik wohlbekannt. Mumetall wurde im Hinblick auf seine Eigenschaften der Flexibilität und hohen Permeabilität ausgewählt. Die erhaltenen Schichten werden dann übereinandergelegt und mit Epoxid verbunden bzw. verklebt, um geschichtete Kernbereiche 12 bzw. 14 einer Breite zu erhalten, die einer gewünschten Spurbreite entspricht, wie wohlbekannt ist.

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Die Seitenteile 70, 72 werden vorzugsweise aus leicht bearbeitbarem, nichtmagnetischem Material, wie Aluminium oder Messing, gebildet. Exakt angepaßte Nuten 98, 99 werden in die einander entsprechenden Seitenteile 70 bzw. 72 eingearbeitet, um die Kernbereiche 12, 14 aufzunehmen. Die Kernbereiche 12, 14 werden fest in den entsprechenden Nuten in exakter Ausrichtung, z.B. durch Harz oder Glasbindung, wie wohlbekannt, angebracht.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß'die Nuten 80, 82 der bekannten Seitenteile 16, 18 die ganzen seitlichen Oberflächen 79, 81 der Magnetkernbereiche 12 bzw. 14 abstützen. In deutlichem Unterschied zum Stand der Technik und gemäß der Lehre der Erfindung zeigt Fig. 2 Seitenteile 70, 72 mit Kernstütznuten 98, 99, die sich benachbart zu den Polen 48, 52 und den Zwischenstegbereichen 28, 54 erstrecken, während die rückwärtigen Stegbereiche 30, 56, die von den Polen 48, 52 weit entfernt sind, durch die Seitenteile nicht abgestützt werden.

Folglich können sich die nichtabgestutzten Stegbereiche 30, 56 in jeweilige Richtungen 60, 62, die im wesentlichen dem angelegten Druck 64, 68 entgegengesetzt sind, verbiegen, wenn während des Zusammenbaus des Wandlers und danach gegen die jeweiligen Kernbereiche 48, 28 und 52, 54, die durch die Seitenteile abgestützt werden, wie in Fig. 2 durch die Pfeile 64, 68 gezeigt, Druck angelegt wird. Das Biegen der rückwärtigen Stegbereiche 30, 56 wiederum ermöglicht, daß sich die Endflächen 36, 38 und 32, 34 näher aufeinander zubewegen, in einem engangepaßten Verhältnis, wobei auf diese Weise der vorher beschriebene Keil 50, der in Fig. 1 gezeigt ist, beseitigt wird.

Es ist klar, daß selbst wenn die Kernbereiche 12, 14 in der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 2 durch eine ver-

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hältnismäßig kürzere Länge der Seitenteile 70, 72 abgestützt werden, wenn man mit dem bekannten Wandler der Fig. 1 vergleicht, die Festigkeit und Starrheit des Wandlers nicht beeinträchtigt sind, da durch Verbinden bzw.

einem Verbindungsmaterial wie Verkleben der Wandlerelemente mit/einem Epoxidfüllstoff sich ein äußerst fester Aufbau ergibt, in dem die abgebogenen rückwärtigen Stegbereiche durch dieses Bindematerial festjabgestützt werden. Es ist einsichtig, daß ein Füller 90 in Fig. 2 und 5 in den zurückgesetzten Bereichen 86, 88 der Seitenteile 70, 72 gezeigt ist, während er absichtlich aus den inneren Bereichen der Wandleranordnung für bessere Klarheit fortgelassen wurde. Zur besseren Deutlichkeit der Darstellung wurden auch die Wandlerspulen (Kernwicklungen) aus den Fig. 1 und 2 fortgelassen. Solche Spulen werden in der bevorzugten Ausführungsform um jeweils jeden Jochstegbereich 28, 54 und 30, 56 angeordnet, wie mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben werden wird. Wenn der Wandler der Fig. 2 für die Aufzeichnungs- und Abspielbetriebsweisen abwechselnd benutzt wird und eine elektromagnetische Einrichtung zur Auswahl einer dieser Betriebsweise verwendet wird, wie in der oben genannten US 3 881 194 gezeigt wurde, dann wird vorzugsweise eine Aufnahmewicklung um die Stegbereiche 28, 54 und eine Wiedergabewicklung um die Stegbereiche 30 bzw. 56 gelegt.

Nun wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Mehrkanal-Wandler-Anordnung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 beschrieben, wie sie in Längs-Band-Aufzeichnungsgeräten benutzt wird. Die Mehrkanal-Wandleranordnung 92 weist zwei einander entsprechende Halbanordnungen 94, 96 auf, die in einer Wandlerspaltebene 21, wie in Fig. 3 gezeigt, aneinanderangrenzen. Jede Halbanordnung weist

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ein Seitenteil 106, 108 auf, das vorzugsweise aus einem leicht bearbeitbaren, nichtmagnetischen Werkstoff, wie Aluminium oder Messing,hergestellt ist. Letztere Materialien haben den zusätzlichen Vorteil ausgezeichneter elektrischer Abschirmeigenschaften, wie wohlbekannt. In den Seitenteilen 106, 108 sind jeweils eine Mehrzahl einander entsprechender paralleler Kernschlitze 98, 99 und eine Mehrzahl einander entsprechender Abschirmschlitze 100 ausgebildet, wie in Fig. 4 gezeigt. Eine Mehrzahl von Magnetkernbereichen 12, 14 mit Wandlerwicklungen 102, 104,

112, 114 darauf, wie in Fig. 5 gezeigt, sind in den-Kernen
schlitz/98, 99 befestigt. Die Abschirmschlitze 100 dienen dazu, elektromagnetische Abschirmungen 126 aufzunehmen, wie in Fig. 3 und Fig. 4, jedoch nicht in Fig. 6 aus Gründen der besseren Klarheit, gezeigt. Die Abschirmungen 126 sind zwischen anexnanderangrenzenden Kernen angeordnet und von diesen beabstandet, um ein übersprechen zwischen den Kanälen zu verhindern, wie im Stande der Technik bekannt. Die Magnetkernbereiche 12, 14 entsprechen denen, die zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurden; daher werden sie hier nicht beschrieben, um Wiederholungen zu vermeiden.

Da in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beide Seitenteile 106, 108 des Mehrkanal-Wandler-Aufbaus 92 von 5 ähnlicher Konstruktion sind, wird jeweils nur eines der Seitenteile 106 oder 108 in den Fig. 4 bzw. 6 gezeigt. Wie aus Fig. 6 zu sehen ist, weist das Seitenteil 108 einen ersten Teil 101 mit einer Breite "S" auf, das den Pol 52 und den angrenzenden Zwischenstegbereich 54 jedes Magnetkernbereichs 14 des Mehrkanalaufbaus abstützt. Die vorerwähnten parallelen Längsnuten 99 sind in den ersten Bereich 101 eingearbeitet, um Kernschlitze zu bilden, die

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sich von der ebenen Oberfläche 103 nach innen erstrecken. Ein zweiter Teil 105 des Seitenteils 108 hat eine ebene
Oberfläche 107, die zur ebenen Oberfläche 103 parallel
und in Bezug darauf nach rückwärts abgesetzt ist, um das
Verbiegen des nichtabgestützten rückwärtigen Stegbereichs 56 zu ermöglichen, wie unten beschrieben werden wird. Die Oberflächen 103, 107 sind im wesentlichen parallel zur
Wandlerspaltebene 21 der Mehrkanalwandleranordnung, die
durch die jeweiligen Endflächen 26, 34 und 38 jedes Kernbereichs 14 gebildet werden. Parallele Nuten 100, die zwischen den Kernschlitzen 99 angeordnet sind, sind nach innen in die Oberfläche 107 in wohlbekannter Weise eingearbeitet. Diese Nuten 100 dienen als die vorerwähnten Abschirmschlitze. Folglich trennen die Abschirmschlitze den ersten Teil 101 des Seitenteils 108 in eine Mehrzahl paralleler rechteckiger Blöcke 130, wobei jeder Block eine Nut 99 zum Abstützen eines Magnetkernbereichs 14 in der oben
beschriebenen Weise aufweist. Es ist aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, daß gemäß der Lehre der Erfindung die rückwärtigen Stege 30 und 56 nicht durch den ersten Teil 101 abgestützt werden, und sich über die zurückgesetzte Oberfläche 107 des zweiten Teils 105 der jeweiligen Seitenteile
106, 108 erstrecken, um ein Biegen dieser Stege 30, 56 zu ermöglichen.

Die Mehrzahl von Magnetkernbereichen 12 bzw. 14 ist in
exakter Ausrichtung in Nuten 98 bzw. 99 angeordnet und
starr an ihrem Ort innerhalb der jeweiligen Seitenteile
106, 108 beispielsweise durch eine Verbindung von Epoxidharz gehalten, wie im Stande der Technik wohlbekannt. Die jeweiligen Endflächen 24, 32 und 36 der Kernbereiche 12

und die Endflächen 26, 34 und 38 der Kernbereiche 14 sind exakt geläppt bzw. poliert, um eine Wandlerspaltebene 21
zu bilden, wobei herkömmliche Arbeitsweisen benutzt werden.

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Nichtmagnetisches Wandlerspaltmaterial, beispielsweise Glimmer, wird auf die geläppten und polierten Wandlerspaltoberflächen mindestens einer Halbanordnung angeordnet, wie wohlbekannt. In einer alternativen Ausführungsform kann der Wandlerspalt durch Vakuumbedampfung mit SiO_? oder durch Bedampfung mit Glas auf den Polflächen 24, 26 gebildet werden, während die jeweiligen Endflächen 32, 34, 36, 38 der Jochstege 28, 54, 30, 56 in geeigneter Weise maskiert werden, um die Ablagerung des Wandlerspaltmaterials darauf zu verhindern, wie bekannt. Die sich ergebende Dicke des Wandlerspaltmaterials 20 zwischen den aneinander angrenzenden Endflächen 24, 26 der Pole -4-8, 52 kann in der Größenordnung von 12,7 μ (500 micro_inches), je nach den Erfordernissen der jeweiligen Anwendung, lie-5 gen.

In der bevorzugten Ausführungsform des Mehrkanalwandlers nach Fig. 3 bis 6 wird der Jochsteg 28, 54 jedes Kanals für die Aufzeichnung und der Steg 30, 56 für das Abspielen verwendet. Demgemäß stellt jede Spule 112, 114 die Hälfte einer Aufzeichnungwicklung und jede Spule 102, 104 die Hälfte einer Wiedergabewicklung dar. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 5 werden getrennte vorgewickelte Spulen 112, 114 auf jedem Aufzeichnungsstegbereich 28, 52 und, in gleicher Weise, getrennte vorgewickelte Spulen 102, 104 auf jedem Abspielstegbereich 30, 56 angeordnet, bevor die jeweiligen Halbanordnungen 94, 96 der Mehrkanalwandler-Anordnung 92 zusammengefügt werden. Wie am besten in Fig. 2 und 6 gezeigt, sind die jeweiligen Stegbereiche 28, 54, 30, 56 konisch bzw. verjüngt, um das Einsetzen der Spulen auf diese Stege zu erleichtern, wie wohlbekannt. An jeder Halbandordnung 94, 96 ist eine Anschlußplatte 116 bzw. 117 angebracht. Die jeweiligen Anschlüsse der Spulen 102, 112 sind an die Anschlußplatte 116 und die Anschlüsse

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der Spulen 104, 114 an die Anschlußplatte 117 angeschlossen. Nachdem die Halbanordnungen zusammengebracht wurden, wobei die Kernbereiche 12, 14 an der Wandlerspaltebene 21, wie unten beschrieben werden wird, aneinanderanliegen, werden die Spulen 112 und 114 in Reihe geschaltet, um eine Aufzeichnungswicklung zu bilden, und entsprechend werden die Spulen 102 und 104 in Reihe geschaltet, um eine Wiedergabewicklung zu bilden, indem die entsprechenden Spulenanschlüsse an den Anschlußplatten 116, 117 untereinander verbunden werden, wie wohlbekannt ist.

Die einander entsprechenden Halb-Anordnungen 94, 96"cles Mehrkanalwandlers werden unter Gegenüberstellung der einander entsprechenden Kernbereiche 12, 14 zusammengebracht, wobei die jeweiligen Endflächen 24, 26; 32, 34 und 36, 38 jeder Halbanordnung exakt ausgerichtet einander in Gegenüberlage befindlich sind und die jeweiligen Abschirmschlitze 100 in exakter Passung sind. Die auf diese Weise zusammengefügten Halbanordnungen werden beispielsweise mittels einer geeigneten Befestigung zusammengeklammert, wie wohlbekannt und daher in den Zeichnungen nicht gezeigt.

Ein sorgfältig gesteuerter Druck wird angelegt, wie durch die Pfeile 64, 68 gezeigt, in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Wandlerspaltebene 21 ist. Der Druck wird langsam erhöht, bis ein hinreichendes Schließen des Wandlerspalts 20 und der jeweiligen Spalte zwischen den Endflächen 32, 34 und 36, 38 erhalten wird. Es ist klar, daß der angewandte Druck unter dem gehalten werden muß, der nötig ist, um die magnetischen Eigenschaften der Kernbestandteile wesentlich zu ändern.

Aus der vorangegangenen Offenbarung folgt, daß die rückwärtigen Stegbereiche 30, 56 sich in jeweilige Richtungen 60, 62, die im großen und ganzen der Richtung des ange-

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wandten Druckes entgegengesetzt sind, verbiegen können, wenn der Druck 64, 68 angewandt wird, wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurde. Polglich werden jeweils die einander entsprechenden Endflächen 32, 34 der Mehrzahl von Zwischenstegbereichen 28, 54 und die Endflächen 36, 38 der Mehrzahl von rückwärtigen Stegbereichen 30, 56 zusammengebracht, um eine Mehrzahl von gleichmäßigen engen Berührungen zu bilden und auf diese Weise den unerwünschten Abstand aufgrund des vorher beschriebenen Keileffekts zwischen den jeweiligen Stegbereichen zu beseitigen.

Während die Seitenanordnungen 94, 96, wie oben beschrieben, gehalten und zusammengedrückt werden, werden Zwischenkanal-Magnetabschirmungen 126 in die exakt abgestimmten Abschirmschlitze 100 eingesetzt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Abschirmungen 126 sind vorzugsweise aus Mumetall-KupferSchichten hergestellt. Fig. 4 zeigt eine fragmentarische Ansicht eines Teils der Abschirmschlitze 100 und der Kernschlitze 98, wobei nur einige der Abschirmungen 126 bzw. Kerne 12, 14 eingesetzt sind, was der größeren Klarheit dient. Während sie unter Druck gehalten wird, wird die Mehrkanal-Wandler-Anordnung mit Epoxid geklebt bzw. verbunden und gehärtet, wie wohlbekannt. Beispielsweise kann ein Verbindungsmaterial des Typs Epon Resin 815, das durch die Shell Corporation hergestellt wird, benutzt werden, das mit U-Härter im Verhältnis 5:1 gemischt ist, und Glaskügelchen zwischen 25 % und 50 % des Gesamtvolumens können als Füller hinzugefügt werden, wie bekannt. Die Kleb- bzw. Verbindungsbedingungen werden durch den Hersteller vorgegeben.

Nach dem Klebevorgang wird der äußere Druck 64, 68, der

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durch die vorerwähnte bekannte Einspanneinrichtung ausgeübt wird, entfernt. Jedoch bleiben in dem sich ergebenden Wandleraufbau die einander entsprechenden Magnetkernbereiche 12, 14 durch die umgebende gehärtete Epoxidverbindung zusammengepreßt, wobei die rückwärtigen Stege bzw. Schenkel, wie vorhin beschrieben, abgebogen sind. Wie in Fig. 5 gezeigt, füllt das Epoxid die Räume 86, 88, die an die abgebogenen rückwärtigen Stegbereiche 30, 56 angrenzen. Folglich wird für die rückwärtigen Stegbereiche 30, 56, die nicht durch die Seitenteile 70, 72 abgestützt sind, eine feste Abstützung geliefert, und auf diese Weise

Mehr . _

ein starrer Mehrsteg-/kanal-Wandleraubau geschaffen, in dem unerwünschte Spalte im Joch beseitigt sind.

Nachdem das Epoxid gehärtet wurde, kann der Mehrkanal-Wandler nach der Erfindung noch konturiert werden, um eine gewünschte Wechselbeziehung zwischen dem Wandler und dem magnetischen Medium zu erhalten, wie wohlbekannt ist.

Der Mehrkanalwandler der bevorzugten Ausführungsform kann entweder für das Aufzeichnen oder für das Abspielen benutzt werden, wie vorher mit Bezug auf die US 3 881 194 erwähnt. Wenn beispielsweise ausgewählte oder alle Kanäle des Mehrkanalwandlers 92 für das Aufzeichnen benutzt werden, können die jeweiligen Abspielwicklungen 102, 104 dieser Kanäle kurzgeschlossen werden, um zu verhindern, daß ein merklicher magnetischer Fluß durch den Wiedergabesteg 30, 56 fließt. In gleicher Weise können, wenn ausgewählte oder alle Kanäle der Wandleranordnung 92 für das Abspielen benutzt werden, die Aufnahmespulen 112, 114 dieser Kanäle kurzgeschlossen werden, um zu verhindern, daß ein merklicher magnetischer Fluß durch die Aufzeichnungsstege 28, 54 fließt.

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In den bevorzugten Ausfuhrungsformen der Fig. 2 bis 6 ist der Magnetwandlerkern 12, 14 mit einem Wiedergabesteg 30, 56 kleineren Querschnitts im Vergleich zum Aufnahmesteg 28, 54 gezeigt. Das letztere Merkmal liefert einen höheren Aufnahmewirkungsgrad in der Aufnahme-Betriebsweise, da der Steg 30, 56 einen größeren magnetischen Widerstand (Reluktanz) für den Aufnahmefluß darstellt und er folglich während des Aufnehmens wirksamer "entkoppelt" ist. Der Nachteil ist jedoch eiregeringere Wirksamkeit in der Abspiel-Betriebsweise.

Dem Fachmann wird klar sein, daß die Erfindung nicht-auf eine Wandler-Ausführungsform mit nur zwei Jochstegen, wie sie oben beschrieben wurde, beschränkt ist. Beispielsweise können drei oder mehr Jochstege in einem Einzelkanal- oder Mehrkanalwandler nach der Erfindung verwendet werden, beispielsweise als Löschstege, die Löschwicklungen zum Getragen, brauch in einer- Löschvorgangs-Betriebsweise/ während die anderen Stege wie beim oben genannten US-Patent gesteuert (gated) sein können. Im Falle, daß drei oder mehr Joch-Stege benutzt werden, werden die oben offenbarten Seitenteile gemäß der Erfindung erstreckt, um alle die jeweiligen Zwischenstegbereiche abzustützen, jedoch werden die am meisten von den Polen entfernten rückwärtigen Stegbereiche unabgestützt bleiben, um das oben offenbarte Verbiegen zu ermöglichen. Als Ergebnis hiervon werden alle die jeweiligen Endflächen der Pole und der Jochstegbereiche, die benutzt werden, einen engen Kontakt liefern und auf diese Weise unerwünschte Spalte beseitigen.

Es wird durch die vorangegangene Offenbarung klar werden, daß bei einem Mehrkanalwandler gemäß der Erfindung die Gleichförmigkeit der Aufnahme- und Wiedergabeeigenschaften von Kanal zu Kanal merklich verbessert wird.

Ende der Beschreibung

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-At-

Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmanj^.Bju?\.-P«h¥s^:.-Dr.1v·. FifiCKE

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LisKA 3048773

8000 MÜNCHEN 86, DEl2 3t DOZ. 1980

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

WW/j

Ampex Corporation

401 Broadway, Redwood City,

CA. 94063, V. St. A.

Magnetwandleraufbau mit mehreren Stegen

Ansprüche

Magnetwandler-Anordnung mit mindestens einem Paar von Polen, die einen Wandlerspalt festlegen und einem an die Pole angrenzenden Mehrfachsteg-Joch, wobei jeder Steg einen gesonderten Flußweg liefert, und wobei die Anordnung durch einen nichtmagnetischen Kernhalter abgestützt wird, gekennzeichnet durch

a) mindestens einen Magnetkern mit zwei einander entsprechenden Kernbereichen (12; 14), die aus einem im allgemeinen flexiblen magnetischen Material hergestellt sind, wobei jeder Kernbereich (12; 14) einen Pol (48; 52) und

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mindestens zwei Stegbereiche (28, 30; 54, 56), die an den Pol angrenzen, aufweist, wobei der Pol und die Stegbereich glatt geläppte Endflächen (24, 32, 36; 26, 34, 38) aufweisen, die eine Wandlerspaltebene (21) festlegen,

b) einen nichtmagnetischen Kernhalter mit zwei einander entsprechenden Seitenteilen (70; 72/106; 108), von denen jedes einen der beiden einander entsprechenden Magnetkernbereiche (12; 14) am Pol (48; 52) und den Zwischen-Stegbereichen (28; 54) abstützt, während ein am weitesten vom Pol entfernter rückwärtiger Stegbereich (30; 56) vom Halter nicht abgestützt wird, und ___

c) dadurch, daß die einander entsprechenden Magnetkernbereiche (12; 14) in Gegenüberlage mit den entsprechenden Endflächen (24, 32, 36; 26, 34, 38) in Ausrichtung aufeinander an der Wandlerspaltebene (21) und wobei ein Wandlerspaltmaterial zwischen den Polen angeordnet ist, gehalten werden, und daß die einander entsprechenden Magnetkernbereiche an den Polen und den Zwischenstegbereichen, die durch den Kernhalter (70, 72) abgestützt werden, in einer Richtung (64; 68), die im wesentlichen senkrecht zur Wandlerspaltebene (21) und auf diese hingerichtet ist, zusammengepreßt werden, während die rückwärtigen Stegbereiche (30; 56), die nicht durch den Kernhalter abgestützt sind, sich in eine im wesentlichen entgegengesetzte Richtung (60, 62) verbiegen.
2. Magnetwandler-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Seitenteile (70; 72/106; 108) einen ersten Teil (101) aufweist, der den Magnetkernbereich abstützt, und einen zweiten Teil (105) aufweist, der in Bezug auf den ersten Teil zurückversetzt ist und sich benachbart zum verbogenen rückwärtigen Stegbereich (30; 56) erstreckt .

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3. Magnetwandler-Anordnung nach Anspruch 2/ dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (101) und der zweite Teil (105) jeder eine ebene Oberfläche (103; 107) aufweist,-die im wesentlichen parallel zur Wandlerspaltebene (21) ist.
4. Magnetwandler-Anordnurig nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (101) eine longitudinale Nut (98, 99) aufweist, die sich von seiner ebenen Oberfläche (103) nach innen erstreckt und in einer Richtung, die parallel in Bezug auf die Wandlerspaltebene (21) ist, um den Magnetkernbereich (12; 14) abzustützen.
5. Magnetwandler-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Jochstege (28 + 54, 30 + 56) aufweist, und daß jeder Magnetkernbereich (12; 14) einen Zwischenstegbereich (28; 54) aufweist, der durch den nichtmagnetischen Halter (70 + 72) abgestützt wird, um eine Aufnahmewicklung (112; 114) niedriger Impedanz aufzunehmen, und einen rückwärtigen Stegbereich (30; 56) aufweist, der nicht durch den nichtmagnetischen Halter abgestützt ist, um eine Wiedergabewicklung (102; 104) hoher Impedan ζ auf zunehmen.
6. Magnetwandler-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die rückwärtigen Stegbereiche (30; 56) einen schmaleren Querschnitt im Verhältnis zu den Zwischenstegbereichen (28; 54) aufweisen.
7. Magnetwandler-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der einander entsprechenden Kernbereiche (12; 14) aus einem geschichteten Stück eines im allgemeinen flexiblen magnetischen Materials hergestellt ist. -—
8. Magnetwandler-Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einander entsprechenden Kernbereiche (12; 14) aus Mumetall-Schichten hergestellt sind.
9. Magnetwandler-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Wandlerkanälen aufweist, und daß jedes Seitenteil (106; 108) eine Mehrzahl von ersten einander entsprechenden parallelen Nuten (98; 99) zum Abstützen einer Mehrzahl von beabstandeten Magnetkernbereichen (12; 14) und eine Mehrzahl von zweiten einander entsprechenden parallelen Nuten (100), die in Bezug auf die ersten Nuten (98; 99) dazwischen an-

geordnet sind, um eine Mehrzahl von Zwischenkanal-

Abschirmungen (126) abzustützen, aufweist.
10. Magnetwandler-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

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9, dadurch gekennzeichnet, daß die einander entsprechenden Kernbereiche (12; 14) und Seitenteile (70; 72/106; 108) mittels eines Bindematerials (90) integral zusammen verbunden sind, und daß das Bindematerial eine Abstützung für die verbogenen rückwärtigen Stegbereiche (30; 56) liefert.
11. Mehrkanal-Magnetwandler-Anordnung mit einer Mehrzahl eng beabstandeter paralleler Wandlerkanäle, wobei jeder Kanal einen Magnetkern mit Polen, die einen Wandlerspalt festlegen, und ein Mehrfachsteg-Joch, das an die Pole angrenzt, wobei jeder Steg einen getrennten Flußweg liefert, aufweist, wobei die Magnetkerne durch einen nichtmagnetischen Kernhalter abgestützt werden, gekennzeichnet durch

a) eine Mehrzahl von beabstandeten Magnetkernen, von denen jeder zwei einander entsprechende Kernbereiche (12; 14), die aus einem im allgemeinen flexiblen magnetischen Material hergestellt sind, aufweist, wobei jeder Kernbereich einen Pol und mindestens zwei Stegbereiche, die an den Pol angrenzen, aufweist, und wobei jeder Pol und jeder Stegbereich glatt geläppte Endflächen (24, 32, 36; 26, 34, 38) hat, die eine Wandlerspaltebene (21) festlegen,

b) einen nichtmagnetischen Kernhalter mit zwei einander entsprechenden Seitenteilen (106; 108), wobei jedes Seitenteil eine Mehrzahl von einander entsprechenden ersten

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parallelen Nuten (98; 99) aufweist, die die Mehrzahl von einander entsprechenden Kernbereichaian den Pol (26; 52)- und Zwischenstegbereichen (28; 54) abstützen, während ein am weitesten vom Pol jedes entsprechenden Kernbereichs entfernter rückwärtiger Stegbereich (30; 56) vom Halter nicht abgestützt wird, und

c) dadurch,daß jeder der zwei einander entsprechenden Magnetkernbereiche der Mehrzahl von Magnetkernen in Gegenüberlage mit den entsprechenden Endflächen (24, 32, 36; 26, 34, 38) in Ausrichtung aufeinander an der Wandlerspaltebene (21) und wobei ein Wandlerspaltmaterial zwischen den Polen angeordnet ist, gehalten wird und daß die einander entsprechenden Magnetkernbereiche an den Polen und den Zwischenstegbereichen, die durch den Kernhalter abgestützt werden, in einer Richtung (64; 68), die im wesentlichen senkrecht zur Wandlerspaltebene (21) ist und auf diese hin gerichtet ist, zusammengepreßt werden, während die rückwärtigen Stegbereiche (30; 56), die nicht durch den Kernhalter abgestützt sind, sich in eine im wesentlichen entgegengesetzte Richtung (60; 62) verbiegen.
12. Mehrkanal-Magnetwandler-Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der einander entsprechenden Seitenteile (106; 108) eine erste (103) und eine zweite

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(107) ebene Oberfläche aufweist, die im wesentlichen parallel zur Wandlerspaltebene (21) ist/ wobei sich die Mehrzahl der einander entsprechenden ersten parallelen Nuten (98; 99) von der ersten ebenen Oberfläche (103) nach innen erstrecken, und die zweite ebene Oberfläche (107) in Bezug auf die erste ebene Oberfläche (103) zurückgesetzt ist und sich benachbart zu den verbogenen rückwärtigen Stegbereichen (30; 56), die nicht durch das Seitenteil (106; 108) abgestützt sind, erstreckt. "~*
13. Mehrkanal-Magnetwandler-Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite ebene Oberfläche (107) eine Mehrzahl einander entsprechender zweiter Nuten (100), die zu den ersten Nuten (98; 99) parallel sind und in Bezug auf diese dazwischen angeordnet sind, aufweist, um eine Mehrzahl von Zwischenkanal-Magnetabschirmungen (126) abzustützen.
14. Mehrkanal-Magnetwandler-Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Magnetkernbereich (12; 14) zwei Joch-Stegbereiche (28, 30; 54, 56), einen Zwischenstegbereich (28; 54), der durch den nichtmagnetischen Halter abgestützt wird, zum Aufnehmen einer Aufnahmewicklung (112; 114) niedriger Impedanz, und einen rückwärtigen Stegbereich (30; 56), der nicht

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durch den nichtmagnetischen Halter abgestützt wird, zum Aufnehmen einer Wiedergabewicklung (102; 104) hoher Impedanz, aufweist.
15. Mehrkanal-Magnetwandler-Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtigen Stegbereiche (30; 56) einen kleineren Querschnitt relativ zu den Zwischenstegbereichen (28; 54) aufweisen.
16. Mehrkanal-Magnetwandler-Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der einander entsprechenden Kernbereiche (12; 14) aus einem geschichteten Stück eines im allgemeinen flexiblen magnetischen Materials hergestellt ist.
17. Mehrkanal-Magnetwandler-Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die einander entsprechenden Kernbereiche aus Mumetall-Schichten hergestellt sind.
18. Mehrkanal-Magnetwandler-Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Mehrzahl einander entsprechender Kernbereiche und einander entsprechender Seitenteile integral mittels eines Bindematerials zusammen verbunden sind, und das Bindematerial eine Abstützung für die verbogenen rückwärtigen Stegbereiche liefert.

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