DE3503286A1 - Magnetkopf und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Beschreibung

1. Magnetkopf, gekennzeichnet durch einen magnetischen Kernblock, der zwei geformte Kernhälften (la, 2a) aus Sendust-Legierung umfaßt, von denen jede eine die Spurbreite bestimmende Nut (5) und eine Wicklungsnut (8) aufweist und die miteinander mit einem Spalt vorbestimmter Weite zwischen ihnen verbunden sind, und Glas, welches die die Spurbreite bestimmenden Nuten (5) füllt und einen Bearbeitungstemperaturbereich aufweist, der unter 500° C liegt.

2. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes, gekennzeichnet durch die Schritte, daß zuerst eine erste und zweite spulenaufnehmende Nut in gegenüberliegende Seiten eines ersten Blockes aus magnetischem Material, welches aus Sendust hergestellt ist, eingeschnitten werden, daß eine Nut zur Aufnahme einer Spule in einen zweiten Block aus einem magnetischen Material, welches aus Sendust hergestellt ist, eingeschnitten wird, daß eine Vielzahl von die Spurweite bestimmenden Nuten in den ersten und den zweiten Block eingeschnitten wird, daß sich die die Spurweite bestimmenden Nuten allgemein in einer Richtung senkrecht zu den die Spule aufnehmenden Nuten erstrecken, daß eine nichtmagnetische Schicht, deren Dicke ungefähr gleich der Hälfte der Breite des erwünschten Kopfspaltes ist, auf vorbestimmten Bereichen der ersten Oberflächen des ersten und zweiten Magnetblokkes vorgesehen wird, daß die ersten Oberflächen des ersten und zweiten Magnetblockes aneinandergebracht werden, wobei eine dünne Schicht aus einer Silberhartlötlegierung zwischen die Bereiche der ersten Oberflächen eingebracht wird, die keine nichtmagnetische Schicht aufweisen, daß der erste und der zweite Block unter Druck erwärmt werden, um die Blöcke durch Schmelzen der Silberlegierung zu einem Stück miteinander zu verbinden, daß die die Spurbreite bestimmenden Nuten mit einem Glas gefüllt werden, welches eine Schmelztemperatur, die kleiner als die Schmelztemperatur der Silberhartlötlegierung ist, und einen Bearbeitungstemperaturbereich aufweist, der nicht größer als 500° C ist, daß die den Spalt bildenden Seiten der zu einem Stück miteinander verbundenen beiden Blöcke bearbeitet bzw. geläppt werden, um eine abgerundete Oberfläche herzustellen, daß die beiden zu einem Stück miteinander verbundenen Blöcke in Abschnitte zerteilt werden, um eine Vielzahl von Magnetkopfkernen zu erzeugen, und daß eine Wicklung um jede Hälfte eines jeden der Magnetkopfkerne gewickelt wird, die von den Spulenaufnahmenuten aufgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als weiteren Schritt das Polieren der mit Nuten ausgebildeten Oberflächen des ersten und des zweiten Blockes umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetische Schicht auf den ersten und den zweiten Block durch Aufdampfen aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetischen Schichten auf den ersten und den zweiten Block durch Zerstäuben aufgebracht werden.

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf, mit dem in zufriedenstellender Weise auf ein Aufzeichnungsmedium, welches eine hohe Koerzitivkraft aufweist, aufgezeichnet oder von diesem wiedergegeben werden kann. Ferritwerkstoffe wurden in hohem Maße bei Kernen von Köpfen für Videobandgeräte oder Magnetplatten verwendet, da sie eine große Permeabilität bei Frequenzen oberhalb von mehreren MHz und einen äußerst großen Abriebwiderstand aufweisen. Jedoch geht die Tendenz auf dem Stand der Technik dahin, eine größere Aufzeichnungsdichte auf Medien einer größeren Koerzitivkraft zu erzielen. Ein aus solchen Werkstoffen, welehe magnetische Werkstoffe aus pulverförmigen Legierungen, aufgeschichteten oder aufgedampften Schichten und ferritische Werkstoffe umfassen, die relativ kleine Magnetflußsättigungsdichten aufweisen, hergestellter Magnetkopf kann nicht zufriedenstellend auf ein Medium aufzeichnen, dessen Koerzitivkraft 1000 Oe überschreitet. Aus diesem Grund haben die Hersteller von Magnetköpfen erneut kürzlich Sendust untersucht, welches aus einer aus Fe-Si-Al zusammengesetzten Legierung besteht und eine große Magnetflußsättigungsdichte aufweist. Sendust wurde bereits bei Anwendungen verwendet, wie als Werkstoff für Köpfe für Videobandgeräte bei professionellen Videobandgeräten, z.B. für Sendeanstalten; jedoch stellt der relativ große Abrieb von Sendust-Köpfen eine wesentliche Schwierigkeitdar.

Der Abrieb eines Sendust-Kopfes kann dadurch verringert werden, daß der Führungsteil oder Spurführungsteil des Kopfes mit einem harten Werkstoff, typischerweise Glas, gefüllt wird. Jedoch weist Glas kein starkes Haftvermögen an Sendust auf und muß mit einem Oxidmaterial wie S1O2 oder AI2O3 ergänzt werden, welches zwischen das Glas und den Sendust- Kern eingesetzt wird. Jedoch weisen der Oxideinsatz und das Glas unterschiedliche Härtewerte auf, und daher mag der Magnetkopf ungleichmäßig abgenutzt werden, was zu einer gestörten oder verschlechterten Betriebsweise des Kopfes im Laufe einer längeren Betriebszeit führen kann.

Die Erfindung wurde geschaffen, um diese Schwierigkeit zu überwinden. Eine wesentliche Zielsetzung der Erfindung besteht darin, einen Magnetkopf zu schaffen, mit dem in zufriedenstellender Weise auf ein Aufzeichnungsmedium hoher Koerzitivkraft aufgezeichnet bzw. von diesem wiedergegeben werden kann, der eine große Abriebfestigkeit und Zuverlässigkeit und keine ungleichmäßige Abnutzung sowie gute Frequenzeigenschaften aufweist.

Gemäß den vorgenannten und anderen Zielsetzungen weist ein Magnetkopf nach der Erfindung einen magnetischen Kernblock auf, der zwei geformte Kernhälften aus Sendust umfaßt, von denen jede eine die Spurbreite regulierende Nut und eine Windungsnut aufweist und die mit einem vorbestimmten Spalt zwischen ihnen miteinander verbunden sind. Die Nuten zum Regulieren der Spurbreite in den Kernhälften sind mit Glas gefüllt welches ein großes Anhaftvermögen an Sendust aufweist, und es ist keine Zwischenschicht zwischen dem Kern und dem Glas angeordnet. Der sich ergebende Kopf weist einen zufriedenstellenden Abrieb- bzw. Abnutzungswiderstand an dem die Spur bildenden Bereich und dem Kopfspalt auf. Ferner tritt bei dem Kopf keine ungleichmäßige Abnutzung auf. Deshalb besitzt der Magnetkopf nach der Erfindung eine große Zuverläs-

sigkeit und bewahrt gute Frequenzeigenschaften während einer langen Betriebsdauer.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Magnetkernblockes nach der Erfindung,

Fig. 2A bis 5 perspektivische Darstellungen, die das Herstellungsverfahren dieses Magnetkernblockes zeigen, und

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Frequenzansprechkennlinie eines Magnetkopfes nach der Erfindung und eines herkömmlichen Magnetkopfes.

Eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Magnetkopf, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ausgebildet ist. In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen la und 2a Magnetkernhälften, von denen jede aus einem magnetischen Legierungswerkstoff wie Sendust hergestellt ist. Diese Hälften la und 2a bilden zusammen einen Magnetkopfblock. Die rückwärtigen Abschnitte der Hälften sind aneinanderstoßend mit einer Silberhartlötlegierung 3 verbunden. Eine nichtmagnetische Schicht 4, die den Kopfspalt bildet, weist eine der Kopfspaltbreite äquivalente Dicke auf. Ein Paar von die Spurbreite bestimmenden bzw. regulierenden Nuten 5, um die Kopfspaltlänge zu ergeben, sind in den vorderen Abschnitten der Hälften la und 2a ausgebildet, wo sie aneinanderstoßend miteinander verbunden sind. Diese Nuten sind mit Glas 6 gefüllt. Das als Füllmaterial verwendete Glas nach der Erfindung sollte einen Bearbeitungstemperaturbereich haben, der nicht größer als 500⁰C ist. Der Ausdruck "Bearbeitungstemperaturbereich", wie er hier verwendet wird, bedeutet, den Bereich zwischen der Temperatur, bei der das zu formende Glas gerade den Zuführer verläßt und dem Erweichungspunkt des Glases. Glas, welches einen Bearbeitungstemperaturbereich aufweist, der nicht größer als 500⁰C ist, haftet sehr gut an Sendust-Legierungen und liefert eine adäquate Verbindungsfestigkeit.

Eine Kopfkernhälfte, die Kopfhälfte la bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, weist zur Aufnahme eine Wicklung eine allgemein V-förmige Nut 7 auf, die in der Oberfläche ausgebildet ist, die anstoßend mit der anderen Hälfte 2a verbunden wird. Eine Seite dieser Nut verläuft schräg unter einem Winkel von ungefähr 45°. Andere Wicklungsnuten 8, die Paare mit der Nut 7 bilden, sind an gegenüberliegenden Seiten der Kernhälften la und 2a ausgebildet. Spulenwicklungen (diese sind nicht dargestellt) werden um die entsprechenden Kernhälften gewickelt und in die Nuten 7 und 8 eingepaßt.

Das Herstellungsverfahren für den Kern des gezeigten Magnetkopfes ist in den Fig. 2A bis 4 dargestellt. Das Verfahren beginnt damit, daß Nuten 7 und 8 in einen Magnetblock 1 aus Sendust und eine Nut 8 in einem anderen Magnetblock 2, der auch aus Sendust hergestellt ist, eingeschnitten werden (Fig. 2A und 2B). Eine Seite eines jeden Blockes wird mit einer Vielzahl von die Spurbreite einstellenden bzw. begrenzenden Nuten 5 versehen, die sich in einer zu der Längsrichtung senkrechten Richtung erstrecken. Die Nuten können mit einer Drahtsäge, einer Zerteilvorrichtung oder einer Schneidevorrichtung eingeschnitten werden. Die die Nuten aufweisende Oberfläche wird dann poliert, um eine glatte Endbearbeitung zu erreichen.

Beim nächsten Schritt wird eine nichtmagnetische Schicht 4 mit einer Dicke, die der Hälfte der Breite des Kopfspaltes ist, auf einem Teil der Oberfläche eines jeden Magnetblockes gebildet, wie es in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist, wobei dies mit einer geeigneten Technik wie z.B. durch Aufdampfen oder Zerstäuben erfolgt. Anschließend wird, wie es Fig. 4 zeigt, die nichtmagnetische Schicht 4 auf dem Magnetblock 1 an die nichtmagnetische Schicht 4 auf dem anderen Magnetblock 2 gebracht, wobei eine dünne Schicht aus einer Silberhartlötlegierung zwischen dem Teil der zueinanderpassenden Oberflächen der Blöcke eingebracht wird, wo keine Schicht ausgebildet ist. Während darauf geachtet wird, jegliche Fehlausrichtung zwischen den die Spur bildenden Abschnitten der Blöcke möglichst klein zu halten, wird die Blockanordnung unter Druck erwärmt, so daß die Blöcke durch die geschmolzene Silberlegierung in einem Stück miteinander verbunden werden.

Anschließend werden die die Spurbreite bestimmenden Nuten 5 mit Glas 6 gefüllt, welches bei einer Temperatur schmilzt, die niedriger als der Schmelzpunkt der Silberhartlötlegierung ist. Wie bereits erwähnt, ist das Glasfüllmaterial derart, daß es einen Bearbeitungstemperaturbereich aufweist, der nicht höher als 500° C ist.
Mit dem vorgenannten Verfahren ergibt sich ein Magnetkernblock 10. Nachdem die den Spalt bildende Seite des Blockes (die Seite, welche das Band berührt) geläppt worden ist, um eine abgerundete Oberfläche zu bilden, wird der Block mit einer Blatt- oder Drahtsäge längs der unterbrochenen Linien, die in Fig. 5 gezeigt sind, in Abschnitte zerschnitten. Damit erhält man eine Vielzahl von Magnetkernblöcken, von denen einer in Fig. 1 dargestellt ist. Spulenwicklungen werden dann um die Kopfkernhälften la und 2a gewickelt, wobei die Nuten 7 und 8 als Führungen verwendet werden.

Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung der Frequenzgangkennlinie eines Kopfes nach der Erfindung und eines Kopfes, bei dem Glas mit einem Bearbeitungstemperaturbereich von 57O⁰C verwendet worden ist. Die graphische Darstellung der Fig. 6 zeigt unmittelbar, daß der Magnetkopf nach der Erfindung einen Ausgangspegel liefert, der ungefähr 2 dB über dem eines herkömmlichen Kopfes über einen breiten Frequenzbereich liegt.
Mit einem Magnetkopf, der wie vorhergehend beschrieben ausgebildet ist, wird ein zufriedenstellender Abrieb- bzw. Abnutzungswiderstand in dem die Spur bildenden Bereich des Kopfspaltes erhalten. Auch nutzt sich der Kopf gleichmäßig während einer langen Einsatzdauer ab. Demgemäß erhält man mit dem Magnetkopf nach der Erfindung eine große Zuverlässigkeit und dieser Magnetkopf weist einen guten Frequenzgang auf.

Claims (1)

1. Patentansprüche