DE3990965C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf, insbesondere der Art bei der zu beiden Seiten des Magnetkopfes Band­ führungen angeordnet sind, die den Weg des Bandes rich­ tigstellen.

Der Begriff "Magnetkopf" steht im folgenden nicht nur für einen einzelnen Kopf, sondern ebenfalls für einen Kopf, in dem sowohl ein Kopf für Aufnahme/Wiedergabe und ein Löschkopf als ein einheitliches Teil ineinan­ dergefügt sind, sowie eine Baugruppe von mehreren Köpfen, die als einheitliches Teil ausgebildet ist.

Ein Bandführungspaar ist normalerweise dazuvorgesehen, ein laufendes Band so zu führen, daß es daran gehindert wird, sich senkrecht zur Oberfläche des Kopfes zu bewegen und ist gewöhn­ lich als einheitliches Teil mit dem Magnetkopf gebil­ det. Ein bekannter Magnetkopf mit einem Bandführungs­ paar ist in Fig. 11 und 12 dargestellt. Dieser beinhal­ tet ein Hauptkopfgehäuse 101, einen Kopfhalter 102, der das Hauptkopfgehäuse 101 trägt, und zwei Bandfüh­ rungen 103, 103. Diese weisen eine Abschrägung 106 un­ ter einem Winkel α von ihrem Boden auf, durch die ein laufendes Band 109 aufwärts gegen Eingrenzungsteile 105, 105 ge­ drückt wird, die eine vertikale Verschiebung des Bandes begrenzen. Solche Bandführungen sind aus der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. SHO 60-67 535 und der Pa­ tentanmeldung Nr. SHO 57-1 86 258 bzw. der EP 0 120 518 A1 bekannt. Die erstere weist Eingrenzungsteile 105, 105 auf, die materialein­ heitlich mit den Bandführungen 103, 103 des Kopfhalters 102 ausgebildet sind. Die Eingrenzungsteile 105, 105 der letzteren sind, obwohl nicht gezeigt, aus einem Federteil gefertigt und unabhängig von dem Kopfhalter 102.

Werden diese Köpfe an ein magnetisches Aufnahme/Wieder­ gabesystem befestigt und weichen dabei um einen be­ stimmten Winkel von dem korrekten Befestigungswinkel ab, so kann das Band 109 dann unter dem richtigen Win­ kel bezüglich eines Kopfspaltes 6 laufen, wenn die Ab­ weichung von dem Befestigungswinkel in einem bestimmten Bereich liegt. Weicht die Befestigung um einen größeren Betrag ab oder um einen Winkel R′, wie in Fig. 15 ge­ zeigt, der die erlaubte Grenze überschreitet, so ist die von dem abgeschrägten Abschnitt 106 auf das Band 109 einwirkende Kraft alleine nicht ausreichend, um die durch die Abweichung R′ verursachte Verschiebung zu kompen­ sieren. Wie oben rechts in dieser Figur gezeigt, kann das Band nicht mehr längs in der vorbestimmten Position laufen, da es von dem Eingrenzungsabschnitt 105 der Bandfüh­ rung 103 abweicht. Beträgt der Verschiebungswinkel 6′ etwa ±50′ in bezug auf den festgelegten Befestigungs­ winkel (Standardbefestigungswinkel), so weicht demzu­ folge der Richtungswinkel (Anzimut) wesentlich von der Justierung ab und die Ausgangsleistung ist vermindert.

Es wurde bereits vorgeschlagen, den Neigungswinkel α anzuheben. Nach dem Stand der Technik wird der Win­ kel bestenfalls auf 40-60° angehoben. Überschreitet der Winkel diese Grenze, so beginnt sich das Band zu wellen, wodurch ein Spaltverlust verursacht wird. Dies bedeutet, daß das Band von dem Spalt abhebt und die Ausgangsleistung vermindert ist. Insbesondere wenn der Träger des Bandes dünn ist, wirkt sich der Spaltver­ lust derart groß aus, daß das Band praktisch unbrauch­ bar wird.

Bekannte Bandführungen 103, 103 werden im allgemeinen im Spritzgußverfahren aus Kunststoffen herge­ stellt. Die Berührungsfläche des Eingrenzungsteils 105, gegen das eine Kante des Magnetbandes 109 gleitet, ist einem sehr hohen Druck infolge einer großen Kraft pro Flächeneinheit ausgesetzt. Dieser Druck ist selbst dann groß, wenn die Kraft, mit der der abgeschrägte Ab­ schnitt 106 das Magnetband 109 aufwärts drückt klein ist, da die Berührungsfläche extrem klein ist. Zusätz­ lich kann in der Praxis ein Verschleiß des Eingrenzungs­ teils nicht außer acht gelassen werden, da das Band unter ständiger Berührung mit diesem Teil läuft.

Zur Lösung dieses Problems werden nach dem Stand der Technik dem Basisharz Glasfasern oder Kohlenstoff-Fasern einer Länge von 50-100 µm (Grenze) hinzugefügt. Diese Ein­ lage ist jedoch zu lang und die daraus resultierende Oberfläche nicht glatt genug. Obwohl durch diese Ein­ lagen die Festigkeit der Führungen gesteigert wird, treten andere Probleme auf wie ein Abrieb des Magnet­ pulvers von dem Band oder ungleichmäßiger Verschleiß der Führungsteile.

Die japanische Patentanmeldung Nr. SHO 59-2 07 050 zeigt eine magnetische Aufnahme/Wiedergabevorrichtung für Videobilder, in welcher die Bandführungen aus Poly­ acetalharz, Polybutylenterephtalatharz oder Polyethylen­ terephtalatharz, vermischt mit Fasern aus Kaliumtitanat in einem Gewichtsverhältnis von 5-30% gefertigt sind, wobei die Fasern einen Durchmesser von 1 µm oder weniger eine Länge von 5-100 µm und ein Verhältnis Länge L zu Durchmesser D L:D = 10-200 aufweisen. Die Bandfüh­ rungen weisen gute Gleiteigenschaften auf, vergleich­ bar mit denen von Bandführungen aus rostfreiem Stahl mit einer Hartchromplattierung.

Im Gegensatz zu einem Kopf für Videobildwiedergabe kann ein Tonbandrecorder in ein Automobil eingebaut wer­ den, in dem während des Hochsommers die Temperaturen bis auf 80°C steigen können und die Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen kritisch wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den zuvor genannten Nachteilen abzuhelfen und einen Magnetkopf dahingehend zu verbessern, daß er über einen relativ weiten Winkelbereich befestigt werden kann, ohne daß der Winkel der abgeschrägten Bereiche der Bandführungen angehoben wird. Hierbei sollen eine hohe Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen und gute Gleiteigenschaften gewährleistet sein.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. In einer Aus­ führungsform der Erfindung ist der Magnetkopf weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Stopper an beiden Band­ führungen zu beiden Seiten des Kopfes angeordnet sind.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es Zei­ gen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh­ rungsform eines Magnetkopfes gemäß der Er­ findung,

Fig. 2 eine Seitenansicht, die die Bandführung des Magnetkopfes zeigt,

Fig. 3 eine Draufsicht des Magnetkopfes, die die Gleitberührungsfläche der Bandführung im Schnitt zeigt,

Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht der Bandführung zur Darstellung der wesentlichen Teile,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Bandführung in dem Zu­ stand, in dem ein Magnetband gleitend an ihm anliegt,

Fig. 6 eine Vorderansicht des Magnetkopfes zur Darstellung des Zustandes des Bandes, wenn der Magnetkopf geneigt ist,

Fig. 7 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Neigungswinkel des Magnetkopfes und dem Ausgangspegel,

Fig. 8 bis 10 Abwandlungen der Bandführung in Seitenansicht,

Fig. 11 eine Seitenansicht zur Darstellung der Band­ führung eines bekannten Magnetkopfes,

Fig. 12 eine Vorderansicht zur Darstellung des Zu­ standes des Bandes, wenn der Magnetkopf gemäß Fig. 11 geneigt ist, und

Fig. 13 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Neigungswinkel des Magnetkopfes gemäß Fig. 11 und dem Ausgangspegel.

Fig. 1 bis 7 zeigen eine Ausführungsform eines Magnet­ kopfes gemäß der Erfindung. Der Magnetkopf beinhaltet einen Kopfhalter 2, der materialeinheitlich aufgebaut ist mit Bandführungen und einer Befestigungsbasis sowie ein Hauptkopfgehäuse 1. An dem Kopfhalter ist zu bei­ den Seiten des Hauptkopfgehäuses 1 jeweils eine Band­ führung 3 vorgesehen, die jeweils einen Gleitberührungs­ abschnitt 4 mit einer Breite A besitzt und gegen die ein Magnetband 9 gleitet. An einem Ende des Gleitbe­ rührungsabschnitts 4 ist ein Eingrenzungsabschnitt 5 vorgesehen, um die Verschiebung des Magnetbandes 9 in Richtung der Breite zu begrenzen. An dem anderen Ende des Gleitberührungsabschnitts 4 befindet sich ein ab­ geschrägter Abschnitt 6, um das Magnetband 9 in Rich­ tung des Eingrenzungsabschnitt 5 zu drücken. An der Grenze zwischen dem abgeschrägten Abschnitt 6 und dem Gleit­ berührungsabschnitt 4 ist entlang der Laufrichtung des Bandes eine Einbuchtung 7 vorgesehen, so daß ein Stopper 8 gebildet wird, der das Band 9 davon abhält, sich in Richtung des angeschrägten Abschnitts 6 zu bewegen.

Die Fläche 4a des Gleitberührungsabschnitts 4, die mit dem Band 9 in Berührung kommt, ist in Laufrichtung des Bandes entweder abgeschrägt oder gekrümmt, wie in Fig. 3 gezeigt. Flächen 6a und 7a des abgeschrägten Abschnitts 6 und der Einbuchtung 7 sind ebenfalls je­ weils abgeschrägt oder gekrümmt. Der abgeschrägte Ab­ schnitt 6 ist gegenüber der Gleitfläche 4a unter einem Winkel α geneigt.

Die geneigte Fläche 7a der Einbuchtung 7 verläuft in dieser Ausführungsform im wesentlichen parallel zu der ge­ neigten Fläche 6a. Die Breite B der Einbuchtung 7 ist bevorzugt so bemessen, daß die Summe der Breite B und der Breite A der Gleitfläche 4a im wesentlichen gleich oder geringfügig größer als die maximale Breite des Magnetbandes 9 ist (dem Standard nach maximal er­ laubte Breite). Gemäß der Grundlage dieses Bandführungs­ systems muß für die erfindungsgemäße Bandführung die Breite A des Gleitberührungsabschnitts 4 gleich oder geringfügig kleiner sein als die minimale Breite des Bandes (minimal erlaubte Breite gemäß dem Standard).

Die stufenartige Tiefe C der Einbuchtung 7 zu dem ab­ geschrägten Abschnitt 6 (Fig. 4) besitzt eine Höhe, die bevorzugt geringfügig größer ist als die maximale Dicke des Bandes 9. Sie liegt zwischen 20 und 40 µm. Die Einbuchtungen 7 auf jeder Bandführung 3 auf beiden Seiten des Hauptkopfgehäuses 1 sind so ange­ ordnet, daß eine Verbindungslinie zwischen den beiden Einbuchtungen 7, 7 im rechten Winkel zu einem Spalt G verläuft.

Umwandlungen der Einbuchtung 7 sind in den Fig. 8 bis 10 gezeigt. In Fig. 8 verfügt die Einbuchtung 7 über einen V-förmigen Stopper 8. Die Einbuchtung 7 in Fig. 9 besitzt einen Stopper 8, der parallel zu dem Ein­ grenzungsabschnitt 5 verläuft. Die in Fig. 10 gezeigte Einbuchtung 7 gleicht derjenigen von Fig. 8 mit der Ausnahme, daß der Neigungswinkel der Einbuchtung 7 flacher verläuft als derjenige des abgeschrägten Ab­ schnittes 6.

Der Stopper 8 kann auf jeder der beiden Bandführungen 3 angeordnet sein. Das Material für die Bandführungen 3 unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. So kann beispielsweise Nylonharz bevorzugt verwendet werden, das mit Haarfäden eines Durchmessers von 0,2-0,5 µm und einer Länge von 10-20 µm in einem Gewichtsver­ hältnis von 10-40% vermengt ist.

Läuft das Magnetband 9 entlang des Gleitberührungsab­ schnitts 4 eines Kopfes mit dem oben genannten Auf­ bau, so ist eine Bandkante 9b in der Einbuchtung 7 ein­ gehakt, während die andere Bandkante 9a an dem Ein­ grenzungsabschnitt 5 anliegt, wie in Fig. 5 gezeigt. Ist das Band 9 einmal in der Einbuchtung 7 eingehakt, so bewahrt der Stopper 8 das Band 9 davor, sich in Rich­ tung auf den abgeschrägten Abschnitt 6 zu bewegen, da die Bandkante 9b selbst in dem Fall gegen den Stopper anstoßt, wenn der Magnetkopf in seiner Befestigung um den Winkel R von dem Standardbefestigungswinkel (z. B. in senkrechter Richtung) abweicht, wie in Fig. 6 ge­ zeigt. Dies sichert einen stabilen Lauf des Bandes zwi­ schen den Bandführungen 3, 3 auf beiden Seiten des Kopfes und hält den Richtungswinkel bezüglich des Kopfspaltes G konstant.

Somit wird, für den Fall, daß der Neigungswinkel R des Kopfes klein ist, der Richtungswinkel beibehalten, da eine Bandkante 9a an dem Eingrenzungsabschnitt 5 an­ liegt. Wird infolge von Produktionsschwankungen der Steigungswinkel 8 größer, so wird ein günstiger Rich­ tungswinkel selbst dann beibehalten, wenn die Bandkante 9a nicht mehr an dem Eingrenzungsabschnitt 5 anliegt, da die andere Bandkante 9b durch den Stopper 8 gehal­ ten wird. Wie in Fig. 7 gezeigt, fällt die Ausgangslei­ stung solange nicht ab, bis der Kopf von dem festge­ legten Befestigungswinkel um einen Neigungswinkel R von ca. ±100-150 abweicht. Es wurde festgestellt, daß bei der Erfindung im Vergleich zu dem bekannten Magnetkopf, wie in Fig. 11 und 12 gezeigt, der Bereich des Neigungswinkels doppelt so groß ist, bei dem die Ausgangsleistung nicht abfällt. Bei diesem Vergleich waren die Meßbedingungen sowie alle Abmessungen der Magnetköpfe gleich, mit Ausnahme der Vertiefung 7.

Der Magnetkopf gemäß der Erfindung kann einfach aufge­ baut werden, indem die Einbuchtung 7 und der Stopper 8 auf dem abgeschrägten Abschnitt 6 des bekannten Kopf­ halters 2 vorgesehen werden,und bietet den Vorteil, daß ohne eine Kostensteigerung der erlaubte Bereich des Neigungswinkels 0 nahezu zweimal so groß ist wie bei einem bekannten Kopf.

Bei einem Magnetkopf, wie er im vorhergehenden Fall be­ schrieben wurde, müssen die Bauteile in dem Aufnahme/Wiedergabesystem einschließlich der Basis, an der der Magnetkopf befestigt ist, keine übermäßige Präzision aufweisen. Der Richtungswinkel kann stabil gehalten werden durch die Befestigung des Kopfes am System. Somit ist es möglich, wie im Fall des Aufbaus von Schaltungskomponenten Roboter für das Zusammenfügen des Systems einzuführen.

Unter den Komponenten des Kopfhalters 2 sind zumindest die Bandführungen 3, 3 aus Nylonharz gefertigt,das mit Haarfäden eines Durchmessers von 0,2-0,5 µm und der Länge von 10-20 µm in einem Gewichtsverhältnis von 10-40% vermischt sind. Geeignete Haarfäden sind Haarfäden aus Kalium-Aitanat (K₂O- nTiO₂ (n = 6)). Diese Haarfäden sind wirkungsvoll hinsichtlich Übertrag­ barkeit großer Kräfte, Elastizität, Gleiteigenschaften und Wärmewiderstandsfähigkeit.

Wie zuvor beschrieben, ist der Magnetkopf gemäß der o. g. Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Band­ führung 3 aus Nylonharz als Basisharz gefertigt sind, um die Druckeigenschaften bei hohen Temperaturen zu verbessern. Durch die Hinzufügung von sehr feinen Haarfäden mit einem Durchmesser von 0,2-0,5 µm und einer Länge von 10-20 µm kann die Oberflächenglätte der Bandführungen nach dem Formen wesentlich verbessert werden gegenüber solchen Ausführungen, die in bekannter Weise Glasfaser oder Kohlenstoffaser enthalten. Hierdurch werden die Gleit­ eigenschaften des Bandes bemerkenswert verbessert. Die Verschleißfestigkeit des Eingrenzungsabschnitts 5 und/oder anderer Abschnitte unter Bandberührung wird wesentlich verbessert, wodurch die Verformung des Ein­ grenzungsteils 5 reduziert wird, gegen das die Band­ kante 9a gleitet, selbst wenn eine extrem hohe Kraft pro Flächeneinheit einwirkt. Weiterhin kann die Ver­ formung bei Betrieb unter hohen Temperaturen reduziert werden. Als Resultat hieraus kann die Abweichung des Bandes aus der Spur oder von dem Richtungswinkel redu­ ziert werden, wodurch ein Ton-Magnetkopf mit exzellentem Rauschabstand, Ausgangspegel und Frequenzcharakteristiken bei hohen Temperaturen geschaffen wird.

Claims (4)

1. Magnetkopf mit beidseitig an ihm angeordneten Band­ führungen (3) mit einem Gleitberührungsabschnitt (4), gegen den ein Magnetband (9) gleitet, wobei sich am einen Ende des Gleitberührungsabschnitts (4) ein Eingrenzungsabschnitt (5) befindet, gegen den eine Kante des Bandes (9) gleitet, sowie mit einem abgeschrägten Abschnitt (6) am anderen Ende des Gleitberührungsabschnitts (4), welcher das Band (9) in Richtung des Eingrenzungsabschnitts (5) drückt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Bandführungen (3) einen Stopper (8) aufweist, um eine Verschiebung des Bandes (9) in Richtung auf den abgeschrägten Abschnitt (6) einzuschränken, wobei der Stopper (8) so ausgebildet ist, daß er sich an einem dem Gleitberührungsabschnitt (4) naheliegenden Punkt befindet und die Länge (A) des Gleitberührungs­ abschnitts (4) zwischen dem Eingrenzungsabschnitt (5) und dem abgeschrägten Abschnitt (6) plus dem Abstand (B) zwischen dem anderen Ende des Gleitberüh­ rungsabschnitts (4) und dem Stopper (8) im wesentli­ chen einer Breite des Magnetbandes (9) entspricht oder diese geringfügig übertrifft und wobei der Stopper (8) wirksam ist, wenn das Magnetband (9) in Gleitberührung mit dem Gleitberührungsabschnitt (4) steht.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopper (8) auf beiden Bandführungen (3) vorgesehen sind.

3. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem abgeschrägten Abschnitt (6) eine Einbuch­ tung (7) an dem dem Gleitberührungsabschnitt (4) naheliegenden Punkt ausgebildet ist und der Stopper (8) eine Stoßfläche zwischen der Einbuchtung (7) und dem abgeschrägten Abschnitt (6) umfaßt.

4. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandführungen (3) zur Verbesserung der Wider­ standsfähigkeit gegen Verschleiß und Verformung aus Nylonharz gefertigt sind, das mit Haarfäden eines Durchmessers von 0,2 bis 0,5 µm und einer Länge von 10 bis 20 µm in einem Gewichtsverhältnis von 10 bis 40% ver­ mischt ist.