DE4120984A1

DE4120984A1 - Sensor mit einem magnetfilm und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE4120984A1
Application number: DE4120984A
Authority: DE
Inventors: Yasuhumi Kawado; Tsutomu Shimizu; Hideharu Iwakuni; Yoshio Tanita; Jiro Kondo
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1992-01-09
Also published as: KR940001874B1; KR920001188A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor mit einem Magnet film für magnetische Aufzeichnungen, sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Insbesondere bezieht sie sich auf einen Sensor mit einem Ma gnetfilm, der ein auf ein Wellenelement übertragenes Drehmo ment, die Drehgeschwindigkeit und den Drehwinkel eines Wellen elementes präzise mißt, sowie auf ein Verfahren zu dessen Her stellung.

In der JP-OS 61-53 501 wird eine magnetische Skale beschrieben, die für einen Kodierer zur Erfassung einer Drehzahl verwendet wird. Diese magnetische Skale besitzt ein rasch erstarrtes le giertes Band, das einen Magnetfilm aus hartmagnetischem Materi al darstellt, der auf einer Kunstoffkarte fixiert ist. Auf die sem Magnetfilm werden magnetische Signale aufgezeichnet.

Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem ein Magnetfilm in einem im wesentlichen aus magnetischem Material bestehenden Wellenelement ausgebildet wird, welches ein vom Wellenelement erfaßtes Drehmoment durch Ausnutzung der Magneteigenschaften messen soll. Beispielsweise wird hierzu in der JP-OS 62-6129 ein Drehmomentaufnehmer mit einem Magnetfilm beschrieben, der durch Drahtexplosions-Versprühen eines Metalls auf eine umlau fende Welle gebildet wird, sowie eine Schaltung zur Erfassung einer Magnetostriktion, die auf dem Magnetfilm hervorgerufen wird.

Das Magnetmaterial selbst beeinflußt jedoch das Verhalten des Sensors in einem Drehmomentaufnehmer dieser Art. Darüber hinaus verändert sich das Magnetmaterial bei Temperaturveränderungen oder im Laufe der Zeit, so daß der vorbeschriebene Drehmoment aufnehmer das Drehmoment nicht präzise aufnehmen kann.

Des weiteren ist ein Drehmomentaufnehmer durch Erfassung des Winkels einer Wendel bekannt. Bei diesem Verfahren wird auf ei nem Wellenelement ein Magnetfilm gebildet, und durch Aufzeich nungseinrichtungen zum Aufzeichnen von Magnetsignalen werden beispielsweise magnetische Rechteckimpulse aufgezeichnet, wobei sich die Einrichtungen in axialer Erstreckung des Magnetfilms an zwei Stellen in einem vorgegebenen Abstand voneinander be finden. Das Drehmoment wird anhand der magnetischen Signale er faßt. Mit anderen Worten werden magnetische Signale, die an den genannten zwei Stellen aufgezeichnet wurden, mit Hilfe eines Dekodierers zum Dekodieren der magnetischen Signale gelesen, während der durch Verdrehung bei Umdrehung des Wellenelementes entstehende Winkel der Wendel anhand der Phasenverschiebung der an den beiden Stellen aufgezeichneten magnetischen Signale er mittelt wird. Das auf das Wellenelement übertragene Drehmoment wird anhand dieses Wendelwinkels erfaßt.

Wenn allerdings bei dem über einen Wendelwinkel arbeitenden Drehmomentaufnehmer das Wellenelement im wesentlichen aus ma gnetischem Material besteht, so tritt folgende Problematik auf: der magnetische Fluß wird aus dem Inneren des Magnetfilms in das Wellenteil gestreut, wenn die Magnetsignal-Aufzeichnungs einrichtung die magnetischen Signale aufzeichnet. Demzufolge ist die Intensität, mit der die Signale auf dem Magnetfilm auf gezeichnet werden, nicht hoch genug, so daß das vom Signaldeko dierer erfaßte aufbereitete Ausgangssignal eine geringere Lei stung hat. Aus diesem Grund wird dadurch die Genauigkeit bei der Erfassung eines Drehmomentes etc. nicht zufriedenstellend verbessert.

Überdies muß bei dem vorbeschriebenen Sensor mit Magnetfilm je der der beiden Zwischenräume, die sich zwischen dem Magnetfilm des Sensors und einem Magnetsignal-Aufzeichnungskopf einerseits und dem Magnetfilm des Sensors und einem Magnetsignal-Aufberei tungskopf andererseits eng gehalten sein, damit Drehmoment, Drehwinkel und Drehgeschwindigkeit präzise erfaßt werden kön nen. Dies bedeutet, daß in den Zwischenräumen Luft mit niedri ger magnetischer Permeabilität verringert wird, um die magneti sche Permeabilität im Zwischenraum hoch zu halten, und um somit die Spannung des aufbereiteten Ausgangssignals des Magnetfilms verbessern. Wenn aber die Zwischenräume so eng wie möglich ge staltet werden, wird der Magnetfilm teilweise mit den Köpfen in Berührung gebracht, wodurch die Köpfe gegebenenfalls beschädigt werden. Somit sind der engen Auslegung des Zwischenraums Gren zen gesetzt, weshalb die magnetische Permeabilität und die Spannung des aufbereiteten Ausgangssignals nicht umfassend ver bessert werden können.

Die durch die Patentansprüche gekennzeichnete Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, einen Sensor mit einem Magnetfilm bereit zustellen, der Streuverluste des magnetischen Flusses unter Ausnutzung magnetischer Eigenschaften verhindert, beispielswei se um das auf ein Wellenelement übertragene Drehmoment, die Drehgeschwindigkeit des Wellenteils und dessen Drehwinkel prä zise zu erfassen.

Weiterhin sollen die Haltbarkeit der Mittel zur Verhinderung eines Streuverlustes des magnetischen Flusses sowie die magne tische Kennlinie des Magnetfilms verbessert werden.

Auch soll die mechanische Festigkeit des Sensors verbessert und gleichzeitig der Streuverlust des Magnetflusses verhindert wer den.

Und schließlich soll auch das Problem des vorbeschriebenen Zwi schenraums gelöst werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Sensor der ein gangs genannten Art dadurch gelöst, daß er einen im wesentli chen aus magnetischem Werkstoff bestehenden Metallträger auf weist und daß zwischen dem Metallträger und dem Magnetfilm eine Filmschicht aus nichtmagnetischem Material angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor wird die Streuung des magneti schen Flusses aus dem Magnetfilm in den Metallträger durch die nichtmagnetische Filmschicht unterbrochen, wenn die Magnetsi gnal-Aufzeichnungseinrichtung magnetische Signale auf dem Ma gnetfilm aufzeichnet. Deshalb ist die Intensität des auf dem Magnetfilm aufgezeichneten Signals ausreichend hoch.

Dies führt dazu, daß das von der Einrichtung zur Dekodierung der Magnetsignale erfaßte aufbereitete Ausgangssignal eine aus reichend hohe Leistung hat, so daß das auf ein Wellenelement, das den Metallträger darstellt, übertragene Drehmoment sowie dessen Drehgeschwindigkeit und Drehwinkel präzise erfaßt wer den.

Es ist auch nicht erforderlich, einen Magnetfilm mit Hilfe des PVD- und des CVD-Verfahrens auf eine gleichmäßige Dicke einzu stellen, da die Magnetsignale mit hoher Signalintensität auf dem Magnetfilm aufgezeichnet werden können. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß auch bei Herstellung des Magnetfilms durch Warmversprühen oder Warmplattierung, also mit einem in der Luft ablaufenden Verfahren, die Erfassung des Drehmomentes und ande rer Werte mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden kann. Damit läßt sich der Magnetfilm problemlos in kurzer Zeit ausbilden.

Der magnetische Werkstoff zur Herstellung des Magnetfilms kann ein Metall oder Metalloxid mit magnetischen Eigenschaften sein, beispielsweise Fe, Co, Ni, γ-Fe₂O₃, CrO₂, Fe₃O₄, Bariumferrit, Permalloy, und dergleichen. Insbesondere werden Fe₃O₄, Co und γ-Fe₂O₃ für diesen Zweck bevorzugt.

Vorzugsweise wird eine Oberfläche der Teilchen des magnetischen Materials teilweise oder ganz mit Ni oder einer Ni-Legierung beschichtet, um die Verbindung zwischen den Magnetteilchen zu verbessern und die Festigkeit des Magnetfilms zu erhöhen. Das jeweilige Beschichtungsverfahren ist dabei nicht auf ein beson deres Verfahren beschränkt, vorzugsweise wird allerdings Plat tierungsverfahren, einem CVD-Verfahren, einem PVD-Verfahren und einem Granulierungs- bzw. Teilchenvergrößerungsverfahren gear beitet.

Zur Herstellung der nichtmagnetischen Filmschicht werden Al, Ti, Zn, Cu und Al₂O₃ als nichtmagnetisches Material eingesetzt; Al wird besonders bevorzugt, da sich der nichtmagnetische Film aus diesem Material besser herstellen läßt.

Bei dem Verfahren zur Herstellung des Magnetfilms und der nichtmagnetischen Filmschicht bestehen keine Beschränkungen, doch wird vorzugsweise nach dem Warmsprühverfahren, dem Plat tierungsverfahren und dem Sprühverfahren gearbeitet.

Darüber hinaus sind für die Dicke des Magnetfilms und der nicht magnetischen Filmschicht keine Grenzen gesetzt, doch vorzugs weise liegt die Dicke im Bereich zwischen 50 und 150 µm.

Korrosion infolge elektrochemischer Prozesse tritt auf der nichtmagnetischen Filmschicht nur selten auf, da diese Schicht nach außen hin nicht offen liegt. Wird der Korrosionsbildung auf der nichtmagnetischen Filmschicht vorgebeugt, verlängert sich dadurch die Haltbarkeit bzw. Lebensdauer eines Sensors.

Einen Sensor mit Magnetfilm mit glatter Oberfläche erhält man auch, ohne nach der Ausbildung des Magnetfilms eine glättende Oberflächenbehandlung vorzunehmen. Dies führt zu einer Verbes serung des S/N-Werts und zu einer höheren Erfassungsgenauigkeit eines Sensors.

Beispielsweise können als Bindemittel Polyvinylalkohol, Polyvi nylbutyral, Polyäthylenglykol, Methylzellulose, Hydroxypropyl methylzellulose, Carboxdymethylzellulose, Äthylzellulose, Wachs, Acrylharz, Polyurethanharz, wärmehärtbare Harze und warmverformbare Harze eingesetzt werden.

Entsprechend dem jeweils eingesetzten Bindemittel kann ein Lö sungsmittel auf Alkohol-, Ester-, Ketonbasis und auf der Basis aromatischer Verbindungen eingesetzt werden.

Da die nichtmagnetische Filmschicht aus einem Ti als Grundme tall enthaltenden metallischen Stoff hergestellt ist, wird die Adhäsionskraft (d. h. die Widerstandsfähigkeit gegenüber Ablö sung) zwischen der nichtmagnetischen Filmschicht und dem Grund metall dadurch verbessert werden, daß die hohe Affinität ge nutzt wird, die zwischen Ti und C besteht. Konkret ausgedrückt bedeutet dies, daß in den Fällen, in denen die mechanische Fe stigkeit des Metallträgers verbessert wird, vorzugsweise auf dessen Oberfläche eine aufgekohlte Schicht ausgebildet wird. Wird die nichtmagnetische Filmschicht aus einem Ti als Grundme tall enthaltenden metallischen Werkstoff auf der aufgekohlten Schicht gebildet, so erhöht sich die Adhäsionskraft zwischen dem Grundmetall und dem nichtmagnetischen Filmmaterial dadurch, daß sich, sofern zur Bildung der nichtmagnetischen Filmschicht ein Warmsprühverfahren herangezogen wird, bei dessen Herstel lungsprozeß eine Ti-Verbindung bildet bzw. daß die Ti-Verbin dung während der Wärmebehandlung nach Ausbildung der nichtma gnetischen Filmschicht entsteht. Die vorgenannte Ti-Verbindung bildet sich im unteren Teil der nichtmagnetischen Filmschicht dadurch, daß Kohlenstoff aus der aufgekohlten Schicht in das nichtmagnetische Filmmaterial eindiffundiert. Auf diese Weise läßt sich die mechanische Festigkeit des Sensors erhöhen.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor verändert sich laufend die Zu sammensetzung durch die verdichtete Oberflächenschicht zwischen dem Metallträger und der nichtmagnetischen Filmschicht. Dies führt zu einer höheren Adhäsionskraft zwischen dem Metallträger und der nichtmagnetischen Filmschicht, wodurch sich die mecha nische Festigkeit des Sensors ebenfalls erhöht.

Bei der Oberflächenschicht handelt es sich um ein magnetisches Material, das mit einem weichen Material vermischt ist, dessen Härte geringer als die Härte eines Aufzeichnungs- bzw. Deko dierkopfes für die Magnetsignale ist. Die Oberflächenschicht nimmt einen vorgegebenen Zwischenraum zwischen dem Magnetfilm und dem Magnetsignal-Aufzeichnungs- bzw. Dekodierkopf ein, und zwar in der Weise, daß die Oberflächenschicht diesen Zwischen raum ausfüllt.

Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau wird eine Beschädi gung der Köpfe verhindert, da die Oberflächenschicht teilweise abgesperrt ist, wenn sie den Magnetsignal-Aufzeichnungs- bzw. Dekodierkopf unterbricht. Die Oberflächenschicht enthält das magnetische Material und kann zur Aufzeichnung der magnetischen Signale dienen. Demgemäß lassen sich magnetische Signale mit hoher Signalstärke aufzeichnen, ohne daß der Aufzeichnungskopf mit dem Magnetfilm in Berührung gebracht wird. Auch läßt sich ohne Berührung zwischen dem Dekodierkopf und dem Magnetfilm nach Aufbereitung eine stärkere Ausgangsleistung erzielen.

Des weiteren kann die Luftschicht mit geringer magnetischer Permeabilität im Zwischenraum auf ein geringstmögliches Maß verringern, da dieser Zwischenraum zwischen dem Magnetfilm und dem Magnetsignal-Dekodierkopf durch die Oberflächenschicht aus gefüllt ist. Dies erbringt eine höhere Signalstärke und eine Verbesserung der Ausgangsleistung nach Aufbereitung.

Als magnetisches Material in der Oberflächenschicht wird ein Metall bzw. ein Metalloxid mit magnetischen Eigenschaften ver wendet, so zum Beispiel Fe, Co, Ni, Eisenoxid (γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄) , Chromoxid, Bariumferrit, Permalloy (Ni-Fe-Legierung mit 35-80 Gew.-% Nickelanteil). Insbesondere bevorzugt werden Ni, Co und Eisenoxid (γ-Fe₂O₃).

Als weiches, in der Oberflächenschicht enthaltenes Material wird ein Stoff geringer Härte, beispielsweise Graphit, Äthylen tetrafluorid (PTFE) und Polyester, gewählt, deren Reibungskoef fizient geringer als beim Material ist, das für den Magnetsi gnal-Aufzeichnungs- oder Dekodierkopf verwendet wird.

Das Verhältnis zwischen dem magnetischen Material und dem wei chen Material wie Graphit, die beide zur Ausbildung der Ober flächenschicht herangezogen werden, wird in einem Bereich be stimmt, in dem die vorgenannte Oberflächenschicht als Träger schicht zur Aufzeichnung magnetischer Signale fungiert und in dem keine Schäden am Aufzeichnungs- bzw. Dekodierkopf auftre ten, wenn diese mit der Oberflächenschicht in Berührung kommen.

Mit anderen Worten liegt der Anteil des weichen Materials vor zugsweise in einem Bereich zwischen 20 und 30 Gew.-%, da die ma gnetischen Eigenschaften des magnetischen Materials auf der Oberflächenschicht nicht wirksam zum Tragen kommen, wenn der Anteil des weichen Materials über 30 Gew.-% liegt, während die Härte der Oberflächenschicht nicht geringer als die Härte des jeweiligen Kopfes zum Aufzeichnen bzw. zur Wiedergabe der ma gnetischen Signale gehalten werden kann, wenn der Anteil des weichen Materials unter 20 Gew.-% liegt.

Die Dicke der Oberflächenschicht beträgt beispielsweise 20-150 µm, doch kann diese Schicht auch dünner oder dicker sein.

Durch Beimengung eines Stoffes mit einer magnetischen Permeabi lität, die höher als bei dem magnetischen Material ist, aus dem die Oberflächenschicht besteht, verbessert sich die magnetische Permeabilität zwischen Magnetfilm und Aufzeichnungs- bzw. Deko dierkopf für die magnetischen Signale und infolgedessen wird die Ausgangsleistung nach Aufbereitung ganz erheblich verbes sert.

Als Material hoher magnetischer Permeabilität wird vorzugsweise ein Permalloy oder Sendust eingesetzt, wobei es sich bei Sen dust im eine Si-Al-Fe-Legierung handelt (beispielsweise mit 9 Gew.-% Silizium, 5 Gew.-% Aluminium, und 86 Gew.-% Eisen).

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist folgender maßen aufgebaut: die Oberflächenschicht besteht im wesentlichen aus einem Grundmetall und einem magnetisch hochpermeablen Werk stoff, wobei das Grundmetall im wesentlichen aus magnetischem Material und weichem Werkstoff besteht. Der magnetisch hochper meable Werkstoff ist in der Oberflächenschicht mit einem Anteil von 10-20 Gew.-%, bezogen auf deren Gesamtgewicht, enthalten, während das weiche Material im Trägermaterial vorzugsweise mit einem Anteil von 20-30 Gew.-%, bezogen auf das Grundmaterial, enthalten ist.

Der Reibungskoeffizient der Oberflächenschicht ist hoch; liegt der Anteil des magnetisch hochpermeablen Material über 20 Gew.-%, so kommt es gegebenenfalls zu einer Beschädigung des Ma gnetsignal-Dekodierkopfes. Wird dagegen der Anteil des magne tisch hochpermeablen Materials unter 10 Gew.-% abgesenkt, so wird die magnetische Permeabilität der Oberflächenschicht nicht ausreichend verbessert. Deshalb wird der Anteil des magnetisch permeablen Materials auf einen Wert zwischen 10 und 20 Gew.-% eingestellt.

Vorzugsweise wird die nichtmagnetische Filmschicht porös ausge führt. Zur Bildung einer porösen nichtmagnetischen Filmschicht kann nach einem Warmsprühverfahren gearbeitet werden. Auch eig nen sich Sprüh- und Sinterverfahren zu diesem Zweck.

Dies bedeutet, daß Poren (Luft) mit geringer magnetischer Per meabilität in der nichtmagnetischen Filmschicht eingeschlossen sind, wenn diese porös ausgebildet ist. Auf diese Weise verbes sert sich das aufbereitete Ausgangssignal, da der Streuverlust des magnetischen Flusses geringer wird.

Die Porosität (Porenfläche/Gesamtfläche der nichtmagnetischen Filmschicht _* 100) liegt vorzugsweise zwischen 5 und 10%. Diese Porosität läßt sich gezielt über die Teilchengröße der nichtmagnetischen Filmschicht oder über den Gehalt an organi schem Bindemittel einstellen (wobei das organische Bindemittel nach Abschwächung die Poren bildet), und darüber hinaus kann dies auch über die Teilchengröße geschehen, wenn mit einem Sprüh- oder einem Sinterverfahren gearbeitet wird.

Bei Einstellung der Porosität auf einen Wert im Bereich zwi schen 5 und 10% verbessert sich die Ausgangsleistung nach Auf bereitung, während ein Absinken der Adhäsionskraft sowohl zwi schen dem nichtmagnetischen Filmmaterial und dem Trägermaterial als auch zwischen der nichtmagnetischen Filmschicht und dem Ma gnetfilm verhindert wird. Mit anderen Worten kann eine Verbes serung des aufbereiteten Ausgangssignals nicht erwartet werden, wenn die Porosität unter 5% liegt, während es für die Adhäsi onskraft nachteilig ist, wenn der Porenanteil über 10% beträgt.

Wird der Magnetfilm durch ein Verfahren hergestellt, bei dem magnetisches Material im Plasmasprühverfahren auf die Oberflä che der nichtmagnetischen Filmschicht aufgebracht wird, wo läßt sich in kurzer Zeit ein Magnetfilm mit hoher Reibungsfestigkeit und hoher mechanischer Festigkeit erzielen.

Wird die Außenfläche der gehärteten Oberflächenschicht des Me tallträgers durch einen Tempervorgang weicher gemacht, so las sen sich bei nachfolgender Oberflächenbehandlung die um einen mikroskopisch kleinen Betrag vorstehenden oder vertieften Teile leicht ausbilden. Die Adhäsionskraft zwischen der nichtmagneti schen Filmschicht und dem Metallträger läßt sich sich durch Warmversprühen verstärken.

Wird die Oberfläche ohne Tempern aufgerauht, so wird die Kerb dauerfestigkeit geringer. Beispielsweise ergibt sich dadurch eine geringere Biegefestigkeit in der Drehbewegung des Wellen teils, das einen Metallträger darstellt. Die Oberflächenhärte des Wellenelementes wird durch den Tempervorgang verringert. Die Biegefestigkeit des umlaufenden Wellenteils sinkt jedoch nicht, auch wenn die Oberfläche des Wellenteils aufgerauht wird.

Bei der Ausbildung der nichtmagnetischen Filmschicht wird vor zugsweise eine hohe Energie auf die Oberfläche des Metallträ gers aufgebracht, nachdem die Anhaftung des nichtmagnetischen Materials auf der Oberfläche des Metallträgers erreicht wurde oder auch während das nichtmagnetische Material aufgebracht wird, um so einen Teil des Metallträgers (nur an seiner Ober fläche) anzuschmelzen.

Durch Abstrahlung hoher Energie wird das nichtmagnetische Mate rial auf den Metallträger von dessen Oberfläche aus aufdiffun diert. Oder es kann zwischen dem Metallträger und der nichtma gnetischen Filmschicht eine Oberflächenschicht legiert werden (was bedeutet, daß eine dichte Oberflächenschicht entsteht, bei der die Dichte des nichtmagnetischen Materials, bezogen auf den Metallträger, hoch ist), wobei ein auf der Oberfläche des Me tallträgers schmelzflüssig gemachter, Eisen als Grundmetall enthaltender metallischer Werkstoff mit dem nichtmagnetischen Material legiert wird.

In diesem Fall ändert sich laufend die Zusammensetzung zwischen dem Metallträger und der nichtmagnetischen Filmschicht durch die auf der Oberfläche legierte Schicht. Dementsprechend wird die Adhäsionskraft zwischen Metallträger und nichtmagnetischer Filmschicht infolge der legierten Oberflächenschicht größer, während sich die mechanische Festigkeit des Sensors erhöht. Vorzugsweise werden zur Aufbringung der vorgenannten hohen Energie Einrichtungen wie beispielsweise ein WIG-Schweißbrenner (Wolfram-Inertgas-Schweißen), Lichtbogen zur Plasmaübertragung (PTA), Laser und dergleichen eingesetzt.

In einer anderen Ausbildung ist der Metallträger auf seiner Oberfläche mit der Aufkohlungsschicht versehen, während als nichtmagnetisches Material ein Ti als Grundmetall enthaltender metallischer Werkstoff auf die Oberfläche des Metallträgers bei der Ausbildung der nichtmagnetischen Filmschicht warmversprüht wird.

Dabei wird der in der Aufkohlungsschicht enthaltene Kohlenstoff in die nichtmagnetische Filmschicht eindiffundiert, die im we sentlichen aus einem metallischen Werkstoff mit Ti als Grundme tall besteht. Dementsprechend wird die Adhäsionskraft zwischen dem Metallträger und der nichtmagnetischen Filmschicht größer, während sich die mechanische Festigkeit des Sensors verbessert.

Zur Ausbildung des Magnetfilms wird zunächst durch Warmverspru hen eine Grundschicht des Magnetfilms aufgebracht. Anschließend wird ein Gemisch aus magnetischem Material und Fluorharz auf die Grundschicht warm aufgesprüht, woraufhin das Wellenteil als Metallträger unter Drehung auf eine Temperatur von 200°C bis 400°C erwärmt wird.

Auf diese Weise wird das Fluorharz eindiffundiert und somit läßt sich ein Magnetfilm mit glatter Oberfläche herstellen. In folgedessen wird durch Glättung der Oberfläche des Magnetfilms der S/N-Wert hoch, während sich die Erfassungsgenauigkeit des Sensors verbessert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Sensors, der aus einem Wellenteil besteht, auf dem ein Magnet film und eine nichtmagnetische Filmschicht ausgebildet sind,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht eines Endes eines Magnetfilms und einer nichtmagnetischen Film schicht,

Fig. 3 die graphische Darstellung magnetischer Signa le, die mit einem Paar Magnetsignal-Aufzeich nungseinrichtungen auf einem Magnetfilm aufge zeichnet wurden,

Fig. 4 die graphische Darstellung magnetischer Signa le bei Übertragung eines Drehmomentes auf das Wellenteil,

Fig. 5 eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmo mentes,

Fig. 6 eine Teilschnittansicht eines Sensors, bei dem eine nichtmagnetische Filmschicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel nach außen hin nicht offen liegt,

Fig. 7 eine Teilschnittansicht eines Sensors, bei dem eine nichtmagnetische Filmschicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel nach außen hin nicht offen liegt,

Fig. 8 eine schaubildliche Darstellung der elektro chemischen Korrosion, wie sie bei einem Salz sprühnebelversuch bewirkt wird,

Fig. 9 eine schaubildliche Darstellung der Beziehung zwischen einem Magnetfilm und der Drehge schwindigkeit eines Wellenteils jeweils beim Aufbringen einer magnetischen Flüssigkeit I und II gemäß einem dritten Ausführungsbei spiel,

Fig. 10 eine schaubildliche Darstellung der Beziehung zwischen einem Magnetfilm und der Drehge schwindigkeit eines Wellenteils jeweils beim Aufbringen einer magnetischen Flüssigkeit III und IV gemäß einem dritten Ausführungsbei spiel,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Sensors ge mäß einem vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 12 eine Teilschnittansicht eines Sensors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 13 einen Zustand bei Ausbildung einer nichtmagne tischen Filmschicht gemäß einem fünften Aus führungsbeispiel,

Fig. 14 eine Teilschnittansicht eines Sensors gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,

Fig. 15 eine Teilschnittansicht eines Sensors gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 16 eine Teilschnittansicht eines Sensors gemäß einem achten Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt einen konkav eingelassenen Abschnitt, dessen Tiefe der Gesamtdicke eines Magnetfilms 1 und einer nichtmagnetischen Filmschicht 2 entspricht und welcher auf der Oberfläche eines im wesentlichen aus magnetischem Material, beispielsweise Ei sen, bestehenden Wellenteil 3 ausgebildet ist. Die nichtmagne tische Filmschicht 2 ist dabei durch Warmaufsprühen bzw. Plat tierung auf dem vertieften Abschnitt ausgebildet, während der Magnetfilm 1 auf dieser nichtmagnetischen Filmschicht ausgebil det ist, und beide Schichten zusammen einen Sensor 4 bilden.

Gemäß Fig. 2 ist ein Ende der nichtmagnetischen Filmschicht 2 mit einer Innenseite eines auf dem Wellenteil 3 ausgebildeten konkaven Abschnitts 6 verbunden, während der Magnetfilm 1 auf der Außenseite der nichtmagnetischen Filmschicht 2 angeordnet ist. Somit ist die nichtmagnetische Filmschicht 2 durch das Wellenteil 3 und den Magnetfilm 1 nach außen abgeschlossen und liegt zur Außenseite hin nicht frei.

In Fig. 2 ist nur eines der beiden Enden des Magnetfilms 1 und der nichtmagnetischen Filmschicht 2 dargestellt, da deren ande res Ende identisch ausgebildet ist. Die im wesentlichen aus nichtmagnetischem Material bestehende Filmschicht 2 liegt nach außen hin nicht offen und somit wird ihrer Korrosion infolge elektrochemischer Prozesse vorgebeugt.

Auf dem Magnetfilm 1 des Sensors 4 werden, wie Fig. 3 dies zeigt, Signale in Form von Rechteckimpulsen aufgezeichnet; die Aufzeichnung erfolgt in Umfangsrichtung pro Umdrehung und mit tels eines Paares von Aufzeichnungsköpfen 5 zum Aufzeichnen ma gnetischer Signale. Da die nichtmagnetische Filmschicht 2, durch die ein magnetischer Fluß nicht hindurchgehen kann, zwi schen dem Magnetfilm 1 und dem im wesentlichen aus magnetischem Material bestehenden Wellenteil 3 ausgebildet ist, wird der Ma gnetfluß zum Aufzeichnen der von dem Paar Aufzeichnungsköpfe kommenden magnetischen Signale durch die nichtmagnetische Film schicht 2 unterbrochen und bleibt im Magnetfilm 1. Auf diese Weise lassen sich magnetische Signale in ausreichend hoher Si gnalstärke auf dem Magnetfilm 1 erfassen.

Wird auf den Sensor 4, der bereits die magnetischen Signale aufgezeichnet hat, das Drehmoment übertragen, so kommt es zwi schen den magnetischen Signalen in Form von Rechteckimpulsen zur Phasenverschiebung Δt gemäß Fig. 4. Deshalb wird das auf das Wellenelement 3 übertragene Drehmoment dadurch erfaßt, daß die Magnetsignal-Aufzeichnungsköpfe 5 abgehoben und stattdessen ein Paar Magnetsignal-Dekodiergabeköpfe 21 angelegt werden, um die magnetischen Signale gemäß Fig. 4 zu Dekodieren.

Gemäß vorstehender Beschreibung ist die nichtmagnetische Film schicht 2, durch die der magnetische Fluß nicht hindurchgeht, zwischen dem Magnetfilm 1 und dem im wesentlichen aus magneti schem Material bestehenden Wellenteil 3 ausgebildet, so daß die auf dem Magnetfilm 1 aufgezeichneten magnetischen Signale eine ausreichende Signalstärke aufweisen. Somit besitzt auch das von dem Paar Magnetsignal-Dekodierköpfe 21 erfaßten Ausgangssignal eine ausreichende Signalstärke, wodurch sich das auf das Wel lenelement 3 übertragene Drehmoment exakt erfassen läßt. In Fig. 5 sind unter dem Bezugszeichen 22 Signalverarbeitungs einrichtungen angegeben, welche die von den Signaldekodierköp fen 21 gelieferten Signale verarbeiten, während das Bezugszei chen 23 eine Recheneinrichtung zur Berechnung der Phasenver schiebung Δt anhand der von jeder Signalverarbeitungseinrich tung 22 abgegebenen Signale bezeichnet, und mit dem Bezugszei chen 24 eine Recheneinrichtung zur Berechnung eines auf das Wellenteil 3 übertragenen Drehmoments anhand der vorgenannten Phasenverschiebung Δt ausgewiesen ist.

Des weiteren läßt sich der Drehwinkel des Wellenteils 3 dadurch messen, daß der Magnetsignal-Dekodierkopf 21 die Anzahl der Rechteckimpulse erfaßt, während die Drehgeschwindigkeit des Wellenteils 3 aus der während eines vorgegebenen Zeitraums er faßten Anzahl von Rechteckimpulsen gemessen werden kann. Im vorgenannten Fall können die Magnetsignale nur mittels eines einzigen Aufzeichnungskopfes 5 erfaßt werden, während das Ma gnetsignal durch einen einzigen Dekodierkopf gelesen werden kann.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Ver deutlichung der Erfindung und ihrer Wirkungsweise beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel - Herstellung der Probestücke #1 bis #3 -

Bei den Probestücken #1 bis #3 besteht jedes Wellenteil im we sentlichen aus Stahl der Güteklasse S45C gemäß japanischer Norm (unlegierte Stähle für den Maschinenbau; C: 0,42-0,48, Si: 0,15-0,35, Mn: 0,60-0,90, P: unter 0,030, S: unter 0,035, alle Angaben in Gew.-%) und weist jeweils einen Durchmesser von 300 mm auf. Jedes Wellenteil wird mit einer Umlaufgeschwindig keit von 150 UpM gedreht und gleichzeitig findet ein Plasma sprühvorgang statt, bei dem eine Plasmasprühpistole in axialer Richtung mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/min vorbeigeführt wird. Auf diese Weise wird auf der Oberfläche jedes Wellenteils ein Aluminiumfilm gebildet. Anschließend wird bei den Probe stücken #1 und #2 auf der Oberfläche des Aluminiumfilmes ein Co-Film im Plasmasprühvorgang aufgebracht, der bei den beiden Probestücken unterschiedlich dick ist. Beim Probestück #3 wird dagegen auf der Oberseite des Al-Films in einem Plasmasprühvor gang ein Permalloy-Film aufgetragen.

- Herstellung der Probestücke #4 bis #6 -

Die Wellenteile für diese Probestücke entsprechen der Ausbil dung für die vorstehend beschriebenen Probestücke.

Bei Probestück #4 wird in einem Plasmasprühverfahren eine Ni- Al-Legierung auf die Oberfläche des Wellenteils ein Legierungs film, der Nickel und Aluminium enthält, in einer Dicke von 30 µ aufgebracht, darauf wird - ebenfalls im Plasmasprühverfahren - ein Al-Film aufgesprüht, auf dem wiederum ein Co-Film aufgetra gen wird, auch durch Plasmasprühen. Zwischen der Oberfläche des Wellenteils und dem Co-Film wird zur Verbesserung der Adhäsi onskraft zwischen Wellenteil und Film bzw. zwischen den Film schichten eine Filmschicht in Form einer Ni-Al-Legierung einge bracht. Bei Probestück #5 wird auf der Oberfläche des Wellen teils in einem Plasmasprühvorgang der Co-Film direkt, ohne Aus bildung des Al-Films, aufgebracht. Bei Probestück #6 dagegen wird auf der Oberfläche des Wellenteils in einem Plasmasprüh vorgang ein Permalloy-Film aufgebracht. In der nachstehenden Tabelle 1 sind die jeweils erforderlichen Bedingungen für die Warmversprühung zusammengefaßt.

Leistung\|34 kW
Gasdruck	Ar: 100 psi, H₂: 50 psi
Gasdurchfluß	Ar: 100 scfh, H₂: 10 scfh

Auf dem Magnetfilm werden durch einen Funktionsgenerator magne tische Signale in Form von Rechteckimpulsen mit einer Frequenz von 10³ Hz aufgezeichnet, während sich die vorstehend beschrie benen Probestücke #1 bis #6 mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 600 UpM drehen. Anschließend werden die magnetischen Signale durch einen im wesentlichen aus Mangan, Zink und Ferrit beste henden VTR-Löschkopf (3,5 Ω) dekodiert und mittels eines Ver stärkers mit dem Faktor 50 verstärkt. Danach wird das Signal durch ein Tiefpaßfilter geführt, um die über einer vorgegebenen Höchstfrequenz liegenden Frequenzen - Bereich 50-100 kHz - herauszufiltern, und mit Faktor 5 verstärkt. Danach wird das so aufbereitete Ausgangssignal gemessen. In der nachstehenden Ta belle 2 sind die Ergebnisse im Überblick ausgewiesen.

Tabelle 2

Gemäß Tabelle 2 weisen die Probestücke #1 bis #4 des bevorzug ten Ausführungsbeispiels, bei denen zwischen dem Wellenteil und dem Magnetfilm die nichtmagnetische Filmschicht ausgebildet ist, im Vergleich zu den Probestücken #5 und #6, die diese Filmschicht nicht aufweisen, eine stärkere Ausgangsleistung auf.

Damit läßt sich erfindungsgemäß das starke magnetische Signal auf dem Magnetfilm aufzeichnen, während das aufbereitete Aus gangssignal entsprechend stark wird. Somit wird das auf das Wellenteil übertragene Drehmoment durch Aufzeichnen des magne tischen Signals in Form eines Rechteckimpulses bestimmter Fre quenz auf dem Magnetfilm und durch Erfassen der Phasenverschie bung zwischen den in vorgenannter Weise aufgezeichneten Recht eckimpulsen durch einen VTR-Löschkopf mit hoher Genauigkeit ge messen. Des weiteren läßt sich auch der Drehwinkel des Wellen teils durch Erfassen der Anzahl von Rechteckimpulsen exakt feststellen, während sich die Drehgeschwindigkeit des Wellen teils anhand der Anzahl der in einer vorgegebenen Zeit erfaßten Rechteckimpulse präzise erfassen läßt.

Zweites Ausführungsbeispiel

Gemäß Fig. 6 und 7 werden Probestücke #7 und #8 nach folgendem Verfahren hergestellt: auf der Oberfläche des Wellenteils 7, wie beim ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls mit 30 mm Durch messer, wird ein konkav vertiefter Abschnitt 6 mit einer Tiefe von 250 µ ausgebildet. Auf dem eingesenkten Abschnitt 6 auf der Oberfläche des Wellenteils 7 wird genauso wie beim ersten Aus führungsbeispiel durch Warmversprühen ein Al-Film 8 aufge bracht, auf dessen Oberfläche anschließend der Co-Film 9 warm versprüht wird. Die Dicke des Al-Films beträgt 100 µ und die des Co-Films 150 µ.

Fig. 6 zeigt, daß die Enden des Al-Films mit der Innenseite des eingesenkten Abschnitts in Verbindung steht, während die Oberseite des Al-Films mit dem Co-Film überzogen ist, so daß der Al-Film bei Probestück #7 nicht nach außen hin freiliegt. Gemäß Fig. 7 haben jedoch die Enden des Al-Films eine Verbindung nach außen, während bei Probe #8 die Breite des freiliegenden Teils 100 µ beträgt.

Die Probestücke #7 und #8 werden nun entsprechend der japani schen Norm JIS Z23 371 1000 Stunden lang mit Salzwasser be sprüht. Anschließend wird die Korrosion infolge elektrochemi scher Prozesse auf dem Al-Film ermittelt; die Ergebnisse sind in Fig. 8 wiedergegeben. Die vorgenannte Norm JIS Z2371 sieht einen Salzsprühversuch vor, bei dem natürliches Salz in Form einer Natriumchloridlösung (mit einer Salzkonzentration von 5% ±0,5%, pH-Wert 6,5-7,2) in einer Sprühnebelkammer versprüht wird, in der sich das Prüfstück jeweils befindet und deren Tem peratur auf 35°C±2°C gehalten wird.

Gemäß Fig. 8 beträgt die Korrosionstiefe bei Probestück #7 des bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels rund 0,6 mm, bei Probestück #8 dagegen rund 1,1 mm. Aus diesem Ergebnis läßt sich ablesen, daß bei dem Probestück #7 entsprechend dem bevor zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Vergleich zum Pro bestück #8 eine viel geringere Korrosion infolge elektrochemi scher Prozesse auftritt.

Drittes Ausführungsbeispiel

Auf der Oberfläche desselben Wellenteils wie beim ersten Aus führungsbeispiel wird unter den nachstehend in Tabelle 3 ange gebenen Bedingungen ein Al-Film mit einer Oberflächenrauhigkeit Ra von 5-10 µ in einer Dicke von 100 µ aufgebracht.

Leistung\|33,3 kW
Gasdruck	Ar: 100 psi, H₂: 50 psi
Gasdurchfluß	Ar: 100 scfh, H₂: 10 scfh

Es wird eine magnetische Flüssigkeit I aus 30 g Permalloy, 30 ml Polyvinylalkohol und 20 ml Isopropylalkohol hergestellt. Aus 30 g γ-Fe₂O₃, 30 ml Polyvinylalkohol und 20 ml Isopropylalkohol wird eine magnetische Flüssigkeit II hergestellt. Der Teilchen durchmesser bei Permalloy und -Fe₂O₃ beträgt jeweils weniger als 145 µ.

Die magnetischen Flüssigkeiten I und II werden unter Drehung des Wellenteils mit einer Geschwindigkeit von 50-300 UpM auf den darauf befindlichen Al-Film aufgebracht. Anschließend wird bei einer Temperatur von 80°C getrocknet. Danach liegt ein Sensor mit einem glatten Magnetfilm vor, dessen Oberflächenrau higkeit Ra 2-4 µ beträgt.

Die Beziehung zwischen der Dicke des Magnetfilms und der Dreh geschwindigkeit des Wellenteils ist in Fig. 9 dargestellt. Aus dieser graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß sich durch Veränderung der Drehzahl die gewünschte Schichtdicke erzielen läßt.

Aus 30 g Co, 30 ml Phenolharz und 20 ml Isopropylalkohol wird eine magnetische Flüssigkeit III hergestellt. Eine magnetische Flüssigkeit IV wird aus 30 g Ni, 30 ml Phenolharz und 20 ml Isopropylalkohol hergestellt. Der Teilchendurchmesser bei Co und Ni liegt unter 145 µ.

Unter Drehung des Wellenteils mit dem darauf gebildeten Al-Film bei einer Geschwindigkeit von 50-300 UpM werden die magneti schen Flüssigkeiten III und IV auf den Al-Film aufgebracht. An schließend wird bei einer Temperatur von 80°C getrocknet und bei einer Temperatur von 150°C an der Luft gebrannt. Anschlie ßend liegt ein Sensor mit glattem Magnetfilm vor.

Die Beziehung zwischen der Dicke des Magnetfilms und der Dreh geschwindigkeit des Wellenteils ist in Fig. 10 dargestellt. Aus dieser graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß sich durch Veränderung der Drehzahl die gewünschte Schichtdicke erzielen läßt.

Viertes Ausführungsbeispiel

Auf die Oberfläche eines aufgekohlten und gehärteten Wellen teils 11 (Werkstoff JIS SCM 420, Zusammensetzung: C: 0,17-0,23, Si: 0,15-0,35, Mn: 0,55-0,90, P: unter 0,030, S: un ter 0,030, Cr: 0,85-1,25, Mo: 0,15-0,35, alle Angaben in Gew.-%; Oberflächenhärte HRc 60, Aufkohlungstiefe 1,0 mm, Ober flächenrauhigkeit Ra etwas über 2,5) mit einem Durchmesser von 25 mm wird gemäß Fig. 11 ein Film 12 zur Bildung eines Sensors aufgebracht. Dies bedeutet, daß der Film 12 für einen Sensor aus einem Ti-Film 13 (nichtmagnetische Filmschicht) und einem Eisenoxidfilm 14 (Magnetfilm) aufgebaut ist.

Der Sensor 12 wird nach folgendem Verfahren hergestellt. Zu nächst wird durch Plasmaversprühen von Ti unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen der Ti-Film 13 dort aufgebracht, wo der Film für einen Sensor auf der Oberfläche des Wellenteils 11 ausgebildet wird. Die Dicke der Filmschicht beträgt 250 µ. Im anschließenden Strahlvorgang wird die Oberfläche des Ti-Films 13 unter den nachstehend erläuterten Bedingungen behandelt, um die Oberfläche auf einen Rauhigkeitswert von Ra 4,0 aufzurau hen.

- Abstrahlbedingungen -
Durchmesser der Strahldüse:\|5 mm
Abstrahlmaterial:	Aluminiumoxid #60
Druck:	3,0 kg/cm²
Strahlabstand:	150 mm
Abstrahldauer:	10 Sekunden

Anschließend wird auf der Oberfläche des Ti-Films 13 unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen in einem Plasmasprühver fahren ein Material auf Eisenoxidbasis (Gemisch aus Fe₃O₄ und FeO, Teilchendurchmesser zwischen 10 und 65 µ) aufgebracht, um einen Eisenoxidfilm 14 zu bilden. Eine Kohlenstoff-Diffusions schicht 13a, die aus der Aufkohlungsschicht des Wellenteils 11 ausdiffundiert, wird als Grundschicht des Ti-Films 13 gebildet.

Die Adhäsionskraft des Eisenoxids beträgt 1,5 kg/mm², während die Drehbiegefestigkeit 42 kg/mm beträgt.

Die Adhäsionskraft wird dadurch gemessen, daß zwei Zylinder in entgegengesetzte Richtung ziehen. Der Film zur Sensorherstel lung wird unter den vorgenannten Bedingungen auf einem Ende ei nes ersten Zylinders (40 mm Durchmesser) ausgebildet, und ein Ende eines zweiten Zylinders (Durchmesser 40 mm) wird zur Adhä sion am Film gebracht. Die Drehbiegefestigkeit wird mit Hilfe eines Prüfgerätes vom Typ Ono zur Messung der Dreh-Biegungs schwingungsfestigkeit gemessen. Die Belastung δ wird nach fol gender Gleichung ermittelt:

δ = 101,86 W/100 d³ (kg/mm²)

wobei:
W = die auf einen Prüfling einwirkende Belastung d = Durchmesser des Prüflings.

Die vorgenannte Drehbiegefestigkeit ist ein höchstzulässiger Wert, bei dem bei 10⁷ Prüfzyklen Rißbildung und Abblättern ein setzen.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Wie Fig. 13 zeigt, ist eine Düse 16a eines WIG-Schweißbrenners 16 auf ein Teil gerichtet, auf dem ein Magnetfilm auf der Ober fläche eines Wellenelementes 15 gebildet wird, wobei das Wel lenelement genauso wie das Wellenteil beim vierten Ausführungs beispiel gestaltet ist. Zwischen der Elektrode 16b des Brenners 16 und dem Wellenteil 15 wird eine Inertgasatmosphäre erzeugt. Ein Cu-Film (nichtmagnetische Filmschicht) wird auf der Ober fläche des Wellenteils 15 gebildet, indem ein Kupferdraht 17 in den Lichtbogen eingebracht wird. Die Oberfläche des Wellenteils 15 wird durch den Lichtbogen angeschmolzen, worauf sich zwi schen dem Wellenteil 15 und dem Kupferfilm eine legierte Schicht bildet, indem das Eisen, aus dem das Wellenteil 15 be steht, mit dem Kupfer der Filmschicht eine Legierung eingeht.

Die Dicke des Kupferfilmes einschließlich der legierten Schicht beträgt 3,0 mm.

Anschließend wird eine Schicht in der Dicke von 1,0 bis 1,5 mm von der Oberfläche des Kupferfilms abgetragen, um die Oberflä che zu glätten, worauf die Kupferschicht einer Oberflächenbe handlung durch Abstrahlen unterzogen wird, um eine Rauhigkeit von etwas mehr als Ra 7,0 zu erzielen.

- Abstrahlbedingungen -
Durchmesser der Strahldüse:\|5 mm
Abstrahlmaterial:	Aluminiumoxid #60
Druck:	3,0 kg/cm²
Strahlabstand:	100 mm
Abstrahldauer:	10 Sekunden

Anschließend wird auf der Oberfläche des Kupferfilms unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen in einem Plasmasprühver fahren ein Material auf Eisenoxidbasis zur Bildung eines Eisen oxidfilms aufgebracht.

Die Adhäsionskraft des Eisenoxidfilms beträgt 2,0 kg/mm², die Drehbiegefestigkeit beträgt 45 kg/mm.

Sechstes Ausführungsbeispiel

In einem Teil, in dem auf der Oberfläche des Wellenelementes ein Magnetfilm mit einem Plattierungsverfahren aufgebracht wer den soll, wird ein Kupferfilm mit einer Dicke von 250 µ ausge bildet, woraufhin durch Abstrahlen der Oberfläche unter den gleichen Bedingungen wie beim vierten Ausführungsbeispiel die Oberfläche des Kupferfilms auf einen Wert von etwa Ra 4,0 auf gerauht wird.

Auf der Oberfläche des Kupferfilms wird unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen in einem Plasmasprühverfahren ein Mate rial auf Eisenoxidbasis zur Bildung eines Eisenoxidfilms wie beim vierten Ausführungsbeispiel aufgebracht.

Die Adhäsionskraft des Eisenoxidfilms beträgt 1,7 kg/mm², die Drehbiegefestigkeit beträgt 42 kg/mm².

Siebtes Ausführungsbeispiel

Über eine Schichttiefe von 0,1 mm wird in einem Teil, in dem auf der Oberfläche des Wellenteils, das genau wie beim vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, durch Bestrahlung mit ei nem Laserstrahl getempert. Anschließend wird durch Abstrahlen der Oberfläche unter den gleichen Bedingungen wie beim vierten Ausführungsbeispiel die Oberfläche auf einen Wert von etwa Ra 4,0 aufgerauht.

Danach wird auf der Oberfläche des Wellenteils unter den in Ta belle 1 angegebenen Bedingungen in einem Plasmasprühverfahren eine Al-Legierung zur Bildung einer Al-Schicht (nichtmagneti sche Filmschicht) aufgebracht, woraufhin unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen in einem Plasmasprühverfahren dasselbe Material auf Eisenoxidbasis wie beim vierten Ausführungsbei spiel zur Bildung eines Eisenoxidfilms auf der Al-Schicht auf gebracht wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Adhäsionskraft der Al- Schicht auf dem Eisenoxidfilm gegenüber dem Wellenteil und die Drehbiegefestigkeit genauso hoch wie bei den Ausführungsbei spielen 4 bis 6.

Vergleichsbeispiel

In einem Plasmasprühverfahren wird dasselbe Material auf Eisen oxidbasis wie beim vierten Ausführungsbeispiel zur Bildung ei nes Eisenoxidfilms auf die Oberfläche eines aufgekohlten und gehärteten Prüflings aufgebracht, wobei die Oberflächenrauhig keit des geprüften Materials, das dem des vierten Ausführungs beispiels entspricht, einen Wert von Ra 1,0 besitzt. Die Adhä sionskraft und die Drehbiegefestigkeit des Eisenoxidfilms wer den gemessen, und die Ergebnisse sind zusammen mit dem Meßwer ten beim vierten bis sechsten Ausführungsbeispiel in Tabelle 4 wiedergegeben.

Tabelle 4

Aus der vorstehenden Tabelle 4 wird deutlich, daß die gezielte Herbeiführung der Oberflächenrauhigkeit zu einer Verbesserung der Adhäsionskraft und der Drehbiegefestigkeit beiträgt.

Wird bei dem Vergleichsbeispiel eine Oberflächenrauhigkeit herbeigeführt, die genauso groß wie bei den beschriebenen Aus führungsbeispielen ist, so ist die Adhäsionskraft des Eisen oxidfilms hoch. Allerdings muß wegen der hohen Oberflächenhärte eine hohe Energie zugeführt werden, um die gewünschte Oberflä chenrauhigkeit zu erzielen. Außerdem nimmt die Kerbdauerfestig keit ab, ebenso die Drehfestigkeit des Wellenelementes. Beim vierten bis siebten Ausführungsbeispiel dagegen ist die Ober fläche, die aus einem weichen und nichtmagnetischen Film be steht, bzw. die Oberfläche des getemperten Wellenteils aufge rauht und folglich sinkt die Kerbdauerfestigkeit nicht ab. So mit kann im Falle der vorstehend beschriebenen nichtmagneti schen Filmschicht die Oberflächenrauhigkeit sogar bis zu etwa Ra 18 betragen.

Achtes Ausführungsbeispiel

Entsprechend der Darstellung in Fig. 14 zeichnet sich dieses achte Ausführungsbeispiel dadurch aus, daß auf der Oberfläche eines Magnetfilms 27 eine Oberflächenschicht 28 ausgebildet wird. Dies bedeutet, daß bis zu einer Tiefe, die der Gesamtdic ke einer nichtmagnetischen Filmschicht 26, eines Magnetfilms 27 und der Oberflächenschicht entspricht, ein vertiefter Abschnitt 29 ausgebildet wird. Die nichtmagnetische Filmschicht 26 wird durch ein Warmsprühverfahren oder durch Plattierung im vertief ten Abschnitt 29 ausgebildet, und darauf dann der Magnetfilm 27 aufgebracht, auf der wiederum die Oberflächenschicht 28, die im wesentlichen aus magnetischem und weichem Material besteht, ausgebildet wird. Nur ein Ende des Magnetfilms 27 und der nichtmagnetischen Filmschicht 26 sind in Fig. 14 dargestellt, da deren anderes Ende identisch geformt ist.

Nachstehend wird ein Prüfverfahren beschrieben, das die Wirkung der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.

Zur Bildung eines Al-Films mit einer Dicke von 100 µ wird unter Drehung des Wellenteils (30 mm Durchmesser) mit einer Umlaufge schwindigkeit von 150 UpM und unter Führung der Sprühpistole in axialer Richtung mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/min auf die Oberfläche des Wellenteils Aluminium mit einem Teilchen durchmesser von 44 bis 105 µ in einem Plasmasprühverfahren auf gebracht. Die Bedingungen für den Warmsprühvorgang sind in Ta belle 5 aufgeführt. Durch Bilden eines Co-Films mit einer Dicke von 100 µ auf dem Al-Film in einem Plasmasprühvorgang wird ein Probestück #9 hergestellt. Die Bedingungen für diesen Warm sprühvorgang sind in Tabelle 6 wiedergegeben.

Leistung\|33,5 kW
Gasdruck	Ar: 100 psi, H₂: 50 psi
Gasdurchfluß	Ar: 100 scfh, H₂: 10 scfh

Leistung\|34 kW
Gasdruck	Ar: 100 psi, H₂: 50 psi
Gasdurchfluß	Ar: 80 scfh, H₂: 15 scfh

Ein Probestück #10 wird nach folgender Verfahrensweise herge stellt: In gleicher Weise wie bei Probestück #9 werden ein Al-Film und ein Co-Film und anschließend eine Oberflächenschicht mit einer Dicke von 30 µ auf der Oberfläche des Co-Films im Plasmasprüh verfahren ausgebildet, wobei die Oberflächenschicht aus Nickel zu 75 Gew.-% und Graphit zu 25 Gew.-% besteht. Die Bedingungen für das Warmsprühverfahren sind in Tabelle 7 wiedergegeben.

Leistung\|32,5 kW
Gasdruck	Ar: 100 psi, H₂: 50 psi
Gasdurchfluß	Ar: 80 scfh, H₂: 15 scfh

Unter den gleichen Bedingungen wie beim ersten Ausführungsbei spiel werden auch bei den Probestücken #9 und #10 magnetische Signale aufgezeichnet und dekodiert, worauf die Signale in ei nem Verstärker mit einem Faktor 50 verstärkt werden. Darüber hinaus werden die Ausgangssignale durch ein Tiefpaßfilter ge leitet, in welchem die Frequenzen über einem vorgegebenen Höchstwert von 50-100 kHz ausgefiltert werden. Nach Verstär kung mit einem Faktor 5 wird das Ausgangssignal gemessen. Bei der Dekodierung der magnetischen Signale wird der Dekodierkopf in einem Abstand von 50 µ gegenüber dem Co-Film positioniert.

Das aufbereitete Ausgangssignal bei Probestück #9, bei dem kei ne Oberflächenschicht ausgebildet wird, hat eine Leistung von 9 V. Das aufbereitete Ausgangssignal bei Probestück #10 dagegen, auf das die Oberflächenschicht aufgebracht wurde, beträgt 12 V. Dies belegt, daß die Ausbildung der Oberflächenschicht zu einer stärkeren Ausgangsleistung beiträgt.

Neuntes Ausführungsbeispiel

Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß in die Oberflächenschicht ein magnetisch hochpermeables Material eingemischt wird.

Entsprechend Fig. 15 ist das Wellenelement 31 genauso wie beim achten Ausführungsbeispiel ausgebildet, während drei Schichten, nämlich der Al-Film 32, ein Magnetfilm 33 und eine Oberflächen schicht 34, auf die Oberfläche des Wellenteils 31 aufgebracht sind.

Zur Ausbildung der Oberflächenschicht wird in ein Grundmateri al, das im wesentlichen aus magnetischem und aus weichem Mate rial (welches in einem Anteil von rund 20 bis 30 Gew.-% bezogen auf das Grundmaterial zugesetzt ist) in einem Anteil von 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Oberflächenschicht, ein magnetisch hochpermeables Material eingemischt und darin gut verteilt, wobei die magnetische Permeabilität höher als bei dem magnetischen Material ist. Die Oberflächenschicht 34 wird unter Drehung des Wellenteils 31 bei einer Temperatur von 200 bis 400°C aufgebracht, nachdem das Material der Oberflächenschicht durch ein Warmsprühverfahren auf die Oberfläche des Magnetfilms 33 aufgetragen wurde.

Nachstehend wird nun ein Prüfverfahren beschrieben, durch das sich die Wirkung der Erfindung verdeutlichen läßt.

Auf der Oberfläche des Wellenteils, das genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, wird ein Al-Film mit Dicke von 100 µ unter den gleichen Bedingungen wie beim achten Aus führungsbeispiel auf der Oberfläche des Wellenteils ausgebil det. In einem Plasmasprühvorgang wird Eisenoxidpulver bzw. Co- Pulver auf die Oberfläche des Al-Films zur Bildung eines jewei ligen Magnetfilms mit entsprechender Dicke wie bei den Probe stücken #11 bis #16 gemäß Tabelle 8 aufgebracht, wobei als Warmsprühbedingung für Ar-H₂ 35 kW gelten. Anschließend wird auf jedem Probestück die Oberflächenschicht mit einer Tiefe von 100 µ ausgebildet. Die Oberflächenschicht wird dadurch herge stellt, daß Permalloy (Ni-Fe-Legierung) bzw. Sendust, die beide magnetisch hochpermeable Stoffe sind und wobei Sendust eine Si- Al-Fe-Legierung darstellt, mit einem Grundmetall vermischt wird, das zu 75 Gew.-%, bezogen auf die Oberflächenschicht, aus Nickel und zu 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Grundme talls, aus Graphit bzw. Äthylentetrafluorid (PTFE) besteht, al so aus einem weichen Material (mit niedrigem Reibungskoeffizi ent).

Die Probestücke #17 und #18, deren Oberflächenschicht kein ma gnetisch hochpermeables Material enthält, und das Probestück #19, das 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Oberflächen schicht, Permalloy (ein magnetisch hochpermeables Material) enthält, werden als Vergleichsproben hergestellt.

Auf jedem Probestück werden rechteckförmige Signale von 15 V aufgezeichnet, wobei ein Funktionsgenerator mit der Oberflä chenschicht des mit 600 Upm umlaufenden Wellenteils in Berüh rung steht (zwischen der Oberflächenschicht und dem Funktions generator ist praktisch kein Zwischenraum belassen).

Anstelle eines Aufzeichnungskopfes zum Aufzeichnen magnetischer Signale wird ein Dekodierkopf zu deren Dekodierung so angeord net, daß zwischen dem Dekodierkopf und der Oberflächenschicht kein Zwischenraum frei bleibt. Der Dekodierkopf liest das ma gnetische Signal, das dann in einem Verstärker mit einem Faktor 50 verstärkt, zur Ausfilterung von Frequenzen oberhalb eines vorgegebenen Höchstwertes von 50 bis 100 kHz durch ein Tiefpaß filter geführt und nochmals mit einem Faktor 5 verstärkt wird. Das so aufbereitete Ausgangssignal wird gemessen.

Tabelle 8

Die in der vorstehenden Tabelle 8 verwendete Abkürzung "Gra" bezeichnet Graphit; alle anderen Kürzungen sind offensichtlich und werden ebenso in Tabelle 9 in gleicher Bedeutung verwendet.

Ausweislich der vorstehenden Tabelle 8 ist wegen des Zusatzes von Permalloy bzw. einer Si-Al-Fe-Legierung zu 10 Gew.-% bzw. 20 Gew.-%, bezogen auf das Grundmaterial, die magnetische Permeabi lität bei den Proben #11 bis #16 besser als bei den Proben #17 und #18, bei denen überhaupt kein magnetisch hochpermeabler Stoff zugesetzt wird, und auch besser als bei Probe #19, bei der einem Grundmaterial Permalloy in einem Anteil von 30 Gew.-%, bezogen auf den Grundstoff, beigemischt wird. Außerdem liegt bei den Proben #17, #18 und #19 die Ausgangsspannung des aufbe reiteten Ausgangssignals unter dem Sollwert (3 V). Bei den Pro ben #11 bis #16 ist jedoch die Sollbedingung erfüllt, d. h. liegt der Pegelwert des elektrischen Ausgangssignals über 3 V.

Aus den vorstehenden Ergebnissen leitet sich ein Bereich von 10 bis 20 Gew.-% als bevorzugter Anteil des zugesetzten magnetisch hochpermeablen Materials ab. Wird das magnetisch hochpermeable Material in einem Anteil von 20 Gew.-% zugesetzt, wird die ma gnetische Permeabilität deutlicher als bei Zusatz von nur 10 Gew.-% verbessert. Dementsprechend verbessert sich auch der Pe gelwert des aufbereiteten Ausgangssignals. Werden 30 Gew.-% zu gesetzt, so verändert sich dadurch weder die magnetische Per meabilität noch die Ausgangsleistung des aufbereiteten Signals. Bei Probe #19, bei der auf der Oberflächenschicht ein magne tisch hochpermeables Material in einem Anteil von 30 Gew.-% zu gesetzt wird, kommt es zu einem vorzeitigen Abrieb auf der Oberseite des Dekodierkopfes zum Dekodieren der magnetischen Signale.

Zum Vergleich wurde bei den Beispielen #11 und #13 Graphit und Äthylentetrafluoridharz (PTFE) in jeweils gleicher Menge bei gleicher Menge an Permalloy als magnetisch hoch permeablem Ma terial zugesetzt. Bei Probe #13, bei der Äthylentetrafluorid in der Oberflächenschicht zugesetzt wurde, ist die magnetische Permeabilität höher, während bei Probe #11, bei der der Ober flächenschicht Graphit zugesetzt wurde, allerdings die Spannung des aufbereiteten Ausgangssignals einen höheren Wert aufweist.

Für einen Vergleich zwischen Permalloy und einer Si-Al-Fe-Le gierung, beides magnetisch hochpermeable Stoffe, wird auf die Beispiele #11 (bzw. 12) und #15 (bzw. 16) verwiesen. Bei Probe #11 (#12), bei der Permalloy zugesetzt wurde, ist die magneti sche Permeabilität etwas höher, während bei Probe #15 (#16), bei der eine Si-Al-Fe-Legierung eingesetzt wurde, die Spannung des aufbereiteten Ausgangssignals etwas höher liegt. Die Unter schiede zwischen diesen Proben sind jedoch so gering, daß bei den Proben #11 und #15 von der gleichen Wirkung ausgegangen werden kann.

Zum Vergleich der Dicke des Magnetfilms wird auf die Proben #11 und #14 verwiesen. Die magnetische Permeabilität und die Span nung des aufbereiteten Ausgangssignals sind bei Probe #11 mit einer Dicke von 100 µm etwas höher als bei Probe #14, bei der die Dicke 150 µm beträgt. Die Abweichungen sind jedoch so ge ringfügig, daß zwischen den Magnetfilmdicken von 100 µ und 150 µm kein großer Unterschied gegeben ist.

Zehntes Ausführungsbeispiel

Das zehnte Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß die nichtmagnetische Filmschicht porös ist, wie Fig. 16 zeigt.

Entsprechend Fig. 16 bezeichnet das Bezugszeichen 35 dasselbe Wellenelement wie beim ersten Ausführungsbeispiel, auf dem eine nichtmagnetische Filmschicht 36 ausgebildet ist, die porös ist. Auf der Oberseite der nichtmagnetischen Filmschicht 36 wiederum ist der Magnetfilm 37 ausgebildet.

Nachstehend wird nun ein Prüfverfahren beschrieben, durch das sich die Wirkung dieses Ausführungsbeispiels verdeutlichen läßt.

Zunächst wird auf die Oberfläche des Wellenteils, das genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, wird zur Ausbildung nichtmagnetischer Filmschichten unterschiedlicher Schichtdicke und Porosität gemäß den in Tabelle 9 näher spezi fizierten Proben #21 bis #25 ein Al-Pulver in einem Plasma sprühverfahren aufgebracht. Anschließend wird, ebenfalls mit einem Plasmasprühvorgang, ein pulverisiertes magnetisches Mate rial (Eisenoxidpulver) auf die nichtmagnetische Filmschicht zur Bildung eines jeweiligen Magnetfilms mit entsprechender Dicke aufgebracht, die jeweils für die Proben #21 bis #25 in Tabelle 9 ausgewiesen ist (dabei gilt als Warmsprühbedingung für Ar-H₂ 35 kW).

Ausweislich der Tabelle 9 werden als Vergleichsproben die Pro bestücke #26, bei dem keine nichtmagnetische Filmschicht vor liegt, #27, bei dem die Porosität der nichtmagnetischen Film schicht unter 5% (1%) liegt, und #28 hergestellt, bei dem die Porosität über 10% (12%) beträgt.

Auf jedem Probestück werden mit einem Funktionsgenerator recht eckförmige Signale mit 15 V aufgezeichnet, wobei der Funktions generator mit dem Magnetfilm auf dem umlaufenden Wellenteil in Berührung steht. Anstelle des Aufzeichnungskopfes zum Aufzeich nen magnetischer Signale wird der Dekodierkopf 21 zu deren De kodierung so angeordnet, daß zwischen dem Dekodierkopf und der Oberflächenschicht kein Zwischenraum freibleibt. Der Dekodier kopf 21 liest das magnetische Signal, das dann in einem Ver stärker mit einem Faktor 50 verstärkt, zur Ausfilterung von Frequenzen oberhalb eines vorgegebenen Höchstwertes von 50 bis 100 kHz durch ein Tiefpaßfilter geführt und nochmals mit einem Faktor 5 verstärkt wird. Das so aufbereitete Ausgangssignal wird anschließend gemessen. Darüber hinaus wird mit Hilfe eine Impedanzmeß- und Auswertevorrichtung die magnetische Permeabi lität jedes Probestücks gemessen, neben der Messung der Adhäsi onskraft jedes Magnetfilms mit Hilfe derselben Prüfanordnung wie beim vierten Ausführungsbeispiel.

Tabelle 9

Bei den Proben #21 bis #25, bei denen die nichtmagnetische Filmschicht mit einer Porosität zwischen 5 und 10% zwischen dem Wellenelement und dem Magnetfilm eingelagert ist, sinkt die ma gnetische Permeabilität dieser Filmschicht ganz deutlich, wäh rend im Vergleich zu Probe #26, bei der keine nichtmagnetische Filmschicht aufgebracht ist, und Probe #27, bei der die Porosi tät der nichtmagnetischen Filmschicht 1% beträgt, die Spannung des vom Magnetfilm abgelesenen Ausgangssignals nach Aufberei tung besser ist. Im Vergleich zu Probe #27, bei der die nicht magnetische Filmschicht eine Porosität von 1% aufweist, liegt bei Probe #28 mit einer Porosität der nichtmagnetischen Film schicht von 12% die Adhäsionskraft erheblich niedriger. Bei den Proben #21 bis #25 dagegen, bei denen die Porosität einen Wert zwischen 5 und 10% aufweist, sinkt die Adhäsionskraft nur wenig ab. Mit anderen Worten wird bei einer Porosität von 5 bis 10% wie bei den Proben #21 bis #25 die Spannung des vom Magnetfilm abgenommenen Ausgangssignals nach Aufbereitung verbessert und liegt näher am Sollwert von 3 V, während auch die durch die Po rosität bedingte Adhäsionskraft stärker ist und in jedem Fall den Sollwert von 1 kg/mm² erreicht.

Bezogen auf die Dicke der nichtmagnetischen Filmschicht läßt sich feststellen, daß sich bei Probe #24, bei der die nichtma gnetische Filmschicht eine Dicke von 150 µm aufweist, im Ver gleich zu Probe 23, bei der die Dicke dieser Schicht 100 µm beträgt, die magnetische Permeabilität nur geringfügig verrin gert, während die Spannung des aufbereiteten Ausgangssignals des Magnetfilms nur etwas niedriger ist. Die Unterschiede sind jedoch so klein, daß bei den Proben #23 und #24 davon ausgegan gen werden kann, daß sie die gleiche Wirkung erzeugen. Im Zu sammenhang mit der Dicke des Magnetfilms läßt sich des weiteren feststellen, daß die Größe des auf den Magnetfilm einwirkenden magnetischen Moments bei Probe #25, bei der die Dicke des Ma gnetfilms 50 µm beträgt, deutlich geringer ist als bei Probe #23, bei welcher der Magnetfilm eine Dicke von 100 µm aufweist.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Porosität durch das Verhältnis Fläche/Gesamtfläche des nicht magnetischen Films _* 100 definiert. Sie kann jedoch ebenso gut wie folgt definiert werden.

Das Gesamtvolumen V der Poren der nichtmagnetischen Filmschicht wird aus der Differenz zwischen V₂ und V₁ ermittelt, wobei V₂ dem sichtbar größeren Volumen einer Flüssigkeit entspricht, in die eine Probe nach dem Einfließen von Harz in die Poren des nichtmagnetischen Filmmaterials und nach Aushärtung eingetaucht wird, während V₁ dem sichtbar größeren Volumen einer Probe beim Eintauchen in die Flüssigkeit entspricht. Das Gewicht W des nichtmagnetischen Filmmaterials wird aus der Gewichtsdifferenz der Probe vor und nach dem Warmsprühen ermittelt. Anschließend läßt sich die Porosität aus der folgenden Gleichung anhand des Gewichts W, des Gesamtvolumens V und des spezifischen Gewichts D des magnetischen Materials ermitteln:

Porosität = (V · D/W) · 100.

Wird die Porosität in der vorstehend definierten Form bestimmt, so ändern sich die für jede Probe angegebenen Porositätswerte wie folgt:

Probe #21: 8,4;
Probe #22: 17,0;
Probe #23: 23,7;
Probe #24: 23,7;
Probe #25: 23,7;
Probe #27: 0,75;
Probe #28: 31,2.

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele wurden nur zum Zwecke der näheren Erläuterung beschrieben und stellen keinerlei Ein schränkung der Erfindung dar; somit ist offensichtlich, daß verschiedene Veränderungen und Modifizierungen möglich sind, ohne über den Umfang der Erfindung hinauszugehen. Für den ein schlägigen Fachmann liegt es im übrigen auf der Hand, daß die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele jeweils für den Einsatz in unterschiedlichen Vorrichtungen miteinander kombi niert werden können.

Claims

1. Sensor mit einem Magnetfilm (1; 14; 27; 33) für magnetische Aufzeichnungen und mit einem im wesentlichen aus magneti schem Werkstoff bestehenden Metallträger (3; 7; 11; 15; 31), wobei der Sensor (4) eine zwischen dem Metallträger (3; 7; 11; 15; 31) und dem Magnetfilm (1; 14; 27; 33) ange ordnete Filmschicht aus nichtmagnetischem Material (2; 8; 13; 17; 26; 32) aufweist.

2. Sensor nach Anspruch 1, bei welchem die nichtmagnetische (2; 13; 17; 26; 32) Filmschicht auch an ihren Enden nicht zur Außenseite hin freiliegt.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welchem der Me tallträger ein Wellenelement (3; 7; 11; 15; 31) ist und der Magnetfilm (1; 14; 27; 33) auf einer Oberfläche der nicht magnetischen Filmschicht (2; 8; 13; 17; 26; 32), die sich auf einer Oberfläche des Wellenelementes (3; 7; 11; 15; 31) befindet, durch Auftragen einer im wesentlichen aus magne tischem Material, Bindemittel und Lösungsmittel bestehenden Flüssigkeit auf die nichtmagnetische Filmschicht (2; 8; 13; 17; 26; 32) unter Drehung des Wellenelementes (3; 7; 11; 15; 31) ausgebildet ist.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die nichtmagnetische Filmschicht (13) ein Metall mit Ti als Grundmetall ist.

5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem der Metallträger eine verdichtete Oberflächenschicht aufweist, deren nichtmagnetischer Werkstoff, aus dem die nichtmagne tische Filmschicht aufgebaut ist, eine höhere Dichte be sitzt.

6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem eine im wesentlichen aus magnetischem Material und weichem Werk stoff bestehende Oberflächenschicht (28), die weicher als die Oberfläche des Aufzeichnungs- oder Aufbereitungskop fes (5; 21) zur Aufzeichnung oder Aufbereitung magnetischer Signale ist, auf einer Oberfläche des Magnetfilms (27) aus gebildet ist.

7. Sensor nach Anspruch 6, bei welchem das weiche Material zu 20 bis 30 Gew.-% in der Oberflächenschicht (28) enthalten ist.

8. Sensor nach Anspruch 6, bei welchem das weiche Material Graphit ist.

9. Sensor nach Anspruch 9, bei welchem die Oberflächenschicht (34) ein Material hoher magnetischer Permeabilität enthält, das eine höhere magnetische Permeabilität als das magneti sche Material der Oberflächenschicht (34) besitzt.

10. Sensor nach Anspruch 9, bei welchem das magnetisch hoch permeable Material zu 10 bis 20 Gew.-% in der Oberflächen schicht (34) enthalten ist.

11. Sensor nach Anspruch 9, bei welchem das Material hoher ma gnetischer Permeabilität ein Permalloy ist.

12. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem die nichtmagnetische Filmschicht (32) porös ausgebildet ist.

13. Sensor nach Anspruch 12, bei welchem die Porosität der nichtmagnetischen Filmschicht 5 bis 10% beträgt.

14. Verfahren zur Herstellung eines Sensor, bei welchem

- mit nichtmagnetischem Material eine nichtmagnetische Filmschicht auf einer Oberfläche eines im wesentlichen aus magnetischem Material bestehenden Metallträgers aus gebildet wird; und
- auf einer Oberfläche der nichtmagnetischen Filmschicht mit dem magnetischem Werkstoff ein Magnetfilm für magne tische Aufzeichnungen ausgebildet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem der Magnetfilm durch Plasmaspritzen von magnetischem Material auf die Oberfläche der nichtmagnetischen Filmschicht gebildet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem

- vor dem Ausbilden der nichtmagnetischen Filmschicht die zuäußerst liegende Fläche des Metallträgers getempert wird, und
- eine Oberflächenbehandlung des Metallträgers zum Aufrau hen seiner Oberfläche erfolgt,

wobei der Metallträger mit gehärteter Oberflächenschicht, die im wesentlichen aus einem Metall mit Eisen als Grundme tall besteht, und wobei die Ausbildung der nichtmagneti schen Filmschicht durch Plasmaspritzen des nichtmagneti schen Materials auf eine Oberfläche des Metallträgers er folgt.

17. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die Oberflächenbe handlung zum Aufrauhen der nichtmagnetischen Filmschicht vor der Ausbildung des Magnetfilms erfolgt, wobei der Me tallträger im wesentlichen aus Eisen als Grundmetall be steht und die Ausbildung der nichtmagnetischen Filmschicht dadurch erfolgt, daß sie mit einer geringeren Oberflächen härte als der Metallträger ausgebildet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei welchem die nichtmagneti sche Filmschicht dadurch ausgebildet wird, daß auf den Me tallträger eine hohe Energie aufgebracht wird, um eine Oberfläche desselben anzuschmelzen, nachdem die nichtmagne tische Filmschicht auf dem Metallträger fixiert wurde oder während das nichtmagnetische Material auf die Oberfläche des Metallträgers aufgebracht wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, bei welchem auf dem Metallträ ger eine Schicht auf seiner Oberfläche aufgekohlt wird, und bei welchem die nichtmagnetische Filmschicht durch Warmauf sprühen von Metall mit Ti als Grundmetall als nichtmagneti schem Material auf eine Oberfläche des Metallträgers aufge bracht wird.