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Aufzeichnungs- bzw.. Abtastmagnet mit Spalt für Magnetogramme in Längsmagnetisierung
Bei der magnetischen Aufzeichnung elektrischer Vorgänge und ihrer Wiederabnahme
muß erreicht wenden, daß bei .den Sprech-und Hörköpfen vom Pole weg das magnetische
Potential langsam und stetig abnimmt. Zu diesem Zwecke ist bereits eine Formgebung
bekannt, die mittels des Streuflusses diese langsame und stetige Änderung des Potentials
erreicht. Der Streufluß ist jedoch in der erforderlichen Genauigkeit nicht erfaßbar,
so .daß eine lineare Abnahme des magnetischen Potentials wohlermöglicht, aber nicht
mit Sicherheit bewirkt wird.
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Demgegenüber bildet den Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ein
Aufzeichnungs-bzw. Abtastmagnet, mit dem eine lineare Abnahme des magnetischen Potentials
von den Polen weg erreicht wird und der daher die sonst unvermeidlichen Verzerrungen
nicht aufweist.
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Der Aufzeichnungs- bzw. Abtastmagnet mit Spalt für Magnetogramme in
Längsmagnetisierung erhält zu diesem Zweck erfindüngsgemäß je einen magnetisch leitenden
Ansatz an dien beiden Polen, der sich über eine im Verhältnis zur Spaltweite sehr
lange Strecke parallel zu und in gleichmäßigem Abstand von dem Magnetogrammträger
erstreckt.
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Einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in
den Zeichnungen. in den Abib.3 bis 6 dargestellt.
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An Hand der Abbildungen soll im folgenden das Wesen der Erfindung
näher erläutert werden. Zweckmäßig betrachtet man zuerst einen bekannten Sprechkopf
nach Abb. i ixt
seiner Wirkungsweise. i bezeichnet die Spule des
Sprechkopfes mit dem Kern 2, an dem das Stahlband 3 vorbeigefflirt wird. Der Verlauf
des dem Stahlband 3 aufgedrückten magnetischen Potentials ist aus A.bb. i a ersichtlich,
und in Abb. 11) ist die sich in bekannter Weise ergebende magnetische Feldstärke
H dargestellt.
| Wird nun das Stahlband 3, das vorher |
| bekannter Weise in einer nicht Bargestell |
| Löscheinrichtung entmagnetisiert worden i |
in Richtung des Pfeiles bewegt, so durchläuft' eine bestimmte Stelle des Stahlbandes
die ganze Einflußzone des Sprechkopfes 1, :2 von 0-F. Während dieser Zeit wird sie
entsprechend den jeweils wirkenden Feldstärken S5 magnetisiert, wie in Abb. 2 an
Hand,der Hysteresisschleife veranschaulicht: Vom =magnetischen Zustand 0 aus steigt
die magnetische Induktion 2 der betreffenden Stelle des Stahlbandes 3 zunächst entsprechend
der jungfräulichen Kurve von O nach A und geht wieder nach B zurück, wobei die Strecke
0-B der remanenten Induktion der ersten Magnetisierung mit der Feldstärke -5j1 entspricht.
Während die Feldstärke auf den Wert -f- 55., anwächst und wieder auf Null zurückgeht,
folgt die Induktion 2 im Stahlband der Magnetisierungskurve von B nach C und geht
auf der Hysteresisschleife nach D zurück; die Strecke 0-D stellt den remanenten
Magnetismus der Magnetisierung mit der Feldstärke + S5. dar. Von D nach F wirkt
nochmals eine Feldstärke von der Größe --51, d. h. die Induktion 2 des Stahlbandes
3 geht zurück, und zwar über E nach F. Die Strecke 0-F stellt damit endgültig die
remanente Induktion auf dem Stahlbande 3 dar, die mit dem Sprechkopf 1, 2 nach Abb.
i erreicht wird.
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Es ist klar, daß die Senkung der remanenten Induktion von Betrage
D-0 auf den Betrag 0-F nur einen unerwünschten Verlust bedeutet. Es wird
daher bereits heute danach gestrebt, die entmagnetisierende Feldstärke
-.51 klein zu halten. Aus diesem Grunde darf auch mit der Feldstärke -E-
S5.., nicht zu weit ins Gebiet der Sättigung gegangen werden, denn bei den heutigen
Sprechköpfen wächst mit 55z auch der Absolutbetrag der Gegenfeldstärke
-.51 verhältnismäßig stark.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ihre Wirkungsweise sind demgegenüber
in den Abb. 3 und d. dargestellt. Derjenige Teil des Eisenkerns -2 des Sprechkopfes,
an welchem das Stahlband 3 vorbeigeführt wird, weist eine große Länge auf (0-B und
D-F) im Verhältnis zur Dicke d des Stahlbandes 3, während man diesen Teil bisher
immer möglichst klein gehalten hat. Im weiteren Verlaufe der Beschreibung wird gezeigt
werden, wie dieser verlängerte Sprechkopf ausgebildet werden muß, damit das magnetische
Potential längs desselben den in Abb. 3 a gezeichneten Verlauf annimmt; zuerst soll
aber die Wirkungsweise dieses erfindungsgemäßen Sprechkopfes behandelt werden.
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Die Intensität der magnetischen Feld-
| ##Z, Kri keA, ändert sich längs des Sprechkopfes |
| O-F nach Abb. 3b. Zufolge des lang- |
| ii und gleichmäßigen Potentialanstieges |
| 0 bzw. F bis 211 den Polen B bzw.
D |
| eiben die Werte der Feldstärke -5j, jetzt |
klein (und bei gleichmäßigem Anstieg konstant). Dagegen bleibt die hohe Feldstärke
-E-
52 bei C erhalten.
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Betrachtet maii die Stahlbandmagnetisierung finit einer nach Abb.
3 b sich ändernden magnetischen Feldstärke, so ergeben sich die in Abb. d. dargestellten
Verhältnisse. Vom Punkte 0 ausgehend, ändert sich die magnetische Induktion einer
Stelle des Stahlbandes zunächst von O-.1 entsprechend der jungfräulichen Kurve,
geht dann auf den remanenten Betrag von OB'zurück, folgt dem Kurvenstück BC, geht
auf die remanente Induktion 0D zurück, folgt unter dem Einfluß der entmagnetisierenden
Feldstärke -.5l (zwischen D und F in Abb. 31» der Hysteresisschleife bis
zum Punkte E und geht schließlich beim Verlassen der Einflußzone des Sprechkopfes
auf den remanenten Magnetisierungszustand OF zurück. Bei einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist also die als Verlust zu wertende Entmagnetisierung um den Betrag
DF durch die Feldstärke -5,j1 bei weitem nicht so groß wie bei einem bisherigen
Sprechkopf (v g1. Abb. 2).
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Ein weiterer sehr großer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
bei der :@lagnetisierung des Stahlbandes mit der wirksamen magnetischen Feldstärke
+ j52 bis weit in das Gebiet der Sättigung gegangen werden darf. Weil das Verhältnis
der Absolutwerte von -551 und -1- 552 erfindungsgemäß sehr klein ist, bleibt die
entmagnetisierende Feldstärke ---51 selbst bei verhältnismäßig sehr hohen Feldstärken
-i- S52 klein und die dadurch hervorgerufene Entmagnetisierung unbedeutend. Das
Arbeiten im Gebiet starker Sättigung hat den großen Vorteil des Ausgleichens verschiedener
störender Einflüsse, z. B. von Schwankungen des Abstandes zwischen Sprechkopf und
Stahlband, die bei bewegten Stahlbändern unvermeidlich sind.
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Die Grundlage der beschriebenen Wirkungsweise der Erfindung besteht
also darin, daß sich das magnetische Potential längs derjenigen Teile der Vorrichtung,
an welchen das Stahlband vorbeigeführt wird, gleichmäßig und langsam ändert. Diese
Eigenschaft ist auf verschiedene Arten erzielbar, zur
Hauptsache
durch die konstruktive Ausbildung-der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Eine beispielsweise Ausführungsform ist in Abb. 5 schematisch dargestellt.
Hierbei sind die beiden in der Bewegungsrichtung des Stahlbandes gelegenen äußersten
Enden des dem Stahlbande benachbarten Eisenteils 0 und F des Sprechkopfes in an
sich bekannter Weise durch einen magnetisch sehr gut leitenden Bügel q, miteinander
verbunden. Ist nämlich die magnetische Leitfähigkeit des Bügels d.' groß gegenüber
der Leitfähigkeit der Teile 0-B und D-F, so kann er als magnetischer Kurzschluß
bezeichnet werden; d. h., daß die Punkte 0 und F gleiches magnetisches Potential
besitzen, und zwar das Potential Null (Mitte zwischen den Polen). Weil bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach Abb. 5 ein geschlossener Eisenweg vorliegt, dessen magnetische
Leitfähigkeit überall groß gegenüber den magnetischen Leitfähigkeiten der Umgebung
(einschließlich des Stahlbandes 3) ist, so kann man längs der Teile 0-B und D-F,
längs denen die magnetische Leitfähigkeit geeignet gewählt wird, einen praktisch
linearen Potentialverlauf erreichen. Auch ohne den Bügel. kann ein angenähert gleichmäßiger
Potentialverlauf erreicht werden, wenn man die magnetische Leitfähigkeit der Teile
0-B und D-F stetig kleiner werden läßt, beispielsiveise durch eine allmähliche O_uerschnittsveränderüng
der betreffenden Teile von . B nach 0 bzw.von D nach F.
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Wird eine-erfindungsgemäße Vorrichtung als Hörkopf verwendet, so ergeben
sich ähnliche Vorteile gegenüber den bekannten Hörköpfen wie beim Betrieb als Sprechkopf.
Gelangt z. B. eine magnetische Sprungstelle des Stahlhandes 3, d. h. eine -Stelle,
an welcher sich der Magnetisierungszustand des Stahlbandes sprunghaft ändert, in
die Nähe eines bisherigen Hörkopfes, so erzeugt das um die Sprungstelle herum befindliche
magnetische Feld im Eisenteil des Hörkopfes einen magnetischen Kraftfluß, der ungefähr
entsprechend der in Abb. i a gezeigten Kurve bis zu einem bestimmten Höchstwert
ansteigt, - welcher durch die ganze Hörkopfanordnung gegeben ist, dann plötzlich
seine Richtung ändert, nämlich dann, wenn die Sprungstelle unter dem Hörkopf durchläuft,
und wieder auf. Null abklingt (im allgemeinen besteht ein Hörkopf bisheriger Bauart
nur aus der oberen Hälfte des in Abb. i gezeichneten Sprechkopfes). Die durch einen
derartigen Kraftfluß im Eisenteil des Hörkopfes in der elektrischen Wicklung des
Hörkopfes induzierte elektrische Spannung hat ungefähr einen Verlauf nach Abb. i
b, d. h. sie besteht eigentlich aus drei Spannungsstößen.
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Gelangt demgegenüber eine magnetische Sprungstelle des Stahlbandes
3 unter einen Hörkopf nach Abb. 5, so wird in der Spule i des Hörkopfes eine Spannung-
induziert, die ungefähr den in Abb. 3 b dargestellten Verlauf zeigt, d. h. praktisch
entspricht einer magnetischen Sprungstelle des Stahlbandes eindeutig ein einziger
elektrischer Spannungsstoß. Erreicht wird dies dadurch, daß die magnetische Leitfähigkeit
des Bügels. (Abb.5) sehr groß ist gegenüber der magnetischen Leitfähigkeit derTeile
0-B und D-F, wodurch die Stelle F des Hörkopfes immer auf demselben magnetischen
Potential gehalten wird wie die Stelle 0; dadurch kann im Moment, in welchem eine
magnetische Sprungstelle des Stahlbandes z. B. unter die Stelle 0 des Hörkopfes
gelangt, im Teil B-(C)-D des Hörkopfes, der j a die Spule i trägt, von der Sprungstelle
des Stahlbandes herrührend lein magnetischer Kraftfluß von Bedeutung entstehen,
d. h. in der Spule i auch keine elektrische Spannung. Erst wenn sich die magnetische
Sprungstelle des Stahlbandes 3 von 0 gegen B bewegt, wird der im Teil
B- (C) -D induzierte Kraftfluß allmählich größer, nämlich in dem Maße, wie
der magnetische Widerstand des Bügels d. mit dem vorgeschalteten Teil von 0 bis
zur magnetischen Sprungstelle des Stahlbandes größer wird im Verhältnis zum magnetischen
Widerstand desjenigen Teiles des Hörkopfes von der magnetischen Sprungstelle des
Stahlbandes bis B. Der Kraftfluß im Eisen des Hörkopfes wächst demnach beim Vorbeiführen
einer magnetischen Sprungstelle des Stahlbandes 3 von 0 nach F gleichmäßig und langsam
bis zu einem Höchstwert, der durch den Magnetisierungszustand des Stahlbandes und
die gegenseitige Anordnung von Hörkopf und Stahlband ge- i geben ist, ändert dann
seine Richtung und geht von seinem Minimalwert wieder auf den Ausgangswert, der
beispielsweise Null sein kann, zurück. Unter diesen Umständen wird natürlich in
der Spule i des Hörkopfes nur ein einziger und eindeutig die magnetische Sprungstelle
des Stahlbandes kennzeichnender Spannungsstoß induziert (Abb. 3b).
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Eine weitere besondere Ausführungsform der Teile 0-B und D-F
zur Erzielung des angenähert lmeamen Potentialverlaufs bzw. der gleichmäßigen Zunahme
des Kraftflusses ist in Abb.6 dargestellt. Darin bedeuten 5 und 6 je einen Spalt
in den Teilen 0-B und D-F, der mit einem Material von sehr hohem magnetischen Widerstand,
z. B. einem Messingdraht, ausgefüllt sein kann.
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ZurAbschirmung störender äußerer rnagnetischerStreufelderkann die
erfindungsgemäße Vorrichtung in an sich bereits bekannter Weise mit einer magnetischen
Abschirmung versehen werden.