DE1146540B - Mehrspur-Magnetkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetkopfanordnung aus Einzelköpfen zum gleichzeitigen Abtasten mehrerer schmaler, unter sich paralleler Spuren, insbesondere für Impulsaufzeichnung.

Für magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe, insbesondere von Impulsen, ist es oft erwünscht, mehrere parallele Spuren gleichzeitig zum Schreiben oder Lesen abtasten zu können. Beispiele für solche Anwendungsgebiete sind das Magnetband oder Anordnungen zum Identifizieren von Schriftzeichen, welche mit einer magnetisierbare Teile enthaltenden Druckfarbe gedruckt wurden. In jedem Falle ist es erwünscht, die Spuren möglichst dicht, d. h. mit Bruchteilen eines Millimeters Zwischenraum nebeneinanderzulegen. Gleichzeitig muß jedoch der Gefahr des Ubersprechens begegnet werden, welche mit der Annäherung der Magnetköpfe für die einzelnen Spuren aneinander stark wächst.

Es ist bekannt, die magnetischen Felder von mehreren dicht nebeneinander angeordneten Magnetköpfen zu entkoppeln. Die Entkopplung erfolgt durch Zwischenlagen, die zwischen den Kernen der einzelnen Magnetköpfe angeordnet sind. Diese Zwischenlagen bestehen aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität, so daß die magnetischen Streuflüsse der Magnetkopfkerne kurzgeschlossen werden.

Eine solche Einrichtung hat den Nachteil, daß durch die Einlage der Zwischenlagen die Aufzeichnungsspuren der einzelnen Magnetköpfe zu weit voneinander entfernt sind.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung soll die Entkopplung der einzelnen Magnetkopfkerne lediglich dadurch erfolgen, daß die Kerne in der Parallellage unsymmetrisch nebeneinander angeordnet sind, d. h. daß die Kerne gegeneinander versetzt werden, wobei nur die Luftspalte in einer Linie ausgerichtet sind.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Entkopplung auf Grund der verbleibenden gemeinsamen Streufeldwege der Kerne nicht ausreichend ist.

Die Nachteile der bekannten Einrichtungen werden vermieden, indem erfindungsgemäß gleichwertige Mittelachsen benachbarter Magnetkopfkerne einen Winkel, insbesondere einen rechten Winkel, einschließen.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Streufelder der Mehrzahl der benachbarten Teile verschiedener Kerne aufeinander senkrecht stehen, wodurch eine wirksame Entkopplung erzielt wird.

Das Ausführungsbeispiel der Beschreibung wird durch Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist ein Aufriß der fertigen Mehrspur-Magnetkopfanordnung;

Mehrspur-Magnetkopf

Anmelder:

International Business Machines Corporation, New York, N, Y. (V, St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen (Württ), Sindelfinger Str. 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. September 1958 (Nr. 761 235)

Otto Kornei, Ossining, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Kopfanordnung; Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig. 4 zeigt die zusammengebauten Einzelteile vor der Einbettung und Bearbeitung;

Fig. 5 zeigt die Einzelteile in auseinandergezogener Darstellung;

Fig. 6 zeigt die gegenseitige Lage der Magnetkerne. Aus den Fig. 1 und 2, die den fertigen Mehrspur-Magnetkopf zeigen, ist zu ersehen, daß die Druckplatten 10 a und 10 b, die z. B. aus Messing oder einem anderen nichtmagnetischen Material bestehen, mittels der Schrauben U, 12 und 13 die flachen Einzelteile der Magnetkopfanordnung zusammenpressen. Durch sorgfältige Auswahl der Dicke der Ausgangswerkstoffe, aus denen die Einzelteile ausgepreßt sind, wird der Spurabstand festgelegt. Die Einbettung der Gesamtanordnung in einen Isolierstoff, welcher alle Hohlräume ausfüllt, legt auch die Spulenden fest, welche beispielsweise zu Steckverbindungen geführt sind, die aber als nicht zur Erfindung gehörend nicht dargestellt wurden. In Fig. 1 sind die einzelnen Luftspalte grob durch einen schmalen Schlitz 25 dargestellt, der nach der mechanischen Bearbeitung und Einbettung quer durch die ganze Magnetkopfanordnung eingearbeitet wurde und welcher nicht nur den magnetischen Kreis jedes Magnetkopfes vollständig an einer Stelle auftrennt, sondern auch in die Druckplatten 10 a und 10 δ sowie in die Schraube 12 und in alle zwischen den

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Druckplatten 10 α, 10 b liegenden Einzelteile einschneidet.

Ein Einzelkopf besteht im wesentlichen aus dem Magnetkern mit der Wicklung, aus einem nichtmagnetisierbaren Schirmblech und aus einem magnetisierbaren Schirmblech in dieser Reihenfolge. Alle diese Teile sind mit Isolierlack überzogen, um den Übergang von Wirbelströmen zwischen den einzelnen Teilen zu verhindern. Beim benachbarten Einzelmagnetkopf, der aus denselben Teilen besteht, ist der Magnetkern um 90° gedreht, um die magnetische Kopplung auf ein Minimum zu bringen. Die Wirkung der Schirmbleche unterstützt noch diese Entkopplung. Auf diese Weise läßt sich ein sehr geringer Spurabstand erzielen; etwa 40 Magnetköpfe pro Zentimeter sind möglich.

Die zum Aufbau der Magnetkopfanordnung benutzten Einzelteile sind aus der Fig. 5 zu ersehen. Entsprechende Einzelteile aller Einzelmagnetköpfe sind gleich und symmetrisch, so daß sich eine Ersparnis an Werkzeugen ergibt. Insbesondere die Magnetkerne 15,16 und 17, die aus einem geeigneten Material hoher Permeabilität bestehen, sind einander genau gleich und mit demselben Werkzeug hergestellt. Sie bestehen vorzugsweise je aus mehreren Lamellen. Die Magnetkerne 15 und 17 haben die gleiche im wesentlichen lotrechte Lage, während der dazwischenliegende Magnetkern horizontal, d. h. um 90° gegenüber den beiden anderen Kernen gedreht angeordnet ist. Weitere Magnetkerne des Magnetkopfes sind in gleicher Weise abwechselnd angeordnet. Messungen ergaben, daß wegen dieser Drehung um 90° das Übersprechen zwischen den Magnetkernen 15 und 16 kleiner ist als das Übersprechen zwischen den Magnetkernen 15 und 17, obwohl auch letzterer Betrag weit unter dem erträglichen Maximum liegt. Mit dem Bezugszeichen 15 a, 16 a und 17 a sind die Wicklungen der Magnetkerne 15, 16, 17 bezeichnet. Zwischen den Magnetkernen 15 und 16 liegen drei Schirmbleche 18, 19 und 20. Das erste Schirmblech 18 aus Messing oder einem anderen nichtmagnetischen Material hat die Form eines rechtwinkligen gleichschenkligen Dreiecks mit abgeschnittenen Ecken. Die Löcher 18 α, 18 b, 18 c und 18 a" dieses Schirmbleches dienen zur Aufnahme von Paßstiften zur Ausrichtung der Teile während des Preß- oder Zusammenbauvorganges. Das größere Loch 18 e läßt die Schraube 12 ohne Berührung durch das Schirmblech hindurchgehen. In die offene Aussparung 18/ ragt die Wicklung 15 a des Magnetkernes 15 hinein, deren Drähte an dieser Stelle nach außen geführt werden können. Schließlich dient die ovale Öffnung

18 g zur Aufnahme einer in der im nächsten Schirmblech angebrachten Vertiefung. Dieses nächste Schirmblech 19 hat etwa dieselbe Form wie das Schirmblech 18, besteht aber aus einem magnetischen Material hoher Permeabilität. Seine Löcher 19 a, 19 b,

19 c, 19 d und 19 e haben dieselbe relative Lage und denselben Zweck wie die entsprechenden Löcher des Schirmbleches 18. Um noch mehr Raum für die Wicklung 15 a zu gewinnen, die auch noch in die Ebene des Schirmbleches 19 hineinragt, enthält dieses Schirmblech eine Vertiefung 19/, die in Fig. 5 nach rechts aus der Ebene des Schirmbleches 19 herausragt. Eine gleichartige, aber nach links gerichtete Vertiefung 19 g, die in die Öffnung 18 g hineinragt, schafft Raum für die Wicklung 16a des Magnetkernes 16. Das benachbarte Schirmblech 20 aus Messing ist identisch mit dem Schirmblech 18, hängt jedoch mit seiner Aussparung 20 α nach vorn. Da die Indizes der Löcher im Schinnblech 20 ebenso gewählt wurden für diejenigen des Schirmbleches 18, läßt sich daraus die 90°-Drehung dieses Schirmbleches 20 gegenüber dem Schirmblech 18 ablesen. Mit dem Magnetkern 16 beginnen die Teile des nächsten Einzelkopfes. Es gehören dazu noch die Schirmbleche 21, 22 und 23. Das Schirmblech 21 hat

ίο dieselbe relative Lage wie das Schirmblech 20, und das Schirmblech 23 hat dieselbe Lage wie das Schirmblech 18; alle Schirmbleche 18, 20, 21 und 23 sind identische Teile aus nichtmagnetisierbarem Material. Das Schirmblech 22 ist wegen der Vertiefungen 22/ und 22g ein Spiegelbild des Schirmbleches 19. Diese beiden Bleche sind deshalb nicht vertauschbar. In der Fig. 4 ist ein Teil der Bauelemente in ihrer gegenseitigen Lage nach dem Zusammenbau und vor der Einbettung und Bearbeitung dargestellt. Das oberste Bauteil ist der Magnetkern 16 mit der Wicklung 16a. Darunter folgen nacheinander die Schirmbleche 24, 23, 22 und der Magnetkern 17, dann drei weitere Schirmbleche und schließlich die Druckplatte 10 ib. Je nach der gewünschten Spurzahl der Kopfanordnung folgen weitere Magnetkerne und Schirmbleche. Ein Paßstift 24 b erstreckt sich durch alle mit dem Index b bezeichneten Löcher der Bauelemente. Die Lage der Bauelemente wird weiter noch durch den Paßstift 24 c bewirkt, der sich durch alle mit dem Index b bezeichneten Löcher des Schirmbleches erstreckt und mit dem sich die Kernbleche abstützen. Der Paßstift 24, der im fertigen Kopf verbleibt, besteht aus Isoliermaterial. Die Drähte der Wicklung 16 a liegen in der Aussparung 21/. Nach dem Aufsetzen der Druckplatte 10 a wird die Anordnung schließlich durch die Schrauben 11, 12 und 13 verbunden. Die Schrauben 11 und 12 sind gegen die Druckplatte 10 a isoliert, um zu verhindern, daß ein Stromkreis von den Druckplatten 10a und Wb über die Schraube 12 einerseits und 11 oder 13 andererseits entstehen kann. Zu der nun folgenden Einbettung der Anordnung wird ein bekannter Kunststoff verwendet, der ausreichende Formstabilität und hohe elektrische Isolationseigenschaften haben muß. Bei der anschließenden mechanischen Bearbeitung werden die Schirmbleche und Magnetkerne so weit abgetragen, daß sie sich der ungefähren Form der halbkreisförmigen Druckplatten 10 α und 10 b anschließen. Dabei wird auch der Paßstift 24 b abgetragen. Die Bearbeitung verringert den Querschnitt des Magnetkernes in der Umgebung (16 c in Fig. 4) des Luftspaltes 25, der dann in die Lamellen eingeschnitten wird und dessen Lage am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist. Der Luftspalt 25 verläuft über die ganze Anordnung, also auch über die Schraube 12. Diese Schraube 12 ist im übrigen durch den Einbett-Kunststoff von den übrigen Teilen der Kopfanordnung isoliert. Da der Kunststoff alle Hohlräume ausfüllt, werden auch die in der Aussparung 21/ hegenden Enden der Spulen festgelegt. Durch eine anschließende Feinbearbeitung der Umgebung des Luftspaltes 25 wird dessen Oberfläche zur Schonung des Aufzeichnungsträgers fern geglättet.

Bei einem abgeänderten Herstellungsverfahren unter Verwendung derselben Bauteile wird zur Erzielung eines noch höheren Auflösungsvermögens die Anordnung nach dem Einbetten und der vorläufigen Bearbeitung in zwei Hälften zerschnitten, die Schnitt-

flächen fein bearbeitet und wieder unter Zwischenlage einer die Spaltlänge bestimmenden Folie vereinigt. Damit der Schnitt nicht kritische Teile trennt, wie z. B. die Schraube 12, sind kleinere Änderungen in der Ausbildung und Anordnung der Bauelemente nötig. Die Form des Kernes muß etwas verändert werden, um am rückseitigen Spalt eine Vergrößerung des Querschnittes zu erreichen und um den durch den Schnitt verursachten Verlust an Material bei dem Zusammenpassen auszugleichen.

Die gegenseitige Lage zweier benachbarter Kerne ist am besten aus der Fig. 6 zu ersehen, bei welcher die Schirmbleche weggelassen wurden. Der magnetische Fluß folgt ja im wesentlichen dem Lauf des magnetischen Materials des Magnetkernes. Die Fig. 6 zeigt, daß für den größten Teil des Flußpfades die Flüsse in den Magnetkernen 16 und 17 senkrecht aufeinanderstehen. Wegen der besonderen Ausbildung der Magnetkernform haben die Gebiete, wo die Flüsse nicht senkrecht aufeinanderstellen, einen größtmögliehen Abstand. Wegen der kreisförmigen Ausbildung der Kernenden verläuft der Fluß nur in der unmittelbaren Umgebung des Luftspaltes 25 parallel und nahe beieinander. Unmittelbar daneben beim Übergang zum geraden Magnetkernteil wechselt die Flußrichrung vom parallelen Verlauf zum senkrechten Verlauf. Da das Gebiet parallelen Flußverlaufes klein ist im Vergleich zur übrigen Magnetkernlänge, ist die magnetische Kopplung auf einen Kleinstwert verringert.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Magnetkopfanordnung aus Einzelköpfen zum gleichzeitigen Abtasten mehrerer schmaler, unter sich paralleler Spuren, insbesondere für Impulsaufzeichnung, dadurch gekennzeichnet, daß gleichwertige Mittelachsen benachbarter Magnetkopfkerne einen Winkel, insbesondere einen rechten Winkel, einschließen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander angeordneten Einzelköpfe durch elektrische und magnetische Schirmung voneinander getrennt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Luftspalte (25) aller Einzelköpfe nach dem Zusammenbau der Einzelteile und ihrem Einbetten in einen isolierenden Kunststoff sowie nach mechanischer Bearbeitung der Spaltumgebung (16 c) durch denselben Bearbeitungsvorgang gleichzeitig hergestellt werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkopfanordnung nach dem Zusammenbau der Einzelteile und ihrem Einbetten in einen isolierenden Isolierstoff sowie nach mechanischer Bearbeitung der Spaltumgebung (16 c) in zwei zur Stelle des Luftspaltes (25) symmetrische Teile aufgetrennt wird, welche nach mechanischer Bearbeitung der Trennflächen unter Zwischenlage einer die Spaltlänge festlegenden Folie wieder vereinigt werden.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme der Wicklungen (15 a, 16 a, 17 a) beidseits eines Magnetkernes (15, 16, 17) erforderliche Hohlraum durch Aussparungen (21/) und Vertiefungen (22/, 22 g) an den angrenzenden Schirmblechen (18, 23) gebildet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 802210, 721755;
USA.-Patentschriften Nr. 2 689 274, 2 769 036.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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