DE2201658C2

DE2201658C2 - Verfahren und Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen der Verschleißwirkung von Magnetbändern

Info

Publication number: DE2201658C2
Application number: DE2201658A
Authority: DE
Inventors: Leslie William Slough Buckinghamshire Gardner; Nicholas James Cowley Uxbridge Middlesex Helbren; Duncan Slough Buckinghamshire Stewart; Gwilym Iorwerth Farnham Royal Buckinghamshire Williams
Original assignee: FULMER RESEARCH INSTITUTE Ltd STOKE POGES BUCKINGHAMSHIRE GB
Current assignee: FULMER RESEARCH INSTITUTE Ltd STOKE POGES BUCKINGHAMSHIRE GB
Priority date: 1971-01-15
Filing date: 1972-01-14
Publication date: 1983-09-08
Also published as: US3753093A; FR2122181A5; DE2201658A1; GB1320122A; BE778050A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum quantitativen Bestimmen der Verschleißwirkung von Magnetbändern bezüglich üblicher Magnetköpfe für Aufnahme oder Wiedergabe, wobei man eine abgemessene Länge des Magnetbandes mit Aufnahme- oder Wiedergabegeschwindigkeit über die Arbeitsfläche eines Meßkopfes laufen läßt, der gleiche Form und Abmessung wie ein üblicher Magnetkopf hat

Aus der US-PS 34 95 049 ist es bekannt in einem Aufnalune- oder Wiedergabegerät für Magnetbänder den Magnetkopf mit einer optischen oder elektrischen Anzeigeeinrichtung auszurüsten, die eine Anzeige liefert, wenn der Magnetkopf durch die Abre^wirkung des Bandes soweit abgenutzt ist daß seine Unbrauchbarkeit bevorsteht Damit ist es zwar möglich, den Magnetkopf rechtzeitig auszuwechseln, bevor die Aufnahme- oder Wiedergabequalität unzureichend wird. Hiermit kann aber keine Aussage darüber gewonnen werden, wie groß die unterschiedliche Verschleißwirkung verschic dener Magnetbandfabrikate auf einen solchen Magnetkopf ist Hierzu müßte man außerordentlich große Längen eines Magnetbandes über den Magnetkopf laufen lassen, bis dieser seine Verschleißanzeige liefert und unbrauchbar ist und für weitere Messungen an Vergleichsbändern müßte dann jeweils ein neuer derartiger Magnetkopf mit Anzeigeeinrichtung verwendet werden. Für derartige Messungen ist das bekannte Gerät weder bestimmt noch geeignet

Es ist ferner auf den verschiedensten Gebieten der Technik bekannt vüe Abriebfestigkeit von Materialien oder Konstruktionsteilen bzw. ihren tatsächlich eingetretenen Verschleiß qualitativ zu messen. Gemäß DE-OS 14 73 679 wird die Abriebfestigkeit von Materialstreifen dadurch bestimmt, daß diese der Reibwirkung einer Reibrolle ausgesetzt und dann visuell inspiziert werden. Aus der Zeitschrift »Erdöl und Kohle, Petrochemie«, 1965, S. 294 bis 300 ist es bekannt, den Aufbau und die Stabilität eines Schmiermittelfilms an Reibstellen mittels einer zwischen den sich berührenden Teilen angelegten elektrischen Spannung zu messen. Gemäß DE-PS 9 72 132 soll Verschleißverhalten von Oberflächen dadurch untersuch,' werden, daß der Verschleiß durch das Abziehen eines aufgeklebten Klebestreifens von der Oberfläche simuliert wird und die Menge der am Klebestreifen anhaftenden Partikel ein Maß für die Verschleißanfälligkeit liefert. Diese Menge wird optisch, bei elektrisch leitfähigem Material auch durch elektrische Widerstandsmessung bestimmt Schließlich ist es aus DE-AS 17 98 062 bekannt den eingetretenen Verschleiß von Fahrbahndecken dadurch zu messen, daß eine Meßplatte auf in die Fahrbahn eingelassene, sich nicht abnutzende Stützen aufgelegt und der Abstand zwischen der Meßplatte und der abgenutzten Fahrbahnoberfläche kapazitiv gemessen wird, wobei zum Zwecke der Messung auf die Fahrbahnoberfläche ein leitfähiger Film als Elektrode aufgebracht wird.

Alle diese bekannten Meßmethoden betreffen entweder das Anzeigen oder auch quantitative Messen einer bereits eingetretenen Abnutzung eines Konstruktionsteils oder die Messung der Anfälligkeit eines solchen Teils oder Materials gegen Verschleiß.

Im Gegensatz dazu liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, dem schnell und einfach eine Messung der von einem Magnetband ausgeübten Verschleißwirkung möglich ist, um die von verschiedenen Magnetbändern ausgeübte unterschiedliche Verschleißwirkung quantitativ erfassen zu können.

Diese Aufgabe ist neu, denn bisher hat man Magnetbänder nur hinsichtlich ihrer elektroakustischen Eigenschaften, aber nicht hinsichtlich ihrer mechani-

sehen Verschleißwirkung untersucht und gekennzeichnet

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß man einem Meßkopf aus nichtleitendem Material verwendet der auf seiner Arbeitsfläche mindestens einen Streifen geringer Dicke aus elektrisch leitfähigem Material trägt und daß man die pro Bandlänge durch Abrieb bewirkte Zunahme des elektrischen Widerstandes des Streifens mißt und als Maß für die Verschleißwirkung verwendet

Durch dieses Verfahren wird der Vorteil erzielt daß man mit einer raschen und einfachen Messung, für die man nur eine relativ kurze Bandlänge und damit eine relativ kurze Meßzeit benötigt einen quantitativen Meßwert für die von diesem Magnetband ausgeübte Verschleißwirkung gewinnt, wobei der Meßkopf nicht wie der aus US-PS 34 95 049 bekannte Meßkopf, bis zum Ansprechen einer einmaligen Anzeige abgenutzt wird und dann unbrauchbar ist sondern bei jeder Messung wird der Meßkopf nur in geringem Maße abgenutzt und kann daher für eine Vielzahl von Vergleichsmessungen an verschiedenen Magnetbändern verwendet werden. Trotzdem erfolgt die Messung unter den gleichen Bedingungen, die auch beim praktischen Gebrauch des Magnetbandes in üDÜchen Aufnahme- und Abspielgeräten auftreten, so daß die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Meßwerte ein realistisches Maß für die im praktischen Betrieb zu erwartende Verschleißwirkung liefern.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfmdungs- ίο gemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet daß der Meßkopf aus nichtleitendem Material besteht und auf seiner Arbeitsfläche einen oder mehrere Widerstandsstreifen geringer Dicke aus elektrisch leitfähigem Material trägt und daß an die Widerstandsstreifen eine Widerstandsmeßeinrichtung zum Messen der Zunahme ihres elektrischen Widerstandes angeschlossen ist. Vorzugsweise besteht der Meßkopf aus Aluminiumoxid, während die Widerstandsstreifen aus Magnetkopflegierung, z. B. Chromnickel, bestehen können und in einer w Dicke von 700 4is 1000 Az-B. aufgedampft sein können.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 bis 3 zeigen einen Meßkopf für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 4-, verschiedenen Phasen seiner Herstellung.

Fig.4 ze'gt ein Diagramm der _tn dem Meßkopf gemessenen Widerstandsänderung für zwei verschiedene Tonbandfabrikate.

F i g. 5 zeigt ein logarithmisches Diagramm der mit ί» dem Meßkopf gemessenen Widerstandsänderung in Abhängigkeit von der gemessenen Bandiänge.

Gemäß Fig. 1 wird ein Meßkopf 10, hergestellt aus 97,5% rekristallisiertem Aluminiumoxid im Feinschliff mit einer Oberflächengüte von nahezu 0,635 μπι auf die v> erforderlichen Abmessungen gebracht und seine Arbeitsfläche 11, die die spätere Kontaktfläche zwischen dem zu prüfenden Band und dem Meßkopf bildet, wird auf eine Oberflächengüte besser als 0375 μπι poliert. Nichrom, das aus einer Legierung von 80% Nickel und bo 20% Chrom besteht und eine Härte von nahezu 175 Ho hat, wird dann in der Form von fünf parallelen dünnen Widerstandsstreiltin 12 auf die Arbeitsoberfläche 11 des Meßkopfes 10, der auf ungefähr 300⁰C erhitzt ist durch Sublimation eines erhitzten Drahtes in einer Vakuumkammer aufgebracht Die auf diese Weise aufgebrachten Widerstandsstreifen 12 sollen eine Dicke von 700 bis 1000 A haben. Der Meßkopf 10 wird dann aus der Vakuumkammer entfernt und in einen Brennofen gelegt wo er für eine Stunde einer Hitze von 900°C in Luft ausgesetzt wird, damit das Nichrom in die Oberfläche des Aluminiumoxids diffundieren kann. Eine weitere 1000 Ä dicke Nichromschicht wird dann wie vorher auf jeden vorhandenen Widerstandsstreifen aufgebracht wobei der Meßkopf 10 wieder auf 300⁰C erhitzt wird. Nach der zweiten Aufbringung von Nichrom wird eine abschließende Hitzebehandlung in Luft bei 300⁰C ausgeführt womit die Herstellung der Widerstandsstreifen aus magnetischer Legierung abgeschlossen ist die während der Prüfung des Magnetbandes abgetragen werden. Um elektrischen Kontakt mit einem nicht gezeigten Zusatzgerät zur Messung der Änderung des elektrischen Widerstandes der Widerstandsstreifen 12 vorzusehen, werden Paare von Kontaktleiterbahnen 13 aus Goldfiln. juf dem Meßkopf 10 durch Vakuumaufdampfung aufgebrac.it

Der Meßkopf 10 wird in ein normales Bandtransportsystem eingebaut und die Kontaktleiterbahner 13 werden mit einem Zusatzgerät zur Messung der Änderung des elektrischen Widerstandes verbunden.

Mit dieser Meßanordnung wurde die Abnutzungswirkung von zwei verschiedenen Magnetbändern A und B gemessen, wobei abwechselnd Längen von je 330 m der Magnetbänder A und B über die Arbeitsfläche des Meßkopfes bei gleicher und konstanter Geschwindigkeit geführt wurden. Während des Ablaufens von je 330 m Bandlänge wurden die Werte des elektrischen Widerstandes der Widerstandsstreifen 12 in Abständen von je 66 m gemessen. Fig.4 stellt ein Diagramm dar, das den Verlauf der Änderung des elektrischen Widerstandes in Abständen von 66 m in Abhängigkeit von der Bandlänge für abwechselnd gemessene Abschnitte von je 330 m der Bänder A (durchgehende Linie) und S(gestrichelte Linie) zeigt. In Fig.4 ist die Gewmtänderung des elektrischen Widerstandes nach je 330 m des jeweilig gemessenen Bandes neben dem zugehörigen Kurventeil angeschrieben, und es ist aus diesen Zahlen zu ersehen, daß dar, Band ß zehnmal mehr abnützender wirkt als das Band A.

Mit demselben Bandtransportsystem, das mit dem Meßkopf 10 ausgestattet ist, wurde die Änderung der Meßkopfabnutzung in Abhängigkeit von der Bandgeschwindigkeit für eine andere Magnetbandprobe untersucht. Gleiche Bandlängen wurden bei verschiedenen Bandgeschwindigkeiten über den Meßkopf laufen gelassen und die prozentuale Änderung des elektrischei. Widerstandes der Nichromstreifen wurde für jede ve.^ch.edene Geschwindigkeit gemessen. Fig. 5 zeigt den Verlauf der prozentualen Änderung des Widerslandes gegen die loganthmische Auftragung der Bandgeschwindigkeit, und es ist daraus zu ersehen, daß die Abnutzung des Meßkopfes (und entsprechend eines tatsächlichen Aufn-hme- oder Widergabekopfes) pro abgelaufener Bandstrecke mit zunehmender Bandgeschwindigkeit abnimmt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche: 22 Ol

1. Verfahren zum quantitativen Bestimmen der Verschleißwirkung'von Magnetbändern bezüglich üblicher Magnetköpfe für Aufnahme oder Wiedergäbe, wobei man eine abgemessene Länge des Magnetbandes mit Aufnahme- oder Wiedergabegeschwindigkeit über die Arbeitsfläche eines Meßkopfes laufen läßt, der gleiche Form und Abmessung wie ein üblicher Magnetkopf hat, dadurchgekennzeichnet, daß man einen Meßkopf aus nichtleitendem Material verwendet, der auf seiner Arbeitsfläche mindestens einen Streifen geringer Dicke aus elektrisch leitfähigem Material trägt, und daß man die pro Bandlänge durch Abrieb bewirkte Zunahme des elektrischen Widerstandes des Streifens mißt und als Maß für die Verschleißwirkung verwendet

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Meßkopf von gleicher Form und Abmessung wie ein üblicher Magnetkopf und einer Fransporteinrichtung zum Bewegen einer abgemessenen Länge eines Magnetbandes mit Aufnahme und Wiedergabegeschwindigkeit über die Arbeitsfläche des Meßkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (10) aus nichtleitendem Material besteht und auf seiner Arbeitsfläche (11) einen oder mehrere Widerstandsstreifen (12) geringer Dicke aus elektrisch leitfähigem Material trägt und daß an die Widerstandsstreifen (12) eine Widerstandsmeßeinrichtung zum Messen der Zunähme ihres elektrischen Widerstandes angeschlossen ist

3. Vorrichtung narti Anspidch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige Material der Widerstandsstreifen (12) aus !.,agnetkopflegierung besteht

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß der Meßkopf (10) aus Aluminiumoxid besteht

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Arbeitsfläche (11) des Meßkopfes auf eine Oberflächengüte von besser als 04 μπι, insbesondere besser als 0375 μΐπ. poliert ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsstreifen (12) eine Dicke von 700 bis 1000 Ä haben.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsstreifen (12) durch Vakuumaufdampfung hergestellt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsstreifen (12) aus Chromnickel bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an die Enden der Widerstandsstreifen (12) angeschlossene Kontaktleiterbahnen (13) aus leitfähigem Material, insbesondere Gold, auf dem Meßkopf (10) ausgebildet sind, an die die Widerstandsmeßeinrichtung angeschlossen ist.

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