DE2328485A1

DE2328485A1 - Verfahren zur herstellung von magnetischen wandlerkoepfen

Info

Publication number: DE2328485A1
Application number: DE2328485A
Authority: DE
Inventors: Derek Frank Case
Original assignee: Fujitsu Services Ltd
Current assignee: Fujitsu Services Ltd
Priority date: 1972-06-06
Filing date: 1973-06-05
Publication date: 1973-12-20
Also published as: NL7307909A; US3837073A; JPS5540924B2; DE2328485C2; NL160414C; NL160414B; NL160413C; US3846906A; DE2328484C2; JPS4957825A; DE2328484A1; NL7307910A; GB1385945A

Description

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TJiTERNATICWAL GOMHJTERS LIMITED, ICL House, Putney, London, S.W.l^ England

Verfahren zur Herstellung von magnetischen Wandlerköpfen,

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von magnetischen Wandlerkopf en, bei dem zwei IFerritbauteile mit einem dazwischenliegenden magnetischen Spalt zusammengebaut werden und dann die zusammengebaute Anordnung in eine Vielzahl von Magnetkernen unterteilt wird.

Es ist bekannt, magnetische Wandlerköpfe mit Kernen aus Ferritmaterial dadurch herzustellen, daß zwei Perritstücke mit Hilfe von Glas zusammengeklebt werden, daß, die Ferrit stücke in einem kleinen Abstand voneinander versetzt werden, damit ein nichtmagnetischer Spalt entsteht, der durch das verbindende Glas gefüllt wird, und dann die Anordnung zu unterteilen, indem sie in eine Vielzahl von Kerneinheiten geschnitten wird, deren jede aus zwei Kernteilen besteht, die miteinander verklebt werden und die zwischen sich einen nicht magnetischen Wandlerspalt -aufweisen.

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Nach, dem Aufbringen einer Wicklung auf den Kern wird dann der Kopf in einem Gehäuse festgelegt, mit dessen Hilfe der Kopf in der Aufzeichnungseinrichtung "befestigt wird. Im Falle einer Aufzeichnungseinrichtung mit einer "Magnetscheibe als -Aufzeichnungsmedium ist es üblich, der Oberfläche des Gehäuses eine solche Form zu geben, daß bewirkt wird, daß die durch Rotation der Scheibe eingedrungene Luft auf diese Oberfläche wirkt und im Kopf mndin der Befestigung über die Scheibe außer Kontakt mit der Scheibe strömt. Die Kernteile von Köpfen zur Aufzeichnung von digitialen Daten auf Scheiben brauchen nur sehr klein zu sein, um eine hohe Packungsdichte der Aufzeichnung auf der Scheibe zu erhalten, und damit sind solche Köpfe schwierig zu handhaben und in der richtigen Stellung in ihrem Gehäuse zu befestigen; ferner sind sie auch außergewöhnlich zerbrechlich.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Wandlerkopfes, bei dem wenigstens zwei längliche Bauteile aus Ferrit in vorbestimmtem Abstand zueinander zusammengebaut werden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Anordnung mit einem nichtmagnetischem Material umgeben wird, und daß dann das nichtmagnetische Material und die Ferritbauteile quer zu den Ferritbauteilen in eine Vielzahl von Scheiben aus nichtmagnetischem Material geschnitten werden, wobei jede Scheibe einen Teil eines jeden Ferritbauteiles enthält, das sich durch die Dicke der Scheibe in der vorgegebenen Zuordnung erstreckt und eine Befestigung für den Magnetkopf bildet.

Eine Stirnseite der Scheibe kann so geformt sein, daß sie mit einem Aufzeichnungsmedium in der Weise zusammenarbeitet, daß die freiliegenden Enden der Ferritteile Polspitzen bilden, die durch einen nichtmagnetischen Wandlerspalt voneinander im Abstand angeordnet sind. Ein magnetisches Joch kann auf der anderen Stirnseite der Scheibe so angeordnet sein, daß es mit den Ferritteiler- zusammenwirkt und die Hagnetkerne des Wandlerkopfes vervollständigt.

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Nachstellend wird ein magnetischer Wandlerkopf gemäß vorliegender Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Block,mit mehreren Bestandteilen, J¹Ig. 2 einen hohlen Block aus nichtmagnetischem Material, Fig. 3 eine Anordnung aus den Blöcken nach den Figuren 1 und 2, Fig. 4 die aus der Anordnung nach Fig. 3 gewonnenen Scheiben, Fig. 5 eine Polstückeinheit, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 5, Fig. 7a einen Ferritblock mit rinnenförmigem Querschnitt, Fig. 7"b sois dem Ferritblock nach Fig. 7& gewonnene Scheiben, Fig. 8 die Bestandteile einer Jochanordnung, Fig. 9 eine Jochanordnung,,

Fig. 10 eine Eopfanordnung,

Fig. 11 die Relativstellungen von Polstücken und einem Jochteil innerhalb der Kopfanordnung,

Fig. 12 eine Modifikation des Blockes nach Fig. 1,

■N

Fig. L3a und 13b ein anderes Verfahren zur Herstellung von spitzen.

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Pig. 1 zeigt eine zusammengesetzte Anordnung 1 "bestehend aus einem Paar von Ferritbauteilen 2 und 3» die miteinander im Abstand voneinander, beispielsweise durch Glas, zur Ausbildung eines nichtmagnetischen Spaltes 4 dazwischen verklebt sind. Die verklebten Teile 2 und 3 können dadurch gebildet werden, daß zwei Eerritplatten in einem Abstand gleich dem gewünschten Spalt mit Hilfe von Abstandsstreifen, die auf einer der Platten aufgebracht sind, versetzt angeordnet werden. Die Platten werden miteinander dadurch verklebt, daß geschmolzenes Glas in den Spalt eingeführt w/ird, das dann abgekühlt wird. Die mit-"einander verklebten Plätten werden dann in Scheiben unterteilt, so daß eine Vielzahl von verklebten Ferritbauteilen 2 und 3 mit einem nichtmagnetischen Spalt 4 entstehen. Schließlich wird ein Glaskeramikbauteil 5 mit den einen Abstand voneinander aufweisenden Perritbauteilen 2, 3 verklebt, indem ein Klebemittel, z.B. Glas, verwendet wird, und die freiliegende Stirnseite der Ferritbauteile wird geläppt, um die Dicke soweit zu verringern, daß sie einer gewünschten Spurbreite auf einem ■ Aufzeichnungsmedium entspricht, der der Kopf später zugeordnet werden soll.

Fig. 2 zeigt einen hohlen Glaskeramikblock 7 mit einer durchgehenden Öffnung 8, wobei die Öffnung 8 eine solche Form besitzt, daß die Anordnung 1 innerhalb des Blockes 7 aufgenommen werden kann. Der Block 7 kana beispielsweise durch einen herkömmlichen Heißpreßvorgang hergestellt werden.

Die zusammengesetzte Anordnung wird nun in dem Block 7 verklebt, wie in ITig. 3 gezeigt, indem ein bekanntes Ingektionsglasspritzverfahren angewendet oder der Block 7 in einer Umgebung mit niedrigem A tmosjaär endruck aufgeheizt wird, wobei die Anordnung 1 im Block 7 angeordnet ist, und indem Glaspulver in die Nähe der Grenzfläche zwischen der Anordnung 1 und dem Block 7 eingebracht wird, so daß das Glaspulver schmilzt und bei Erhöhung des Atmosphärendruckes das geschmolzene Glas in den Block 7 fließt und die Anordnung 1 mit dem Block verbindet. Vorzugsweise

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wird der Atmosphärendruck mehrere Male erhöht und verringert, damit der Einfluß von Gas im geschmolzenen Glas reduziert wird. Die zusammengesetzte Anordnung 9, die auf diese Weise entstanden ist, wird in Scheiben 10 geschnitten, wie die I¹Xg. 4- zeigt; jede Scheibe 10 "bildet eine Komponente, die ein Paar von einen Spalt' aufxfeisenden F err ifbaut eilen enthält, von der eine Polstückeinheit hergestellt wird.

Im Falle von Wandlerköpfen, insbesondere zur Verwendung in Yerbindung mit Plattenspeichern ist es häufig erforderlich, daß die Köpfe so geformt sind, daß sie formstabil sehr nahe dem Aufzeichnungsmedium, dem sie zugeordnet sind, abgestützt sind. Insbesondere muß" im lalle von Plattenspeichern die Kopfwirkfläche in der Nähe der Scheibe eine vorbestimmte und häufig kritische Konfiguration aufweisen, damit der fertige Kopfblock in dem .gewünschten Abstand und in der gewünschten Höhe in "bezug auf das Aufzeichnungsmedium fliegt. Bei der Herstellung der gewünschten Konfiguration ist es erforderlich, daß die Ferritbauteile, die die Polstücke des fertigen Kopfes "bilden, in der Tiefe nicht über ein._ vorbestimmtes liinimum hinaus reduziert werden.- Die Scheibe 10 wird somit zu Anfang dicker ausgeführt als dieser minimalen Tiefe entspricht.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine fertige Polstückehheit 11, die aus einer der Scheiben 10 hergestellt sind. Die Polstückeinheit

11 wird dadurch hergestellt, daß die Wirkfläche oder das Profil

12 auf einer Stirnseite der Scheibe 10 geformt und etwas von dem Ferrit von der entgegengesetzten oder hinteren Stirnseite der Scheibe 10 in der Fähe des Spaltes entfernt wird, um die PoI-spitzentiefe 13 zu definieren. Das Profil 12 wird z.B. durch einen Schleifvorgang erhalten. Das Entfernen von Ferrit aus der Bückseite der Polstücke 2 und 3 zur Festlegung der Polspitzentiefe kann dadurch vorgenommen werden, daß ein rotierendes Läpg-oder Schleifrad verwendet wird; beispielsweise wird, wie in Fig. 6 gezeigt, die profilierte vordere Stirnfläche 12

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als B ezugs stirnfläche verwendet. Schließlich idLrd die Oberfläche 14 poliert, um sie optisch flach zu machen, damit eine •Kupplungsfläche zur Befestigung einer Jochanordnung erhalten wird, die in folgender Weise hergestellt v/ird.

In Fig. 7a ist eine Ferritschiene 15 dargestellt, deren etwa C-förmiger Querschnitt beispielsweise durch einen Schleifvorgang hergestellt worden ist. Die Ferrit schiene 15 wird dann in Scheiben geschnitten, damit eine Vielzahl von C-förmigen Jochgliedern 16 entstehen, wie in Fig. 7ΐ> gezeigt ist.

Fig. 8 zeigt ein Jochglied 16 mit einer darauf gewickelten Spule. Ein Anschlußblock 18 ist zur Vereinfachung einer Verbindung mit der Spule 17 vorgesehen, und es ist ferner ein Kopf trägerbauteil 19 vorhanden, das »aus einem nachgiebigen Material, z.B. Berylliumkupfer hergestellt ist. Das Jochglied 16, der Anschlußblock 18 und der Trägerbauteil 19 müssen relativ zueinander exakt ausgerichtet und angeordnet sein, beispielsweise durch eine Spannvorrichtung, bevor der nächste Schritt im Serstellvorgang durchgeführt wird, der darin besteht, das Jochglied 16, den Anschlußblock 18 und die Teile 20 des Trägerbauteiles zu vergießen, um die vollständige Jochanordnung 21, die mit dem Trägerbauteil 19 in der in Fig. 9 gezeigten Weise verbunden ist, herzustellen. Das Gießmaterial kann ein synthetisches Epoxydharz sein, das mit Glasfaser gefüllt ist. Schließlich wird die Oberfläche 22 der Jochanordnung 21 poliert, damit es optisch flach ist, so daß es exakt der OberfEche 14 des Polstückblockes 11 angepaßt wird.

Die Polstückeinheit 11 und die Jochanordnung werden unabhängig voneinander in dieser Verfahrensstufe getestet. Die Polstückeinheit 11 wird dynamisch in einer Prüfeinrichtung getestet, die eine Jochanordnung· 23 enthält, die als einwandfrei bekannt ist und mit der die Polstückeinheit 11, die geprüft werden soll_s vorübergehend befestigt ist, wobei das Joch 16 und die Polstücke 2, 3 in der in den Figuren 10 und 11 dargestellten

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Weise ausgerichtet sind. Die Te st einrichtung weist auch eine magnetische Aufzeichnungsplatte 24 und die durch die Jochanordnong 21 ausgebildete Kopfanordnung auf ,und die zu testende ..Polstückeinheit wird durch von der rotierenden Platte 24 nach außen "beförderte Luft fliegend über der Platte 24 gehalten, wobei die Platte auf die profilierte Stirnseite 12 so einwirkt, daß der Kopf außer Eontakt mit der Platte 24 angehoben wird. Die magnetischen Eigenschaften der getesteten Einheit 11 werden durch Aufzeichnungs- und Ablesesignale auf der Platte mit der Kopfanordnung gemessen, und die dynamische Eigenschaft der profilierten Stirnseite 12 wird in bezug auf ihren Abstand von der Platte 24 unter Betriebsbedingungen festgestellt. In ähnlicher Weise wird die Jochanordnung 21 dynamisch in der Prüfeinrichtung getestet, die eine einwandfreie Polstückeinheit 11 und eine ro- . tierende Aufseichnungsplatte 24 aufweist.

Die einwandfreie Polstückeinheit 11 wird vorübergehend mit der zu testenden Jochanordnung 23 ausgerichtet befestigt gehalten, wie in den !Figuren 10 und 11 gezeigt, und die so gebildete Kopfanordnung wird in&er Prüfeinrichtung mit Hilfe des Trägerbauteiles 1 9 befestigt. Das Joch 16 und die Wicklung 17 werden durch Aufzeichnungs- und Ablesesignale auf der Platte 24 ge-²-testet und die mechanischen Eigenschaften des Trägerbauteiles werden in bezug auf das Überfliegen der Kopfanordnung über der Platte 24 geprüft, lach dem Testen der Jochanordnungen 21 und der Polstückeinheiten 11 werden einwandfreie Anordnungen 21 und Einheiten 11 miteinander verklebt, wie in den Figuren 10 und 11 gezeigt. Es ist erforderlich, daß die Jochanordnung 21 und die Polstückeinheit 11 exakt aufeinander ausgerichtet sind, damit das Jochstück 16 einwandfrei in bezug auf die Polstücke 2 und 3 angeordnet ist, und dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß Bezugskanten auf den beiden Komponenten 11 und 21 vorgesehen werden. Wenn die Polstückeinheit 11 und die Jochanordnung 21 einwandfrei aufeinander ausgerichtet sind, werden sie miteinander durch einen Klebevorgang befestigt; ein

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entsprechender Kleber für diesen Zweck ist beispielsweise ein synthetischer Epoxydharzkleber. Um diesen Arbeitsvorgang zu erleichtern, können Löcher durch die Jochanordnung 21 hindurch "vorgesehen sein.

Mit der vorbeschriebenen Technik kann" eine Ή ehr spurkopf anordnung hergestellt werden. In diesem Fall wird' die Anordnung nach Pig. 1 mit einer Anzahl von einen Spalt bildenden Ferritbauteilen aufgebaut, die voneim nder durch glaskeramische Bauteile versetzt sind. Die Anzahl von Spalte aufweisenden Ferritbauteilen entspricht natürlich der Anzahl von erforderlichen Spuren, und die glaskeramischen Bauteile bilden Zwischenspur-Abstandshalter.

Die Anordnung 9 nach Fig. 3 kann beispielsweise auch aus glaskeramischen Blöcken aufgebaut sein, die um die mit Spalten versehenen Ferritbauteile 2 und 3 angeordnet sind, anstatt daß sie in der vorbeschriebenen Veise ausgebildet sind. Andererseits kann die Anordnung 1 auch in einer Formvorrichtung exakt eingestellt sein und die Endanordnung 9 durch einen Heißpreßoder Sintervorgang erhalten werden.

Falls erforderlich, kann auch mehr als ein nichtmagnetischer Spalt in jeder Kopfanordnung vorgesehen werden In diesem Fall können die Spalte unterschiedliche Breiten haben, wie dies beispielsweise erforderlich ist, wenn ein Löschspalt breiter sein muß als ein zugeordneter Lese/Schreib spalt. Ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung ähnlich der Anordnung 1 nach _f Fig. 1, jedoch mit zwei Spalten unterschiedlicher Breite ist in Fig. 12 gezeigt. In diesem Fall sind die Ferritteile 2 und

3 in ihrer Dicke verjüngt ausgebildet und enthalten zwei Spalte

4 unterschiedlicher Breite. Die glaskeramischen Bauteile 5 sind so geformt, daß die Endanordnung, die erforderlichen Querschnittsdimensionen beibehält.

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Ein weiteres. Verfahren zur Einst ellung; der Polspitzentief e it in Fig. 13 gezeigt. In diesen EaIl sind die mit Spalten versehenen Ferrit scheiben 2, 3 wie in Fig. 13a gezeigt geioohrt, die Löcher sind so angeordnet, daß dann, wenn der Block 7 längs der Linien x-x, wie in Fig. 13h gezeigt, in Scheiben unterteilt wird, ein Teil eines gebohrten Loches in-jeder Scheibe verbleibt, damit eine Polspitzentiefe erzielt wird, die etwas größer ist als die gewünschte fertige Tiefe, so daß der Arbeitsvorgang der Formgebung des Profiles auf der Scheibe auch die Polspitzentiefe bis zu der gewünschten Dimension reduziert.

Obgleich die zusammenpassenden Oberflächen auf der Jochanordnung und der Polstückeinheit· als aus optisch flachen Gebilden bestehend beschrieben sind, ist es nicht notwendig, daß diese Oberflächen eben sind, vorausgesetzt, daß sie komplementär sind und in innigen Kontakt miteinander gebracht werden können. Auch kann das Eopfträgerbauteil 19 erforderlichenfalls weggelassen werden, und zusätzlich zu dsm Vergießen des Anschlußblockes 1$ kann jede weitere Komponente oder Vorrichtung, z.B. ein Vorverstärker, in dem zu vergießenden Teil mit eingeschlossen werden.

Obgleich zwei spezielle Kopfanordnungen mit einem und mit zwei nichtmagnetischen Spalten beschrieben und dargestellt worden; sind, können auch Kopfanordnungen mit einer beliebigen Spaltkonfiguration hergestellt werden, indem die beschriebene Technik verwendet wird, solange der Polstückblock und die Jochanordnung jeweils unabhängig voneinander hergestellt und getestet werden, bevor sie schließlich miteinander zur Erzielung einer vollständigen Kopfanordnung verbunden werden.

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Claims

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Patentansprüche:

(IJ Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Wandlerkopfes, "bei dem ein Paar von Ferritbauteilen mit einem dazwischen angeordneten nichtmagnetisehen Spalt zusammengebaut werden und dann die zusammengebaute Anordnung in eine Vielzahl von Magnetkernen unterteilt xvird,. dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung mit einem nichtmagnetischen Material" (7) umgeben wird und. daß dann das nich.traa.gnet is ehe Material (7) und die Perritbauteile (2, 3) in Scheiben (10) geschnitten werden, wobei jede Scheibe (10), die aus nichtmagnetischem Material (14) besteht, mit einem Teil eines jeden Femtbauteiles (2, 3) durch einen vorbestimmten nichtraagnetischen Spalt (4) 'zwischen den Teilen reicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die !Ferritbauteile (2, 3) auf einem nichtmagnetischen Träger (5) zusammengebaut werden, und daß die Dicke der j?erritbauteile (2, 3) soweit verringert wird,daß der nichtnagnetische Spalt (4) eine bestimmte Breite besitzt, bevor die Ferritbauteile (2, 3) mit nichtmagnetischem Material (7) umgeben werden.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei ITerritbauteile (2, 3) i¹¹- einen Stapel mit zwei parallelen nichtmagnetischen Spalten (4) dazwischen verklebt werden, und daß die ]?erritbauteile (2, 3) so bearbeitet werden, daß die beiden Spalte (4) unterschiedliche Breiten besitzen, bevor die JTerritbauteile (2, 3) nit nichtmagnetisehern Material (7) umgeben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die i'erritbauteile (2, 3) so geformt werden, daß sie eine Reihe von Sätzen von Polstücken bilden, und daß das nichtmagnetische Material (7) so in Scheiben (10) geteilt wird, daß jede Scheibe (10) einen Satz von Polstücken enthält.

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3· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite (12) der Scheibe (10) für das Zusammenwirken mit einem Aufzeichnungsmedium (24) profiliert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Ferritbauteile (2, J) in der Höhe der anderen Stirnseite der Scheibe (10) bearbeitet werden, um die"Höhe (13) des Spaltes (4) von der profilierten Stirnseite (12) zu definieren.

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