DE2301167A1

DE2301167A1 - Magnetkopf

Info

Publication number: DE2301167A1
Application number: DE2301167A
Authority: DE
Inventors: Arthur Honegger; Alan C Kronfeld; Willy E Schrepfer
Original assignee: NORTRONICS CO
Current assignee: NORTRONICS CO
Priority date: 1972-02-16
Filing date: 1973-01-11
Publication date: 1973-08-23
Also published as: DE2301167B2; JPS4890514A; US3744040A

Description

10. Jan.1O;

PATENTANWALT D-« MÜNSTER/WESTF.

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Nortronics Company, Inc., Minneapolis, 81ol Tenth Avenue North V.St.A.

"Magnetkopf"

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Magnetwandler im allgemeinen und im besonderen auf den Aufbau von LNS-Magnetköpfen mit verbesserten Hilfsmitteln zur Verringerung des Streuflusses zwischen den Stromkreisen und zur Leistungssteigerung (LNS = Lesen nach Schreiben, engl. "read-after write",d.h. Ablesen oder Wiedergabe von eingespeisten Daten nach deren Aufzeichnung oder Niederschrift).

LNS-Magnetköpfe werden zur Erfassung, Speicherung und Wiederauffindung von Meßwerten in Computern sowie zur allgemeinen Aufzeichnung von Daten auf Magnetband nach einem der zahlreichen Binär-Datenkodes verwendet. Solche Köpfe können mit einem oder mehreren Kanälen versehen sein, die jeweils eng beieinanderliegende parallele Lese- und Schreibspalten aufweisen. Jeder Spalt liegt dabei zwischen zwei Kernteilen, die einen Magnetstromkreis bilden und mit einer jeweils in ein Kernteil eingebauten Wicklung oder Spule ausgerüstet sind. Der Eingang zur Schreibspule erfolgt in Form eines aus einer Reihe von Impulsen bestehenden elek-

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trischen Digitalsignals. Während das Magnetband über den Kopf gleitet, werden durch die Schreibspalten Daten darauf aufgezeichnet. Unmittelbar nach der Aufzeichnung wird das Band über den Lesespalt geführt, wo die aufgezeichneten Daten zwecks Prüfung ihrer Genauigkeit abgetastet und reproduziert werden. Die Funktionen des Lesens und Schreibens werden von dem Magnetkopf gleichzeitig wahrgenommen, so daß die Genauigkeit der aufgezeichneten Daten ohne Unterbrechung des Schreibvorgangs geprüft werden-kann.

Auf Grund des außerordentlich geringen Abstands zwischen den Lese- und Schreibstromkreisen und des verhältnismäßig starken Stromflußes durch die Schreibspule neigt der Schreibimpuls zum Überspringen in den Lesestromkreis, wo er dann mit abgegriffen wird. Eine solche durch Streufluß verursachte Querverbindung ist .als "Übersprechstörung" bekannt und kann, wenn sie zu eng wird, zur Unverständlichkeit in der Wiedergabe der Daten durch den Lesekopfteil führen. Mit anderen Worten, das durch den Streufluß VOm₁ Schreibkreis in den Lesekreis eingeführte Signal kann so stark werden, das der vom Band aufgenommene Impuls überlagert und verwischt wird.

Diesem Problem ist bisher durch die Verwendung von außerhalb des Magnetkopfes vor seiner Stirnfläche angeordneten Quersprech-Abschirmungen begegnet worden.

Eine weitere Schwierigkeit liegt nach dem Stand der Technik in der Genauigkeit der Ausrichtung der Lese- und Schreibspalten. Da das Band nach dem Aufzeichnungsvorgang über den Lesespalt gleitet,

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ORIGINAL !MSFECTED

wo die aufgezeichneten Daten abgenommen und wiedergegeben werden, müssen die beiden Spalten so zueinander ausgerichtet sein, daß die Daten restlos und ohne Übersprechstörung abgegriffen werden.

Die vorliegende Erfindung sieht zur Streuflußverringerung zwischen den Lese- und Schreibkreisen und zur Leistungsverbesserung von LNS-Magnetköpfen eine neue und bisher einmalige Konstruktion vor. Andere LNS-Köpfe, die ohne den Einsatz einer Außenabschirmung vor der Kopfstirnfläche eine ausreichend unterdrückte Störspannung aufweisen, sind den Anmeldern nicht bekannt. Bei einem erfindungsgemäßen LNS-Magnetkopf ist für jeden engen parallelen Lese- und Schreibspalt ein Magnetstromkreis mit zwei Kernteilen vorgesehen, wobei jeweils in das äußere Kernteil des Stromkreises eine Wicklung oder Spule eingebaut ist. Zur Dämpfung des Streuflußes zwischen den Stromkreisen ist jeweils der äußere Kernteilhalter mit einem Oberteil versehen, das sich im wesentlichen über das ganze äußere Kernteil erstreckt und nur eine Spitze offenläßt, die eine Seite des Spalts bildet. Ferner werden die inneren Kernteile beide von einem zentralen Kernteilhalter erfaßt, der durch seine Präzisionsbearbeitung eine genauere Querausrichtung zwischen den Lese- und Schreibkreisen gewährleistet als diejenige, die bei separater Befestigung der Zentralkerne gegeben wäre, die dann optisch ausgerichtet werden müßten. Innerhalb des zentralen Kernteilhalters sind zwei Schirme zum Schließen der die einzelnen Lese- und Schreibteile des Magnetkopfes umgebenden Flußkreise vorgesehen.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt in

-U-

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Fig. 1 eine vergrößerte Draufsicht auf die Bandseite eines LNS-

Kleinstmagnetkopfes mit zwei Kanälen, Fig. 2 eine Seitenansicht in Pfeilrichtung 2-2 nach Fig. 1 in

verkleinertem Maßstab,
Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des

Schreibteils des LNS-Zweikanal-Magnetkopfes, Fig. 4 einen Schnitt in der Ebene 4-4 nach Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt in der Ebene 5-5 nach Fig. 4·.

In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen zur Kennzeichnung von jeweils gleichen Bauteilen in der erfindungsgemäßen Konstruktion verwendet. Die Fig. 1 und 2 zeigen zunächst einen Magnetwandler in einem magnetischen, kastenförmigen Abschirmgehäuse von rechteckigem Querschnitt mit den parallelen Seitenwänden loa und lob sowie mit den parallelen Stirnwänden loc und Iod. Die Ober- und Unterseiten des Gehäuses Io sind offen und die Kopfstirnfläche liegt an der Gehäuseoberseite frei. In das Gehäuse Io sind ein zentraler Kernhalter 11 und zwei äußere Kernhalter 12 und 13 eingebaut, die nachfolgend im einzelnen beschrieben werden. Die Kernhalter 11, 12 und 13 bestehen aus einem elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Metall, wie Aluminium. Die beiden Kanäle dieses Wandlers sind in Fig. 1 mit den Buchstaben A und B bezeichnet. Einzelheiten der Kanäle A und B ergeben sich aus Fig. 3. Die Lese- oder Wiedergabeseite des Magnetkopfes ist durch C und die Schreib- oder Aufzeichnungsseite durch D gekennzeichnet. In Kernhalterschlitze ist rings um die Kanäle A und B eine Reihe von schmalen Schirmen 15 - 2o eingebaut. Der Schirm 15 besteht beispielsweise aus einem Stück 21 in dem Kernhalter 12 und einem

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Stück 22 im Kernhalter 11. In dem zentralen Kernhalter 11 befinden sich zwei C-förmige Schirme 23 und 24. Die Schirme 15 sind aus einem äußerst durchdringungsfähigen Werkstoff hergestellt - beispielsweise aus einem der zahlreichen, unter den Warenzeichen "MU-Metall", "HY MU 8oo" u.a. im Handel befindlichen Metalle - und zur Dämpfung von Ubersprechstorungen zwischen den Kanälen ausgelegt, während die Schirme 23 und 24 zur Verringerung von Streuflüßen zwischen den Lese- und Schreibseiten des Magnetkopfes dienen. Zwischen den Kanalteilen in den Kernhaltern 12 und 13 und dem Kanalteil im Kernhalter 11 befinden sich die Spalten 25. Als Distanzhalter für den Spalt 25 kann ein Folienstreifen oder ein niedergeschlagener Werkstoff verwendet werden. Beim Betrieb des Magnetkopfes steht das Band an den Spalten 2 5 mit der Kopfstirnfläche in Berührung.

Die Fig. 3, 4- und 5 zeigen nähere Einzelheiten vorwiegend von den Bauelementen des Magnetkopf-Schreibteils. Der zentrale Kernhalter 11 besteht aus einem einzelnen Stück, ist im wesentlichen flach ausgebildet und weist die gegenüberliegenden Seiten lla und 11b auf, in die jeweils eine Reihe von serkrechten und auf Abstand voreinander liegenden Schlitzen eingeschnitten ist, in welche verschiedene Bauteile und Schirme eingesetzt werden, um den Seitenwänden lla und 11b eine planparallele Anordnung zu geben. Der äußere Kernhalter 12 weist eine Reihe von senkrechten, entsprechenden Schlitzen in der Stirnfläche gegenüberliegenden Schlitzen auf, in welche verschiedene Bauteile und Schirme eingesetzt werden, um eine Planfläche zur Anlage gegen die Planflächen lla und 11b des zentralen Kernhalters 11 zu schaffen.

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Fig. 3 zeigt zwei gerade Lamellenkernteile 31 zum Einbau in die Schlitze in Fläche 11b und zwei im wesentlichen U-förmige Lamellenkernteile 33 zum Einbau in einen entsprechenden Schlitz im Kernhalter 12. Die U-förmigen Kernteile 33 besitzen einen unteren Schenkel 33a, einen seitlichen Schenkel oder 'Steg 3 3b und einen oberen Schenkel 33c mit der Kernspitze 33d. Die Kernteile 31 und 33 werden durch die Kernhalter 11 und 12 in einer im wesentlichen koplanaren Relativstellung zueinander gehalten, wobei ein Oberteil der Kernteile 31 gegen die Kernspitze anlie-.gend angeordnet und durch den Schreibspalt 25 davon getrennt ist. Beim Zusammenbau des Magnetkopfes liegt das Unterteil des Kernteils 31 zur Schließung des magnetischen Stromkreises gegen den unteren Schenkel 33a an. An dem seitlichen Schenkel oder Steg 33b ist eine Wicklung oder Spule 3 5 angebracht, deren Enden an zwei Steckerstifte 37 und 38 angeschlossen sind.

Die äußeren Kernhalter 12 und 13 weisen jeweils zwei Seitenwände 39, eine Rückwand 4o und eine von der Rückwand 4o aus nach vorne zur Stirnfläche des Kernhalters 12 verlaufende Oberwand auf. Einschiebbar in den Kernhalter 12 oder 13 ist das Einsatzstück 42, dessen senkrechte Schlitze so mit den Schlitzen in der Oberwand 41 des Kernhalters 12 zusammenwirken, daß die Kernteile 33 und ein Schirm 21 festgehalten werden. In die seitlichen Nuten 43 des Kernhalters 12 kann die Klemmenplatte 44 mit den Steckerstiften 37 und .3 8 für die einzelnen Kernteile eingeschoben werden.

Zu den Schirmen 15, 16 und 17 gehören die in die Schlitze im zentralen Kernhalter 11 einsetzbaren Teile 22 und die Teile 21,

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die oben in die Schlitze in der Oberwand 41 des Kernhalters 12 und unten in den Schlitz im Einsatzstück 42 sowie zwischen dem Einsatzstück 42 und der Seitenwand 3 9 eingeschoben werden können. Wenn die Kernteile 33 in den Kernhalter 12 eingesetzt sind, erstreckt sich die Oberwand 41 des Kernhalters 12 über den oberen Schenkel 3 3c und läßt die Kernspitze 33d frei.

Wenn die Schirme 22 und die Kernteile 31 in den zentralen Kernhalter 11 eingesetzt sind, liegen die Seiten 11a und 11b in planparalleler Stellung zueinander. Wenn die Kernteile 33 und die Schirme 21 in den Kernhalter 12 eingesetzt sind, bilden die unteren Schenkel 33a und die Kernspitzen 33d des oberen Schenkels 33c eine Planfläche mit den sich am weitesten erstreckenden Teilen 45 des Kernhalters 12, wobei diese Planfläche bei der Endmontage des Magnetkopfes mit der Planseite 11b des zentralen Kernhalters 11 ausgerichtet werden kann. Es ist erkennbar, daß durch das Einsetzen der Kernteile 31 sowohl für den Lese- als auch für den Schreibkreis in einen einzelnen Kernhalter (hier Zentral-Kernhalter 11) diesem eine präzisionsbearbeitete Form verliehen und dadurch eine einwandfreie Ausrichtung zwischen Lese- und Schreibkopfteil gewährleistet werden kann. Ohne einen derartigen Kernhalter müßte beim Zusammenbau mindestens eine weitere Fläche ausgerichtet werden, wie im Falle der Planseite 11b und der durch das Einsetzen der Kernteile 3 3 und Schirme 21 in den Kernhalter 12 gebildeten Planfläche. Die Fig. 1, 3 und 4 zeigen den zentralen Kernhalter 11 mit einem über die Unterkante des Gehäuses Io vorstehenden Unterteil 46, das einen Massenanschluß für den Magnetkopf und einen Kabelschutz gegen hohe Impulsfrequenzen bildet. Die Steckerstifte 37 und 39 sind an der Klemmen-

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platte 44 befestigt, die zwischen den Seitenwänden loa und lob verläuft. (Fig. 4)

Beim Zusammenbau des Kopfes werden die Kernteile und Schirme in die jeweiligen Schlitze der Kernhalter 11, 12 und 13 eingeklebt und dann die Planseiten 11a, 11b und die durch die Kernteile 33, Schirme 21 und Teile 45 der Kernhalter 12, 13 gebildete Planfläche auf vollkommene Planarität geläppt und poliert. Anschließend werden die drei Kernhalter in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung montiert und mit den elektrisch abisolierten Klammern 48 und 49 fest zusammengespannt. Die verklammerte Baugruppe wird dann in das Gehäuse Io eingesetzt. In diesem Stadium der Fertigung ist die Oberseite des Magnetkopfes im wesentlichen flach, wird jedoch später durch Schleifen in die gewünschte Form der Bandkontaktfläche gebracht, die als Beispiel in Fig. 2 und 4 gezeigt ist.

Zum Betrieb des Magnetkopfes werden den Stiften 59' und 61 im Kopfleseteil zur Erregung der Spule 63 entsprechende Stromimpulse aufgedrückt. Durch die Erregung der Spule 63 fließt ein Magnetstrom in den die Kernteile 31 und 33 umfassenden Schaltkreis, wodurch in dem Spalt 25 ein geeigneter Aufzexchnungsfluß erzeugt wird. Das starke Flußfeld in dem Spalt 25 bewirkt die Datenaufzeichnung auf dem Magnetband, das dann unmittelbar über den Ablesespalt 25 läuft. Die magnetisierten, den Spalt 25 passierenden Bandteile bewirken einen Stromfluß durch die Schreibkreise mit den Kernteilen 31 und 3 3 und dadurch die Induzierung eines Stromflußes in Spule 35.

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Wenn das vom Kopfschreibteil erzeugte Signal klar verständlich sein soll, darf es nicht von äußeren Signalen aus den anderen Stromkreisen des Magnetkopfes überlagert oder gestört werden, und es muß genau auf den Kopfleseteil ausgerichtet sein, damit die bandgespeicherten Daten exakt wiedergegeben werden. Durch die mit Ausnahme der Kernspitze 33d im wesentlichen über den ganzen oberen Schenkel 33c gezogene Oberwand 41 an den Kernhaltern 12 und 13 wird die Möglichkeit des Sendens oder Empfangens von Fremdsignalen beträchtlich verringert. Der Einsatz eines einzelnen Kernhalters zur Befestigung beider InnenkernteiIe 31 vermindert die Anzahl der zu montierenden Gehäuseteile und sichert somit eine bessere Ausrichtung der Lese- und Schreibteile der einzelnen Kanäle. Ferner wirken die im Kernhalter 11 befindlichen C-förmigen Abschirmungen 23 und 24 so mit dem Gehäuse Io zusammen, daß sie einen kompletten, die einzelnen Lese- und Schreibkopf teile umgebenden Strompfad bilden.

Schließlich werden die Hohlräume zwischen den einzelnen Bauelementen mit flüßigem Epoxydharz 57 ausgegossen, das nach seiner Erstarrung die einzelnen Teile einbettet und in der dargestellten Anordnung unverrückbar festhält. Durch die Kombination der in dem einzelnen und einstückigen Kernhalter 11 befindlichen C-förmigen Schirme 23 und 24 mit der Oberwand 41 der Kernhalter 12 und 13 und den Schirmen 15 - 2o wird der einer genauen Computerfunktion so abträgliche Streufluß wesentlich verringert.

Patentanspruch:

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Claims

- Io -

Patentanspruch:

Magnetkopf mit dicht zusammenliegenden, parallelen Aufzeichnungs- und Wiedergabespalten, gekennzeichnet durch:

a) erste und zweite, im wesentlichen U-förmige, separate, unverbundene und in erste und zweite Kernhalter (12, 13) eingebaute Kernteile (33),

b) einen aus einem nichtmagnetischen Metall einstückig ausgebildeten und mit gegenüberliegenden Parallelseiten ver-

. ■sehenen zentralen Kernhalter (11),

c) erste und zweite, separate, unverbundene und in die Seiten des zentralen Kernhalters eingebaute zentrale Kernteile (31), die zur Bildung eines Schreib- und Lesespalts (25) und zum

. Schließen magnetischer Lese- und Schreibstromkreise jeweils an einem U-förmigen Kernteil (33) anliegen,

d) an den U-förmigen Kernteilen (33) angeordnete Lese- und
Schreibspulen (35),

e) Hilfsmittel einschließlich eines magnetischen äußeren Abschirmgehäuses zwecks Halterung des zentralen Kernhalters
zwischen und in Kontakt mit den ersten und zweiten Kernhaltern,

f) eine durchdringungsfähige, in Schlitzen im ?entralen Kernhalter befestigte Mittelabschirmung, die zwecks Streuflußverringerung zwischen den Lese- und Schreibkreisen zwischen den zentralen Kernhalterseiten und planar damit angeordnet ist,

g) Ausbildung der durchdringungsfähigen Mittelabschirmung
mit einem ersten, im wesentlichen U-förmigen und zwecks

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Zusammenwirkung mit dem Außengehäuse in der Vervollständigung eines Strompfades um den Lesekreis in einem ersten Schlitz angebrachten Schirm (2¹O und einem zweiten, gegenüberliegenden, im wesentlichen U-förmigen und zwecks Zusammenwirkung mit dem Außengehäuse in der Vervollständigung eines Strompfades um den Schreibkreis in einem zweiten Schlitz angeordneten Schirm (23), wobei beide Schirme mit Seitenteilen von den ersten und zweiten Schlitzen aus an dem Außengehäuse entlang bis zu den zentralen Kernhalterseiten hin verlaufen.

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