BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kernes für einen Magnetkopf, der zur Aufzeichnung, Wiedergabe oder Löschung von Daten auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger geeignet ist.
Es sind insbesondere zwei verschiedene Ausführungen von solchen Kernen bekannt. Einerseits sind dies die Kerne die aus einem einzigen Stück Eisen oder Ferrit bestehen und andererseits sind dies die Kerne welche aus mehreren dünnwandigen Lagen eines Metalls bestehen, die voneinander durch Lagen eines isolierenden Materials getrennt sind. Je nach dem gewählten Aufbau für einen solchen Kern, einstückig oder in Schichten, stehen Metalle mit unterschiedlichen Eigenschaften zur Verfügung. Metalle mit besonders hoher Sättigungsinduktion wie dies für amorphe Metalle zutrifft, sind beispielsweise zur Zeit nur in dünnen Schichten erhältlich. Die Erfindung betrifft deshalb Kerne die aus solchen Lagen oder Schichten eines Metalls aufgebaut sind. Dabei ist es allgemein üblich, diese Lagen im wesentlichen parallel zu einer Ebene anzuordnen, die die grösste Ausdehnung des Kernes enthält.
Aus der US-Patentschrift Nr. 4 488 195 ist ein Verfahren zur Herstellung solcher, aus Lagen von Metall aufgebauter Kerne bekannt. Dabei werden in einem ersten Schritt einzelne Lagen aus einem Blech ausgeschnitten. Diese Lagen weisen die charakteristische Form des Kernes auf. Die so entstandenen einzelnen Kernbleche werden in einem zweiten Schritt zusammen mit entsprechenden Elementen, die aus einer Abstandsschicht bestehen gestapelt und möglichst genau ausgerichtet. Der so entstandene Stapel wird gepresst und eventuell gehärtet.
Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, dass es schwierig ist sehr dünne Lagen eines Metalls einzeln auszuschneiden oder zu stanzen. Die grösste Gefahr dabei besteht darin, unsaubere Ränder zu erhalten. Dies ist aber für die Anwendung dieser Bleche in einem Kern nicht brauchbar. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass diejenigen Metalle die gute magnetische Eigenschaften aufweisen, eben schlecht zu bearbeiten sind. Ferner bedarf die Handhabung solcher kleindimensionierter dünner Lagen grosser Sorgfalt, was das Herstellungsverfahren insgesamt schwierig gestaltet.
Die Erfindung wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe ein einfaches, wirtschaftliches und unproblematisches Verfahren zur Herstellung von Kernen für Magnetköpfe zu schaffen.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass das Material bei der Verarbeitung nicht stark beansprucht wird. Deshalb besteht auch kaum die Gefahr, dass die magnetischen Eigenschaften des Metalls beeinträchtigt werden. Da die Bearbeitung einzelner Bleche entfällt, ergibt sich dadurch eine kleinere Anzahl einzelner Operationen.
Die einzelnen Blechelemente die zusammen einen Kern bilden, können genauer ausgerichtet werden und Abstände zwischen den einzelnen Blechen eines jeden Kernes stimmen für eine grössere Anzahl von Kernen besser überein. Ein zusätzlicher magnetischer Vergütungsprozess ist ebenfalls leichter und mit Aussicht auf ein besseres Ergebnis an einer Gruppe von Kernen durchzuführen, bevor die Kerne vereinzelt werden. Erfolgt das Herausschneiden der Kerne durch Erosion, insbesondere durch Drahterodieren, so können auch sehr harte Metalle oder Metalllegierungen für den Kern verwendet werden und es entstehen keine unsauberen Schnittflächen. Die Form der Kerne ist in diesem Falle vorprogrammiert und somit als Software in der Steuerung der Erodiermaschine gespeichert.
Die Form der Kerne kann somit auch leicht geändert werden, was es mit diesem Verfahren erlaubt auch kleine Serien wirtschaftlich herzustellen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einiger Verfahrensschritte,
Fig. 2 und 3 je ein mögliches Zwischenprodukt aus diesen Verfahrensschritten,
Fig. 4 einen Teil eines gemäss dem Verfahren hergestellten Kernes und
Fig. 5 und 6 zeigen Verfahrensschritte zur Herstellung von Kernen durch Drahterosion.
Figur 1 zeigt schematisch erste Verfahrensschritte. Wickel 1 bis 7 enthalten dünnwandige Bänder 8 bis 14 eines magnetisch leitenden Materials, die einem Rollenpaar 15 zugeführt werden.
Das Rollenpaar 15 ist in an sich bekannter Weise angetrieben.
Auf ihrem Weg zum Rollenpaar 15 werden die Bänder 8 bis 14 mit einer Abstandsschicht 16 versehen. Diese kann beispielsweise flüssig aufgetragen und mit einer Rolle 17 geglättet werden, wie das bei 18 gezeigt ist. Anschliessend erstarrt sie auf ihrem Weg zum Rollenpaar 15. Die Abstandsschicht 16 kann auch von einem Wickel 19 abgerollt und auf das Band 11 aufgelegt werden. Die Abstandsschicht kann auch aus einer Düse 20 auf das Band 13 aufgespritzt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Bänder und die Abstandsschicht zusammen auf einem Wickel bereitzustellen und sie dann zusammen dem Rollenpaar zuzuführen.
Wie auch immer eine solche Abstandsschicht 16 aufgebracht wird, geschieht dies für jedes Band 8 bis 14, eventuell mit Ausnahme eines der beiden äussersten Bänder 8 und 14. Zwischen den Bändern 8 bis 14 muss aber auf jedem Fall je eine Abstandsschicht 16 vorhanden sein, so dass immer ein Band oder eine Lage aus magnetisch leitendem Material gegenüber dem nächsten Band durch die Abstandsschicht elektrisch isoliert ist.
Durch das Rollenpaar 15 werden die Bänder und die Abstandsschichten zusammengepresst und eine Wärmebehandlung kann ebenfalls folgen. Dies um den Klebstoff, den die Abstandsschicht 16 enthält oder der in bekannter Weise mit, aber neben der Abstandsschicht 16 aufgetragen wird zu trocknen und auszuhärten. Daraus entsteht ein Strang 21 aus dem durch an sich bekanntes Ablängen Stapel oder Barren 22 entstehen, wie sie in den Figuren 2 und 3 teilweise dargestellt sind. Die Höhe 50 dieses Stranges, beziehungsweise die Anzahl der vereinigten Lagen aus magnetisch leitendem Material ist vorzugsweise so zu wählen, dass diese ungefähr der Breite oder Höhe einer Spur auf einem Aufzeichnungsträger entspricht.
Es ist auch möglich einen Stapel aus Flächengebilden herzustellen, die in irgendeiner Form vorliegen. Diese Flächengebilde bestehen aus magnetisch leitendem Material und eventuell auch aus isolierendem Material für die Abstandsschichten, falls die Abstandsschichten nicht direkt auf die Flächengebilde aus magnetisch leitendem Material aufgebracht werden. Eine Behandlung des Stapels zur Festigung des Stapels, wie zum Beispiel durch Pressen oder Wärmebehandlung ist vorteilhaft. Wichtig ist, dass Stapel gebildet werden die das Kern-Material bilden, bevor dem Kern-Material die Form der Kerne verliehen wird.
Figur 2 zeigt somit einen Teil eines solchen Stapels 22, der der übersichtlicheren Darstellung wegen eine beschränkte Anzahl Lagen 23 bis 27 aus einem magnetisch leitenden Material aufweist. Diese Anzahl stimmt nicht überein mit der Anzahl der Lagen oder Bänder wie sie in der Figur 1 gezeigt ist. Dazwischen sind Abstandsschichten 28 bis 30 angeordnet. Aus diesem Stapel 22 werden nun entlang der Linien 31 bis 38 Kerne 39, 40, 41 herausgearbeitet. In die Kerne 39, 40 und 41 kann nun durch einen weiteren Schnitt entlang der Linie 43 wie es für den Kern 40 eingezeichnet ist, ein Spalt 51 eingeschnitten werden. Oder die Kerne 39, 40 und 41 werden entlang einer Linie 42 wie sie für den Kern 39 eingezeichnet ist in zwei Kernhälften 39a und 39b getrennt. Dadurch entstehen unter sich gleiche Kernhälften 44 wie sie Figur 4 zeigt.
Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung der Kernhälften 44 ist aus der Figur 3 ersichtlich. Diese entstehen, indem entlang Linien 45, 46, 47, 48 usw. geschnitten wird.
Der durch einen Schnitt entlang der Linie 43 (Fig. 2) erzeugte Spalt 51, wird anschliessend mit einer Spaltabstandsschicht ausgefüllt.
An den Kernhälften 44 wird eine Fläche 49, welche als Begrenzungsfläche für den Spalt 51 vorgesehen wird, über dem im Betrieb ein Magnetfeld erzeugt werden soll, bearbeitet, zum Beispiel geläppt. Dann wird in an sich bekannter Weise eine Spaltabstandsschicht aufgebracht, beispielsweise aufgedampft.
Diese Spaltabstandsschicht ist bekannterweise ein Isolator.
Solche Kernhälften werden später in an sich bekannter Weise paarweise in einem Kopfträger eingesetzt, so dass sie zusammen einen Kern bilden mit einem Spalt für das Magnetfeld.
Besonders günstig ist es je zwei zusammengehörende Kernhälften 39a und 39b, die aus demselben Kern 39 durch Teilung entstanden sind, wieder zu einem Kern zu vereinen. Dies nachdem man in an sich bekannter Weise die Flächen 49 für den Spalt 51 bearbeitet und beschichtet hat und nachdem man eine Wicklung mindestens auf die eine der Kernhälften aufgebracht hat. Dadurch erreicht man, dass sich die einzelnen Lagen 23, 24, 25, 27 usw. des Kernes 39 an den Schnittflächen genau gegenüberstehen. Dadurch werden Verluste im Magnetkreis, der durch den Kern und den Spalt gebildet wird, vermieden.
Aus Figur 5 ist ersichtlich, wie durch an sich bekanntes Drahterodieren Kernhälften 52 und 53 aus einem Stapel 22 herausgeschnitten werden können. Dazu wird der Draht 54, der sich kontinuierlich in seiner Längsrichtung entsprechend einem Pfeil 55 bewegt, auch senkrecht zu dieser Längsrichtung in den Stapel hineinbewegt. Er folgt dabei einem Weg wie er durch Pfeile 56 angedeutet ist. Ist einmal eine beliebige Anzahl solcher Kopfhälften 52, 53 herausgeschnitten, so halten sie immer noch an Stegen 57, 58 am Stapel 22. Dann wird der Draht entlang einer Linie 59 an einen Ausgangspunkt 60 zurückbewegt.
Somit können die Kernhälften 52, 53 herausfallen.
Ähnlich wie aus Figur 5 bekannt, wird vorgegangen um ganze Kerne herauszuschneiden. Dies ist in Figur 6 gezeigt. Der Draht 54 folgt den Pfeilen 61 und erreicht der Reihe nach Stellen 62, 63, 64, 63, 62, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 70, 69, 72.
Dann sind im wesentlichen zwei Kerne 73 und 74 herausgeschnitten. Sie sind aber noch nicht vollständig vom Stapel 22 getrennt. Dies ist dann der Fall, wenn der Draht 54 zur Ausgangsstelle 75 entlang einer Linie 76 zurückbewegt worden ist.
Wenn gewünscht, kann der Draht 54 auch ausgehend von der Stelle 71 zur Stelle 77 hin- und zurückbewegt werden. Damit wird der Kern 74 in zwei Kernhälften geteilt. Während der Draht 54 entlang Strecken 78 und 79 gemäss Figur 6 und entlang Strecken 80 und 81 gemäss Figur 5 bewegt wird, entstehen Begrenzungsflächen für den Spalt des Magnetkopfes.
Die übliche Anordnung eines Kernes eines Magnetkopfes zu einem Aufzeichnungsträger besteht darin, dass die Ebene die die grössten Dimensionen des Kernes enthält, beispielsweise eine Ebene 82 (Fig. 6) senkrecht auf der Ebene des Aufzeichnungsträgers steht, die beispielsweise durch eine Senkrechte 83 auf die Ebene 82 und eine Linie 84 aufgespannt, dargestellt ist.
Es ist aber manchmal vorteilhaft die Ebene 82 zur Ebene des Aufzeichnungsträgers zu neigen. Zur Herstellung solcher geneigt einzubauender Kerne muss der Draht der Erodiermaschine lediglich um einen Winkel alpha aus der Ebene 83, 84 heraus geneigt werden.
Ebenso kann es wünschbar sein einen Kern so auszubilden, dass seine beiden Kernhälften nicht in einer Ebene liegen, wenn sie einmal in einem Kopfträger eingebaut sind. Zu diesem Zweck wird ganz einfach der Draht 54 in einer Ebene, welche durch eine Senkrechte 85 auf die Ebene 82 und die Linie 59 gebildet wird, um einen Winkel beta geneigt. Dies für alle Kernhälften in gleichem Masse und in gleicher Richtung.
Die Form der Kerne oder der Kernhälften wird in die an sich bekannte Steuerung der Erodiermaschine eingegeben und gespeichert. Dies versetzt die Erodiermaschine in die Lage, beispielsweise den Draht (bei einer Drahterodiermaschine) so zu steuern, dass die gewünschten Formen der Kerne herausgeschnitten werden können.
Es ist ferner auch denkbar, dass zum Erodieren mehrere der genannten Stapel aufeinander gelegt werden, so dass Kerne in einem einzigen Arbeitsgang herausgeschnitten werden. Dabei entstehen mehrere Kerne, während der Draht die Stellen 75, 62, 63, 64, 63, 62, 65, 66 und 75 anläuft.
DESCRIPTION
The invention relates to a method for producing a core for a magnetic head which is suitable for recording, reproducing or erasing data on a magnetic recording medium.
In particular, two different versions of such cores are known. On the one hand these are the cores which consist of a single piece of iron or ferrite and on the other hand these are the cores which consist of several thin-walled layers of a metal which are separated from one another by layers of an insulating material. Depending on the structure chosen for such a core, in one piece or in layers, metals with different properties are available. Metals with particularly high saturation induction, as is the case for amorphous metals, are currently only available in thin layers, for example. The invention therefore relates to cores which are composed of such layers or layers of a metal. It is common practice to arrange these layers essentially parallel to a plane that contains the greatest extent of the core.
From US Pat. No. 4,488,195 a process for the production of such cores made of layers of metal is known. In a first step, individual layers are cut out of a sheet. These layers have the characteristic shape of the core. The individual core sheets created in this way are stacked in a second step together with corresponding elements, which consist of a spacer layer, and aligned as precisely as possible. The resulting stack is pressed and possibly hardened.
The disadvantage of this known method is that it is difficult to cut or punch very thin layers of a metal individually. The biggest danger is getting unclean edges. However, this is not useful for the use of these sheets in a core. Another difficulty is that those metals that have good magnetic properties are difficult to machine. Furthermore, the handling of such small-sized thin layers requires great care, which makes the manufacturing process difficult overall.
The invention as characterized in the claims solves the problem of creating a simple, economical and unproblematic method for producing cores for magnetic heads.
The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the material is not subjected to great stress during processing. Therefore there is hardly any risk that the magnetic properties of the metal will be impaired. Since there is no need to process individual sheets, this results in a smaller number of individual operations.
The individual sheet metal elements that form a core can be aligned more precisely and the distances between the individual sheets of each core correspond better for a larger number of cores. An additional magnetic tempering process is also easier and is likely to be performed on a group of cores before the cores are separated, with the prospect of a better result. If the cores are cut out by erosion, in particular by wire EDM, very hard metals or metal alloys can also be used for the core and there are no unclean cut surfaces. In this case, the shape of the cores is preprogrammed and thus stored as software in the control of the eroding machine.
The shape of the cores can therefore also be easily changed, which allows small series to be produced economically with this process.
The invention is explained in more detail below with the aid of drawings which illustrate only one embodiment. It shows:
1 is a schematic representation of some process steps,
2 and 3 each a possible intermediate product from these process steps,
Fig. 4 shows a part of a core produced according to the method and
5 and 6 show process steps for the production of cores by wire erosion.
Figure 1 shows schematically first process steps. Coils 1 to 7 contain thin-walled strips 8 to 14 of a magnetically conductive material, which are fed to a pair of rollers 15.
The pair of rollers 15 is driven in a manner known per se.
On their way to the pair of rollers 15, the belts 8 to 14 are provided with a spacer layer 16. This can, for example, be applied in liquid form and smoothed with a roller 17, as is shown at 18. It then solidifies on its way to the pair of rollers 15. The spacer layer 16 can also be unrolled from a winding 19 and placed on the belt 11. The spacer layer can also be sprayed onto the belt 13 from a nozzle 20. Another possibility is to provide the tapes and the spacer layer together on a roll and then to feed them together to the pair of rolls.
However such a spacer layer 16 is applied, this is done for each band 8 to 14, possibly with the exception of one of the two outermost bands 8 and 14. However, a spacer layer 16 must always be present between the bands 8 to 14, so that a band or a layer of magnetically conductive material is always electrically insulated from the next band by the spacer layer.
The strips and the spacer layers are pressed together by the pair of rollers 15 and a heat treatment can also follow. This in order to dry and harden the adhesive which the spacer layer 16 contains or which is applied in a known manner with but next to the spacer layer 16. This results in a strand 21 from which stacks or bars 22, as are partially shown in FIGS. The height 50 of this strand, or the number of combined layers of magnetically conductive material, should preferably be selected so that it approximately corresponds to the width or height of a track on a recording medium.
It is also possible to make a stack of sheets that are in any shape. These flat structures consist of magnetically conductive material and possibly also of insulating material for the spacer layers if the spacer layers are not applied directly to the flat structures made of magnetically conductive material. Treatment of the stack to secure the stack, such as by pressing or heat treatment, is advantageous. It is important that stacks are formed which form the core material before the core material is given the shape of the cores.
FIG. 2 thus shows a part of such a stack 22, which for the sake of clarity has a limited number of layers 23 to 27 made of a magnetically conductive material. This number does not match the number of layers or strips as shown in FIG. 1. Spacer layers 28 to 30 are arranged in between. Cores 39, 40, 41 are now worked out from this stack 22 along lines 31 to 38. A gap 51 can now be cut into the cores 39, 40 and 41 by a further cut along the line 43 as shown for the core 40. Or the cores 39, 40 and 41 are separated into two core halves 39a and 39b along a line 42 as shown for the core 39. This results in the same core halves 44 as shown in FIG. 4.
A further possibility for producing the core halves 44 can be seen in FIG. 3. These are created by cutting along lines 45, 46, 47, 48, etc.
The gap 51 created by a cut along line 43 (FIG. 2) is then filled with a gap spacing layer.
A surface 49, which is provided as a boundary surface for the gap 51, over which a magnetic field is to be generated during operation, is machined, for example lapped, on the core halves 44. Then a gap spacer layer is applied, for example vapor-deposited, in a manner known per se.
This gap spacing layer is known to be an insulator.
Such core halves are later used in a manner known per se in pairs in a head carrier, so that they together form a core with a gap for the magnetic field.
It is particularly favorable to combine two core halves 39a and 39b that belong together and that have arisen from the same core 39 by division to form a core again. This is done after the surfaces 49 for the gap 51 have been processed and coated in a manner known per se and after a winding has been applied to at least one of the core halves. It is thereby achieved that the individual layers 23, 24, 25, 27 etc. of the core 39 face each other exactly at the cut surfaces. This avoids losses in the magnetic circuit formed by the core and the gap.
FIG. 5 shows how core halves 52 and 53 can be cut out of a stack 22 by wire EDM, which is known per se. For this purpose, the wire 54, which moves continuously in its longitudinal direction according to an arrow 55, is also moved into the stack perpendicular to this longitudinal direction. He follows a path as indicated by arrows 56. Once any number of such head halves 52, 53 have been cut out, they still stop at webs 57, 58 at stack 22. Then the wire is moved back along line 59 to a starting point 60.
The core halves 52, 53 can thus fall out.
Similar to FIG. 5, the procedure is to cut out entire cores. This is shown in Figure 6. The wire 54 follows the arrows 61 and in turn reaches positions 62, 63, 64, 63, 62, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 70, 69, 72.
Then essentially two cores 73 and 74 are cut out. However, they are not yet completely separated from the stack 22. This is the case when the wire 54 has been moved back to the exit point 75 along a line 76.
If desired, wire 54 can also be moved back and forth from location 71 to location 77. The core 74 is thus divided into two core halves. While the wire 54 is moved along sections 78 and 79 according to FIG. 6 and along sections 80 and 81 according to FIG. 5, boundary surfaces are created for the gap of the magnetic head.
The usual arrangement of a core of a magnetic head to a record carrier is that the plane which contains the largest dimensions of the core, for example a plane 82 (FIG. 6) is perpendicular to the plane of the record carrier, which is perpendicular to the plane, for example, by a perpendicular 83 82 and a line 84 spanned is shown.
However, it is sometimes advantageous to incline level 82 to the level of the record carrier. To produce such cores to be installed at an incline, the wire of the eroding machine only has to be inclined out of the plane 83, 84 by an angle alpha.
It may also be desirable to form a core so that its two core halves are not in one plane once they are installed in a head carrier. For this purpose, the wire 54 is simply inclined by an angle beta in a plane which is formed by a perpendicular 85 to the plane 82 and the line 59. This applies to all core halves to the same extent and in the same direction.
The shape of the cores or the core halves is entered and stored in the control of the EDM machine known per se. This enables the EDM machine to control, for example, the wire (in the case of a wire EDM machine) so that the desired shapes of the cores can be cut out.
It is also conceivable that several of the stacks mentioned are placed on top of one another for eroding, so that cores are cut out in a single operation. This creates several cores, while the wire starts at positions 75, 62, 63, 64, 63, 62, 65, 66 and 75.