AT143930B

AT143930B - Magnetkörper, vorzugsweise für Schwachstromzwecke, und Verfahren zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: AT143930B
Authority: AT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1932-04-09
Filing date: 1933-04-10
Publication date: 1935-12-10

Description

Magnetlorper, vorzugsweise für Sehwachstromzweeke, und Verfahren zu seiner Herstellung.
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Feldes wird in vielen Fällen hauptsächlich deswegen vorgenommen, um dem Magnetkörper eine besonders grosse magnetische Stabilität zu verleihen, d. h. eine grosse Unabhängigkeit seiner magnetischen Eigen-
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strom-oder Wechselfelder. Diese Unterteilung quer zur Feldrichtung hat jedoch keinen Einfluss auf die Wirbelstromverluste.

Denn zur Erzielung der magnetischen Stabilität erforderlichen Unterteilungs- bedingungen ist man bisher in der Praxis dadurch nachgekommen, dass man an Stelle des allgemein gebräuchlichen Drahtkernes, welcher nur parallel zur Feldrichtung, nicht aber quer zur Feldrichtung unterteilt ist, einen Magnetkörper aus magnetischen Pulverteilehen aufgebaut hat. Auf diese Weise erhält man eine Unterteilung des Magnetkörpers in allen drei Dimensionen. Ferner ist der sogenannte
Querdrahtkern bekanntgeworden, der aus quer zur Feldrichtung angeordneten Drahtstücken oder aus einem spiralig gewickelten mit Einschnitten versehenen Band besteht.

Auf diese Weise erhält man einen
Kern, der in zwei Dimensionen unterteilt ist. nämlich quer zur Feldrichtung und parallel zur Feldriehtung in der einen Richtung.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die mechanische Unterteilung des Materials eine wesentliche Erschwerung beim Aufbau eines Kernes mit hohem spezifischem Gewicht und mit hoher
Permeabilität bedeutet und dass eine solche mechanische Unterteilung quer zur Feldriehtung nicht erforderlich ist, sondern dass es genügt, dass die Unterteilung quer zur Feldriehtung durch unmagnetische
Schichten erfolgt. Auf Grund dieser Erkenntnis werden gemäss der Erfindung Magnetkörper für Schwach- stromzwecke zwecks Herabsetzung der Wirbelstromverluste aus parallel zur Feldriehtung gerichteten
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unterteilt sind.

Zur Unterteilung des in Form von Drähten, Bändern oder Blechen ausgeführten Magnetkörpers quer zur Feldrichtung werden vorteilhaft unmagnetische Metalle benutzt, um einen metallischen Zusammenhang des Magnetkörpers in Feldriehtung zu erreichen. Man erhält auf diese Weise einen mechanisch sehr dichten und festen Magnetkörper mit Unterteilungsschiehten. die trotz noeh so geringer Stärke eine grosse mechanische Widerstandsfähigkeit besitzen. Auf diese Weise wird es ermöglicht, Magnetkörper in Form von biegsamen Drähten oder Bändern herzustellen, die quer verlaufende unmagnetische Trennschichten enthalten.

Diese Trennschichten sind natürlich dann am wirksamsten, wenn sie das Material (Band oder Draht) durch den ganzen Querschnitt hindurch zusammenhängend durchsetzen.

Aus derartigen Drähten oder Bändern können dann Draht-bzw. Bandkerne hergestellt werden, die infolge der quer zur Feldriehtung verlaufenden unmagnetischen, jedoch elektrisch leitenden Trennschichten eine grosse magnetische Stabilität aufweisen.

Die Herstellung der im Magnetkörper quer zur Feldriehtung verlaufenden unmagnetischen, jedoch elektrisch leitenden Schichten kann in verschiedener Art und Weise erfolgen. So kann man beispielsweise solche Trennschichten dadurch erhalten, dass man dem in flüssigem oder breiigem oder knetbare Zustande
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derart, dass eine inhomogene) Mischung bzw. inhomogene Legierung entsteht. Der in dieser Weise aus einer inhomogenen Mischung oder Legierung gebildete Magnetkörper wird in Draht-, Band-oder Blechform übergeführt, um in dem aus Drähten, Bändern oder Blechen aufgebauten Magnetkern eine elektrische Unterteilung parallel zur Feldrichtung zu erhalten.

Als unmagnetisehe Zusatzmetalle werden vorzugs- weise solche Metalle benutzt, deren Bearbeitbarkeit in Abhängigkeit von der Temperatur annähernd mit der des verwendeten magnetischen Materials, das neben Eisen, Kobalt oder Nickel oder Legierungen dieser drei Metalle sein können, übereinstimmt, beispielsweise Kupfer, Aluminium, Chrom usw. Die in der
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teile können im Material die Form von Schichten, Tröpfchen, Fäden od. dgl. annehmen. Wenn in der hergestellten Mischung die unmagnetischen Bestandteile die Form zusammenhängender Schichten haben, so kann das Material ohne weiteres durch weitere Bearbeitung, wie Walzen, Ziehen usw., zu Drähten, Bändern od. dgl. geformt werden.

Sind aber die unmagnetischen Bestandteile in Form von einzelnen getrennten Partikeln vorhanden, so wird das Material vor seiner endgültigen Formgebung einem Walzprozess od. dgl. unterworfen, um die getrennten Partikel zu zusammenhängenden oder nicht zusammen-
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zu erhalten.

Um einen Magnetkörper mit möglichst hoher Permeabilität zu erhalten, empfiehlt es sieh, den Gehalt an unmagnetischem Material so gering wie möglich zu wählen. Es ist ohne weiteres möglich, mit dem prozentualen Anteil an unmagnetischem Material soweit herunterzugehen, dass dieser Anteil kleiner ist als der an Isoliermaterial oder Hohlräumen, welcher zur Unterteilung des Magnetkörpers parallel zur Feldriehtung erforderlich ist. In diesem Falle wird die Schichtstärke der magnetischen Trennsehiehten klein sein gegen den Abstand der einzelnen Schichten voneinander, u. zw. beispielsweise kleiner als der zehnte Teil des Schichtabstandes.

Die unmagnetisehen Trennsehichten werden zweck-
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in allen Fällen die Stärke der unmagnetischen Trennschichten über die ganze Schichtfläche hinweg von der gleichen Grössenordnung ist.

Ein Spezialfall des angebenen Verfahrens besteht darin, dass die ursprünglich unmagnetischen, aber elektrisch leitenden Schichten durch eine geeignete Nachbehandlung, wie durch chemische Umwandlung, durch ganz oder teilweise Beseitigung, etwa mit Hilfe eines Lösungsmittels, durch Verflüssigung oder Verdampfen, etwa vermittels Erwärmung, mehr oder weniger elektrisch isolierend gemacht werden. Die unmagnetisehen, jedoch elektrisch leitenden Trennsehiehten können beispielsweise durch im Kern induzierte Ströme, etwa durch Schmelzen, Verdampfen oder Verbrennen, vernichtet werden. Die freiwerdenden Hohlräume können unter Umständen mit Isoliermaterial ausgefüllt werden.

Man kann auch in der Weise verfahren, dass man die Kerne zunächst aus zusammenhängendem wickelbarem oder blechförmigem mehr oder weniger homogenem Material zusammensetzt und dann die quer oder geneigt zur Feldrichtung verlaufenden unmagnetischen Trennschichten beseitigt bzw. vorhandene feine Spalte oder Risse künstlieh vergrössert. Solche feine Risse werden schon durch die natürlichen Grenzschichten zwischen den Körnern des magnetischen Materials gebildet. Diese Grenzschichten lassen sieh auf mechanischem Wege, z. B. durch Erschütterung, auf thermischem Wege, z. B. durch interkristalline Ausscheidungen, und ferner auf chemischem Wege, z.

B. durch Gasreaktionen, Oxydationen usw.. vergrössern, wodurch eine Vergrösserung des Kornabstandes und damit eine wirksame Unterteilung quer bzw. senkrecht zur Feldrichtung hervorgerufen wird.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, den Magnetkörper in Draht-, Bandoder Blechform aus magnetisierbaren Pulverteilchen aufzubauen. Zur Herstellung derartiger Magnetkörper kann man das magnetisierbare Pulver etwa auf galvanischem oder anderem Wege mit einem unmagnetischen, jedoch elektrisch leitenden Material überziehen oder aber das magnetisierbare Pulver trocken mit sehr fein verteiltem unmagnetischem Pulver mischen. Die Mischung des magnetisierbaren Pulvers mit dem unmagnetisehen Material wird in kaltem oder erhitztem Zustande auf mechanischem Wege durch Hämmern, Walzen, Pressen mit niedrigen oder sehr hohen Drucken verarbeitet.

Im folgenden wird noch ein weiteres Verfahren angegeben, um wickelbares Material mit querverlaufenden unmagnetisehen, jedoch elektrisch leitenden Trennsehichten zu erhalten. Zunächst wird ein aus geschichtetem magnetischem und unmagnetischem Material bestehender Körper hergestellt, wobei
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Schichten. Ein derartiger Körper wird in Form von Zylindern od. dgl. zerlegt, deren Achsen senkrecht oder geneigt zu den magnetischen und unmagnetischen Schichten verlaufen. Diese zylindrischen Körper werden dann in bekannter Weise in Richtung der Achse gewalzt bzw. gezogen oder auf beliebige andere Weise zu wickelbarem Material verarbeitet.

Die Erfindung soll an Hand der Fig. 1-3 näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt ein aus einem magnetischen Material bestehendes Band, das erfindungsgemäss quer zur Feldrichtung durch unmagnetische, jedoch elektrisch leitende Schichten unterteilt ist. Die Feldriehtung ist durch einen Pfeil angedeutet, während die unmagnetischen Schichten durch die quer zur Feldrichtung verlaufenden punktierte Linien dargestellt sind.

Die Fig. 2 zeigt einen magnetischen Draht, der aus vielen magnetischen Einzelteilchen hergestellt ist, die durch unmagnetische, jedoch elektrisch leitende Schichten voneinander getrennt sind. Ebenso wie in der Fig. 1 ist die Feldriehtung durch einen Pfeil und die unmagnetisehen Schichten durch die punktierte Linien dargestellt. Da der Draht aus vielen magnetischen Einzelteilchen besteht, verlaufen die unmagnetischen, jedoch elektrisch leitenden Schichten nicht nur quer zur Feldriehtung, sondern zum Teil auch in andern Richtungen.

Die einzelnen magnetischen Teilchen sind durch die unmagnetischen. jedoch elektrisch leitenden Schichten metallisch miteinander verbunden, so dass der Draht einem Walzoder Ziehprozess sowie Biegungsbeanspruchungen unterworfen werden kann, ohne dass der Draht bricht.

Dies ist wichtig, um den Draht zu Magnetkernen wickeln zu können.

Die Fig. 3 zeigt einen Magnetkern, der aus einem magnetischen Band hergestellt ist, wie es in der Fig. 1 näher dargestellt ist. Die Feldrichtung ist wiederum durch einen Pfeil angedeutet. Man erkennt ohne weiteres, dass die durch die punktierten Linien dargestellten unmagnetisehen, jedoch elektrisch leitenden Schichten stets quer zur Feldriehtung verlaufen.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Aus Drähten, Bändern oder Blechen hergestellter Magnetkern, vorzugsweise für Schwachstromzwecke, der zur Erhöhung der magnetischen Stabilität quer zur Feldrichtung durch unmagnetische Schichten und zur Herabsetzung der Wirbelstromverluste auch parallel zur Feldriehtung unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Feldrichtung verlaufenden unmagnetischen Schichten die magnetischen Bestandteile des Magnetkern metallisch verbinden.

Claims

2. Magnetkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Unterteilungsabstände quer zur Feldrichtung grösser sind als die elektrischen Unterteilungsabstände parallel zur Feldrichtung.

3. Magnetkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der quer zur Feldrichtung angeordneten unmagnetischen Trennschichten weniger als ein Zehntel des gegenseitigen Abstandes der Trennschichten beträgt. EMI3.1 leitende Bestandteile in Form von Schichten enthält, welche mit den magnetischen Bestandteilen eine inhomogene Mischung bzw. inhomogene Legierung bilden.

5. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkörpers nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Material in flüssigem oder breiigem oder knetbarem Zustande mit dem unmagnetisehen Material so untermischt wird. dass im Material Schichten, Tröpfchen, Fäden od. dgl. von unmagnetisehem Material entstehen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkörper vor dem Auswalzen in Draht-, Band- oder Blechform einer mechanischen Bearbeitung, z. B. einem Walzprozess, unterworfen wird, um die getrennten Partikel usw. zu zusammenhängenden oder nicht zusammenhängenden Schichten auszubreiten.

7. Verfahren zur Herstellung der quer zur Feldriehtung verlaufenden unmagnetischen, jedoch elektrisch leitenden Schichten bei einem Magnetkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass EMI3.2 Wege, z. B. durch interkristalline Ausscheidungen.

8. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass magnetisierbare Pulverteilchen in Mischung mit unmagnetischem Material in kaltem oder erhitztem Zustande mechanisch verarbeitet werden, beispielsweise durch Hämmern, Walzen oder Pressen unter hohem Druck.

9. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass magnetisierbares Pulver, das zur Verarbeitung zu Band, Blech oder Draht bestimmt ist, auf galvanischem oder anderem Wege mit einem unmagnetisehen Material überzogen wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkörpers nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass zwecks Herstellung von wickelbarem Material ein aus geschichtetem magnetischem und nicht magnetischem Material bestehender Körper zunächst in zylindrische Körper zerlegt wird, deren Achse senkrecht oder geneigt zu den nicht magnetischen Schichten verläuft, worauf die zylindrischen Körper in Richtung der Achse gewalzt bzw. gezogen oder auf beliebige andere Weise zu wickelbarem Material verarbeitet werden.

11. Magnetkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der quer zur Feldrichtung angeordneten unmagnetisehen Trennschichten kleiner als 0'1 mm. vorteilhaft aber kleiner als 0'01 mm ist.