AT149525B - Verfahren zur Herstellung von magnetischem Material für Hochfrequenzzwecke. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von magnetischem Material für Hoehfrequenzzweeke. 



   Vorliegende Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur schnellen und einfachen Massenfertigung von magnetischen Formkernen insbesondere für die Hochfrequenztechnik. 



   Es ist bereits bekannt, derartige Massekerne aus einer Mischung von Magnetpulver und einem warmflüssigen Bindemittel zu pressen. Jedoch wurden die Möglichkeiten, welche die Verwendung warmflüssiger Bindemittel in bezug auf die kontinuierliche Herstellung kleiner Magnetkerne, z. B. für
Radioempfänger, in Massenfertigung bietet, bisher nicht erkannt. Die vorliegende Erfindung weist erstmalig einen Weg zur Ausnutzung dieser Möglichkeit und betrifft ein Verfahren zur maschinellen, kontinuierlichen Herstellung grosser Mengen kleiner gleichartiger Massekerne aus Magnetpulver und einem warmflüssigen isolierenden Bindemittel. 



   Nach der Erfindung wird die aus einer innig gemischten aus Magnetpulver und einem thermoplastischen isolierenden Bindemittel bestehende Magnetmasse aus einem Vorratsbehälter durch eine die Form abschliessende Düsenplatte bei flüssigem oder plastischem Zustande des Bindemittels in die Form gepresst und in dieser unmittelbar durch Abkühlen verfestigt. Auf diese Weise gelingt es, von einer grossen, unter kritischen Bedingungen aufbereiteten und gehaltenen Vorratsmasse in einem Arbeits- gang definierte Quanten zu entnehmen und sofort unter   lückenloser   Füllung der Form in die gewünschte
Gestalt zu bringen, zu verfestigen und aus der Form zu entnehmen, so dass ein geschlossener Kreisprozess entsteht. 



   Da die Form von der erwärmt gehaltenen Vorratsmasse durch die Düsenplatte getrennt ist, kann die Kernmasse in der Form schnell abgekühlt und verfestigt werden. Die mechanische Abtrennung der verformten Masse von der Vorratsmasse bereitet keine Schwierigkeiten, da die Verbindung nur durch einige dünne Massefäden hergestellt ist, die leicht zerstört werden können. Die Entnahme des Formlings aus der Form gestaltet sich sehr einfach, da die Masse beim Einspritzen an den Formwänden schnell erstarrt, nicht anbackt und eine glatte Oberfläche erhält. 



   Es entsteht so ein kontinuierlicher Prozess und es können mit verhältnismässig einfachen mechanischen Mitteln in kurzer Zeit hohe   Stückzahlen   hergestellt werden. Da die Formgebung unter   Flüssig-   keitsdruck erfolgt, wird die Isolierung zwischen den Partikeln nicht gefährdet. Ebenfalls ist die Formabnutzung aus diesem Grunde gering und es gelingt, verhältnismässig komplizierte Magnet-Formteile herzustellen, die bisher nicht oder nur mit unverhältnismässigem Aufwand hergestellt werden konnten. 



   Man sollte zunächst annehmen, dass das beschriebene, dem Metallspritzguss ähnliche Verfahren für die Herstellung von Massekernen aus Eisenpulver wenig brauchbar ist, da es sich hier nicht um eine flüssige Schmelze handelt und das Verspritzen des mit dem Bindemittel versehenen Magnetpulvers in Anbetracht der verhältnismässig engen Düsenöffnungen und der Gefahr der Entmischung beim Durchtritt durch die Düsen problematisch erscheint. Auch wäre anzunehmen gewesen, dass die Permeabilität sowie die Gleichmässigkeit der Magnetstruktur zu wünschen übrig lassen würde. Daher ist man offenbar früher an dieser Möglichkeit der Massekernherstellung vorübergegangen.

   Die Versuche haben aber ergeben, dass alle diese Bedenken unbegründet sind und man nach einmaliger genauer Einstellung und Einrichtung der Vorrichtung für den jeweils herzustellenden Kern und bei genauer Einhaltung   und Überwachung   der Temperatur-und sonstigen Bedingungen zu überraschend guten Ergebnissen gelangt, u. zw. sowohl in bezug auf Güte und   Gleichmässigkeit   der mechanischen und elektrischen Eigenschaften derartiger Kerne, als auch hinsichtlich der Einfachheit und Sicherheit des Verfahrens. 



  Auch der Vorschlag, nach dem Metallzerstäubungsverfahren ein Gemisch von Eisen und Glas od. dgl. 

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 in fein verteiltem Zustand auf einer Unterlage niederzuschlagen und so einen Magnetkern herzustellen, konnte keine Anregung zu vorliegendem Verfahren bieten. 



   Durch Anwendung von Bindemitteln mit möglichst hohem   Erweichungs-bzw. Schmelzpunkt   gelingt es, Kerne herzustellen, die eine praktisch vollkommen ausreichende Temperaturbeständigkeit (bis über 100  C) besitzen. Derartige Kerne weisen sogar unter Umständen eine grössere mechanische Festigkeit auf als die mit Lacken verfestigten Kerne. Als Bindemittel können solche Materialien verwendet werden, die bei guten isolierenden Eigenschaften einen möglichst hohen   Erweiehungs-bzw.   



   Schmelzpunkt besitzen und genügend dünnflüssig sind, um die   Zwischenräume   zwischen den Magnetpartikeln gut   auszufüllen   und den eigenartigen der Erfindung entsprechenden Verformungsvorgang möglichst zu   erleichtern. Natürlich   dürfen nur solche Mittel verwendet werden, die keine nachteilige chemische Reaktion mit dem Eisenpulver aufweisen. Beispielsweise kann man Paraffin, Ceresin und Wachse verwenden, die allerdings für sich allein einen verhältnismässig niedrigen Schmelzpunkt besitzen. 



  Besser geeignet sind die verschiedensten bei Anwendung von Wärme, besonders von Temperaturen von 80 bis etwa   2500 C erweichenden   bzw. flüssig werdenden Harze verschiedener Herkunft (z. B. Kolophonium). Auch durch Polymerisation entstandene Kunstharze,   z.   B. sogenannte Cumaronharze, die durch Polymerisation aus Solventnaphta entstehen und einen hohen Schmelzpunkt bis 200  und darüber besitzen, sind verwendbar. Diese Harze können rein verwendet werden oder aber mit entsprechenden Zusätzen, wie z. B. geringen Beimischungen von Paraffin und Ceresin, die das Mittel dünnflüssig und elastisch machen. Man kann dem Bindemittel z. B. bis zu ein Zwanzigstel seines Gewichtes Ceresin oder Paraffin zusetzen und 1 Gewichtsteil dieses Gemisches auf 3 bis 5 Gewichtsteile Magnetpulver verwenden. 



   Auch Peche und Asphalte sind teilweise verwendbar, sofern sie genügend dünnflüssig gemacht werden können. Man kann denselben kleine Mengen Schwefel, etwa 5%, beimengen, wodurch ihr Schmelzpunkt auf über 100  C zu liegen kommt. Auch reiner Schwefel kann Anwendung finden, sofern nachteiligen chemischen Reaktionen mit dem Eisenpulver vorgebeugt wird. Bei Mischung von 1 Gewichtsteil Schwefel mit   2'5   Gewichtsteilen Magnetpulver, die bei   115-140  C   miteinander vermengt werden, entsteht ein mechanisch ausserordentlich fester und wärmebeständiger Kern mit sehr geringen Verlusten und einer Permeabilität zwischen 10-13. 



   Ferner ergabe sich günstigen Resultate durch Verwendung fester Kohlenwasserstoffe, welche den Vorteil aufweisen, dass sie geringe Verluste besitzen, z. B. kommen gechlorte feste Naphtaline, die durch teilweise Ersetzung des Wasserstoffes durch Chlor höher schmelzend gemacht wurden, in Frage. Derartige Stoffe sind in der Wärme sehr dünnflüssig, ihr Erweichungspunkt und Schmelzpunkt fällt fast zusammen und sie besitzen grosse Klebkraft und infolge des Ineinandergreifens der Kristalle grosse Elastizität, dabei sind die elektrischen Eigenschaften hinsichtlich der Isolierungswirkung ausserordentlich gut. 



   Man kann besonders bei Verwendung von Bindemitteln, deren Erweichungspunkt nicht mit dem Schmelzpunkt zusammenfällt, die also allmählich aus dem festen in den flüssigen Zustand übergehen, auch in der Weise vorgehen, dass man zunächst das Isoliermittel im flüssigen Zustand mit dem Magnetpulver vermengt, während die Verformung bei einer niedrigeren Temperatur vorgenommen wird, bei der das Isoliermittel bzw. die Mischung von Magnetpulver und Isoliermittel eine plastische Konsistenz besitzt. Dies bietet den Vorteil, dass die isolierende Bindeschicht zwischen den Partikeln bereits eine grössere Widerstandsfähigkeit gegen   Durchstossen   bietet, so dass die Anwendung schwacher   Verformungsdrucke möglich   wird, ohne dass metallischer Kontakt zwischen den Partikeln entsteht. 



   Das Verfahren bietet den besonderen Vorteil, dass ausser kugelförmigen, nach besonderen kostspieligen Verfahren hergestellten Magnetpulvern (Carbonyleisen) auch billige Eisenpulver verwendet werden, die z. B. durch mechanische Zerkleinerung, Vermahlung oder aus Oxyden u. dgl. hergestellt wurden. Zweckmässigerweise werden die Partikel zusätzlich gegeneinander durch individuelle Isolierhäute isoliert. 



   Ein grosser Vorteil des geschilderten Verfahrens bei der Anwendung desselben zur Herstellung von verlustarmen Hochfrequenzkernen besteht gegenüber dem üblichen aus der Pupinspulentechnik bekannten Pressverfahren darin, dass auch derartige Hochfrequenzkerne mit komplizierter Gestaltung durch direkte Formgebung hergestellt werden können und trotzdem die hiebei besonders kritischen Bedingungen bezüglich geringer Hochfrequenzverluste und sehr gleichmässiger magnetischer Struktur voll erfüllt werden können.

   Es ist also nicht mehr notwendig, derartige komplizierte Kernformen aus dem bekannten plattenförmigen geschichteten Kernmaterial herauszuschneiden oder zu stanzen, dieselben können vielmehr durch direkte Formung hergestellt werden, was sogar die Verwendung solcher Kernformen ermöglicht, die aus dem Plattenmaterial nicht bzw. nur sehr unrentabel mit grossem Abfall hergestellt werden konnten. 



   Die Verformung kann unter Einwirkung eines kräftigen Magnetfeldes vorgenommen werden, 
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 weise wird eine Magnetisierungsspule mit den gleichen Massen, wie sie die Hochfrequenzspule besitzt, in die Form eingebaut. Durch die Einwirkung des Magnetfeldes werden die Magnetpartikel in Richtung 
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 recht zu den Kraftlinien liegenden Ebene infolge der magnetischen Abstossungskräfte zwischen den Partikeln. Auf diese Weise wird für die Herstellung eines Kernes bestimmter Grösse   30%   weniger Magnetmaterial benötigt, ohne dass die Permeabilität geringer wird. 



   Eine Einrichtung zur kontinuierlichen Ausführung des vorliegenden Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. In dem durch die   Heizwieklung   6 erwärmten Zylinder 7 befindet sich ein Kolben   8,   der vermittels eines Hebelwerkes 9, 10, 11 in dem Zylinder in Pfeilrichtung bewegt werden kann. Die genaue Kontrolle der Temperatur geschieht durch einen auf den Zylinder aufgebrachten Messdraht 12 und eine elektrische   Temperaturmesseinrichtung     1. 3.   In dem Zylinder befindet sich die Magnetmischung 14. Oberhalb des Zylinders ist die durch in Schlitzlöcher greifende Schrauben 15 gehaltene Form 16 angeordnet, in welche durch eine die Form   abschliessende   Düsenplatte mit Düsen 17 die Masse 14 vermittels des Kolbens 8 hineingeschoben wird.

   Die Form wird gekühlt und nach erfolgter Trennung von dem Zylinder 7 wird der Kern unter Benutzung eines besonderen Auswerfers 18, der während des Pressvorganges durch den Arretierstift 19 in einer definierten Lage gehalten wird, ausgestossen. Die Form 16 kann natürlich eine grössere Anzahl von Vertiefungen entsprechend den herzustellenden Kernformen aufweisen, so dass mit einem Arbeitsgang eine grössere Anzahl von Kernen gleichzeitig hergestellt werden können. Die Form kann doppelwandig und kühlbar ausgeführt sein, um die Abkühlung zu beschleunigen. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von verlustarmen Magnetkernen für Hochfrequenzzwecke, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung von Magnetpulver und einem thermoplastischen Bindemittel durch eine   durchloehte   Platte oder Düse in eine Form gespritzt wird, in der Form abgekühlt und zu einem zusammenhängenden Formkörper verfestigt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass grössere Mengen des Magnetpulvergemisches erwärmt und jeweils die zur Füllung der Form bzw. Formen erforderliche Gemischmenge in eine oder mehrere der Kernform entsprechende Vertiefungen einer Formplatte gepresst wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von durch Polymerisation aus Solventnaphta entstandenen Kunstharzen als Bindemittel.

   4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem z. B. zylinderförmigen Behälter zur Aufnahme der Mischung, Mitteln zur Erhitzung des Behälters, wobei die Erwärmung auf elektrischem Wege überwacht werden kann, einer abnehmbaren, mit dem Behälter verbundenen Form und einer Vorrichtung zum Spritzen der Mischung aus dem Behälter in die Form, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Behälter und der Form angeordnete mit einer oder mehreren Durehloehungen versehenen Platte. EMI3.1