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Magnetkern für Belastungsspnlen.
Die Erfindung bezieht sich auf Magnetkerne und besonders auf Kerne für Belastungsspulen für Telephonstromkreise. Der Zweck der Erfindung ist, im allgemeinen ein neues und verbessertes Kernmaterial zu schaffen, welches billig herzustellen ist, leicht in die verlangte Form gebracht werden kann und einen hohen Grad jener Eigenschaften besitzt, die für Belastungspulenkerne und für Kerne anderer elektrischer Apparate am vorteilhaftesten sind.
Es wurde bisher vorgeschlagen, Magnetkerne und besonders Belastungsspulenkerne aus fein verteiltem magnetischen Material herzustellen, bei welchem die Teilchen des magnetischen Materials durch ein Isoliermaterial getrennt sind und diese Kompoundmasse sodann zu einem selbsttragenden festen Körper gepresst wird, indem die Masse einem Druck ausgesetzt wird, der ausreicht, dieser Masse ein sich dem nicht unterteilten magnetischen Material annäherndes spezifisches Gewicht zu geben und ausreicht, um wenigstens einige der magnetischen Teilchen über ihre Elastizitätsgrenzen zu verzerren. Früher wurde Wasserstoffeisen und auch sonst fein
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Es ist aber Tatsache, dass sowohl Wasserstoffeisen sowie geglühtes Elektrolyteisen viel teurer herzustellen ist als ungeglühtes Elektrolyteisen.
Ferner besitzt ungeglühtes Elektrolyteisen zur Erfüllung bestimmter Erfordernisse bei der Erzeugung von Kernen vorteilhaftere Qualitäten als die beiden anderen Materialien. So z. B. hat es eine niedrigere Hysteresischarakteristik und eine grössere magnetische Stabilität, und seine Verwendung in Telephonstromkreisen, die mit Telegraphenstromkreisen kombiniert sind, vermindert die Störungen in den ersteren, die von der Übertragung telegraphischer Depeschen herrühren.
Bei einer besonderen Form der Erfindung wird ungeglühtes elektrolytisches Eisen benutzt, da gefunden wurde, dass, wenn harte Teilchen von magnetischem Material, wie z. B. von ungeglühtem Elektrolyteisen mit weicheren Teilchen, wie z. B. von geglühtem Elektrolyteisen oder Wasserstoffeisen, gemischt werden, Magnetkerne erhalten werden können, welche neben genügend mechanischer Widerstandskraft auch annähernd dieselbe magnetische Charakteristik haben, wie solche Kerne, die bloss aus harten Partikelchen gebildet werden. Ferner können durch Veränderung des Mischverhältnisses zwischen weichen und harten Teilchen Kerne hergestellt werden, die den verschiedensten Erfordernissen entsprechen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Magnetkern, bei dem Teilchen magnetischer Materialien von verschiedenen magnetischen Charakteristiken miteinander vermengt und einem Druck ausgesetzt werden, um einen harten, selbsttragenden Körper von ausgewählten magnetischen Charakteristiken zu bilden.
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vorbereitete Legierung, wie beispielsweise Ferro-Silizium, vorteilhaft an Stelle des angegebenen harten Elektrolyteisens verwendet werden kann.
Ein magnetisches Material für Magnetkerne gemäss der ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung kann erhalten werden, indem Elektrolyteisen, das in irgendeiner bekannten Weise, z. B. aus einer ein Bad von Ferro-. \mmoniumsulfat enthaltenden Zelle erlangt wird, in
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benutzten Teilchen nicht grösser sein sollen als jene, die durch'ein sogenanntes Achtzigmaschensieb gehen. Die durch Zerkleinern bzw. Mahlen des zerbrechlichen Elektrolyteisens erhaltenen feinen
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der gewöhnlichen Telephonströme besitzt. Wegen der mechanischen Härte dieser Teilchen jedoch kann eine Masse aus solchen Teilchen nicht leicht zu einem festen Kern geformt werden.
Gemäss vorliegender Erfindung werden mit dem fein verteilten Produkt des Mahlverfahrens
5 bis ro v. H. oder mehr fein verteiltes Weicheisen, etwa in einer der oben angegebenen Form, d. h. Wasserstoffeisen oder ausgeglühtes, gemahlenes Elektrolyteisen gemischt. Das letztgenannte
Material wird leicht dadurch erhalten, dass gemahlenes Elektrolyteisen, das wie oben angegeben erlangt wird, in einen geeigneten Herd in genügendem Grade erhitzt wird, um es bis zum gewünschten Grade zu glühen.
Die harten und weichen Teilchen werden innig vermengt, so dass die weichen Teilchen in der ganzen Masse harter Teilchen gleichmässig verteilt werden. Entweder vor oder nach dem
Vermischen werden beide Arten von Teilchen einzeln isoliert. Dies kann in der Weise erfolgen, dass auf jedes Teilchen ein Oberflächenüberzug aus rotem Eisenoxyd gebildet wird. etwa indem einer Masse der reinen Eisenteilchen ungefähr zehn Gewichtsteile Wasser zugesetzt werden, worauf die Mischung in Gegenwart von Luft so lange erhitzt und verrührt wird, bis die Teilchen trocken sind.
Ein vorteilhaftes, bekanntes Verfahren besteht darin, dass jedes der Teilchen mit einem Zinküberzug versehen wird, indem sie in einer Trommel mit Zinkstücken mehrere Stunden lang gekollert werden ; der Masse von mit Zink überzogenen Teilchen wird eine verdünnte Lösung von Isoliermaterial wie Schellack, zugesetzt und die Mischung so lange gerührt, bis die mit Zink überzogenen Teilchen durchgehends mit Schellack bedeckt sind, worauf der Alkokol der Schellack- lösung durch langsames Kollern oder Rollen der Masse in einem Rollfass, durch welches ein Luft- strom hindurchzieht, verdampft wird.
Die Mischung aus mit Zink und Schellack überzogenen harten und weichen Eisenteilchen wird in geeigneten Formen Drücken von ungefähr 14000 bis I7540 kg pro cmg (200000 bis 250000 engl. Pfund pro Quadratzoll engl.) ausgesetzt. Hierdurch werden die weicheren Teilchen vermutlich über ihre Elastizitätsgrenzen hinaus verzerrt, so dass sie zufolge der ihnen so gegebenen dauernden Setzung mit den härteren Teilchen zusammen-bzw. ineinandergreifen und die Masse zu einem harten, selbsttragenden festen Körper binden, dessen spezifisches Gewicht 6'5 oder mehr, d. h. ungefähr 7 beträgt, das ungefähr jenem des nicht geteilten Eisens entspricht.
Die härteren
Teilchen werden vermutlich in ihrer Form wenig geändert, obgleich einige derselben springen oder brechen, ohne jedoch aufgelöst zu werden, d. h. ohne den völligen Zusammenhalt zu ver- lieren ; jedoch weder dieses noch ein Durchlöchern der Isolierüberzüge der Teilchen tritt in solchem Masse ein, dass der Leitungswiderstand der Masse erheblich vermindert wird.
In der Praxis hat es sich als wünschenswert herausgestellt, bei der Herstellung von
Belastungsspulenkernen Kernabschnitte 3, 4, 5 (Fig. I, 2 der Zeichnung) zu benutzen, deren Dicke ungefähr 5 mM ( Zoll engl. ) beträgt und fünf oder mehr Abschnitte zum Aufbau eines
Kernes zu verwenden, wobei ein geeignetes Isoliermaterial, wie Papier, Lack oder Schellack, zwischen die Abschnitte eingesetzt wird. Es wurde gefunden, dass ein in dieser Weise hergestellter
Kern in mechanischer Hinsicht stark und chemisch stabil ist. Er hat einen eben so hohen spezifischen Widerstand wie ein Kern, der bloss Weicheisenteile enthält, seine Hysteresis- charakteristik ist beträchtlich kleiner und seine magnetische Stabilität grösser.
Gemäss der zweiten Ausführungsform vorliegender Erfindung wird eine zerbrechliche magnetische Legierung hergestellt, und zwar vorteilhaft in der Weise, dass Eisen geschmolzen, sodann 8 v. H. oder mehr Silizium zugesetzt und sodann die geschmolzene Legierung durch Übergiessen in kühle Formen oder durch Ausbreiten derselben in einer dünnen Schicht auf einer Fläche rasch abkühlen gelassen wird. Hierdurch wird eine sehr zerbrechliche Substanz erhalten, die durch Zerbrechen der Gussmasse in kleine Stücke und Mahlen der letzteren in einer Kugelmühle leicht in fein zerteilten Zustand gebracht werden kann. Die Erfindung hat gezeigt, dass die besten Resultate bei der Kernherstellung erzielt werden, wenn die Teilchen nicht grösser sind als jene, die durch ein Achtzigmaschensieb gehen.
Diese fein zerteilten Legierungsteilchen werden genau in derselben Weise zu magnetischen Kernen geformt, wie jene, welche benutzt werden, wenn, wie beschrieben, unausgeglühtes Elektrolyteisen benutzt wird, wobei die Legierungsteilchen beim fertigen Kern lediglich die Stelle der Teilchen aus unausgeglühtem Eisen einnehmen.
Magnetkerne aus Silizium-Eisenlegierung, wie oben beschrieben, sind billiger als jene, die aus den früher verwendeten Materialien hergestellt wurden, da Ferrosilizium in fein verteilter Form leichter hergestellt werden kann.
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Die Verwendung von lein verteilter maganetischer Eisen-Siliziumlegierung verringert in Anbetracht seines hohen spezifischen Widerstandes die Wirbelströme und infolgedessen den Energieverlust.
Die weicheren Eisenteilchen, die ungefähr nur 5 bis 10 v. H. des Kernes bilden, und selbst durch Druck gehärtet sind, verringern diese Vorteile nicht wesentlich, sondern dienen zur Bindung dieser Legierungsteilchen miteinander, so dass ein mechanisch fester und chemisch beständiger Kern gebildet wird.
Es hat sich als praktisch erwiesen, im Sinne der Erfindung Magnetkerne aus fein verteiltem magnetischen Material herzustellen, in welchem harte und weiche Teilchen in irgendeinem verlangten Mischungsverhältnis vorhanden sind, und da sich die harten und weichen Teilchen sowohl mechanisch wie magnetisch unterscheiden, so können leicht Kerne hergestellt werden, deren mechanische und elektromagnetische Eigenschaften zwischen den Extremen variieren, welche Kerne aufweisen, deren Teilchen alle verhältnismässig hart sind, und auch Kerne, deren Teilchen alle im wesentlichen verhältnismässig weich sind.
Wächst der Prozentsatz der weichen Eisenteilchen an, so vereinfacht und verbilligt dies die Herstellung von mechanisch festen Kernen, und wächst der Prozentsatz der harten Teilchen, so verbessert dies im allgemeinen die elektromagnetischen Qualitäten des Kernes, da die Hysteresisverluste vermindert werden und die magnetische Stabilität erhöht wird.
Man ersieht daher, dass die Erfindung ein einfaches und sehr wirksames Mittel schafft, um verschiedenen praktischen Erfordernissen zu entsprechen, und zwar bezüglich der mechanischen und magnetischen Eigenschaften von Magnetkernen und besonders solcher für Belastungsspulenkerne.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Magnetkern au & fein verteilten magnetibchen Teilchen, die durch Isoliermaterial getrennt und auf ein spezifisches Gewicht von annähernd 7 zusammengepresst sind, dadurch gekennzeichnet, dass genannte magnetische Teilchen untermischte Teilchen aus magnetischen Materialien enthalten, die sich in ihren magnetischen Eigenschaften unterscheiden.