Verfahren zur Herstellung von Massekernen für Spulen und andere elektromagnetische Zwecke. Es ist bekannt, Kunstharze als Isolier materialien zu verwenden. Hierzu werden beispielsweise Kondensationsprodukte ver wendet, die durch Reaktion von Phenol oder eines phenolartigen Körpers oder von Harn stoff mit einem Aldehyd oder von Phtal- sä.ure mit Glyzerin entstanden sind. Auch werden hierzu die Derivate dieser Substan zen benutzt. Es handelt sich hierbei um Stoffe, die unter dem Namen Bakelit, Pollo- pas oder Gly ptal im Handel sind.
Es ist be reits vorgeschlagen worden, derartige Sub- tanzen zum Isolieren von Magnetmaterialien, also zur Herstellung von Massekernen, anzu wenden, und zwar derart, dass diese Stoffe als Bindemittel benutzt werden, .die dem Kern die gewünschte Festigkeit geben, wäh rend et-,va angewendete Pressdrucke mehr oder weniger nur der Formgebung dienten.
Dieses Verfahren hatte den Nachteil, dass die Lösungsmittel nur schwierig zu ver- flüchtigen waren, so dass die Kerne weder in mechanischer, noch in elektrischer Beziehung genügten. E@s ist auch be reits vorgeschlagen worden, Natur- und Kunstharze in geeigneten Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Spiritus, Aceton, - Ben zol usw. aufzulösen und -dem fein pul verisierten Magnetmaterial zuzumischen.
Es ergab sich dabei die Schwierigkeit, @dass ein zelne dieser Stoffe mit ihren Lösungsmitteln flüchtig sind, also beim Einengen und Ab trocknen der Mischungen teilweise verflogen. und daher eine genaue Dosierung der Isola tionsmengen schwierig wird, und da,ss die so hergestellten Isolationsschichten nicht 2-e- niigen, um harte Eisenpulver einwandfrei zu isolieren, beziehungsweise wurden die Isola tionsschichten bei dem nachfolgenden Press- vorgang verletzt.
Ein weiterer zum Teil sehr schwerwiegender Nachteil dieser Isola tionsverfahren ist, dass diese Kerne beim Altern und Imprägnieren sich nachträglich häufig in ihren mechanischen und elektri schen Eigenschaften ändern. Wenn nämlich solche Herne oder Spulen aus solchen Ker nen einer nachträglichen Wärmebehandlung, wie z. B. durch Tränken mit Masse unter worfen werden, so verziehen sich die Kerne in ihrer Form, erleiden also eine mecha nische Deformation, die gleichzeitig mit einer Volumenausdehnung verbunden ist. Durch diese Veränderungen werden auch die Permeabilitäten und Hysteresewerte in Mit leidenschaft gezogen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung von Massekernen, die für Spulen und für andere elektromagne tische Zwecke Anwendung finden können. Gemäss der Erfindung wird ein magnetisier- bares Pulver mit einem pulverisierten, aus einem hochisolierenden Kunststoff bestehen den Isolierstoff gemischt und das Gemisch in Kernform gepresst. Als hocbisolierende Kunststoffe kommen insbesondere Kunst harze in Betracht, z. B.
Kondensationspro dukte, die durch Reaktion von Phenol oder eines phenolartigen Körpers oder von Harn stoff mit einem Aldehyd entstanden sind, ferner Zelluloseester oder -äther oder deren Derivate, sowie Polyvinylverbindungen, wie Trolitul (Polystyrol), oder Kondensations produkte deriPhtalsäure. Durch Aufsehwem- mung des Isolationspulvers in einer das Pul ver nicht lösenden Flüssigkeit, z. B. Wasser, kann eine besonders gleichmässige Verteilung des isolierenden und des magnetisierbaren Pulvers bewirkt werden.
Vorzugsweise wer den dem Isolierpulver geringe Mengen ei nes insbesondere wasserlöslichen, isolierenden Bindemittels zugesetzt, um einen guten Zu sammenhalt der Isolation und der magneti- sierbaren Teilchen vor und während des Pressvorganges zu bewirken. Die wässerige Lösung des Bindemittels, z. B. Borax oder Wasserglas, Dextrin, Zucker, Stärke und der gleichen, wird vorteilhaft mit dem isolieren den Pulver und den magnetisierbaren Teil chen vermengt und durch Trocknen .des Ge menges das für das Pressen bereite Pulver erhalten.
Ganz besonders günstige Ergeb nisse werden mit den genannten Isolierpul- vern und Silikatlösungen erzielt. Die ge nannten pulverförmigen Stoffe besitzen hochisolierende Eigenschaften und sind in feinste Pulverform zu bringen. Ausser .den genannten Stoffen können noch andere Füll stoffe, sei es in. dem Pulver des Konden sationsproduktes und dergleichen selbst, oder auch neben dem Pulver verwendet werden. Als solche Füllstoffe können Asbest, Holz mehl, Papiermehl oder andere Faserstoffe Verwendung finden.
Bei den dermassen her gestellten Massekernen wird die hochwertige Isolation des Isolierpulvers ausgenutzt und durch die Bindemittel, insbesondere Wasser glas, ein festes Haften der Isolierpulver- teilchen untereinander und an den ma- gnetisierbaren Teilchen bewirkt, derart, .dass durch den Pr.essvorgang und auch die späteren Erwärmungen keine Schä digung der Isolationsschicht entsteht.
Sä haben sich Gemenge derartiger Konden sationsprodukte, insbesondere Pulver der unter dem Namen Pollopas und Bakelit käuflichen 'Stoffe mit Natriumsilikat als hervorragende Isolationsmittel zur Herstel lung von Massekernen aus Eisenpulvern oder auch aus andern Legierungsmaterialien er wiesen.
Selbst geringe Mengen (unter ein Ge wichtsprozent, bezogen auf die Menge des Magnetmaterials) ergeben noch eine sehr gute Isolation der Magnetpulverteilchen, dis sogar die Anwendung hoher Pressdrucke und m e 'hrere nachfol-ende, t' derAlterune, dienende Erwärmungen ohne Beschädigung verträgt.
Die Vermahlung der dem Wasserglas zuge fügten Füllstoffe wird zweckmässig so weit getrieben, dass die Teilchen eine Zehner potenz im Durchmesser kleiner sind als die zu isolierenden Magnetpulverteilchen. Das Verfahren nach der Erfindung sei an dem folgenden Beispiel näher erläutert.
Die abgewogene Eisenpulvermenge, wo bei das Eisenpulver auch durch Zersetzung von Eisencarbonylen hergestellt sein kann. wird mit der betreffenden Menge eines fein- pulverisierten Harnstoffkondensationspro- duktes versetzt. Es wird von letztrem zur Erzielung einer Permeabilität von 50 etwa Gewichtsprozent der Eisenpulvermenge zugemischt.
Darauf wird so viel Natrium- silikatlösung abgewogen, dass die in dieser Lösung vorhandenen Festbestandteile auch etwa i/: Gewichtsprozent der Eisenpulver- menge betragen. Diese Lösung wird dem Gemisch Eisenpulver und Isolierpulver zuge setzt und mit so viel Wasser verdünnt, dass ein dünnflüssiger Brei entsteht. Dieser Brei wird unter Erwärmung auf etwa. 70 C und unter Luftabsaugung bei beständigem Rüh ren bis zu einer zähen Paste eingeengt. Diese Paste wird nun an der Luft in einem Ofen bei etwa. 60 C völlig ausgetrocknet. leicht durch ein weitmaschiges Sieb gestrichen und ist dann zum Pressen fertig.
Das Pressen selbst kann mit Drucken bis zu 25,000 kg/cm2 erfolgen, ohne dass die Isolierschichten ver letzt werden. Die so hergestellten Masse kerne können beliebig gealtert oder im Be darfsfalle auch geglüht und dann in üblicher Weise mit der Spulenwicklung versehen werden.
Es mag noch darauf hingewiesen wer den, da,ss besonders günstige Ergebnisse zu erzielen sind, wenn gleiche Gewichtsmengen Füllstoff, wie Festbestandteile in der Wasser- gla.slösung vorhanden sind, angewenlet wer den.
Die im Beispiel angegebenen Gewichts mengen sind nur als Beispiel zu bewerten und können noch je nach der erwünschten Permeabilität variiert werden. Beispiels weise können auch drei Gewichtsprozent an Isolierstoff verwendet werden.
Für die Herstellung von Massekernen für Spulen für Hochfrequenzzwecke besitzt das Verfahren nach der Erfindung besonde ren Wert.
Bei Spulen für Hochfrequenzzwecke, sei es für die induktive Belastung von Fern meldeleitungen, z. B. von Mehrfachträger- stromsystemen, oder sei es für Filterspulen und ähnliche für Radiozwecke, benutzte man vorwiegend Spulen, welche entweder selbst- tragend waren oder aber auf einen Hohlkern oder Holzkern gewickelt waren.
Es ist zwar auch bereits vorgeschlagen worden, die Be lastungsspulen für Hochfrequenzleitungen auf einem unmagnetisierbaren Ringkern auf zubringen, doch hatten die bisher verwende ten Holzkerne den Nachteil, dass sie sich bei Feuchtigkeit und Temperaturänderungen leicht verzogen und dadurch Änderungen in der Induktivität bewirkten. Auch bei Hohl kernen können derartige Erscheinungen auf treten.
Eine beachtliche Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung besteht in der Herstellung eine,: Kernes für Hoch frequenzspulen; derartige gerne werden zweckmässig aus hochisolierendem Kunst stoffpulver und aus einem magnetisierbaren Pulver derart hergestellt, dass der fertige Kern, der in an sich bekannter Weise zweck mässig die Form eines Vollringes hat, eine Permeabilität zwischen 1 und 10 besitzt.
Es ist zwar bereits bekannt, Massekerne höherer Permeabilität für Hochfrequenz zwecke dadurch herzustellen, dass das Eisen pulver mit Glaspulver vermengt, gepresst und nachträglich das Glas zusammenge schmolzen wird. In der Praxis haben sich diese gerne jedoch nicht eingeführt, da der Sühmelzprozess zu umständlich war und noch erhebliche Wirbelstromverluste vorhanden waren, was darauf zurückzuführen sein dürfte, da.B gerade durch die Erwärmung dem Eisen Gelegenheit gegeben war, sich zu sammenzuballen. Auch die bekannten gerne für Hochfequenzspulen und dergleichen, welche aus Isolierblättern, z. B.
Papier, auf gebaut sind, auf dem Eisenpulver aufgeklebt ist, besitzen den Nachteil einer komplizier ten Herstellung und einer unerwünschten Temperaturempfindlichkeit.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfin dung ist man nicht nur in der Lage, gegen Temperatur- und Witterungseinflüsse stabile und noch dazu billige gerne zu schaffen. sondern man kann in äusserst einfacher Weise durch Zufügen von geringen Mengen magnetisierbaren Materials zu dem pulver- förmigen unmagnetischen Material Kerne mit einer Permeabilität bis zu etwa 10 her stellen. Das magnetische Material kann mit dem unmagnetischen, hochisolierenden Kunststoff in trockenem Zustande gemischt und darauf gepresst werden.
Eine bedeutende Verbesserung wird jedoch dadurch erzielt, wie oben beschrieben, dass die beiden Stoffe zur Erzielung einer gleichmässigen Vertei lung des Magnetisierungspulvers im un- magnetischen Material mit einer Flüssigkeit, welche vorzugsweise keine der beiden Pul vergattungen angreift, zu einem Brei ver rührt werden.
Als unmagnetisierbare Isolier- pulver können zusammen mit den genann ten Kunstharzen und dergleichen auch noch Holzpulver, insbesondere von harzigen Höl zern, Papiermehl und andere Faserstoffe, ferner Marmor, Kaolin, Talkum, Silikate wie Olivin, Bimsstein, aber auch pulverisier tes Wasserglas, ferner Metalloxyde, bei spielsweise Aluminiumoxyd, verwendet wer den.
Die Herstellung von Massekernen für Hochfrequenzspulen sei an mehreren Aus führungsbeispielen näher beschrieben. Die Kerne der Hochfrequenzspulen können aus einem oder mehreren der genannten hoch wertigen Isolierstoffe, z. B. Kunstharz, da durch hergestellt werden, dass die Isolier stoffe in Pulverform gebracht werden und mit einer der erwünschten Permeabilität ent sprechenden Menge von magnetisierbarem Pulver vermengt, gleichmässig, unter Um ständen unter Schütteln, vermischt und darauf durch Pressen in die gewünschte Form gebracht werden.
Im Falle einer @er- wünschten Permeabilität von über 1 werden die magnetisierbaren Pulver in einer Grössen ordnung von etwa 0,01 mm oder weniger ge nommen und das Isolierpulver bis zu etwa 0,001 mm Grösse oder weniger gemahlen. Press-drücke von etwa 5 bis 25 Tonnen/cm' können Anwendung finden.
Nach einem andern Ausführungsbeispiel werden die pulverförmigen Isolierstoffe und das magnetisierbare Pulver mit einer Flüs sigkeit, welche das Isolierpulver nicht löst, vorzugsweise Wasser, vermengt und zu einem Brei verrührt, der Brei getrocknet und das erhaltene trockene Pulver gepresst.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird der pulverförmige Isolierstoff, vorzugs weise Kunstharz und ähnliches, und das magnetisierbare Pulver mit einer Lösung vermengt, , welche aus einem Bindemittel oder Klebemittel besteht, das in einer Flüs sigkeit gelöst ist, die das Isolierpulver nicht auflöst oder angreift, insbesondere wässerige Silikatlösung, z. B. Natriumwasserglas oder Borax oder Zuckerlösung. Das Isolierpulver wird auch hier zweckmässig eine Zehner potenz oder mehr kleiner genommen als das zu isolierende magnetisierbare Pulver.
Das Gemenge des magnetisierbaren Pulvers mit .den Isolierstoffen wird darauf unter Rühren getrocknet und so ein Pulver erzielt, in dem die inagnetisierbaren Pulverteilchen innig mit dem Isolierpulver verkittet sind. Die Verkittung der Isolierpulverteilchen mit den Eisenteilchen bewirkt, dass bei einem Pressen eine Verschiebung der Teilchen und eine Be rührung der magnetisierbaren Teilchen un tereinander weitgehend verhindert wird.
Die Mengenverhältnisse von unmagnetisierbaren und magnetisierbaren Pulvern richten sich nach der geforderten Permeabilität.
Die nach dem Verfahren gemäss der Er findung erhaltenen gepressten Kerne, insbe sondere Ringk erne. können darauf in bekann ter Weise mit einer Wicklung versehen werden, wobei vorteilhaft Hochfrequenz litzen für die Wicklungen genommen wer den.
Die so hergestellten Hochfrequenzspulen können für die verschiedensten Zwecke der Hochfrequenztechnik Anwendung finden, z. B. zur Belastung von Leitungen oder Ka beln für Mehrfachträgerstromübertragungs- systeme, wobei diese Spulen den Vorteil bie ten, dass sie in wirksamer Weise die Leitun gen zu belasten gestatten, das heisst die Dämpfung der Leitungen herabsetzen und anderseits durch die geringen Hysterese- werte eine Kopplung zwischen Kanälen des Mehrfachsystems über die Niehtlinearität der Belastung vermeiden. Bei andern An wendungsbeispielen, z.
B. Übertragern für Hochfrequenzgeräte, erlauben -die Kerne eine geringe Streuung der Übertrager zu erzielen, was besonders zur Realisierung von Über tragern mit gleichmässigem Übertragungsbe reich wichtig ist. Bei Hochfrequenzsohwin- gungskreisen oder Filterketten besitzen die Hochfrequenzspulen, insbesondere in der Ringkernform, den Vorteil nicht nur grosser Zeitkonstante, sondern auch geringer Streu ung, wodurch bei Verwendung solcher Spu len mit mehreren Abstimmkreisen, beispiels leise von Radiogeräten,
Kopplungen zwi schen den einzelnen Kreisen und bei Filtern unliebsame Kopplungen zwischen verschiede nen Spulen des Filters vermieden werden.