DE1169047B

DE1169047B - Transfluxor core layered from soft magnetic core sheets or core foils with a rectangular hysteresis loop

Info

Publication number: DE1169047B
Application number: DEV19747A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Rudolf Deller; Siegfried Wahnfried
Original assignee: VAKUUMSCHMELZE AG
Current assignee: VAKUUMSCHMELZE AG
Priority date: 1960-12-02
Filing date: 1960-12-02
Publication date: 1964-04-30

Description

Aus weichmagnetischen Kernblechen oder Kernfolien mit rechteckförmiger Hystereseschleife geschichteter Transfluxorkern Ein Transfluxor ist ein elektronisches Bauelement, das zur Bewältigung logischer Aufgaben dient. Er besteht im einfachsten Falle aus zwei zusammenhängenden Magnetkreisen unterschiedlicher Größe, die aus einem Werkstoff mit rechteckförmiger Hystereseschleife hergestellt und so dimensioniert sind, daß das übertragungsverhalten des kleinen Kreises bleibend durch eine einmalige Flußänderung im großen Kreis gesteuert wird. Der große Kreis, der Steuerkreis, trägt die Blockierungs- und die Einstellwicklung und der kleine Kreis, der Treiberkreis, die Eingangs- und die Ausgangswicklung. Ganz allgemein werden heute auch magnetische Mehrfachkreise, z. B. ein oder mehrere Steuerkreise in Kombination mit einem oder mehreren Ausgangskreisen der verschiedensten Form als Transfluxoren bezeichnet.Made of soft magnetic core sheets or core foils with rectangular Hysteresis loop layered transfluxor core A transfluxor is an electronic one Component that is used to accomplish logical tasks. It consists in the simplest Fall out of two connected magnetic circuits of different sizes made of a material with a rectangular hysteresis loop and dimensioned in this way are that the transmission behavior of the small circle lasting through a one-off Flow change is controlled in a large circle. The big circle, the steering circle, carries the blocking and adjustment winding and the small circle, the driver circuit, the input and output winding. Magnetic ones are also becoming very general today Multiple circles, e.g. B. one or more control circuits in combination with one or several output circles of the most varied of forms referred to as transfluxors.

Der Transfluxor wird in mehrfacher Weise verwendet, z. B. als magnetischer Schalter, als Misch-oder Sperrgatter oder auch als magnetisches Speicherelement, bei dem die Information ohne Verlust beliebig oft abgefragt werden kann.The Transfluxor is used in several ways, e.g. B. as magnetic Switch, as a mixing or blocking gate or also as a magnetic storage element, in which the information can be queried as often as required without loss.

Es ist bisher üblich, Transfluxoren aus Ferriten aufzubauen, d. h. aus Verbindungen von Eisenoxyd mit einem oder mehreren Oxyden eines zweiwertigen Metalls. Solche Ferrite haben eine angenähert rechteckförmige Hystereseschleife und werden aus diesem Grunde zum Aufbau von Transfluxoren verwendet.It has hitherto been customary to build transfluxors from ferrites, i. H. from compounds of iron oxide with one or more oxides of a bivalent one Metal. Such ferrites have an approximately rectangular hysteresis loop and for this reason they are used to build transfluxors.

Ferrite haben jedoch eine verhältnismäßig kleine Sättigungsinduktion. Außerdem sind einige andere Kenngrößen für viele Anwendungsfälle bei Ferriten von Nachteil, z. B. das Temperaturverhalten. Gerade für den Aufbau von temperaturfesten Schaltungen von Transfluxoren ist dieser Punkt von besonderer Wichtigkeit.However, ferrites have a relatively small saturation induction. In addition, some other parameters for many use cases with ferrites are of Disadvantage, e.g. B. the temperature behavior. Especially for the construction of temperature-resistant Circuits of transfluxors, this point is of particular importance.

Es ist auch bereits bekannt, für Transfluxoren metallische weichmagnetische Materialien mit rechteckfönniger Hystereseschleife, wie z. B. Molybdän-Permalloy, in Form von Platten oder in Form gewickelter Ringbandkerne zu verwenden.It is also already known to use metallic soft magnetic for transfluxors Materials with a rectangular hysteresis loop, such as B. Molybdenum Permalloy, to be used in the form of plates or in the form of wound toroidal tape cores.

Metallische Werkstoffe mit rechteckförmiger Hystereseschleife sind an sich bekannt, z. B. zeigen Eisen-Nickel-Legierungen aus 50 % Nickel, Rest Eisen, die durch eine besondere Walz- und Glühbehandlung eine Würfeltextur erhalten haben, eine gute rechteckförmige Hystereseschleife. Aber auch Kobalt-Eisen-Legierungen aus 50% Kobalt, Rest Eisen, die im Magnetfeld getempert wurden, besitzen ebenso wie die in gleicher Weise behandelten Nickel-Eisen-Legierungen aus z. B. 67% Nickel, Rest Eisen, eine ausgeprägte rechteckförmige Hystereseschleife. Ferner weisen, wie bereits oben angeführt, besonders behandelte Nickel-Molybdän-Eisen-Legierungen aus 79 % Nickel, 1 bis 6 % Molybdän, Rest Eisen, eine gute rechteckförmige Hystereseschleife auf.Metallic materials with a rectangular hysteresis loop are known per se, e.g. B. show iron-nickel alloys made of 50% nickel, the remainder being iron, which have received a cube texture through a special rolling and annealing treatment, a good rectangular hysteresis loop. But also cobalt-iron alloys 50% cobalt, the rest iron, which has been annealed in a magnetic field, also have like the nickel-iron alloys treated in the same way from z. B. 67% nickel, The remainder is iron, a pronounced rectangular hysteresis loop. Also show how already mentioned above, specially treated nickel-molybdenum-iron alloys 79% nickel, 1 to 6% molybdenum, the remainder iron, a good rectangular hysteresis loop on.

Um die Vorteile des metallischen weichmagnetischen Werkstoffes auszunutzen und gleichzeitig die Bewicklung des Transfluxors mit Vorgefertigten Spulen zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß der Transfluxorkern aus U-förmigen Kernblechen oder -folien mit gegenüber den Schenkeln verbreiterter Basis aufgebaut, deren Schenkel in der Weise gabelförmig ausgebildet sind, daß jedes Schenkelende in zwei parallele und voneinander durch einen Zwischenraum getrennte Streifen ausläuft, so daß der wechselseitig geschichtete Transfluxorkern zwei in den Kernschenkeln liegende zusätzliche Fenster unterschiedlicher Größe aufweist.To take advantage of the metallic soft magnetic material and at the same time to enable the transfluxor to be wound with prefabricated coils, According to the invention, the transfluxor core is made from U-shaped core sheets or foils built with a wider base than the legs, the legs in the Way are fork-shaped that each leg end in two parallel and strips separated from one another by a gap runs out, so that the alternate layered transfluxor core two additional windows located in the core legs having different sizes.

Beim Aufbau des Transfluxorkerns aus U-förmigen gestanzten Blechen oder aus U-förmig geätzten Metallfolien ist dabei in der Weise vorzugehen, daß sowohl die Schenkel als auch die Joche in einer magnetischen Vorzugsrichtung zu liegen kommen.When building the transfluxor core from U-shaped stamped sheets or from metal foils etched in a U-shape is to proceed in such a way that both the legs and the yokes to lie in a preferred magnetic direction come.

Wenn die Schenkelenden der U-förmigen Stanzteile oder U-förmigen geätzten Metallfolien gabelförmig ausgebildet werden, daß jedes Schenkelende in zwei parallele und in der Schenkelachse verlaufende, voneinander durch einen Zwischenraum getrennte Streifen ausläuft, ist es möglich, sowohl für die Einstellwicklung des Steuerkreises als auch für die Eingangs- und Ausgangswicklungen des Treiberkreises vorgefertigte Spulen zu verwenden.When the leg ends of the U-shaped stampings or U-shaped etched Metal foils are fork-shaped, that each leg end in two parallel and extending in the leg axis, separated from one another by a space Strip runs out, it is possible both for the setting winding of the control circuit as well as for the input and output windings of the driver circuit Coils to use.

Je nachdem, ob für den Transfluxor ein Magnetmaterial mit hoher Sättigung oder mit kleiner Koerzitivfeldstärke oder mit kleinen Schaltzeitkoeffizienten gefordert wird, wird man aus den metallischen Werkstoffen mit rechteckförmiger Hystereseschleife denjenigen auswählen, dessen magnetische Eigenschaften den gestellten Anforderungen am besten entsprechen.Depending on whether a magnetic material with high saturation is used for the Transfluxor or with a small coercive field strength or with small switching time coefficients required one becomes from the metallic materials with a rectangular hysteresis loop select the one whose magnetic properties meet the requirements best match.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf A b b. 1 bis 4 verwiesen.To explain the invention, reference is made to A b b. 1 to 4 referenced.

A b b. 1 zeigt einen U-förmigen Stanzteil mit verbreiterter Basis, dessen Schenkelenden gabelförmig ausgebildet sind. Die an den inneren Schenkelrändern liegenden Gabelteile sind hierbei kürzer als die an den äußeren Schenkelrändern liegenden Gabelteile; in A b b. 2 deuten die gestrichelten Linien den wechselseitig geschichteten U-Stanzteil der Nachbarlage des Transfluxorkernes an; A b b. 3 zeigt ebenfalls einen U-förmigen Stanzteil mit verbreiterter Basis und gabelförmig ausgebildeten Schenkelenden, die aber zum leichteren Einführen in die fertig gewickelten Spulen der Steuerkreis- und Treiberkreiswicklungen an ihren äußersten Enden abgerundet oder zugespitzt sind; A b b. 4 zeigt den geschichteten und bewickelten Transfluxorkern.A b b. 1 shows a U-shaped stamped part with a widened base, whose leg ends are fork-shaped. The ones on the inner edges of the thighs lying fork parts are here shorter than those on the outer leg edges lying fork parts; in A b b. 2 the dashed lines indicate the reciprocally layered U-stamped part of the neighboring layer of the transfluxor core; A b b. 3 shows also a U-shaped stamped part with a widened base and fork-shaped Leg ends, but for easier insertion into the finished coils of the control circuit and driver circuit windings rounded at their extreme ends or are pointed; A b b. Figure 4 shows the layered and wound transfluxor core.

Im einzelnen bedeutet a = Wickelfenster für den Steuerkreis, b = Wickelfenster für den Treiberkreis, c = Arbeitssteg des Blockierungskreises (Steuerkreis), d = Arbeitssteg des Einstellkreises (Steuerkreis), e = Arbeitssteg des Eingangskreises (Treiberkreis), f = Arbeitssteg des Ausgangskreises (Treiberkreis), g = Blockierungswicklung, die die Stege c und d einerseits und e und f andererseits umfaßt (Steuerkreis), h = Einstellwicklung (Steuerkreis), i = Eingangswicklung (Treiberkreis), k = Ausgangswicklung (Treiberkreis), l = Schenkel des Transfluxorkernes, m =verbreiterte Basis des U-förmigen Stanzteiles oder der geätzten Metallfolie, n = am inneren Schenkelrand liegender Teil des gabelförmig ausgebildeten Schenkelendes des U-Teiles, o = am äußeren Schenkelrand liegender Teil des gabelförmig ausgebildeten Schenkelendes des U-Teiles, p = zugespitzt verlaufende Enden der gabelförmig ausgebildeten Schenkel des U-Teiles. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß aufgebauten Transfluxors angegeben.In detail, a = winding window for the control circuit, b = winding window for the driver circuit, c = working bridge of the blocking circle (control circuit), d = working bridge of the setting circuit (control circuit), e = working bridge of the input circuit (driver circuit), f = working bridge of the output circuit ( Driver circuit), g = blocking winding that includes webs c and d on the one hand and e and f on the other (control circuit), h = setting winding (control circuit), i = input winding (driver circuit), k = output winding (driver circuit), l = leg of the transfluxor core , m = widened base of the U-shaped stamped part or the etched metal foil, n = part of the fork-shaped leg end of the U-part located on the inner leg edge, o = part of the fork-shaped leg end of the U-part located on the outer leg edge, p = pointed extending ends of the fork-shaped legs of the U-part. An exemplary embodiment of the transfluxor constructed according to the invention is given below.

Aus einer Nickel-Eisen-Legierung mit 50 0l11 Nickel, Rest Eisen, die in bekannter Weise eine besondere Walz- und Glühbehandlung zur Erzeugung von Würfeltextur erfahren hatte, wurden U-förmige Bleche mit verbreiterter Basis ausgestanzt und entsprechend A b b. 2 geschichtet. Die Blechdicke betrug 0,05 mm. Die Schenkelenden waren hierbei gabelförmig ausgebildet. Zur Sicherstellung einer hohen Remanenz in den Arbeitsstegen des Treiberkreises ist deren Breite zu drei Viertel der Breite der Stege des Steuerkreises gewählt worden. Der Querschnitt der Basis m war querschnittsgleich mit dem Gesamtquerschnitt des Magnetkreises an der Stelle des Wickelfensters a.Made of a nickel-iron alloy with 50 0l11 nickel, the remainder being iron in a known way a special rolling and annealing treatment to produce a cube texture had learned, U-shaped sheets with a wider base were punched out and according to A b b. 2 layered. The sheet thickness was 0.05 mm. The leg ends were here fork-shaped. To ensure a high level of remanence in The width of the working webs of the driver circle is three quarters of the width of the bridges of the steering committee has been chosen. The cross-section of the base m was of the same cross-section with the total cross-section of the magnetic circuit at the point of the winding window a.

Das Verhältnis der in A b b. 2 angegebenen maximalen Eisenweglänge ABCD des Treiberkreises zu der minimalen Eisenweglänge EFGH des Treiberkreises betrug ebenso wie das Verhältnis der minimalen Eisenweglänge IKLM des Einstellkreises zu der maximalen Eisenweglänge ABCD des Treiberkreises 2 :1.The ratio of the in A b b. 2 specified maximum iron path length ABCD of the driver circuit to the minimum iron path length EFGH of the driver circuit as well as the ratio of the minimum iron path length IKLM of the setting circle to the maximum iron path length ABCD of the driver circuit 2: 1.

Beim Aufbau des Transfluxors wurden die U-förmigen Stanzteile wechselseitig geschichtet. Durch die gabelförmige Ausbildung der Schenkel der U-Teile war es möglich, fertiggewickelte Spulen für den Steuerkreis (Blockierungs- und Einstellwicklung) und für den Treiberkreis (Eingangs- und Ausgangswicklung) zu benutzen, weil die Stanzteile in die Wickelfenster der Spulen eingeschaltet werden konnten.When building the transfluxor, the U-shaped stamped parts were alternate layered. The fork-shaped design of the legs of the U-parts made it possible to fully wound coils for the control circuit (blocking and adjustment winding) and to use for the driver circuit (input and output winding) because the Stamped parts could be switched into the winding window of the coils.

Claims

Claims: 1. Made of soft magnetic core sheets or core foils Transfluxor core layered with a rectangular hysteresis loop, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the transfluxor core consists of U-shaped core sheets or foils is constructed with a base spread across the legs, whose Legs are fork-shaped in such a way that each leg end in two parallel strips separated from each other by a space run out, so that the alternately layered transfluxor core has two in the core legs Has additional windows of different sizes lying.

2. Transfluxor core according to claim 1, characterized in that the on the inner leg edges lying fork parts of the forked leg ends are shorter than those on the outer ones Thigh margins lying.

3. Transfluxor core according to claims 1 and 2, characterized in that that the forked legs are rounded or pointed at their extreme ends are.

4. transfluxor core according to claims 1 to 3, characterized in that the stamped parts or etched foils used to build the transfluxor core a nickel-iron alloy with 5011! o nickel, the remainder being iron, which in well-known A pronounced rectangular hysteresis loop is created through a special rolling and annealing treatment had received.

5. Transfluxor core according to claims 1 to 3, characterized in that that the stamped parts or etched foils used to build the transfluxor core consist of a cobalt-iron alloy with 50 0l11 cobalt, the remainder being iron, which in known way to achieve a rectangular hysteresis loop in the magnetic field has been annealed.

6. Transfluxor core according to Claims 1 to 3, characterized in that that the stamped parts or etched foils used to build the transfluxor core consist of a nickel-iron alloy with 67 0/11 nickel, the remainder being iron, which in known way to achieve a rectangular hysteresis loop in the magnetic field has been annealed.

7. Transfluxor core according to claims 1 to 3, characterized in that that the building nies transfluxor cores used stamped parts or etched foils made of a nickel-molybdenum-iron alloy with 79% nickel, 1 Up to 6% molybdenum, remainder iron, are made to achieve a rectangular shape Hysteresis loop was annealed above the Curie point. Considered Publications: German Patent No. 640 374; Swiss patent specification No. 339,643; U.S. Patent No. 2,582,351; Development reports Siemens & Halske AG, November 1957, pp. 267 to 279.