DE2146113A1 - Verfahren zum Dimensionieren von gesinterten ferromagnetischen Kernen - Google Patents
Verfahren zum Dimensionieren von gesinterten ferromagnetischen KernenInfo
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Description
B0SS Angelder': H. V. PIUt^' ÜLOBUMPPFABRlEKEIt
Akte: PHH- 5185
Anmeldung «mm 13. Sept· 1971
"Verfahren zum Dimensionieren von gesinterten ferromagnetischen
Kernen".
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum genauen Dimensionieren von gesinterten ferromagnetischen Kernen
für Spulen oder Transformatoren.
Eine derartige Bearbeitung ist erforderlich, wenn hohe Anforderungen an Form und Abmessungen der Kernoberfläche
gestellt werden, da der Kern sich beim Sintern verformt. Solche hohe Anforderungen werden beispielsweise
an Spulen gestellt, deren Kern einen genau bestimmten Luftspalt haben muss, und an Kerne für Ablenkspulensätze, die
sogenannten Jochringe, die genau um die Ablenkspulen passen müssen.
Nach einem bekannten Verfahren (siehe beispiels-
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weise die niederländische Patentanmeldung 69093^) macht man
das Material des Kerns beim Sintern örtlich zu dick, wonach man den Kern auf den gewünschten Wert abschleift.
Dieses Verfahren ist verhältnismässig kostspielig, vor allem wenn die zu schleifende Oberfläche schwierig
zugänglich oder von komplizierter Form ist.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auch Kerne mit einer schwierigen Oberfläche
schnell und preisgünstig dimensioniert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch
gelöst, dass nach dem Sintern und bevor der Kern mit einer Wicklung zu einer Spule oder einem Transformator zusammengesetzt
wird, wenigstens ein Teil der Oberfläche des Kerns in einer Matrize mit einer Deckmaterialschicht bedeckt wird,
die aus einem Gemisch aus einem Bindemittel und einem ferromagnetischen Pulver besteht.
Das Deckmaterial kann auf an sich bekannte <
Weise in die Matrize gepresst oder gespritzt werden. Die endgültige
Oberfläche des bedeckten Teils des Kerns ist ein genauer Abdruck der entsprechenden Oberfläche der Matrize.
Im allgemeinen hat das Deckmaterial eine niedrigere magnetische Permeabilität als das gesinterte Material
des Kerns. Dies bedeutet, dass bei Spulen mit einem Luftspalt, dessen Breite genau eingehalten werden muss, auch die Dicke
und Permeabilität des Deckmaterials beim Berechnen der Breite des Luftspalts berücksichtigt werden muss. Eine Deckmaterialschicht
mit einer Permeabilität /U und einer Dicke d ent-
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spricht einem Luftspalt, dessen Breite d/ /U ist. Hieraus
geht hervor, dass es, da die Deckschicht die Sintertoleranzen auffangen muss und somit eine von Produkt zu Produkt unterschiedliche
Dicke aufweist, für eine gute Reproduzierbarkeit der Kerne erwünscht ist, die Permeabilität des Deckmaterials
möglichst gross zu machen. Andererseits darf die Menge des Bindemittels nicht zu klein sein, um die Spritzbarkeit des
Deckmaterials nicht zu verringern. Ein guter Kompromis wird mit solchem Deckmaterial erzielt, dessen Permeabilität nach
dem Erhärten des Bindemittels einen Wert von ungefähr 10 aufweist. Änderungen in der Dicke des Deckmaterials entsprechen
dann 10 mal so geringen Änderungen in der Breite des Luftspalts, was bei den üblichen Toleranzen von gesinterten
Kernen bei den meisten Anwendungen annehmbar ist.
Es sei bemerkt, dass das Umspritzen einer
Spule mit Spritzmasse bekannt ist, beispielsweise aus der Schweizer Patentschrift 228.763. Hierbei werden jedoch die
Spulenwicklungen, nachdem sie auf dem Kern vorgesehen sind, zur Erhöhung der Induktivität in die Spritzmasse eingebettet,
wodurch ein unverbrüchliches Gebilde entsteht. Ein derartiges Verfahren kann deshalb nicht dazu angewendet werden, um beispielsweise
einem Jochring die richtige Form zu erteilen oder einen Spulenkern mit einem genau bestimmten Luftspalt
zu versehen.
Die Erfindung wird nunmehr anhand einiger in
der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine zylinderförmige
Spule, deren Kern nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt ist,
Fig. 2 einen teilweise axialen Schnitt durch einen Ablenkspulensatz, dessen Jochring nach dem Sintern
nicht nachbehandelt ist, und
Fig. 3 einen teilweise axialen Schnitt durch einen Ablenkspulensatz, dessen Jochring nach dem Sintern
nach dem erfindungsgemässen Verfahren dimensioniert ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Spule enthält eine
zylinderförmige Wicklung 1, die auf einen zentralen Zylinder
3 mit Anschlüssdrähten 4 gewickelt ist. Dieser zentrale Zylinder 3 ist im allgemeinen ferromagnetisch. Wenn der zentrale
Zylinder 3 aus ferromagnetischem Material gesintert ist,
kann seine Aussenoberflache ohne grosse Schwierigkeiten dimensioniert
werden, beispielsweise durch spitzenloses Schleifen. Hierdurch hat der Aussendurchmesser der Wicklung 1 eine
kleine Toleranz.
Koaxial zum zentralen Zylinder 3 ist ein hohler, aus gesintertem ferromagnetischen Material hergestellter
Aussenzylinder 5 vorgesehen, der in Zusammenarbeit mit dem
zentralen Zylinder 3 den Kern der Spule bildet. Zwischen dem
hohlen Aussenzylinder 5 und der Wicklung 1 befindet sich ein
Luftspalt 6, dessen Breitetoleranz hauptsächlich durch die möglichen Änderungen im Innendurchmesser des Aussenzylinders
5 bestimmt wird. Um diese Toleranz zu verkleinern, ist die Innenseite des Aussenzylinders 5 in einer Matrize mit einer
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Deckmaterialschicht 7 erhöht, die aus einem Bindemittel,
beispielsweise Polythen, und einem ferromagnetischen Pulver,
beispielsweise Ferrit, besteht, versehen worden. Die Schicht 7 füllt den Luftspalt 6 teilweise aus. Änderungen in den
Abmessungen des Aussenzylinders 5 haben dann nur noch Änderungen
in der Dicke der Schicht 7 zur Folge, ohne die Breite des mit Luft gefüllten Teils 8 des Luftspalts 6 zu beeinflussen.
Die effektive Gesamtbreite des Luftspalts 6 ist gleich der Breite des mit Luft gefüllten Teils 8 zuzüglich
der Dicke der Schicht 7» geteilt durch die Permeabilität des Deckmaterials, welche vorzugsweise ungefähr 10 beträgt.
Dies bedeutet, dass eine Änderung von 0,1 mm in der Dicke der Schicht 7t verursacht durch die Toleranz des hohlen
Aussenzylinders 5» einer Änderung von nur 0,01 mm in der effektiven Gesamtbreite des Luftspalts 6 entspricht.
Um eine gute magnetische Verbindung zwischen
dem zentralen Zylinder 3 und dem Aussenzylinder 5 zu erhalten,
kann jeder der Anschlussdrähte h in dem zentralen (Hohl)· Zylinder 3 mit einem Pfropfen 9 desselben Materials wie die
Schicht 7 festgesetzt werden. Der Pfropfen 9 kann mittels einer gleichfalls aus demselben Material gebildeten Scheibe
10 mit dem Aussenzylinder 5 verbunden sein.
Das Anbringen der Wicklung 1 auf den zentralen Zylinder 3 kann dadurch erleichtert werden, dass der aus
dem zentralen Zylinder heraus-ragende Teil des Pfropfens eine kegelförmige Oberfläche enthält, so dass ein allmählicher
übergang vom Durchmesser des zentralen Zylinders 3
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zu dem des Anschlussdrahtes 4 entsteht.
Fig. 2 zeigt einen Ablenkspulensatz mit einem
Paar Sattelspulen 11 für die Bildablenkung (das in den Bildspulen vorgesehene Horizontalablenkspulenpaar ist der Übersichtlichkeit
halber weggelassen). Das Spulenpaar 11 ist von einem Jochring 13 aus gesintertem Ferrit mit einer trompeten—
förmigen Innenoberfläche umgeben, die nach dem Sintern keiner Nachbearbeitung unterzogen wurde. Anhand der Figur ist ersichtlich,
dass ein Jochring 13 > der beim Sintern etwas mehr geschrumpft ist als der Ring 13 j eine in Axialrichtung beträchtlich
verschobene Stellung einnehmen wird.
Dieser Nachteil tritt bei dem in Fig. 3 dargestellten und denselben Spulensatz wie in Fig. 2 umgebenden
Jochring 15 nicht auf. Die trompetenförmige Innenseite des
Jochrings 15 ist in einer Matrize erhöht durch Bedecken mit einer Deckmaterialschicht 17 mit derselben Zusammensetzung
wie die Schicht 7 in Fig. 1. Hierdurch schliefst sich die
Innenoberfläche des Jochrings 15 immer auf dieselbe Weise
an die - verhaltnxsmassig genau reproduzierbare - Aussenoberflache
des Spulenpaars 11 an, so dass der Jochring 15 immer
in axialer Richtung dieselbe Stellung gegenüber diesem Spulenpaar einnimmt.
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Claims (3)
1. Verfahren zum genauen Dimensionieren von gesinterten
ferromagnetisehen Kernen für Spulen oder Transformatoren,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Sintern und bevor der Kern mit einer Wicklung zu einer Spule oder
einem Transformator zusammengesetzt wird, wenigstens ein
Teil der Kernoberfläche in einer Matrize mit einer Deckmaterialschicht
bedeckt wird, die aus einem Gemisch aus einem Bindemittel und einem ferromagnetischen Pulver besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Permeabilität des Deckmaterials
ungefähr 10 beträgt.
3. Kern für Spulen oder Transformatoren, bei dem
wenigstens ein Teil der Oberfläche mittels des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 dimensioniert ist.
k. Kern nach Anspruch 3 in Form eines hohlen
Aussenzylinders, der eine zylinderförmige Wicklung koaxial
umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckmaterialschicht
(7) sich auf der Innenoberfläche des Kerns (5) befindet und den Luftspalt (6) zwischen dem Kern und der Wicklung (i)
wenigstens teilweise ausfüllt.
5· Kern nach Anspruch 3 in Form eines Jochringes
mit einer trompetenförmigen Innenoberfläche, der einen Teil
eines Ablenkspulensatzes bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckmaterialschicht (17) sich auf der trompetenförmigen
Innenoberfläche befindet und die beim Sintern entstandenen
Änderungen in bezug auf Form und Abmessungen dieser Oberfläche grösstenteils ausgleicht. 209816/0874
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