DE2163175A1 - Process for the production of electrotechnical components - Google Patents

Process for the production of electrotechnical components

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Description

216317S216317S

Erfinder: 15. April 1971Inventor: April 15, 1971

Stephan Pelber E 69/70 Wö/BtStephan Pelber E 69/70 Wö / Bt

Vertreter:Representative:

Wolfgang Wötzold undWolfgang Wötzold and

Heinz Baumgärtel imHeinz Baumgärtel im

VEB WerkzeugmaschinenkoiribinatVEB machine tool coribinate

"Fritz Heekert" Karl-Marx-Stadt"Fritz Heekert" Karl-Marx-Stadt

Verfahren zur Herstellung elektrotechnischer Bauelemente, "bestehend aus einer oder mehreren elektrischen Leiterschleifen und einem elektrisch nicht leitenden weichmagnetischen WerkstoffProcess for the production of electrotechnical components, "consisting of one or more electrical conductor loops and an electrically non-conductive soft magnetic material

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrotechnischer Bauelemente, bestehend aus einer oder mehreren elektrischen Leiterschleifen und einem elektrisch nicht leitenden weichmagnetischen WerkstoffeThe invention "relates to a method of manufacture electrotechnical components, consisting of one or more electrical conductor loops and one electrically non-conductive soft magnetic materials

Es ist bekannt, elektrisch nicht leitende weichmagnetische Werkstoffe durch Sintern von entsprechenden Oxidwerkstoffen herzustellen. Die so hergestellten als Ferrite bekannten Werkstoffe weisen eine sehr grosse Härte auf. Bei ihrer Herstellung tritt beiIt is known to produce electrically non-conductive soft magnetic materials by sintering appropriate Manufacture oxide materials. The materials known as ferrites produced in this way have a very great hardness. Joins in their manufacture

ο
Sintertemperatur über 1000 C natürlicher Schwund und dadurch Verzug des Körpers mit grossen inneren Spannungen auf, so dass bei Überschreitung bestimmter Geometrienο
Sintering temperature over 1000 C natural shrinkage and thus distortion of the body with large internal tensions, so that when certain geometries are exceeded

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Risse auftreten und unter Umständen der Körper zerfällt. Tritt dieser Fall noch nicht ein, ist zumindestens die Masshaltigkeit des entstandenen Körpers ungenügend, so dass die Nachbearbeitung des keramikähnlichen Werkstoffes * erfolgen muss. Diese Körper -lassen sich nur durch Schmirgeln oder Schleifen nachbearbeiten,. Durch die freiwerdenden inneren Spannungen wird der Körper oft zerstört. Somit ist die Fertigung der Körper mit der erforderlichen Genauigkeit auch unter hohem Aufwand sehr schwer oder nicht möglicheCracks occur and the body may disintegrate. If this case does not yet occur, at least this is Dimensional stability of the resulting body insufficient, so that the post-processing of the ceramic-like material * must take place. These bodies only let themselves through Sanding or sanding afterwards. Through the the body often relieves internal tension destroyed. Thus, the production of the bodies with the required accuracy is also very costly very difficult or impossible

Als weiterer Nachteil erweist sich, dass nur bestimmte unkomplizierte Formen kleiner Abmessungen herstellbar sind.Another disadvantage is that only certain uncomplicated shapes of small dimensions can be produced are.

Ferner ist ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von Permanentmagneten bekannt, bei denen fein zerkleinerte Teilchen von magnetisch anisotropen Material, Vorzugs« weise nach magnetischer Ausrichtung mittels eines äusseren Magnetfeldes, in einer Form zu einem Formkörper gepresst werden und der Formkörper anschliessend einem vollständigen Sintervorgang unterworfen wird. Da diesen durch Sintern hergestellten Formkörpern die o. g. gleichen Nachteile anhaften, wurde zwecks Beseitigung von Rissen und Verbesserung der Masshaltigkeit bzw. Nacharbeitbarkeit ein weiteres Verfahren vorgeschlagen. Bei dem Verfahren soll der fertig gesinterte Formkörper in einem Gesenk, dessen Püllvolumen etwa 1 - 8 % grosser ist als der Formkörper, zu einem Granulat, im Vergleich zu denFurthermore, a similar process for the production of permanent magnets is known in which finely comminuted particles of magnetically anisotropic material, preferably after magnetic alignment by means of an external magnetic field, are pressed in a mold to form a molded body and the molded body is then subjected to a complete sintering process. Since these molded bodies produced by sintering have the same disadvantages as mentioned above, a further method has been proposed for the purpose of eliminating cracks and improving dimensional accuracy and reworkability. In the process, the finished sintered shaped body is to be placed in a die, the pilling volume of which is about 1-8 % larger than the shaped body, to form granules compared to the

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Ausgangsteilchen, grober· Korngrösse zerdrückt werden. Anschliessend wird in an sich bekannter Weise ein in das Gesenk eingespeistes Bindemittel um das Granulat herum zur Verfestigung gebracht und dabei die aus gesintertem Werkstoff bestehenden kleine Dauermagnete darstellende Granulate in die gewünschte Lage ausgerichtet. Starting particles, coarse grain size are crushed. Then, in a manner known per se, an in the die fed binding agent around the granules to solidify and thereby the out sintered material consisting of small permanent magnets representing granules aligned in the desired position.

Diesem Verfahren haftet ebenfalls.der Mangel an, dass nicht jede beliebige Form herstellbar ist und die für die Herstellung elektrotechnischer Bauelemente erforderlichen elektrisch leitenden Spulen in einem weiteren Arbeitsgang angebracht werden müssen. Auf Grund des erforderlichen Pressdruckes sind nach dem bekannten Verfahren nur kleine Abmessungen von Permanentmagneten bzw«, weichmagnetiBchen Körpern herstellbar. Bedingt durch den Pressarbeitsgang ist die herstellbare geometrische Gestalt beschränkt. Auch eine nachträgliche spangebende Bearbeitung ist auf Grund der noch grossen Korngrösse erschwerteThis procedure is also liable for the lack of that not any shape can be produced and the electrically conductive coils required for the production of electrotechnical components in another Work step must be attached. Due to the required pressure are according to the known Method only small dimensions of permanent magnets or soft magnetic bodies can be produced. Conditional the geometric shape that can be produced is limited by the pressing operation. Also a subsequent one Machining is more difficult due to the still large grain size

Weiterhin ist bekannt, dass bei Verwendung von metallisch weichmagnetischen Sonderlegierungen als Magnetwerkstoff zur Erreichung schlechter elektrischer. Leitfähigkeit (Vermeidung von WirbelStromverlusten) der Werkstoff lamelliert wirde Werden geringe Verluste im hochfrequenten magnetischen Wechselfeld gefordert, so sindIt is also known that when using metallic soft magnetic special alloys as magnetic material to achieve poor electrical. Conductivity (avoidance of eddy current losses) the material is laminated e If low losses in the high-frequency magnetic alternating field are required,

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Folienstärken von einigen pm nötig. Diese Folien sind schwer herstellbar und für kleine Losgrössen die Anfertigung von Stanzwerkzeugen zur Verwirklichung der gewünschten geometrischen Form des magnetischen Körpers unwirtschaftlich. Die elektrischen Leiterschleifen müssen entweder separat auf Wickelkörper gewickelt und gut isoliert in den im Magnetkörper vorgesehenen Raum eingebracht oder Schleife für Schleife in den Raum eingefädelt werden.Foil thickness of a few pm necessary. These foils are difficult to produce and, for small batches, the production of punching tools for realizing the desired geometric shape of the magnetic body is uneconomical. The electrical conductor loops must either be wound separately on bobbins and placed in the space provided in the magnet body with good insulation, or they must be threaded into the room loop by loop.

Zweck der Erfindung ist es, elektrotechnische Bauelemente, die aus einer oder mehreren elektrischen Leiterschleifen und einem elektrisch nicht leitenden weichmagnetischen Werkstoff bestehen, mit einer ausschllesslich dem Verwendungszweck entsprechenden, in Gestalt und Grosse nicht vom Herstellungsverfahren begrenzten Ausführung wirtschaftlich herstellen zu können.The purpose of the invention is to provide electrotechnical components that consist of one or more electrical conductor loops and an electrically non-conductive, magnetically soft material, one exclusively for the purpose of use corresponding design, not limited in shape and size by the manufacturing process to be able to produce economically.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung elektrotechnischer Bauelemente, die aus einer oder mehreren elektrischenLeiterschleifen und einem elektrisch nicht leitenden weichmagnetischen Werkstoff bestehen, zu entwickeln, bei denen die guten magnetischen Eigenschaften von weichmagnetischen Sinterwerkstoffen oder von metallischen weichmagnetischen Sonderwerkstoffen (Legierungen) ausgenutzt werden, beliebig geformte Körper sehr hoher Masshaltigkeit herstellbar sind, ohne dass die Grosse und Gestalt der Bauelemente durch das Herstellungsverfahren beeinträchtigt wird.The invention is based on the object of a method for the production of electrotechnical components, which are composed of one or more electrical conductor loops and an electrically non-conductive soft magnetic material exist to develop in which the good magnetic properties of soft magnetic sintered materials or of metallic soft magnetic special materials (Alloys) are used, any shaped body with very high dimensional accuracy can be produced without the Size and shape of the components due to the manufacturing process is affected.

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Erfindungsgemäss wird das dadurch gelöst, dass ein an sich "bekanntes aus weichmagnetischem Werkstoff "bestehendes Granulat mit einer "bestimmten Fraktur mit einem "bekannten elektrisch nicht leitenden Bindemittel benetzt oder vermengt wird, in einer Form eine oder mehrere Leiterschleifen mit· den Anschlüssen nach aussen geführt eingebracht werden, und anschliessend die Form mit dem aus weichmagnetischem Werkstoff und Bindemittel bestehenden Gemenge gefüllt wird, Anschliessend wird das Bindemittel ausgehärtet und nach dem Aushärten die Form entfernt, soweit sie nicht vollständig oder Einzelteile von ihr ins Bauelement eingehen, Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Wände der Form vor dem Einbringen des aus weichmagnetischem Werkstoff und Bindemittel bestehenden Gemenges mit einem Lösemittel, beispielsweise Wachs, versehen werden.According to the invention, this is achieved in that a "known per se" made of soft magnetic material "Existing granules with a" certain fracture with a "known electrically non-conductive binder is wetted or mixed, one or more conductor loops with the connections in one form be introduced externally guided, and then the shape with the soft magnetic material and Binder existing mixture is filled, then the binder is hardened and after Curing removes the mold if it does not go into the component completely or individual parts of it, It has proven to be advantageous if the walls of the mold are made of soft magnetic material before the introduction of the and binding agent existing mixture can be provided with a solvent, for example wax.

Das beschriebene Verfahren ermöglicht, den Werkstoff von Ausschussteilen, die bei der Herstellung von Formteilen aus Ferrite entstehen, als Ausgangswerkstoff für das Granulat zu verwenden oder als Ausgangswerkstoff die als Granulat anfallenden Abfälle beim Metallspritzen mit weichmagnetischen Eigenschaften zu verwerten oder eigens dafür verdüste weichmagnetische Werkstoffe zu verwenden. Ferner ist es durch dieses Verfahren möglich, die gewünschten elektrischen Bauelemente aus den bekannten Werkstoffen und der Jeweiligen Spule in jeder Werkstatt·The method described enables the material of scrap parts that are used in the production of molded parts arise from ferrites, to be used as a starting material for the granulate or as a starting material as To recycle granulate waste from metal spraying with magnetically soft properties or specifically to use atomized soft magnetic materials for this. It is also possible through this process to obtain the desired electrical components made of the known materials and the respective coil in every workshop

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ohne viel Mühe herstellen zu können.to be able to manufacture without much effort.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention is intended below using an exemplary embodiment are explained in more detail. In the accompanying drawing show:

Pig. I: einen Schnitt eines elektrotechnischen Bauelementes in einer Form,Pig. I: a section of an electrotechnical component in a form,

^ Fig. 2: eine Seitenansicht nach Fig.' 1.^ Fig. 2: a side view according to Fig. ' 1.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte elektrotechnische Bauelement besteht aus zwei mehrere Leitersohlelfen aufweisende Spulen 1, die teilweise von einem elektrisch nicht leitenden weichmagnetischem Werkstoff 2 umgeben bzw. in einem zylInderförmigen ferromagnetischen Werkstoff angeordnet sind. Die Herstellung des elektrotechnischen Bauelementes erfolgt dadurch, dass die Spulen 1 auf einem beispielsweise mit Wachs überzogenen "" rohrförmigen Kern 5 gewickelt werden und somit in eine definierte Lage gebracht werden. Das mit den Spulen versehene Rohr wird im vorliegenden Beispiel zentrisch in einem rohrförmigen Stützkörper 3 angeordnet. Die Zentrierung des Kerns erfolgt stirnseitig durch entsprechende Deckel 4. Danach wird- der Zwischenraum zwischen dem Kern und der Innenwand des Stützkörpers mit einem mit Bindemittel benetzten bzw. vermengten und somit nicht leitenden weichmagnetischen WerkstoffThe electrotechnical component shown in FIGS. 1 and 2 consists of two several conductor solenoids having coils 1, which are partially surrounded by an electrically non-conductive soft magnetic material 2 or in a cylindrical ferromagnetic material are arranged. The manufacture of the electrotechnical component takes place in that the Coils 1 are wound on a for example wax-coated "" tubular core 5 and thus in a be brought to a defined position. The tube provided with the coils is centered in the present example arranged in a tubular support body 3. The centering of the core takes place on the front side by means of appropriate Lid 4. After that, the space between the core and the inner wall of the support body becomes with a soft magnetic material wetted or mixed with a binding agent and thus non-conductive

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gefüllt. Die beiden Deckel 4 können gegebenenfalls zum Einleiten eines geringen Pressdruckes zur besseren Verdichtung des Gemenges genutzt werden. Nach dem Aushärten des Bindemittels wird die Wachsschicht erwärmt und der Kern 5 aus dem elektrotechnischen Bauelement herausgezogen. Wenn es die vorgeschriebene Genauigkeit der Spulenlage in dem elektrisch nicht leitenden weichmagnetischem Werkstoff 2 verlangt, 1st es auch möglich, die Spulen ohne Wachsschicht auf den Kern zu wickeln und den Kern durch Zerspanen zu entfernen. Ebenfalls können die zur Zentrierung des Kerns und gleichzeitig als Formwand benutzten Deckel ebenso wieder entfernt werden. Im ausgeführten Beispiel wird der äussere zylinderförmig ausgeführte Stützkörper 3 als Stütz-, Schutz- und Anpasskörper für die spezielle Anwendung in Werkzeugmaschinen benutzt. Da der elektrisch nicht leitende weichmagnetische Werkstoff 2 nicht wie Sinterwerkstoff glashart 1st, ist es möglich, diesen Werkstoff spangebend zu bearbeiten.filled. The two covers 4 can optionally be used to introduce a low pressure for better Compaction of the mixture can be used. After the binder has hardened, the wax layer becomes heated and the core 5 pulled out of the electrotechnical component. If it's the prescribed Accuracy of the coil position in the electrically non-conductive, magnetically soft material 2 is required, 1st It is also possible to wind the coils on the core without a layer of wax and remove the core by machining. The cover used to center the core and at the same time as a mold wall can also be used be removed again. In the example carried out, the outer cylindrical support body 3 is as Supporting, protective and adapting bodies used for special applications in machine tools. Since the electric Non-conductive soft magnetic material 2 is not glass-hard like sintered material 1st, it is possible to use this Machining of the material.

Ferner können durch Variation des Mischungsverhältnisses Bindemittel zu Granulat, der Körnung des Granulats, der Art des Bindemittels sowie des Pressdruckes, Permeabilität und Festigkeit in Grenzen den Erfordernissen angepasst werden.Furthermore, by varying the mixing ratio of binder to granulate, the grain size of the granulate, the The type of binder as well as the pressure, permeability and strength can be adapted within limits to the requirements.

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Die Formen zur Herstelllang der elektrotechnischen Bauelemente können beliebig ausgeführt sein. Beispielsweise ist es auch möglich, vorhandene oder extra angebrachte Hohlräume an einer Maschine oder einem Bauteil als Form zu benutzen.The forms for manufacturing the electrotechnical components can be designed as desired. For example It is also possible to use existing or specially attached cavities on a machine or a component to use as a shape.

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Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung elektrotechnischer Bauelemente, bestehend aus einer oder mehreren elektrischen Leiterschleifen und einem elektrisch nicht leitenden weichmagnetischen Werkstoff, unter Verwendung von vorzugsweise aus Abfällen hergestellten Granulaten mit einer bestimmten Fraktur weichmagnetischer Werkstoffe und einem elektrisch nicht leitenden Bindemittel,1. Process for the production of electrotechnical components, consisting of one or more electrical conductor loops and an electrically non-conductive soft magnetic material, under Use of granules, preferably made from waste, with a specific fracture soft magnetic materials and an electrically non-conductive binder, dadurch gekennzeichnet,characterized, dass das aus weichmagnetischem Werkstoff bestehende Granulat mit einem Bindemittel benetzt oder vermengt wird, in einer Porm eine oder mehrere Leiterschleifen mit den Anschlüssen nach aussen geführt eingebracht werden, anschliessend die Form mit dem mit Bindemittel benetzten oder vermengten weichmagnetischen Werkstoff gefüllt, das Bindemittel ausgehärtet und danach die Form, soweit sie nicht gleichzeitig ein zum Bauelement gehöriges Element bildet, entfernt wird.that the granulate consisting of soft magnetic material wets or mixes with a binding agent one or more conductor loops with the connections leading to the outside are introduced in a Porm then the shape with the soft magnetic wetted or mixed with binder The material is filled, the binding agent is cured and then the shape, if it is not one at the same time forms part of the component, is removed. 2. Verfahren zur Herstellung elektrotechnischer Bauelemente nach Anspruch 1,2. A method for producing electrotechnical components according to claim 1, dadurch gekennzeichnet,characterized, dass die Wände der Form vor dem Einbringen des aus weichmagnetischem Werkstoff und Bindemittel bestehenden Gemenges mit einem Lösemittel, beispielsweise Wachs, versehen wird.that the walls of the mold before the introduction of the soft magnetic material and binding agent Mixture is provided with a solvent, such as wax. 209847/0605209847/0605 AOAO LeerseiteBlank page
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