DE3030641A1

DE3030641A1 - Unter einschluss von kleinen eisenteilchen geformter magnetkern und verfahren zur herstellung des magnetkerns

Info

Publication number: DE3030641A1
Application number: DE19803030641
Authority: DE
Inventors: Franz 8500 Nürnberg Demmel; Joachim Dipl.-Phys. 8520 Erlangen Große; Ulrich Dipl.-Ing. 2870 Delmenhorst Sobottka
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-08-13
Filing date: 1980-08-13
Publication date: 1982-04-01
Also published as: JPS57136306A

Description

Unter Einschluß von kleinen Eisenteilchen geformter
Magnetkern und Verfahren zur Herstellung des Magnetkerns Die Erfindung bezieht sich auf einen unter Einschluß von kleinen Eisenteilchen geformten Magnetkern, insbesondere für Transformatoren und Drosseln.
Bei einem bekannten Verfahren (DE-PS 336 507) zur Herstellung von Eisenkörpern für das Magnetfeld von Transformatoren, Dynamos, Drosselspulen usw, wird zum ausschließlichen Zusammenhalt der Eisenteilchen ein flüssiges Bindemittel, z.B. Cellonlack zugesetzt; durch den Zusatz des Bindemittels soll gleichzeitig erreicht werden, daß der Eisenkörper elektrisch schlecht leitend und dadurch die Bildung von Wirbel strömen verhindert wird. Die Eisenkörper können ein- oder mehrteilig geformt werden; die Formung des Eisenkörpers kann mit oder ohne Druck erfolgen.
Durch die DE-OS 21 32 378 ist weiterhin eine Glättungsdrossel mit einem aus Eisenteilchen bestehenden Kern bekannt, bei dem zum formgebenden Zusammenhalt bei besserer Wärmeabfuhr die Eisenteilchen nicht in ein Harz-Bindemittel eingebunden sondern mit einem Zementgemisch vergossen werden; nach einer Ausgestaltung sollen die im Zement vergossenen Eisenteile aus Elektroblech-Stanzabfällen bestehen.
Schließlich ist es bekannt (DE-OS 25 54 435), einen Mantelkern für magnetische Kreise aus zwei Teil-St.eckkernen mit einer Mehrzahl von geschichteten Kernblechen zusammenzusetzen, derart daß sich ein Mantelkern mit zwei Fenstern, bestehend aus einem Mittelschenkel, zwei dazu in Abstand parallelen Achsschenkeln und zwei diese verbindenden Jochen ergeben; dadurch soll die Montage vereinfacht werden, da die Kernbleche nicht einzeln in einen vorgewickelten Spulenkörper eingeschichtet sondern nur die beiden Teilkernen unter Einschluß des Spulenkörpers vereinigt werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Material-und Fertigungsaufwand für einen Magnetkern der eingangs genannten Art bei zumindest gleichbleibend guten elektromagnetischen Eigenschaften vermindern zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 möglich. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lehre werden in den Unteransprüchen 2 bis 5 beansprucht; die Gegenstände der Ansprüche 6 bis 9 kennzeichnen vorteilhafte Herstellungsverfahren zur Fertigung des erfindungsgemäßen Magnetkerns.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß ein Magnetkern, der aus Formpreßteilen zusammengesetzt ist, die durch lediglich unter hohem Druck zusammengepreßte Dynamoblech-Parikal gebildet sind, sämtliche mechanischen und elektromagnetisch Forderungen erfüllen kann; bei dem erfindungsgemäß derart hergestellten Magnetkern erübrigen sich zur Formgebung und Stabilitätssicherung der Formteile das ansonsten bei bekannten Konstruktionen und Fertigungsverfahren unbedingt notwendige Beimischung von flüssigen Bindungsmitteln in Form von Harzen oder Betongemischen sowie deren anschließende, genau zu überwachende Aushärtung. Auch die Beimengung von Bindemitteln zur Erzielung eines Mindestübergangswiderstandes zwischen den Eisenteilchen ist in vorteilhafter Weise bei einem erfindungsgemäß hergestellten Magnetkern überflüssig, da offenbar die bei ihrer Herstellung z.B. durch Blaufilmen aufgetragende Isolation der erfindungsgemäß als Partikel-Material vorgesehenen Dynamobleche voll zur Verhinderung von Wirbelströmen ausreicht.
Es hat sich gezeigt, daß in vorteilhafter Weise die Dynamoblech-Teilchen eine Mindestdicke von 0,35 mm sowie eine Mindestfläche von 10 mm2 nicht überschreiten sllen.
Der kostenmäßige Materialaufwand für einen erfindungsgemäßen aus Formpreßteilen zusammengesetzten Magnetkern läßt sich dadurch weiter mindern, daß für die Dynamoblech-Teilchen Elektroblech-Abfall benutzt wird, der z.B. beim Stanzen herkömmlicher Kernbleche für Transformatoren und Drosseln oder beim Stanzen von Ständer- oder Läuferpaketblechen von Elektromotoren unvermeidlich anfällt.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Magnetkerns ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamoblech-Teilchen in eine Preßform gefüllt und anschließend in der Preßform formstabil zu den Magnetkern-Formpreßteilen zusammengepreßt werden, wobei sich ein Zusammenpressen nach dem an sich bekannten Kaltfließpreßverfahren besonders zweckmäßig erwiesen hat. In elektromagnetisch vorteilhafter und dabei verfahrenstechnisch einfacher Weise kann vorgesehen werden, daß die Dynamoblech-Teilchen durch mechanische Mittel zumindest teilweise mit ihren Flächen in Magnetisierungsrichtung ausgerichtet indie Preßform eingeschichtet werden. Bei gegebenenfalls besonders hohen mechanischen Belastungen ausgesetzten Magnetkernen kann es zweckmäßig sein, den in die Preßform gefüllten Dynamoblech-Teilchen eine bei Niedrigtemperatur-Erwärmung die Teilchen zusätzlich verklebendes Harzpulver beizumischen und mitzupressen; ein derartiges Beimischen von Harzpulver in geringen Mengen ist nicht vergleichbar mit dem bekannten Zusammenmischen von Eisenteilchen und flüssigen Bindemitteln und deren anschließende Aushärtung.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand von schematisch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.
Darin zeigen: Fig. 1 einen Magnetpreßkern mit nach dem Aufstecken des Spulenkörpers einsetzbarem oberen Magnetjoch, Fig. 2 einen außen geschlossenen Magnetpreßkern mit nach dem Aufsetzen des Spulenkörpers zwischen die beiden Magnetjoche einsetzbarem Mittelschenkel.
Fig. 1, 2 zeigt jeweils einen aus-zwei als Formpreßteile ausgebildeten Teilkernen zusammengesetzten Mantel-Magnetkern 2 bzw. 3. Jeder Kern besteht aus einem Mittelschenkel 25 bzw. 35, zwei dazu in Abstand parallelen seitlichen Außenschenkeln (23, 24 bzw. 33, 34) und zwei diese verbindenden Jochen 21, 22 bzw. 31, 32. Jeder Mittelschenkel 25 bzw. 35 nimmt jeweils eine konzentrisch umgebende Spule 1 mit einer auf einen Spulenkörper 12 aufgebrachten Wicklung 11 auf.
Gemäß Fig. 1 besteht ein erstes Formpreßteil aus dem oberen Joch 21; das zweite Formpreßteil bildet der übrige Magnetkern mit den Außenschenkeln 23, 24, dem Mittelschenkel 25 und dem Außenschenkel und Mittelschenkel verbindenden unteren Joch 22. Der aus diesem zweiten Formpreßteil bestehende Magnetkernteil wird nach dem Aufsetzen der Spule 1 durch das erste Formpreßteil geschlossen, wozu das dieses Formpreßteil bildende obere Joch form- und/oder kraftschlüssig zwischen die oberen freien Enden der Außenschenkel 23, 24 einfügbar ausgebildet ist.
Fig. 2 zeigt eine Magnetkernausführung, bei der das zweite einstückige Formpreßteil aus dem oberen Joch 31, dem unteren Joch 32 und den Außenschenkel 33, 34 gebildet wird; der Mittelschenkel 35 wird als davon getrenntes Formpreßteil nach dem Aufsetzen der Spule 1 zwischen die Joche 31, 32 eingefügt.
2 Figuren 9 Patentansprüche Leerseite

Claims

PatentansPrtiche Unter Einschluß von kleinen Eisenteilchen geformter Magnetkern, insbesondere für Transformatoren und Drosseln, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Magnetkern (2 bzw. 3) aus unter hohem Druck aus Dynamoblech-Teilchen vorgegebener Größe formstabil gepreßten Formpreßteilenzusammengesetzt ist.
2. Magnetkern nach Anspruch 1, d a & u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Dynamoblech-teilchen vorgesehen sind, deren Dicke kleiner als 0,35 mm und deren Fläche kleiner als 10 mm2 ist.
3. Magnetkern nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dynamoblech-Teilchen aus Dynamoblech-Stanzabfällen gebildet sind.
4. Magnetkern nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in aus zwei Teilkernen zusammensetzbarer Mantelkernform, bestehend aus einem Mittelschenkel, zwei dazu in Abstand parallelen Außenschenkeln und zwei diese verbindenden Jochen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß das eine Joch (21) als getrenntes Formpreßteil zwischen die Außenschenkel (23, 24) des den übrgien Nantelkern (22 - 25) bildenden weiteren Formpreßteils einsteckbar ist.
5. Magnetkern nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in aus zwei Teilkernen zusammensetzbarer Mantelkernform, bestehend aus einem Mittelschenkel, zwei dazu in Abstand parallelen Außenschenkeln und zwei diese verbindenden Jochen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Mittelschenkel (35) als getrenntes Formpreßteil zwischen die Joche (31, 32) des den übrigen Mantelkern (31 - 34) bildenden weiteren Formpreßteils einsteckbar ist.
6. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerns nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Dynamoblech-Teilchen in eine Preßform gefüllt und anschließend in der Preßform formstabil zu den Magnetkern-Formpreßteilen zusammengepreßt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Dynamoblech-Teilchen durch mechanische Mittel zumindest teilweise mit ihren Fläc hen in Magnetisierungsrichtung ausgerichtet in die Preßform eingeschichtet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dynamoblech-Teilchen in der Preßform nach dem Kaltfließpreßverfahren zu den Magentkern-Formpreßteilen zusammengepreßt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß den in die Preßform gefüllten Dynamoblech-Teilchen ein unter Niedrigtemperatur-Erwärmung die Teilchen zusätzlich verklebendes Harzpulver beigemischt und mitverpreßt wird.