-
Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen für Pupin-Belastungsspulen,
Magnete u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf Magnetkerne, wie sie insbesondere
bei Übertragerspulen für Fernsprechzwecke benutzt werden.
-
Magnetkerne, die aus fein zerteiltem, voneinander isoliertem Material
bestehen, welches unter hohem Druck zusammengepreßt wurde, sind bekannt. Jedoch
sind solche Kerne in ihren Teilchen entweder nicht fein und weich genug, um den
elektrischen Anordnungen zu genügen oder aber durch den Druck nicht so weit dauernd
in ihren Teilchen deformiert, daß eine genügend feste widerstandsfähige Struktur
erhalten wird.
-
Es ist auch vorgeschlagen worden, die magnetischen Teilchen zwecks
Erhaltung der notwendigen elektrischen Eigenschaften durch Oxydation zu isolieren
und dann einem starken Druck auszusetzen, derart, daß die Elastizitätsgren7e überschritten
wird. Dieses Verfahren hat sich jedoch nicht bewährt. Vielmehr hat sich herausgestellt,
daß ein_ Verfahren sowohl in elektrischer wie auch in mechanischer Hinsicht zu einem
guten Ziel führt, bei welchem die Teilchen durch einen Oberflächenbelag irgendwelcher
Art ohne Oxydierung isoliert und hierauf einem Druck ausgesetzt werden, welcher
genügend ist, dem Kernmaterial eine spezifische Schwere von ungefähr sieben zu geben.
-
Man hat bereits den Versuch gemacht, Magnetkerne aus Eisenteilchen
verschiedener Größe herzustellen, wobei diese gewöhnlich mit einem Bindemittel gemischt
waren und in die gewünschte Gestalt mittels einer Yorin, sei es mit oder ohne Druck,
übergeführt wurden. Diese Versuche, insbesondere soweit sie sich auf die Herstellung
von Kernen für Belastungsspulen bezogen, haben keinerlei Erfolg gehabt. Gemäß den
Versuchen, als deren Ergebnis sich die Erfindung darstellt, scheint der 2Slißerfolg
der bisherigen Versuche darauf zu beruhen, daß für .die Herstellung von solchen
Kernen ungeeignete Eisenteilchen verwendet wurden, ferner Isoliermaterial, das gleichzeitig
als Bindematerial dienen sollte, beispielsweise Schellack, und daß fernerhin die
Dichtigkeit derartiger Kerne infolge der Anwesenheit des obenerwähnten Bindematerials
und des a-er ingen Druckes, der beim Formen angewandt wurde, viel zu niedrig war.
-
Es sind Versuche gemacht worden, -Magnetkerne dadurch zu verbessern,
daß man dieselben aus Teilchen verschiedener Eisenoxyde mit oder ohne Beimischung
anderer Metalloxyde herstellte und die vereinigten Teilchen einer Pressung unterzog.
Versuche dieser Art ergaben kein zufriedenstellendes Resultat, und zwar aus verschiedenen
Gründen, einesteils wegen der Notwendigkeit, weniger geeignetes Material .als das
bei der Erfindung verwendbare zu benutzen, und dann, weil die Pressungen, durch
welche die Teilchen vereinigt wurden, nicht geeignet waren. Die einfache Adhäsion
der Partikelchen, die durch solche Pressungen bewirkt wurde, genügte weder, die
erwünschte Dichte des 'i\laterials, noch eine genügende Festigkeit des fertigen
Kernes zu erzeugen.
-
Gemäß der Erfindung werden die Kerne für Belastungsspulen in folgender
Weise hergestellt: Das verwendete Eisen wird vorzugsweise
mittels
Elektrolyse in dünnen Blechen erhalten, welche in kleine Stücke zerteilt und hierauf
mittels einer Kugelmühle in ganz kleine Teilchen zerrieben werden. Erfahrungsgemäß
wird das beste Ergebnis dann erzielt, wenn die Einzelteilchen, die zur Bildung des
Kernes verwendet werden, gerade so groß sind, daß sie durch ein Sieb hindurchgehen,
das in der Technik vielfach Hundertmaschensieb genannt wird.
-
Die verwendeten Eisenteilchen werden in irgendeinem Ofen ausgeglüht,
damit irgendwelche anhaftenden Gase, vor allem Wasserstoff, entfernt werden. Die
Eisenteilchen werden hierauf mit einem Oberflächenbelag eines geeigneten Isolationsmittels
versehen. Die auf diese Weise erhaltenen Eisenteilchen können hierauf in die gewünschte
Kernform übergeführt werden. Die beim Formen verwendete Form und Presse sollen erfindungsgemäß
außergewöhnlich hohen Druck aushalten bzw. ausüben können. Vorzugsweise werden Drucke
bis zu 1q. 000 kg/ein 2 angewendet; wegen der gleichmäßigen Dichte empfiehlt
es sich, daß die Dicke eines Kernabschnittes in der Richtung, in welcher der Druck
beim Formen ausgeübt wird, ungefähr G inn nicht übersteigt. Ein weiterer Umstand,
welcher die Beschränkung der Dicke von Kernabschnitten wünschenswert erscheinen
läßt, ist die elektrische Leitungsfähigkeit der Kerntrasse, wodurch Stromverluste
ini Kern verursacht werden. Dieser Umstand ist so wichtig, daß vorteilhafterweise
Kernabschnitte angewendet werden, deren Dicke sogar nicht mehr als 2,5 min beträgt,
wobei der Kern aus 12 bis 15 solcher Abschnitte zusammengesetzt wird und ein geeignetes
Isoliermaterial, beispielsweise Papier, eine Lackmischung oder Schellack zwischen
die einzelnen Abschnitte eingeschaltet wird.
-
Es hat sich herausgestellt, daß Kerne, welche nach vorliegendem Verfahren
hergestellt werden, in mechanischer Hinsicht widerstandsfähig und in chemischer
Hinsicht stabil sind, und daß ferner die spezifische Schwere derselben ungefähr
7 beträgt, also fast genau soviel wie beim ungeteilten Eisen, dessen spezifische
Schwere ungefähr 7,75 ist. In elektrischer Hinsicht besitzt ein Belastungsspulenkern
gemäß der Erfindung hohen spezifischen Widerstand, außerordentlich niedrige Hysteresis,
vorzügliche magnetische Stabilität und verhältnismäßig hohe Durchlässigkeit, wie
sie bei Telephonbelastungsspulen in Frage kommt. Durch Versuche ist festgestellt
worden, daß ein besseres Ergebnis in mechanischer wie in elektrischer Hinsicht durch
Verwendung von ausgeglühten Eisenteilchen als durch die Verwendung von nicht ausgeglühten
Eisenteilchen erzielt wird, ferner, daß der beim Formen angewandte Druck so hoch
als irgend möglich sein soll. Der Grund hierfür ist vermutlich darin zu suchen,
daß bei Anwendung von ausgeglühten Teilchen der Druck auf die Teilchen eine Beanspruchung
derselben über ihre Elastizitätsgrenze hinaus bewirkt und hierdurch ein inniges
und ständiges Verbinden derselben verursacht, wobei ermöglicht wird, daß die spezifische
Schwere des Kerns den angegebenen hohen Wert erlangt. Werden dagegen unausgeglühte
Eisenteilchen verwendet, sei es unter Verwendung von hohem oder niedrigem Druck,
so bleiben die Kerne in mechanischer Hinsicht schwach. Der Grund liegt vermutlich
darin, daß die Teilchen das Bestreben haben, ihre ursprüngliche Form wieder einzunehmen,
sobald der Druck aufhört. Derartige Kerne besitzen eine viel geringere Durchlässigkeit
als Kerne, die in der bevorzugten Weise hergestellt sind. Die Durchlässigkeit eines
Kernes wächst 1,edeutend rascher beim Anwachsen spezifischer Schwere, je mehr die
spezifische Schv,ere des Kernes sich derjenigen von ungeteiltem Eisen nähert. Mit
anderen Worten: Das Anwachsen des Druckes ist günstig, soweit die Durchlässigkeit
in Frage kommt. Andererseits hat sich herausgestellt, daß der Isolationsbelag auf
den Teilchen das Bestreben hat, aufzuspringen und hierbei den Widerstand des .Bernabschnittes
zu vermindern. Es wäre daher unzweckmäßig, Drucke zu verwenden, welche einen gewissen
Maximalwert übersteigen. Dieser Wert hängt naturgemäß von der Beschaffenheit des
Isolationsbelages ab. Durch Versuche, welche zu dieser vorliegenden Erfindung geführt
haben, wurde festgestellt, daß dieser Wert am zweckmäßigsten ungefähr gleich i:I
ooo kg/cm2 ist.