DE542626C

DE542626C - Method for applying thin magnetic stress layers to electrical conductors for Krarup cables

Info

Publication number: DE542626C
Application number: DE1930542626D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Forstmeyer
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1930-02-23
Filing date: 1930-02-23
Publication date: 1932-01-26

Description

Bei der Herstellung von Krarupkabel wird durch die Induktivitätserhöhung, die proportional mit der Permeabilität μ des Belastungsmaterials ansteigt, eine weitgehende Verminderung der Dämpfung erreicht. Diese Dämpfungsverminderung ist jedoch durch die Wirbelstromverluste begrenzt, die proportional mit μ² anwachsen. Um daher Nutzen aus der Belastung zu ziehen, ist man gezwungen, die Schichtdicke d der Belastung klein zu halten, da die Wirbelstromverluste λ'οη d^s abhängen. Für eine Anfangspermeabilität von etwa μ₀ = 2oo liegt das wirtschaftliche Optimum der Bespinnungsdicke zwischen etwa 0,15 und 0,18 mm. Bei den neuerdings angewandten hochpermeablen Legierungen liegt das Optimum noch tiefer, nämlich bei etwa nur 0,01 mm Bespinnungsdicke.In the manufacture of Krarup cables, the increase in inductance, which increases proportionally with the permeability μ of the load material, results in a substantial reduction in attenuation. However, this reduction in damping is limited by the eddy current losses, which increase proportionally with μ ² . In order to benefit from the load, one is forced to keep the layer thickness d of the load small, since the eddy current losses depend on λ'οη d ^s. For an initial permeability of about μ ₀ = 2oo, the economic optimum of the thickness of the spinning is between about 0.15 and 0.18 mm. In the case of the highly permeable alloys that have recently been used, the optimum is even lower, namely at a thickness of only 0.01 mm.

Verfahren zur Auftragung dünner Belastungsschichten sind verschiedentlich bekannt geworden, so z. B. eine Drahtbespinnung, bei der jedoch Schichten solcher Feinheit nur schwer herzustellen sind. Ferner ist es bekannt geworden, Schichten durch Zerstäubung von magnetischem Material auf Drähte aufzubringen. Bei diesem Verfahren ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, die Schichten weitgehend homogen herzustellen. Bei einem anderen Verfahren, nach dem Eisen elektrolytisch niedergeschlagen wird, ist wieder der Nachteil vorhanden, daß keine isolierende Zwischenschicht zwischen Leiter und Belastung angebracht werden kann. Auch ist das elektrolytische Verfahren verhältnismäßig teuer.Various methods of applying thin loading layers are known become, so z. B. a wire spinning, in which, however, layers of such fineness are difficult to produce. It has also become known to create layers by sputtering magnetic material to apply to wires. However, difficulties arise in this process to produce the layers largely homogeneous. Another process involves the electrolytic deposition of iron is, there is again the disadvantage that there is no insulating intermediate layer between Ladder and load can be attached. Also is the electrolytic process relatively expensive.

Der gleiche Nachteil tritt bei dem bekannten Verfahren ein, nach dem auf den Leiter nacheinander Eisen- und Nickelschichten elektrolytisch niedergeschlagen und die Schichten durch Erwärmung miteinander legiert werden.The same disadvantage occurs with the known method according to which on the conductor successively iron and nickel layers are deposited electrolytically and the layers be alloyed with one another by heating.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile bei der Aufbringung dünner magnetischer Belastungsschichten auf elektrische Leiter dadurch vermieden, daß der vorzugsweise aus Kupfer bestehende Leiter durch eine Schmelze magnetischen Materials gezogen wird. Man ist einerseits dadurch in der Lage, homogene Schichten wirtschaftlich herzustellen, andererseits zwischen Leiter und Belastungsmaterial eine Isolierschicht zu legen.According to the invention, these disadvantages become more magnetic when thinner is applied Stress layers on electrical conductors avoided in that the preferably Conductor made of copper is pulled through a melt of magnetic material. On the one hand, you are in able to produce homogeneous layers economically, on the other hand between conductors and loading material to lay an insulating layer.

Besteht das magnetische Material, das auf den Leiter aufgebracht werden soll, aus einer Legierung, so kann der Leiter entweder durchIf the magnetic material to be applied to the conductor consists of a Alloy, so the conductor can either through

*J Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:* J The following has been indicated by the patent seeker as the inventor:

Dipl.-Ing. Alfred Forstmeyer in Berlin-Siemensstadt.Dipl.-Ing. Alfred Forstmeyer in Berlin-Siemensstadt.

die geschmolzene Legierung direkt oder nacheinander durch die verschiedenen Schmelzen ihrer Bestandteile gezogen werden, die sich in an sich bekannter Weise durch einen nachträglichen Glühprozeß, zum Teil aber schon unmittelbar beim Durchziehen durch die Schmelze (bzw. Schmelzen) legieren.the molten alloy directly or successively through the various melts its components are drawn, which are in a known manner by a subsequent Annealing process, but in some cases already alloying immediately when it is drawn through the melt (or melts).

Um mit kleinerer Durchzugsgeschwindigkeit durch die Schmelze arbeiten zu können, ίο ohne das Leitermaterial, wie z.B. das Kupfer, zu gefährden, kann es vorteilhaft sein, einen dickeren Leiter, z. B. in Form eines dicken Walzdrahtes, durch die Schmelze zu ziehen und den erhaltenen belasteten dicken Leiter durch Walzen oder Ziehen auf den gewünschten kleinen Querschnitt zu bringen. Es ergibt sich dabei gleichzeitig die Möglichkeit, etwaige im Durchziehprozeß entstandene Ungleichheiten im Walz- oder Ziehprozeß zu beseitigenAuch kann die Dicke der Belastung außer durch Wahl der Temperaturen der Schmelze und der Durchziehgeschwindigkeit des Drahtes noch durch Ziehen der belasteten Drähte beeinflußt werden. Es ist zwar an sich bereits bekannt geworden, belastete Leiter in der Weise herzustellen, daß um ein kurzes Stück Kupfer die magnetische Legierung als Mantel gegossen oder aber elektrolytisch niedergeschlagen wird, worauf das Kupferstück bis zur Erzielung der gewünschten Drahtstärke gezogen wird. Während in diesem Falle bei elektrolytischem Aufbringen des Mantels die bereits erwähnten, dieser Aufbringungsart eigentümlichen Nachteile bestehen, tritt beim Umgießen des magnetischen Mantels leichter eine Gefährdung des Kupfers durch Erwärmung ein als im Falle des erfindungsgemäßen raschen Durchziehens des Kupferleiters durch die Schmelze. Auch muß in den genannten Fällen wegen der kurzen Anfangsstücke der Zieh- bzw. Walzvorgang bei einem sehr großen Querschnitt begonnen werden, wenn erhebliche Drahtlängen in einem Stück hergestellt werden sollen.In order to be able to work through the melt at a lower speed, ίο without endangering the conductor material, such as the copper, it can be advantageous to use a thicker conductor, e.g. B. in the form of a thick wire rod to pull through the melt and the obtained loaded thick conductor by rolling or drawing to the desired one bring small cross-section. At the same time, there is the possibility of to eliminate any inequalities in the rolling or drawing process that may have arisen in the drawing process The thickness of the load can be determined by choosing the temperature of the melt and the pull-through speed of the wire can still be influenced by pulling the loaded wires. It has already become known in and of itself Manufacture loaded conductors in such a way that around a short piece of copper the magnetic alloy cast as a jacket or deposited electrolytically whereupon the copper piece is drawn until the desired wire thickness is achieved will. While in this case with electrolytic application of the jacket the already mentioned, there are disadvantages peculiar to this type of application, occurs more easily when casting around the magnetic jacket a hazard to the copper by heating than in the case of the invention rapid pulling of the copper conductor through the melt. Also must be in the said Cases because of the short initial pieces of the drawing or rolling process are started with a very large cross-section when considerable lengths of wire are to be produced in one piece.

Der Leiter, insbesondere Küpferleiter, wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zweckmäßig vor dem Schmelzbad in an sich bekannter Weise mit einer Isolationsschicht überzogen, beispielsweise mit Metalloxyd, was durch oberflächliche Oxydation geschehen kann, oder mit Emaille oder ähnlichen hitzebeständigen Isoliermitteln. Um ein gutes Haften der magnetischen Schmelze auf dem Kupferleiter zu gewährleisten, kann es vorteilhaft sein, vor dem Hindurchziehen durch die Schmelze auf dem Leiter eine siliciumhaltige oder eine ähnliche, mit Eisen und dessen Legierungen leicht legierbare Schicht in an sich bekannter Weise aufzubringen. The conductor, in particular Küpferleiter, is according to an embodiment of the invention expediently in front of the weld pool in a manner known per se with an insulation layer coated, for example with metal oxide, which is done by superficial oxidation can, or with enamel or similar heat-resistant insulating materials. To ensure good adhesion of the magnetic melt To ensure on the copper conductor, it may be beneficial to pull it through due to the melt on the conductor a silicon-containing or a similar one with iron and to apply its alloys easily alloyable layer in a manner known per se.

Beim Ziehen des Leiters durch die Schmelze wird vorteilhaft ein Induktionsofen für die Schmelze benutzt, in dem sich Bolzen oder Rollen aus hitzebeständigem Material, etwa Schamotte, Quarz o. dgl., befinden, um dem Draht die richtige Lage im Bad zu geben. Durch Anbringen äußerer Rollenführungen vor und auch hinter der Schmelze kann auch der Leiter so im Bogen durch die Schmelze geführt werden, daß eine Führung innerhalb des Bades überflüssig ist. Auch kann der Draht durch den Boden des Schmelzgefäßes geführt werden. Es sind dann entsprechende hitzebeständige, dem Draht angepaßte Futterstücke vorzusehen.When pulling the conductor through the melt, an induction furnace is advantageous for the Melt used in which there are bolts or rollers made of heat-resistant material, for example Fireclay, quartz or the like are located in order to give the wire the correct position in the bathroom. By attaching outer roller guides in front of and also behind the melt can also the conductor can be guided in an arc through the melt that a guide within of the bath is superfluous. The wire can also pass through the bottom of the melting vessel be guided. There are then corresponding heat-resistant, the wire matched pieces of food to be provided.

Damit die Schichten auf dem Leiter gleichmäßig aufgebracht werden und nicht etwa durch die Schwere einseitig dick ausfallen, ist es zweckmäßig, den Leiter senkrecht aus dem Schmelzgefäß zu ziehen. Dies wird in den Fig. 1 bis 3 veranschaulicht. In diesen bedeutet g das Schmelzgefäß, w die Wicklung des Induktionsofens, d den Draht, s die Schmelze und r die Führungsrollen.So that the layers are applied evenly on the conductor and not be thick on one side due to the weight, it is advisable to pull the conductor vertically out of the melting vessel. This is illustrated in FIGS. 1-3. In these, g means the melting vessel, w the winding of the induction furnace, d the wire, s the melt and r the guide rollers.

Nach Fig. 1 wird der Draht durch den Gefäßboden, der durch ein Futterstück abgedichtet ist, geführt. Nach Fig. 2 geschieht die Führung mit Hilfe von Rollen, die außerhalb des Bades angebracht sind. Nach Fig. 3 ist eine Führungsrolle im Schmelzbad selbst vorhanden.According to Fig. 1, the wire is sealed through the bottom of the vessel, which is sealed by a piece of liner is led. According to Fig. 2, the leadership is done with the help of roles that are outside of the bath. According to Fig. 3, there is a guide role in the weld pool itself available.

Claims

Patent claims:

1. Method for applying thin layers of magnetic stress electrical conductors for Krarup cables, characterized in that the preferably Conductor made of copper is pulled through a melt of magnetic material.

2. The method according to claim 1, characterized in that the conductor through the Melting of the individual alloy components of a magnetic alloy is drawn in succession and the layers produced one on top of the other are alloyed by heating.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the conductor in Form of a thick wire rod is pulled through the melt and the conductor is loaded with magnetic material covered wire rod brought to a smaller cross-section by rolling or drawing will,

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that on the conductor before the passage through the melt a layer of metal oxide, enamel or

similar heat-resistant insulation is applied.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that on the wire-shaped conductor before pulling through the melt for better adhesion of the Melt a silicon-containing or similar melt with iron in a manner known per se easily alloyable layer is applied.

1 sheet of drawings