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Verfahren zur Isolation von Massekernen Bei der Massekernherstellung
kommt es vor allem auf eine gute Isolation der magnetisierbaren Teilchen an. Wasserglas
ist zwar ein guter Isolator (d. h. wird ein pulverisiertes Magnetmaterial mit Wasserglas
isoliert und in bekannter Weise zu Massekernen verpreßt, so besitzen diese Kerne
kleine WirbeIstromverluste), aber es ist infolge der hohen Hygroskopie dieses Materials
trotz Einhaltung bestimmter Trockenzeiten und -temperaturen kaum möglich, ein gleichmäßiges
Mischgut in der Fabrikation herzustellen. Als weitere Schwierigkeit kommt hinzu,
daß Wasserglas einen stark basischen Charakter besitzt, so daß beträchtliche Angriffe
auf das Magnetmaterial stattfinden können, wenn derartige Mischungen längere Zeit
an Luft stehen bleiben, so wie es meiner Masseinfabrikation unvermeidlich ist. Es
ist daher auch schon vorgeschlagen worden, eine Isolation an pulverisiertem magnetischen
1Vlaterial durch ;eine Wasserglaslösung unter Zusatz anderer Chemikalien, wie z.
B. Chromsäume, und-eines Füllmittels auszuführen. Hierbei wird die Säure benutzt,
um die im Wasserglas @evtl. bis zu 61% vorhandenen basischen Bestandteile zu neutralisieren.
_Es entstehen dann wasserlösliche Chromale, die nachträglich durch Kochen in Wasser
aus den Kernen entfernt werden müssen.
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Von demselben Standpunkt, die basischen Bestandteile zu neutralisieren,
geht auch der bekannte Vorschlag paus, Kieselsäure mit Wasserglas zur Isolation
zu verwenden. Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, für. die Isolation von Massekernen
ein Wasserglas geringer Basizität zu benutzen. Die vorliegende Erfindung gibt demgegenüber
an, in welcher Weise die immer noch vorhandene Basizität des Wasserglases zu berücksichtigen
ist und in welchen Mengen bei beliebiger Basizität das Wasserglas genommen werden
soll.
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Um die künstliche Neutralisation mit Hilfe einer Säure u. dgl, zu
vermeiden und dennoch einen chemisch stabilen Massekern zu erhalten, soll nach der
Erfindung der basische Anteil des Wasserglases, mit dem die magnietisierbaren Teilchen
unter Zusatz eines Füllstoffes isoliert werden, weniger als o,2%, auf das Kerngewicht
bezogen, betragen.
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Als Wassierglaseignet sich sowohl Natriumals auch Kalium-oder rthiumwaseerglas.
Als Füllstoffe kommen vor allem in Frage Talkum, Asbest, Kieselgur, Schlackenwolle.
Holzmehl, Torfmehl oder Zement. Ferner können Anwendung finden Metalloxyde, im Wasser
schwer lösliche Salze, wie z. B. Bariumsulfat, Calcumfl@ourit usw.
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Die niedrige Basizität der Isolationen kann nun auf zweierlei Wegen
erreicht werden ,entweder durch Verwendung eines möglichst niedrig-basischen Wasserglases
(etwa. 2o bis 3o%ig)oder einer entsprechend geringeren
Menge hochbasischen
Wasserglases mit einem Alkaligehalt zwischen etwa 3o und 61 o,%. Der basische Charakter
des Wasserglases läßt sich nämlich praktisch nur begrenzt herabsetzen, ohne das
Wasserglas in eine mehr oder minder kolloidale Kieselsäure überzuführen. Dieser
Fall tritt bei :etwa 2o0'0 basischen Bestandteilen in der Wasserglaslösung auf.
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Im Interesse :eines chemisch stabilen Kernes ist es aber dringend
notwendig, den Anteil der basisch wirkenden Stoffe auf -ein Minimum zu beschränken.
Daher müßte der Gehalt von basischen Stoffen, wie z. B. der Base im Wasserglas,
auf etwa 1/100!o beschränkt werden, mindestens aber auf weniger als =/10%. Eine
so geringe Menge des Wasserglases kann aber nicht mehr eine einwandfreie Isolation
der magnetisierbaren Teilchen herbeiführen, und daher muß zur Erreichung kleiner
Wirbelstromverluste im Kein eine entsprechende Menge feinstverteilten Füllmaterials
der Isolation zugesetzt werden. Als praktische Regel kann gelten, daß bei Konstanthaltung
der Permeabilität und der Wirbelstromverluste pro Henry die Menge von Füllstoffen
im gleichen Verhältnis vermehrt werden muß, in dem der Wasserglasgehalt verringert
wird. Das soll an .einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.
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Soll ein Eisenpulver, das vorzugsweise aus Eisencarbonyl hergestellt
worden ist, für die Kernherstellung benutzt und eine Permeabilität von @o für den
fertigen Kern erreicht werden, so eignet sich besonders :eine Isolation von i 0'o
Wasserglas und i % Füllmaterial, bezogen auf das Gewicht des Magnetmaterials. Bei
Verwendung hochbasischen Wasserglases reagieren von diesen. i % Wasserglas etwa
6o% der Gewichtsmenge Wasserglas ,alkalisch, d.h. o,6% im Gewicht des magnetischen
Materials gerechnet sind basisch. Diese Alkalimenge ist aus vorerwähnten Gründen
zu groß und wird zweckmäßig auf 1/.t beschränkt, d. h. auf 0,150/0 des Kerngewichtes.
Zur Erzielung guter Wirbielstromverl:uste muß dann die Menge Füllmaterial auf das
Vierfache, d. h. auf 4oto des magnetischen Materials, :erhöht werden.
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In ähnlicher Weise läßt sich auch für ein Wasserglas mit niederer
Alkalität die zu verwendende Füllstoffmenge bei den vorerwähnten Bedingungen :errechnen.
Besitzt das Wasserglas z. B. 3o% basische Anteile, d. h. 0,3% im Eisengewicht, so
muß die Füllstoffmenge bei einer alkalischen Wasserglasmenge von o, i 5 % des Eisengewichtes
mit 20/0 des Eisengewichtes genommen werden.
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Der Feinheitsgrad der Füllstoffe hat sich iaturgemäß nach dem Feinheitsgrad
des nagrnetisierbaren Materials zu richten. Vor-:ugsweise wird die Feinheit der
Füllstoffe um mindestens eine Zehnerpotenz weitergetrieben als die des magnetisierbanen
Materials.
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Unter den vorerwähnten Füllstoffen zeichnet sich Talkum dadurch aus,
daß @es beim Preßvorgang gewissermaßen als Gleitmittel wirkt, so daß sich die magnetisierbaren
Teilchen beim Pressen ühne Stauchung ineinanderlegen, was zur Erzielung kleiner
Hystereseverluste am fertigen Kern wünschenswert ist.
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Asbest und auch Torfmehl und Holzmehl, wie auch andere Faserstoffe
haben andererseits den Vorteil, daß sie trotz feinster Verteilung ihren Fasercharakter
beibehalten, daher die magnetischen Teile unter Verfilzung allseitig umgeben und
so zum Träger der Wasserglashaut werden. Kieselgur hat seine Bedeutung in der Tatsache,
daß es sich beim Preßvorgang besondersgünstig einlagert, so daß !sich die Permeabilitäten
in weitestem Umfang nur durch den Preßdruck einstellen lassen. Es findet vermutlich
beim Pressen eine selbsttätige Weiterzerkleinerung des Klesehurs statt. Während
bei anderen Füllstoffen je nach der gewünschten Höhe der Permeabilität die Menge
des Füllstoffes :engestellt werden muß, ist dies bei Verwendung von Kieselgur nicht
nötig.
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Schlackenwolle isst in technischer Hinsicht von ,größter Bedeutung,
weil @es ein billigeres Abfallmaterial des nochofenprozesses ist und sich außerdem
sehr leicht bis zu jedem Feinheitsgrad zermahlen läßt. Nach wenigen Stunden Mahlung
in einer Kugelmühle ist die Schlackenwolle bis zu Teilchen mit weniger als 1/100o
nun Durchmesser zermahlen.
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Zement ist besonders bei solchen Kernen vorn Vorteil., die größere
mechanische Festigkeit aufweisen sollen. Man kann selbst leicht oxydiertes Eisen
mit Zement, das in Wasserglaslösung aufgeschwemmt wurde, isolieren, da das Zement
den Sauerstoff sofort an sich bürdet, das Wasser weitgehend aufsaugt und auf diese
Weise lein' Gefüge :entsteht, das an , Härte dem Eisenbeton wenig nachsteht.
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Bei der Herstellung der Massekerne verfährt man zweckmäßig wie folgt:
Das Füllmaterial wird dem Magnetmaterial trocken zugemengt und einige Zeit, z. B.
zwei Stunden, trocken verknetet. Darauf wird die Wasserglaslösung hinzugefügt und
das Gemenge unter Erwärmen und dauerndem Rühren weitgehend :eingeengt. In pastenartigem
Zustande wird das Gemenge aus der Mischmaschine herausgenommen und auf Blechen in
der Luft abgetrocknet. Das erhaltene krümelige Material wird gegebenenfalls nach
einer Zerkleinerung dem Preßvorgang zugeführt.
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Die so gefertigten Prneßlinge sind, sofern sie nicht, wie bei Nickeleisenlegierungen,
wegen
der magnetischen Eigenschaften geglüht werden müssen, sofort fabrikationsreif. Es
bedarf nicht eines vielstündigen Waschprozesses, wie es bei Materialien, welche
mir Säurezusatz isoliert worden sind, unabwendbar ist.
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Eine Gefährdung der -mechanischen Stabilität durch nachträgliches
Weiteroxydieren bei ungenügendem Auswaschen der Säure kommt bei den erfindungsgemäß
hergestellten Massekernen selbstredend in Fortfall. Das Isolationsverfahren hach
der Erfindung ist sowohl für magnetisierbares Pulver aus Eisen als auch von Eisen-Nickel-
bzw. Kohaltlegierungen anwendbar.
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Die hergestellten Kerne können mit einem Feuchtigkeitsschutz versehen
werden. Auf diese Weise hergestellte Massekerne eignen, sich besonders für die Belastung
von Fernmeld.eleitungen.