DE643243C

DE643243C - Gewickelter Band- oder Drahtkern, insbesondere fuer Belastungsspulen fuer Fernmeldeleitungen

Info

Publication number: DE643243C
Application number: DES113068D
Authority: DE
Inventors: Fritz Hoerning; Franz Noll
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1934-03-01
Filing date: 1934-03-01
Publication date: 1937-04-05

Description

Die Erfindung betrifft Band- oder Draht-■ kerne, insbesondere für Belastungsspulen von Fernmeldeleitungen, die aus solchen, vorzugsweise kalt bearbeiteten magnetisierbaren Werkstoffen hergestellt sind, deren magnetische Eigenschaften durch mechanische Spannungen verschlechtert werden.

Es ist bereits bekanntgeworden, kalt bearbeitete Drähte oder Bänder aus magnetisierbarem Material in Kernform zu wickeln und für Übertrager, Pupinspulen u. dgl. zu verwenden. Die kalt bearbeiteten Bänder, insbesondere aus Eisen-Nickel-Legierungen, besitzen bekanntlich den Vorzug, Spulen mit geringen Hystereseverlusten und großer Stabilität zu ergeben. Magnetisierbare Bänder und Drähte in Kernform, insbesondere Ringkernformen, zu wickeln, bereitet nun Schwierigkeiten insofern, als beim Aufwickeln Spannungen im magnetisierbaren Material entstehen, die die magnetischen Eigenschaften beeinträchtigen. Um dies zu vermeiden, ist bekannt, die Kerne nachträglich zu glühen. Im Falle der Herstellung von kalt bearbeiteten Bändern wird die Empfindlichkeit durch die Kaltbearbeitung für den Wickelvorgang zwar bereits erheblich herabgesetzt, jedoch nicht völlig beseitigt.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, um die durch das Wickeln in dem Kern verursachten Beanspruchungen und die damit eintretenden Beeinträchtigungen der magnetischen Eigenschaften zu vermeiden, die magnetisierbaren Drähte oder Bänder in die im Kern angewendete Form/kalt vorzuverformen. Insbesondere sollten nach diesem Vorschlage die Drähte oder Bänder auf den Krümmungsradius vorverformt werden, den die Bänder nach dem Wickeln im Kern einnehmen sollten.

Auch ist es bereits bekannt, die Kerne in eine Hülle einzulegen, wobei diese Hülle so weit gemacht wird, daß der Kern bei der abschließenden, zur Imprägnierung notwendigen Erwärmung durch seine Ausdehnung die Hülle nicht sprengt.

Es hat sich aber gezeigt, daß hierdurch der Kern mechanischen Spannungen unterworfen wird, die die Ausbildung guter magnetischer Eigenschaften verhindern. Auch kommt noch der Einfluß von magnetostriktiven Erscheinungen hinzu, die die magnetischen Eigenschaften ungünstig beeinflussen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese Verschlechterung der magnetischen Eigenschäften bei der nachträglichen Erwärmung der Spulen, Übertrager u.dgl. zu vermeiden.

Nach der Erfindung werden gewickelte Band- oder Drahtkerne aus solchen, Vorzugsweise kalt verformten magnetisierbaren Werkstoffen, deren magnetische Eigenschaften

*} Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

,Fritz Hörning in Berlin-Friedenau und Franz Noil in Strandbad Schönwalde über Veiten, Mark,

durch mechanische Spannungen verschlechtert werden, dadurch verbessert, daß eine gesondert geformte, den Kern umgebende Hülse aus Isoliermaterial solcher Bemessung verwendet wird, daß der Kern sich infolge Erwärmung oder magnetostriktiver Erscheinungen, ohne mechanische Spannungen zu erleiden, frei ausdehnen kann.

Die starren Hülsen werden hierbei vorzugsweise nach außen hin an die Wicklungsform angepaßt und beispielsweise aus Preßstoff, bakelisiertem Papier o. dgl., hergestellt.

Die Fig. i, 2 und 3 zeigen Ausführungsformen von magnetisierbaren Kernen nach der Erfindung im Schnitt.

In Fig. ι ist ein Ringkern dargestellt aus magnetisierbaren Bändern b, um die eine Hülse ft, beispielsweise aus bakelisiertem Papier, gelegt ist, welche die Bandwicklung wie eine Schachtel einschließt. Über der Hülse h werden dann die Wicklungen der Spule aufgebracht.

Nach Fig. 2 ist um den Bandkern b eine Hülse angebracht, die gegen den Kern (aus zwei Bandringen) zu rechteckigen, gegen die Wicklungen zu zur Anpassung kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt besitzt. Die Hülse besteht aus einem gefäßartigen Unterteil und einem diesen abschließenden Deckel. Xach Fig. 3 ist die Hülse aus zwei ineinandergreifenden Schalen gebildet.

Zur Erläuterung der Wirkung der erfindungsgemäß angewendeten Hülse seien folgende Versuche angeführt:

Eine Legierung von 42% Nickel, 9°/₀ Kupfer, Rest Eisen war nach der letztmaligen Glühung des Walzdrahtes bei einem Durchmesser von 3,5 mm durch Profilwalzen und Bandwal/en ohne jegliche Zwischenglühungen auf eine Stärke von ⁸/₁₀₀ mm gebracht worden. Die Hysteresekonstante des Kerns betrug nach längerer Lagerung etwa 33 bei einer Permeabilität von etwa 90. Nach einer thermischen Behandlung bei der für Spulen üblichen Imprägnierungstemperatur von 120° für die Dauer von 24 Stunden zeigte die Spule eine Hysteresekonstante für den Kern von 53. Diesen Wert behielt die Spule auch trotz hunderttägiger Lagerung bei. Auch bei kalt vorgeformten, kalt bearbeiteten magnetisierbaren Bändern zeigte sich diese Abhängigkeit von der Imprägnierungstemperatur. So wies beispielsweise ein Bandkern, der aus einer Eisen-Nickel-Legierung von 35 °/₀ Nickel, 9°/₀ Kupfer, Rest Eisen hergestellt war, eine Hysteresekonstante von etwa 9 auf bei einer Permeabilität von etwa 50. Nach östiindiger Wärmebehandlung bei 120⁰ stieg die Hysteresekonstante bei etwa gleichbleibender Permeabilität auf etwa 15. Auch hier konnte trotz andauernder Lagerung die Hysteresekonstante nicht wieder herabgesetzt werden. In beiden Fällen betrug die Änderung der Hysteresekonstante durch die Imprägnierung etwa 6o°/₀.

Nun hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von Hülsen, in welche die magnetisierbaren go Drähte oder Bänder eingelegt wurden, der Einfluß der Imprägnierung fortfällt, was darauf zurückzuführen sein dürfte, daß der Kern während der Imprägnierung atmen kann, so daß keine erheblichen elastischen Vorspannungen in dem Kern zurückbleiben. Die Werte für Kerne, welche in derartige Hülsen eingelegt werden, ergaben sich wie folgt:

Legierung

42 " „ Ni, 9 ° ,, Cu, Rest Fe . . 35",, Ni, 9°_n Cu, Rest Fe .. 42 ° ;, Ni, 9 ".■■,-, Cu, Rest Fe bei

45° gewickelt

35 °/_n Ni, 9 °/_n Cu, Rest Fe bei

45° gewickelt

Die Tabelle zeigt, daß durch die Imprägnierung bei einer die Atmung des Kernes erlaubenden Hülse die Hysteresekonstante nur wenig zunahm, in manchen Fällen sogar abnahm, was auf eine Entspannung infolge der freien Atmung des Kernes zurückzuführen ist. Die Tabelle zeigt auch Versuche, den Kern bei einer Temperatur zu wickeln, die zwischen der Zimmer- und der Imprägnierungstemperatur liegt.

Vor Imprä gnierung	h	Nach Imprä gnierung	h	Ah_n /1
ßo	31 IO	ßa	27 II.5
6₇ 50	35	66 51	30	— 13 + 15
74	15	75	12,2	j C
50	52	20

Durch Unterbringung der Bandwicklung in starren Gehäusen kann auch der Einfluß der Magnetostriktion herabgesetzt werden. »15 Es hat sich gezeigt, daß Bandkerne aus kalt bearbeiteten Legierungen eine starke Änderung der Hysteresekonstante durch eine Entmagnetisierung aufweisen. Beispielsweise wurde bei einem Kern durch eine magneti- iao sierende Feldstärke von 14 örsted (Wechselfeld mit abnehmender Amplitude, wie bei

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Entmagnetisierung üblich) die Hysteresekonstante um etwa 95% erhöht. Im Falle der Anwendung einer Hülse trat nur eine Erhöhung von 40⁰/o ei¹¹- Die Versuche weisen darauf hin, daß durch das Magnetfeld durch magnetostriktive Einflüsse Spannungen im Bandkern zurückbleiben, die im Falle der in der Hülse frei atmenden Kerne bedeutend geringer sind. Die Band- oder Drahtkerne nach der Erfindung sind bei Eisen-Nickel-Legierungen, insbesondere mit Kupfer und/oder Manganzusätzen, besonders wertvoll, die durch Kaltbearbeitung auf unter ein Zehntel der Materialstärke auf Fertigmaß gebracht sind. ■

Claims

Patentansprüche:

i. Gewickelter Band- oder Drahtkern aus solchen, vorzugsweise kalt verformten magnetisierbaren Werkstoffen, deren magnetische Eigenschaften durch mechanische Spannungen verschlechtert werden, gekennzeichnet durch die Verwendung einer starren, gesondert geformten, den Kern umgebenden Hülse aus Isoliermaterial solcher Bemessung, daß der Kern sich infolge Erwärmung oder magnetostriktiver Erscheinungen, ohne mechanische Spannungen zu erleiden, in der Hülse frei ausdehnen kann.
2. Gewickelter Band- oder Drahtkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen aus kalt verformten Nickel-Eisen-Legierungen mit Kupferzusatz besteht.
3. Gewickelter Band- oder Drahtkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus mehreren halbkreisförmigen Teilen mit kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen