-
Verfahren zur Herstellung von Massekernen Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur Herstellung von Massekernen,. die vorzugsweise für das Arbeiten
in hochfrequenten Magnetfeldern bestimmt sind. Bei solchen Kernen ist darauf zu
achten, daß unbedingt jedes einzelne magnetisierbare Teilchen vom anderen isoliert
wird und daß die Schichtstärke der Isolation in gewissen Grenzen willkürlich verändert
werden kann. Nur so lassen sich bei verhältnismäßig guter magnetischer Leitfähigkeit
des Kernes die elektrischen und Wirbelstromverluste auf einen Mindestwert herabdrücken.
Das Verfahren selbst bezieht sich auf die Erzeugung einer in sich geschlossenen,
vorzugsweise dünnen Isolationsschicht auf die in Pulverform zur Verarbeitung gelangenden
magnetisierbaren Teilchen, während sich diese in einer gas- oder dampfförmigen Atmosphäre
bewegen.
-
Es ist schon bekannt, aus gasförmigen Verbindungen des Bor oder Siliziums
Isolationsschichten auf lagerndes, magnetisierbares Pulver niederzuschlagen. Die
Isolationsschicht wird durch die chemische Umwandlung eines im Raum vorhandenen
Gases gewonnen, das über die zu isolierenden Stoffe geleitet wird. Weiter ist bekannt,
leichtschmelzende Metallschichten, die vorher galvanisch auf die magnetisierbaren
Körner aufgebracht wurden, durch Reaktion in einer gasförmigen Atmosphäre in isolierende
Oxyde zu überführen. Einmal wird- also aus einem Gas heraus durch eine chemische
Reaktion ein Isolierstoff auf lagerndes Pulver niedergeschlagen; zum anderen werden
Metalloxyde oder ähnliche mittelbar oder unmittelbar auf dem Pulverkorn erzeugte,
isolierende Metallverbindungen zur Isolation herangezogen. Beide Verfahren ergeben
ungleichmäßige, schwer oder gar nicht in der Schichtstärke beeinflußbare Isolationen.
Die Oxyde lösen sich leicht von ihrem Träger ab bzw. bilden Risse und ergeben entweder
schon vorher oder beim Kernpressen eine unvollständige Isolation der magnetisierbaren
Teilchen untereinander, so daß man insbesondere bei Hochfrequenzmassekernen zusätzlich
zur Isolationsverbesserung erhebliche Mengen an Bindemitteln braucht, um eine starke
Wirbelstromverlustbildung zu unterbinden. Außerdem müssen alle diese Kerne noch
durch einen oberflächlichen Feuchtigkeitsschutz am fertigen Kern gesichert werden.
-
Man hat schließlich metallisches Magnesium als dünne Schicht auf das
magnetisierbare Pulver aufgebracht und dann in einem besonderen Verfahren dieses
ruhig lagernde Pulver in einer Wasserdampfatmosphäre unter gewissen Ternratur- und
Druckverhältnissen behandelt. Hierdurch wird das Magnesium in isolierendes Magnesiumhydroxyd
überführt. Neben den soeben beschriebenen Nachteilen benötigt der Umwandlungsvorgang
einen zusätzlichen Arbeitsgang. Hierbei tritt eine Raumvergrößerung dieses Massekernwerkstoffes
auf, wodurch bei der Kernherstellung besondere erzwungen werden.
-
Die oben geschilderten Nachteile vermeidet die Erfindung. Sie benutzt
in bekannter Weise magnetisierbares Pulver feinster Körnung und Isolierstoffe in
geeigneter Form und Zusammensetzung. Diese Aufbauanteile werden erfindungsgemäß
vorher innig miteinander gemischt und
in diesem Zustand in einen
Isolationsraum eingebracht; in der Atmosphäre dieses Raumes, die in bekannter `Weise
aus Gasen oder Dämpfen geeigneter Temperatur- und Druckverhältnissebesteht, besteht,
bewegt sich erfindungsgemäß flau Mischung des magnetisierbaren Pulvers unr isolierenden
Stoffes in fein verteilter 'Forii Während der Bewegung, d. h. mindestens bis die
Mischung im Isolationsraum sich zu legen beginnt, entsteht die festhaftende, isolierende
Hülle auf den magnetisierbaren Teilchen; ohne daß diese zusammenhaften und ohne
daß die magnetisierbaren Werkstoffe angegriffen zu werden brauchen. Das Verfahren
verwendet also einen Isolierstoff als umhüllendes Element; der vor dem eigentlichen
Isolationsvorgang durch das innige Mischen oder andere gleichwertige Verfahren in
genügende Adhäsion mit dem Pulver gebracht worden ist. Durch eine solche Vorbehandlung
gelingt es, später im Isolationsraum die in sich geschlossene Isolationsschicht
auf den Pulverteilchen während der Bewegung in der gas- oder dampfförmigen Atmosphäre
zu erhalten.
-
Der technische Fortschritt gegenüber den bisherigen Verfahren ist
neben den schon geschilderten Vorteilen in der nunmehr sehr freien Wähl der Isolierstoffe,
in der Möglichkeit, organische Isolierstoffe, insbesondere Harze, zu verwenden,
in der Widerstandsfähigkeit dieser gegenüber Atmosphärilien, in der Vereinfachung
des Isolationsverfahrens, indem sofort die endgültige Isolationsschicht gewonnen
wird, in der Erzeugung einer in sich geschlossenen, sehr gleichmäßigen Isolationsschicht
und in der leicht bestimmbaren Schichtstärke der Isolation zu sehen. Alle diese
Vorzüge treten nicht einzeln auf, sondern ihre Verbindungsmöglichkeit zeigt den
besonderen Fortschritt. Für ausgewählte Zwecke ist es vorteilhaft, den Isolierstoff
verlustarm und möglicherweise mit kleiner Dielektrizitätskonstanten auszubilden.
Man verwendet z. B. Bernstein oder geeignete Kohlenwasserstoffverbindungen, etwa
das unter dem Handelsnamen Trolitul bekannte Erzeugnis. Hierdurch lassen sich die
Kernverluste in Verbindung mit dem neuen Verfahren ganz besonders gering halten:
Die Spulenwicklung kann dann ohne Nachteile unmittelbar auf dem Magnetkern aufgebracht
werden, wodurch sich sehr kleine Baumaße ergeben, ohne daß die Güte der Spule vermindert
wird.
-
Die Herstellung gestaltet sich beispielsweise folgendermaßen: 'Das
magnetisierbare Pulver wird mit einem fein pulverisierten, in Wärme härtbären Kunstharz
vor dem Einschleudern in den Isolationsraum innig gemischt. Dort erfolgt dann unmittelbar
das festhaftende Aufbringen der Isolationsschicht. Das Harz, das sich auf dem Pulver
befindet, schmilzt man und härtet es in bekannter Weise durch Hitze und möglicher
Anwendung von Druck im Isolationsraum. Im Verfolg der Erfindung entsteht dann die
isolierende Hülle um das magnetisierbare d, leer, während sich der zu behandelnde
Stoff @i@solationsraum in fein verteilter Form bewegt `.:13. während des freien
Falles oder während ei ter -wirbelnden Bewegung usw.
-
In Abänderung des Verfahrens kann man auch folgenden sehr vorteilhaften
Weg einschlagen: Die magnetisierbaren Teilchen werden gemäß des nachfolgenden Herstellungsbeispiels
mit einem schnell trocknenden Isolierlack gemischt. Das Verhältnis zwischen Harzgehalt,
Lösemittel und festen Teilchen wird so bemessen; daß sich eine gut spritzbare Flüssigkeit
ergibt. Die Stärke der künftigen Isolationsschicht wird sehr einfach durch den Harzgehalt
des Isolierlackes bestimmt. Diese Lack-Metall-Mischung wird unter stetem Umrühren
mittels eines Spritzgerätes in den Trockenraum, den Isolationsraum, geschleudert.
Die Atmosphäre darin wird beispielsweise auf zoo ° C erhitzt und auf 500
mm Quecksilberdruck verdünnt, um ein schnelles Verdunsten des Lösemittels zu erreichen.
Da das Trocknen vieler Lacke durch Oxydation beschleunigt werden kann, ist es zweckmäßig
die Atmosphäre noch mit Sauerstoff oder Ozon anzureichern. Die mit Lack umgebenen
Teilchen sinken zu Boden, während sich gegenläufig ein' Gasstrom bewegt und erneuert
wird. Ist die Schwebezeit der Teilchen nun derart bemessen, daß das Lösemittel des
Lackes so schnell verdunstet bzw. die Oxydation abgeschlossen ist, bevor der Staub
zu Boden gesunken ist, so ist jedes der Teilchen mit einer gleichmäßigen, außerordentlich
dünnen Isolationsschicht umgeben, ohne daß das Pulver zusammenklebt. Eine ähnliche
Zerstäubung wie oben erreicht man auch, wenn man das zu trocknende Gemisch auf eine
schnellaufende Drehscheibe, die ja im vorliegenden Fall einer Spritzdüse gleichwertig
ist, u. ä. fallen läßt. Das so isolierte und etwa noch sortierte Pulver wird jetzt
mit einem Bindemittel gemischt und geformt.
-
Die eben geschilderten Verfahrensbeispiele beziehen sich auf das möglichst
klebfreie Aufbringen einer Isolationsschicht auf die einzelnen Pulverteilchen. Die
Herstellung läßt sich noch bedeutend vereinfachen; wenn die Kerndichte nicht ausschlaggebend
ist. Insbesondere verlangen die z. Zt. üblichen Hochfrequenzmasse-:kerne im allgemeinen
keine höhere Ringpermeabilität als 2o, oft liegt sie noch bedeutend darunter. In
solchen Fällen sorgt man gemäß einer Fortbildung der Erfindung dafür, daß die Isolation
nicht vollständig ausgehärtet auf die magnetisierbaren Teilchen aufgebracht wird
oder daß sie nur an ihrer Oberfläche gefestigt, j d. h. also noch formbar ist. Das
in diesem Zustand befindliche isolierte Massekernpulver
kann dann
ohne jeden Bindemittelzusatz in die gewünschte Massekernform weiterverarbeitet werden;
denn die einzelnen Isolationsteilchen binden bim Gießen, Spritzen, durch Pressen
usw. unter möglicher Hinzuziehung von Hitze und geeigneten Drücken fest aneinander.
Bei der Kernherstellung wird die endgültige Aushärtung der Isolation z. B. durch
Polymerisation, die Erweichung z. ß. durch Hitze usw. vorgenommen. Als Isolierstoffe
finden vorzugsweise härtbare Kunstharzfirnisse und -lacke, warmformbare Stoffe u.
ä. Verwendung.
-
Die Herstellung gestaltet sich bei dieser Abänderung des Verfahrens
z. -B. folgendermaßen: Das mit einem gelösten Kunstharz innig gemischte Pulver wird
in geschilderter Weise im Isolationsraum behandelt. Das Mischungsverhältnis zwischen
Isolierlack und Eisenpulver beträgt, bezogen auf das Gewicht, 1:2. Während einer
verhältnismäßig kurzen, freien Fallstrecke von 6 bis 8 m verdunstet das Lösemittel,
wodurch eine noch formbare, möglicherweise sogar klebfrei aufgebrachte Kunstharzhülle
die magnetisierbaren Teilchen umgibt. Dies Pulver kann man jetzt durch Pressen und
Anwendung geeigneter Temperaturen in seine endgültige Gestalt bringen. Hierbei binden
die Isolationsschichten des Pulvers während der so durchgeführten Polymerisation
aneinander. Der fertige Xcrn läßt sich jetzt nur noch durch Gewaltanwendung zel
stören. Das Verfahren bewährt sich sogar, wenn man die Pulverlackmischung während
des Fallens nur zähflüssig eindickt, in Formen gießt und anschließend durch geeignete
Maßnahmen die Kernverfestigung vornimmt. Durch die letztbeschriebene Abwandlung
des Verfahrens gewinnt man außerordentlich kurze Herstellungszeiten bei hervorragender
Kernfestigkeit und einwandfreier Kernisolation.