DE749247C

DE749247C - Aus bandfoermigem Material hergestellter Wickelkern fuer magnetische Zwecke, insbesondere fuer auf Kabel aufsetzbare Drosselspulen, mit einem den Kern auftrennenden Luftspalt

Info

Publication number: DE749247C
Application number: DEL101128D
Authority: DE
Priority date: 1939-06-21
Filing date: 1940-06-20
Publication date: 1944-11-20

Description

Aus bandförmigem Material hergestellter Wickelkern für magnetische Zwecke, insbesondere für auf Kabel aufsetzbare Drosselspulen, mit einem den Kern auftrennenden Luftspalt Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines aus voneinander isolierten Einzelteilen geringer Dicke einer hochpermeablen Eisen-Nickel-Legierung zusammengesetzten, magnetischen Zwecken dienenden Körpers bekanntgeworden, bei dem das magnetische Material nach Art der Windungen einer Spule oder Spirale unter Zwischenschaltung von verbrennbaren Stoffen, vorzugsweise Papier, aufgewickelt, darauf der üblichen Wärmebehandlung zur Hervorbringung einer hohen Permeabilität ausgesetzt wird und die durch das Verbrennen des Papiers entstandenen, zwischen den magnetischen Teilen liegenden Räume durch Einbringen einer flüssigen Füllmasse, z. B. eines Phenolkondensationsproduktes, ausgefüllt werden und schließlich der Körper bei einer Temperatur von unter 2oo° C erwärmt wird zu dem Zweck, die Phenolkondensationsprodukte in eine harte unlösliche Form abzuführen,, ohne die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Einzelteile zu beeinflussen. , Oft ist es wünschenswert, in Kernkörpern Luftspalte vorzusehen, um den Kraftlinienfluß in der Spule zu regeln. Bei Kernkörpern, die nach dem geschilderten Verfahren hergestellt sind, können dank der mechanischen Eigenschaften der Kernkörper solche Luftspalte durch Sägeschnitte hergestellt werden, ohne daß in dem magnetischen Stoff Beanspruchungen außer in einem vernachlässigbaren kleinen Raum entstehen.
Die Erfindung betrifft nun einen aus bandförmigem Material hergestellten Wickelkern für magnetische Zwecke, insbesondere für auf Kabel aufsetzbare Drosselspulen, mit einem den Kern auftrennenden Luftspalt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen leicht herstellbaren, verlust- und geräuscharmen Wickelkern zu erhalten, dessen Reaktanz auf einfache Weise festgelegt werden kann.
Erfindungsgemäß sind die einzelnen Windungen des Wickelkerns wenigstens beiderseits des Luftspaltes mechanisch fest zusammengehalten, und die Luftspaltbreite ist durch eine auf den Wickelkern einwirkende Preßvorrichtung in geringen Grenzen einstellbar. Durch diese Maßnahmen gelingt es, die zugrunde liegende Aufgäbe einwandfrei zu erfüllen. In der Hauptsache ist bei der Erfindung an einen hohlen, -zylindrischen Wickelkerngedacht. Zur Herstellung des Kerns wirr ein Band aus magnetischem Material gewichilt, bis ein Ring von gewünschtem Durchmesser entsteht. Der fertiggewickelte Kern wird nach mechanischer Festlegung seiner Enden einer Wärmebehandlung unterworfen, sodann werden die Bandwindungen zu beiden Seiten des zu schneidenden Spaltes mechanisch fest zusammengehalten, und endlich wird der Spalt eingeschnitten.
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. i zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kerns, der gerade die Wärmebehandlung hinter sich hat und mit dem Spalt versehen werden soll. Die Fig. 2 zeigt einen mit dem Spalt versehenen Kern. In Fig. 3 ist eine Befestigungsmöglichkeit der Enden des aufgeschnittenen Kerns dargestellt. Fig. d. gibt eine abgewandelte Anordnung nach Fig. 3 mit kontinuierlich verstellbarer Spaltbreite wieder. In den Fig.5, 6 und 7 sind Ansichten von Spaltzwischenlagen, die zur endgültigen Festlegung der eingestellten I2eaktanz dienen, dargestellt. Fig. 8 zeigt hinsichtlich der Befestigung der Kernwindungen eine andere Ausführung.
Sämtliche dargestellten Kerne sind ringförmige Drosselspulenkerne. Zur Herstellung einer Drosselspule kann man einen oder mehrere solcher Kerne übereinander anordnen, bis der erforderliche Kernquerschnitt zur Erzeugung einer bestimmten Realtanz erreicht ist. Selbstverständlich kann man die Reaktanz auch dadurch erhöhen, daß man das Kabel durch das Kernfenster des gleichen Berns mehrmals hindurchschlingt.
Zur Herstellung des Kerns wird ein Band aus geeignetem Material, z. B. kalt gewalztem Siliciumstahlband, um eine Spindel. gewickelt, so daß ein Hohlzylinder i i entsteht, der aus einer Vielzahl von dicht aufeinanderliegenden Windungen besteht. Die Enden des Bandes können durch Punktschweißen befestigt sein, wie bei i 2 und 13 zu sehen ist, um ein Lockerwerden des Bandes zu verhindern. Der ringförmige Kern wird dann in einen geeigneten Glühofen gebracht und einer Wärmebehandlung unterworfen, wodurch seine Verluste infolge des Verschwindens der mechanischen Spannungen auf ein :Minimum reduziert werden: Die Üffnung i q. bildet das Kernfenster und nimmt den Stromleiter auf bzw. gestattet, den Kern auf ein Kabel zu schieben zwecks Herstellung einer auf ein Kabel aufsetzbaren Drossel.
Um den Widerstand des magnetischen Kreises zu vergrößern und ihm einen endgültigen festen Wert geben zu können, ist in dem Kern i i ein Luftspalt 15 vorgesehen, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Spalt 15 wird .,mit einem geeigneten Werkzeug, z. B. mit einer Säge, einer Feile oder einer Schleifscheibe, eingeschnitten. Der Schnitt wird dabei zweckmäßig in der Achsrichtung des Kerns von außen nach innen geführt. Bei diesem Vorgehen ist die Gratbildung an den Kanten des Bandes gering, so daß Kurzschlüsse zwischen den Bandwindungen vermieden -werden. Um ein Flattern der Bandwindungen beim Schneidvorgang zti verhindern, werden sie am besten vor Beginn des Schneidvorganges miteinander befestigt, z. B. können die Bandwindungen zu beiden Seiten des zu schneidenden Spaltes durch Nieten 16 und i; miteinander verbunden werden. Durch eine weitere Niete i<g werden die Windungen zweckmäßig an der dem Spalt gegenüberliegenden Stelle des Kerns nochmals miteinander verbunden. Das zum Schneiden des Spaltes 15 notwendige Werkzeug hängt sehr von den Abmessungen des Spaltes ab, die für die gewünschte Reaktanz erforderlich sind. Einen sehr schmalen Spalt wird man mit der Säge schneiden. Zum Herstellen eines breiten Spaltes hingegen wird man eine Schleifscheibe vorziehen, deren Dicke der Spaltbreite angepaßt ist.
In dem Spalt ordnet man vorteilhafterweise ein Abstandsstück i g an, wie es z. B. die Fig.3 und 6 zeigen. Gegen dieses Abstandsstück werden die Schnittflächen des Kerns gepreßt, so daß die Länge des Spaltes endgültig festliegt. Dadurch wird die ganze Kernanordnung fest und sicher. Die Drosselspule arbeitet dann ruhig und ist frei von Wecbselstromgeräuschen. Die an den Spalt angrenzenden freien Kernenden können in irgendeiner Weise zusammengehalten werden. So kann z. B. um den Wickelkern ein Isolierzylinder angeordnet sein. Ferner kann, wie Fig. 3 zeigt, z. B. ein Bandstück 2o aus unmagnetischem Material, das mit einem Langloch 2 1 als Aussparung für die Nietköpfe der Nieten 16 und iversehen ist, an den Punkten 22 an die äußere Windung des Kerns i i angeschweißt sein. Ebenso kann aber ein den Kern i i umgebender Metallstreifen 23 gemäß Fig. a verwendet werden.
Dadurch, daß die Windungen gegen das Abstandsstück i g gepreßt und andererseits unter sich dicht miteinander verbunden sind, wird der Aufbau der Drosselspule starr und geräuschfrei. Ein Aufbau, bei dem jeder Teil des magnetischen Materials unverrückbar festgehalten wird, ist aber für die Geräuschvermeidung sehr wichtig, da sogar sehr kleine Schwingungsamplituden ein merkbares Geräusch hervorrufen können. Der starre Aufbau gewährleistet auch das Konstanthalten der Reaktanz, da der Luftspalt unverändert bleibt.
Soll die Reaktanz geändert werden, so kann dies durch Auswechseln des Abstandsstückes i 9 durch ein solches anderer Dicke gemäß Fig. 5 oder 7 geschehen. Um die Kernverluste herabzusetzen, müssen die Kernwindungen nach Möglichkeit im wesentlichen in der Form gehalten werden, die sie bei der Wärmebehandlung eingenommen haben. Jedoch können die durch sehr kleine relative Veränderungen in der Form der Windungen hervorgerufenen merklichen Änderungen des Luftspaltes und damit der Reaktanz der Einstellbarkeit der Reaktanz durch Verändern der Dicke des Abstandsstückes 1.9 nicht hinderlich sein. Verluste hierdurch treten eher beim Verkleinern als beim Vergrößern der Dicke des Abstandsstückes auf.
Wird eine sehr feinstufige Veränderlichkeit der Reaktanz gewünscht, so muß eine Einrichtung verwendet. werden, welche auch den Luftspalt 15 sehr feinstufig verändern kann. In Fig. 4 ist der Kern i i z. B. von einem Metallband 23 mit nach außen gebogenen Enden 24 umgeben, die durch eine Schraubverbindung 25, 26 aus unmagnetischem Material zusammengehalten werden. DieReaktanz der Drosselspule wird durch Drehen der Mutter 26 in der einen oder anderen Richtung verändert. Bei Verwendung eines Abstandsstückes 19 gemäß Fig. 3 muß natürlich dessen Dicke der Einstellung der Mutter a6 angepaßt sein. Es ist daher vorzuziehen, auf das Abstandsstück zu verzichten.. Sogar in diesem Falle sind auftretende Geräusche nur gering, da die Nieten i 6, 17 und 18 die Kernwindungen fest miteinander verbinden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Verwendung von Nieten für die Verbindung der Bandlagen. Man kann z. B. die Bandlagen auch durch Schweißlinien 27 verbinden, wie Fig.8 zeigt. Die Schweißlinien werden zweckmäßig nur an einer Kernstirnseite vorgesehen, damit kein Wirbelstromkreis entsteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus bandförmigem Material hergestellter Wickelkern für magnetische Zwecke, insbesondere für auf Kabel aufsetzbare Drosselspulen, mit einem den Kern auftrennenden Luftspalt, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen des Wickelkerns wenigstens beiderseits des Luftspaltes mechanisch fest zusammengehalten sind und daß die Luftspaltbreite durch eine auf den Wickelkern einwirkende Preßvorrichtung in geringen Grenzen einstellbar ist.
2. Verfahren zur Herstellung eines Wickelkerns nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der aus bandförmigem Material fertiggewickelte Kern nach dem mechanischen Festlegen der Bandenden einer Wärmebehandlung unterworfen wird, sodann die Bandwindungen zu beiden Seiten des noch vorzusehenden Luftspaltes mechanisch fest zusammengehalten werden und schließlich der Spalt eingeschnitten wird.
3. Wickelkern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er statt einer einstellbaren' eine unveränderliche Luftspaltbreite hat und daß die an dem Luftspalt angrenzenden Kernenden durch eine außenliegende Lasche (2o) aus unmagnetischem Material miteinander verbunden sind (Fig.3).
4. Wickelkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche ein Langloch (21) zur Aufnahme der Köpfe von an den Kernenden vorgesehenen Nieten (16 und 17) aufweist.
5. Wickelkern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern von einem Metallband (23) umgeben ist, dessen nach außen gebogene Enden (24) mittels einer Schraubverbindung (25,26) o. dgl. aus unmagnetischem Material zusammengehalten werden.
6. Wickelkern nach Anspruch i und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an der dem Luftspalt gegenüberliegenden Stelle des Kerns die Windungen des bandförmigen Materials durch Vernieten oder durch eine an der einen Kernstirnseite vorgesehene Schweißlinie (27) starr miteinander verbunden sind.
7. Wickelkern nach Anspruch i und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftspalt ein Abstandsstück untergebracht ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 441 375, 497 139.