DE756442C

DE756442C - Compound core produced by injection molding

Info

Publication number: DE756442C
Application number: DES127618D
Authority: DE
Inventors: Paul Dr-Ing Schupp
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1937-06-15
Filing date: 1937-06-15
Publication date: 1953-02-23

Description

Durch Spritzen hergestellter Massekern Durch Spritzen hergestellte Massekerne zeichnen sich vor den durch Pressen gewonnenen Massekernen durch ihr einfaches und daher wirtschaftliches Herstellungsverfahren für jede beliebige Kernform und durch ihre größere zeitliche und thermische Konstanz aus. Ihre zunächst geringere Wärmebeständigkeit konnte in letzter Zeit durch Verwendung hoch wärmebeständiger Spritzgußmassen, beispielsweise von Polystyrol, das im Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt wurde, oder Podyvinylcarbazol, so weit gesteigert werden, daß sie nicht mehr iiachteilig in Erscheinung' tritt, und es kann für alle Zwecke ein geeignet wärmebeständiger Stoff geschaffen werden.Injection-molded mass core Manufactured by injection-molding Mass cores are distinguished by it in front of the mass cores obtained by pressing simple and therefore economical manufacturing process for any core shape and by their greater temporal and thermal constancy. Your initially lower Heat resistance could recently by using highly heat resistant Injection molding compounds, for example of polystyrene, in the emulsion polymerization process or podyvinylcarbazole, can be increased to such an extent that it is not more detrimental appears, and it may be a suitable one for all purposes heat-resistant fabric can be created.

Ein bisher bestehender Mangel bei durch Spritzen hergestellten Massekernen ist jedoch ihre geringe Permeabilität. Beispielsweise liegt die Permeabilität eines Ringkernes aus Carbonyleisenpulver mit z 5 % Polystyrol bei etwa 7 und kann auch durch Verwendung eines Eisenpulvers mit höherer Kornpermeabilität nicht merklich gesteigert werden. Eine Erhöhung der Permeabilität ist nur durch Herabsetzung des Anteils an der Spritzgußmasse möglich, der im allgemeinen 15'/0, bezogen auf das Eisengewicht, beträgt. Der Senkung des Anteils, an Spritzgußmasse (Bindemittel) steht aber entgegen, daß bei geringeren Mengen, z. B. schon bei 13 0/0, sich die Kernmasse überhaupt nicht mehr oder nur sehr schwer verspritzen läßt.A previously existing deficiency in mass cores produced by injection molding however, is their low permeability. For example, the permeability of a Toroidal core made of carbonyl iron powder with z 5% polystyrene at about 7 and can also not noticeable by using an iron powder with higher grain permeability can be increased. An increase in permeability is only possible by reducing the Share of the injection molding compound possible, which is generally 15 '/ 0, based on the weight of iron. The reduction in the proportion of injection molding compound (Binder) is opposed, however, that with smaller amounts, z. B. already at 13 0/0, the core mass can no longer be sprayed at all or only with great difficulty.

Hier schafft nun die Erfindung Abhilfe, die es gestattet, den Anteil an Spritzgußmasse wesentlich zu senken und hierdurch eine Erhöhung der Perme@abilität zu erhalten, wobei außerdem die Fließbarkeit der Sp-ritzgußmasse bei der Spritztemperatur und die Warmfestigkeit des fertigenKerns verbessert werden. Die Erfindung geht aus von einem durch Verspritzen eines Gemisches aus iso;-lierten magnetisierbaren Pulverteilchen, einem Isolier- und/oder Bindemittel und einem die Fließbarkeit der Spritzgußmasse bei der Spritztemperatur erleichternden Zusatzstoff hergestellten Massekern. Sie besteht hierbei darin, daß zur gleichzeitigen Verbesserung der Temperaturfestigkeit des Kerns als Zusatzstoffe entweder solche dienen, die einerseits bei der Spritztemperatur tropfbar flüssig, aber andererseits bei Temperaturen bis zu etwa 70° C fest sind, z. B. Naturharze oder Kunstharze, wie Kolophonium oder Kumaronharze, oder aber Salze hochmolekularer, vorzugsweise kettenförmiger organischer Säuren, z. B. Calciumstearat, und daß gleichzeitig zur Erhöhung der Permeabilität bei unverändert guter Spritzbarkeit der Anteil an Bindemittel und Zusatzstoff zusammen 8 bis 16% beträgt und der Zusatzstoff 20 bis 5o % des Bindemittels ausmacht.The invention now provides a remedy here, which allows the proportion to reduce significantly the amount of injection molding compound and thereby an increase in permeability to obtain, in addition, the flowability of the injection molding compound at the injection temperature and the heat resistance of the finished core can be improved. The invention proceeds from a sprayed mixture of iso; -lated magnetizable powder particles, an insulating and / or binding agent and the flowability of the injection molding compound mass core produced at the injection temperature facilitating additive. she here is that to improve the temperature resistance at the same time of the core as additives either those that serve on the one hand at the injection temperature dripping liquid, but on the other hand are solid at temperatures up to about 70 ° C, z. B. natural resins or synthetic resins such as rosin or coumarone resins, or salts high molecular weight, preferably chain organic acids, e.g. B. calcium stearate, and that at the same time to increase the permeability with unchanged good sprayability the proportion of binder and additive together is 8 to 16% and the additive Makes up 20 to 5o% of the binder.

Es ist zwar bekannt, dem Gemisch aus Ferro:magnetikum und Bindemittel Ceresin oder Paraffin zuzusetzen, um die Fließbarkeit der Masse bei der Spritztemperatur zu erleichtern; auf diese Weise hergestellte Kerne haben aber eine mangelhafte Festigkeit bei höheren im Betrieb vorkommenden Temperaturen von beispielsweise 70° C, da die Zusatzstoffe bei solchen. Temperaturen bereits erweichen. Es kommt hinzu, daß. nach dem Schrifttum der Anteil an Bindemittel einschließlich Ceresin oder Paraffin 16,6 bis :25'/o betragen soll, wobei das Ceresin oder Paraffin höchstens 5 % des Bindemittels ausmachen darf. Es war hiernach in keiner '%#@Teise zu erwarten, daß man erfindungsgemäß mit nur 8 bis 16% Bindemittel einschließlich Zusatzstoff bei erhöhtem Zusatzstoffanteil, bezogen auf das Bindemittel, auskommen kann, ohne die Spritzbarkeit der Masse zu verschlechtern. Neben dieser guten Sp.ritzbarkeit und der durch den höheren Anteil an Ferromagnetikum erzielten Erhöhung der Permeabilität erhält man dann noch durch die Verwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zusatzstoffe eine verbesserte Warmfestigkeit des Massekerns bis herauf zu Temperaturen von etwa 7o ° C.It is known, the mixture of Ferro: magnetikum and binder Add ceresin or paraffin to improve the flowability of the mass at the injection temperature to facilitate; Cores produced in this way, however, have insufficient strength at higher temperatures occurring during operation of, for example, 70 ° C, since the Additives in such. Temperatures are already softening. There is also that. after according to literature, the proportion of binders including ceresin or paraffin 16.6 up to: 25%, the ceresin or paraffin not exceeding 5% of the binder may make out. According to this, it was not to be expected in any '% # @ part that, according to the invention with only 8 to 16% binding agent including additives with a higher proportion of additives, based on the binder, can do without the sprayability of the mass worsen. In addition to this good scratchability and the higher proportion The increase in permeability achieved in ferromagnetic material is then obtained through the use of the additives proposed according to the invention is improved Heat resistance of the mass core up to temperatures of about 70 ° C.

Zur Durchführung der Erfindung können dem Gemisch in der Natur vorkommende Harze, wie z. B. Resinolsäureharze, insbesondere Kolophonium, oder auch deren Derivate bzw. Reduktionsprodukte zugesetzt «erden. Insbesondere haben sich hierfür die Ester, beispielsweise Kolophoniumglycerinester bzw. ihre Alkohole, bewährt. Bei den letzteren sind besonders die Abietinole zu erwähnen, von denen das. Palyvinylhydroabietinol sich als ganz besonders geeignet erwiesen hat.To carry out the invention, the mixture can occur naturally Resins such as B. Resinoleic acid resins, especially rosin, or their derivatives or reduction products added «earth. In particular, the esters, for example colophony glycerol esters or their alcohols, proven. With the latter the abietinols deserve special mention, of which the. Palyvinylhydroabietinol has proven to be particularly suitable.

Weiterhin können als Stoffe, die bei der Spritztemperatur tropfbar flüssig, aber bei Temperaturen bis zu etwa 7o° C fest sind, die verschiedensten Kunstharze, beispielsweise Cyclohexanonharze, Polyindenharze oder Kumaronharz dem Gemisch aus isolierten ferromagnetischen Pulverteilchen und der Spritzgußmasse zugesetzt -,werden. Ebenso können mehrere solcher Zusatzstoffe gleichzeitig in Mischung oder als Mischpolytnerisat anwesend sein.Furthermore, as substances that drip at the injection temperature liquid, but solid at temperatures up to about 70 ° C, the most varied Synthetic resins, for example cyclohexanone resins, polyindene resins or coumarone resin Mixture of isolated ferromagnetic powder particles and the injection molding compound added -,will. Likewise, several such additives can be mixed or mixed at the same time be present as a mixed polymer.

Bei der Verwendung von 'Natur- oder Kunstharzen bzw. deren Derivaten oder Reduktionsprodukten ergibt sich die gute Spritzbarkeit daraus, daß diese Substanzen im Gegensatz zu dem als Spritzgußmasse beispielsweise verwendeten Polystyrol einen schmalen Erweichungsbereich besitzen, d. h. daß sie bei höherer Temperatur sehr schnell vom festen zum tropfbar flüssigen Zustand übergehen, während das Polystyrol nur plastisch weich wird. Bei der im allgemeinen angewendeten Spritztemperatur von etwa 250- C wirkt das z. B. beigemengte Kolophonium wie ein Lösungsmittel oder Weichmacher für das Polystyrol, so daß in diesem Falle die Viskosität der Kernmasse beim Spritzvorgang stark erniedrigt wird.When using 'natural or synthetic resins or their derivatives or reduction products, the good sprayability results from the fact that these substances, in contrast to the polystyrene used as an injection molding compound, for example, have a narrow softening range, ie that they very quickly from solid to high temperature drip liquid state, while the polystyrene is only plastically soft. At the spray temperature of about 250- C generally used, the z. B. admixed rosin such as a solvent or plasticizer for the polystyrene, so that in this case the viscosity of the core mass is greatly reduced during the spraying process.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung derjenigen Stoffe beschränkt, die in obigen Beispielen angegeben sind. Insbesondere können als zusätzliche Substanzen eine große Anzahl anderer Stoffe benutzt werden, wenn sie nur die Eigenschaften besitzen, daß sie sich bei der Spritztemperatur, die im allgemeinen zwischen aoo und 300° C liegt, im tropfbar flüssigen Zustand befinden, aber bei Temperaturen bis zu etwa 70° C fest sind.It goes without saying that the invention does not apply to the use of those Restricted substances that are given in the examples above. In particular, can a large number of other substances are used as additional substances, if they only have the properties that they are at the injection temperature that im is generally between aoo and 300 ° C, are in the drip liquid state, but are solid at temperatures up to about 70 ° C.

Weiterhin wurde gefunden, daß Salze organischer, hochmolekularer Säuren, vorzugsweise kettenförmiger Säuren der Paraffin- oder Olefinreihe, wie z. B. stearinsaures Calcium, margarinsaures Zink, palmitinsaures Magnesium, oleinsaures Kobalt, naphthensaures Blei, harzsaures -Mangan, leinölsaures Kupfer usvcT.; für d,en erfindungsgemäßen Massekern geeignete Zusatzstoffe sind.It has also been found that salts of organic, high molecular weight acids, preferably chain acids of the paraffin or olefin series, such as. B. stearic acid Calcium, zinc margaric acid, magnesium palmitic acid, cobalt oleic acid, naphthenic acid Lead, resin-acid manganese, linseed copper etcT .; for d, en according to the invention Mass core are suitable additives.

Die Verbesserung der'Spritzbarkeit durch den Zusatz derartiger Stoffe kann physikalisch dadurch erklärt werden., daß die beim Gleiten der plastisch -weichen Spritzgußmasse zwischen den einzelnen Molekülen der Spritzgußmasse bestehenden Verheftungskräfte durch die Anwesenheit eines nicht erweichenden hochmolekularen, langkettigen Stoffes aufgehoben werden und damit die Fließbarkeit der Spritzmasse wesentlich erleichtert wird. Diese Stoffe wirken also gewissermaßen als molekulare Schmiermittel.The improvement of the sprayability through the addition of such substances can be explained physically by the fact that the plastic-soft when sliding Injection molding compound bonding forces existing between the individual molecules of the injection molding compound due to the presence of a non-emollient, high-molecular, long-chain substance are canceled and thus the flowability of the injection molding compound is made much easier will. In a sense, these substances act as molecular lubricants.

In der Tabelle sind nun einige Versuchsergebnisse zusammengestellt, aus denen die Bedeutung der Erfindung klar hervorgeht. Als magnetisierbarer Werkstoff wurde hierbei isoliertes Carbonyleisenp,ulver verwendet. Die Messungen wurden an solchen Kernen vorgenommen, die in Topfform gespritzt und sämtlich mit der gleichen Wicklung versehen waren. Spritzgußmasse Zusatz Induktivität Zunahme L.H von ,iL 11 °; p 15 % Polystyrol - 0,18q. o i00/0 - 5 % Calciumstearat 0,205 12 10 % - 2 °,ö - 0,214 17 80/0 - 2% - 0,221 20 6-/. - 2 % - 0,285 55 70/- - 30/0 Kolophonium 0,232 26 - 3 % Polyvinylhydroabietinol 0,245 33 2o oho Polyvinylcarbazol - o,165 0 13 % - 3 % Calciumstearat 0,203 23 i00/0 - 2% - 0,225 36 In der Tabelle ist in Spalte i die verwendete Spritzgußmasse angegeben, als welche für die eine Versuchsreihe-Polystyrol und für die andere Polyvinylcarbazol verwendet wurde. Die Spalte 2 enthält die erfindungsgemäß verwendeten Zusätze, die Spalte 3 gibt die Induktivität in Millihenry an. Aus der Spalte q. ist schließlich die prozentuale Zunahme der Permeabilität zu entnehmen, die durch die Erfindung gegenüber solchen. Kernen erzielt wird, denen die besonderen Stoffe nicht zugesetzt sind, und die zum Vergleich in beide Versuchsreihen jeweils am Anfang mitaufgenommen wurden.Some test results are now compiled in the table, from which the meaning of the invention can be clearly seen. Insulated carbonyl iron powder was used as the magnetizable material. The measurements were made on cores that were injection molded in the shape of a pot and all of which had the same winding. Injection molding compound add inductivity increase LH of, iL 11 °; p 15% polystyrene - 0.18q. O 100/0 - 5% calcium stearate 0.205 12 10% - 2 °, ö - 0.214 1 7 80/0 - 2% - 0.221 20 6- /. - 2% - 0.2 8 5 55 70 / - - 30/0 rosin 0.232 26 - 3% polyvinylhydroabietinol 0.245 33 2o oho polyvinylcarbazole - o, 165 0 13% - 3% calcium stearate 0.203 23 i00 / 0 - 2% - 0.225 36 In column i of the table, the injection molding compound used is given, as which polystyrene was used for one test series and polyvinyl carbazole for the other. Column 2 contains the additives used according to the invention, column 3 gives the inductance in millihenry. From column q. Finally, the percentage increase in permeability can be seen which is due to the invention compared to such. Cores is achieved to which the special substances are not added and which were included at the beginning of both test series for comparison.

Während also der Anteil an Spritzgußmasse bei den reinen Polystyrolkernen 15010 beträgt, läßt er sich bei Verwendung von Polystyrol und 2% Calciumstearat beispielsweise bis auf 6%, also auf insgesamt nur 8 %, herabdrücken, um eine Induktivitäts-und damit Permeabilitätserhöhung um 551/o zu erzielen.. Bei Verwendung von Polyvin:ylcarbazol als Spritzgußmasse, von dem bisher mindestens 20% zugesetzt werden mußten, genügt eine Zugabe von io% mit einer Beimengung von nur 2'/o Calciumstearat, also insgesamt nur i20/0, um bei gleich guter Spritzbarkeit infolge der Herabsetzung des Anteils an Spritzgußmasse eine Permeabilitätserhöhung um 36% zu erhalten. Versuche haben hierbei gezeigt, daß sich die Kerne nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne jegliche Schwierigkeit spritzen lassen, so daß es also sogar möglich ist, den Anteil an Spritzgußmasse noch weiter, als in obigen Beispielen angegeben ist, herabzusetzen und 9° damit die Permeabilität zu steigern, ohne die Spritzfähigkeit wesentlich zu verschlechtern.While the proportion of injection molding compound in the pure polystyrene cores is 15010, when using polystyrene and 2% calcium stearate, for example, it can be reduced to 6%, i.e. a total of only 8%, in order to increase the inductance and thus the permeability by 551 / o To achieve .. When using Polyvin: ylcarbazole as an injection molding compound, of which at least 20% previously had to be added, an addition of 10% with an admixture of only 2% calcium stearate is sufficient, so a total of only 120/0 to be equal good sprayability due to the reduction in the proportion of injection molding compound to obtain a permeability increase of 36%. Tests have shown that the cores can be injected by the method according to the invention without any difficulty, so that it is even possible to reduce the proportion of injection molding compound even further than is indicated in the above examples and thus to increase the permeability by 9 ° without significantly impairing the sprayability.

Claims

PATENT CLAIMS: i. By spraying a mixture of isolated magnetizable powder particles, an insulating and / or binding agent and a die Additive facilitating flowability of the injection molding compound at the injection temperature Manufactured mass core, characterized in that for simultaneous improvement the temperature resistance of the core as additives either those that serve on the one hand dripping liquid at the injection temperature, but on the other hand at temperatures are solid up to about 70 ° C, e.g. B. natural resins or synthetic resins such as rosin or Coumarone resins, or salts of highly melocular, preferably chain-like organic ones Acids, e.g. B. calcium stearate, and that at the same time to increase the permeability the proportion of binder and additive combined with unchanged good sprayability 8 to 16% and the additive makes up 2o to 5o% of the binder.

2. Compound core according to claim i, characterized in that derivatives are used as additives or reduction products of naturally occurring resinolic acid resins, in particular Esters or alcohols are used.

3. mass core according to claim 2, characterized with rosin glycerol ester as an additive.

4. mass core according to claim 2, characterized droabietinol by abietinols, especially Polyvinylhy, as an additive.

5. Mass parents according to claim i, characterized by salts of the stearic. Palmitic or oleic acid as additives.

6. Earth core according to the claims. i to 5, characterized in that several or all of the substances mentioned in these claims serve as additives at the same time as a mixture or as a copolymer. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the grant procedure: German patent specifications No. 467 053, 537 124; French patents No. 732 652, 773813: Austrian patent No. 149 525: British patent No. 412 667.