DE950395C

DE950395C - Process for the tension-free bonding of layers or layers made of high-quality magnetizable materials

Info

Publication number: DE950395C
Application number: DEV8070A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Fritz Assmus; Dipl-Phys Richard Boll
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1954-11-16
Filing date: 1954-11-16
Publication date: 1956-10-11

Description

Verfahren zum spannungsfreien Verkleben von Lagen oder Schichten aus hochwertigen magnetisierbaren Werkstoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum spannungsfreien Verkleben zweier oder mehrerer Lagen hochwertiger magnetisierbarer Werkstoffe, insbesondere von Stanzteilen aus diesen Werkstoffen. Mit hochwertigen magnetisierbaren Werkstoffen sind beispielsweise Werkstoffe gemeint, die eine rechteckähnliche Magnetisierungsschleife aufweisen oder Werkstoffe mit besonders hoher Permeabilität.Process for tension-free bonding of plies or layers high-quality magnetizable materials The invention relates to a method for tension-free bonding of two or more layers of high-quality magnetizable Materials, in particular stamped parts made from these materials. With high quality magnetizable materials are meant, for example, materials that are similar to a rectangle Have magnetization loop or materials with particularly high permeability.

Unter einem Werkstoff mit rechteckähnlicher Magnetisierungsschleife wird ein solcher verstanden, der eine Remanenz von mindestens etwa 85 0/0 der Sättigungsinduktion aufweist, wobei der wesentliche Teil der Induktionsänderung bei der Entmagnetisierung in einem gegenüber der Koerzitivkraft kleinem Feldstärkeintervall erfolgt.Under a material having a similar rectangular magnetization loop, such is meant having a remanence of at least about 85 0/0 the saturation induction, the essential part of the induction change in the demagnetization in a small coercive force compared to the field strength interval occurs.

Als höchstpermeable Werkstoffe sind Werkstoffe mit einer Permeabilität in der Größenordnung von etwa 5o ooo und mehr bei einer Feldamplitude von 5 mOe anzusehen.Highly permeable materials are materials with a permeability on the order of about 50,000 and more with a field amplitude of 5 mOe to watch.

Die Dicke der miteinander zu verklebenden Lagen oder Schichten der magnetisierbaren Werkstoffe ist durch die Forderung nach möglichst geringen Wirbelstromverlusten vorgegeben und liegt beispielsweise bei einem großen Teil der in der Praxis . verwendeten Stanzteile in der Größenordnung von o,i mm.The thickness of the layers or layers to be glued together magnetizable materials is due to the requirement for the lowest possible eddy current losses specified and is, for example, a large part of the practice. used Stamped parts on the order of 0.1 mm.

Auch für die Herstellung von Werkstoffen mit rechteckähnlicher Magnetisierungsscbleife ist die Dicke der Lagen oder Schichten durch die bei manchen Verfahren erforderliche starke Kaltverformung nach oben beschränkt, so daß sich zwangläufig nur verhältnismäßig dünne Bleche oder Bänder ergeben.Also for the production of materials with magnetizing wires similar to a rectangle is the thickness of the plies or layers required by some processes strong cold deformation limited upwards, so that inevitably only proportionally result in thin sheets or strips.

Bei der weiteren Handhabung, z. B. beim Schichten ,der Einschachteln dünner Stanzteile in Spulenkörper, ist aber immer die Gefahr. irgendwelcher Verformungen gegeben, wodurch in den Stanzteilen mechanische Spannungen entstehen, welche die magnetischen Eigenschaften verschlechtern.In further handling, e.g. B. when layering, nesting thin stamped parts in bobbins, but there is always a danger. any deformations given, whereby mechanical tensions arise in the stamped parts, which the magnetic Properties deteriorate.

In der Praxis ist es daher erwünscht, eine Versteifung der dünnen Stanzteile aus magnetisierbaren Werkstoffen dadurch vorzunehmen, daß zwei oder mehrere Stanzteile zu einem Teil verbunden, z. B. verklebt werden. Eine Verbindung mehrerer einzelner Stanzteile zu einem dickeren Stanzteil ist auch deshalb vorteilhaft, weil dadurch eine Herabsetzung der Arbeitsschritte beim Einschachteln der Stanzteile in die Spulenkörper erzielt wird.In practice, it is therefore desirable to stiffen the thin Make stamped parts from magnetizable materials that two or more Stamped parts connected to one part, e.g. B. be glued. A connection between several individual stamped parts to a thicker stamped part is also advantageous because thereby a reduction in the number of work steps involved in nesting the punched parts is achieved in the bobbin.

Die besondere Aufgabe bei der Verklebung hochwertiger magnetisierbarer Werkstoffe ist, die miteinander zu verklebenden Lagen, Schichten oder Stanzteile gegen unbeabsichtigte mechanische Verformungen widerstandsfähiger zu machen. Dabei sollen aber durch das angewandte Klebeverfahren selbst keine mechanischen Spannungen in dem Werkstoff hervorgerufen werden. Wegen der großen Empfindlichkeit der magnetischen Eigenschaften der hochwertigen magnetisierbaren Werkstoffe gegen mechanische Verspannungen würden sonst die magnetischen Eigenschaften dieser Werkstoffe in unzulässiger Weise beeinträchtigt.The special task in gluing high-quality magnetizable Materials are the layers, layers or punched parts to be glued together to make it more resistant to unintentional mechanical deformations. Included but should not be subjected to any mechanical stresses due to the adhesive process used are caused in the material. Because of the great sensitivity of the magnetic Properties of the high-quality magnetizable materials against mechanical tension Otherwise the magnetic properties of these materials would be inadmissible impaired.

Es ist bereits bekannt, Lamellen aus magnetisierbarem Material miteinander zu verkleben. Hierbei werden die Lamellen über die ganze Oberfläche der einander zugekehrten Seiten fest verklebt, um ein möglichst sicheres Haften der Teile aneinander zu gewährleisten. Dieses Klebeverfahren eignet sich jedoch nicht für Werkstoffe, die empfindlich gegen mechanische Verformungen sind.It is already known to interconnect lamellae made of magnetizable material to glue. Here, the slats are over the entire surface of each other facing sides firmly glued to ensure that the parts adhere to one another as securely as possible to ensure. However, this bonding method is not suitable for materials which are sensitive to mechanical deformation.

Eine Verwendung solcher Klebeverfahren für hochwertige magnetisierbare Werkstoffe, wie sie oben definiert sind, ist bisher nicht möglich gewesen, da durch die Schrumpfung der heute verfügbaren Klebemittel bei ihrer Verfestigung so große mechanische Spannungen entstehen, daß die hochgezüchteten magnetischen Eigenschaften der miteinander zu verklebenden Werkstoffe sehr verschlechtert werden.A use of such adhesive methods for high quality magnetizable Materials as defined above has not been possible until now because of the shrinkage of the adhesives available today as they solidify is so great mechanical stresses arise that the highly cultivated magnetic properties the materials to be glued together are very deteriorated.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren soll erreicht werden, daß mehrere Lagen oder Schichten des kochempfindlichen magnetisierbaren Werkstoffes miteinander fest verbunden werden, ohne daß dabei eine unzulässige Beeinträchtigung ihrer magnetischen Eigenschaften infolge mechanischer Verspannungen eintritt. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung werden die Lagen nicht über die ganze Fläche verklebt, sondern es findet nur an einzelnen Punkten der Oberfläche ein Verkleben derart statt, daß auch nach Trocknung oder Aushärtung der Klebemasse die Klebestellen nur kleine Flächenelemente bilden, d. h. nur quasi punktförmige Verbindungen entstehen. Auf diese Weise werden Spannungen in den hochmagnetisierbaren Werkstoffen vermieden, die bei größeren zusammenhängenden Klebeflächen infolge der Schrumpfeigenschaften des Klebemittels zwangläufig auftreten würden. Durch die punktförmige Verklebung werden die magnetischen Eigenschaften der hochempfindiichen magnetisierbaren Werkstoffe in ihren Gütewerten fast unbeeinträchtigt erhalten.The inventive method should be achieved that several Layers or layers of the cook-sensitive magnetizable material with one another be firmly connected without undue impairment of their magnetic Properties as a result of mechanical tension occurs. According to the procedure according to the invention, the layers are not glued over the entire surface, but it gluing takes place only at individual points on the surface in such a way that also after the adhesive has dried or cured, the adhesive points are only small surface elements form, d. H. only quasi punctiform connections arise. Be that way Tensions in the highly magnetizable materials are avoided, which is the case with larger coherent materials Adhesive surfaces inevitably occur due to the shrinkage properties of the adhesive would. The point-like bonding increases the magnetic properties of the highly sensitive magnetizable materials in their quality values almost unaffected obtain.

Obwohl eine Verklebung über die gesamte Fläche beispielsweise der Stanzteile vermieden worden ist, reicht die erzielte Verfestigung aus, um den verklebten Blechen eine gegenüber dem Einzelblech größere Steifigkeit zu geben.Although gluing over the entire surface, for example the Stamped parts has been avoided, the solidification achieved is sufficient to the bonded To give sheets a greater rigidity compared to the individual sheet.

Da jeder Luftspalt in einem magnetischen Kreis eine Scherung der Magnetisierungsschleife verursacht, ist anzustreben, bei der punktweisen Verklebung der einzelnen Schichten oder Lagen den zwischen diesen vorhandenen Luftraum möglichst klein zu machen bzw. ganz zum Verschwinden zu bringen, um die guten magnetischen Eigenschaften der aus hochwertigen magnetisierbaren Werkstoffen hergestellten Gegenstände soweit als möglich beizubehalten.Because every air gap in a magnetic circuit creates a shear of the magnetizing loop should be aimed at with the point-by-point gluing of the individual layers or layers to make the air space between them as small as possible or to completely disappear in order to make the good magnetic properties of the out high-quality magnetizable materials as far as possible to maintain.

Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein möglichst dichtes Aufeinanderliegen der einzelnen Schichten dadurch erreicht, daß bei dem punktförmigen Verkleben, gegebenenfalls .auch noch bei einer anschließenden Aushärtebehandlung, Druck angewendet wird, so daß die Klebemittel in die stets vorhandenen mikroskopisch kleinen Vertiefungen der Oberfläche der miteinander zu verklebenden Schichten eindringen können und nach dem Trocknen bzw. Aushärten der Klebemasse die einzelnen Schichten ohne nennenswerten Abstand miteinander fest verbinden.According to the method of the present invention, it becomes as dense as possible One on top of the other, the individual layers achieved in that in the punctiform Gluing, possibly also with a subsequent hardening treatment, Pressure is applied so that the adhesive is always present microscopically Penetrate small depressions in the surface of the layers to be glued together and after the adhesive has dried or cured, the individual layers Connect them firmly to one another without any significant gap.

Ein möglichst dichtes Anliegen der einzelnen Schichten soll noch dadurch begünstigt werden, daß man die zu verwendenden Klebemassen, vorzugsweise Kunststoffe, in möglichst kleinen Mengen aufträgt und dem gewünschten Zweck entsprechend auswählt, beispielsweise besonders feinkörnig oder auch besonders dünnflüssig. Die zu verwendenden Klebemassen können in der Wärme oder in der Kälte (bei Raumtemperatur) aushärtbar sein. Aber auch nicht aushärtbare Klebemittel, wie z. B. thermoplastische Kunststoffe, die bei Erwärmen wieder erweichen, sind für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.This should ensure that the individual layers are as close as possible be favored that the adhesives to be used, preferably plastics, applies in the smallest possible quantities and selects according to the desired purpose, for example particularly fine-grained or particularly thin. The ones to use Adhesives can be curable in the heat or in the cold (at room temperature) be. But also non-curable adhesives, such as. B. thermoplastics, which soften again when heated are suitable for the process according to the invention.

Die punktweise Verklebung der Lagen oder Schichten kann an beliebigen Flächenelementen, gegebenenfalls auch an den @ Stirnseiten der Lagen statistisch oder jeweils an bestimmten Stellen erfolgen, wobei auch eine Aneinanderreihung von Klebepunkten zu Linien möglich ist. Beispielsweise können Fäden aus Klebemasse als zusammenhängende oder unterbrochene Linien auf die zu verklebenden Teile aufgetragen werden, was im Hinblick auf eine wirtschaftliche Fertigung günstig ist.The point-by-point gluing of the plies or layers can be carried out on any Area elements, if necessary also at the @ end faces of the layers statistically or in each case take place at certain points, with a sequence of Adhesive dots to lines is possible. For example, threads made of adhesive can be used as continuous or broken lines applied to the parts to be bonded become, which is favorable in terms of economical production.

Durch die Wahl der Richtung dieser Klebelinien wäre weiterhin eine Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften in gewünschter Weise möglich. BE-ispiel z U-förmige Stanzteile von 71 mm größter Länge, 28 mm Jochbreite, 7 mm Schenkelbreite und o,z mm Dicke aus. einer Legierung mit 50 °/o Nickel, Rest Eisen, die durch besondere Glüh- und Walzbehandlung eine rechteckähnliche Magnetisierungsschleife erhalten hat, wurden aufeinandergelegt und zwischen diese an etwa zehn verschiedenen Punkten der Fläche punktförmig kleine Mengen von einem in der Wärme zunächst erweichenden, dann aushärtenden Kunstharzpulver gebracht. Auf die Stanzteile wurde während der Erwärmung und Aushärtung der Kunstharzklebemasse ein Druck von etwa 0,3 kg/cm2 ausgeübt. Hierdurch drückte sich das Kunstharzklebemittel in die mikroskopischen Vertiefungen der Blechoberflächen hinein, so daß sich die Stanzteile praktisch ohne Luftspalt dicht aufeinander legten. Der Anteil des Kunstharzklebemittels am Gewicht der verklebten Bleche betrug etwa z °/0o.By choosing the direction of these adhesive lines, it would still be possible to influence the magnetic properties in the desired manner. BE-ispiel z U-shaped stamped parts with a maximum length of 71 mm, a yoke width of 28 mm, a leg width of 7 mm and a thickness of o, z mm. An alloy with 50 % nickel, the remainder iron, which has received a rectangular magnetization loop through special annealing and rolling treatment, were placed on top of one another and between these at about ten different points on the surface, small amounts of a first softening in the heat, then hardening Brought synthetic resin powder. A pressure of about 0.3 kg / cm 2 was exerted on the punched parts during the heating and curing of the synthetic resin adhesive. As a result, the synthetic resin adhesive pressed into the microscopic depressions in the sheet metal surfaces, so that the stamped parts lay tightly on top of one another with practically no air gap. The proportion of the synthetic resin adhesive in the weight of the bonded sheets was about z ° / 0o.

Die auf diese Weise paarweise verfestigten punktförmig miteinander verbundenen Stanzteile zeigtk-n, zu Paketen geschichtet, mit einem Meßgerät zur Ermittlung der Hysteresisschleife bei 5o Hz, auf der Neukurve gemessen, bei einer Feldstärkeamplitude von 0,4 A/ cm einen aus fünf Paketen ermittelten Durchschnittswert der Induktion von 13 30o Gauß. Der Wert von Stanzteilen des gleichen Materials und mit gleichen Abmessungen, die aber in üblicher bisher bekannter Weise über die ganze Fläche verklebt waren, wurde mit 8 6oo Gauß gemessen.In this way, they solidified in pairs in a point-like manner connected stamped parts shows k-n, stacked in packages, with a measuring device for Determination of the hysteresis loop at 50 Hz, measured on the new curve, with a Field strength amplitude of 0.4 A / cm an average value determined from five packets the induction of 13 30o Gauss. The value of stamped parts of the same material and with the same dimensions, but in the usual previously known manner over the whole The surface were glued was measured to be 8600 Gauss.

In der Abbildung sind die Hysteresisschleifen der im Beispiel genannten U-förmigen Stanzteile dargestellt. Die ausgezogene Linie a gibt die Hysteresisschleife für miteinander unter Druck punktförmig verklebte Stanzteile wieder.In the figure, the hysteresis loops are those mentioned in the example U-shaped stampings shown. The solid line a gives the hysteresis loop for punched parts glued together under pressure.

Die gestrichelte Linie b zeigt dagegen die Hysteresisschleife für miteinander flächenhaft verklebte Stanzteile. In beiden Fällen waren die Stanzteile paarweise wechselseitig zu Paketen geschichtet.The dashed line b, on the other hand, shows the hysteresis loop for Stamped parts glued together over a large area. In both cases the stampings were in pairs alternately layered to form packages.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat nicht nur für Werkstoffe mit rechteckähnlicher Schleife besondere Bedeutung, sondern auch, wie eingangs bereits betont, für Werkstoffe mit höchster. Permeabilität. Solche Werkstoffe, die z. B. nach dem Patent 862 371 durch eine spezielle Wärmebehandlung hergestellt werden, sind selbst gegen kleinste mechanischeBeanspruchungen empfindlich. Ein Verkleben auf der ganzen Fläche würde diese Stanzteile für Zwecke, bei denen es gerade auf höchste Permeabilität ankommt, unbrauchbar machen. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der punkt- oder linienförmigen Verklebung bleibt dagegen das Absinken der Permeabilität in zulässigen Grenzen, so daß die durch die Verklebung erreichten Vorteile, z. B. größerer Widerstand gegen mechanische Verformungen und Verringerung der Zahl der Arbeitsschritte beim Einschachteln der Stanzteile in den Spulenkörper, voll zur Wirkung kommen können. Beispiel 2 Aus einer hochl)ermeablen Legierung der Zusammensetzung von etwa 71 % Nickel, 14 % Kupfer, 3 % Molybdän, Rest Eisen hergestellte U-förmige Stanzteile von 51 mm größter Länge, 2o mm Jochbreite, 5 mm Schenkelbreite und o,z mm Dicke wurden paarweise miteinander an etwa zwanzig verschiedenen Punkten der Fläche mit einem in der Wärme zunächst erweichenden, dann aushärtenden Kunstharzpulver verklebt. Während der Erwärmung und Aushärtung der Kunstharzklebemasse standen die Stanzteile unter einem Druck von etwa 0,3 kg/cm2. Die punktförmig aufgebrachte Klebemasse drückte sich während des Klebeprozesses in die mikroskopischen Vertiefungen der Blechoberflächen ein, so daß die Stanzteile sehr dicht und praktisch ohne Luftspalt aufeinanderlagen.The method according to the invention is not only of particular importance for materials with a rectangular loop, but also, as already emphasized at the beginning, for materials with the highest. Permeability. Such materials that z. B. are produced according to patent 862 371 by a special heat treatment, are sensitive to even the smallest mechanical stresses. Gluing over the entire surface would make these stamped parts unusable for purposes that require maximum permeability. When using the method according to the invention of point-like or line-shaped gluing, however, the decrease in permeability remains within permissible limits, so that the advantages achieved by gluing, e.g. B. greater resistance to mechanical deformation and reduction in the number of work steps when nesting the stamped parts in the coil body, can come into full effect. Example 2 U-shaped stamped parts made from a highly permeable alloy with a composition of about 71% nickel, 14% copper, 3% molybdenum, remainder iron, 51 mm long, 20 mm wide, 5 mm wide and 0.2 mm thick were glued to each other in pairs at about twenty different points on the surface with a synthetic resin powder that first softens under heat and then hardens. During the heating and curing of the synthetic resin adhesive, the punched parts were under a pressure of about 0.3 kg / cm 2. The adhesive, applied in punctiform fashion, was pressed into the microscopic depressions in the sheet metal surfaces during the adhesive process, so that the stamped parts lay on top of one another very closely and with practically no air gap.

Die in der vorbeschriebenen Art paarweise punktförmig miteinander verklebten Stanzteile zeigten, wechselseitig zu Paketen geschichtet, eine Permeabilität von 48 ooo bei einer Feldamplitude von 5 mOe. Die Messung an Stanzteilen der gleichen Art, jedoch paarweise über die ganze Fläche verklebt, ergab eine Permeabilität von 34 ooo bei einer Feldamplitude von 5 mOe. Zum Vergleich sei erwähnt, daß in derselben Weise aufeinandergeschichtete Stanzteile, jedoch unverklebt, eine Permeabilität von 55 000 aufwiesen.The punched parts glued to one another in pairs in the above-described manner, alternately layered to form packets, showed a permeability of 48,000 with a field amplitude of 5 mOe. The measurement on stamped parts of the same type, but glued in pairs over the entire surface, showed a permeability of 34,000 with a field amplitude of 5 mOe. For comparison, it should be mentioned that stamped parts stacked one on top of the other, but not glued, had a permeability of 55,000 .

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Process for tension-free bonding of two or several layers of sheet metal made of high-quality magnetizable materials, in particular of stamped parts from these materials, characterized in that the layers only are glued together at individual points or lines, so that far more than half of the surfaces of the sheets remain free of adhesive.

2. Procedure according to claim z, characterized in that the adhesive is in powder form in the Heat softening, then hardening plastics can be used.

3. Procedure according to claim z, characterized in that the adhesive is liquid at room temperature Curable plastics are used.

4. The method according to claim z, characterized characterized in that non-curable thermoplastics are used as the adhesive.

5. The method according to claims z to 4, characterized in that the bonding, possibly also the subsequent drying or curing, using is done by pressure.

6. Application of the method according to claims z to 5 for materials with a rectangular magnetizing loop.

7. Application of the method according to claims z to 5 for magnetizable highly permeable materials. Considered publications: German Patent Specifications No. 761 728, goz 826, 852 709, 749 162.