DE970719C

DE970719C - Verfahren zur Herstellung eines aus isolierten Eisenteilchen bestehenden Hochfrequenz-Massekerns

Info

Publication number: DE970719C
Application number: DEA8550D
Authority: DE
Inventors: Otto Ludl
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1943-02-14
Filing date: 1943-02-14
Publication date: 1958-10-23

Description

Verfahren zur Herstellung eines aus isolierten Eisenteilchen bestehenden Hochfrequenz-Massekerns Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Magnetkernen aus gepreßtem, isoliertem Eisenpulver, sogenannten Hochfrequenz-Massekernen, die insbesondere als Kerne für Pupinspulen verwendet werden können, die in mit hohen Trägerfrequenzen betriebene Kabel eingebaut sind. Die bei höheren Frequenzen maßgebenden Kernverluste sind einerseits Wirbelstromverluste und andererseits dielektrische Verluste. Die Wirbelstromverluste hängen von der Korngröße der Eisenteilchen und von der Güte der Isolierung der Eisenteilchen ab. Die dielektrischen Verluste werden durch das Dielektrikum des Kernes, d. h. durch das Isolier- und Bindemittel bestimmt, durch welches die Eisenteilchen voneinander isoliert sind. Hierfür werden vielfach Kresol- oder Phenolharze verwendet, welche aushärtbar sind und dem Massekern die erforderliche Festigkeit geben. Diese Stoffe sind jedoch in dielektrischer Hinsicht nicht besonders günstig, d. h., sie weisen einen verhältnismäßig hohen Verlustwinkel tg 8 auf, der beispielsweise bei einem handelsüblichen Phenol- oder Kresolharz etwa joo' I0-4 bis Zoo- Io-4 beträgt. Es gibt zwar auch dielektrisch hochwertige Bindemittel für Masseke-rne, beispielsweise Polys:yrol, mit einem Verlustwinkel tg 8 - S - Io-I. Polystyrol ist jedoch nicht ausliärtbar, sondern thermoplastisch. Frühere Untersuchungen an Ringkernen haben nun ergeben, daß die in bezug auf kleinste Wirbelstromverluste erwünschte hochwertige und preßharte Isolierung der Eisenteilchen bei Verwendung von handelsüblichen Kresol- oder Phenolharzen zu sehr hohen dielektrischen Verlusten führt. Es ist daher schon vorgeschlagen worden, das Bindemittel des Massekerns derart elektrisch halbleitend auszubilden, daß die dielektrischen Verluste infolge des halbleitenden Nebenschlusses herabgesetzt sind. Selbstverständlich ist dabei darauf geachtet worden, daß die Wirbelstromverluste nicht unzulässig hoch ansteigen können. Der ältere Vorschlag sieht den Zusatz von feinverteiltem Kohlenstoff zu dem Isolier- und Bindemittel vor, und man erhält dadurch ein halbleitendes Bindemittel.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Massekerns, bei dem die Kernmasse zwecks Erzielung geringer dielektrischer Verluste bei höheren Frequenzen - ohne daß dem Isoliermittel ein elektrisch leitender, aber magnetisch nicht leitender Zusatz, wie z. B. Kohlenstoff, beigemengt wird - halbleitend ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird eine Mischung von vorisoliertem Eisenpulver und blankem Eisenpulver unter Zusatz eines Isolier- und Bindemittels in an sich bekannter Weise formgebend verarbeitet.
Es wurde gefunden, daß es zweckmäßig ist, die Mischungsanteile so zu wählen, daß der spezifische Widerstand des Massekernes ioo bis iooo 9 - cm beträgt, während der dielektrische Verlustwinkel tg a bei 6o - io--4 bis i5o - io-4 liegt. Je hochwertiger das Dielektrikum, d. h. je kleiner sein Verlustwinkel ist, um so höher darf der spezifische Widerstand der Kernmasse sein. Mit größerem Verlustwinkel des Bindemittels muß man auch seinen spezifischen Widerstand herabsetzen. Hierbei ist natürlich zu beachten, daß der Widerstand eine bestimmte Größe nicht unterschreitet, da sonst wieder zu hohe Wirbelstromverluste entstehen.
Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann beispielsweise folgende Mischung verwendet werden: 700 g eines Eisenpulvers, welches in an sich bekannter Weise mit o,5 bis i o/o Wasserglas vorisoliert ist, werden mit 300 g blankem Eisenpulver gemischt. Dieser Mischung werden sodann noch 4o g eines Bindemittels, z. B. eines handelsüblichen Kresol- oder Phenolharzes, zugesetzt. Ein hieraus bei einem Preßdruck von 15 t/cm2 gefertigter Kern besitzt einen spezifischen Widerstand von etwa 300 52 -cm. Eine mit diesem Kern ausgestattete i,4-mH-Trägerfrequenz-Pupinspule weist bei einer Betriebsfrequenz von 6o kHz eine Güte Q - 375 und einen dielektrischen Verlustwinkel tg d 125 - io-4 auf.
Zum Vergleich sei angegeben, daß ein bei gleichem Preßdruck aus einer Mischungvon iooog in gleicher Weise vorisojiertem Eisenpulver und 40 g Bindemittel hergestellter Kern einen spezifischen Widerstand von etwa 3000 52 - cm aufweist. 'Bei Verwendung in der genannten Spule ergibt sich bei der genannten Betriebsfrequenz eine Güte Q -:230 und ein Verlustwinkel tg ö 2500 i o-4. Hier ist der Verlustwinkel zu groß.
Entsprechend ergeben sich für einen aus iooo g blankem Eisenpulver und 40 g Bindemittel hergestellten Kern ein spezifischer Widerstand von 30 62 -cm, eine Güte Q - 225 und ein Verlustwinkel tZ 8 - 70- io--4. Hierbei treten unzulässig hohe Wirbelstromverluste auf.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:. i. Verfahren zur Herstellung eines aus isolierten Eisenteilchen bestehenden Hochfrequenz-Massekerns mit geringen dielektrischen Verlusten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von vorisoliertem Eisenpulver und blankem Eisenpulver unter Zusatz eines Isolier-und Bindemittels in an sich bekannter Weise formgebend verarbeitet wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Massekerns nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von 4o bis 70% eines mit Wasserglas vorisolierten Eisenpulvers und 6o bis 3o% eines blanken Eisenpulvers mit einem Zusatz von 4 bis 8% (bezogen auf das Gesamtgewicht des Eisenpulvers) eines Kresol- oder Phenolharzes verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 227 788; österreichische Patentschrift Nr. 150 927. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 875 377.