DE971432C

DE971432C - Multi-part magnetic core for coils and transmitters

Info

Publication number: DE971432C
Application number: DET11342A
Authority: DE
Inventors: Otto Ludl; Werner Ruess; Hans Schneider
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1955-09-03
Filing date: 1955-09-03
Publication date: 1959-01-29

Description

Mehrteiliger Magnetkern für Spulen und Übertrager Die Erfindung bezieht sich auf Magnetkerne für Spulen und Übertrager der Fernmelde- und Hochfrequenztechnik, die aus hochpermeablem ferromagnetischem Werkstoff, insbesondere Ferrit, hergestellt sind. Diese meist als Topf-, Schalen- oder E-Kerne ausgebildeten Kerne werden bekanntlich aus Gründen der wirtschaftlichen Herstellung mehrteilig ausgeführt.Multi-part magnetic core for coils and transformers The invention relates on magnetic cores for coils and transformers in telecommunications and high-frequency technology, made of highly permeable ferromagnetic material, in particular ferrite are. These cores, which are usually designed as pot, bowl or e-cores, are known designed in several parts for reasons of economic production.

Es ist bei Ferritkernen bekannt, die an den Stoßstellen mit plangeschliffenen Auflageflächen versehenen Kernteile nach erfolgter Zusammensetzung dadurch zusammenzuhalten, daß sie zwischen zwei parallelen, miteinander mittels Schrauben verbundenen Metallplatten oder Metallkappen eingelegt und durch Anziehen der Schrauben an den Stoßstellen fest aneinandergedrückt werden. Es ist ferner bei zweiteiligen E-Kernen aus Ferrit bekannt, zwei metallische Rahmen seitlich über die äußeren Schenkel der beiden Kernhälften zu schieben und in dieser Lage mittels einer auf den Quersteg einer der Kernhälften aufgelegten, doppelt abgebogenen Feder unter Spannung zu halten.It is known for ferrite cores that are ground flat at the joints To hold together core parts provided with supporting surfaces after assembly, that they are between two parallel metal plates connected to one another by means of screws or metal caps inserted and by tightening the screws at the joints be pressed together firmly. It is also made of ferrite in the case of two-part E-cores known, two metallic frames laterally over the outer legs of the two core halves to push and in this position by means of a on the crossbar of one of the core halves to keep the applied, double-bent spring under tension.

Es ist schließlich bei zweiteiligen E-Kernen aus Ferrit bekannt, einen Fuß mit allseitig hochgebogenen Hauben zur Feststellung der Lage des Kernes und zwei Bügel zu verwenden, welche unter der Spannung einer auf den oberen Quersteg des Kernes aufgelegten Blattfeder die äußeren Schenkel der Kernhälften umfassen und mit ihren schräg abgewinkelten Enden in entsprechend abgeschrägte Ausklinkungen am Fuß eingreifen. Die vorstehend erwähnten Halterungsarten haben den Nachteil, daß sie - abgesehen vom erforderlichen Aufwand an Material - eine äußerst unerwünschte räumliche Vergrößerung des Kernes bedingen und daß die metallischen Halterungsteile magnetische Abschirmverluste verursachen, die sich besonders bei höheren Frequenzen störend bemerkbar machen.After all, it is known for two-part E-cores made of ferrite, one Base with hoods bent up on all sides to determine the position of the core and Use two brackets, one under tension on the upper crosspiece The leaf spring placed on the core encompass the outer legs of the core halves and with their obliquely angled ends in correspondingly beveled notches intervene at the foot. Have the aforementioned types of brackets the disadvantage that they - apart from the required amount of material - a cause extremely undesirable spatial enlargement of the core and that the metallic Bracket parts cause magnetic shielding losses, which are particularly important make higher frequencies noticeable disturbing.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bereits bekanntgeworden (Siemens - Zeitschrift, 1953, S. I26, und Deutsches Patent 707 826), die einzelnen Teile mehrteiliger Ferrit- bzw. Massekerne miteinander mittels eines geeigneten Klebemittels zu verkleben. Dabei werden die einzelnen Kernteile bisher stets an ihren geschliffenen Stoßstellen miteinander verklebt. Dies hat den Nachteil, daß durch den Klebefilm unvermeidlicherweise an den geschliffenen Stoßstellen eine luftspaltartige Unterbrechung des Magnetkreises eintritt, die ein Absinken der Permeabilität des Kernes zur Folge hat.To avoid these disadvantages, it has already become known (Siemens - Zeitschrift, 1953, p. I26, and German Patent 707 826), the individual parts multi-part ferrite or earth cores together by means of a suitable adhesive to glue. So far, the individual core parts have always been ground at their own Joints glued together. This has the disadvantage that by the adhesive film inevitably an air gap-like interruption at the ground joints of the magnetic circuit occurs, which results in a decrease in the permeability of the core Has.

Gemäß der Erfindung wird dieser -Nachteil bei solchen mehrteiligen geschlossenen Kernen, die zur Erzielung einer gewünschten Scherung einen Luftspalt aufweisen, dadurch vermieden; daß lediglich der für die gewünschte Scherung des Kernes vorgesehene Luftspalt vollständig mit Klebemittel ausgefüllt wird, während die Kernteile an allen übrigen Stoßstellen mit geschliffenen Flächen ohne eingefügtes Klebemittel glatt aneinanderliegen. Hierdurch werden an den Stoßstellen zusätzliche Luftspalte vermieden, die bei der Massenfertigung zu Fertigungsstreuungen Anlaß geben könnten.According to the invention, this disadvantage in such multi-part closed cores that create an air gap to achieve a desired shear have, thereby avoided; that only for the desired shear of the Kernes provided air gap is completely filled with adhesive while the core parts at all other joints with ground surfaces without inserted Adhesives lie flat against each other. This results in additional Avoided air gaps, which give rise to manufacturing deviations in mass production could give.

Es ist bei magnetisch in sich geschlossenen Ferritkernen in Schalen- oder Topfform mit einem geraden Mittelkernstück bekannt, zwischen diesem und dem schalen- oder topfförmigen Kern zwei Luftspalte anzuordnen, in die Zwischenstücke aus Material mit kleiner Permeabilität oder aus unmagnetischem Material, z. B. Isolierstoff, eingesetzt und mit dem schalen- oder topfförmigen Kern einerseits und dem Mittelkernstück andererseits verklebt oder verkittet sind. Diese Zwischenstücke, die auch aus selbsthärtenden Kunststoffen bestehen können, werden in fertig geformtem Zustand in den Luftspalt eingebracht. Sie müssen also den Dimensionen des Luftspaltes angepaßt sein, was einen ziemlichen Aufwand bedingt. Derartige Zwischenstücke sind beim Kernaufbau gemäß der Erfindung nicht erforderlich, was insbesondere bei kleinen Luftspalten von Vorteil ist.In the case of magnetically closed ferrite cores in shell or pot shape known with a straight central core piece between this and the Cup-shaped or pot-shaped core to arrange two air gaps in the spacers made of material with low permeability or of non-magnetic material, e.g. B. insulating material, used and with the bowl-shaped or pot-shaped core on the one hand and the central core piece on the other hand are glued or cemented. These spacers, which are also made from self-curing Plastics can be made in the fully formed state in the air gap brought in. So you have to be adapted to the dimensions of the air gap, what requires quite a bit of effort. Such spacers are in the core structure according to the invention not required, which is particularly important in the case of small air gaps is beneficial.

Es ist bei einem geschlossenen zweiteiligen Magnetkern bekannt, den Luftspalt mit einer elastischen Zwischenlage, beispielsweise einer Bronzefeder oder einer Gummischeibe auszufüllen. Die Verbindung der beiden Kernhälften erfolgt hier durch eine äußere Kapsel mittels einer in ihrer Bodenplatte eingesetzten Druckschraube, durch deren Verdrehung die elastische Zwischenlage mehr oder weniger stark zusammengedrückt und damit der Luftspalt entsprechend verändert werden kann.It is known in a closed two-part magnetic core, the Air gap with an elastic intermediate layer, for example a bronze spring or a rubber washer. The connection between the two core halves takes place here through an outer capsule by means of a pressure screw inserted in its base plate, by twisting them, the elastic intermediate layer is compressed to a greater or lesser extent and so that the air gap can be changed accordingly.

Demgegenüber werden gemäß der Erfindung die Teile eines Kernes ausschließlich durch ein Klebemittel zusammengehalten, das den Luftspalt vollständig ausfüllt.In contrast, according to the invention, the parts of a core are exclusive held together by an adhesive that completely fills the air gap.

Zur Durchführung des Kernaufbaus gemäß der Erfindung wird zweckmäßigerweise Äthoxylinharz als Klebemittel verwendet, das in der Elektrotechnik als Mittel zur mechanisch und elektrisch hochwertigen Verbindung von Werkstoffen verschiedenster Art und auch zum Verkleben von ferromagnetischen Kernteilen an sich bereits bekannt ist (ETZ - B, 2r. i. 53, S. 5 bis 8). Das Äthoxylinharz, das im vorliegenden Falle vorteilhafterweise in Form einer Lösung oder Paste verwendet wird, erhärtet bei Zimmertemperatur oder bei erhöhter Temperatur praktisch ohne Abspaltung flüchtiger Stoffe, und der Schwund während des Härtens ist minimal. Die Haftfestigkeit ist ausgezeichnet.To implement the core structure according to the invention, it is expedient Ethoxylin resin used as an adhesive, which is used in electrical engineering as a means of mechanically and electrically high-quality connection of a wide variety of materials Type and also known per se for gluing ferromagnetic core parts is (ETZ - B, 2r. i. 53, pp. 5 to 8). The ethoxylin resin, which in the present case is advantageously used in the form of a solution or paste, hardens at Room temperature or at elevated temperature with practically no elimination of volatile substances Fabrics, and shrinkage during curing is minimal. The adhesive strength is excellent.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines mehrteiligen Topfkernes nach der Erfindung im Längsschnitt dargestellt. Der Kern ist in bekannter Weise aus vier zylindrischen Teilen i, 2, 3 und q. symmetrisch zur mittleren Querschnittsebene A-A' aufgebaut. Die Teile, die sämtlich aus Ferrit hergestellt sind, liegen an den Stoßstellen 5, 6, 7 mit geschliffenen Flächen glatt aneinander. Zwischen den einander gegenüberstehenden Endflächen der den Innenzylinder des Kernes bildenden Zapfen der Teile i und 2 ist zur Verringerung der Verluste ein Luftspalt 8 mit einer Länge von einigen Zehntelmillimetern vorhanden. Um den Innenzylinder herum ist ein Zweikammer-Spulenkörper 9 aus Kunststoff mit zwei Wicklungen io und i i angeordnet. * Die Verbindung der einzelnen Teile des Magnetkernes erfolgt ausschließlich im Luftspalt 8 durch ein in diesen eingebrachtes Kunstharzklebemittel, vorzugsweise Äthoxylinharz, das in der Zeichnung punktiert dargestellt ist. Der Zusammenbau von Spulenkörper und Kern geht beispielswise so vor sich, daß über den Zapfen des Teiles 2 der Spulenkörper mit den Wicklungen io, i i und über diesen wiederum die Kernteile 3 und q. von oben herübergestülpt werden, worauf die an der Bildung des Luftspaltes 8 beteiligte ebene Fläche des Zapfens des Teiles i mit dickflüssigem oder pastenförmigem Äthoxylinharz bestrichen und der Teil i mit seinem Zapfen in den Spulenkörper 9 von oben hineingedrückt wird. Der Klebstoff füllt dabei den Luftspalt und gewünschtenfalls teilweise auch noch den ringförmigen Raum seitlich davon bis heran zum Spulenkörper 9 aus. Nun wird der Kern in Richtung seiner Längsachse durch ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise unter Verwendung der . obenerwähnten normalen, miteinander verschraubten Druckplatten zusammengepreßt und das Klebemittel bei Zimmertemperatur oder im Trockenschrank bei einer Temperatur von etwa 70 bi-s 12o° C gehärtet. Nach der Aushärtung. sind die Teile i und 2 miteinander und gegebenenfalls auch mit dem Spulenkörper 9 fest verbunden, so daß das zum Zusammenpressen der Kernteile verwendete Werkzeug wieder entfernt werden kann. Die an sich geringfügige Schrumpfung des Klebemittels während der Aushärtung erhöht noch den Druck an den Stoßstellen 5, 6 und 7. Dadurch, daß nur der Luftspalt 8 von dem Klebemittel ausgefüllt wird, verändert sich die durch den Luftspalt eingestellte Induktivität der Spule durch das Verkleben praktisch nicht.The drawing shows an embodiment of a multi-part pot core shown according to the invention in longitudinal section. The core is in a familiar manner from four cylindrical parts i, 2, 3 and q. symmetrical to the middle cross-sectional plane A-A 'built up. The parts, which are all made of ferrite, lie on the Joints 5, 6, 7 with smoothly ground surfaces against one another. Between each other opposite end surfaces of the pins forming the inner cylinder of the core of parts i and 2 is an air gap 8 with a length to reduce the losses of a few tenths of a millimeter present. There is a two-chamber bobbin around the inner cylinder 9 made of plastic with two windings io and i i arranged. * The connection of the individual parts of the magnetic core takes place exclusively in the air gap 8 through a synthetic resin adhesive incorporated in this, preferably ethoxylin resin, which is used in the drawing is shown dotted. The assembly of the bobbin and core goes for example so that on the pin of part 2 of the bobbin with the windings io, i i and over these in turn the core parts 3 and q. from above be slipped over, whereupon the plane involved in the formation of the air gap 8 Surface of the pin of part i with viscous or pasty ethoxylin resin painted and the part i pressed with its pin into the bobbin 9 from above will. The adhesive fills the air gap and, if desired, partially also nor the annular space to the side of it up to the bobbin 9. so the core is in the direction of its longitudinal axis by a suitable tool, for example using the. above-mentioned normal pressure plates screwed together pressed together and the adhesive at room temperature or in the drying cabinet Hardened at a temperature of about 70 to 12o ° C. After curing. are the parts i and 2 fixed to one another and, if necessary, also to the bobbin 9 connected, so that the tool used to press the core parts together again can be removed. The actually slight shrinkage of the adhesive during the hardening increases the pressure at the joints 5, 6 and 7. Through this, that only the air gap 8 is filled by the adhesive, the changes The inductance of the coil set by the air gap is practical due to the gluing not.

Die Verkle-bung im Luftspalt hat bei einer Topfkernspule mit zwei symmetrischen Kammerwicklungen, wie sie im Ausführungsbeispiel dargestellt ist, den weiteren Vorteil, daß der Klebstoff, wie aus der Figur ersichtlich, seitlich aus dem Luftspalt hervorquillt und dabei den Spülenkörper 9 ebenfalls mit den Kernteilen i und 2 verklebt. Der Spulenkörper kann also nach dem Verkleben seine Lage gegenüber dem Kern nicht mehr verändern. Dies ist wichtig für Spulen mit mehreren symmetrischen Wicklungen (z. B. Pupinspulen). Bei diesen wird die erforderliche Induktivitäts-Symmetrie der Spulenwicklungen durch Längsverschieben des Spulenkörpers auf dem Innenkern eingestellt und durch in der Zeichnung angedeutete, entsprechend starke Hartpapierscheiben 12, 13 fixiert, die zwischen dem Spulenkörper und den Kern-. teilen i und 2 eingelegt werden.The adhesive in the air gap has two in a pot core coil symmetrical chamber windings, as shown in the exemplary embodiment, the further advantage that the adhesive, as can be seen from the figure, laterally wells out of the air gap and thereby the sink body 9 also with the core parts i and 2 glued together. The bobbin can therefore be in its opposite position after gluing no longer change the core. This is important for coils with multiple symmetrical ones Windings (e.g. pupin's coils). In these, the required inductance symmetry is achieved the coil windings by moving the coil body lengthways on the inner core set and indicated in the drawing, correspondingly thick hard paper discs 12, 13 fixed between the bobbin and the core. share i and 2 inserted will.

Zur Erhöhung der Haftwirkung zwischen Spulenkörper und Kern kann in Weiterbildung der -Erfindung der Spulenkörper an den Stellen seiner Oberfläche, an denen er mit dem Klebemittel in Berührung kommt, mit Löchern, Vertiefungen od. dgl. versehen werden.To increase the adhesive effect between the bobbin and core, in Further development of the invention of the coil body at the points of its surface, where it comes into contact with the adhesive, with holes, depressions, etc. Like. Be provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Closed multi-part magnetic core with air gap for coils and transmitters in telecommunications and high-frequency technology, the parts of which are made of highly permeable ferromagnetic material, in particular ferrite, and are held together exclusively by an adhesive, characterized in that only an air gap provided for a desired shear of the core ( 8) is completely filled with adhesive, while the core parts at all other joints (5, 6, 7) with sanded surfaces without inserted adhesive lie flat against one another.

2. Multi-part magnetic core according to claim i, characterized in that ethoxylin resin is used as the adhesive.

3. Multi-part Magnetic core according to claim i, characterized in that a coil former (9) passes through the adhesive introduced into the air gap (8) with the inner core parts (i, 2) is glued.

4. Multi-part magnetic core with coil body according to claim 3, characterized in that the coil body (9) is provided with holes, depressions and the like at the points coming into contact with the adhesive. Documents considered: document EP 92oi "Ferroxcube" from Philips; German patent applications p23507VIIIc / 21gD, S237o6VIIIc / 2ig; French Patent No. 757,247; Valvo catalog "Ferroxcube", January 1955 sheet 162, pp. I and 2, sheet 177A.