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Publication number: DEST005384MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 19. September 1952 Bekanntgemacht am 30. Mai 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf einen ferromagnetischen Spulenkern, der kleine nicht ferromagnetische¹ Spalte aufweist.

Viele elektrische Spulen si'nd mit ferrornagnetischen Kernen ausgerüstet, die einen offenen magnetischen Stromkreis bilden,. Die Funktion dieser Spulen hängt von dem Verhältnis der Luftspaltl'änge zur Länge des mittleren magnetischen Weges ab. Solenoidförmige Kerne mit einem Luftspalt von beliebiger Länge bilden eine Klasse für sich. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh nur auf Magnetkerne, bei denen der Luftspalt klein ist im Vergleich zur Weglänge des magnetischen¹ Flusses.

Ein Ziel der Erfindung ist es,.einen· ferromagnetischen Kern mit einem sehr genauen, stabilen und unveränderlichen Luftspalt zu schaffen und ein· Verfahren für seine Herstellung anzugeben. Es ist dlurchaus klar, daß die- elektrischem und; mechanischen Eigenschaften einer Spule der beschriebenen Art sehr von der Genauigkeit und der Unveränderlichkeit des Luftspaltes abhängen. Gewöhnlich werden die beiden. Hälften eines solchen Kernes durch einen dünnen Abstände ring aus organischem

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Isoliermaterials getrennt und mit einer Feder zusammengeklammert., jedoch können· das Isolierpapier, die Pappe, das Leinemband oder die sonst noch verwendeten Werkstoffe schrumpfen, sich werfen oder sich ausdehnen und somit die Größe des Luftspaltraumes verändern und gleichzeitig die elektrischen Daten der Spule beeinflussen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es daher, einen mit Luftspalt versehenen ferroniagnetischen

ίο Kern zu· schaffen mit einem rawer ander lieh festen isolierenden Abstandhalter am Luftspalt. Diese und verwandte Ziele werden erreicht, indem man den Kern aus keramischem ferromagnetisohem Material herstellt und am Luftspalt mit einer keramischen Glasur oder einem Glas versieht. Vorzugsweise wird der Kern aus zwei oder mehr Teilen hergestellt. Zwei dieser Teile haben einander entsprechende Oberflächen, welche den Luftspalt begrenzen sollen, und eine oder beide dieser Oberflächen werden mit einer keramischen Glasur oder einer Gl'asschiichit ausgerüstet, die auf Grund der keramischen Natur des ferromagnetischen Materials fest an diesem befestigt werden kann. Die verschiedenen aneinanderpassenden Teile des Kerns können dann geschliffen und" poliert, werden, so daß Oberflächen erhalten werden, die mit großer Genauigkeit aufeinanderpassen. Der Kern ist dann leicht mit der Spule zusammenzubauen.

Die keramischer.! ferromagnetischen Materialien haben die allgemeine Formel ir M" O · 3/Fe₂O₃, in der M" O ein Oxyd oder vorzugsweise zwei oder mehr 'Oxyde zweiwertiger Metalle, z. B. Nicke'loxyd, Kobaltoxyd, Magnesiumoxyd, Manganoxyd, Kupferoxyd, Zinkoxyd, bedeutet und in denen χ : y angenähert 1 :1 ist.

Die neuen für die Erfindung charakteristischen Merkmale sind im einzelnen in dien Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung selbst indessen!, sowohl ihre Gesamtdarstellung wie auch die Verfahren ihrer Arbeitsweise, zusammen mit weiteren Zielen und- Vorteilen werden am besten aus der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen ^λ verständlich, wenn diese in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen werden.

Fig. ι ist ein Querschnitt, der einen zweiteiligen¹ Topfkern, hergestellt nach der Erfindung, mit den zwei Teilen etwas voneinander getrennt wiedergibt; Fig. 2 ist ein. Querschnitt einer modifizierten

Form des· Topfkernes.

Um die Erfindung zu erläutern, ist ein Topfkern gezeigt, aber' es ist selbstverständlich, daß das Prinzip der Erfindung allgemein auf alle Arten von Kernen mit einem Spalt von endlicher Länge anwendbar ist, .

Nach der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung enthält der ganze Kern zwei Teile 10 und 20. Der obere Teil 10 hat einen zentralen Arm 11, um den die Spule 30 gewickelt werden soll oder befestigt ist und einen äußerem Flansch 12, der in der gleichen Richtung wie der zentrale Arm 11 verläuft.. Das ferromagnetische Material des Flansches 12 endet an der Oberfläche 16, deren Ebene der Grundfläche 17 des Topfes näher ist als die Flächen 13 des zentralen Armes 11. Auf der Fläche 16 des Flansches 12 ist eine Glasur 14 angebracht. Die Fläche 15 der Glasur oder der Glasschicht 14. ist geschliffen, um ein gutes Passen auf den korrespondierenden Topfteil 20 zu: erreichen.

Der Spulenteili 20 ist, wie ersichtlich ist, in üblicher Weise mit einem zentralen Arm 21 und einem äußeren Flansch 22 hergestellt, wobei die ebenen Fläche 23 und 25, die den zentralen. Arm 21 und den Flämisch 22 begrenzen, in der gleichen Ebene liegen. Es ist nicht notwendig, daß die Flächen 13 undi 15 auf der einen Seite und die Flächen 23 und 25 auf der anderen Seite in derselben Ebene liegen, solange die korrespondierenden Flächen für die beiden Teile dicht aufeinanderpassen, aber'es ist zweckmäßig, die Kerne in dieser Weise zu erstellen.

In der in Fig. 2 gezeigten Modifikation sind beide Teile im wesentlichen identisch hergestellt. Auf diese Weise ist es leichter, einen größeren Spalt zu erhalten.

Das folgende Beispiel erläutert, wie die Kerne hergestellt werden.

Beispiel

Eine Zink-Nickel-Ferrit-Masse mit etwa 17% Zinkoxyd, etwa 13% Nickeloxyd, etwa 65% EisenO'Xyd und etwa 2% Manganoxyd wird fein gemahlen, mit einer Wachsemulsion plastifiziert undi in eine Form gepreßt, z. B. die Topfform des Teiles 10 der Fig. 1 oder. 2. Das verpreßte Produkt wird bei ungefähr 1200⁰ C (2200⁰ F) gebrannt. Nach dem Abkühlen wird der äußere Flansch 12 des Topfes mit einer Bleiglasur überzogen, die aus etwa 15% Ton, etwa 201% Flint und etwa 65⁰A) gemahlener Fritte hergestellt wurde. Die Fritte wurde aus etwa 20⁰/» Flint, 40% Borax und 60% Bleioxyd hergestellt. Es können auch andere keramische Glasuren verwendet werden, vorausgesetzt natürlich, daß die Brenntemperatur der Glasur unterhalb der Schmelztemperatur 'des Ferrittes liegt. Nach Anbringen des Überzuges wird das Stück erneut bei der Brenntemperatur für die Glasur gebrannt. Wenn die anfallende Glasur nicht die hinreichende Stärke besitzt, kann ein weiteres Überziehen des Überzuges vorgenommen werden und das Produkt wiederum gebrannt werden usw. Wenn, die endgültige gewünschte Stärke erreicht ist, wird die Außenfläche 15 der Glasur 14 geschliffen, um eine ebene Fläche zu erzielen.

Die Fläche 13¹ des Armes 11 kann in gleicher Weise geschliffen werden. Die genau !geschliffenen Flächen der beiden Teile 10 oder des Teils 10 und des Teils 20 können genau aufeinandergepaßt \verden unter Bildung des Kernes mit einem genauen und unveränderlichen Spalt von der Stärke der Glasur 14.

Da die verschiedenen Teile des Kernes eben geschliffene und polierte Kontaktflächen haben, ist der resultiereinde Kern, der durch die Vereinigung beider Teile hergestellt wird, stabil und der Spalt besitzt die vorbestimmte und genaue Größe. Der durch die Glasur oder Glas ausgefüllte Spalt wird

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nicht durch Altern, durch Feuchtigkeit, durch erhöhte Temperaturen usw. zerstört. Dieses Prinzip der S icher stellung der genauen Spaltwerte kann auf jede Form von Spulenkernen angewendiet werden, sofern der Kern einen unveränderlichen Luftspalt haben soll.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist der Gedanke, ein keramisches Isoliermaterial, eine Glasur oder eine Glasschichit mit) einem keramischen,

ίο ferromagnetische!! Material zu vereinigen. An Stelle eines Glasurüberzuges kann ein Ring aus Glas auf die Kernfläche aufgepaßt und mit ihr verbunden oder durch Erweichen des Glases in der Hitze und Anpressen! des Glases an die Berührungsflächen mit¹ ihr verschweißt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Ferromagnetisoher Kern für Induktionsspulen aus mindestens zwei Stücken mit einem unveränderlichen Spalt im magnetischen Material, dadurch gekennzeichnet!, daß mindestens ein Stück aus keramischem ferromagnetischem Ferrit besteht und¹ einen vorspringenden Teil aufweist, der gegen das zweite Stück bin gerichtet ist, an seinem Außenende eine fest mit ihm verschmolzene keramische Isolierschicht, Glassehicht oder Glasur, trägt, die bei zusammengebauten Stücken die angrenzende Fläche des zweiten Stückes berührt und so einen genauen und unveränderlichen Spalt zwischen beiden Stücken bildet.
2. Ferromagnetisoher Kern für Induktionsspulen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stück oder die Stücke aus keramischem ferromagnetischem Material mindestens zwei vorspringende Teile aufweisen!, von denen der erste eine Fläche in unmittelbarem magnetischem Kontakt mit dem anderen Stück aufweist und wenigstens einen Teil· der Spule trägt, während der zweite Teil mit einer keramischen Glasur o>dier eimer Glasschicht versehen ist, die einen Spalt zwischen dem zweiten vorspringenden Teil und der auf die Glasur aufpassenden Fläche des zweiten Stückes bildet.
3. Ferromagnetischer Kern für Induktionsspulen nach, den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stücke mit vorspringenden Teilen versehen sind, von denen einzelne Teile eines Stückes oder beider Stücke an ihren Berührungsflächen eine isolierende Glasur aufweisen.
4. Ferromagnetiseher Kern für Induktionsspulen nach den Ansprüchen 2 und 3., dadurch gekennzeichnet, daß beide Stücke topfförmig sind und je zwei vorspringende Teile aufweisen, von denen je einer den anderen flanschiartig in einem Abstand umgibt.

Angezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 564621;
H.Nottebrock, »Spulen«, Berlin, 1950.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen