NO824097L

NO824097L - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF MAGNETIC CORES FROM AMORFT BAND METAL.

Info

Publication number: NO824097L
Application number: NO824097A
Authority: NO
Inventors: Kou Chi Lin
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1981-12-11
Filing date: 1982-12-07
Publication date: 1983-06-13
Also published as: BE895331A; FR2518307A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt magnetiske kjerner som benyttes i transformatorer og liknende elektriske induksjonsapparater og går nærmere bestemt ut på en fremgangsmåte til masseproduksjon av viklede magnetiske kjerner av amorft båndmetall. The present invention generally relates to magnetic cores that are used in transformers and similar electrical induction devices and more specifically concerns a method for the mass production of wound magnetic cores of amorphous strip metal.

Elektriske induksjonsapparater, såsom transformatorer og liknende, er konstruert med kjerner av magnetisk materiale for å frembringe en bane for magnetisk fluks. Ved fremstilling av en slik kjerne er det vanlig å benytte et magnetisk båndmateriale med en foretrukket orienteringsretning parallell med materialets lengderetning, f.eks. et ikke-amorft materiale såsom korn-orien-tert stål. Dette materiale er forholdsvis stivt men ikke desto mindre elastisk bøyelig og lett å forme til kjernens endelige form, enten før eller etter at kjernen har blitt glødet. Etter at kjernen er formet, kan den dessuten lett utformes med en usammenhengende skjøt, eksempelvis ved å skjære helt igjennom én seksjon av kjernen, for montering av én eller flere tilknyttede elektriske spoler omkring kjernen. Electrical induction devices, such as transformers and the like, are constructed with cores of magnetic material to produce a path of magnetic flux. When producing such a core, it is common to use a magnetic tape material with a preferred direction of orientation parallel to the longitudinal direction of the material, e.g. a non-amorphous material such as grain oriented steel. This material is relatively stiff but nonetheless elastically pliable and easy to shape into the core's final shape, either before or after the core has been annealed. After the core is formed, it can also be easily formed with a disjointed joint, for example by cutting completely through one section of the core, for mounting one or more associated electrical coils around the core.

Magnetiske kjerner kan også fremstilles fra amorft metall-båndmateriale, f.eks. "METGLAS" amorft båndmetall. Amorft materiale har lavere kjernetapskarakteristika enn ikke-amorft materiale. Imidlertid er amorft båndmateriale meget tynt og svært sprøtt og hardt. Dessuten reduserer spenningsgløding og felt-gløding av amorft materiale, for å optimalisere dets magnetiske egenskaper, dets formbarhet, strekkbarhet og elastiske bøyelig-het ytterligere. Alt dette skaper problemer ved fremstilling av amorfe kjerner. Magnetic cores can also be made from amorphous metal band material, e.g. "METGLAS" amorphous strip metal. Amorphous material has lower core loss characteristics than non-amorphous material. However, amorphous ribbon material is very thin and very brittle and hard. Also, voltage annealing and field annealing of amorphous material, to optimize its magnetic properties, further reduce its formability, extensibility and elastic bendability. All this creates problems in the manufacture of amorphous cores.

Etter som det amorfe båndmetallet er meget tynt, er det f.eks. svært tidkrevende å vikle opp amorft båndmetall til dannelse av en kjerne. Det representerer også et problem å montere én eller flere elektriske spoler gjennom en skjøt i en amorf kjerne. Da materialet er svært sprøtt og skjørt, kan oppbøyning og åpning av skjøten, for å montere spolen rundt kjernen, forår-sake at kjernelamelleringene brytes i stykker ved skjøten. Opp-bøyning av skjøten kan også gi opphav til indre spenninger i lamelleringene. Under skjære- eller klippeoperasjonen er det dessuten sannsynlig at amorft båndmetall vil sprekke langs skjære-linjen. Dette gjør det meget tidkrevende og vanskelig å forme sammenføyde amorfe kjerner, og det er derfor ønskelig å frem-stille amorfe kjerner uten skjøt. Alle disse problemer forverres og skjerpes når det ønskes å masseprodusere amorfe kjerner. As the amorphous strip metal is very thin, it is e.g. very time-consuming to wind up amorphous strip metal to form a core. It also represents a problem to mount one or more electric coils through a joint in an amorphous core. As the material is very brittle and fragile, bending and opening the joint, in order to fit the coil around the core, can cause the core laminations to break into pieces at the joint. Upward bending of the joint can also give rise to internal stresses in the lamellar rings. During the cutting or shearing operation, it is also likely that amorphous strip metal will crack along the cutting line. This makes it very time-consuming and difficult to shape joined amorphous cores, and it is therefore desirable to produce amorphous cores without a joint. All these problems are aggravated and sharpened when it is desired to mass produce amorphous cores.

Et formål med oppfinnelsen er å redusere de monterings-problemer som knytter seg til amorfe kjerner, problemer som skyl-des at det amorfe båndmaterialet er sprøtt og tynt. One purpose of the invention is to reduce the assembly problems associated with amorphous cores, problems which are due to the fact that the amorphous band material is brittle and thin.

Et mer spesielt formål med oppfinnelsen er å komme fremA more particular object of the invention is to provide

til en fremgangsmåte til masseproduksjon av magnetiske kjerner fremstilt fra amorft båndmateriale. to a method for the mass production of magnetic cores made from amorphous strip material.

I overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir minst to kontinuerlige bånd av amorft metallmateriale viklet rundt en spindel til dannelse av nærliggende lamelleringer i form av en lukket sløyfe. Samtidig blir minst to andre bånd av amorft båndmetallmateriale viklet rundt et antall andre spindler til dannelse av flere sløyfer. Sløyfene blir deretter bibrakt sin endelige form ved å la spenningskrefter virke fra sløyfenes innerste lamellering og utover. Mens spenningskreftene utøves blir sløyfene utsatt for et magnetisk felt av forutbestemt styrke ved hjelp av en gjennomgående spole som løper gjennom hver av spolene. På samme tid glødes sløyfene sammen i en ovn til en forutbestemt temperatur i et forutbestemt tidsrom. Deretter vil sløyfene avkjøles og spenningen oppheves. En slik fremgangsmåte tillater fremstilling av viklede amorfe kjerner i stor målestokk. Foretrukne utførelseseksempler beskrives i det følgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. la viser skjematisk et apparat til vikling av et antall amorfe bånd rundt flere spindler. Fig. lb viser et alternativt apparat til vikling av amorfe bånd rundt flere spindler. In accordance with the method according to the invention, at least two continuous bands of amorphous metal material are wound around a spindle to form adjacent lamellae in the form of a closed loop. At the same time, at least two other bands of amorphous strip metal material are wound around a number of other spindles to form multiple loops. The loops are then given their final shape by allowing tension forces to act from the loops' innermost lamellation outwards. While the tension forces are applied, the loops are exposed to a magnetic field of predetermined strength by means of a continuous coil running through each of the coils. At the same time, the loops are annealed together in a furnace to a predetermined temperature for a predetermined period of time. The loops will then cool and the voltage will be removed. Such a method allows the production of coiled amorphous cores on a large scale. Preferred embodiments are described in the following with reference to the accompanying drawings, where: Fig. 1a schematically shows an apparatus for winding a number of amorphous bands around several spindles. Fig. 1b shows an alternative apparatus for winding amorphous ribbons around several spindles.

Fig. 2 viser skjematisk en anordning som er innrettet tilFig. 2 schematically shows a device which is adapted to

å utøve spenning på sløyfer av amorft båndmateriale for å bi-bringe kjernen dens endelige form. applying tension to loops of amorphous band material to give the core its final shape.

Fig. 3 viser skjematisk en ovn og tilknyttede spoler for gløding av et antall amorfe kjerner mens de utsettes for et magnetisk felt av forutbestemt styrke. Fig. 3 schematically shows a furnace and associated coils for annealing a number of amorphous cores while subjecting them to a magnetic field of predetermined strength.

Fig. 4 viser et alternativt utførelseseksempel på oppfinnelsen. Fig. 4 shows an alternative embodiment of the invention.

På tegningene er like komponenter betegnet med tilsvarende henvisningstall i samtlige figurer. Det henvises først til fig. la, som viser et apparat til vikling av et antall amorfe bånd rundt et antall spindler. Som vist er et antall amorfe bånd 22 til å begynne med lagret på deres egne spoler, for senere å bli viklet rundt et antall spindler. De amorfe båndene 22 er til å begynne med lagret på spoler 30, 31 og 32 for vikling omkring en sylindrisk spindel 90. Ytterligere amorfe bånd er lagret på spoler 33, 34 og 35 for vikling omkring en sylindrisk spindel 92. Likeledes er amorfe bånd 22 lagret på spoler 36, 37 og 38 In the drawings, similar components are designated with corresponding reference numbers in all figures. Reference is first made to fig. 1a, showing an apparatus for winding a number of amorphous ribbons around a number of spindles. As shown, a number of amorphous ribbons 22 are initially stored on their own spools, to later be wound around a number of spindles. The amorphous ribbons 22 are initially stored on spools 30, 31 and 32 for winding around a cylindrical spindle 90. Further amorphous ribbons are stored on spools 33, 34 and 35 for winding around a cylindrical spindle 92. Likewise, amorphous ribbons 22 stored on reels 36, 37 and 38

for vikling omkring en sylindrisk spindel 94. En drivaksel 99for winding around a cylindrical spindle 94. A drive shaft 99

er på passende måte forbundet med hver av spindlene 90, 92 og 94, slik at rotasjon av akselen 99 ved hjelp av hensiktsmessige midler bringer de amorfe båndene til å bli viklet opp på deres respektive spindler. are suitably connected to each of the spindles 90, 92 and 94 so that rotation of the shaft 99 by suitable means causes the amorphous ribbons to be wound onto their respective spindles.

I begynnelsen blir runde kjerner 80, 82 og 84, dannet på spindler, henholdsvis 90, 92 og 94. Det er viktig at kjernene 80, 82 og 84 vikles runde, slik at de amorfe båndene, som tjener til å bygge opp de enkelte kjerner, ikke blir utsatt for en rykkende eller liknende uregelmessig bevegelse som kunne forår-sake brudd. Ved å vikle båndene rundt sylindriske spindler uten altfor stor akselerasjon, kan dessuten viklehastigheten i virke-ligheten økes. At the beginning, round cores 80, 82 and 84 are formed on spindles 90, 92 and 94, respectively. It is important that the cores 80, 82 and 84 are wound round, so that the amorphous bands, which serve to build up the individual cores , is not exposed to a jerking or similar irregular movement that could cause breakage. By winding the bands around cylindrical spindles without excessive acceleration, the winding speed can also be increased in practice.

Som vist i fig. la formes hver av kjernene 80, 82 og 84As shown in fig. let each of the cores 80, 82 and 84 be formed

ved å vikle tre kontinuerlige bånd av amorft materiale rundt hver enkelt spindel til dannelse av nærliggende lamelleringer i form av en lukket sløyfe. Det vil forstås at det kan festes flere enn tre spindler til drivakselen 99 for påvikling av et større antall amorfe bånd. Ved fremstilling av de lukkete sløy-fene er det også mulig å vikle ethvert ønsket antall amorfe bånd rundt hver spindel. For å lette masseproduksjonen av kjernene, foretrekkes det at minst to amorfe bånd blir viklet rundt hver spindel. by wrapping three continuous bands of amorphous material around each individual spindle to form adjacent lamellae in the form of a closed loop. It will be understood that more than three spindles can be attached to the drive shaft 99 for winding a larger number of amorphous bands. When producing the closed loops, it is also possible to wind any desired number of amorphous bands around each spindle. To facilitate the mass production of the cores, it is preferred that at least two amorphous ribbons are wound around each spindle.

Som vist i fig. lb er seks bånd 22 av amorft materialeAs shown in fig. lb are six bands 22 of amorphous material

i ferd med å bli viklet rundt et antall spindler til dannelse av innledningsvis runde kjerner. I dette utførelseseksemplet in the process of being wound around a number of spindles to form initially round cores. In this example embodiment

blir de kontinuerlige båndene av amorft materiale på spolene 101-106 viklet på en spindel 100. Spolene 101-106 er ved hjelp av passende midler festet til en drivskive 107, og spindelen 100 er festet til en drivaksel 110. Når drivakselen 110 roteres, dreier spindelen 100 seg. Drivskiven 107 forblir stasjonær med hensyn til spindelen 100, slik at de amorfe båndene mates fra deres respektive spoler over på spindelen 100, hvor de danner nærliggende lamelleringer i form av en lukket sløyfe. the continuous bands of amorphous material on the coils 101-106 are wound on a spindle 100. The coils 101-106 are attached by suitable means to a drive sheave 107, and the spindle 100 is attached to a drive shaft 110. When the drive shaft 110 is rotated, the spindle 100 sec. The drive disk 107 remains stationary with respect to the spindle 100, so that the amorphous bands are fed from their respective coils onto the spindle 100, where they form adjacent lamellae in the form of a closed loop.

Det i fig. lb viste apparat innbefatter dessuten to andre skiver 108 og 109, som er påmontert seks spoler. Av sistnevnte er det bare vist tre 120-122 og 130-132 på hver skive. To andre spindler, som ikke er illustrert, er festet til drivakselen 110 for påvikling av de amorfe båndene fra spolene på skivene 108 That in fig. The apparatus shown in lb also includes two other disks 108 and 109, which are mounted on six coils. Of the latter, only three 120-122 and 130-132 are shown on each disc. Two other spindles, not illustrated, are attached to the drive shaft 110 for winding the amorphous ribbons from the coils onto the discs 108

og 109. Når drivakselen roteres, dreier hver av de tre spindlene seg, slik at seks kontinuerlige bånd av amorft materiale blir viklet rundt hver spindel til dannelse av tre til å begynne med runde kjerner, idet bare en av disse, nemlig kjernen 180, er vist. and 109. As the drive shaft is rotated, each of the three spindles rotates, so that six continuous bands of amorphous material are wound around each spindle to form three initially round cores, only one of which, core 180, is shown.

Dersom de amorfe båndene skal forsynes med et belegg av isolasjon, kan båndene dykkes ned i et isolasjonsmedium før båndene vikles over på hver enkelt spindel. Alternativt kunne belegg-mediet ha blitt sprøytet på båndene før viklingen. If the amorphous tapes are to be provided with a coating of insulation, the tapes can be immersed in an insulating medium before the tapes are wound onto each individual spindle. Alternatively, the coating medium could have been sprayed onto the tapes prior to winding.

Etter at det har blitt formet runde kjerner 80, 82 og 84, kan kjernene bibringes sin endelige form ved hjelp av et kjerne-formende fastspenningsapparat 40 som er vist i fig. 2. De magnetiske kjernene kan ha en hvilken som helst ønsket form; de kan eksempelvis være runde, omtrent rektangulære eller rektangulære som illustrert i fig. 2. Ved den rektangulære formen, som fast-spenningsapparatet 40 sørger for å gi kjernen, innbefatter kjernen 10, som er særlig velegnet for bruk i en transformator, ytre ben 14 og 16 samt et øvre åk 18 og et nedre åk 20. De nærliggende lamelleringer som er dannet av det kontinuerlige bånd av amorft materiale er angitt ved 12. Den eller de tilknyttede elektriske spoler, som ikke er vist, er fortrinnsvis montert rundt kjernen 10 gjennom vikling av spolen eller spolene rundt en seksjon av kjernen, noe som representerer velkjent teknikk. After round cores 80, 82 and 84 have been formed, the cores can be given their final shape by means of a core-forming clamping apparatus 40 which is shown in fig. 2. The magnetic cores may have any desired shape; they can for example be round, roughly rectangular or rectangular as illustrated in fig. 2. In the rectangular shape which the fixed voltage apparatus 40 provides for the core, the core 10, which is particularly suitable for use in a transformer, includes outer legs 14 and 16 as well as an upper yoke 18 and a lower yoke 20. The adjacent lamellae formed by the continuous band of amorphous material are indicated at 12. The associated electrical coil(s), not shown, are preferably mounted around the core 10 by winding the coil or coils around a section of the core, representing well known technique.

Det kjerne-formende apparat ifølge fig. 2 innbefatter plater 41, 42, 43 og 45 som er plassert innenfor kjernevinduet 6. Platen 41 er plassert på én side av kjernen og platen 43 på den motsatte siden. Platene 41 og 43 befinner seg ved kjernens øvre parti nær åket 18. Platene er forbundet med hverandre ved hjelp av to bolter 44 (bare én er vist), plassert ved platenes motsatte ender. Boltene har høyregjenger ved den ene enden og venstregjenger 44c ved den andre enden. Det gjengete boltpartiet 44b strekker seg gjennom en gjenget åpning i platen 41, mens det gjengete partiet 43c strekker seg gjennom en tilsvarende åpning i platen 43. Ved å utøve en passende kraft på bolten 44 ved et flatt parti 44d på denne, vil platene 41 og 43 tvinges ut fra hverandre som angitt med piler A. Anordningen kan også fremstilles med bolt og mutter for å tvinge platene 41 og 43 The core-forming apparatus according to fig. 2 includes plates 41, 42, 43 and 45 which are placed within the core window 6. Plate 41 is placed on one side of the core and plate 43 on the opposite side. The plates 41 and 43 are located at the upper part of the core near the yoke 18. The plates are connected to each other by means of two bolts 44 (only one is shown), located at the opposite ends of the plates. The bolts have right-hand thread at one end and left-hand thread 44c at the other end. The threaded bolt portion 44b extends through a threaded opening in the plate 41, while the threaded portion 43c extends through a corresponding opening in the plate 43. By exerting an appropriate force on the bolt 44 at a flat portion 44d thereof, the plates 41 and 43 are forced apart as indicated by arrows A. The device can also be made with a bolt and nut to force the plates 41 and 43

ut fra hverandre.out from each other.

Platene 42 og 45 er likeens anbrakt på motsatte sider av kjernen, men de befinner seg i et lavere parti av kjernen nær åket 20. Platene 42 og 45 er forbundet med hverandre ved hjelp av to andre boltorganer 44. Ved dreining av boltene, som forbin-der platene 42 og 45 innbyrdes, kan platene 42 og 45 bringes til å bevege seg bort fra hverandre som angitt med pilene A. Igjen kan det benyttes bolt og mutter for å tvinge platene ut The plates 42 and 45 are similarly placed on opposite sides of the core, but they are located in a lower part of the core near the yoke 20. The plates 42 and 45 are connected to each other by means of two other bolt members 44. By turning the bolts, which connect -where plates 42 and 45 interlock, plates 42 and 45 can be made to move away from each other as indicated by arrows A. Again, bolts and nuts can be used to force the plates out

fra hverandre.apart.

Apparatet ifølge fig. 2 former kjernen til dens endelige form ved å utsette den for en strekkraft. Strekkraften utøves fra kjernens innerste lamellering og utover. Utøvelsen av denne strekkraften i løpet av den tid kjernene glødes og utsettes for et magnetisk felt forbedrer kjernens ytelseskarakteristika. Det kan benyttes andre apparater som avviker fra det som vises i fig. 2 for å underkaste kjernene den nødvendige strekkspennings-behandling. The apparatus according to fig. 2 shapes the core into its final shape by subjecting it to a tensile force. The tensile force is exerted from the core's innermost lamellation outwards. The application of this tensile force during the time the cores are annealed and exposed to a magnetic field improves the performance characteristics of the core. Other devices can be used that deviate from what is shown in fig. 2 to subject the cores to the necessary tensile stress treatment.

Det neste trinn i den i det foregående beskrevne fremgangsmåte nødvendiggjør gløding av kjernene i deres kjerne-formende fastspenningsapparater mens de samtidig utsettes for et magnetisk felt. For å lette masseproduksjon av de viklede amorfe kjernene, vil forskjellige grupper av kjerner bli matet fortløpende inn i en ovn i den hensikt å gløde kjernene. Som vist i fig. 3 befinner en første gruppe av kjerner 70 seg på en plattform 56 eller andre hensiktsmessige organer som hviler på en transportør 53 for transport inn i ovnen 50. Fortrinnsvis vil minst to andre grupper av kjerner 72 og 74 bli båret av plattformer, henholdsvis The next step in the previously described method entails annealing the cores in their core-forming clamps while simultaneously exposing them to a magnetic field. To facilitate mass production of the wound amorphous cores, different groups of cores will be fed sequentially into a furnace for the purpose of annealing the cores. As shown in fig. 3, a first group of cores 70 is located on a platform 56 or other suitable means resting on a conveyor 53 for transport into the furnace 50. Preferably, at least two other groups of cores 72 and 74 will be carried by platforms, respectively

57 og 58, på transportøren 53 for transport inn i ovnen 50.57 and 58, on the conveyor 53 for transport into the oven 50.

En kontinuerlig spole er koplet i sløyfe gjennom hver av kjernene i hver enkelt gruppe for å utsette kjernene for et magne tisk felt i det tidsrom de glødes. Som vist er en spole 64 ført i sløyfe gjennom hver av kjernene i gruppen 70. Likeledes er spoler 65 og 66 koplet i sløyfe gjennom hver av kjernene i grup-pene, henholdsvis 72 og 74. Hver av spolene 64, 65 og 66 er paral-lellkoplet med en samleskinne 62 ved hjelp av et glidbart elektrisk koplingsstykke 63. Samleskinnen er koplet til en ikke vist strømkilde, som kan være enten en likestrøms- eller en veksel-strømskilde, for å lede strøm gjennom hver av spolene. Spolene glir langs samleskinnen ved hjelp av koplingsstykkene 63 når en kjernegruppe transporteres gjennom ovnen. Spolene 64, 65 og 66 er fortrinnsvis isolerte kobberkabler som er i stand til å motstå kjernenes glødetemperaturer, som kan være så høye som 435°C. A continuous coil is connected in a loop through each of the cores in each individual group to expose the cores to a magnetic field during the time they are annealed. As shown, a coil 64 is led in a loop through each of the cores in the group 70. Likewise, coils 65 and 66 are connected in a loop through each of the cores in the groups, 72 and 74 respectively. Each of the coils 64, 65 and 66 is parallel -coupled with a busbar 62 by means of a sliding electrical connection piece 63. The busbar is connected to a power source not shown, which can be either a direct current or an alternating current source, to conduct current through each of the coils. The coils slide along the busbar by means of the connecting pieces 63 when a core group is transported through the furnace. The coils 64, 65 and 66 are preferably insulated copper cables capable of withstanding the annealing temperatures of the cores, which may be as high as 435°C.

Antallet av vindingsomganger som hver spole foretar rundt hver kjerne er avhengig av den strømmengde som benyttes for å frembringe det ønskete magnetiske feltet. Det magnetiske feltet er fortrinnsvis på mellom 5 og 20 ørsted, og for "METGLAS" materiale er det fortrinnsvis på 10 ørsted. For et magnetisk felt på 10 ørsted vil følgende ligning, for en bestemt strømverdi, The number of turns that each coil makes around each core depends on the amount of current used to produce the desired magnetic field. The magnetic field is preferably between 5 and 20 ørsted, and for "METGLAS" material it is preferably 10 ørsted. For a magnetic field of 10 ørsted, the following equation will, for a specific current value,

gi det ønskete antall vindingsomganger for spolen:give the desired number of turns for the coil:

hvor H er det anvendte magnetiske feltet, where H is the applied magnetic field,

N er antall vindingsomganger for spolen,N is the number of turns of the coil,

i er strømmen i ampere, ogi is the current in amperes, and

Å. er kjernens midlere lengde.Å is the average length of the core.

Dersom N er lik 1, kunne en spole ganske enkelt føres gjennom hvert kjernevindu, se fig. 4. Dersom N svarer til 2, ville spolen bli ført to ganger rundt kjernen. If N is equal to 1, a coil could simply be passed through each core window, see fig. 4. If N corresponds to 2, the coil would be passed twice around the core.

Mens kjernene utsettes for et magnetisk felt, blir de også glødet, fortrinnsvis i en beskyttende atmosfære. Den beskyttende atmosfæren kan være et vakuum, en inert gass, såsom 'argon, nitrogen eller helium, eller en reduserende gass såsom en blanding av hydrogen og nitrogen. Eksempelvis kunne det bli blåst en gass i form av en blanding av 5% H^og 95% N,, gjennom ovnen 50 under glødingen av kjernene. While the cores are exposed to a magnetic field, they are also annealed, preferably in a protective atmosphere. The protective atmosphere may be a vacuum, an inert gas such as argon, nitrogen or helium, or a reducing gas such as a mixture of hydrogen and nitrogen. For example, a gas in the form of a mixture of 5% H2 and 95% N2 could be blown through the furnace 50 during the annealing of the cores.

Glødeprosessen krever typisk at det amorfe materialet varmes opp fra omgivelsestemperatur til en maksimal temperatur med en gitt hastighet. Prosessen krever dessuten at materialet blir holdt på denne temperatur over et gitt tidsrom, for deretter å avkjøles med en gitt hastighet. Glødeprosessens spesielle tids-og temperaturparametre varierer i avhengighet til hva slags amorft materiale som glødes. Det er f.eks. vanlig å varme opp "METGLAS" amorf legering 2605 SC fra omgivelsestemperatur til en temperatur på mellom 3 50 og 370°C med en oppvarmingshastighet på 5 til 10°C pr. minutt. "METGLAS" amorf legering 2605S-2 ville derimot blitt varmet opp til en temperatur på mellom 390 og 410°C. 2605 SC-legeringsmaterialet blir holdt på en temperatur mellom 350 og 370°C over et tidsrom på ca. to timer. Deretter avkjøles materialet kontrollerbart til omgivelsestemperatur med en avkjølingshastighet på 100°C pr. time. Materialet kan også bli avkjølt med denne avkjølingshastighet til en temperatur som ligger over omgivelsestemperaturen, såsom 100°C, og deretter fjernes fra ovnen for avkjøling til omgivelsestemperatur. Den tid det tar for å gløde en bestemt kjerne er avhengig av kjernens størrelse. The annealing process typically requires the amorphous material to be heated from ambient temperature to a maximum temperature at a given rate. The process also requires that the material is kept at this temperature over a given period of time, and then cooled at a given rate. The special time and temperature parameters of the annealing process vary depending on the type of amorphous material being annealed. It is e.g. usual to heat "METGLAS" amorphous alloy 2605 SC from ambient temperature to a temperature of between 350 and 370°C at a heating rate of 5 to 10°C per minute. "METGLAS" amorphous alloy 2605S-2, on the other hand, would have been heated to a temperature of between 390 and 410°C. The 2605 SC alloy material is held at a temperature between 350 and 370°C for a period of approx. two hours. The material is then cooled controllably to ambient temperature with a cooling rate of 100°C per hour. The material can also be cooled at this cooling rate to a temperature above ambient, such as 100°C, and then removed from the furnace to cool to ambient. The time it takes to glow a particular core depends on the size of the core.

I overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir flere grupper av kjerner glødet i en enkelt ovn, hvor forskjellige grupper av kjerner befinner seg i ulike stadier av glødeprosessen. Ovnen 50 har følgelig tre særskilte temperatursoner A, B og C, se fig. 3. In accordance with the method according to the invention, several groups of cores are annealed in a single furnace, where different groups of cores are in different stages of the annealing process. The oven 50 consequently has three distinct temperature zones A, B and C, see fig. 3.

I sone A av ovnen er kjernegruppen 74 i ferd med å varmes opp - i illustrasjonsøyemed antas det at kjernene i hver av grup-pene er fremstilt av "METGLAS" amorf legering 2605 SC - fra omgivelsestemperatur, dvs. romtemperatur, til en temperatur på In zone A of the furnace, the core group 74 is being heated - for illustration purposes it is assumed that the cores in each of the groups are made of "METGLAS" amorphous alloy 2605 SC - from ambient temperature, i.e. room temperature, to a temperature of

ca. 365°C. Kjernene blir varmet opp til denne temperatur i et tidsrom på omtrent to timer. I sone B blir kjernene 72 holdt på en temperatur av 365°C. Disse kjernene vil bli holdt på denne temperaturen i omtrent to timer. I sone C avkjøles kjernegruppen 70 fra sin topptemperatur på 365°C til en temperatur på omtrent 165°C. Disse kjernene vil oppholde seg i sone C i omtrent to timer, og avkjølingshastigheten er altså ca. 100°C pr. time. Kjernegruppe 69, som befinner seg utenfor-ovnens 50 utløp 52, avkjøles fra 165°C til omgivelsestemperatur. På dette tidspunkt blir kjernegruppen 69 fortrinnsvis fjernet fra transportøren 53. Spolen 67 vil forbli koplet til samleskinnen 62, slik at kjernene utsettes for et magnetisk felt mens de avkjøles til omgivelsestemperatur. Alternativt kunne avkjølingshastigheten for temperatursonen C reguleres slik at kjernene i denne sonen ble avkjølt fra 365°C til omgivelsestemperatur i løpet av to about. 365°C. The cores are heated to this temperature over a period of approximately two hours. In zone B, the cores 72 are kept at a temperature of 365°C. These cores will be held at this temperature for approximately two hours. In zone C, the core group 70 cools from its peak temperature of 365°C to a temperature of approximately 165°C. These cores will stay in zone C for approximately two hours, and the cooling rate is therefore approx. 100°C per hour. Core group 69, which is outside the furnace 50 outlet 52, is cooled from 165°C to ambient temperature. At this point, the core group 69 is preferably removed from the conveyor 53. The coil 67 will remain connected to the bus bar 62, so that the cores are exposed to a magnetic field while they cool to ambient temperature. Alternatively, the cooling rate for temperature zone C could be regulated so that the cores in this zone were cooled from 365°C to ambient temperature within two

timer.hours.

Som vist i fig. 3 befinner kjernegruppen 70 seg i soneAs shown in fig. 3, the core group 70 is in zone

C, som er den sonen hvor kjernenes temperatur reduseres med en bestemt avkjølingshastighet. Etter som dette er en kontinuerlig prosess, vil det forstås at kjernegruppen 70 først ville ha måttet passert gjennom temperatursonene A og B. Den tid kjernegruppene oppholder seg i hver enkelt temperatursone er fortrinnsvis den samme. Transportørens 53 hastighet kan reguleres slik at kjernegruppene oppholder seg i de respektive temperatursoner i det ønskete tidsrom. C, which is the zone where the core's temperature is reduced by a specific cooling rate. As this is a continuous process, it will be understood that the core group 70 would first have had to pass through temperature zones A and B. The time the core groups stay in each individual temperature zone is preferably the same. The speed of the conveyor 53 can be regulated so that the core groups stay in the respective temperature zones for the desired period of time.

Etter at kjernene i en bestemt gruppe har blitt glødetAfter the cores of a particular group have been annealed

og utsatt for et magnetisk felt som beskrevet, vil strømspolen som passerer gjennom disse kjerner, som er kjernegruppe 68 i fig. 3, bli koplet fra samleskinnen 62. Strømspolen 59 blir så-ledes fjernet fra kjernene i gruppe 68. Spolen kan deretter mon-teres rundt de kjernene i gruppe 73 som befinner seg utenfor ovnens innløp 51. and subjected to a magnetic field as described, the current coil passing through these cores, which is core group 68 in fig. 3, be disconnected from the busbar 62. The current coil 59 is thus removed from the cores in group 68. The coil can then be mounted around the cores in group 73 which are located outside the furnace inlet 51.

Etter at kjernene har blitt avkjølt til omgivelsestemperatur, blir deres kjerne-formende fastspenningsapparat fjernet. After the cores have cooled to ambient temperature, their core-forming clamping device is removed.

Ved å gløde kjernene under spenning, som frembringes av de kjerne-formende fastspenningsapparatene, oppnås det forbedringer i kjernenes virkelige watt-tap og magnetiseringskraft. Etter at kjernene har blitt befridd for sine kjerne-formende fastspenningsapparater, kan de anbringes i en beholder eller kapsel fremstilt av en harpiks, en Epoxy, eller et annet passende materiale som motvirker at kjernene kommer til skade. Kjernene kan oppbevares i disse kapslene eller de kan fjernes for montering av den endelige elektriske spole eller spoler rundt kjernene. By annealing the cores under voltage, which is produced by the core-forming clamps, improvements are achieved in the cores' actual watt loss and magnetizing power. After the cores have been freed from their core-forming clamping devices, they can be placed in a container or capsule made of a resin, an epoxy, or other suitable material that prevents damage to the cores. The cores can be stored in these capsules or they can be removed for fitting the final electrical coil or coils around the cores.

Fig. 4 illustrerer et alternativt utførelseseksempel på oppfinnelsen, hvor flere kjerner 130, 131, 132 blir glødet i en ovn 120 som bare har én temperatursone. Kjernene glødes i kjerne-formende fastspenningsapparater 40. En kobberstang eller strømspole 121 er ført gjennom hvert kjernevindu og er koplet til en strømkilde 126, enten en likestrøms- eller en vekselstrøms-kilde, for å lede en strøm generelt angitt med I gjennom spolen. Strømmen medfører at hver av kjernen utsettes for et magnetisk felt. Spolen 121 kan også føres i sløyfe omkring hver kjerne for å danne mer enn en enkelt vindingsomgang rundt kjernene. Fig. 4 illustrates an alternative embodiment of the invention, where several cores 130, 131, 132 are annealed in a furnace 120 which has only one temperature zone. The cores are annealed in core-forming clamps 40. A copper rod or current coil 121 is passed through each core window and is connected to a current source 126, either a direct current or an alternating current source, to conduct a current generally indicated by I through the coil. The current means that each of the cores is exposed to a magnetic field. The coil 121 can also be looped around each core to form more than a single turn around the cores.

Som tidligere angitt glødes kjernene i en beskyttende atmosfære. Kjernene blir oppstilt i serier i ovnen 120 og varmes opp til den ønskete temperaturen. Kjernene holdes på denne temperaturen i det ønskete tidsrommet. Deretter kjøles kjernene gradvis ned med en bestemt avkjølingstakt til en ønsket temperatur, hvor-etter de kan fjernes fra ovnen og tillates å kjølne til romtemperatur. Senere vil kjernene bli befridd for sine kjerne-formende fastspenningsapparater for montering av én eller flere tilknyttede elektriske spoler omkring kjernen. As previously stated, the cores are annealed in a protective atmosphere. The cores are arranged in series in the oven 120 and heated to the desired temperature. The cores are kept at this temperature for the desired period of time. The cores are then gradually cooled with a specific cooling rate to a desired temperature, after which they can be removed from the oven and allowed to cool to room temperature. Later, the cores will be freed from their core-forming clamping devices for mounting one or more associated electrical coils around the core.

Claims

1. Method for producing magnetic cores from amorphous band metal, characterized by the following step (a) that each core is formed from at least two continuous bands of amorphous metal which are simultaneously wound in place as radially adjacent lamellae; (b) that each core so shaped is subjected to stress applied from its innermost lamination to its outermost lamination; and (c) that the cores are annealed while simultaneously exposing them to a magnetic field and keeping each core energized.

2. Method in accordance with claim 1, characterized in that the tension is removed from each core after it has been annealed and cooled to ambient temperature.

3. Method in accordance with claim 1 or 2, characterized in that the bands are initially wound up to form a largely round core, and that the tension is applied in such a way that the largely round core is given its final shape.

4. Method in accordance with claim 1, 2 or 3, characterized in that all cores are wound simultaneously, each from at least two separate amorphous metal bands, which are simultaneously wound in place as radially adjacent lamellae.

5. Method in accordance with claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the continuous bands of amorphous metal are applied with an insulating coating for each of the cores that are formed.

6. Method in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field has a strength essentially between 5 and 20 ørsted.

7. Method in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field is applied by means of an electric coil which is inductively coupled to each core.

8. Method in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the annealing step includes continuous heating of the cores up to a predetermined temperature within a predetermined period of time, the cores being held at this temperature over a predetermined period of time, while the cores are cooled from said temperature with a predetermined cooling rate.

9. Method in accordance with claim 8, characterized in that said predetermined temperature is between 350 and 410°C.

10. Method in accordance with claim 8 or 9, characterized in that the cooling rate is mostly 100°C per hour.

11. Method in accordance with claim 8, 9 or 10, characterized in that the heating to said temperature and the maintenance at said temperature as well as the cooling from said temperature each take place over the same period of time.

12. Method in accordance with claim 11, characterized in that the cores are annealed in a furnace with a first zone for heating to said predetermined temperature, a second zone for maintaining at said temperature and a third zone for cooling from said temperature, the cores being fed successively -sieve through said first, second and third zones at a speed which causes the cores to stay for an equal amount of time in each zone.

13. Method in accordance with claim 12, characterized in that the cores are fed through said first, second and third zones in groups of several cores per group and in such a way that one of the core groups is in the first zone while another group and yet another group are in the third and second zones respectively.

14. Method in accordance with claim 11, 12 or 13, characterized in that said time span is generally from two to three hours.