Ferritkern und Verfahren zu seiner Herstellung Für verschiedene Zwecke der elektrischen Nachrichtentechnik werden Spulenkerne benö tigt, die einen verhältnismässig grossen Quer schnitt besitzen müssen. Solche Forderungen sind zum Beispiel bei den Kernen für Zeilen transformatoren von. Fernsehempfängern ge geben. Es ist bekannt, für die Herstellung solcher Kerne Ferritmaterial zu verwenden.
Erfahrungsgemäss treten bei der Herstellung von gesinterten Ferritkernen mit grossem Kernquerschnitt insofern Fabrikationsschwie rigkeiten auf, als es kaum oder nur schwer möglich ist, bei solchen Querschnitten eine gleichmässige Umwandlung und damit S <B>1</B> chrumpfung bei der Glühbehandlung (Sin- terung) der aus Oxydgemischen bestehenden Kernformlinge zu erzielen.
Die Umwandlung der Ausgangspulver zu Ferriten erfolgt bei den aus solchen Pulvern hergestellten Kern- formlingen von aussen nach innen, wenn der Kern einen vollen Querschnitt besitzt.
Da durch verdichtet sich das Kernmaterial bei der Umwandlung nicht gleichmässig, und es treten innere Materialspannungen während oder nach dem ,Sintern auf, die zu starker Rissbildung und zu ungünstiger Beeinflussung der magnetischen und elektrischen Eigen schaften des Kerns führen. Diese Nachteile sind besonders beim Glühen in normalen Strahlungsöfen vorhanden.
Eine weitere fabrikatorische .Schwierigkeit ist, dadurch gegeben, dass die zur Bildung von Ferriten verwendeten Ausgangspulver, insbe sondere Oxydpulver, für die presstechnische Verarbeitung ungünstige Fliesseigenschaften besitzen, weil die Pulverteilchen unregel mässige, also nicht kugelige, Form haben.
Für Kerne grösserer Abmessungen und insbeson dere von grossem Querschnitt ist es aus diesem Grunde schwierig, im Press-, Spritz- oder Druckgiessverfahren Kernformlinge herzustel len, die in ihrer Gesamtheit weitgehende, mög lichst vollkommen gleichmässige1Iaterialdichte (Pulvermassenverdichtung). aufweisen. Die gleichmässige Verdichtung innerhalb des Press- lings ist.
aber eine wichtige Voraussetzung für die Erzielung gleichmässiger Schrlmpfung über die Gesamtform des Kerns. Dass auch solche unterschiedliche Schrumpfung zu gro ssen innern Materialspannungen bzw. zu Riss- bildungen führen kann, sei mit erwähnt.
Die Erfindung betrifft Ferritkerne, wie sie zum Beispiel für Zeilentransformatoren von Fernsehgeräten verwendet werden, und ermöglicht es, solche Kerne selbst mit sehr grossem Querschnitt in fabrikatorisch günsti ger -'%'eise mit einheitlichem Kerngefüge und ohne die Gefahr schädlicher Rissbildung herzu stellen.
Erfindungsgemäss ist dies dadurch er reicht, dass der Kern aus mehreren aufein- andergeschichteten, gesinterten Kernscheiben zusammengesetzt ist, so da.ss der Kern über seinen ganzen Querschnitt gleiche magnetische Eigenschaften aufweist. Die Erfindung be- trifft ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher F'erritkerne.
Geschichtete Kerne von .Spulen, insbeson dere auch geschichtete Masse-Eisenkerne, sind bekannt. Es handelt sich bei den bekannten Ausführungen aber nicht dartun, durch die Verwendung von einzelnen Scheibenkernen eine weitgehendeMaterialgleichmässigkeit über den ganzen Kernquerschnitt zu erzielen, wie sie bei einem gleichen Kern ohne scheiben förmige Unterteilung nicht erreichbar ist.
Mit dieser Erkenntnis erweitert die Erfindung den Anwendungsbereich von gesinterten Per ritkernen zum Beispiel für .Spulen der eleh- trischen Nachrichtentechnik, und. es ist. da durch auch möglich, die Eigenschaften bisher bekannter Sinterferritkerne mit. grossem Quer schnitt, wie sie zum Beispiel in Zeilentrans formatoren von Fernsehempfängern verwen det sind, wesentlich zu verbessern.
Für Anwendungsgebiete mit niederen Fre quenzen wird man die Kernscheiben ohne Trennschichten dicht geschichtet. zusammen setzen und durch mechanische Verbindungs mittel zu einem ;Schichtkern vereinigen. Für die Gebiete hoher Frequenzen, also über 11510 kHz, kann -es zweckmässig sein, zwischen den Kernscheiben die Permeabilität des Schichtkerns herabsetzende isolierende Trenn schichten anzuordnen.
Zur Erziehung eines trennschichtlosen, dichtgeschichteten Sinterferritkernes wird man die Kernscheiben nach dem .Sintern plan parallel schleifen und mit. ihren geschliffenen Flächen luftspaltlos zu dem gewünschten Schichtkern vereinigen.
Herstellungstechnisch sind also nach der Erfindung ,Sinterferritkerne mit grossem Kernquerschnitt. aus einer Vielzahl von Kern scheiben zusammengesetzt, von denen jeder einen Querschnitt besitzt, der nur einenBrucIi- teil des Gesamtquerschnittes des Sehiehtkernes ausmacht.
Dadurch ist es möglich, die Einzel kerne, also Kernscheiben, mit gleichmässiger Materialdichte ohne Schwierigkeiten zu pres sen und dabei die Vorteile der beim Flach pressen von Oxydpulvergemischen erzielbaren gleichmässigen Materialverdichtung über die Gesamtform des Kernes auszunützen.
Der erfindungsgemässe Ferrit-Sehichtkern kann<B>U-, E-. L-,</B> Stab- oder R.ingkernform be sitzen, und es werden nach dem erfindungs gemässen Verfahren die Kernscheiben mit. der Form des fertigen Kernes aus den Aus-angs- pulv ern der Ferr ite, insbesondere aus Osyd- pulvern, mit oder ohne Binde- und/oder Fliess mittelzusatz,
als flaehgepresste Kernscheiben- formlinge hergestellt. Die Dicke dieser Kern- scheibenformlinge soll zweekmä.ssigerweise rieht mehr als 5 nim betragen, um die ange strebte gleiclnnässigeMaterialverdichtungbeim Pressen, also Plaelipressen, mit Ober- und Un terstempel, zu erzielen und eine weitmöglichst gleichmässige Umwandlung der Ausgangs pulver zu Ferriten beim Sintern zu erreichen.
Die Schrumpfverformunm bei so hergestellten Sinterfeiritkernscheiben ist eine weitgehend gleichmässige, und sie ist herstellungsmässig so zu beherrschen, dass die planparallel geschlif- fenen Ferritkernseheiben mit ihren Formen und Abmessungen genau übereinstimmen. Es ist selbstverständlich auch möglich, im Be darfsfalle die Aussenflächen des Sehiehtkernes für die Egalisierung zii übersehleifen.
Ein besonders vorteilhafter Aufbau einer Spule mit einem Schichtkern nach der Erfin dung ergibt. sieh, wenn das mechanische Ver- festignngsmittel für die zum Kern vereinig ten Kernscheiben gleichzeitig den Spulenkör- per bildet. Es kann der den Spulenkör- pem darstellende Isolierstoffteil a.neh direkt als den Schichtkern bzw. einen Teil desselben umschliessender Haltekörper auf den Kern aufgespritzt sein.
Auch ist es möglich, für die Verfestigung des Sehiehtkernes lediglich eine auf die Aussenflächen desselben aufge tragene Isolierschicht zu verwenden, die die Unterlage für die auf den Kern aufzubrin genden Spulenwindungen bildet.
Als Ausführungsbeispiel ist. in der Zeieli- nung ein U-Kern, wie er für die Zeilentrans formatoren von Fernsehempfängern verwen det. wird, dargestellt.
Die planparallel geschliffenen Sinterferril- Kernscheiben 1, 2, 3; 4 und,5 sind dicht, also trennsehichtlos, mit ihren Planflächen anein- andergesetzt, und sie bilden durch ihre feste Vereinigung einen Sehiehtkern, dessen Quer schnitt gleichmässige 1NIate,rialdichte und Ma terialeigenschaften aufweist. Durch in Boh rungen des Schichtkernes eingesetzte Kunst stoffnieten 6 sind die Kernscheiben fest zu sammengehalten.
Die einzelnen Sinterferrit- Kernscheiben 1 bis 5 sind aus flach unter Druck geformten Oxydpulverformlingen her gestellt. Diese Formlinge können gepresst, ge spritzt oder unter Druck gegossen sein. Vor teilhafterweise wird man das Flachpressen mit Ober- und Unterstempel zur Erzielung grösstmöglicher Gleichmässigkeit der Material. dichte bevorzugen.
Ferrite core and process for its manufacture For various purposes in electrical communications engineering, coil cores are required that must have a relatively large cross-section. Such requirements are for example with the cores for line transformers from. Television receivers. It is known to use ferrite material for the manufacture of such cores.
Experience has shown that in the manufacture of sintered ferrite cores with a large core cross-section, manufacturing difficulties occur insofar as it is hardly or only with difficulty possible for such cross-sections to achieve a uniform transformation and thus S <B> 1 </B> shrinkage during the annealing treatment (sintering ) to achieve the core moldings consisting of oxide mixtures.
The conversion of the starting powder to ferrites takes place in the core moldings made from such powders from the outside to the inside when the core has a full cross-section.
As a result, the core material does not compress evenly during the transformation, and internal material stresses occur during or after sintering, which lead to severe cracking and adverse effects on the magnetic and electrical properties of the core. These drawbacks are particularly evident when annealing in normal radiant furnaces.
Another manufacturing difficulty is that the starting powder used to form ferrites, in particular special oxide powder, have unfavorable flow properties for press processing because the powder particles have an irregular, i.e. non-spherical shape.
For cores of larger dimensions and in particular with a large cross-section, it is difficult for this reason to use compression, injection or die-casting processes to produce core moldings which, in their entirety, have a largely uniform material density (powder mass compression). exhibit. The even compression within the compact is.
but an important prerequisite for achieving uniform shrinkage over the entire shape of the core. It should also be mentioned that such different shrinkage can lead to great internal material stresses or to the formation of cracks.
The invention relates to ferrite cores, such as those used for line transformers in television sets, and makes it possible to produce such cores even with a very large cross-section in fabrikatorisch cheaper ger - '%' iron with a uniform core structure and without the risk of damaging cracks.
According to the invention, this is achieved in that the core is composed of several sintered core disks stacked on top of one another, so that the core has the same magnetic properties over its entire cross section. The invention also relates to a method for producing such ferrite cores.
Layered cores of. Coils, in particular also layered mass iron cores, are known. In the known designs, however, it is not possible to achieve a high degree of material uniformity over the entire core cross-section through the use of individual disk cores, which cannot be achieved with the same core without a disk-shaped subdivision.
With this knowledge, the invention extends the field of application of sintered Per ritkernen, for example, for .Spulen of electrical communications engineering, and. it is. because it is also possible to have the properties of previously known sintered ferrite cores. large cross-section, such as those used in line transformers in television receivers, for example.
For areas of application with low frequencies, the core disks are densely layered without separating layers. put together and unite by mechanical connecting means to a; layer core. For areas of high frequencies, ie above 11510 kHz, it may be expedient to arrange insulating separating layers between the core disks, which reduce the permeability of the layer core.
In order to develop a densely layered sintered ferrite core without a separation layer, the core disks are ground flat and parallel after sintering and with. Unite their ground surfaces without air gaps to form the desired core.
In terms of production, therefore, according to the invention, sintered ferrite cores with a large core cross-section. composed of a large number of nuclear disks, each of which has a cross-section which makes up only a fraction of the total cross-section of the visual nucleus.
This makes it possible to press the individual cores, i.e. core disks, with a uniform material density without difficulty and thereby utilize the advantages of the uniform material compression achieved over the overall shape of the core when pressing oxide powder mixtures flat.
The ferrite visual core according to the invention can <B> U-, E-. L-, </B> rod or R.ingkernform be sit, and the core disks are with according to the fiction, according to the method. the shape of the finished core from the final powders of the ferrites, in particular from Osyd powders, with or without the addition of binders and / or plasticizers,
Manufactured as molded core disks. The thickness of these core disk moldings should be more than 5 mm in order to achieve the desired uniform material compression during pressing, i.e. plaeli pressing, with upper and lower punches, and to achieve the most uniform possible conversion of the starting powder to ferrites during sintering .
The shrinkage deformation in the case of sintered fine core disks produced in this way is largely uniform, and it must be controlled in terms of production in such a way that the shape and dimensions of the plane-parallel ground ferrite core disks exactly match. It is of course also possible, if necessary, to grind the outer surfaces of the core of the eye for equalization.
A particularly advantageous structure of a coil with a layered core according to the invention results. see when the mechanical fastening means for the core disks combined to form the core simultaneously forms the coil body. The insulating material part a.neh representing the coil body can be sprayed directly onto the core as the layer core or a part of it enclosing the holding body.
It is also possible to use only an insulating layer which is applied to the outer surfaces of the core of the eye and which forms the base for the coil windings to be applied to the core.
As an exemplary embodiment is. in the drawing a U-core as it is used for the line transformers of television receivers. is shown.
The plane-parallel ground Sinterferril core disks 1, 2, 3; 4 and 5 are dense, that is, without a separating layer, with their flat surfaces placed one against the other, and through their firm union they form a core of the eye whose cross-section has uniform material, density and material properties. By in the bores of the layer core used plastic rivets 6, the core disks are firmly held together.
The individual sintered ferrite core disks 1 to 5 are made from flat oxide powder moldings formed under pressure. These moldings can be pressed, injection molded or cast under pressure. Before geous enough, the flat pressing with upper and lower punches is used to achieve the greatest possible uniformity of the material. prefer density.