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Aus geschichteten Blechen aufgebauter Magnetkern Von Eisen-Silizium-Legierungen ist es bekannt, ihnen durch besondere Verformungsbehandlungen ein gerichtetes Gefüge (Kornorientierung) zu geben. Als Folge solcher Kornorientierung misst man an derartigen Legierungen in der Kornorientierungsrichtung eine nahezu rechteckförmige Hysteresisschleife. Aus solchen kornorientierten Legierungsblechen hat man dann ferner versuchsweise U-förmige Teile herausgestanzt und diese wechselseitig, das heisst um jeweils l80 , gegenüber dem vorhergehenden U-Stanzteil geschwenkt, zu rahmenförmigen Kernen übereinandergeschichtet. Dabei überlappten sich der Jochteil des einen U mit den Schenkelenden des andern U.
Die überlappungsgrenzlinien verliefen in Richtung der gestreckten Kanten der U-Schenkel. Bei derartig aus übereinandergeschichteten U-förmigen Stanzteilen aufgebauten Magnetkernen muss aber mit dem Übergang vom U-Schenkel zum U-Joch der Fluss aus der Parallelrichtung zur Kornorientierung in eine Querrichtung zur Kornorientierung überwechseln. Dementsprechend ist für die Durchflutung bzw. für den Magnetisierungsstrom ein verhältnismässig hoher Wert erforderlich.
Die Erfindung gelangt zu einer Beseitigung dieses übelstandes, indem sie hinsichtlich der aus geschichteten, aus kornorientierten Stanzteilen bestehenden Blechen aufgebauten Magnetkerne, insbesondere solcher für Magnetverstärker, vorsieht, dass die Stanzteile jedes der wechselseitig übereinandergeschichteten Einzelbleche mit derart schräg zur Blechaussenkante verlaufenden Kanten aneinanderstossen, dass der allergrösste Teil des Flusses stets in Kornorientierungs- richtung verläuft, wobei die aneinanderstossenden Stanzteile bzw.
Schenkel von Stanzteilen ihrer Haupterstreckung nach und auch ihre Komorientierungen im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen. Dadurch, dass der Fluss fast ausschliesslich stets in Kornorientierungsrichtung verläuft, ist gegenüber den obenerwähnten, versuchsweise durchgeführten Aufbaukonstruktionen geschichteter Kerne erreicht, dass bei gleicher Induktion geringere Magnetisierungs- durchflutungen und damit bei Magnetverstärkern geringere Steuerdurchflutungen erforderlich sind, das heisst, dass höhere Güteziffern erzielt werden. Gleichzeitig werden ausgeprägtere rechteckförmige Hystersis- schleifen erhalten.
In einer weiteren Ausgestaltung des geschichteten Magnetkerns nach der Erfindung sind die Einzelbleche des Kerns aus aneinanderstossenden E- und I-förmigen Stanzteilen zusammengesetzt. Dabei ist in besonders vorteilhafter Weise der Schnitt der E- und T-förmigen Stanzteile derart geführt,
dass bei ihrer Ineinanderfügung die zugespitzten Enden der E- Aussenschenkel auf den gemeinsamen links- und rechtsäusseren Begrenzungslinien der E- und I-förmi- gen Stanzteile liegen und die auf der Zentrallinie des E-Mittelschenkels gelegene Spitze in die Mitte des I-förmigen Stanzteils eindringt.
Das Joch eines-Kern- bleches ist zweckmässigerweise mehr als doppelt so breit gewählt wie die unter sich gleichbreiten E-Aussen- schenkel. Als Material dient vorzugsweise eine Sili- zium-Eisen-Legierung, die eine einzige, durch Kaltwalzung hervorgerufene Kornorientierungsrichtung besitzt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Einzelbleches des aus geschichteten Blechen aufgebauten Magnetkerns nach der Erfindung wiedergegeben. Da es sich nur um ein Ausführungsbeispiel handelt, ist die Erfindung als solche nicht auf dieses beschränkt. Das gezeigte Einzelblech besteht aus einem E-förmigen Stanzteil 1 mit zugespitzten Schenkelenden, dessen durch Kaltwalzung hervorgerufene
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Kornorientierung durch entsprechende Pfeile veranschaulicht ist.
Der als Schenkeljoch benutzte, I- förmige Stanzteil 2 ist mit den zugespitzten Schenkelenden des E-Teils angepassten Aussparungen versehen, so dass E- und I-Stanzteile formgerecht aneinanderstossen. Die ebenfalls durch Pfeile angedeutete Walz- richtung des I-Teils verläuft dabei senkrecht zur Walz- richtung des E-Teils. Hervorzuheben ist, dass die spitzen Enden der E-Aussenschenkel auf den gemeinsamen seitlichen Begrenzungslinien der E- und 1- förmigen Stanzteile gelegen sind.
Die Spitze des mittleren E-Schenkels greift in einen ihr entsprechenden V-förmigen Ausschnitt des I-förmigen Stanzteils ein.
Wie die Zeichnung unmittelbar erkennen lässt, ist die Jochbreite eines Kernbleches mehr als doppelt so breit gewählt wie die gleichbreiten beiden E-Aussen- schenkel. Das über das dargestellte Blech zu schichtende, weitere Blech ist von genau gleicher Formgebung und Zusammensetzung, jedoch gegenüber dem ersteren um 180 verdreht.
Der Magnetfluss verläuft im linken E-Schenkel beispielsweise von unten nach oben und geht dann hinter der Trennfuge des dar-überliegenden Bleches in dessen 1-Teil über, um hier der Kornorientierungsrichtung zu folgen. Dieser Übergang wird vollzogen, weil hier nur die dünne Isolierschicht der übereinandergeschich- teten Bleche vorliegt. Kurz vor der Stossfuge des mittleren E-Schenkels geht der Fluss zu dem mittleren E- Schenkel des ursprünglichen Kernbleches zurück, um dessen Walzrichtung nach unten zu folgen.
Direkt an der Spitze des mittleren E-Schenkels des unten liegenden Bleches angelangt, kann der Fluss, die Isolierschicht der übereinanderliegenden Bleche wieder überspringend, in den darüberliegenden waagrechten Teil des E-förmigen Stanzteils eintreten, hier noch etwas der Kornorientierungsrichtung folgen und dann wieder in den 1-Teil des unten liegenden Bleches übergehen.
Hier verläuft er in Walzrichtung von rechts nach links, geht kurz vor Erreichen der linksäussern Stossfuge in den linken E-Schenkel des darüberliegen- den Bleches über, läuft in diesem Blech von unten nach oben in Walzrichtung an der Stossfuge vorbei und geht darauffolgend wieder in den linksäussern Schenkel des unten liegenden Bleches zurück.
Damit ist der magnetische Kreis geschlossen, und zwar, das ist hier wichtig zu betonen, nach einem durchgehenden Flussverlauf in Kornorientierungsrichtung. Der Erfolg besteht in dem Gewinn einer hochgradig recht- eckförmig verlaufenden Hysteresisschleife und einer besonders kleinen Magnetisierungsdurchflutung. Letzteres bedeutet eine geringe Steuerdurchflutung und damit eine hohe Güteziffer bei Verwendung des Kernes in einem Magnetverstärker. Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass der E-I-Schnitt bei gegebenen Fensterabmessungen die geringstmögliche Eisenweglänge ergibt.
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Magnetic core made up of layered sheet metal It is known of iron-silicon alloys to give them a directional structure (grain orientation) through special deformation treatments. As a result of such grain orientation, an almost rectangular hysteresis loop is measured on such alloys in the grain orientation direction. From such grain-oriented alloy sheets, U-shaped parts were then punched out on an experimental basis and these alternately, that is, pivoted by 180 in relation to the preceding U-stamped part, stacked to form frame-shaped cores. The yoke part of one U overlapped with the leg ends of the other U.
The overlap boundary lines ran in the direction of the straight edges of the U-legs. With magnetic cores constructed from stacked U-shaped stamped parts in this way, however, with the transition from the U-leg to the U-yoke, the flux must change from the parallel direction to the grain orientation to a transverse direction to the grain orientation. Accordingly, a relatively high value is required for the flow rate or for the magnetizing current.
The invention achieves an elimination of this inconvenience by providing that the stamped parts of each of the alternately stacked individual sheets with edges running obliquely to the sheet metal outer edge abut one another with respect to the magnetic cores made up of layered sheets made of grain-oriented punched parts, in particular those for magnetic amplifiers the greatest part of the river always runs in the grain orientation direction, whereby the abutting punched parts or
Legs of stamped parts their main extent and also their grain orientations run essentially perpendicular to one another. The fact that the flux almost always runs in the grain orientation direction means that, compared to the above-mentioned, experimentally carried out structural designs of layered cores, lower magnetization flows are required with the same induction and thus lower control flows are required for magnetic amplifiers, which means that higher quality figures are achieved. At the same time, more pronounced rectangular hystersis loops are obtained.
In a further embodiment of the layered magnetic core according to the invention, the individual sheets of the core are composed of E- and I-shaped punched parts that abut one another. The cut of the E- and T-shaped stamped parts is performed in a particularly advantageous manner in such a way that
that when they are inserted into one another, the pointed ends of the E outer legs lie on the common left and right outer boundary lines of the E and I-shaped punched parts and the point located on the central line of the E middle leg penetrates the center of the I-shaped punched part .
The yoke of a core lamination is expediently chosen to be more than twice as wide as the E outer legs, which are equally wide. The material used is preferably a silicon-iron alloy which has a single grain orientation direction caused by cold rolling.
The drawing shows an embodiment of a single sheet of the magnetic core made up of layered sheets according to the invention. Since it is only an exemplary embodiment, the invention as such is not restricted to this. The individual sheet shown consists of an E-shaped stamped part 1 with pointed leg ends, the latter caused by cold rolling
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Grain orientation is illustrated by corresponding arrows.
The I-shaped punched part 2 used as the leg yoke is provided with cutouts adapted to the pointed leg ends of the E part, so that the E and I punched parts meet one another in the correct shape. The rolling direction of the I part, also indicated by arrows, runs perpendicular to the rolling direction of the E part. It should be emphasized that the pointed ends of the E outer legs are located on the common lateral boundary lines of the E and 1-shaped stamped parts.
The tip of the middle E-leg engages in a corresponding V-shaped cutout of the I-shaped punched part.
As the drawing shows immediately, the yoke width of a core sheet is selected to be more than twice as wide as the two E outer legs of the same width. The further sheet to be layered over the sheet shown is of exactly the same shape and composition, but rotated by 180 compared to the former.
The magnetic flux runs in the left E-leg, for example, from bottom to top and then merges behind the parting line of the sheet metal above it into its 1-part in order to follow the grain orientation direction here. This transition takes place because only the thin insulating layer of the stacked sheets is present here. Shortly before the butt joint of the middle E leg, the flow returns to the middle E leg of the original core sheet in order to follow its rolling direction downwards.
Arrived directly at the tip of the middle E-leg of the sheet metal below, the flow, jumping over the insulating layer of the sheets on top of each other, can enter the horizontal part of the E-shaped punched part above, follow the grain orientation a little here and then back into the Skip 1 part of the sheet below.
Here it runs in the rolling direction from right to left, goes over into the left E-leg of the sheet above it shortly before reaching the left outer butt joint, runs in this sheet from bottom to top in the rolling direction past the butt joint and then returns to the left outer leg of the sheet below.
This closes the magnetic circuit, namely, it is important to emphasize here, after a continuous flow of flux in the grain orientation direction. The success consists in the achievement of a highly rectangular hysteresis loop and a particularly small magnetic flux. The latter means a low control flow and thus a high figure of merit when using the core in a magnetic amplifier. It should be mentioned at this point that the E-I section results in the smallest possible iron path length for the given window dimensions.