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DE1070757B - - Google Patents

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Publication number
DE1070757B
DE1070757B DENDAT1070757D DE1070757DA DE1070757B DE 1070757 B DE1070757 B DE 1070757B DE NDAT1070757 D DENDAT1070757 D DE NDAT1070757D DE 1070757D A DE1070757D A DE 1070757DA DE 1070757 B DE1070757 B DE 1070757B
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DE
Germany
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core
shaped
parts
ferromagnetic
cores
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DENDAT1070757D
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German (de)
Publication date
Publication of DE1070757B publication Critical patent/DE1070757B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
    • H01F17/043—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with two, usually identical or nearly identical parts enclosing completely the coil (pot cores)

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei Spulen mit geschlossenem ferromagnetischem Kern muß im Kern häufig ein Luftspalt angebracht werden, entweder um die Induktivität auf einen gewünschten Wert zu bringen oder um die Kernverluste im magnetischen Kreis herabzusetzen.In the case of coils with a closed ferromagnetic core, an air gap must often be provided in the core either to bring the inductance to a desired value or to reduce the core losses reduce in the magnetic circuit.

Das durch einen solchen Luftspalt entstehende Streufeld ist aber meist höchst nachteilig, weil dadurch z.B. nicht nur Auswirkungen vom magnetischen Streufeld auf die Spulenumgebung ausgehen, sondern auch die Konstanz der Induktivität der Spule darunter leiden kann. Man hat daher die Kerne so konstruiert, daß das Streufeld dieses gewollten Luftspaltes im Kern liegt und somit nach außen hin nicht wirksam in Erscheinung treten kann. Da derartig geschlossene Kerne nun jedoch, allein schon zur Einbringung der Spule, aus mehreren (mindestens zwei) Teilen bestehen müssen, ergibt sich außer dem gewollten Luftspalt noch zusätzlich im äußeren Mantel mindestens eine Stoßfuge, die ebenfalls ein Streufeld erzeugen kann, das unter den oben als Beispiel genannten Umständen um so nachteiliger ist, je kleiner der gewollte Luftspalt gegenüber der Summe der unerwünschten Stoßfugen ist. Selbst wenn man die Stoßfugen durch Bearbeitung der miteinander zu vereinigenden flächen, wie Schleifen, sehr klein hält, können diese bei allen bisher bekannten Ausführungsformen die Konstanz und die Herstellungsgenauigkeit der Induktivität infolge Temperaturschwankungen oder mechanischer Ungenauigkeiten beeinflussen, da sie vom magnetischen Fluß voll durchflossen werden.The stray field created by such an air gap is usually extremely disadvantageous because it causes it E.g. not only effects of the magnetic stray field on the coil environment, but the constancy of the inductance of the coil can also suffer. The nuclei have therefore been constructed in such a way that that the stray field of this desired air gap lies in the core and is therefore not effective towards the outside can appear. Since such closed cores are now, just for the introduction of the Coil, which must consist of several (at least two) parts, results in addition to the desired air gap In addition, at least one butt joint in the outer jacket, which also creates a stray field can, which is the more disadvantageous under the circumstances mentioned above as an example, the smaller the desired Air gap compared to the sum of the undesired butt joints. Even if you have the butt joints by processing the surfaces to be united, such as grinding, very small, these in all previously known embodiments, the constancy and manufacturing accuracy of the inductance as a result of temperature fluctuations or mechanical inaccuracies, as they are influenced by the magnetic The river is fully flowed through.

Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gesetzt, einen nach außen hin praktisch Streufeldfreien, durch Luftspalte gescherten, ferromagnetischen Kern für Spulen zu entwickeln. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem garnrollenförmigen oder pilzförmigen Kerninnenteil und einem rohrförmigen Kernaußenteil, beide aus ferromagnetischem Material, besteht, wobei der Kerninnenteil koaxial im Kernaußenteil angeordnet ist und vom letzteren beidseitig axial überragt wird und wobei der Kernaußenteil durch Deckelteile aus ferromagnetischem Material abgeschlossen ist und der Kerninnenteil durch magnetisch nichtleitende Zwischenlagen allseitig von dem Kernaußeuteil und seinen Deckelteilen magnetisch getrennt gehalten wird.The invention has now set itself the task of making a stray field practically free from the outside Developing air-gap sheared, ferromagnetic core for coils. This is characterized by that it consists of a thread roll-shaped or mushroom-shaped core inner part and a tubular core outer part, both made of ferromagnetic material, the inner core part being coaxial in the outer core part is arranged and is protruded axially from the latter on both sides and wherein the core outer part through Cover parts made of ferromagnetic material is completed and the core inner part by magnetic non-conductive intermediate layers on all sides magnetically separated from the outer core part and its cover parts is held.

Iiinige Elemente einer solchen Kernanordnung', wie die einstückige Ausbildung eines garnrollenförmigen oder pilzförmigen ferromagnetischen Kernkörpers, die Anordnung von ferromagnetischen Kernen im Innern von zylinderförmigen Kernkörpern aus ferromagne- :ischem Material zur Verringerung des Streufeldes sowie auch zur Anordnung eines aus drei Teilen gebildeten garnrollenförmigen ferromagnetischen Kernteils im Innern eines dieser. Kernteil beidseitig axialSome elements of such a core arrangement, such as the one-piece design of a thread-roll-shaped or mushroom-shaped ferromagnetic core body, the arrangement of ferromagnetic cores inside of cylindrical core bodies made of ferromagnetic material to reduce the stray field as well as for the arrangement of a thread roll-shaped ferromagnetic core part formed from three parts inside one of these. Core part axially on both sides

Nach außen praktisch streufeldfreier,
durch Luftspalte gescherter,
ferromagnetischer Kern für SpulenPractically less stray field to the outside,
sheared by air gaps,
ferromagnetic core for coils

Anmelder:Applicant:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Paul Mehler, München,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Paul Mehler, Munich,
has been named as the inventor

überragenden Zylinders aus ferromagnetischem Material, der auf beiden Seiten durch eine Scheibe aus ferromagnetischem Material abgeschlossen ist, sind an sich bekannt.towering cylinder made of ferromagnetic material, which is characterized on both sides by a disc ferromagnetic material is completed, are known per se.

Durch die Kombination dieser Merkmale in der oben angegebenen Weise wird jedoch ein Kern erhalten, der neben einer weitgehenden Streufeldfreiheit nach außen hin noch weitere Vorteile aufweist. Beispielsweise beeinflußt eine geringfügige axiale Verschiebung des inneren Kernteils die Spulenwerte überhaupt nicht. Aber auch ein Verschieben in radialer Richtung kommt erst in zweiter Ordnung zur Auswirkung. However, by combining these features in the manner given above, a core is obtained, which, in addition to being largely free of stray fields, has further advantages towards the outside. For example a slight axial displacement of the inner core part affects the coil values in general not. But even a shift in the radial direction only has an effect in the second order.

Die Wicklung kann — wie an sich bei Magnetkernen ebenfalls bekannt — unmittelbar auf dem Kernkörper angebracht werden, wodurch eine höhere Wickelraumausnutzung möglich ist. Dies hat besondere Bedeutung für räumlich besonders kleine Spulen. Ist jedoch beispielsweise für eine Scheibenwicklung ein Spulenkörper erforderlich, so läßt sich auch dieser sogar bei dem Beispiel nach Fig. 2 anwenden, indem man — wie zum Aufbringen von Spulen auf geschlossene Magnetkerne ebenfalls bereits bekannt ist — einen geteilten Wickelkörper benutzt, falls man es nicht vorzieht, eine Ausführung nach Fig. 3 zu wählen, auf die ein geschlossener Spulenkörper ohne Schwierigkeiten aufgeschoben werden kann.The winding can - as is also known per se with magnetic cores - directly on the Core body are attached, whereby a higher utilization of the winding space is possible. This has special features Significance for spatially particularly small coils. However, it is for a disc winding, for example a coil body is required, so this can even be used in the example according to FIG. 2, by - as is already known for applying coils to closed magnetic cores is - uses a split bobbin, if it is not preferred, a version according to Fig. 3 to choose on which a closed bobbin can be pushed without difficulty can.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Beispielen näher erläutert:The subject of the invention is explained in more detail in the drawing using examples:

In der Fig. 1 ist mit a ein einteiliger Kerninnenteil in Form einer Garnrolle bezeichnet, auf dem die benötigte Spulenwicklung angebracht wird. Dieser Innenteil a befindet sich in einem Mantelteil b, der inIn Fig. 1 , a one-piece core inner part in the form of a thread spool is designated with a, on which the required bobbin winding is attached. This inner part a is located in a shell part b, which is shown in

909 688/354909 688/354

Claims (5)

1 070 75? diesem Fall die Form eines .Rohrabschnittes hat, und steht mit diesem Mantelteil b lediglich über gewünschte, definierte Spalte in magnetischer Verbindung. Diese sind mit c bezeichnet und bilden zusammen den für die Scherung erforderlichen Spalt im nun im übrigen geschlossenen Kern. Diese Spalte können zum Teil aus Luft bestehen, sie können aber auch vollständig durch magnetisch nichtleitende feste Stoffe ausgefüllt sein. Der Mantelteil b überragt den Innenteil a in beiden Achsenrichtungen und ist durch Deckelteile d und e verschlossen. Die an den Abschlußteilen entstehenden Stoßfugen / liegen bei einer solchen Anordnung nicht mehr auf dem Wege des magnetischen Flusses. Läßt man den Mantelteil b den Kerninnenteil α so weit überragen, daß ein Fluß über die Stoßfugen f und die Deckelteile d und e praktisch nicht mehr entsteht, sondern der gesamte Fluß über die magnetische Spalte c flutet, so können die Stoßfugen / sich in keiner Weise mehr auf die elektrischen Werte der Spule auswirken. Um den Innenteila in dem gewünschten Abstand vom Mantelteil b und auch im gewünschten Abstand von den Enden des Mantelteils b zu halten, sind magnetisch nichtleitende, vorzugsweise aus Isolierstoff hergestellte Einlagen g, h und ! vorgesehen. Die hier als Beispiel angegebene Form für den Kerninnenteil soll einen sogenannten querschnittsgleichen Kern darstellen, der also, wie bei der Ausbildung von Magnetkernen bekannt, an jeder Stelle hinsichtlich des magnetischen Flusses gleichen Querschnitt aufweist. Die Form des Kerninnenteils a kann selbstverständlich auch anders gewählt werden, sogar unter Beibehaltung eines überall gleichen Querschnittes. In der Fig. 2 ist als Beispiel eine andere Form des Kerinnenteilsa wiedergegeben. Im übrigen sind in der Fig. 2 alle derFig. 1 entsprechenden Teile mit gleicher Bezeichnung vorgesehen. In der Fig. 3 ist eine etwas abgewandelte, nicht querschnittsgleiche Form dargestellt. Der Kerninnenteil k ist in Pilzform ausgebildet und befindet sich in einem topfförmigen Kernaußenteil I. Auch in diesem Fall ist der Kerninnenteil k mit dem Kernaußenteil / lediglich über definierte Schlitze m magnetisch verbunden. Der topf förmige Kernaußenteil / überragt den pilzförmigen Kerninnenteil k so weit, daß die Stoßfuge m zwischen Kernaußenteil / und Abdeckplatte ο praktisch keinen Einfluß auf die elektrischen Werte der Einrichtung ausüben kann. Die Distanzierung des Kerninnenteils k vom Außenteil / erfolgt zweckmäßigerweise wieder mit Isolierstoffteilen p, r und q. In der Zeichnung sind als Beispiele rotationssymmetrische Kerne wiedergegeben. Es ist jedoch, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, auch möglich, nicht rotationssymmetrische Kerne zu verwenden. Beispielsweise können Kerne mit einem von der Kreisform abweichenden Grundriß, z. B. mit rechteckigem Grundriß, wie er für geschlossene Magnetkerne ebenfalls bereits bekannt ist, nach den oben angegebenen Regeln aufgebaut werden. Diese Kerne können den gleichen Aufriß wie die dargestellten Ausführungsformen haben, nur eben mit dem Unterschied, daß es .• ich nicht um rotationssymmetrische Gebilde handelt. Oabei muß dann der Aiantelteil der Form der übrigen Kernteile angepaßt sein. Die ferromagnetische!! Abschlußteile für den Kernaußenteil, also beispielsweise die Deckel d, e und o, können aus dem gleichen ferromagnetische!! Material wie der Mantelteil bzw. Innenteil gefertigt sein. Es kann jedoch auch davon abweichen, beispielsweise sogar Eisen oder eine Eisenlegierung, wie Permalloy, sein. Bei den gemäß der Erfindung aufgebauten Spulenkernen ist ein Induktivitätsabgleich am Kern möglich. Dieser kann entweder in bekannter Weise durch Querschnittsänderung vorgenommen werden, indem man in eine Bohrung im Innenteil des Kernes eine Abgleichschraube oder ähnliches einführt, oder es kann, wie ebenfalls bekannt ist, durch ein verstellbares, ίο beispielsweise nur zum Teil aus ferromagnetischem Werkstoff bestehendes Glied der Luftspalt zwischen den einzelnen Kernteilen überbrückt werden. Ein Beispiel für eine derartige Möglichkeit ist in Fig. 4 wiedergegeben, die als Ausschnitt aus den Fig. 1 bis 3 gedacht sein möge. In dem distanzierenden, nicht magnetisch leitenden Werkstoff ist ein Einschnitt vorgesehen, in welchem eine beispielsweise von außen drehbare Scheibe t untergebracht ist, die nur zum Teil aus ferromagnetischem Werkstoff besteht. Durch mehr zo oder weniger weites Hineindrehen des ferromagnetischen Teils der Scheibe t wird dann ein mehr oder weniger großer Nebenfluß über die distanzierenden, nicht ferromagnetischen Teile erzeugt, der damit einen Abgleich der Induktivität ermöglicht. Die gemäß der Erfindung aufgebauten Kernanordnungen können auf allen bekannten Kernanwendungsgebieten verwendet werden. Besondere Bedeutung scheinen diese Kerne, insbesondere in einer flachen Form, also mit einem von der Kreisform abweichenden Grundriß für Übertrager und ähnliche Bauelemente dann zu besitzen, wenn diese Bauelemente mit anderen Kernen infolge des Streufeldes und der daraus resultierenden Wechselwirkung mit benachbarten Schalt- oder Bauteilen einen zu großen Raum beanspruchen würden. Patentansprüche:1 070 75? in this case has the shape of a pipe section, and is only in magnetic connection with this casing part b via desired, defined gaps. These are denoted by c and together form the gap required for the shear in the now otherwise closed core. These gaps can partly consist of air, but they can also be completely filled with magnetically non-conductive solid substances. The shell part b projects beyond the inner part a in both axial directions and is closed by cover parts d and e. With such an arrangement, the butt joints arising at the end parts are no longer on the path of the magnetic flux. If the shell part b protrudes beyond the core inner part α so far that a flow through the butt joints f and the cover parts d and e practically no longer occurs, but the entire flux flows over the magnetic gap c, the butt joints can in no way have more of an effect on the electrical values of the coil. In order to keep the inner part a at the desired distance from the jacket part b and also at the desired distance from the ends of the jacket part b, magnetically non-conductive inserts g, h and! intended. The shape given here as an example for the core inner part is intended to represent a so-called core with the same cross-section, which, as is known in the construction of magnetic cores, has the same cross-section at every point with regard to the magnetic flux. The shape of the core inner part a can of course also be chosen differently, even while maintaining a cross-section that is the same everywhere. In FIG. 2, another shape of the core part is shown as an example. Incidentally, in Fig. 2 are all derFig. 1 corresponding parts with the same designation are provided. In Fig. 3, a slightly modified, non-cross-sectional shape is shown. The inner core part k is designed in the shape of a mushroom and is located in a pot-shaped outer core part I. In this case too, the inner core part k is magnetically connected to the outer core part / only via defined slots m. The pot-shaped outer core part / protrudes beyond the mushroom-shaped inner core part k so far that the butt joint m between the outer core part / and cover plate ο has practically no influence on the electrical values of the device. The spacing of the core inner part k from the outer part / is expediently done again with insulating material parts p, r and q. In the drawing, rotationally symmetrical cores are shown as examples. However, without departing from the scope of the invention, it is also possible to use cores that are not rotationally symmetrical. For example, cores with a different plan from the circular shape, z. B. with a rectangular plan, as it is also already known for closed magnetic cores, can be built according to the rules given above. These cores can have the same elevation as the embodiments shown, the only difference being that they are not rotationally symmetrical structures. The Aiantel part must then be adapted to the shape of the other core parts. The ferromagnetic !! Closing parts for the outer core part, for example the covers d, e and o, can be made of the same ferromagnetic !! Material like the shell part or inner part be made. However, it can also deviate from this, for example even iron or an iron alloy such as permalloy. In the case of the coil cores constructed according to the invention, inductance adjustment on the core is possible. This can either be done in a known manner by changing the cross-section by inserting an adjusting screw or the like into a bore in the inner part of the core, or, as is also known, by an adjustable member, for example only partly made of ferromagnetic material Air gap between the individual core parts can be bridged. An example of such a possibility is shown in FIG. 4, which may be thought of as a detail from FIGS. 1 to 3. In the distancing, non-magnetically conductive material, an incision is provided in which a disk t, for example rotatable from the outside, is accommodated, which is only partially made of ferromagnetic material. By turning the ferromagnetic part of the disk t more or less inwards, a more or less large bypass flow is generated over the distancing, non-ferromagnetic parts, which thus enables the inductance to be balanced. The core assemblies constructed according to the invention can be used in all known core fields of application. These cores seem to be of particular importance, especially in a flat shape, i.e. with a plan deviating from the circular shape for transformers and similar components when these components combine with other cores as a result of the stray field and the resulting interaction with neighboring switching or components would take up too much space. Patent claims: 1. Nach außen hin praktisch streufeldfreier. durch Luftspalte gescherter, ferromagnetische!" Kern für Spulen, gekennzeichnet durch einen garnrollenförmigen oder pilzförmigen Kernteil aus ferromagnetischem Material, durch einen rohrförmigen Kernteil aus ferromagnetischem Material, in dem der garnrollenförmige oder piIzförmige Kernteil koaxial angeordnet ist und der den garnrollenförmigen oder pilzförmigen Kernteil beidseitig axial überragt, durch Deckelteile aus ferromagnetischem Material, durch die der rohrförmige Kernteil beidseitig abgeschlossen ist, und durch magnetisch nichtleitende Zwischenlagen, durch die der garnrollenförmige oder pilzförmige Körper gehaltert und allseitig von dem rohrförmigen Körper und den Deckelteilen magnetisch getrennt ist.1. Practically less stray field towards the outside. ferromagnetic, sheared by air gaps! " Core for bobbins, characterized by a thread roll-shaped or mushroom-shaped core part ferromagnetic material, through a tubular core part made of ferromagnetic material, in which the thread roll-shaped or piIz-shaped core part is arranged coaxially and the the thread roll-shaped or mushroom-shaped core part protrudes axially on both sides, through cover parts ferromagnetic material, through which the tubular core part is closed on both sides, and through magnetically non-conductive intermediate layers, through which the thread roll-shaped or mushroom-shaped Body held and magnetically separated on all sides from the tubular body and the cover parts is. 2. Kern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelteile aus Eisenblech oder einer Eisenlegierung, wie Permalloy, bestehen.2. Core according to claim 1, characterized in that the cover parts made of sheet iron or one Iron alloy, such as permalloy, exist. 3. Kern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flußführenden Kernteile querschnittsgleich sind.3. Core according to claim 1 and 2, characterized in that the flux-guiding core parts have the same cross-section are. 4. Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktivitätsabg'leich durch Querschnittsänderung des Kernkörpers, beispielsweise, durch Einbringen eines ferromagnetischen Teils, etwa einer Abgleichschraube, in eine Rohrung des Kernkörpers erzieibar ist.4. Core according to one of claims 1 to 3, characterized in that an inductivity adjustment by changing the cross section of the core body, for example by introducing a ferromagnetic part, such as an adjustment screw, in a pipe of the core body is. 5. Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktivitätsabgleich durch Erzeugung eines Nebenflusses über5. Core according to one of claims 1 to 4, characterized in that an inductance adjustment by creating a tributary over
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1225719B (en) * 1963-08-05 1966-09-29 Siemens Ag High-frequency coil adjustable inductance and adjustable quality
EP0025605A1 (en) * 1979-09-17 1981-03-25 TDK Corporation Inductance device

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DE1225719B (en) * 1963-08-05 1966-09-29 Siemens Ag High-frequency coil adjustable inductance and adjustable quality
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