Beschreibung

Magnetkern, Magnetanordnung und Verfahren zur Herstellung des Magnetkerns

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Konstruktion und der Herstellungsverfahren von offenen Magnetkernen, insbesondere Stabkernen.

Als Magnetkerne haben sich neben Ferritkernen insbesondere für den niederfrequenten Bereich auch laminierte Kerne aus dünnen Lagen amorphen oder nanokristallinen metallischen Magnetmaterials als sehr leistungsfähig herausgestellt.

Derartige Magnetkerne finden beispielsweise auf dem RFID-

Gebiet für Diebstahlssicherungen, Erkennungs- und Identifikationssysteme sowie für die drahtlose Energie- und Informationsübertragung Anwendung. Entsprechende Arbeitsfrequenzen können im Bereich von 20 bis 150 kHz oder um 13,5 MHz liegen. Bei den entsprechenden Magnetkernen handelt es sich um Massenprodukte, die einem extremen Preisdruck unterliegen.

Besondere Anforderungen ergeben sich dann, wenn nur geringe Wirbelstromverluste zugelassen sind und eine hohe Güte der Kerne gefordert wird. Entsprechende Qualitäten lassen sich bei laminierten Kernen nur mit sehr dünnen Lagen (kleiner als 15 μm) erreichen, wobei diese vorteilhaft gemäß dem Stand der Technik noch durch elektrisch isolierende Zwischenlagen voneinander getrennt sind.

Um die gewünschten Eigenschaften des Magnetkerns zu erreichen, ist eine möglichst lineare magnetische B(H)- Abhängigkeit (konstante differentielle effektive Permeabilität dB/dH über den gesamten H-Bereich) mit minimaler Koerzi- tivfeidstärke beziehungsweise Remanenz notwendig. Hierdurch werden Verluste minimiert und die Güte maximiert. B bezeichnet dabei die Induktion, H das magnetische Feld.

Für die angestrebte Hystereseschleife, nämlich mit einer möglichst geringen Hysterese und linearen B (H) -Abhängigkeit ist es optimal, wenn die kristallinen magnetischen Bereiche einer einzelnen Lage (Elementarmagnete) mit ihrer Magnetisierung senkrecht zu der Richtung des Magnetfeldes liegen, das später beispielsweise durch eine Spule angelegt wird und idealerweise in der gemittelten Richtung der Lagenlängsachsen liegt . In diesem Fall ergibt sich eine Auslenkung der Elementarmagnete bei Anwenden eines äußeren Magnetfeldes, die annähernd linear von der Magnetfeldstärke abhängt. Bei einer änderung der Magnetfeldrichtung drehen sich die Elementarmagnete zurück.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich dem entsprechend auf einen Magnetkern mit mindestens zwei Lagen eines magnetischen Materials, wobei jede Lage für sich eine Lagenlängsachse aufweist sowie eine magnetische Vorzugsorientierung (Anisotropierichtung) wenigstens annähernd senkrecht zur Lagenlängsachse. Die Längenlängsachse ist üblicherweise eine Symmetrie- achse gleich oder nahezu parallel der Herstellungsrichtung

(z. B. Gießrichtung) des Bandes sowie zur Magnetisierungs- richtung bei einer bestimmungsgemäßen Ansteuerung. Bei der ^* beschriebenen Anisotropierichtung handelt es sich dann um eine sogenannte Queranisotropie.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Magnetkern der genannten Art zu schaffen, der eine hohe Güte mit hohen Permeabilitäten verbindet und dabei übliche Lagendicken verwendet sowie kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die verschiedenen Lagen unabhängig von der Ausrichtung der Lagenlängsachsen derart ausgerichtet sind, dass die Winkel zwi- sehen Anisotropierichtungen unmittelbar benachbarter Lagen möglichst minimiert sind.

Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die gewünschten Materialeigenschaften des Magnetkerns für eine Magnetisierung in Richtung parallel zu den Lagenlängsachsen dann erreicht werden können, wenn jede der Lagen eine Anisotropierichtung quer zur Längsachse aufweist und wenn die Anisotropierichtungen benachbarter Lagen möglichst wenig voneinander abweichen, insbesondere weniger als 10°, besser noch weniger als 4°. Weniger einflussreich sind Abweichungen der Richtungen der La- genlängsachsen benachbarter Lagen zueinander beziehungsweise Abweichungen der jeweiligen Lagenlängsachse von der Orthogonalen zur Anisotropierichtung.

Entgegen der bisherigen Meinung beeinflussen benachbarte La- gen einander durch statische magnetische Wirkungen so sehr, dass die möglichst genaue übereinstimmung der Ausrichtung der Anisotropierichtungen benachbarter Lagen den größten Effekt auf die oben definierte Qualität des Magnetkerns hat. Deshalb werden bei der Ausrichtung benachbarter Lagen zueinander die- se derart positioniert, dass die Anisotropierichtungen weitgehend parallel zueinander sind.

Auf andere geometrische Parameter der einzelnen Lagen wird erst in zweiter Linie Rücksicht genommen.

Werden die einzelnen Lagen beispielsweise durch eine Rascher- starrungstechnologie in Form eines kontinuierlichen Bandes hergestellt, das kontinuierlich magnetisiert und später geteilt wird, so ist dafür Sorge zu tragen, dass einerseits die Anisotropierichtung des Bandes sich während des Herstellungsprozesses entlang seiner Länge möglichst wenig ändert und dass die einzelnen Lagen, die durch Teilung des hergestellten Bandes entstehen, während des Herstellungsprozesses möglichst nicht verdreht werden, so dass sie in der Art, wie sie gleichsinnig magnetisch orientiert worden sind, später gestapelt werden. Weicht die Anisotropierichtung dann bei den einzelnen Lagen von der senkrechten zur Lagenlängsachse ab, so

wird durch ein derartiges Stapeln zumindest erreicht, dass benachbarte Lagen ähnlich große Abweichungen in der Richtung der Anisotropie haben und dadurch die Winkeldifferenz zwischen benachbarten Lagen nicht besonders groß ist. Dies wäre genau gegenteilig, wenn zwei Lagen gegeneinander gegenüber der im Herstellungsprozess eingenommenen Position um 180° verdreht würden, bevor sie aufeinander gestapelt werden. Dann würden sich die Abweichungen von der Anisotropierichtung gegenüber der Senkrechten zur Längsachse aufaddieren und die Güte des so entstehenden Magnetkernes würde drastisch verschlechtert .

Eine entsprechende sorgfältige Ausrichtung der Anisotropierichtungen ist selbstverständlich auch bei andersartiger Her- Stellung der einzelnen Lagen zu beachten. Liegt bei einer

Menge von Lagen eine bekannte Verteilung der Anisotropierichtungen vor, so können die Lagen durch Wahl der Stapelreihenfolge auch so angeordnet werden, dass die Summe der jeweils von den Anisotropierichtungen benachbarter Lagen eingeschlos- senen Winkel minimiert ist.

Die magnetostatische Natur der Wechselwirkung zwischen benachbarten Lagen bedingt es, dass eine besonders große Störung dann stattfindet, wenn die einander zugewandten Oberflä- chen benachbarter Lagen eine starke Rauhigkeit aufweisen.

Dieser Effekt könnte so zu erklären sein, dass wegen der entsprechenden Rauhigkeit und der damit verbundenen gestörten magnetischen Struktur an der Oberfläche viele Magnetfeldlinien aus dem Körper der einzelnen Lage aus- und in eine be- nachbarte Lage eintreten und sich somit die magnetischen Eigenschaften benachbarter Lagen stark beeinflussen. Es bringt daher Vorteile, wenn die Rauhigkeit der Oberflächen insgesamt kleiner als 0,5 μm, besser noch kleiner als 0,3 μm gestaltet wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die benachbar- ten Lagen sehr eng aufeinander liegen, beispielsweise mit einem Abstand, der kleiner als 20 μm, insbesondere kleiner als 10 μm ist.

Die Lagen des Magnetkerns bestehen vorteilhaft aus einem metallischen Magnetmaterial mit einer relativen Permeabilität zwischen 500 und 20.000, insbesondere zwischen 1.000 und 10.000. Es ist dann mit der Erfindung eine Güte höher als 20 bei Frequenzen um 125 kHz erreichbar. Hierzu können die Lagen beispielsweise aus einem amorphen beziehungsweise na- nokristallinen magnetischen Material bestehen. Die einzelnen Lagen können vorteilhaft auch durch Zwischenlagen aus einem unmagnetischen und/oder elektrisch isolierenden Material voneinander getrennt sein. Hierfür kann beispielsweise eine Folie von einer Dicke kleiner als 20 μm verwendet werden.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Magnetanordnung mit einem Magnetkern, wie er gemäß der Erfindung beschrieben wurde, wobei die Magnetanordnung durch eine zylindrische, den Magnetkern umgebende Spule vervollständigt wird, deren Zylinderachse parallel zu einer Längsachse des Magnetkerns ausgerichtet ist, welche sich als Mittelung der einzelnen Lagen- längsachsen oder als Symmetrieachse des Kerns ergibt.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der Magnetanordnung ergeben sich optimale Parameter für die magnetischen Kennzahlen wie beispielsweise die Güte und die Linearität der Hysterese- Kurve .

Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerns gemäß der Erfindung.

Der Herstellungsprozess kann vorteilhaft so gestaltet sein, dass die Anisotropierichtung des Bandes über kurze Entfernungen nur wenig schwankt und dass die einzelnen Lagen unverdreht gegenüber der Position, die sie während des Herstellungsprozesses zumindest bei der Ausprägung der magnetischen Vorzugsorientierung eingenommen haben, aufeinander gestapelt werden. Dadurch ergibt sich ein minimaler Winkelunterschied zwischen den Anisotropierichtungen benachbarter Lagen.

Es kann sich bei einer derartigen Ausrichtung der einzelnen Lagen auch ergeben, dass die entsprechenden Lagen in unterschiedlichen Winkelpositionen der Lagenlängsachsen zueinander gestapelt werden müssen. Dann können die einzelnen Lagen entsprechend beschnitten werden, so dass insgesamt ein massiver beispielsweise quaderförmiger Magnetkern entsteht. Das Beschneiden der Lagen kann beispielsweise durch Laserschneiden oder durch Schneiden mit einem Hochdruckwasserstrahl gesche- hen.

Die magnetische Vorzugsorientierung wird auf die einzelnen Lagen entweder bereits bei der Herstellung eines kontinuierlichen Bandes aus einem Magnetmaterial eingeprägt oder aber nachdem die einzelnen Lagen schon entsprechend geteilt sind. Die magnetische Vorzugsorientierung wird vorzugsweise durch eine Wärmebehandlung in einem Magnetfeld erreicht. Unterstützend oder auch ausschließlich kann auch während einer Wärmebehandlung ein Längszug in Richtung der Längsachsen der Lagen aufgebracht werden. Wichtig im Zusammenhang der Erfindung ist, dass bei der Ausbildung eines Magnetkerns beziehungsweise einer entsprechenden Magnetanordnung die Ausrichtung einer mittleren Anistropierichtung gegenüber der Längsachse einer Zylinderspule nur von zweitrangiger Bedeutung ist und dass eher die Winkelabweichungen in den Anisotropierichtungen benachbarter Lagen des Magnetkerns für die Güte des Magnetkerns ausschlaggebend sind.

Die genaue Ausrichtung der Anisotropierichtungen ist daher auch nicht so wichtig wie die Gleichförmigkeit der Ausrichtungen von Lage zu Lage .

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie- ben. Dabei zeigt

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Magnetkern mit einer Spule,

Figur 2 schematisch eine Lage mit einer Anisotropierichtung k, die von der Senkrechten auf die Lagenlängsachse abweicht,

Figur 3 mehrere Lagen, deren Längsachsen von der Spulenlängsachse abweichen,

Figur 4 zwei Lagen, deren Anisotropierichtungen im Feld der Spule gegeneinander verdreht sind,

Figur 5 zwei Lagen, deren Längsachsen parallel zueinander und parallel zur Längsachse der Spule ausgerichtet sind, während ihre Anisotropierichtungen um den Winkel δ = 2α differieren,

Figur 6 zum Vergleich mehrere Hystereseschleifen von verschiedenen Konstellationen von Kernen.

In der Figur 1 ist ein laminierter Kern 1 in dreidimensionaler Ansicht gezeigt, der aus mehreren Lagen eines flachen magnetischen Materials, beispielsweise eines nanokristallinen oder amorphen Magnetmaterials besteht mit eingefügten Abstandskörpern in Form einer isolierenden Folie. Der Kern 1 weist die Form eines Quaders auf und ist von einer aufgewickelten Spule 2 umgeben. Die Längsachse L des Kerns 1 ist in der gezeigten Anordnung parallel zur Spulenlängsachse, die im folgenden durch die Richtung des Feldes H bezeichnet ist.

In der Figur 2 ist eine einzelne Lage 3 dargestellt, deren

Anisotropierichtung mit k bezeichnet ist. Die Längsachse Ll der Lage 3 ist in der gezeigten Anordnung parallel zu der mit H bezeichneten Zylinderachse der Spule 2, die auch der Feldrichtung der Spule entspricht .

Die Richtung der Anisotropie k weicht vom Idealzustand, in dem sie exakt senkrecht auf der Längsachse Ll steht, um einen

Winkel α > 0 ab. Dies geschieht durch Unregelmäßigkeiten im Herscellungsprozess, entweder dadurch, dass der Kern als Stapel einer entsprechenden Feld-Wärmebehandlung unterzogen wird und bei diesem Verfahren Inhomogenitäten auftreten, oder da- durch, dass die Lagen zunächst in Form eines fortlaufenden Bandes, beispielsweise in Rascherstarrungstechnologie hergestellt werden und dabei eine kontinuierliche Aufprägung der Anisotropie durch eine Feldanwendung vorgenommen wird, wobei ebenfalls Unregelmäßigkeiten auftreten können. Bei den be- kannten Herstellungsverfahren wurden Abweichungen α zwischen 5 und 40° gemessen.

Grundsätzlich sollen die genannten Unregelmäßigkeiten möglichst minimiert werden, jedoch ist es bei den geforderten geringen Herstellungskosten eines erfindungsgemäßen Magnetkerns kaum möglich, die Winkelabweichungen der Anisotropie soweit zu reduzieren, dass sie unbeachtlich sind.

Die Figur 3 zeigt zwei Lagen des Magnetkerns, deren Längsach- sen L zueinander parallel, aber gegenüber der Symmetrieachse

H der Spule 2 um einen Winkel ß > 0 gedreht sind. In der Darstellung stehen die Anisotropierichtungen k jeweils senkrecht auf den Längsachsen L der Lagen.

Figur 4 zeigt zwei gegeneinander verdrehte Lagen 3, 4 wobei die Lagenlängsachsen mit L _i# L ₂ bezeichnet und gegeneinander um den Winkel 2ß verdreht sind, ß bezeichnet dabei die Verdrehung jeder einzelnen Längsachse Li, L ₂ gegenüber der Zylinderachse H der Spule. Die Anisotropierichtungen ki, k ₂ stehen jeweils senkrecht auf den Längsachsen L ₁ , L ₂ und schließen damit ebenfalls einen Winkel δ = 2ß ein.

Figur 5 zeigt den Fall zweier Lagen, deren Längsachsen parallel zueinander und parallel zur Symmetrieachse H der Spule ausgerichtet sind, wobei jedoch jede der Anisotropierichtungen ki, k ₂ um einen Winkel α gegenüber der entsprechenden Längsachse verdreht ist . Die beiden Lagen sind derart gesta-

pelt, dass die Verdrehung der Anisotropierichtungen ki, k ₂ jeweils im unterschiedlichen Winkelrichtungssinn gegenüber der entsprechenden Längsachse der Lage verdreht sind, so dass sich eine Winkeldifferenz zwischen den Anisotropierichtungen ki, k ₂ von δ = 2 α ergibt.

Bei Untersuchungen der magnetischen Eigenschaften der dargestellten Kernkonstellationen ergibt sich zunächst , dass, wie erwartet, bei einer ideal zur Längsachse ausgerichteten Ani- sotropierichtung k gemäß Figur 3 eine Verdrehung des Magnetkerns gegenüber der Richtung H des äußeren Magnetfeldes zu einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der Gesamtkonstellation führt.

Es wurde beispielsweise die Güte einer Antenne mit einem aus zwei Lagen gebildeten Kern gemessen, wobei beide Lagen eine exakt eingestellte Anisotropierichtung (δ = 0) aufwiesen. Liegen beide Lagen exakt übereinander und werden diese gegenüber der Richtung H der Spulenachse verdreht, so fällt die Güte der Antennenanordnung erwartungsgemäß ab.

Zur überraschung ergab sich jedoch, dass die Güte stärker abfällt, wenn die beiden Lagen gegenüber der Richtung H entgegengesetzt um den Winkel ß verdreht werden ihre Längsachsen Li, L ₂ also den Winkel δ=2ß einschließen.

überraschenderweise ergab sich damit, dass die Ausrichtung der einzelnen Lagenlängsachsen gegenüber der Richtung H, die der Winkel zwischen den Anisotropierichtungen ki, k ₂ einer- seits und der Richtung H beziehungsweise der Abweichung dieses Winkels von 90° eine untergeordnete Rolle spielt. Wesentlich stärker wirkt eine Verdrehung der Anisotropierichtungen gegeneinander (Figur 4) .

Um bei der beschriebenen Konstellation, die in der Figur 4 dargestellt ist, den Einfluss der Tatsache auszuschließen, dass die Lagen nicht mehr komplett überlappen, wurden diese für einen weiteren Versuch derart präpariert, dass die jewei-

ligen Anisotropierichtungen, wie in der Figur 5 dargestellt, jeweils um den Winkel «^beziehungsweise -ctgegenüber der jeweiligen Lagenlängsachse Li, L ₂ verdreht sind. Auf diese Weise können die beiden Lagen deckungsgleich übereinander gelegt werden, wobei die Anisotropierichtungen k _x , k ₂ um den Winkel α = 2δ gegeneinander verdreht sind, ebenso wie in der Konstellation gemäß Figur 4. Es zeigte sich, dass die Güte ebenfalls, wie bei der in der Figur 4 dargestellten Konstellation, stark zurückgeht. Ein Vergleichsversuch, bei dem die La- gen gegenüber der in Figur 5 dargestellten Konstellation um 180° gegeneinander verdreht werden, so dass die beiden Anisotropierichtungen ki, k ₂ deckungsgleich waren, jedoch wie in Figur 2 gegenüber der Spulenlängsachse H um den Winkel α verdreht, zeigte, dass in dieser Konstellation die Güte we- sentlich weniger beeinträchtigt war.

Es ergibt sich der Schluss, dass die relative Lage der Anisotropierichtungen ki, k ₂ zweier direkt benachbarter Lagen 3, 4 den für die Güte der Gesamtanordnung ausschlaggebenden Faktor darstellt.

Die beschriebenen Messungen lassen sich unter quasi statischen Bedingungen durchführen, so dass der Schluss gezogen werden muss, dass es sich um ein magnetostatisches und nicht um ein dynamisches Problem handelt.

Eine mögliche Erklärung liegt darin, dass die Remanenzfelder der individuellen Lagen miteinander wechselwirken. Dies kann durch eine Oberflächenrauhigkeit der Lagen geschehen, durch die Magnetfelder aus dem Querschnitt austreten und miteinander wechselwirken. Durch die hohe überdeckung der Grenzflächen von benachbarten Lagen findet eine entsprechend starke Wechselwirkung statt, deren Reichweite etwa wenige 10 μm betragen dürfte . Ein erhöhter Abstand der Lagen im Bereich von 30 bis 100 μm führt auch dementsprechend zu einer Optimierung der Hystereseschleifen beziehungsweise der gemessenen Güten, wie eine Messung ergab.

Ein weiteres Indiz für die beschriebene Erklärung des Effektes ist, dass die Leitfähigkeit eines zwischen die Lagen eingebrachten Abstandskörpers keinen Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften hat. Eine Kunststofffolie in diesem Be- reich bewirkt den gleichen Effekt wie eine unmagnetische Metallfolie. Dynamische Wirbelstromeffekte sind damit an dem beobachteten Effekt nicht beteiligt.

Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass die Qualität eines erfindungsgemäßen Kerns durch die Wechselwirkung der Magnetisierungen benachbarter Lagen bestimmt wird. Remanente Felder der einzelnen Lagen können sich gegenseitig stören und somit die Hystereseschleifen der einzelnen Lagen auf der Feldachse gegeneinander verschieben. Die Folge ist eine Erhöhung der Ummagnetisierungsverluste und Verringerung der Güte des Kerns insgesamt.

Diese Wechselwirkungen werden bei bisherigen Herstellungsverfahren nicht berücksichtigt, die Magnetisierungseigenschaften der Kerne waren damit zufälligen Schwankungen und im Durchschnitt nicht optimal .

Die erfindungsgemäße Gestaltung eines Magnetkerns erreicht ihre Vorteile dementsprechend durch eine möglichst genau parallele Ausrichtung der Anisotropierichtungen ki, k ₂ benachbarter Lagen, wobei die Reduzierung von Oberflächenrauhigkei- ten, die optimale Abstandseinstellung benachbarter Lagen und die wirbelstrombedingt minimierte Lagendicke jeweils einen Beitrag zur Gesamtqualität leisten.

Da eine Verdrehung der Anisotropierichtungen ki, k ₂ gegenüber den Lagenlängsachsen der einzelnen Lagen 3, 4 nicht ganz zu verhindern ist, sollte zumindest sichergestellt werden, dass die Verdrehung der Anisotropierichtungen benachbarter Lagen gegenüber der jeweiligen Längsachse gleichsinnig ist. Dies ist in einer ersten Variante eines Herstellungsverfahrens dadurch möglich, dass die Feld-Wärmebehandlung bei einem gestapelten Kern vorgenommen wird, bei dem zwar Inhomogenitäten in der Verteilung der Anisotropierichtungen unvermeidlich sind,

wobei jedoch diese Inhomogenitäten gemäß einer stetigen Funktion über den Kern verteilt sind und somit zwischen zwei benachbarten Lagen nicht springen.

Noch besser werden die Ziele der Erfindung jedoch erreicht bei einem Verfahren, bei dem zunächst die Lagen als fortlaufendes Band beispielsweise in Rascherstarrungstechnologie hergestellt und kontinuierlich einer entsprechenden Feldbehandlung unterzogen werden, so dass die Anisotropierichtung zunächst einmal über die Länge des hergestellten Bandes mög- liehst wenig variiert. Danach wird das Band in einzelne Lagen geteilt und diese Lagen werden unverdreht, so wie sie im Band hergestellt worden sind, aufeinander gestapelt, wobei vorzugsweise auch solche Lagen, die vor der Teilung des Bandes benachbart waren, in dem Stapel direkt aufeinander zu liegen kommen. Durch dieses Vorgehen wird sichergestellt, dass einerseits die Verdrehungsrichtung der Anisotropierichtungen benachbarter Lagen gegenüber ihren Längsachsen nicht gegensinnig sondern gleichsinnig sind und dass die Beträge der Verdrehungen bei benachbarten Lagen nicht all zu sehr variie- ren .

Es können beispielsweise bei einer Feld-Wärmebehandlung im Durchlaufverfahren auch Zugkräfte in Längsrichtung des Bandes aufgebracht werden, was zur Stabilisierung der Anisotropie- richtung quer zur Bandlängsrichtung beiträgt. Die so gefer- tigten und geteilten magnetisch homogenen Bandabschnitte werden dann als Lagen automatisch aufeinander gestapelt und geeignet fixiert.

Bei dem so behandelten Band kann eine Bandoberseite und eine Bandunterseite definiert werden, wobei sich diese bei durch Rascherstarrung hergestellten Bändern dadurch unterscheiden, dass die Unterseite, die während der Fertigung der Wärmesenke zugewandt war, matt erscheint, während die Oberseite glänzend erscheint. Beim Stapeln werden die einzelnen Lagen derart angeordnet, dass die Oberseiten aller Lagen in die selbe Rich- tung weisen.

Die einzelnen Lagen werden anschließend gegeneinander durch Verkleben, Umkleben mit einem Klebeband, Vergießen in eine entsprechende Form, Umspritzen mit Kunststoff oder ein anderes geeignetes Verfahren fixiert. Alternativ können die Lagen bereits vor dem oder beim Stapeln mit einer Klebeschicht versehen werden, die zu einer Fixierung des Kerns nach dem Stapeln führt. Nach der Fertigstellung des Kerns wird dieser mit einer Spule in Form einer Drahtbewicklung umgeben, wobei die Spulenachse parallel zur Längsachse L des Kerns verläuft. Die Abweichung der Richtung der Spulenachse von der Richtung L der Längsachse des Kerns sollte höchstens wenige Grad betragen.

Es kann auch während des Stapeins der einzelnen Lagen die Güte des so entstandenen Kerns gemessen und die relative Posi- tion der einzelnen Lagen zueinander durch Verdrehen optimiert werden. Auch durch Zwischenlage von Abstandskörpern zwischen den einzelnen Lagen lassen sich die magnetischen Eigenschaften des Kerns verbessern, wobei auf eine Begrenzung der Volumenzunahme des Kerns insgesamt geachtet werden muss, so dass dicke Abstandskörper sich nur bei solchen Kernen anbieten, die aus relativ wenigen Lagen bestehen.

Grundsätzlich lassen sich die Lagen, aus denen der erfindungsgemäße Magnetkern besteht, auch derart herstellen, dass ein kontinuierlich hergestelltes Band durch eine entsprechen- de Feld-Wärmebehandlung mit einer Anisotropie in seiner Längsrichtung versehen wird, dass darauf das Band in Abschnitte geteilt wird und diese derart zu einem Kern zusammengefügt werden, dass die magnetischen Anisotropierichtungen der einzelnen Abschnitte wieder, wie oben beschrieben, senk- recht zur Längsachse des Kerns verlaufen. Die Längsachsen der einzelnen Abschnitte würden bei einer derartigen Ausgestaltung jedoch in einem Winkel von 90° zur Längsachse des entstehenden Kerns stehen.

Figur 6 zeigt verschiedene Hystereseschleifen für einen Kern aus mehreren Lagen einer amorphen Kobaltbasislegierung, wobei

die Kurven 5, 6 auf einem Kern basieren, der nach einer üblichen Methode hergestellt wurde. Dabei wird das Band zunächst zu einer Rolle entgegengesetzt und diese Rolle bzw. Stapel mehrerer Rollen in einem Magnetfeld getempert. Schwankungen der Anisotropierichtung entlang der Bandlänge sind dabei unvermeidlich. Danach wird das Band in Abschnitte unterteilt und diese gestapelt . Magnetische Messungen zeigen eine Verdrehung der Anisotropierichtungen benachbarter Streifen. Kurve 7 basiert auf einem Kern, dessen einzelne Lagen vor dem Stapeln mit einer einheitlichen Anisotropierichtung versehen wurden, die nahezu senkrecht (α<4°) auf der Längsachse steht. Die Messungen wurden mit zwei Zylinderspulen bei einer Frequenz von 3 kHz aufgenommen.

Die Kurve 5 zeigt eine Standard-Hystereseschleife, wobei die einzelnen Lagen des Kerns direkt aufeinander gestapelt sind. Durch den direkten Kontakt der Bandlagen und entsprechende Streuung der Anisotropierichtungen entsteht in diesem Fall eine Erhöhung der Remanenz- und Koerzitivfeidstärke .

Werden Zwischenlagekörper in Form einer 30 μm dicken Folie zwischen die einzelnen Lagen gebracht, so ergibt sich bei gleicher Art der Herstellung der einzelnen Lagen die Kurve 6. Es ist zu erkennen, dass die gegenseitige Beeinflussung der Lagen durch die Zwischenlage der Folie praktisch eliminiert wird, so dass die Fläche der Hystereseschleife durch die ge- ringe Remanenz und Verringerung der Koerzitivfeidstärke minimiert ist. Der Linearitätsbereich der entsprechenden Kurve 6 ist jedoch wegen der Abweichungen der einzelnen Anisotropierichtungen der Lagen noch nicht optimal groß.

Die Kurve 7 lässt praktisch keine Fläche in der Hystere- seschleife mehr erkennen und zeigt auch einen optimalen Linearitätsbereich, dadurch dass relativ geringe Abweichungen zwischen den Anisotropierichtungen der einzelnen Lagen durch das Herstellungsverfahren erreicht werden. Die Kurve 7 ergibt sich praktisch identisch in den beiden Fällen, dass einer- seits Zwischenlagekörper in Form der 30 μm dicken Folie zwi-

sehen die Lagen eingebracht werden oder dass diese andererseits weggelassen werden. Es zeigt sich dadurch, dass bei hinreichend genauer übereinstimmung der Anisotropierichtungen die Wechselwirkung zwischen den einzelnen Lagen auch ohne die Zwischenlage einer Folie minimiert ist.