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Glimmschutzbelag
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vorliegen, und weiter, dass bei einer angelegten Spannung, die Spannung pro Kornkontakt. einen gewissen kritischen Wert übersteigt.
Es ist schon vorgeschlagen worden, dass Beläge mit ausgeprägt spannungsabhängigem spezifischem Widerstand in der Weise hergestellt werden können, dass man auf der Oberfläche der elektrischen Isolation einen Lack anbringt, der aus einem härtbaren und bei Härtung schrumpfenden Kunststoff mit in diesen gemengtem Siliziumkarbidpulver besteht, und dass man danach den Kunststoff härtet. Indessen hat es sich herausgestellt, dass diese schon bekannten Beläge den Nachteil haben, dass in den Belägen Punkte oder Flecke auftreten, in denen Glimmen entsteht. Dieses Glimmen führt unter andern mit sich, dass die Lebensdauer der Beläge erheblich verkürzt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Lack, bei dessen Verwendung die genannten Ungelegenheiten beimGlimmen in den Belägen vermieden werden. Es hat sich gezeigt, dass dieses Resultat dadurch erreicht werden kann, dass dem Lack eine spezielle Zusammensetzung gegeben wird. Nach der Er- findung enthält der Lack ein härtbares Bindemittel, das bei Härtung eine Schrumpfung, vorzugsweise eine Volumenschrumpfung von 0,5 bis 5 % und Siliziumkarbid mit hohem spezifischem Widerstand aufweist.
Der Gehalt des Siliziumkarbids beträgt zweckmässigerweise 15 - 35 Ufo, vorzugsweise 20 - 30 % des Gesamtvolumens der nach Abtreibung von eventuellen Lösungsmitteln übriggebliebenen Bestandteile. Das Siliziumkarbid besteht zweckmässigerweise aus Kornfraktionen mit Mittelkorngrössen innerhalb eines Intervalls von 0,037 bis 0, 15 mm. Das Siliziumkarbid kann dabei aus einer einzigen Kornfraktion bestehen oder aus Mischungen von zwei oder mehreren Kornfraktionen.
Mit einer Kornfraktion mit einer Mittelkorngrösse von 0,037 mm ist eine Fraktion gemeint, bei der, ausser dass die Mittelkorngrösse den angegebenen Wert hat, ungefähr 90 % des Gewichtes der Fraktion aus Korngrössen zwischen 0,02 und 0, 07 mm besteht. Mit einer Kornfraktion mit der Mittelkorngrösse 0, 15 mm ist eine Fraktion gemeint, bei der, ausser dass die Mittelkorngrösse 0, 15 mm ist, ungefähr 90 % des Gewichtes der Fraktion aus Korngrössen zwischen 0, 09 und 0, 25 mm bestehen. Die übrigen Kornfraktionen mit Mittelkorngrössen innerhalb des Intervalls 0, 037-0, 15 haben eine entsprechende Korngrössenverteilung.
Mit dem Ausdruck Siliziumkarbid mit hohem'spezifischem Widerstand werden Siliziumkarbidtypen gemeint, die elektronische Leiter sind und die einen spezifischen Widerstand von zwischen einigen Ohm-cm bis zu mehreren Millionen Ohm-cm haben. In bekannten nicht linearen Komponenten, z. B. Widerständen in Ventilableitern und Varistoren, wird sogenanntes"Elektrokarbid"verwendet, d. h.
Siliziumkarbidqualitäten, denen durch eine spezielle Behandlung bestimmte Kontakteigenschaften gegeben worden sind. Diese Siliziumkarbidqualitäten haben niedrigere spezifische Widerstandswerte als die oben angegebenen. Gemäss vorliegender Erfindung hat es sich als zweckmässig erwiesen, nicht"Elektrokarbid" zu verwenden, wie man erwarten könnte, sondern Siliziumkarbidqualitäten mit hohem spezifischem Widerstand, die normalerweise nur für nicht elektrische Zwecke verwendet werden. hauptsächlich als Schleifmittel.
Da die kritische Eigenschaft des Bindemittels im Lack nicht seine chemische Zusammensetzung ist, sondern seine Eigenschaft zu schrumpfen, wenn der Belag angebracht wird, ist die Erfindung nicht auf Bindemittel begrenzt, die zu irgendeiner speziellen chemischen Gruppe von kunststoff-oder harzartigem Material gehören. Infolge der Schrumpfung werden die gemengten leitenden Partikel zusammengepresst, so dass leitende Kontakte zwischen ihnen entstehen. Vorausgesetzt, dass das Bindemittel, wenn es vom fliessenden in den endgültigen festen Zustand überführt wird, eine erforderliche Schrumpfung, vorzugweise eine Volumenschrumpfung zwischen 0,5 und 5 % aufweist, kann es aus jeder beliebigen chemischen Gruppe von kunststoff-oder harzartigem Material gewählt werden.
Mit Rücksicht auf den Wunsch, dass der Belag leicht zu applizieren ist und gute mechanische und thermische Eigenschaften hat, können einige geeignete Gruppen von Kunststoffmaterialien genannt werden, aus denen spezielle Sorten mit der gewünschten Schrumpfung gewählt werden können. Solche Gruppen sind z. B. ölmodifizierte, lufttrocknende und ofentrocknende Alkyde, Äthoxylinharze und Äthoxylinharze, die mit ölmodifiziertem Überschuss von Kar- boxylgruppen enthaltenden Polyesterharzen kombiniert sind. Weiters können Bindemittel zwischen z. B. den Polyurethanharz-und Silikonharzgruppen gewählt werden. Die Lacke können auf bekannte Weise mit Sikkativ, Weichmachern, Verdünnungsmitteln, Filmformern u. dgl. versetzt werden.
Ausser Siliziumkarbidpartikel können die Lacke in begrenztem Umfang ausserdem gleichzeitig andere feste Partikel solcher Typen, die gewöhnlich als Pigment verwendet werden, enthalten.
Beläge von äusserst hoher Qualität sind mit Siliziumkarbid mit hohem spezifischem Widerstand erhalten worden, da die Quantität des Siliziumkarbids in dem fertigen Belag 20-30 % des Volumens des Belages ausgemacht hat. Eine Erklärung für die erhaltene hohe Qualität bei Verwendung der Lacke nach der Erfindung ist, dass es mit Siliziumkarbid, mit hohem spezifischem Widerstand sich als möglich erwiesen hat, die Konzentration des leitenden Materials in dem Belag
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bedeutend höher zu halten, als bei Verwendung des vorhergenannten und für elektrische Zwecke gewöhnlich verwendeten Siliziumkarbids mit niedrigerem spezifischem Widerstand, und dass die Siliziumkarbidkörner infolge der angepassten Schrumpfung des Lackes in effektiven Kontakt miteinander gebracht werden,
ohne dass deswegen im Belag Risse infolge der Schrumpfung des Lackes entstehen. Dadurch, dass die Konzentration grösser gemacht werden konnte, hat man Pünktchen oder Flecke mit unbefriedigender Menge von leitenden Partikeln und damit Pünktchen oder Flecke, in denen Glimmen auftritt, vermeiden können.
Im folgenden werden einige Beispiele von Lacken nach der Erfindung gegeben.
Ein Lack nach der Erfindung kann zubereitet werden durch Zusammenmischung von 48 Gew.-Teilen
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von 4,8 Gew.-Teilen eines Härters vom Amintyp (z. B. "Härter 951" der Ciba A. G.), welche Mischung aus Harz und Härter bei Überführung vom ungehärteten fliessenden zum gehärteten festen Zustand eine Schrumpfung innerhalb des angegebenen Intervalls aufweist. Die Quantität Siliziumkarbid macht ungefähr 26 % des Gesamtvolumens der Bestandteile des Lackes, inklusive des Siliziumkarbids, aus. Der Lack kann bei Zimmertemperatur oder bei erhöhter Temperatur gehärtet werden.
Ein anderer Lack kann zubereitet werden durch Zusàmmenmischung von 39 Gew.-Teilen Silizium- karbid mit hohem spezifischen Widerstand und von einer Kornfraktion mit der Mittelkorngrösse von 0,05 mm und 90 % der Fraktion innerhalb der Korngrössen 0, 03 - 0, 08 mm, 57. Gew.-Teilen eines un-
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102"der Ciba951" der Ciba A. G.), welche Mischung aus Harz und Härter eine Schrumpfung bei der Härtung innerhalb des angegebenen Bereiches aufweist. Die Quantität Siliziumkarbid macht ungefähr 22 % des Volumens aus, das der Lack inklusive des Karbids hat, wenn das Lösungsmittel entfernt wird. Der Lack kann bei Zimmertemperatur oder bei erhöhter Temperatur gehärtet werden.
Die Lacke können in begrenztem Umfang Pigment zusätze enthalten, was aus folgendem Beispiel her-
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5 Gew. - Teilenkorngrösse 0,05 und mit90% der Fraktion innerhalb der Korngrössen 0, 03 - 0, 08 mm und 3, 5 Gew. - Teile hochdisperses Siliziumkarbid gefügt. Von den 61, 5 Gew.-Teilen des pigmentierten Alkyds bestehen 31, 4 Gew.-Teile aus Alkyd, 4 Gew.-Teile aus Zinkchromat, 8 Gew.-Teile aus Eisenoxyd und 17, 6 Gew.-Teile ausXylol als Lösungsmittel. Die Quantität Siliziumkarbid macht ungefähr 24 % des Gesamtvolumens der Bestandteile des Lackes, inklusive Karbid, Siliziumdioxyd und Pigment aus, aber ohne das Lösungsmittel.
Die Zeichnung zeigt schematisch einen Querschnitt einer aus einem Stator in eine elektrische Maschine austretenden Spule, die mit einem auf der Isolation angebrachten, einen Lack gemäss der Erfindung enthaltenden Belag versehen ist. Der zentrale Leiter 1 ist in normaler Weise von einer Isolierung 2 umgeben. Der Leiter tritt aus dem Eisenkern 3 der Maschine heraus. Der dem Eisenkern am nächsten liegende Teil der Spule ist mit einem Flächenbelag 4 versehen, der aus einem Lack gemäss der Erfindung besteht.
Statt den Lack unmittelbar auf den zu schützenden isolierten Leiter anzubringen, kann der Lack zuerst auf ein Band, z. B. ein Baumwollband, Glasfaserband od. dgl. angebracht werden, das danach um die Isolierung des Leiters gewickelt wird. Die Härtung des Lackes kann vor oder nach dem Wickeln stattfinden.
Es ist offenbar, dass der Lack nach der Erfindung mit Vorteil nicht nur für Beläge auf den freien Wickelköpfen in elektrischen Maschinen, bei Hochspannungsdurchführungen und Kabelenden verwendet werden kann, sondern auch für Beläge in vielen andern Fällen in elektrischen Geräten und Maschinen, wo der Bedarf besteht den Potentialgradienten auf der Oberfläche einer Isolierung auszugleichen.
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