Glasfaser. Die Erfindung bezieht sich auf eine Glas faser aus nichtalkalischem Glas, welches sich leicht schmelzen und gut verarbeiten lässt und Produkte liefert, die gegen hohe Tem peraturen, gegen die Einwirkung von Feuch tigkeit und Chemikalien beständig sind und einen hohen elektrischen Widerstand be sitzen.
Der verwendete Ausdruck "nichtalka lisches" Glas soll im Sinne der Erfindung nicht nur alkalifreies, sondern auch gegebe nenfalls alkaliarmes Glas umfassen.
Gemäss der Erfindung besteht die Faser aus einem Glas, welches 10-43 % Erdalkali- oxyde, 7-307, Aluminiumoxyd und 40 bis <B>67%</B> Siliziumoxyd enthält.
Die üblichen Gläser werden aus einer Mi schung von Alkalien, Kalk oder andern Erd alkalien und Silikaten hergestellt. Die Zu sammensetzungen haben sich im Laufe der Zeit durch Berechnungen und Erfahrungen ergeben und richten sich zum Teil nach dem Verwendungszweck der aus ihnen herzustel lenden Gegenstände sowie nach den Kosten, die hierfür aufgewendet werden dürfen. Diese Gläser haben sich für eine grosse An zahl von Gebrauchszwecken als zufrieden stellend erwiesen und bewährt.
Kommt es jedoch auf einen hohen Grad von Dauerhaftigkeit an, dann sind diese ge wöhnlichen Gläser ungeeignet. Dieses ist z. B. der Fall, wenn aus dem Glas Fasern für Isolier- und Textilzwecke hergestellt werden sollen. Solche Fasern besitzen eine aussergewöhnlich grosse spezifische Ober fläche. Das auf oder nahe der Oberfläche liegende Alkali des Glases macht die Ober fläche hygroskopisch. Aus der Atmosphäre absorbiertes Wasser löst das Alkali auf und die entstehende Lösung greift das Silikat an und leitet einen Prozess ein, der zur Zerstö rung der Faser führt. Im Falle der Verwen dung für elektrische Isolierungszwecke be steht durch die Anwesenheit von Alkali die Gefahr, dass das Glas selbst leitend wird, be sonders bei höheren Temperaturen.
Das lös liche Alkali auf der hygroskopischen Ober fläche lässt auch eine Ionenleitung eintreten. Bei Glas in Faserform ist die Wirkung des Allmlis besonders schädlich, weil die Oberfläche der Fasern im Verhältnis zu ihrer Masse sehr gross ist.
Durch das Weglassen des Alkalis aus dem Glas ergibt sich eine bedeutende Ver besserung bezüglich der Dauerhaftigkeit und des elektrischen Widerstandes, jedoch ist dieses äusserst schwer durchzuführen. Nicht alkalische Gläser, bei welchen das Alkali beispielsweise durch alkalinische Erden er setzt worden ist, sind selbst mit starken Flussmitteln, wie Calciumfluorid, im allge meinen äusserst temperaturbeständig. Obschon sie geschmolzen werden können, ist die Ge schwindigkeit, mit welcher die Lösung der Rohmischung vor sieh geht, so langsam,
dass übermässig viel Zeit und hohe Temperaturen für eine wirtschaftliche Verarbeitung erfor derlich sind. t berdies haben solche Gläser nicht die übliche physikalische Stabilität von Alkaligläsern und kehren leicht in den kri stallinischen Zustand zurück. Die betreffen- den Gläser haben auch nur eine enge Tem peraturspanue, innerhalb welcher sie die zur Formgebung, z.
B. zum Ausziehen von Fasern, geeignete Viskosität besitzen. Da der Verarbeitungsbereich enger ist und bei Tem peraturen liebt, bei welchen Wärmeverluste mit hoher Geschwindigkeit eintreten, ist es schwierig, die Herstellung eines solchen Glases ohne beträchtliche Änderungen der Einrichtungen und der Arbeitsweise durch- e5 zuführen. . Nichtalkalische Gläser sind bezüglich der zulässigen Grenzen, in welchen die einzelnen Bestandteile gewählt werden können, äusserst: kritisch.
Schon geringe Xnderungen in der Zusammensetzungsformel rufen bedeutende Änderungen in dem Glas hervor.
Die erfindungsgemäss zur Herstellung der Fasern verwendeten nichtalkalischen Gläser lassen sich innerhalb einer verhältnismässig kurzen Zeit, beispielsweise der gewöhnlich für Alkaligläser benötigten Zeit, leicht schmelzen. Die Zusammensetzung des Glases ist derart, dass es der Entglasung erfolgreich widersteht, d. h. eine hohe Viskosität besitzt und sieh im geschmolzenen Zustande nur träge bewegt. Auch findet bei dem neuen Glas während des Schmelzens keine über mässige Scliauinliildung statt.
Das Glas lässt sieh auch gut verarbeiten, d. li. es besitzt eine genügend ausgedehnte Viskositätskurve, um aus ihm brauchbare Produkte herstellen zu können. Auch ist das Glas bezüglich seiner Viskositäts- und Temperaturkurve nicht. zu kritisch, uni die Arbeitsverhältnisse hin reichend kontrollieren und beeinflussen zil können. Das nichtalkalische Glas kann an statt farbig oder schwarz auch klar und glän zend hergestellt werden.
Insbesondere kommen für die Glasfasern solche Zusammensetzungen des nichtalkali schen Glases, welche als in einem kritischen Eutektikumbereieli liegend gefunden wurden, in Frage. Dabei kann man Alkali-Flussmittel vermeiden, ohne die notwendigen Verarbei tungseigenschaften zu opfern, und trotzdem die besonders erwiinschten Eigenschaften der Dauerhaftigkeit und eines hohen elektrischen -\'i'iderstaiides erzielen. Der Grundmischung können hilfsweise Flussmittel zugesetzt wer den, ohne dass diese das Verhalten der Be standteile der Grundmischung zueinander ändern.
Die Grundmischung des Glases besteht aus Erdalkalioxyden, Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd. Wenn diese Bestandteile in den erfindungsgemäss vorgesehenen Zusam mensetzungen genommen werden, ergibt: sich ein Glas, welches eine besonders gute Form barkeit besitzt. Die Mischung schmilzt bei mässigen Temperaturen und widersteht der Entglasung in hohem Masse.
Die Grund mischung kann in einem durch die nach stehenden Grenzen innerhalb des Bereiches der eingangs angegebenen erfindungsge- inässen Zusammensetzung bestimmten Eu tektikum liegen: Ca0 16 bis 30 Mg0 7 bis 1 % A1203 17 bis 7 ö Si0-> 67 bis 53% Bei einer solchen Mischung sind die nach stehenden engeren Grenzen zu bevorzugen:
Ca0 18 bis 28 Mg0 7 bis 1 A1;;03 17 bis 9'0 SiO2 65 bis 55 % Die am leichtesten zu schmelzende Mi schung hat etwa folgende Zusammensetzung: Ca0 27 Mg0 4 A120 9 Si02 60 Aus den vorstehenden Angaben ist. zu ersehen, dass das vorherrschende Eutektikum nicht in der Mitte der angegebenen Mengen bereiche, sondern nahe der obern Grenze der Kalkmenge und der untern Grenze des Alu miniumoxyds liegt. Ein solches Glas ist, am besten zur Herstellung billiger Produkte, wie z. B.
Glaswolle, geeignet. Wählt man bei der zugesetzten Menge Aluminiumoxyd die obere Grenze, so ergeben sich andere er wünschte Eigenschaften, z. B. bessere Vis- kositätskurven, und solche Gläser sind am besten zur Herstellung von Textilfasern ge eignet.
Einige grundlegende Beispiele für Glas zusammensetzungen gemäss der Erfindung sind:
EMI0003.0021
1. <SEP> 2. <SEP> 3.
<tb> Ca0 <SEP> 20,0% <SEP> 23,4 <SEP> % <SEP> 27,5
<tb> 11Ig0 <SEP> <B>510% <SEP> 3,8%</B> <SEP> 4,1%
<tb> A1203 <SEP> <B>15,0% <SEP> 12,5%</B> <SEP> 11,9
<tb> SiO;; <SEP> <B>60,0% <SEP> 60,3% <SEP> 56,5%</B> Das Glas Nr. 1 ist besonders für hoch wertige Textilfasern geeignet. Die Gläser Nr. 2 und 3 lassen sich mit Vorteil zur Her stellung von für Isolierungen bestimmten Fasern verwenden. Das Glas Nr. 1 ist. etwas schwerer zu schmelzen, besitzt aber die meisten erwünschten Eigenschaften, Das Glas Nr. 3 lässt sich am leichtesten schmel zen.
Grundsätzlich sind jedoch alle diese Gläser leicht zu schmelzen und besitzen einen hohen Widerstand gegen Entglasung.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass es mitunter wünschenswert ist, die Grund mischungen zu ändern, indem man einen Zu satz von Flussmitteln in Mengen bis zu etwa <B>10%</B> vornimmt. Der Zusatz von Flussmitteln stört jedoch nicht das gegenseitige Verhalten der Bestandteile der Grundmischung. Sie wirken nur als Hilfsstoffe, welche das Schmelzen und Verarbeiten des Glases er leichtern.
Beispiele solcher Hilfsflussmittel sind B203, CaF2, P20zi, oder gegebenenfalls eine kleine Menge Alkali, wie Na-20, K20 oder Lithiumoxyd. Der Zusatz an Lithium- oxyd kann in einigen Fällen bis zu 5 % steigen.
Diese Flussmittel haben die Wirkung, den Viskositätsbereich zu vergrössern und/oder die Schmelztemperatur herabzusetzen, die zum Schmelzen erforderliche Zeit zu ver kürzen und den Erweichungspunkt herabzu setzen. Durch die Verwendung der Flussmit- tel lassen sich die Eigenschaften der Grund mischung in Anpassung an die durch den Betrieb und die Wirtschaftlichkeit bedingten Verhältnisse für eine grosse Anzahl von Pro dukten regeln.
Einige Beispiele von Gläsern mit Zu sätzen von Hilfsflussmitteln sind:
EMI0003.0042
1. <SEP> 2. <SEP> 3. <SEP> 4. <SEP> 5.
<tb> Ca0 <SEP> <B>18,0% <SEP> 16,0%</B> <SEP> 20,4% <SEP> <B>19,3%</B> <SEP> 24,8
<tb> Mg0 <SEP> 4,5% <SEP> 4,5% <SEP> 3,4% <SEP> <B>3,5%</B> <SEP> 6,1
<tb> A1203 <SEP> <B>15,0% <SEP> 15,0% <SEP> 10,0% <SEP> 10,5%</B> <SEP> 11,2%
<tb> SiO2 <SEP> <B>53,0% <SEP> 53,0%</B> <SEP> 54,2% <SEP> 54,7% <SEP> <B>51,5%</B>
<tb> <I>B203</I> <SEP> 9,5% <SEP> 9,5% <SEP> 9,0% <SEP> 6,9% <SEP> 4,0%
<tb> CaF2 <SEP> <B>0,0%</B> <SEP> 2,0% <SEP> <B>3,0%</B> <SEP> 2,0% <SEP> 0,0
<tb> <B>N</B>a2<B>O <SEP> 0,0% <SEP> 0,0% <SEP> 0,0% <SEP> 3,1%</B> <SEP> 2,4 Erweichungstemperaturen: 845' C,<B>816'</B> C, 800<B>0</B> C, 772<B>0</B> C, 771<B>0</B> C.
Die unter der Linie angeführten Substan zen können als Hilfsflussmittel angesehen werden. Die Gläser Nr. 1 und 2 sind beson- ders für Textilzwecke geeignet. Die Gläser Nr. 3 und 4 sind besonders für Isolierwolle und dergl. geeignet. Falls ein billiges Pro dukt mit hohem elektrischem Widerstand her gestellt -,werden soll, kann das Natriumoxyd in den Gläsern Nr. 4 und 5 durch Flussspat ersetzt werden.
Die angeführten Gläser sind vielfach in Tonnenladungen in Tagwannen erzeugt worden, ohne dass in einer 24-Stun- denschicht eine Temperatur von 770 C über schritten wurde. Bei niedrigeren Tempera- turen und auch bei Mischungen mit höherem Siliziumoxydgehalt geht die Absorption des Siliziumoxydes der Mischung gelegentlich langsamer vor sich, jedoch können in dieser Hinsicht die gewünschten Ergebnisse durch einen Zusatz von 1 oder 2 % Flussspat erzielt werden.
Auch Sulfate fördern die Lösung des Siliziumoxydes, jedoch haben sie das Be streben, das Glas mit Schaum zu überziehen, der oft schwierig zu brechen ist. Bei den Schmelztemperaturen zeigt sich kein unge wöhnlicher Angriff an den feuerfesten Wän den der Wanne.
Eine zur Herstellung von zum Beispiel für elektrische Isolierungen bestimmten Glasfasern geeignete Mischung, die ein Glas mit einem verhältnismässig hohen Erwei- chungspunkt und einem hohen Dielektrizi- tätswert ergibt, ist:
EMI0004.0024
Alkalimetalloxyd <SEP> 0 <SEP> bis <SEP> 5 <SEP> % <SEP> (vorzugsweise <SEP> 0 <SEP> % <SEP> )
<tb> Erdalkalioxyd <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 40
<tb> Aluminiumoxyd <SEP> 15 <SEP> bis <SEP> 30 <SEP> %
<tb> Siliziumoxyd <SEP> 40 <SEP> bis <SEP> 65 Bei diesen Zusammensetzungen können auch 0 bis 7 % Fluor an Stelle eines Teils des Sauerstoffes verwendet werden, d. h. die ver schiedenen Metalle können teilweise als Fluoride anstatt vollständig als Oxyde vor handen sein.
Die Alkalimetalle werden nur zur Er höhung des Flüssigkeitsgrades oder der Schmelzeigenschaften, wenn unbedingt erfor derlich, verwendet; sie sollen aber am besten überhaupt nicht benutzt werden. Es können auch noch andere geringe Zusätze, wie Oxyde von Bor, Zinn, Zirkonium, Wismut, Eisen usw. gemacht werden, ohne dass sie den Charakter des Glases merklich ändern. Die Zusätze können im allgemeinen bis zu 5 % betragen. Es soll möglichst wenig oder kein Eisen wegen seiner hohen Wirkung als Flussmittel und, weil es das Glas brüchig macht, verwendet werden.
Für zum Beispiel als elektrische Isolie rungen zu verwendende Glasfasern sind die nachstehenden Glaszusammensetzungen ge eignet, z. B.:
EMI0004.0033
S'02 <SEP> 58
<tb> A1,03 <SEP> 12%
<tb> B,03 <SEP> 53ö
<tb> Mg0 <SEP> 12
<tb> CaO <SEP> <B>11,5%</B>
<tb> Li,0 <SEP> <B>0,5%</B>
<tb> Fluoride <SEP> als <SEP> CaF.1,0
<tb> SiO, <SEP> <B>60%</B>
<tb> A1,03 <SEP> <B>15%</B>
<tb> 111g0 <SEP> + <SEP> Ca0 <SEP> 10
<tb> Li,0 <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Fluoride <SEP> als <SEP> CaF, <SEP> <B>10%</B>
<tb> S'0, <SEP> 55,4%
<tb> A1,03 <SEP> 12,9%
<tb> Mg0 <SEP> <B>12,9%</B>
<tb> Ca0 <SEP> <B>9,9%</B>
<tb> B,03 <SEP> 3,95
<tb> Fluoride <SEP> als <SEP> CaF, <SEP> 4,
95% Der Erweichungspunkt dieser Gläser ist höher als derjenige von gewöhnlichen Na- tronkalgläsern, aber die Viskositätskurve steigt bei ihnen schärfer an als bei den letz- teren, so dass der Flüssigkeitszustand bei den Verarbeitungstemperaturen ungefähr der gleiche ist.
Weitere geeignete Zusammensetzungen, die wegen Fehlens von Bor billiger sind, be stehen aus: Si02 50,9% Mg 0 11,8 A1;:0; 21,7% Fluoride <B>15,6%</B> SiO-, 52,4 Ca0 9,1 Mg0 12,1 A1,03 22,4 Fluoride 4,0 Durch die Verwendung der Fluoride wird der Schmelzvorgang gefördert und die Viskosität verringert, ohne die chemische Widerstandsfähigkeit der aus solchen Glä sern erzeugten Fasern zu beeinträchtigen.
Weitere Glaszusammensetzungen, die Fasern mit den gewünschten Eigenschaften liefern, sind:
EMI0005.0014
I <SEP> <B>il</B> <SEP> III
<tb> SiO, <SEP> 53,6 <SEP> % <SEP> <B>50% <SEP> 60%</B>
<tb> r11,0; <SEP> 17,0% <SEP> <B>25,0%</B> <SEP> 18,0%
<tb> Ca0 <SEP> l3,0% <SEP> 10,0% <SEP> 8,0%
<tb> 1X180 <SEP> <B>13,0% <SEP> 10,0% <SEP> 8.0%</B>
<tb> B,03 <SEP> 3,4% <SEP> <B>0,0%</B> <SEP> 0,0
<tb> Na,0 <SEP> <B>0,0%</B> <SEP> 2,5% <SEP> 0,0
<tb> Be0 <SEP> <B>0,0% <SEP> 2,5%</B> <SEP> 0,0
<tb> Ba0 <SEP> <B>0,0% <SEP> 0,0% <SEP> 6,0%</B> Wie schon erwähnt, ist eine wesentliche Eigenschaft der Gläser gemäss der Erfindung ihr hoher elektrischer Widerstand.
Dieses konnte durch Vergleichsversuche von aus Fasermaterial hergestellten Isolierbändern festgestellt werden, die 48 Stunden lang einer 90 % igen Feuchtigkeit ausgesetzt, in destilliertem Wasser gewaschen und bei 38 C den Proben unterworfen wurden. Der Widerstand in Megohm von nichtalkalischem Glas gemäss der Erfindung beträgt 410 Meg- ohm. Der Widerstand von reinen Alkali- gläsern ist dagegen in der Regel nur 3,2 Meg- ohm und von Asbest etwa 0,2 Megohm.
Die Rohmischung schmilzt leicht und ist etwas leichter zu bearbeiten als Alkaligläser. Der Temperaturbereich für das Ausziehen des neuen Glases liegt etwa zwischen<B>1100</B> und 1300 C. Unter normalen Verhältnissen ist eine Entglasung fast ausgeschlossen.
Für die Erzeugung von Fasern aus den nichtalkalischen Gläsern sind die verschie denen bekannten Verfahren, vor allem das Blasverfahren, aber auch die mit mecha nischem Ausziehen arbeitenden Verfahren geeignet. Es lassen sich Fasern von äusserst feinem Durchmesser, der z. B. zwischen 0,0025 und 0,0075 mm liegt, erzeugen. Aus den Fasern lassen sich Faserbänder, Matten, Garne, Zwirne sowie gewebte, gestrickte oder gewirkte Waren herstellen. Solche Waren be sitzen einen hohen elektrischen Widerstand und sind gegen Feuchtigkeit und chemische Einflüsse in hohem Grade beständig.
Wenn Fasern gemäss der Erfindung 48 Stunden lang der Einwirkung von Dampf ausgesetzt werden, eine Behandlung, welche Fasern aus Alkaliglas zerstört, zeigen sich bei ersteren keine wahrnehmbaren Angriffe. Wenn Fasern des nichtalkalischen Glases bis auf<B>300'</B> C erhitzt \werden, so nimmt ihre Zugfestigkeit um etwa 20% zu, während Fasern aus Alkaliglas in diesem Falle etwa den gleichen Prozentsatz an Zugfestigkeit verlieren.
Die Fasern aus nichtalkalischem Glas lassen sich mit besonderem Vorteil für elek trische Isolierungen verwenden.
Weitere Zwecke und Vorteile der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung in Verbindung mit den anliegen den Zeichnungen, welche verschiedene Bei spiele für elektrische Isolierungen aus nicht alkalischen Glasfasern gemäss der Erfindung veranschaulichen.
In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 ein elektrisches Heizelement, wel ches insbesondere für Heizkissen geeignet ist, Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht eines Heizkissens mit isolierten Heizdrähten, Fig. 3 ein an einem Trabseil aufgehängtes Hochspannungskabel, Fig. 4 eine. schlauchförmige Glasfase.r- isolierung.
Fig. ä einen isolierten elektrischen Leiter, Fig. 6 eine elektrische Leitungsisolierung anderer Ausführung, Fig. 7 eine weitere Ausführung eines mit Glasfasern isolierten elektrischen Leiters, Fig. 8 eine weitere Ausfizhrtmg eines elektrisch isolierten Leiters, Fig. 9 eine elektrisch isolierte Saininel- schiene,
Fig. 10 einen Elektromotor mit isolierten elektrischen Drähten, Fig. 11 ein biegsames Kabel für Tele- phonschnüre oder der-j., Fig. 12 eine weitere Ausführung eines elektrisch isolierten Kabels, Fig. 13 bis 16 verschiedene weitere Aus führungen von isolierten Kabeln und Fig. <B>17</B> einen elektrischen Leiter, der mit einer Gruppe von Glasgarnen uinn icli:elt ist.
Das elektrische Heizelement gemäss Fig. 1 besteht aus einer Seele aus Glasfasergarn 20, zu dessen Herstellung nichtalkalisches Glas der oben angegebenen Zusammensetzungen benutzt. worden ist. Uni diese Seele ist ein elektrischer Widerstandsdraht 21 spiralig gewickelt, so dass er auf kleinen Raum eine grosse Oberfläche bietet und im übrigen zu verlässig in seiner Lage gehalten wird.
Um die Seele 20 mit Heizdraht 21 kann noch eine Hülle aus Glasfasergarilen 22 ge wickelt werden, obschon dies in der Regel nicht notwendig ist.
Ein derartiges elektrisches Heizelement ist vollständig feuersicher und widersteht lange Zeit hohen Temperaturen ohne zu ver kohlen und brüchig zu werden oder Kurz- schluss herbeizuführen.
Das elektrische Heizelement gemäss Fig. 1 ist zur Verwendung in Heizkissen gemäss Fig. 2 geeignet. In letzterer ist das Heiz element mit 23 bezeichnet und ist schlangen artig im Innern des Kissens verlegt. Es kann mit quer verlaufenden Glasgarnen verwebt und durch diese in Stellung gehalten werden. Das Kissen besitzt einen geeigneten Überzug 24, der zweckmässig aus einem Glasfaser gewebe besteht, welches lange Zeit hindurch hohen Temperaturen und Feuchtigkeit stand hält.
Gemäss Fig. 3 ist ein elektrisches Hoch spannungskabel 26 mit einer Isolierhülle<B>27</B> versehen, die aus erfindungsgemässen Fasern aus nichtalkalischem Glas entweder in Form eines geflochtenen Schlauches oder einer Spiralwicklung voll Glasgarnen besteht.
Die Hülle ist vorzugsweise mit einer geeigne- teil Substanz, wie Asphalt, Glyptolharz, Gummi, Harnstofformaldehyd, Phenolalde- hyd, Harzen, Vinylit oder andern plastischen Substanzen imprägniert.
Zum Tragen des Kabels ist ein Seil 28 aus verseilten Glasgarnen vorgesehen. Ein solches Seil ist äusserst stark, weher-, wärme und kältebeständig. Es ist elektrisch nicht leitend, so dass es die vollkommene Wirkung des stromführenden Kabels 26 nicht beein trächtigt. Durch geeignete Hängeglieder 29 kann das Kabel 26 all dem Seil 28 aufge hängt sein.
Der Isolierschlauch gemäss Fig. 4 besteht aus ge-%vebten oder geflochtenen Garneil aus erfindungsgemässen alkalifreien Glasfasern. Ein solcher Schlauch lässt sich in bekannter Weise auf einem Rundwebstuhl herstellen. Bei einer solchen Webart verlaufen die Kettfäden in der Längsrichtung des Schlau ches, so dass ein solcher sich nicht so leicht streckt und ausser Form zieht wie Flecht- oder Wirkwaren mit spiralig angeordneten Garnen.
Gemäss Fig. 5 ist ein Leiter 21 mit einer Hülle von Glasgarnen 32 aus Glasfasern ge mäss der Erfindung versehen, die spiralig um den Leiter gewickelt sind. Auf diese '\Vick- lung ist ein Schlauch 33 ähnlich dem in Fig. 4 gezeigten Schlauch aufgebracht. Wenn die Isolierung des Leiters 31 wasserfest ge macht werden soll, so wird der Schlauch 33 mit einem der oben angeführten Stoffe im prägniert.
Fig. 6 zeigt einen Leiter 34 aus einer Mehrzahl voll einzelnen Drähten, welche ,grosse Strommengen hoher Spannung führen sollen und deshalb eine stark dielektrische Isolierung verlangen. Diese kann von einem ffl <B>01</B> immergebundenen, spiralig um den Leiter 34 gewickelten Band 35 gebildet sein. Um diese Hülle wird eine weitere Hülle 36 an gebracht, die aus einem Glasfaserstreifen be steht, dessen Fasern aus dem angegebenen nichtalkalischen Glas bestehen. Gegebenen falls kann noch eine weitere Hülle 37 eben falls aus Band nichtalkalischer Glasfasern vorgesehen sein.
Die beiden Bänder sind zweckmässig in entgegengesetzten Richtun gen spiralig gewickelt. Die beiden Glasfaser- Bänder 36 und 37 verleihen der Leitung nicht nur die erforderliche dielektrische Stärke, sondern geben der Isolierung auch den nöti gen Schutz und die nötige physikalische Festigkeit. Die Glasfaserisolierung gemäss Fig. 7 be steht aus einer Schicht von erfindungs gemässen nichtalkalischen Glasfasern 38, mit welcher ein Leiter 39 umgeben ist. Die Schicht 38 ist zweckmässig mit einem ge eigneten dielektrischen Bindemittel, wie Asphalt, Lack, Kunstharz oder dergl. imprä gniert.
Vorzugsweise verwendet man Fasern von sehr grosser Feinheit, damit der Draht sich biegen kann, ohne dass die Isolierung sich an den Biegestellen von dem Draht entfernt.
Gemäss Fig. 8 ist ein elektrischer Leiter 40 mit einer Lage von miteinander ver schlungenen erfindungsgemässen nichtalkali schen Glasfasern 41 umgeben. Die Lage 41 kann aus Vorgarnen oder Faserbändern be stehen, welche den Leiter 40 abdecken. Die Schicht kann aber auch direkt um den Draht herum von einer Trommel oder einem Kegel, durch welchen der Draht während der Er zeugung der Fasern hindurchgeht, auf den Draht aufgebracht werden. Die Faserschicht 41 ist von einer Hülle 42 umgeben, die aus einem Band oder lackiertem Cambric besteht, welches spiralig um die Schicht 41 gewickelt ist. Das Band kann aus einem imprägnierten Gewebe oder einer imprägnierten Matte aus nichtalkalischen Glasfasern oder dergl. be stehen.
Gemäss Fig. 9 ist eine Sammelschiene 45 mit einer Wicklung von sich halb über lappenden Cambricstreifen aus imprägnierten nichtalkalischen Glasfasern gemäss der Er findung umwickelt. Auf dem Cambric be findet sich eine Hülle eines ebenfalls mit Überlappung gewickelten Glasfaserbandes 47, für welches ebenfalls nichtalkalische Glas fasern verwendet werden können. Das lackierte Cambric bildet die primäre Isolie rung, welche für die hohen Spannungen, die durch die Sammelschiene gehen, erforderlich ist.
Die Lage aus dem Glasfaserband 47 wirkt vor allem als physikalischer Schutz und bildet ausserdem eine zusätzliche Isolie rung für die Sammelschiene.
Fig. 10 zeigt einen Motor, in welchem nichtalkalische Glasfasern gemäss der Erfin dung zur Isolierung der Leitungen benutzt werden sollen. Er besteht aus dem Gehäuse 50 mit einer Feldwicklung 51 und dem auf der Welle 53 sitzenden Anker 52 mit den Wicklungen 54. Sowohl die Anker- wie die Feldwicklungen können aus Drähten be stehen, welche mit nichtalkalischen Glas fasern in Band-, Litzen- oder Cambrieform isoliert sein können. Zwischen den Kommu- tatorsegmenten 55 können imprägnierte Schichten aus entsprechenden Glasfasern in Matten- oder gewebter Form vorgesehen sein.
Das in Fig. 11 gezeigte Element ist be sonders für biegsame Kabel, wie Telephon schnüre, bestimmt. Es besteht aus einer Seele 57 aus Litzen oder Garnen aus nichtalkali- sehen Glasfasern gemäss der Erfindung, um welche mehrere Einzelleitungen 58 gewickelt sind. Jede dieser Leitungen besteht aus einer Seele aus einer Glasfaserlitze oder einem Glasfasergarn 59, um welche spiralig ein Kupferdraht 60 gewickelt ist. Dieser Kupfer draht bildet einen die Seele umgebenden Schlauch, welcher sehr biegsam und gegen Abnutzung widerstandsfähig ist.
Um das Ganze kann als Isolierung und als physikali scher Schutz für die Drähte eine Hülle aus Isolierstoff 61 vorgesehen sein. Eine Mehr-
EMI0008.0001
zahl <SEP> dieser <SEP> Elemente <SEP> kann <SEP> nebeneinander <SEP> in
<tb> einer <SEP> geeigneten <SEP> Umkleidung <SEP> angeordnet
<tb> werden.
<tb> Gemäss <SEP> Fig. <SEP> 12 <SEP> sind <SEP> mehrere <SEP> Leiter <SEP> 65 <SEP> in
<tb> nichtalkalischen <SEP> Crlasfasern <SEP> gemäss <SEP> der <SEP> Er findung <SEP> in <SEP> Form <SEP> von <SEP> Litzen, <SEP> Vorgarnen,
<tb> blatten <SEP> oder <SEP> Bändern <SEP> 66 <SEP> eingebettet, <SEP> die
<tb> dazu <SEP> dienen. <SEP> die <SEP> Leiter <SEP> auseinanderznhallen
<tb> und <SEP> gegeneinander <SEP> zti <SEP> isolieren.
<SEP> Um <SEP> die <SEP> G1as fasermasse <SEP> 66 <SEP> kann <SEP> eine <SEP> j@"icklung <SEP> atis
<tb> einem <SEP> Band <SEP> oder <SEP> laekiertetn <SEP> Cambrie <SEP> 67 <SEP> vor gesehen <SEP> sein, <SEP> welrlie <SEP> dem <SEP> Material <SEP> die <SEP> nötige
<tb> Stärke <SEP> verleiht <SEP> und <SEP> dasselbe <SEP> zusammenhält.
<tb> Das <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 7.3 <SEP> gezeigte <SEP> Kabel <SEP> besteht
<tb> aus <SEP> mehreren <SEP> miteinander <SEP> verseilten <SEP> Leitern
<tb> 70 <SEP> und <SEP> einem <SEP> Füllstoff <SEP> ans <SEP> erfindungs gemässen <SEP> niehtalkalisehen <SEP> Glasfasern <SEP> 71, <SEP> wel ehe <SEP> die <SEP> Räume <SEP> zwischen <SEP> den <SEP> Leitern <SEP> aus füllen.
<SEP> Um <SEP> die <SEP> Leiter <SEP> 70 <SEP> ist <SEP> als <SEP> Isolierung
<tb> ein <SEP> Band- <SEP> oder <SEP> Canibiiestreifen <SEP> 72 <SEP> aus <SEP> nicht alkalischen <SEP> Glasfasern <SEP> vorgesehen. <SEP> Um <SEP> diese
<tb> befindet <SEP> sieh <SEP> eine <SEP> Wicklung <SEP> aus <SEP> entsprechen den <SEP> Glasfasergarnen <SEP> 73, <SEP> welche:
<SEP> mit <SEP> einem
<tb> geeigneten <SEP> Mittel <SEP> wie <SEP> Asphalt, <SEP> Gummi,
<tb> Harzstoff <SEP> oder <SEP> dergl. <SEP> getränkt <SEP> ist. <SEP> Zur
<tb> Festigung <SEP> und <SEP> Panzerung <SEP> des <SEP> Kabels <SEP> kann
<tb> eine <SEP> Hülle <SEP> aua <SEP> einem <SEP> Stahl- <SEP> oder <SEP> sonstigen
<tb> Metallband <SEP> 74 <SEP> vorgesehen <SEP> sein. <SEP> Vher <SEP> dieses
<tb> kann <SEP> man <SEP> dann <SEP> noch <SEP> einen <SEP> Mantel <SEP> aus <SEP> ge flochtenen <SEP> oder <SEP> gewebten <SEP> (1l <SEP> isgarnen <SEP> 75 <SEP> an bringen, <SEP> die <SEP> ebenfalls <SEP> aus <SEP> nichtalkalischem
<tb> Glas <SEP> hergestellt <SEP> sein <SEP> können.
<tb> Ein <SEP> geeignete; <SEP> Panzerkabel <SEP> zeigt;
<SEP> auch
<tb> die <SEP> Fig. <SEP> 14. <SEP> Bei <SEP> dieser <SEP> sind <SEP> ein <SEP> oder <SEP> mehrere
<tb> Leiter <SEP> 78 <SEP> mit <SEP> je <SEP> einer <SEP> Hülle <SEP> aus <SEP> spiralig <SEP> ge wundenem <SEP> Cambric <SEP> oder <SEP> Band <SEP> 79 <SEP> aus <SEP> ge webten <SEP> niehtalkalisehen <SEP> Glasfasern <SEP> gcmäl3
<tb> der <SEP> Erfindung <SEP> versehen. <SEP> Darüber <SEP> befindet
<tb> sieh <SEP> ein <SEP> gewebter <SEP> oder <SEP> geflochtener <SEP> Sehlauch
<tb> 80 <SEP> aus <SEP> entsprechenden <SEP> Glasfasern, <SEP> und <SEP> tim
<tb> diesen <SEP> kann <SEP> eine <SEP> weitere <SEP> Hülle <SEP> ans <SEP> spiralig
<tb> ge-,Viekeltem <SEP> Glasfaserband <SEP> 81. <SEP> vorgesehen
<tb> sein.
<SEP> Um <SEP> die <SEP> einzelnen <SEP> Leitungen <SEP> zusammen
<tb> in <SEP> eine <SEP> runde <SEP> Quersehnittsforin <SEP> ztt <SEP> bringen,
<tb> kann <SEP> man <SEP> auf <SEP> die <SEP> Bandwicklungen <SEP> 81 <SEP> Fül lungen <SEP> von <SEP> niehtalkalisehen <SEP> Glasfasern <SEP> in
<tb> geeigneter <SEP> Form <SEP> aufbringen. <SEP> Dann <SEP> kann
<tb> um <SEP> die <SEP> Leitungen <SEP> ein <SEP> weiteres <SEP> niehtalkali- sches Glasfaserband 82 gewickelt werden. Hierauf kann dann ein Geflecht aus Asbest oder Glasfasern folgen, welches einen weite ren Schutzmantel und eine zusätzliche Isolie rung bildet.
Zum Schluss ist eine mehr drähtige Wicklung aus Stahldrähten 84 als Panzer für das Kabel vorgesehen. Dieser kann auch noch, falls gewünscht, mit einem weiteren Gewebe bekleidet sein.
Fig. 15 zeigt ein zur Verlegung in Ge- l.,änileii geeignetes Kraftstromkabel. Es be- .stelit aus einem elektrischen Leiter 86 mit einer Isolierhülle aus erfiniItinbsgeinässern niebtalkalisahem Glasfasergarn 87 und einer weiteren Hülle 88 aus einem geflochtenen Schlauch oder dergl. von imprägnierten nichtalkalischen
Glasfasern.
Fig. 16 stellt ein Unterwasserkabel dar. Es besteht aus einer Mehrzahl von einzelnen Leitern 90, von denen jeder mit einer zur Isolierung dienenden Lage eines Bandes 91 aus nichtalkalischen Glasfasern gemäss der Erfindung umgeben ist. Die so isolierten Leiter 90 können durch Füllungen aus entsprechenden Glasfasern in Form von Bändern, Vorgarnen, Garnen, Matten 92 oder dergl. voneinander getrennt in bestimmten Abständen gehalten werden. Dann wird eine Wicklung 93 aus einem Glasfaserband an gebracht.
Das Band 93 ist zweckmässig mit Asphalt oder andern harzigen oder plasti schen Stoffen der oben erwähnten Art im- prägniert. Um das imprägnierte Band 93 kann ein Bleimantel 94 vorgesehen sein. Der Bleimantel 94 ist mit einer Wicklung 95 aus ,isphalt-iniprä,gniertem Garn versehen, wel- ehes eine Bettung für den darüber liegenden Panzer 96 bildet, welcher beispielsweise aus Stahldrähten besteht. Um diesen Panzer be findet sieh eine Aussenhülle aus schwerem Asphaltgarn 97.
Bei der Leitung nach Fig. 17 ist ein Lei ter 100 mit einer Isolierung 101 versehen, die aus einer Gruppe von nebeneinander ge wickelten Garnen 102 aus nichtalkalischen Glasfasern gemäss der Erfindung besteht. Um das Wickeln zu erleichtern, können auf gelegte Streifen aus Zellulosefolien, Papier oder dergl. verwendet werden. Um die Schlüpfrigkeit zu verringern, kann man während des Wickelvorganges einen Überzug von Paraffin oder einer andern halbplasti schen Substanz aufbringen. Durch das gleich zeitige Wickeln einer Mehrzahl paralleler Garne um den Leiter 100 kann die @Vickel- arbeit stark verkürzt werden.
Diese Isolie- rungsart eignet sich insbesondere für Magnet drähte. Auch hier kann die Isolierung wie oben angegeben imprägniert werden.
Die erfindungsgemässen Glasfasern sind auch geeignet für ölgefüllte Hochspannungs kabel. In das<B>01</B> kann man Glasfasern ein bringen, um die gewünschte dielektrische Festigkeit zu erzielen. Auf diese Weise lassen sich Spannungen von 180 000 Volt ohne Schwierigkeit übertragen.