DE1521646C - Verfahren zur Herstellung einer elektrisch isolierenden Schicht auf einem Metallteil durch Emaillieren und Beglasen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, bei elektrischen Einrichtungen, z. B. bei Durchführungen in Druckglas-Einschmelztechnik, ein Mctallteil durch Emaillierung oder Beglasung mit einer isolierenden Schicht zu versehen. Die Bcglasung liefert hinsichtlich Isolationswiderstand und Durchschlagfestigkeit eine in der Regel bessere Isolierung als eine Emailschicht. Es ist üblich, die Beglasung durch Bewickeln des Metallteiles mit einem Glasfaden mit nachfolgendem Niederschmelzen des Glases herzustellen. Dieses Verfahren erfordert eine erhebliche Sorgfalt und einen beträchtlichen Aufwand an Arbeitszeit. Es ist ferner bekannt, eine Emailschicht mit einem Glasfluß zu überziehen, indem man auf das heiße, geschmolzene Email Glaspuder aufstreut und das zu isolierende Teil nochmals im Ofen erhitzt. Diese Technik bedingt ein zweimaliges Aufheizen des Metallteiles; ein weiterer Nachteil der Methode ist, daß sie ein Hantieren mit glühenden Teilen erforderlich macht.

Aus der deutschen Patentschrift~760 544 ist ein Verfahren zur Herstellung von Emailüberzügen bekannt, bei dem auf ein Metall zunächst eine oder mehrere Grundemailschichten aufgebracht und bei normaler Einbrenntemperatur eingebrannt werden. Danach werden durchschlagfeste Schichten aus alkaliarmem Email, z. B. Blciemail, aufgebracht und bei einer niedrigeren als der Zusammensetzung dieses Emails entsprechenden.normalen Einbrenntemperatur eingebrannt. Auch dieses Verfahren erfordert ein zweimaliges Aufheizen des Metallteiles.

Ferner ist ein Verfahren zum Emaillieren von gußeisernen Gegenständen bekannt (vgl. deutsche Patentschrift .662 727), bei dem die Grund- und Deckemailschichten bei gleichen oder annähernd gleichen Einbrenntemperaturcn gleichzeitig eingebrannt werden. Für erhöhte Ansprüche wird bei diesem bekannten Verfahren ein zweiter Einbrennvorgang mit Deckemailmasse vorgenommen, so daß sich auch hierbei ein zweistufiges, entsprechend aufwendiges Verfahren ergibt.

Außerdem ist aus der deutschen Patentschrift 37 958 ein Verfahren zur Erzeugung eines rauhen Überzuges auf Melallgegcnständen, insbesondere auf eisernen Dachziegeln, bekannt, bei dem gepulverte oder gekörnte Kieselsäure oder andere pulverförmige oder gekörnte Silikate auf die Metallgegenstände auf-' gestreut werden, auf die bereits im feuchten Zustand ein Glassatz aufgetragen war. Die aufgestreute Schicht wird gemeinsam mit dem Glassatz gebrannt. Beim Brennen mengt sich ein Teil der aufgestreuten Schicht mit dem Glassatz, wobei die aufgestreuten Bestandteile dieser Schicht mit dem Glassatz nicht verschmelzen, um eine möglichst rauhe Oberfläche des Überzuges zu erzielen. Ein solcher rauher Überzug weist den Nachteil auf, daß daran Verunreinigungen, wie z. B. feuchter Staub, gut haften. Der bekannte Überzug ist als hochwertige elektrisch isolierende Schicht nicht brauchbar, weil etwa vorhandene Isolationseigcnschaftcn des Überzuges durch Kricchstromwege beeinträchtigt werden.

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Isolierung, die einer Beglasung gleichwertig ist, auf eine einfache Weise zu erzielen. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch isolierenden Schicht auf einem Metallteil durch Emaillieren und Beglasen und besteht darin, daß das Metallteil mit dem Emailschlickcr bedeckt wird und auf die feuchte Oberfläche des Schlickers Glaspuder aufgebracht wird, worauf der Schlicker bei Raumtemperatur oder mäßiger Erwärmung getrocknet wird und anschließend die Email- und Glasschicht in üblicher Weise unter Verflüssigung der Glasschicht eingebrannt wird. Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist nur ein einmaliges Einbrennen im Ofen erforderlich; das vorhergehende Trocknen des Schlickers bei mäßiger Temperatur (höchstens 200° C) bedingt nur einen geringen fertigungstechnischen Aufwand.

ίο Mit Vorteil wird das Trocknen des Schlickers in der Weise vorgenommen, daß das Metallteil erwärmt wird, so daß der Schlicker von innen heraus trocknet. Dadurch wird vermieden, daß die Oberfläche des Schlickers vorzeitig trocknet, wodurch der Austritt

is der Feuchtigkeit aus den unteren Schichten des Schlickers behindert werden könnte. Vorzugsweise wird das Metallteil dabei auf eine Temperatur von etwa 40 bis 100° C gebracht.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens sei an Hand der Fig. 1 erläutert. In Fig. 2 ist eine. Durchführung dargestellt, deren Innenleiter nach dem Verfahren gemäß der Erfindung isoliert wurde.

In Fig. 1 ist mit 1 ein stabförmiger metallischer Leiter, z. B. aus Chromstahl, bezeichnet. Der Leiter 1 wird nach Reinigung durch Sandstrahlen mit einer Schicht 2 eines Emailschlickers versehen, z. B. durch Tauchen oder Aufspritzen. Die Schicht 2 ist etwa 0,2 bis 0,3 mm dick. Es wird ein übliches Email verwendet, das in der Hauptsache aus Siliziumdioxid, im übrigen aus einer Reihe weiterer Metalloxide besteht. Diese Substanzen sind zu Puderform vermählen und ,mit Wasser zu einem Schlicker aufgeschwemmt. Auf die Oberfläche des Schlickers 2 wird nunmehr Glaspuder aufgetragen, der in Fig. 1 als punktierte Schicht 3 angedeutet ist. Das Auftragen des Glaspuders kann durch Aufstreuen oder Aufblasen bei Drehung des Teiles 1 vorgenommen werden; der Glaspuder haftet an der ieuchten Oberfläche des Schlickers2. -Der Glaspuder kann z.B. aus einem handelsüblichen Bleioxidglas mit 30 °/o Bleioxid bestehen, das bei 850° C ausreichend flüssig ist. ^:

Die so vorbereitete Email- und Glasschicht 2, 3 wird nunmehr an Luft getrocknet. Zu diesem Zweck wird der Leiter 1 vorzugsweise auf eine etwas erhöhte Temperatur von z. B. 40 bis 100° C gebracht; der Leiter 1 kann dazu beispielsweise an einem oder beiden Enden mit einer elektrischen Heizeinrichtung in Kontakt gebracht werden. Die Trocknung nimmt einige Stunden in Anspruch. Dabei werden infolge der Erwärmung des Leiters 1 die inneren Schichten des Emailschlickers 2 zuerst getrocknet, so daß die Feuchtigkeit durch die noch nicht erhärtete Äußenschicht an die Oberfläche gelangen kann.

Der Leiter 1 mit den getrockneten Schichten 2, 3 wird anschließend in einem Ofen auf etwa 860 bis 88O⁰C gebracht. Dabei schmelzen die Schichten2 und 3; gleichzeitig verbindet sich die Emailschicht 2 mit dem Leiter 1. Dieses Einbrennen dauert je nach Größe des Teiles 1 einige Minuten bis etwa 1 Stunde.

Die fertige Isolierschicht hat infolge der Beglasung 3 einen hohen Oberflächenwiderstand (Kriechstromwidcrstand) und eine beträchtliche Durchschlagfestigkeit. Bei einer Gesamtdicke der Schichten 2 und 3 von ungefähr 0,4 mm erfolgt ein Durchschlag erst über 2 kV.

Bei der Durchführung nach F i g. 2 ist der Leiter 1

nach F i g. 1 als Innenleiter verwendet. Mit 4 ist ein Ring oder Flansch aus Flußstahl bezeichnet. Die Teile 1 und 4 sind mit einem Glasring 5 verschmolzen, der bei der fertigen Durchführung infolge der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Teile 1 und 4 unter Druck steht. Der Ring 4 wird vor der Herstellung der Verschmelzung mit einer Emailschicht 6 versehen, die von üblicher Art oder ebenfalls gemäß der Erfindung mit einer zusätzlichen Beglasung hergestellt sein kann. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, erstreckt sich die gemäß der Erfindung hergestellte Email-Glas-Schicht 2, 3 in Längsrichtung des Leiters 1 erheblich über den Bereich des Glasringes 5 hinaus, wodurch die Kriechstromfestigkeit der Durchführung erhöht wird.

Außer für Durchführungen der in Fig..2 dargestellten Art ist die Erfindung z. B. auch zur Herstellung innenisolierter Kathodenmetallbehälter für Metalldampf-Stromrichtergefäße von -Bedeutung.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch isolierenden Schicht auf einem Metallteil durch Emaillieren und Beglasen, dadurchgekennzeichnet, daß das Metallteil mit dem Emailschlicker bedeckt wird und auf die feuchte Oberfläche des Schlickers Glaspuder aufgebracht wird, worauf der Schlicker bei Raumtemperatur oder mäßiger Erwärmung getrocknet wird und anschließend die Email- und Glasschicht in üblicher Weise unter Verflüssigung der Glasschicht eingebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emailschlicker durch Erwärmung des Metallteiles von innen heraus getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Anwendung einer Temperatur von etwa 40 bis 100° C.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen