DE2050780A1

DE2050780A1 - High temp resistance wires - coated with polyimide contng thorium oxide filler

Info

Publication number: DE2050780A1
Application number: DE19702050780
Authority: DE
Inventors: Helmut 8000 München Seitz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-10-15
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1972-04-20

Abstract

Resistance wire (0.04 - 0.05 mm. pure nickel) for use at high temps. i.e. 280 degrees C is coated with a slow-drying, heat hardenable lacquer - pref. polyimide containing a fine particle filler e.g. thorium oxide. Lacquer to filler ratio is 1:0.5 - 1:1. The coated wire is given a clear polyimide finish. Coating thickness is 3 - 5 mu m.

Description

Widerstandsdraht mit einem chutzlacküberzug, Verfahren zur Herstellung des Lacküberzuges und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Widerstandsdrahte werden zur Isolation und zum Schutz ihrer Oberfläche gegen Oxydation oder sonstige Beschädigungen mit einem Lacküberzug versehen. Derartige Lacküberzüge sollen eine gute Isolation ergeben und müssen neben einer ausreichenden festigkeit auch eine gewisse Temperaturbeständigkeit und Temperaturleitfähigkeit besitzen, die nur langsam trocknende Lacke aufweisen. Mit langsam trocknenden Lacken sind viele Widerstandsdrähte jedoch schwer lackierbar.Resistance wire with a protective varnish coating, method of manufacture of the lacquer coating and arrangement for carrying out the process resistance wires are used to isolate and protect their surface against oxidation or other Apply a coat of varnish to damage. Such lacquer coatings should be a result in good insulation and, in addition to sufficient strength, must also have a have a certain temperature resistance and thermal diffusivity that are slow have drying paints. With slow drying paints there are lots of resistance wires but difficult to paint.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Schwierigkeiten in möglichst einfacher Weise zu begegnen.The invention is based on the task of addressing these difficulties to be met in the simplest possible way.

Bei einem Widerstandsdraht mit einem aushärtbaren Schutzlacküberzug wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Lacküberzug aus einem langsam trocknenden, temperaturbeständigen Lack, insbesondere aus Polyiiidlaok besteht, dem ein feinkörniger PUllstoff beigemischt ist.In the case of a resistance wire with a hardenable protective lacquer coating This object is achieved according to the invention in that the lacquer coating consists of a slow-drying, temperature-resistant varnish, especially made of polyamide, to which a fine-grained PUllstoff is mixed.

Durch die Beimischung eines feinkörnigen FUllstoffes wird der Lack rauher und zähflüssiger, so daß er sich leicht auf dem Widerstandsdraht auftragen läßt und zu einer zusammenhängenden, festen Lackhaut gebunden wird. Die Verwendung eines langsam trocknenden Lackes, insbesondere eines Polyimidiackes, für den Lacküberzug ist besonders vorteilhaft, da diese Lacke aufgrund ihrer Lusammensetsung eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen. Ein mit einem derartigen Lacküberzug versehener Widerstandsdraht wird daher mit großem Vorteil bei hohen Betriebstemperaturen, insbesondere von 2000 und darüber, verwendet, z.B. als temperaturabhängiges Widerstandseiement.By adding a fine-grain filler, the paint becomes rougher and more viscous, so that it is easily applied to the resistance wire leaves and is bound to a coherent, solid paint skin. The usage a slowly drying varnish, especially a polyimidiack, for the varnish coating is particularly advantageous because these varnishes have a high level of paint due to their lushness Have temperature resistance. One with one such varnish coating provided resistance wire is therefore of great advantage at high operating temperatures, especially used by 2000 and above, e.g. as a temperature-dependent resistance element.

Es hat sich bei einem Widerstandsdraht nach der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn dem Lack ein pulverförmiger ?ullstoff, z.B. Thoriumoxyd, beigemischt ist.It has proven to be advantageous in a resistance wire according to the invention proven when a powdery substance, e.g. thorium oxide, is added to the paint is.

Bei Verwendung langsam trocknender Lacke für den Lacküberzug eines Widerstandsdrahtes hat es sich herausgestellt, daß der Draht umso schwieriger zu lackieren ist, je dünner er ist und je glatter seine Oberfläche ist, da insbesondere bei Feindrähten, z.B. von 0,04 mm Durchmesser, der auf dem blanken Draht aufgetragene Lack infolge seiner Kohäsionskraft eine mehr oder weniger große Neigung besitzt an Draht zu kleinen Perlen zusammenzulaufen. Diese Perlenbildung erschwert aber in starkem Umfang die Entstehung einer kontinuierlichen, durchgehenden Lackhaut oder verhindert sie sogar. Es ist daher von großem Vorteil, wenn bei einem Widerstandsdraht nach der Erfindung die Konsistenz des Lackes und die Menge des beigemischten Fullstoffes derart gewählt sind, daß eine Perlenbildung des auf den Widerstandsdraht aufzubringenden Lackes vermieden wird.When using slow drying varnishes for the varnish coating of a Resistance wire, it has been found that the wire is all the more difficult to painting is, the thinner it is and the smoother its surface, as in particular in the case of fine wires, e.g. 0.04 mm in diameter, the one applied to the bare wire Lacquer has a more or less great tendency due to its cohesive power to converge on wire to small pearls. However, this bead formation makes it more difficult to a large extent the emergence of a continuous, continuous varnish skin or even prevents it. It is therefore of great advantage when using a resistance wire According to the invention, the consistency of the paint and the amount of added filler are chosen so that a beading of the to be applied to the resistance wire Paint is avoided.

Die Konsistenz des Lackes und die Menge des beigemischten Püllatoffes werden dabei von Fall zu Fall je nach den gegebenen Umständen experimentell ermittelt. Ein auf diese Weise ermitteltes und im allgemeinen in der Praxis gut geeignetes Mischungsverhältnis ergibt sich, wenn Lack und Füllstoff im Volumenverhältnis von etwa 1 : 0,5 bis zu etwa 1 : 1 gemischt sind.The consistency of the paint and the amount of Püllatoff added are determined experimentally from case to case depending on the given circumstances. One determined in this way and generally well suited in practice Mixing ratio results when paint and filler have a volume ratio of about 1: 0.5 to about 1: 1 are mixed.

Ein aus einem langsam trocknenden, temperaturbeständigen Lack, insbesondere Polyimidlack, und einem beigesischten feinkörnigen Füllstoff bestehender Lacküberzug läßt sich auch gut auf einem eine besonders glatte Oberfläche aufweisenden Beinnickeldraht als Widerstandsdraht aufbringen, ganz besonders bei dünnen Drähten. Reinnickel als Material für Widerstandsdrähte wird besonders bei hohen Betriebstemperaturen ausgesetzten Widerständen verwendet, da Nickelwiderstandsdrähte die größte Änderung des Widerstandswertes in Abhängigkeit der Temperatur aufweisen.One made of a slow-drying, temperature-resistant paint, in particular Polyimide varnish, and an admixed fine-grain filler existing varnish coating let yourself also works well on a particularly smooth surface Apply nickel leg wire as resistance wire, especially with thin wires. Pure nickel as a material for resistance wires is particularly popular at high operating temperatures exposed resistors because nickel resistance wires make the greatest change of the resistance value as a function of the temperature.

Werner ist es vorteilhaft, wenn die Dicke des Lacküberzuges etwa 3 bis 5 µm beträgt, da sich in diesem Bereich eine möglichst dünne und elastische Lackschicht ergibt.Werner, it is advantageous if the thickness of the lacquer coating is about 3 up to 5 µm, since this area is as thin and elastic as possible Lacquer layer results.

Eine dunne, elastische Lackschicht ist auch im Hinblick auf die spätere Verwendung des lacküberzogenen Widerstandßdrahtes von Vorteil, da die xackschicht dann weitgehend spannungsfrei ist. Dies ist insbesordere bei gebogenem Verlauf, z.B. bei Verwendung für eine mit klelnen Krummungsradien gewickelte Spule von besonderem vorteil.A thin, elastic layer of varnish is also in view of the later Use of the enamel-coated resistance wire is advantageous, as the xack layer is then largely free of tension. This is especially true for a curved course, E.g. when used for a coil wound with small radii of curvature of special advantage.

In bestimmten Fällen, so z.B. beim Aufbau einer freitragenden Heizwicklung far eine Meßspule, ist es zweckmäßig, wenn der Lacküberzug mit einem weiteren Uberzug aus klarem Lack, z.B. aus Polyimidlack, versehen ist, der als Decklack dient und die gewickelte Spule bindet. Außerdem wird dadurch ein höherer Isolationswiderstand und eine größere Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit erreicht.In certain cases, e.g. when building a self-supporting heating coil for a measuring coil, it is useful if the lacquer coating is covered with another coating made of clear lacquer, e.g. polyimide lacquer, which serves as a top lacquer and the wound coil binds. This also results in a higher insulation resistance and achieved greater insensitivity to moisture.

Ein vorteilhaftes Verfahren zur herstellung des Lacküberzuges besteht darin, daß der blanke Draht in einen das Lackgemisoh aufnehmenden Behälter eingeführt wird, daß in diesem Behälter das Überziehen des Drahtes mit dem Lackgemisch vorgenommen wird und daß der mit Lack überlogen Draht aus dem Behälter herausgezogen wird. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der blanke Draht von einer Spule abgespult und in geradlinigem Verlauf den Behälter mit dem Lackgemisch durchläuft und anschließend heiß ausgehärtet wird und wenn der lackierte Draht unmittelbar nach dem Ausharten aufgespult wird.There is an advantageous method for producing the lacquer coating in that the bare wire is introduced into a container receiving the paint mixture that the coating of the wire with the lacquer mixture is made in this container and that the wire covered with lacquer is pulled out of the container. Included it is useful if the bare wire is unwound from a spool and in a straight line Course runs through the container with the paint mixture and then cured while hot will and when the coated wire is wound up immediately after hardening.

Eine besonders einfache Anordnung zur Durchführung des Verfahrene besteht aus einer Vorratsepule, auf die der blanke Draht aufgewickelt ist, einer das Lackgemisch aufnehmenden Wanne als Behälter, die zusammen mit dem Lackgemisch das Lackbad bildet, einer Heizspule zum Aushärten des Lacküberzuges und einer Aufwickelspule. Bei einer bevorzugten Anordnung zur Durchführung des Verfahrens weist die Wanne an einer Seite eine Einführungsöffnung und an der gegenüberliegenden Seite eine nach außen gerichtete Austrittsdüse für den Draht auf, wobei insbesondere auf eine hohe Yerschleißfeatigkeit der Austrittsdüse Wert gelegt wira. Als Behälter wird dauer vorzugsweise eine Wanne aus Kunststoff verwendet.A particularly simple arrangement for carrying out the method consists of a supply reel on which the bare wire is wound, one the paint mixture receiving tub as a container, which together with the paint mixture the lacquer bath forms, a heating coil for curing the lacquer coating and a take-up reel. In a preferred arrangement for carrying out the method, the tub an insertion opening on one side and one on the opposite side outwardly directed outlet nozzle for the wire, in particular on a We attached great importance to the high wear resistance of the outlet nozzle. As a container Preferably a plastic tub is used over the long term.

Die Erfindung und das Verfahren zur Herstellung eines lacküberzogenen Widerstandsdrahtes sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens werden ii folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and the method of making a varnish-coated Resistance wire and an arrangement for carrying out the method are ii the following explained in more detail with reference to drawings.

Die Fig.1 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, in Fig. 2 ist die in Fig, 1 mit "D" gekennzeichnete Einzelheit im Schnitt gezeigt.1 shows a schematic representation of an arrangement for implementation of the method, in FIG. 2 the detail marked with "D" in FIG Section shown.

Die Anordnung nach Fig. 1 zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Vorratsspule 1, auf die der blanke Draht 2 aufgewickelt ist, einer das Lackgemisch 3 aufnehmenden als Behälter dienenden Kunststoffwanne 4, dig zusammen mit dem Lackgemiseh ein Lackbad 5 bildet, einer Heins1e 7 zum Aushärten der aufgetragenen Lackschicht und einer Aufwickelepule 8.The arrangement according to FIG. 1 for carrying out the method exists from a supply reel 1 on which the bare wire 2 is wound, one that Paint mixture 3 absorbing plastic tub 4 serving as a container, dig together forms a lacquer bath 5 with the lacquer mixture, a Heins1e 7 for curing the applied Lacquer layer and a take-up reel 8.

Bei der Herstellung des Lacküberzuges wird zuerst der blanke Draht 2 von der Vorratsspule 1 abgespult. Für den Widerstandsdraht wird ein dünner Draht von etwa 0,03 bis 0,2 mm, vorzugsweise von etwa 0,04 bis 0,05 mm Durchmesser, z.B. aus Reinnickel, verwendet. Der abgespulte Widerstandsdraht 2 durchläuft in geradlinigem Verlauf das Lackbad 5. Die Kunststoffwanne 4 weist zur Durchführung des Widerstandsdrahtes 2 an einer Seite eine Einführungsöffnung 10 und an der gegenüberliegenden Seite eine nach außen gerichtete vorzugsweise konische Mistrittsdüse 11 für den Draht auf (Fig. 2). Dabei wird der Durchmesser der Einführungsöffnung 10 dem Durchmesser des blanken Widerstandsdrahtes 2 angepaßt und der Durchmesser der Austrittsdüse 11 in Abhängigkeit der Dicke der aufzutragenden Lackschicht gewählt. Außerdem ist die Kunststoffwanne 4 zweckmäßigerweise vertikal verstellbar und radial schwenkbar angeordnet. Diese Verstellbarkeit ist in der Fig. ? durch Pfeile angedeutet. Damit ist die Kunststoffwanne 4 so gelagert, daß die in Fig. 1 eingetragenen Punkte A, B und C fluchtend zueinander eingestellt werden können. Das in der Kunststoffwanne 4 aufgenommene Lackgemisch 3 besteht aus einem langsam trocknenden, temperaturbeständigen Lack, insbesondere aus Polyimidlack, dem ein feinkörniger pulverförmiger Füllstoff, z.B.When producing the lacquer coating, the bare wire is used first 2 unwound from the supply reel 1. A thin wire is used for the resistance wire from about 0.03 to 0.2 mm, preferably from about 0.04 to 0.05 mm in diameter, e.g. made of pure nickel. The unwound resistance wire 2 runs through in a straight line The course of the lacquer bath 5. The plastic tub 4 points to the passage of the resistance wire 2 an insertion opening 10 on one side and on the opposite side an outwardly directed, preferably conical, mistritt nozzle 11 for the wire on (Fig. 2). At this time, the diameter of the insertion opening 10 becomes the diameter of the bare resistance wire 2 adapted and the diameter of the outlet nozzle 11 selected depending on the thickness of the paint layer to be applied. Also is the plastic tub 4 expediently vertically adjustable and radially pivotable arranged. This adjustability is shown in the figure. indicated by arrows. In order to the plastic tub 4 is mounted in such a way that the points A, B and C can be set in alignment with one another. That in the plastic tub 4 recorded paint mixture 3 consists of a slowly drying, temperature-resistant Lacquer, especially made of polyimide lacquer, which is a fine-grained powdery filler, e.g.

Thoriumoxyd, beigemischt ist. Zweckmäßigerweise-hat der pulverförmige Füllstoff eine Korngröße von etwa 1 bis 2 Dabei wird die Konsistenz des Lackes und die Menge des beigemischten Füllstoffes derart gewählt, daß eine Perlenbildung des aul den Widerstanosdraht aufzubringenden Lackes vermieden wird. Vorzugsweise werden Lack und Füllstoff im Volumen-Verhältnis von etwa 1 t 0,5 bis zu etwa 1 : 1 gemischt. Dieses Lackgemisch 3 benetzt den das Lackbad 5 durchlaufenden Draht, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit des zu lackierenden Drahtes von Fall zu Fall je nach den gegebenen Umständen experimentell ermittelt werden muß. Eine in der Praxis bei bestimmten Verhältnissen gut bewährte, auf diese Weise ermittelte Durchlaufgeschwindigkeit hat einen Wert von 1,5 cm/s s ergeben.Thorium oxide, is added. Appropriately-has the powdery Filler has a grain size of about 1 to 2 This is the consistency of the paint and the amount of added filler selected so that beading of the aul paint to be applied to the resistance wire is avoided. Preferably be Paint and filler mixed in a volume ratio of about 1 t 0.5 to about 1: 1. This lacquer mixture 3 wets the wire passing through the lacquer bath 5, with the throughput speed of the wire to be varnished on a case-by-case basis, depending on the circumstances, experimentally determined must become. One in practice under certain conditions well-proven throughput speed determined in this way has a value of 1.5 cm / s s.

Anschließend wird der Lacküberzug ausgehärtet, wozu er die mit einer Heizwicklung 6 versehene Heizspule 7 in geradlinigem Verlauf durchläuft. Der so entstandene Lacküberzug wird vorzugsweise mit einer Dicke von etwa 3 biß 5 »m hergestellt. In gewissen Fällen kann es zweckmäßig sein, wenn der Lacküberzug mit einem weiteren Überzug aus klarem Lack, z.B. aus Polyimidlack, versehen ist.The lacquer coating is then cured, for which purpose it is provided with a Heating coil 6 provided heating coil 7 runs through in a straight line. The so The resulting lacquer coating is preferably produced with a thickness of about 3 to 5 »m. In certain cases it can be useful if the lacquer coating with another Clear varnish, e.g. polyimide varnish, is provided.

Unmittelbar nach dem Aushärten wird der lackierte Draht auf die Aufwickelspule 8 aufgespult. Von der Aufwickelspule ablaufend kann der lackierte Widerstandsdraht nun weiter verarbeitet werden. Er wird mit Vorteil bei hohen Betriebstemperaturen, insbesondere von 200°C und darüber, als temperaturabhängiges Widerstanaselement verwendet.Immediately after curing, the coated wire is placed on the take-up reel 8 wound. The coated resistance wire can run off the take-up reel can now be processed further. It is used with advantage at high operating temperatures, in particular from 200 ° C and above, as a temperature-dependent resistance element used.

Dabei kann der Widerstandsdraht als Temperaturfühler in Form einer mit kleinen Krümmungsradien gewickelten Meßspule in strömenden Medien z.B. zur Überwachung der Kühlluft bzw. zur Messung der Temperatur in elektrischen Geräten, eingesetzt und bei einer Betriebstemperatur von etwa 2800C verwendet werden.The resistance wire can be used as a temperature sensor in the form of a Measuring coil wound with small radii of curvature in flowing media, e.g. for monitoring the cooling air or for measuring the temperature in electrical devices and can be used at an operating temperature of about 2800C.

16 Patent ansprüche 2 Figuren16 patent claims 2 figures

Claims

Patent claims 1 Resistance wire with a hardenable protective lacquer coating, d a d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that the paint coating from a slowly drying, temperature-resistant varnish, especially made of polyimide varnish, which is mixed with a fine-grain filler.

2. Resistance wire according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h e t that a powdery filler, e.g. thorium oxide, is added to the paint is.

3. Resistance wire according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e It does not indicate that the consistency of the paint and the amount of it added Püllstoffes are chosen so that a pearl formation on the resistance wire applied paint is avoided.

4. Resistance wire according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that paint and filler in a volume ratio of about 1: 0.5 to are mixed to about 1: 1.

5. Resistance wire according to one of claims 1 to 4, g e k e n n show the use of a thin wire from about 0.03 to 0.2 mm, preferably from about 0.04 to 0.05 mm in diameter.

6. Resistance wire according to one of the preceding claims, g e k E n g e c h n e t d u r c h the use of a pure nickel wire.

7. Resistance wire according to one of the preceding claims, d a D u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the thickness of the lacquer coating is about 5 to 5 µm. so resistance wire according to one of the preceding claims, d a you r e h g e k e n n z i c c h n 4 Q that the lacquer coating with another coating made of clear varnish, e.g. polyimide varnish.

9o resistance wire according to one of the preceding claims, g e no use at high operating temperatures, especially from 200 ° C and above.

1 resistance wire according to claim 9, g e k e n n - $ e i c h n e t d Use at an operating temperature of around 28 @ ° C.

11. Resistance wire according to one of the preceding claims, g e It is not possible to use it as a temperature-dependent resistance element.

12. Resistance wire according to claim 11, g e k e n n -s e i c h n e t is used for a coil wound with small radii of curvature.

13. A method for producing the lacquer coating according to one of the preceding Claims that the bare wire (2) is introduced into a paint mixture (3) receiving container (4) that in this Container for coating the twisted tea (2) with the lacquer mixture (3) performed and that the wire coated with enamel is pulled out of the container (4).

14. The method according to claim 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the bare wire (2) unwound from a reel (1) and in a straight line Course runs through the container (4) with the paint mixture (3) and then hot is cured and that the coated wire immediately after the curing of the Lacquer coating is wound up.

15. Arrangement for performing the method according to one of the claims 13 or 14, not shown by a supply reel (1) on which the bare wire (2) is wound up, a tray receiving the paint mixture (3) (4) as a container which, together with the paint mixture (3), forms a paint bath (5), a Heating coil (7) for curing the lacquer coating and a take-up reel (9).

16. The arrangement according to claim 15, d a d u r c h g e -k e n n z to e i c h n e t that the tub (4) has an insertion opening (io) and on one side on the opposite side an outwardly directed outlet nozzle (11) for has the wire.

E n g e r i t e