DE932917C

DE932917C - Verfahren zur Herstellung von Massewiderstaenden aus leitenden Bestandteilen und Zement als Bindemittel

Info

Publication number: DE932917C
Application number: DES28689A
Authority: DE
Inventors: Guenther Lochmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-05-27
Filing date: 1952-05-27
Publication date: 1955-09-12

Description

Verfahren zur Herstellung von Massewiderständen aus leitenden Bestandteilen und Zement als Bindemittel Massewiderstände bestehen grundsätzlich aus einer Mischung von leitenden und nichtleitenden Bestandteilen. Die leitenden Bestandteile können dabei Kohlenstoffteilchen, (Graphit, Ruß, Hartkohle) oder auch Metallpulver oder Metallverbindungen sein. Die nichtleitenden Bestandteile können Lackkörper, insbesondere härtbare Lacke oder auch Harze od. dgl. sein. Auch hat man derartige Widerstände bereits in der Weise hergestellt, daß man keramische Bestandteile mit leitenden Teilchen vermengte, die Masse zu einem Widerstandskörper formte und sie dann einem Sinterprozeß unterwarf. Das Kennzeichen eines Massew.iderstandes ist daher, daß ein aus nichtleitenden Bestandteilen gebildetes poröses Gerüst vollkommen von einem ebenfalls porösen leitenden Gerüst durchdrungen ist, welches besonders dann, wenn hohe Widerstandswerte, z. B. r Megohm, erzielt werden sollen, zahlreiche Stellen mit nur nahezu punktförmiger Berührung aufweisen muß.
Im Laufe der Entwicklung derartiger Widerstände hat man als nichtleitenden Körper auch schon Zement vorgeschlagen und in Anwendung gebracht. Eine bestimmte Menge Zement wurde beispielsweise mit einem Kohlepulver vermengt, angefeuchtet und getrocknet, wobei der Zement abbindet und einen festen Körper bildet. Wie sich jedoch zeigte, sind diese Widerstandskörper mechanisch nicht widerstandsfähig, sie zerbrechen leicht und haben vor allem den Nachteil, daß sie im Laufe der Zeit bei wechselnder Luftfeuchtigkeit quellen und entquellen. Hierbei aber erleidet das leitende Gerüst empfindliche Änderungen an den maßgebenden Punkten mit Ausbreitungswiderstand. Die zunächst mit guter Aussicht durchgeführten Versuche fanden dadurch ein Ende, obwohl die Herstellungsweise und der geringe Aufwand geeignet wären, einen Massewiderstand von besonders einfacher Art und billigster Form zu schaffen.
Durch trotzdem weitergeführte Versuche hat sieh nun ergeben, daß bei Beachtung bestimmter Verfahrensschritte Zement als nichtleitender Widerstandsteil und Bindemittel für Massewiderstände ausgezeichnet verwendbar ist, wenn man in folgender Weise vorgeht. Erfindungsgemäß formt. man in bekannter Weise aus einem Gemisch aus leitenden Pulverteilchen, Zement und feinstgepulvertem Quarzsand, das mit Wasser, gegebenenfalls unter Zuführung von Abbindereglern, wie z. B. Zucker, Kalziumichlorid oder Wasserglas, angerührt ist, Widerstandskörper und lagert diese bis zum Abbinden des Zementes, worauf die Widerstandskörper dann in einer Wasserdampfatmosphäre hydrothermal gehärtet werden. Der wesentlichste Punkt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Anwendung der hydrothermalen Härtung von Zement-Feinstsand-Gemischen auf die für Widerstandszwecke bestimmten Formkörper. Bei dem Härtungsprozeß tritt die besonders für kleine Formkörper erforderliche hohe mechanische Festigkeit auf. Vor allem aber verlieren die Formkörper ihre Quellbarkeit. Beide Erscheinungen beruhen auf einer Reaktion zwischen der großen Quarzoberfläche und demjenigen Kalziumhydroxyd, welches beim Abbinden von Zement frei wird. Es bilden sich hierbei Kalzium-Hydrosilikate, die nun nicht mehr wie in normal abgebundenem Zement den Charakter von quellbaren Gelen besitzen.
Die Lagerzeit der geformten Widerstandskörper bis zum Abbinden des Zementes beträgt je nach der Menge an Abbindereglern im Zement etwa zwischen i bis 8 Stunden. Danach erfolgt dann die ezfindungsgemäße Härtung bei etwa 13o bis 25o° in gesättigtem Wasserdampf, vorzugsweise bei 18o°, wobei Drücke von etwa io atü angewendet werden müssen. Diese Härtung kann beispielsweise zwischen 2 bis io Stunden betragen. Danach werden die Widerstände getrocknet, z. B. bei einer Temperatur von i2o°, und sind nunmehr verwendungsfähig. Es empfiehlt sich jedoch, die Widerstände durch eine Tränkung bzw.-einen-Überzug mit einem feuchtigkeitsabhaltenden Mittel, -wie Kunststofflack od. dgl., zu -schützen.
Als Beispiel für die Ausgangsmischung zur Herstellung von Widerständen gemäß .dem erfindungsgemäßen Verfahren seien folgende Werte genannt: 30 bis 40% Portl'andzement, 30 bis 4o% pulverisierter Quarzsand, 2o bis 40 % Graphit oder Ruß oder Hartkohlepulver werden miteinander vermengt und dann entsprechend dem Kennzeichen der Erfindung verarbeitet. Wichtig hierbei ist, daß der Quarzsand so fein pulverisiert ist, daß mindestens 5o% seiner Teilchen eine Größe aufweisen, die kleiner als 75,u ist, was einem Sieb von 6400 Maschen/cm2 .entspricht.
Besonders zweckmäßig ist für die Herstellung derartiger Massewiderstände die Anwendung des an sich bekannten Strangpreßverfahrens. Die unter Wasserzugabe zur .gewünschten Konsistenz angerührte Ausgangsmischung wird in Form eines endlosen Stranges aus der Strangpresse heraus.gepreßt und unmittelbar ,nach Verlassen der Strangpreß: düse in gewünschte Längen unterteilt. Die weitere Behandlung der geformten Widerstandskörper kann dann praktisch als Schüttgut erfolgen, wobei die .erfindungsgemäße Härtung zweckmäßigerweise in einem Autoklaven erfolgt.
Besondere Bedeutung haben die Massewiderstände für Verwendungszwecke, bei denen sie auf Temperatur- und Schüttelfestigkeit -beansprucht werden, so beispielsweise als Entstörungswiderstände in Verbrennungskraftmaschinen, z. B. zum direkten Einbau in die Zündkerze.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Massewiderständen aus leitenden Bestandteilen und Zement als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise ein Gemisch aus leitenden Pulverteilchen, Zement und feinstgepulvertem Quarzsand mit Wasser, gegebenenfalls: unter Zuführung von Abbindereglern, angerührt und zu Widerstandskörpern geformt wird, daß diese Formkörper bis zum Abbinden des Zementes gelagert werden und daß darauf die Widerstandskörper in einer Wasserdampfatmosphäre gehärtet werden.
2: Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskörper je nach Gehalt an Abbindebeschleunigern im Zement i bis 8 Stunden gelagert werden.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskörper bei 130 bis 25o° in gesättigtem Wasserdampf, beispielsweise von io atü gehärtet werden.
4. Verfahren nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskörper nach der Härtung bei etwa i2o° getrocknet werden.
5. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskörper nachträglich mit Kunststoffen oder anderen Poren füllenden, einen Feuchtigkeitsschutz bildenden. Mitteln imprägniert werden.
6. Ausgangsmischung für nach dem Verfahren gemäß Anspruch i bis 5 herzustellende Widerstände, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile: 3o bis 40% Portlandzement, 30 bis 40% pulverisierter Quarzsand, dessen Teilchengröße, beispielsweise wenigstens bis zur Hälfte des Quarzsandgewichtes, kleiner als 75 ,u ist, und 2o bis 40% Graphit, Ruß oder Hartkohlepulver.
7. Massewiderstand, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 645 87o.