DE940175C

DE940175C - Verfahren zur Herstellung von isolierenden UEberzuegen aus Glas fuer elektrische Leitungen

Info

Publication number: DE940175C
Application number: DEK12074D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kuerth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1939-08-18
Filing date: 1939-08-18
Publication date: 1956-03-15

Description

Verfahren zur Herstellung von isolierenden Überzügen aus Glas für elektrische Leitungen Die bekannten Drahtisolierungen und Isolierungen elektrischer Leiter aller Art (Emaillelack, Seide, Baumwolle, Gummi, Guttapercha, Papier, Paraffin, Porzellan) weisen mechanische, chemische oder physikalische Nachteile auf. Mit Ausnahme des Porzellans sind sie beschränkt wärmebeständig und können daher in Räumen oder in Apparaten nur begrenzt verwendet werden. Auch die chemische Beständigkeit der genannten Isolierstoffe für elektrische Leiter ist oft in Frage gestellt bis auf das Porzellan. Porzellan aber kann nur an geraden und auf Biegung nicht beanspruchten elektrischen Leitern benutzt werden.
Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die elektrischen Leiter (Drähte, Stäbe, Verbindungs- und Anschlußstücke usf.) mit einer Wicklung oder Verklöppelung aus noch teigigen Glasfäden versehen werden. Insbesondere werden die Glasfäden an ihren Berührungsflächen zusammengeschmolzen, so daß sie einen ununterbrochenen, luft- und feuchtigkeitsdichten Überzug bilden.
Es ist hierbei möglich, den Glasfädenüberzug auf den ebenfalls teigig warmen (zähfadigen) elektrischen Leiter bei dessen Herstellung vor seinem Erkalten aufzubringen. Dadurch wird ein Verschmelzen der Oberflächen des elektrischen Leiters mit der isolierenden Glasfadenschicht bewirkt.
Mit den beschriebenen beiden Verfahren werden Überzüge hergestellt, die nur gering auf Biegung beansprucht werden können. Da die Herstellung von- Glasfäden mit regelmäßigen, gleichbleibenden Durchmessern geringster Größe (z. B. o,z ,u) -gegeben ist, kann die Isolierung auf elektrischen Leitern (Drähten) mit größter Genauigkeit auch in Ultramikrogrenzen gewährleistet werden. Die beschriebenen Verfahren sind mithin allen Tauchund-Lacküberzügen überlegen.
Dabei kann durch einfache Maßnahmen auch eine größere Beanspruchung der Gläsfädenüberzüge auf Biegung erreicht werden, indem die Fäden bei einer Temperatur z. B. schraubenförmig um die erkalteten oder halbfleissigen elektrischen Leiter gewickelt werden, bei der die :dicht aneinander gezogenen Glasfäden sich ineinander dergestalt pressen, :daß ihre sich berührenden Seitenflächen Führungszüge gegeneinander von selbst bilden, Außer den Durchmessern der Glasfäden kann deren-Temperatur sehr genau geregelt und dauernd so gehalten werden; daß die sich schraubenförmig um die elektrischen Leiter legenden Fäden sich aüfeinanderpressen, aber nicht mehr zusammenschmelzen. Bei dieser Aufrechterhaltung der Verformbarkeit der Glasfäden verfugen sich diese ineinander und bilden einen Überzug z. B. auf Leitungsdrähten, der die Biegung derDrähte mit der Glasfadenisolerung zuläßt. Ist dabei der zu überziehende elektrische Leiter selbst noch halb flüssig gewesen, so ergibt sich ein Haften und Oberflächenverschmelzen zwischen dem Metall des elektrischen Leiters und der Innenseite der Glasfadenwicklung. Eine Verschiebung der Glasfadenumwicklungen längs zur Achse des elektrischen Leiters (Drahtes) kann dann nicht mehr eintreten.
Wenn die Fäden um den zu isolierenden Leiter in der beschriebenen Weise so gezogen werden, daß sie ineinander nicht verschmelzen, sondern nur gegenseitige Führungen bilden, so wird ein weiterer Vorteil erreicht, wenn erkaltete Glasfäden und zähflüssige nebeneinander so um den elektrischen Leiter herumgezogen werden, da:ß sich der erkaltete Glasfaden jeweils in den neben ihm verlaufenden halbflüssigen Glasfaden mit seinen Seitenflächen einpreßt und so im Verlaufe der Wicklung eine schraubenförmig gewundene ununterbrochene Führung der beiden Glasfäden erzielt wird.
Hierbei wird der halbflüssige Glasfaden am besten mit einem größeren Durchmesser gezogen als -der erkaltete; weil sich die Führung naturgemäß in dem weicheren Glasfaden bildet und dieser dazu eine größere Glasmasse entfalten mu@ß.
Auf die beschriebene Weise können mehrere Glasschichten übereinandergewickelt werden. Dabei bleibt eine genügende Biegefähigkeit der Glasfäden bestehen.
Das Wickeln der Glasfäden um die elektrischen Leiter (Drähte) erfolgt durch schnelle Umdrehung der Glasfadendüse um den- Querschnitt des elektrischen Leiters.
Es ist ohne weiteres möglich, auf die beschriebene Glasfadenisolierung verschiedene Überzüge aufzubringen, insbesondere solche aus Öl, Paraffin u. dgl. Dabei kann gleichzeitig der Vorteil erzielt werden, daß diese flüssigen, zähflüssigen oder teigigen Stoffe in Ultrainikroausdehnungen auf den Glasfäden und zwischen den einzelnen Glasschichten sowie zwischen den nebeneinanderliegenden und ineinandergeführten Glasfäden einen zuverlässigen, dauernd wirkenden Gleitstoff und Schutzstoff bilden.
Bekanntlich erhöhen Öle zwischen Glasflächen deren Haftfestigkeit gegeneinander in einer ungeheuren Größenordnung. Die Verschiebung der Glasflächen auf allerdünnsten Ölhäuten ist gegeneinander leicht möglich. Die Trennung der Glasflächen voneinander ist nahezu ausgeschlossen. Die gleichen Effekte treten im Rahmen der gegenwärtigen Erfindung in erhöhtem Maße auf. Die einzelnen Glasfäden können sich gegeneinander elastisch werschieben und Biegungen des elektrischen Leiters mitmachen. Dabei bleibt die Isolierm-ig dicht und -wirksam in allen Teilen. Die Öl- oder Paraffinzwischenschicht in Form allerfeinster dünner Häutchen wird nach der Umwicklung mit den Glasfäden erzielt durch Erhitzung.
Die beschriebene Glasisolierung hat den Vorteil, daß sie beständig gegen sehr hohe Temperaturen und auch gegen Strahlungswärme von außen ist. Die Belastbarkeit der Leitungen selbst wird vergrößert. Die Leitungen können in feuchten, nassen Räumen und in Flüssigkeiten angewendet werden. Die Isolierungen sind von besonderem Vorteil in tropischen Gegenden. In chemischem Betrieben sind die Isolierungen widerstandsfähig gegen sonst schädliche Flüssigkeiten, Dämpfe und Gase.
Die beschriebene Isolierung ist wirtschaftlicher und von größerer Betriebssicherheit als die vorgeschlagenen Asbestisolierungen. Die Asbestfaser ist verhältnismäßig teuer und bei weitem nicht so elastisch wie die Glasfaser: Die Glasfasern haben eine günstige Dielektrizitätskonstante (6 bis 8), einen sehr günstigen spezifischen :elektrischen Widerstand (zois) und einen günstigen Verlustwinkel (bezogen auf zooo Hz : z8 . ro-4).
Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. r und 2 Längsschnitte durch elektrische Leiter mit Glasfädenumwicklung in beispielsweise zehntausendfacher Vergrößerung; Fig. 3 zeigt die um einen elektrischen Leiter kreisenden Glasfadendüsen im Schnitt quer durch den elektrischen Leiter; Fig. q. zeigt den Längsschnitt dazu.
In Fig. z sind auf den elektrischen Leiter die Glasfäden 2 schraubenförmig dicht herumgelegt. In Fig. 2 ist der elektrische Leiter r umwickelt von kalt verwendeten Glasfäden 3 und von zähflüssig anschließend aufgewickelten Glasfäden q., die sich bei 5 und 6 durch den Druck der kalten Glasfäden bikonkav verformt haben. Die bikonkaven Einbuchtungen bilden die Führung für die kalten Glasfäden.
In den Fig. z und 2 können die zähflüssig aufgewickelten Glasfäden bei einer Temperatur von 8oo° C auf die Oberfläche des elektrischen Leiters aufschmelzen (z. B. Aluminium, Schmelztemperatur 66o° C).
In Fig. 3 ist der elektrische Leiter z mit den Düsen 7, 8, g, zo für den Austritt der Glasfäden dargestellt. Die Düsen kreisen mit hoher Geschwindigkeit um den zu entwickelnden elektrischen Leiter.
In Fig. 4 ist der Längsschnitt zu Fig. 3 ersichtlich. Der elektrische Leiter i läuft blank von einer Trommel i i ab und wird isoliert auf die Trommel 12 aufgewickelt. Die Düsen 13, 14 befinden sich in isolierten, im Querschnitt U-förmigen Gehäusen 15 und 16, die mit den Düsen umlaufen. Dadurch wird in dem elektrisch geheizten Hohlraum 17, 18 die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperatur ohne Wirbel und dergestalt möglich, daß je nach der elektrisch zu, regelnden Temperatur die Zähflüssigkeit des Glasfadens in entsprechenden Grenzen gehalten werden kann. Gleichzeitig erfolgt eine Vorwärmung des elektrischen Leiters.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von isolierenden Überzügen aus Glas für elektrische Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß Glasfäden im zähflüssigen Zustand um die elektrischen Leiter (Drähte, Stäbe u. dgl.) gewickelt oder geklöppelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfäden an ihren Berührungsflächen infolge ihrer Eigentemperatur oder durch Zufuhr von Wärme zusammengeschmolzen werden.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter im teigig warmen (zähfadigen) Zustand mit den an die Berührungsflächen bei der Umwicklung aufschmelzenden ebenfalls teigig warmen Glasfäden umwickelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die halbflüssigen Glasfäden auf die erkalteten oder halbflüssigen elektrischen Leiter so aufgewickelt werden, daß die sich berührenden Seitenflächen der Glasfadenflächen Führungszüge ineinander bilden.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß erkaltete Glasfäden und zähflüssige nebeneinander so um den elektrischen Leiter gezogen werden, daß der erkaltete Glasfaden jeweils in den neben ihm verlaufenden halbflüssigen Glasfäden Führungen bildet.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen- und Reibungsflächen der Glasfäden mit allerdünnsten Ölhäuten versehen werden.
7. Vorrichtung zur Ausführung der Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendüsen in einer um die Längsachse des Leiters drehenden Vorrichtung angeordnet sind. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendüsen in einem mit gleicher Geschwindigkeit wie sie umlaufenden, isolierten Gehäuse angebracht sind, dessen Temperatur geregelt werden kann. g. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter in dem die Düsen enthaltenden Gehäuse vorgewärmt werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 414,080, 27 186, 597 244, 666 930, 719 695.