DE969413C

DE969413C - Elektrisches Schaltelement mit elektrisch isolierendem Lackueberzug

Info

Publication number: DE969413C
Application number: DES35296A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Wiedenbach; Dr Karl Zapf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-09-19
Filing date: 1953-09-19
Publication date: 1958-05-29

Description

Elektrisches Schaltelement mit elektrisch isolierendem Lacküberzug Elektrische Bauellermente, beispielsweise Widerstände und Kondensatoren, die nicht in ein besonderes Gehäuse eingebaut werden, werden häufig mit einem Schutzlacküberzug versehen, um das Bauelement oder deren empfindliche Teile in gewissem Umfang vor der Atmosphäre zu schützen und auch mechanische Verletzungen zu verhindern.
Im Zuge der allgemeinen Entwicklung ist man mehr und mehr zu Geräten gelangt, die einen sehr geringen Raumbedarf haben. Voraussetzung dafür war zum Teil eine Verkleinerung der einzelnen Bauelemente, zum Teil aber auch eine dichtere Anordnung der Bauelemente innerhalb der Schaltung. Hierbei muB nun auch Rücksicht auf genügende Isolation zwischen den einzelnen Bauelementen bzw. diesen und den meist mit Erdpotential in Verbindung stehenden Gehäuseteilen genommen werden.
Es lag nahe zu untersuchen, ob der zunächst aus anderen Gründen auf den Bauelementen vorgesehene Schutzlacküberzug auch über genügende Isolationsfähigkeit verfügt, so daß nach dieser Richtung kein besonderer Aufwand getrieben zu werden braucht. Wie sich zeigte, genügen die meist verwendeten Schutzlacke auch den geforderten elektrischen Isolationsbedingungen bzw. sind sie durch eine geringfügige Änderung diesen Bedingungen anzupassen. Trotzdem können beispielsweise elektrische Widerstände nicht in unmittelbare Berührung mit stromführenden Teilen gebracht werden, weil sich dann doch keine ausreichende Isolation ergibt. Dies ist nicht etwa ein Versagen der Isolationseigenschaften des Schutzlackes, sondern vielmehr eine Frage des gleichmäßigen Lacküberzuges. Dieser Überzug ist nun, wie leicht einzusehen ist, sehr ungleichmäßig, und zwar besonders an solchen Ste;1len des Körpers, der Kanten oder Krümmungen oder andere Oberflächenungleichmäßigkeiten aufweist. An solchen Stellen bildet sich aus ganz natürlichen Ursachen heraus der Lacküberzug ungleichmäßig aus, und zwar wird er beispielsweise von Kanten zurücktreten und dort nur einen nicht ausreichenden Überzug bilden. Es besteht also immer Gefahr, daß beispielsweise an Kanten von lackisolierten elektrischen Bauelementen Überschläge eintreten. Die hohe Isolationsfähigkeit des Lackes an sich kann daher in der gewünschten Weise nicht ausgewertet werden, vielmehr muß nach wie vor auf genügenden Abstand der einzelnen Elemente oder zusätzliche Isolationszwischenlager geachtet -,werden.
Die Erfindung hat sich nun mit der Frage beschäftigt, ob sich die an sch vorhandenen Isolationseigenschaften des Lackes nicht trotzdem auswerten lassen, was im wesentlichen auf die Frage hinausläuft, ob es möglich ist, auch an Kanten oder anderen Ungleichmäßigkeiten der Trägerkorperoberfläche einen genügend, starken Lacküberzug anzubringen. Die zunächst naheliegende Methode, mehrere Lacküberzüge anzubringen, bis auch an der dünnsten Stelle genügende Schichtstärke erreicht ist, ist zunächst sehr kompliziert und teuer, führt aber auch außerdem zu nicht tragbaren Nachteilen, weil beispielsweise bei elektrischen Widerständen durch den sehr starken Lackauftrag auf der sonstigen Oberfläche des Widerstandes der Wärmehaushalt in ungünstiger Weise beeinflußt wird. Außerdem trocknen dicke Lackschichten sehr schlecht und neigen sehr stark zur Rißbildung, womit dann der Sinn des Lacküberzuges überhaupt in Frage gestellt wird.
Gemäß der Erfindung ist das aufgeworfene Problem in sehr einfacher Weise dadurch zu lösen, daß man an jenen Stellen, z. B. Kanten, Krümmungen oder anderen Oberflächenungleichmäßigkeiten, an denen der Lacküberzug von Natur aus eine geringere Stärke aufweist, in die Lackschicht Füllkörper aus Isoliermaterial einbettet. Diese Füllkörper bilden eine Art Traggerüst, an dem der Lack in geringem Umfang angehäuft werden kann und damit dann mindestens die Stärke des sonst vorhandenen Lacküberzuges annimmt. Außerdem läßt sich die Anbringung dieser einzubettenden Füllkörper im automatischen Verfahren durchführen, so daß praktisch nur ein ganz unwesentlicher Aufwand getrieben zu werden braucht.
Welcher Art die . Füllkörper sind, die zunächst gleichgültig, denn es handelt sich ja lediglich darum, an besonderen Stellen des Trägerkörpers für eine dickere Lackschicht zu sorgen. Man kann daher, wenn man sich beispielsweise einen zylindrischen Widerstandskörper vorstellt, an oder in unmittelbarer Nähe der Kanten Ringe, käfigartige oder ähnliche Gebilde auf den Widerstand aufbringen und ihn dann mit dem Lacküberzug versehen. Derartige Füllstücke können beispielsweise aus vorgeformten Glas- oder Keramikteilen bestehen. Zweckmäßiger ist es jedoch, da diese Füllkörper einen gewissen Raumbedarf haben, die Füllkörper aus band-- oder fadenartigen Gebilden zu wählen, beispielsweise Isolierstoffolienstreifen, die auch gelocht sein können, Gewebeband, Glasgespinst, die an der gewünschten Stelle auf das Bauelement aufgebracht werden, beispielsweise angeklebt werden, und dann als Träger für die Lackschicht dienen.
Es genügt aber auch gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, lediglich Füllkörper aus pulvrigen Substanzen zu verwenden, die an der betreffenden Stelle in den Lack eingebeftet werden. Als solche Substanzen kommen z. B. Quarzmehl, Talkumpuder, Lackfüllkörper in Frage.
An sich ist es zwar bekannt, Lacken oder thermoplastischen Massen Füllkörper beizumengen. Dies geschieht; um den Massen bestimmte physikalische Werte, z. B. einen bestimmten Fließpunkt zu vermitteln oder die Wärmeleitfähigkeit einer Masse oder Lackschicht zu verändern. Hierbei sind also die Füllkörper in dem Bindemittel an jeder Stelle gleichmäßig verteilt im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung, bei welcher die Füllkörper nur an besonderen Stellen des Trägerkörpers dem LackÜberzug beigefügt sind. Da es sich um eine Verfiesserung der elektrischen Isolation des Lacküberzuges handelt, ist es sinnvoll, elektrisch sehr schlecht leitende Füllkörper zu verwenden. Erzeugt das Schaltelement während seiner Verwendung Wärme, dann kann man den Wärmehaushalt des Schaltelementes zusätzlich dadurch in günstiger `'leise beeinflussen, daß man gleichzeitig solche Füllkörper benutzt, die thermisch gut leitend sind, wie z. B. Quarzmehl.
Die Verwendung pulvriger Substanzen als Füllkörper hat unter anderem den sehr großen Vorteil, .daß sich die äußeren Abmessungen des Schaltelementes praktisch kaum ändern und trotzdem eine Isolationsverbesserung erzielt wird, die, wie unsere Untersuchungen zeigten, z. B. den Faktor 3 betragen können.
Die Anbringung der Füllkörper kann nun, je nach dem verwendeten Werkstoff und der verwendeten Art des Werkstoffes in der verschiedenartigstenWeise vorgenommen werden. Vorgeformte feste Füllkörper werden entweder durch Preßsitz befestigt oder aufgeklebt, band- oder fadenförmige Körper werden aufgewickelt, pulverförmige Füllkörper können aufgestreut, aufgespritzt, aufgepreßt oder elektrostatisch angelagert sein, wobei unter Umständen die Korngröße des Pulvers einen beachtenswerten Faktor darstellen kann. In jedem Falle ist es zweckmäßig, als Klebemittel den Schutzlack selbst zu verwenden, damit keine störenden Bestandteile in die Anordnung getragen werden. Bei dem Herstellungsverfahren geht man daher sinnvollerweise so vor, daß man die Schaltelemente zunächst mit einem Lacküberzug versieht, den man gegebenenfalls kurzzeitig antrocknet, so daß er noch klebefähig bleibt, dann bringt man die Füllkörper auf, beispielsweise bläst man die Füllkörper an der betreffenden Stelle des Bauelementes an oder läßt sie aufrieseln, lackiert dann nochmals und trocknet dann in gewohnter Weise durch.
Es sei erwähnt, daß die beschriebene Methode der Isolationsverbesserung eines Lacküberzuges auch Anwendung finden kann, wenn es sich darum handelt, beispielsweise Metallkappen eines stabförmigen elektrischen Schaltelementes zu isolieren. Je von der Natur des Isolationsmittels (Lack, Klebemittel od. dgl.) hängt es ab, ob der metallische Grund aufgerauht wird, beispielsweise durch Anbringung von Rillen, oder nicht, un. eine besonders hohe Haftfestigkeit des Isolationsüberzuges zu erzielen.
Bei der Benutzung des Gedankens gemäß der Erfindung kann man gleichzeitig noch durch Anwendung farbiger Füllkörper eine Kennzeichnung für die Schaltelemente hinsichtlich ihrer elektrischen Daten schaffen.
In der Zeichnung sind an Hand eines elektrischen Widerstandes beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgedankens dargestellt. In allen Darstellungen ist mit a beispielsweise ein zylindrischer Tragkörper bezeichnet, der auf seiner gesamten Oberfläche mit einer nicht näher dargestellten Widerstandsschicht, z: B. aus Hartkohle, überzogen ist. Die Stromzuführungen b sind in irgendeiner Weise in oder an dem Tragkörper a befestigt und stehen mit der Widerstandsschicht in leitender Verbindung. Zum Schutz eines solchen Widerstandes ist nun eine Lackschicht c aufgebracht. Diese würde an den Kanten d nur einen ungenügenden Schutz darstellen. Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung wird nun auf eine zunächst sehr dünne Lackschicht, die noch klebefähig ist, ein pulverförmiger Füllkörper aufgeblasen, mit e bezeichnet, «vorauf dann eine weitere Lackierung folgt, die diese Füllkörper einhüllt und sich an ihnen hält, so daß die Lackschichtstärke an der Kante mindestens der der sonstigen Schichtstärke entspricht.
In der Fig. 2 ist das gleiche Beispiel dargestellt, lediglich mit dem Unterschied, daß nicht pulverförmige, sondern fadenähnliche Füllkörper verwendet wurden, die mit f bezeichnet und ein oder mehrmals an den zylindrischen Widerstandskörper herumgewickelt sind, während die Fig. 3 einen bandförmigen Füllkörper zeigt, beispielsweise eine Kunststoffolie g. In der Fig. 2 und 3 ist in der Darstellung bereits .angedeutet, daß sich bei Verwendung faden- oder bandähnlicher Füllkörper und noch viel mehr bei vorgeformten massiven Füllkörpern eine Verstärkung des Bauelementes an der betreffenden Stelle ergibt, was unter Umständen nichterwünscht ist. In solchen Fällen ist es dann immer zweckmäßig, entsprechend der Fig. i zu verfahren und pulverförmige Füllkörper zu benutzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisches Schaltelement mit elektrisch isolierendem, Füllstoffe enthaltenden Lacküberzug, dadurch gekennzeichnet, daß nur an Kanten, Krümmungen oder anderen Oberflächenungleichmäßigkeiten, an welchen der Lacküberzug von Natur aus eine geringere Stärke aufweist, zur Erzielung einer ausreichenden Isolations- und Lackstärke an diesen Stellen in der Lackschicht Füllkörper aus Tsoliermaterial eingebettet sind.
2. Elektrisches Schaltelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper aus entsprechenden Formkörpern, ' beispielsweise Ringen, käfigartigen oder ähnlichen Gebilden bestehen.
3. Elektrisches Schaltelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper aus band- oder fadenähnlichen Gebilden, beispielsweise gelochten Kunststoffolien, Gewebeband, Glasgespinst, bestehen. q.. Elektrisches Schaltelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper aus pulvrigen Substanzen, z. B. Ouarzmehl, Talkumpud°r, Lackfüllkörpern, b°-stehen. 5. Elektrisches Schaltelement nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper gleichzeitig gute thermische Leitfähigkeit aufweisen. 6. Elektrisches Schaltelement nach. Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet. daß die Füllkörper auf das Bauelement aufgeklebt, aufgewickelt, aufgepreßt oder aufgespritzt sind. 7. Elektrisches Schaltelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebemittel der Schutzlack selbst dient. B. Elektrisches Schaltelement nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper farbig sind und gleichzeitig eine Kennzeichnung für das Bauelement darstellen. g. Verfahren zum Einbringen von Füllkörpern in den Schutzlacküberzug elektrischer Bauelemente nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement zunächst mit einer dünnen Lackschicht überzogen wird und auf diese nach kurzzeitiger Antrocknung die Füllkörper aufgetragen werden, wonach eine nochmalige Lackierung und Aushärtung des gesamten Lacküberzuges folgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 863:224; deutsche Patentanmeldung Ni74q.VIIIC/2ig; schweizerische Patentschrift Nr. 242 015; USA.-Patentschrift Nr. 2 414 g25.