Endverschluss eines Heizkörpers aus hochschmelzendem Metall mit keramischem Schutzmantel. Bei der Verwendung von Heizdrähten aus hochschmelzendem Metall, wie z. B. Wol fram, Molybdän, Tantal oder einem sonsti gen Metall, dessen Schmelzpunkt über etwa 2400' C liegt, die mit einem keramischen Mantel umgeben sind, der Gase, insbesondere atmosphärischen Sauerstoff, vom oxydations empfindlichen Metallkern möglichst voll kommen fernhalten soll, ergab sich die be sondere Aufgabe, Endverschlüsse für die Heizdrähte derart auszubilden, dass ein Hin durchdiffundieren von Luft zum Heizdraht zuverlässig vermieden wird.
Eine mögliche Ausbildung solcher Endverschlüsse ist im Patent Nr. 203650 beschrieben. Hiernach wird der Schutzmantel über den Heizdraht verlängert und in dieses freie Ende des Schutzmantels ein z. B. aus Kupfer, Nickel oder Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung beste hender Metallstift hineingeschoben, der mit dem Heizdraht leitend verbunden wird. Auf den aus dem Schutzmantel hinausragenden Teil des Metallstiftes wird eine Steckhülse (Eichel), zweckmässig aus demselben Metall, z. B. Kupfer, aufgezogen. Bei dieser Aus.
bildung des Endverschlusses bildet der in den keramischen Mantel hineinragende Me tallstift einen gasdichten Verschluss, so dass Luft zu dem aus hochschmelzendem Metall bestehenden Heizdraht nicht vordringen kann. Die Abschlusswirkung ist jedoch nur vorhanden, wenn die Temperatur an der Ver bindungsstelle zwischen Metallstift und Heizleiter so hoch gehalten wird, dass der in den keramischen Mantel hineinreichende Teil des Metallstiftes einen plastischen, teigigen Zustand annimmt und pfropfenartig den keramischen Mantel gasdicht abschliesst.
Da der Ausdehnungskoeffizient des Metall stiftes, z: B. des Kupfers, höher ist als der Ausdehnungskoeffizient der Keramik, presst sich der Kupferstift während der Erhitzung sehr dicht gegen den keramischen Mantel.
Es erfolgt demnach. der Gasabschluss und
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der <SEP> Stromübergang <SEP> bei <SEP> diesem <SEP> Endverschluss
<tb> an <SEP> beiden <SEP> Enden <SEP> des <SEP> Heizleiters <SEP> gewisser massen <SEP> durch <SEP> einen <SEP> glühenden, <SEP> teigigen,
<tb> plastischen <SEP> Pfropfen, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> aus <SEP> Kupfer.
<tb> Endverschlüsse <SEP> dieser <SEP> Art, <SEP> die <SEP> als <SEP> Pfropfen v <SEP> ersehlüsse <SEP> bezeichnet <SEP> -werden <SEP> können, <SEP> haben
<tb> sich <SEP> zwar <SEP> --ut <SEP> bewährt, <SEP> zeigen <SEP> aber <SEP> bei <SEP> oft maligem <SEP> Ein- <SEP> und <SEP> Ausschalten <SEP> den <SEP> einen
<tb> Nachteil.
<SEP> dass <SEP> ztt-ischen <SEP> Kupfer <SEP> und <SEP> Keramik
<tb> Luft <SEP> doch <SEP> langsam <SEP> eindiffundiert, <SEP> die <SEP> dann
<tb> mit <SEP> dem <SEP> Kupfer <SEP> unter <SEP> Oxydbildung <SEP> reagiert.
<tb> Wenn <SEP> aucb <SEP> der <SEP> Luftsauerstoff <SEP> nicht <SEP> bei spielsweise <SEP> bis <SEP> zum <SEP> 11Tolybdänleiter <SEP> vor drin-,t. <SEP> so <SEP> genügt <SEP> doch <SEP> schon <SEP> die <SEP> Oxydation
<tb> des <SEP> Kupfers <SEP> allein, <SEP> um <SEP> bei <SEP> zunehmender
<tb> Schichtstärke <SEP> des <SEP> gebildeten. <SEP> Oxydes <SEP> eine
<tb> Sprengung <SEP> des <SEP> keramischen <SEP> Mantels <SEP> herbei zuführen.
<tb> Würde <SEP> man <SEP> anderseits <SEP> das <SEP> Kupfer <SEP> ganz
<tb> dicht <SEP> in <SEP> den <SEP> keramischen <SEP> Mantel <SEP> einpassen,
<tb> z. <SEP> B.
<SEP> durch <SEP> Löten <SEP> starr <SEP> und <SEP> gasdicht <SEP> mit
<tb> dem <SEP> Rohr <SEP> verbinden, <SEP> würde <SEP> das <SEP> Kupfer <SEP> in folge <SEP> der <SEP> ungleichmässigen <SEP> 9.nsclehnung <SEP> die
<tb> Keramik <SEP> früher <SEP> oder <SEP> später <SEP> sprengen. <SEP> Zweck
<tb> der <SEP> neuartigen <SEP> Ausbildung <SEP> der <SEP> End verschlüsse <SEP> gemäss <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> ist <SEP> es, <SEP> diese
<tb> Nachteile <SEP> ztt <SEP> beseitigen.
<tb> Gemäss <SEP> der <SEP> vorliegenden <SEP> Erfindung <SEP> sind
<tb> Schutzmantel <SEP> und <SEP> Steckhülse <SEP> miteinander <SEP> zii
<tb> einem <SEP> den <SEP> Metallstift <SEP> gasdicht <SEP> umschliessen den <SEP> Hohlkörper <SEP> verbunden, <SEP> das <SEP> Ganze <SEP> derart,
<tb> dass <SEP> der <SEP> Heizleiter <SEP> sich <SEP> ungehindert <SEP> aus dehnen <SEP> kann.
<tb> Dies <SEP> kann <SEP> in <SEP> der <SEP> Weise <SEP> geschehen, <SEP> dass
<tb> ein <SEP> biegsames <SEP> Zwischenglied <SEP> in <SEP> Gestalt <SEP> eines
<tb> Netallsehlauches <SEP> einerseits <SEP> auf <SEP> den <SEP> Metall stift, <SEP> anderseits <SEP> auf <SEP> den <SEP> keramischen <SEP> Schutz mantel <SEP> derart <SEP> gasdicht <SEP> aufgelöst <SEP> oder <SEP> sonst
<tb> befestigt <SEP> wird, <SEP> dass <SEP> Lufzutritt <SEP> zuverlässig
<tb> ohne <SEP> die <SEP> nachteiligen <SEP> Folgen <SEP> der <SEP> früher <SEP> ge brauchten <SEP> starren <SEP> Verbindung <SEP> verhütet <SEP> -wird.
<tb> Es <SEP> ist.
<SEP> auch <SEP> möglich, <SEP> das <SEP> nachgiebige <SEP> und
<tb> elastische <SEP> Ausgleichsglied <SEP> zwischen <SEP> Heiz leiter, <SEP> das <SEP> heisst <SEP> Metallstift <SEP> einerseits <SEP> und
<tb> Steckhiilse <SEP> anderseits <SEP> in <SEP> das <SEP> Innere <SEP> der
<tb> Steckhülse <SEP> zu <SEP> verlegen.
<SEP> Dadurch <SEP> werden <SEP> die
<tb> Vorteile <SEP> der <SEP> elastischen <SEP> Bauart <SEP> ohne <SEP> deren
<tb> mögliche <SEP> Nachteile <SEP> erreicht, <SEP> da <SEP> hier <SEP> durch
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den <SEP> Einbau <SEP> < les <SEP> nachgiebigen <SEP> und <SEP> elastischen
<tb> Zwischengliedes <SEP> die <SEP> Festigkeit <SEP> und <SEP> Wider standsfähigkeit <SEP> der <SEP> Steckhülse <SEP> nicht <SEP> beein trächtigt <SEP> werden <SEP> kann <SEP> und <SEP> die <SEP> geschlossene,
<tb> äusserlich <SEP> starre <SEP> Bauart <SEP> nach <SEP> dem <SEP> eingangs
<tb> genannten <SEP> Patent <SEP> erhalten <SEP> bleibt.
<tb> Die <SEP> beiliegende <SEP> Zeichnung <SEP> zeigt <SEP> in <SEP> Fig.
<SEP> 1
<tb> bis <SEP> 10 <SEP> zehn <SEP> Ausführungsbeispiele <SEP> der <SEP> End verschlüssc> <SEP> gemäss <SEP> der <SEP> Erfindung, <SEP> hiervon
<tb> die <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> bis <SEP> 6 <SEP> sechs <SEP> Ausführungsbeispiele
<tb> mit <SEP> aussen <SEP> angeordneter, <SEP> die <SEP> Fig. <SEP> 7 <SEP> bis <SEP> 10
<tb> vier <SEP> Ausführungsbeispiele <SEP> mit <SEP> innen <SEP> an geordneter <SEP> nachgiebiger <SEP> Verbindung <SEP> ge wisser <SEP> Teile.
<tb> Dabei <SEP> bezeichnet <SEP> 1 <SEP> in <SEP> den <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> bis <SEP> 6
<tb> den <SEP> z. <SEP> B:
<SEP> aus'Iolybdän <SEP> hergestellten <SEP> Heiz leiter, <SEP> 2 <SEP> den <SEP> ihn <SEP> umgebenden <SEP> keramischen
<tb> Mantel, <SEP> 3 <SEP> den <SEP> in <SEP> die <SEP> freie <SEP> Öffnung <SEP> des <SEP> kera mschen <SEP> Mantels <SEP> 2 <SEP> eingeschobenen, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> aus
<tb> Kupfer <SEP> hergestellten <SEP> Metallstift, <SEP> auf <SEP> dessen
<tb> aus <SEP> dein <SEP> Schutzmantel <SEP> herausragendes <SEP> Ende
<tb> die <SEP> ebenfalls <SEP> z. <SEP> B. <SEP> aus <SEP> Kupfer <SEP> hergestellte
<tb> eichelförmige <SEP> Steckhülse <SEP> 4 <SEP> aufgesetzt <SEP> ist. <SEP> 5
<tb> stellt <SEP> den <SEP> biegsamen. <SEP> Metallschlauch <SEP> dar, <SEP> der
<tb> z. <SEP> B. <SEP> aus <SEP> Tombak <SEP> hergestellt <SEP> ist. <SEP> 7 <SEP> bezw. <SEP> F,
<tb> bezeichnen <SEP> die <SEP> Auflage- <SEP> bezw.
<SEP> Verbindungs stellen <SEP> zwischen <SEP> keramischem <SEP> Mantel <SEP> und <SEP> Me tallschlauch <SEP> bezw. <SEP> Schlauch <SEP> und <SEP> Metallstift.
<tb> In <SEP> den <SEP> Fig. <SEP> 5 <SEP> und <SEP> 6 <SEP> ist <SEP> der <SEP> verjüngte, <SEP> in <SEP> den
<tb> rohrförmigen <SEP> Heizleiter <SEP> hineinragende <SEP> Fort satz <SEP> des <SEP> Metallstiftes <SEP> 3 <SEP> mit <SEP> 11 <SEP> bezeichnet,
<tb> wobei <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 5 <SEP> die <SEP> Silberverlötung <SEP> mit <SEP> 12,
<tb> in <SEP> Fig. <SEP> 6 <SEP> die <SEP> Einbördelung <SEP> zur <SEP> Verbindung
<tb> von <SEP> Heizleiter <SEP> 1. <SEP> und <SEP> Metallstift <SEP> 3 <SEP> bezw.
<tb> seinem <SEP> Fortsatz <SEP> <B>11</B> <SEP> gleichfalls <SEP> mit <SEP> 12 <SEP> be zeichnet <SEP> ist.
<tb> Die <SEP> Ausführungsform <SEP> gemäss <SEP> Fig.
<SEP> 1
<tb> stimmt <SEP> grundsätzlich <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Endverschluss
<tb> gemäss <SEP> obigem <SEP> Patent <SEP> überein. <SEP> Ferner <SEP> ist <SEP> das
<tb> Ende <SEP> des <SEP> keramischen <SEP> Schutzmantels <SEP> 2 <SEP> in
<tb> bekannter <SEP> Weise <SEP> metallisiert; <SEP> z. <SEP> B. <SEP> ver kupfert <SEP> oder <SEP> versilbert. <SEP> Ein <SEP> biegsamer <SEP> Me tallschlauch <SEP> 5 <SEP> wird <SEP> nun <SEP> einerseits <SEP> auf <SEP> dem
<tb> Stift <SEP> 3 <SEP> innerhalb <SEP> der <SEP> Steckliiilse <SEP> 4 <SEP> eingelötet,
<tb> anderseits <SEP> mit <SEP> dem <SEP> metallisierten <SEP> Ende <SEP> des
<tb> keramischen <SEP> Schutzmantels <SEP> 2 <SEP> verlötet.
<SEP> Bei
<tb> der <SEP> Herstellung <SEP> derartiger <SEP> Stabenden <SEP> wird
<tb> beispielsweise <SEP> so <SEP> vorgegangen, <SEP> dass <SEP> erst <SEP> der Molybdänstab 1 in den keramischen Schutz mantel 2, der schon metallisierte Enden auf weist, eingeführt wird. Hierauf wird durch Abdrehen der genau passende, aus Metall stift 3 und Steckerhülse 4 zusammengesetzte Kupferleiter hergestellt, auf dessen Stift das eine Ende des Metallschlauches bei 6 ein gelötet wird. Der Metallstift 3 wird sodann in das Stäbende derart eingeschoben, dass ein genauer Passsitz zwischen Heizleiter 1 und Metallstift 3 erzielt wird.
Der Metall schlauch, der hierbei über das metallisierte Ende des keramischen Schutzmantels ge schoben wurde, wird mit dem letzteren bei 7 gasdicht verlötet.
Die Ausführung gemäss Fig. 2 weicht von jener gemäss Fig. 1 nur darin ab, dass der Metallschlauch 5 rechtsseitig auf der -Steck hülse 4 bei 6 aufgelötet ist. Bei der An bringung ist es einerlei, ob der Metall schlauch zuerst mit dem keramischen Schutz mantel und sodann mit der Steckhülse oder in umgekehrter Reihenfolge verlötet wird.
Die Ausführung gemäss Fig. 3 stellt eine Abwandlung der Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 2 dar, indem die aufmetallisierte Schicht am Ende 7 des keramischen Schutz mantels 2 so. stark vorgesehen wird, dass das Einschneiden eines- Gewindes, in welchem der Metallschlauch 5 gasdicht festgehalten wird, ermöglicht ist. Das in Fig. 3 dar gestellte Ausführungsbeispiel zeigt bei 6 eine Verbindung der Steckhülse 4 mit dem Metallschlauch 5 durch dessen Verschrau bung.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 4 gibt eine Anleitung, die Verbindung von Metall schlauch und Schutzmantel in der Weise auszuführen, dass an Stelle- der keramik seitigen Lötung Ringdichtungen, z. B. aus Kupferasbest, treten.
Die dargestellte Aus führung sieht ein flanschförmiges. Ende 8 des keramischen Schutzmantels 2 vor, --wel chem der zur Aufnahme der Küpferasbest- dichtungen 10 bestimmte büchsenförmige Rand 9 des biegsamen Metallschlauches 5 entsprechend.dureh Aufbördeln- angepasst ist. In Fig. 5 und '6 sind weitere Abwand lungen der gleichen Erfindung bei Verwen dung eines rohrförmigen Heizleiters dar gestellt.
Dabei entspricht grundsätzlich die Ausbildung und Anbringung des biegsamen Metallschlauches der Ausführung gemäss Fig. 1, wie oben beschrieben, wobei der Me tallschlauch 5 einerseits innerhalb der Steck hülse, z.. B. Kupfereichel 4, auf dem Stift 3 eingelötet, anderseits mit dem metallisierten Ende 7 des keramischen Schutzmantels 2 verlötet ist.
Das Innenende des Metallstiftes 3 ist verjüngt und wird mit diesem Fortsatz 11 in das Ende der rohrförmigen Heizseele 1 genau hereingepasst, sodann mit dieser ent weder gemäss Fig. 5 verlötet, z.
B. silber verlötet, oder gemäss Fig. 6 -durch Einbörde- lung 12 starr und dicht verbunden. Ähnlich können auch die Ausführungen gemäss Fig. 2, 3 und 4 bei Anwendung eines rohrförmigen. Heizleiters in Verbindung mit den Merk malen der Ausführung 5 und 6 kombiniert und abgewandelt werden.
Um eine besondere Sicherung gegen die Oxydation des Metallstiftes 3 zu schaffen, empfiehlt es sieh, den letzteren zusätzlich noch zu versilbern, vergolden, vernickeln oder platinieren.
In den Fig. 7 bis 10 der zweiten Gruppe werden vier verschiedene Ausführungen des Endverschlusses. - -mit --innen angeordneter nachgiebiger Verbindung veranschaulicht.
In Fig. 7 bedeutet 3 den an den Heiz- leiter 1 angesetzten Metallstift .aus Silber, Kupfer usw., der aus dem, keramischen Schutzmantel 2 herausragt.
Das Ende der Keramik ist mit dem Unterteil der Hülse 15 durch -eine Kittverbindung 16 fest verbun- den. Die auf die Teilhülse 15 aufgeschraubte oder in sonst geeigneter Weise befestigte eigentliche Verschlusshülse 14 ist mit dem Metallstift 3 mittels eines litzenförmigen Metalleiters 13 verbunden, wobei dieser im Boden 17 der Verschlusshulse 14 beispiels weise eingelötet-oder sonst= fest und gäsdielit befestigt ist.
Der zwischen dem litzenförmi- gen Leiter - 13 und der Steckhülsenwand 14 -vorhandene- Raum ist- derart - be:pn.essen; dass der durch die Längenveränderung des Heizleiters verursachten Deformation des litzenförmigen Leiters 13 hinreichend Spiel raum geboten wird.
Gemäss Fig. 8 wird an dem Metallstift 3, der aus dem keramischen Mantel 2 heraus ragt, ein kegelförmiger, elastischer Metall napf 18 befestigt, dessen flacher Boden mit der Stirnwand des Metallstiftes 3 durch Verlöten, Verschweissen oder auch Vernieten fest verbunden ist, und dessen Rand an dem verschraubbaren und bei 20 verkitteten oder verlöteten Bodenstück 19 im Endverschluss 14 festgehalten wird. Die Längenveränderun gen des Heizleiters 1 bezw. Metallstiftes 3 werden hier von dem elastischen Metallnapf 18 aufgenommen.
Gemäss Fig. 9 wird das Ausgleichsglied zwischen Metallstift 3 und Endverschluss- hülse 14 von einer Art Wendel 8 gebildet, die aus dem gleichen oder auch anderem Ma terial wie der Metallstift 3 bestehen, gege benenfalls auch unmittelbar aus dem Metall stift 3 herausgearbeitet sein kann. Das Ende der Wendel 21 mündet in einen massiven Zapfen 22, der in die Kopfwand 20 der Hülse 14 verschraubt oder sonst elektrisch leitend befestigt wird.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 10 wird auf die Anordnung eines besonderen elastischen Ausgleichsgliedes zwischen Me tallstift 3 einerseits und Steckhülse 14 an dererseits verzichtet, indem der Metallstift 3 selbs als nachgiebig federnder Gleitkontakt ausgebildet wird.
Nach der beispielsweise dargestellten Ausführung wird in das ge schlitzte Ende des Metallstiftes 3 eine Blatt feder 23 eingebracht, welche die beiden Hälf ten des Stabendes elastisch gegen die Innen wand der Steckhülse 14 drückt und einen zuverlässigen Gleitkontakt zwischen ihr und Metallstift 3 bewirkt, so dass die allfälligen Längenveränderungen des Heizstabes 1 bezw. Metallstiftes 3 ohne Auslösung von mechanischen Spannungen gleitend ausgegli chen werden.
Mit Rücksicht auf die Vereinfachung und Zuverlässigkeit des Zusammenbaues wird die Steckhülse zwei- oder mehrteilig ausgeführt. In den Ausführungsformen nach den Fig. 7 bis 10 ist die Ausführung aus zwei Teilhülsen 14 und 15 bezw. 14 und 20, dargestellt.
Zur vollkommenen Entfernung schäd licher Gasreste aus dem Raum zwischen Me tallschlauch und Metallstift empfiehlt es sich, in diesem Raum Gettersubstanzen, wie Barium-Magnesium, Barium-Calzium usw. einzubringen. Das Gettern kann während des Lötens oder hiernach erfolgen.