DE481796C

DE481796C - Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizwiderstaenden

Info

Publication number: DE481796C
Application number: DEH110638D
Authority: DE
Original assignee: ELEKTRO HEIZ und WAERME G M B
Current assignee: ELEKTRO HEIZ und WAERME G M B
Priority date: 1927-03-20
Filing date: 1927-03-20
Publication date: 1930-07-29

Description

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizwiderständen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizwiderständen, bei dem ein Gemisch von Kohle und Metalloxyden in Formkörper gepreßt und dann gebrannt wird. Derartige Widerstände haben sich bisher nicht einführen können, weil selbst das Überziehen des Widerstandkörpers mit einer isolierenden Schicht ihn nicht vor Verbrennung zu schützen vermag. Auch ist bisher kein Verfahren bekannt geworden, das die Herstellung einer puren- und rißfreien Schicht auf dem leitenden Kern ermöglichte, so - daß der Sauerstoff der atmosphärischen Luft ungehindert Zutritt zu dem leitenden Kern des Heizkörpers fand, so daß derselbe in kurzer Zeit zerstört wurde. Die Erfindung besteht darin, daß die durch den Brennvorgang gebildete Carbonatschicht des Heizwiderstandes -= unmittelbar mit Metall umgossen wird. Der Metallumguß verhindert das Abspalten der Kohlensäure und dadurch die Zersetzung der Carbonatsehi-cht.
Es ist zwar bekannt, Widerstandskörper an sich mit Metall zu umgießen, jedoch nicht unmittelbar und nicht zu dem Zweck, die Abspaltung der Kohlensäure der Carbonate zu verhindern.
Zur Herstellung des neuen Heizwiderstandes wird ein Kohlenstoff mit möglichst geringer Oberflächenenergie, beispielsweise Graphit oder Gaskoks, verwendet. Einem solchen gemahlenen Kohlenstoff werden nun Metalloxyde beigemischt, zweckmäßig solche, die mit Kohle schwer oder gar nicht reduzierbar sind, wie beispielsweise Siliciumoxyd, Aluminiumoxyd, Calciumoxyd und andere mehr.
Ein solches Gemisch wird mit einem Bindemittel bekannter Art zu einer knetbaren Masse verarbeitet, aus welcher nunmehr in bekannter Weise durch Pressen u:dgl. die erforderliche Form hergestellt wird.
Der Widerstand des Heizkörpers kann hierbei in bekannter Weise durch die Korngröße der zur Mischung kommenden Materialien oder durch die Menge der beigefügten Metalloxyde oder durch beide Maßnahmen in gewünschter Weise variiert werden.
Der so hergestellte Körper wird in bekannter Weise getrocknet und hierauf durch Einschalten in einen Stromkreis oder durch Erwärmen in einem Ofen auf eine Temperatur gebracht, welche die Betriebstemperatur des Heizkörpers übersteigt..
Hierbei bildet sich auf der Oberfläche des Heizkörpers eine Schicht aus Metallcarbonaten, die den Heizkörper zunächst für kurze Zeit vor Verbrennung und damit vor der Zerstörung schützt.
Die Bildung der Metallcarbonatschicht auf dein Heizkörper geschieht dadurch, daß der in der Oberfläche des Heizkörpers befindliche Kohlenstoff zu Kohlensäure verbrennt und die entstehende Kohlensäure in Metallcarbonate umwandelt.
Zweckmäßigerweise wählt man zur Beimischung Metalloxyde, die sich verhältnismäßig leicht und bei relativ niedrigen Temperaturen durch die entstehende Kohlensäure in MetalIcarbonate umsetzen, beispielsweise Calciumoxyd, dem aber auch andere Oxyde beigemischt werden müssen, beispielsweise Silicium- und Aluminiumoxyd, um der Schicht eine größere mechanische Festigkeit zu geben.
Da die gebildeten Metallcarbpnate ein größeres Volumen einnehmen als die zunächst beigemischten Metalloxyde, so werden die Poren und Risse, die durch die Verbrennung des Kohlenstoffes entstehen, ausgefüllt, und es bildet sich eine dichte riß- und porenfreie Schicht.
Bei der Erwärmung des Heizkörpers zur Schichtbildung ändert sich der Widerstand desselben je nach der Temperatur und der Dauer der Erwärmung, wobei der gewünschte Widerstand durch ein Ohmmeter testgestellt werden kann.
Die so gebildete Carbonatschicht, welche schon bei einer geringen Stärke, auch bei relativ hohen Temperaturen, eine sehr große Isolationsfähigkeit besitzt, schützt den Heizkörper nur kurze Zeit vor Zerstörung, da die Carbonate durch Erhitzen an der Luft sich wieder in Kohlensäure und Metalloxyde umsetzen.
Um diese Schicht vor Zersetzung zu schützen, werden die Heizwiderstände noch mit Metall umgossen, wobei Metallegierungen oder reine Metalle nach dem jeweiligen Verwendungszweck Verwendung finden können. Selbstverständlich müssen Metalle oder Metallegierungen gewählt werden, die bei der Betrieberhitzung nicht schmelzen, wie z. B. Bronzen, Aluminium, Molybdän, Wolfram u. dgl.
Während des Umgießens mit Metall kann der Heizkörper, falls erforderlich, in einen Stromkreis eingeschaltet und dadurch erhitzt werden, bis die Oberfläche des umschließenden Metalls soweit abgekühlt ist, daß bald darauf die Erstarrung der gesamten zur Verwendung kommenden Metallmasse eintritt.
Die Erwärmung des Widerstandkörpers wähnend des Umgießens mit Metall kann vorgenommen werden, um Zerrungen oder Spannungen durch die verschiedenen Ausde#hnungskoeffizienten zu vermeiden.
Die Metallhülse um den Widerstandkörper verhindert durch den auf diesen ausgeübten Druck die Zersetzung der g°bildeten Schicht aus Metallcarbonaten; gleichzeitig wird hierdurch ein hermetischer Abschluß erreicht, der jeden-weiteren Zutritt von Sauerstoff zu dein leitenden Kern in absolut sicherer Weise verhindert.
Da durch das vorliegende Verfahren gasdurchläßliche Massen, wie bei allen bisher bekannten Verfahren, zum Schutze des Heizwiderstandes nicht mehr Verwendung finden, kann ein Verbrennen des im Heizwiderstande enthaltenen Kohlenstoffes nicht mehr eintreten; auch wird eine Zersetzung der isolierenden Schicht aus Metallcarbonaten in absolut sicherer Weise vermieden. Hierdurch sind auch Querschnittsänderungen des Heizwiderstandes ausgeschlossen, so daß ein Durchbrennen desselben- ausgeschlossen ist. Außerdem verleiht die Metallhülse dem gesamten Heizkörper eine sehr große mechanische Festigkeit, so daß die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Heizkörper eine große Lebensdauer zeigen.
ach dein vorliegenden Verfahren können Heizkörper beliebiger Form und für jeden Zweck hergestellt werden. Sollen für hohe Temperaturen, z. B. für industrielle Zwecke, Heizkörper der vorliegenden Art hergestellt werden, so können als Beimischung zu dem Kohlenstoff neben Calciumoxyd sehr schwer schmelzende Metalloxyde, wie z. B. Zirkonoxyd, Thoiiumoxyd oder Uranoxyd, Verwendung finden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizwiderständen, bei dem ein Gemisch von Kohle und Metalloxyden in Formkörper gepreßt und dann gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Brennvorgang gebildete Carbonatsdhicht unmittelbar mit einem Metall umgossen wird.