AT115457B - Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizkörpern. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizkörpern. 



   Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizwiderständen, bei dem ein Gemisch von Kohle und Metalloxyde in Formkörper gepresst und dann gebrannt wird. Derartige Widerstände haben sich bisher nicht einführen können, weil selbst das Überziehen des Widerstandskörpers mit einer isolierenden Schicht ihn nicht vor Verbrennung zu schützen vermag. Auch ist bisher kein Verfahren bekannt geworden, das die Herstellung einer   poren-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 vorliegende Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, den Heizkörper durch eine Karbonat- 
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 ermöglicht. Eine solche   Karbonatschicht   wird jedoch bei grösserer Temperatur durch Abspalten von
Kohlensäure zerstört. Dementsprechend besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, die durch das Brennen erzeugte   Karbonatschicht   durch unmittelbares   Umschliessen   mit Metall vor Zersetzung zu schützen. Der Metallumguss verhindert das Abspalten der Kohlensäure und dadurch die Zersetzung der Karbonatschicht. 



   Zur Herstellung des neuen Heizwiderstandes wird ein Kohlenstoff mit   möglichst   geringer Ober-   flächenenergie,   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 Siliziumoxyd, Aluminiumoxyd, Kalziumoxyd 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 hiebei 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. 



   Hiebei bildet sich auf der Oberfläche des Heizkörpers eine Schicht aus   Metallkarbonaten,   die den Heizkörper zunächst für kurze Zeit vor Verbrennung und damit vor der Zerstörung schützt. 



   Die Bildung der   Metallkarbonatschicht   auf dem Heizkörper geschieht dadurch, dass der in der   Oberfläche   des Heizkörpers befindliche Kohlenstoff zu Kohlensäure verbrennt und die entstehende Kohlensäure die Oxyde in Metallkarbonat umwandelt. 



     Zweckmässigerweise   wählt man zur Beimischung Metalloxyde, die sich verhältnismässig leicht und bei relativ niedrigen Temperaturen durch die entstehende Kohlensäure in Metallkarbonat umsetzen, beispielsweise Kalziumoxyd, dem aber auch andere Oxyde beigemischt werden müssen, beispielsweise Silizium-und Aluminiumoxyd, um der Schicht eine grössere mechanische Festigkeit zu geben, da das schnell gebildete Kalziumkarbonat hiedurch eine grössere mechanische Festigkeit erhält. 



   Da die gebildeten Metallkarbonate 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. 

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   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 Verbindung mit einem Ohmmeter festgestellt werden kann. 



   Die so gebildete Karbonatschicht, 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 Karbonate durch Erhitzen an der Luft sich wieder in Kohlensäure und Metalloxyde umsetzen. 



   Um diese Schicht vor Zersetzung zu schützen, werden die nach dem ersten Arbeitsgang des vorliegenden Verfahrens hergestellten Heizwiderstände ausserdem noch mit Metall umgossen, wobei Metalllegierungen oder reine Metalle nach dem jeweiligen Verwendungszweck Verwendung finden können. 



   Selbstverständlich müssen Metalle oder Metallegierungen gewählt werden, die bei der Betriebserhitzung 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 so weit abgekühlt ist, dass bald darauf die Erstarrung der gesamten zur Verwendung kommenden Metallmasse eintritt. 



   Die Erwärmung des Widerstandskörpers während des   Umgiessens mit Metall   kann vorgenommen werden, um Zerrungen oder Spannungen durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten zu vermeiden. 



   Die Metallhülle um den Widerstandskörper verhindert durch den auf diesen ausgeübten Druck die Zersetzung der gebildeten Schicht aus Metallkarbonaten ; gleichzeitig wird hiedurch ein hermetischer Abschluss erreicht, der jeden weiteren Zutritt von Sauerstoff zu dem 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 Metallkm bonaten   in absolut sicherer Weise vermieden. Hiedurch sind auch   Querschnittsänderungen   des Heizwiderstandes ausgeschlossen, so dass ein Durchbrennen desselben ausgeschlossen ist. Ausserdem verleiht die Metallhülle dem gesamten Heizkörper eine sehr grosse mechanische Festigkeit, so dass die nach den vorliegenden Verfahren hergestellten Heizkörper eine grosse Lebensdauer zeigen. 



   Nach dem 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 Kalziumoxyd sehr schwer schmelzende Metalloxyde, wie z. B. Zirkonoxyd, Thoriumoxyd oder Uranoxyd, Verwendung finden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizwiderständen, bei dem ein Gemisch von Kohle und Metalloxyden in Formkörper gepresst und dann gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Brennen auf dem Formkörper eine isolierende Schicht aus Karbonaten hergestellt und diese Karbonatschicht durch unmittelbares Umgiessen mit Metall vor Zersetzung geschützt wird.

Claims (1)

1. 2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus einem Gemisch ans Kohlenstoff und 1\fetalloxyden besteht und um diesen Kern eine Schicht aus Metallkarbonaten und um letztere noch eine aufgegossen Metallschicht aufgebracht ist.