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Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Elemente
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Elemente, die einen Widerstandsteil in Form eines Rohrmantels besitzen, in welchem ein Rlickleiter elektrisch isoliert angeordnet ist, und bei denen der Widerstandsmantel und der Rückleiter an einem Ende des Elementes elektrisch zusammengekuppelt sind, während sie am entgegengesetzten Ende zum Anschluss an Stromzuführungsschienen ausgebildet sind, wobei vorzugsweise der Widerstandsmantel und bzw. oder der Rückleiter aus Molybdänsilizid, Kiese1kaxbid, Thoriumoxyd od. dgl. bestehen. Unter der im Folgenden angewandten Bezeichnung "elektrisch leitende Elemente" sind sämtliche Elemente zu verstehen, die zur Verwendung bei hohen Temperaturen bestimmt sind, d. h.
Widerstandselemente wie auch Thermoelemente, in denen eine durch Hitze beanspruchte Verbindung in dem Element angeordnet ist.
Solche Elemente sind bisher derart hergestellt worden, dass zuerst eine Stange und ein Rohrmantel getrennt geformt und gesintert wurden. Diese Teile wurdenanschliessend zusammengesetzt und an einem Ende des Elementes, z. B. durch Schweissen, üblicherweise unter Zwischenschaltung eines geeigneten Kontakt- oder Endkörpers zusammengekuppelt. Gleichzeitig mit der Zusammensetzung oder nach der Zusammenkupplung der Teile wurde der Zwischenraum zwischen den Teilen mit einem isolierenden Material ausgefüllt. Ein derartiges Verfahren ist aber ziemlich umständlich und in mehreren Beziehungen technisch unbefriedigend. Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Elemente zu schaffen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass entweder ein stangen- oder rohrförmiger Rückleiter oder ein Widerstandsrohrmantel hoher Porosität hergestellt wird, wonach der derart hergestellte Teil zuerst aussen oder innen an den Stellen, an denen der Widerstandsrohrmantel und der Rückleiter von einander elektrisch isoliert sein sollen, mit einer isolierenden Oxydschichte versehen wird, und wonach dieser Teil mit einer leitenden Schicht entweder in der Form eines Widerstandsrohrmantels oder eines Rückleiters versehen wird, worauf schliesslich der Körper bei erhöhter Temperatur gesintert wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorteilhaft derart ausgeführt, dass der zuerst hergestellte Teil hoher Porosität, der vorzugsweise durch Giessen oder Kaltpressen hergestellt wird, aussen oder innen zuerst mit der isolierenden Schicht und danach mit der leitenden Schicht durch Giessen versehen wird, wobei zuerst der hochporöse Teil und danach die Oxydschicht beim Giessvorgang als absorbierende Unterlage verwendet wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines nach der Erfindung hergestellten Elementes teils in Seitenansicht und teils in axi- alemLängsschnitt. Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen einige vorteilhafte QuerschnittSformen des Elementes.
Das Element ist in der dargestellten Ausführungsform mit einem Widerstandsteil in der Form eines Rohrmantels 10 ausgeführt, der einen stangenförmigen Rückleiter 11 enthält. Der Widerstandsrobrmantel 10 und die Stange 11 sind mittels einer isolierenden Schicht 12 voneinander isoliert.
Bei der Herstellung von Elementen dieser Art kann der Rückleiter 11 derart hergestellt werden, dass er eine sehr hohe Porosität aufweist. Diese Herstellung kann auf mehrere verschiedene Arten erfolgen. Ein besonders vorteilhaftesverfahren umfasst das Formen einer Stange, z. B. durch Spritzen, das Trocknen der Stange und danach das Vorsintern derselben bei so niedriger Temperatur, dass ihre Festigkeit genügend wird, während die Porosität nichtsdestoweniger sehr hoch bleibt. Ein anderes Verfahren umfasst das Pressen eines Pulvergemisches in einer Form und das Sintern des gepresstenKörpers.
Es ist auch möglich, einen
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Rohrmantel durch Giessen, z. B. in einer Gipsform, herzustellen, der danach bis zur gewünschten Porosität und Festigkeit getrocknet und vorgesintert wird. Dieser poröse Rückleiter 11 wird dann durch Tauchen in zweiverschiedeneSchlämmungen zuerst mit der isolierenden Oxydschicht 12 und dann mit der leitenden, den Rohrmantel 10 bildenden Schicht versehen.
Nach Auftragen der die isolierende Oxydschicht darstel- lenden Schlammung ist der Körper vorzugsweise keiner so hohen Temperatur oder so lang anhaltenden
Trocknung auszusetzen, dass Rissbildung in der Oberflächenschicht entsteht. Nach Auftragen, der äusseren leitenden Schicht wird der Körper bei erhöhter Temperatur getrocknet und gesintert.
Es. ist auch möglich, eine den Rohrmantel 10 bildende Schicht in einer Gipsform durch Giessen, abzulagern, wonach die-die Isolation bildende Schicht 12 und schliesslich die innere, den Rückleiter 11 bil- dende Schicht abgelagert werden. Hiebei wird der Rückleiter die Form eines Rohres statt einer Stange er- halten.
Es ist weiterhin möglich, den Rohrmantel durch Heissspritzen auf eine Stange 11 herzustellen, die mit einer isolierenden Schicht 12 versehen ist, oder das Element dadurch herzustellen, dass zuerst eine isolierende Schicht 12 und danach ein Rohrmantel auf einer Rückleiterstange 11 durch Heissspritzeaaufgetragen werden.
Es. ist nicht notwendig, dem Element die in Fig. l gezeigte runde Querschnittsform zu geben. Um die Strahlungsfläche zu erhöhen, ist es auch möglich, verschiedene andere Querschnittsformen zu verwenden, wie z. B. einen ovalen, dreieckigen, oder U-förmigen Querschnitt, wie sie in. Fig. 2. 3 und 4 dargestellt werden, sowie auch I-, T-oder V-förmige Querschnitte.
Die Erfindung ist vorteilhaft auch bei Widerstandselementen derart ausgenutzt, in denen der Widerstandsteil aus hochfeuerfesten Oxyden, die nur bei erhöhten. Temperaturen elektrisch leitend werden, wie z. B. Thoriumoxyd, Zitkonoxyd, entweder einzeln oder in Mischungen mit Oxyden seltener Metalle, wie Yttriumoxyd, Ceroxyd und Lanthanoxyd, besteht, wobei die Zuleiter des Elementes, die an den Wider- standsrobrmantel angeschlossen sind, aus hochtemperaturfesten Siliziden aus Molybdän, Titan, Wolfram, Niob, Zirkonium, entweder einzeln oder in Mischung und eventuell mit Zusätzen anderer metallischen oder nichtmetallischen Stoffe bestehen.
Der Widerstandsrohrmantel kann auch auf Kieselkarbidbasis aufgebaut werden.
Es ist weiterhin möglich, den Rückleiter aus metallischem Material herzustellen, in welchem Falle er in geeigneter Weise gegen. Oxydation zu schützen ist.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung gezeigten und oben bescbrlebenen. Ausführungsformen begrenzt, sondern es sind mehrere Detailänderungen denkbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Elemente, die einen Widerstandsteil in Form eines Rohrmantels besitzen, in welchem ein. Rückleiter elektrisch isoliert angeordnet ist und bei denen der Widerstandsmantel und derRückleiter an einem Ende des Elementes elektrisch zusammengekuppeltsind, wäh- rend sie am entgegengesetzten Ende zum Anschluss an Stromzuführungsschienen angeordnet sind, wobei vorzugsweise der Widerstandsmantel und bzw. oder der Rückleiter aus Molybdänsilizid, Kieselkarbid, Thoriumoxyd 00. dgl.
bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass entweder ein stangen-oder rohrförmiger Rückleiter (11) oder ein Widerstandsrobrmantel (10) hoher Porosität hergestellt wird, wonach der derart hergestellte Teil zuerst aussen oder innen an den Stellen, an denen der Widerstandsrohrmantel und der Rückleiter von einander elektrisch isoliert sein sollen, mit einer isolierenden Oxydschicht (12) versehen wird, und wonach dieserTeil mit einer leitendenschicht entweder in der Form eines Widerstandsrohrmantels (10) oder eines Rückleiters versehen wird, worauf schliesslich der Körper bei erhöhter Temperatur gesintert wird.