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Heizelement mit einem schleifenförmigen Glühteil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizelement mit einem schleifenförmigen Glühteil, der aus Verbindungen des Siliziums mit Elementen der 4. bis 6. Gruppe des periodischen Systems in einem Stück gefertigt ist und mit einem Isolierstück, das die Anschlussenden des Glühteilesmechanischmiteinanderver- bindet.
Heizelemente aus Verbindungen des Siliziums mit Elementen der 4. bis 6. Gruppe des periodischen Systems sind bekannt. Insbesondere ist es bekannt, dass diese Heizelemente bei hohen Temperaturen und in oxydierender Atmosphäre allen andern bekannten Heizelementen vorgezogen werden. Es ist auch bekannt, dass diese Heizelemente spröde sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Heizelemente dieser Art derart auszubilden, dass sie ohne Schwierigkeiten in Öfen eingesetzt und wieder aus ihnen herausgenommen werden können, ohne dass der Glühteil beschädigt wird und ohne dass sich auch bei höchster Temperaturbeanspruchung der Glühteil verformt.
Die Lösung dieser Aufgabe geht von der die Erfindung begründenden Feststellung aus, dass im Gegensatz zu andern bekannten Heizelementen die Wärmeausdehnung des Heizelementes berücksichtigt werden muss.
Es ist bekannt, einen metallischen Heizdraht in seinem Arbeitsraum durch eine Stütze zu halten.
Dieser bekannte Metalldraht ist gebogen und steht unter einer gewissen Spannung. Es ist daher nicht notwendig, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Stütze auf den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Drahtes abgestimmt ist. Selbst wenn die Stütze ihre Länge bei praktisch jeder Temperatur beibehielte, würde sich der Heizdraht nicht lockern.
Verwendet man Heizelemente, die aus Verbindungen des Siliziums mit Elementen der 4. bis 6.
Gruppe des periodischen Systems in einem Stück gefertigt sind, so zeigt sich, dass selbst bei den hohen Temperaturen im Heizofen dieses Material nicht nachgiebig genug ist, um sich einer beliebigen Stütze anzupassen. Wird ein solches Heizelement an einer Stütze verankert, die die Temperaturausdehnungen nicht genau mitmacht, so bricht es. Diese Eigenschaft war nicht vorhersehbar, da in der Regel bei hohen Temperaturen alle Keramiken oder sonstige mit den erfindungsgemässverwendeten vergleichbaren Stoffen einigermassen weich werden.
Die obengenannte Aufgabe wird nun erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an dem Isolierstück, das die Anschlussenden des Glühteiles mechanisch miteinander verbindet, eine Stütze für den Glühteil befestigt wird, die in Richtung des Glühteiles die gleiche Wärmeausdehnung wie der Glühteil aufweist. Mit dieser erfindungsgemässen Stütze wird der Glühteil nicht räumlich fest abgestützt, sondern derart, dass seinen Wärmeausdehnungen nachgegeben wird.
Mit 1 ist die Glühschleife des aus Verbindungen des Siliziums mit Elementen der 4. bis 6. Gruppe des periodischen Systems der Elemente, z. B. aus Molybdän- oder Wolframsilizid bestehenden Heizelementes bezeichnet, die je nach Bedarf verschieden gestaltet sein kann, wie die Fig. 1 und 2 zeigen. Das Heizelement besitzt rohrförmigen Querschnitt. Die Anschlussenden 3 des Heizelementes sind in üblicher Weise verdickt'ausgebildet und durch das Isolierstück 2 mechanisch miteinander verbunden. Die Anschlussenden 3 der Heizelemente sind durch das Isolierstück 2 hindurchgeführt, so dass an ihren freien Enden die Anschlusskabel 9 mittels Schellen 10 an das Heizelement angeschlossen werden können, wie in
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Fig. 2 angedeutet ist.
Die Glühschleife 1 wird, wie Fig. 1 und 2 erkennen lässt, durch eine Stütze 7 gehalten, die mit dem Isolierstück 2 fest verbunden ist und zumindest in dem mit der Glühschleife in Berührung kommenden Stützteil aus dem gleichen Werkstoff wie die Glühschleife besteht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht die Stütze 7 aus einem Rahmen aus feuerfestem keramischem Material, in dem Tragstifte 11 eingesetzt sind, die aus dem Werkstoff der Glühschleife 1 bestehen und der Glühschleife 1 den notwendigen Halt geben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Stützteil 7 gabelförmig gestaltet. Bei Verwendung von Stützen 7, die aus dem gleichen Material wie die Glühschleifen 1 bestehen und zweckmässig einen grö- sseren Querschnitt besitzen als der Querschnitt der Glühschleife, empfiehlt es sich, derartige materialgleiche Stützen bereits in der Nähe der Berührung mit der Glühschleife durch ein isolierendes Zwischenstück zu unterbrechen, bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bildet der Rahmen 7 aus isolierend wirkendem keramischem Material das isolierende Zwischenstück.
Es kann also nicht zum Bruch auf Grund der Wärmeausdehnung kommen.
Vorzugsweise besteht die Stütze aus dem Werkstoff des Glühteiles. Es kann aber auch allein der den Glühteil berührende Teil der Stütze aus dem Werkstoff des Glühteiles bestehen. Die übrigen Teile der Stütze bestehen dann aus einem elektrisch isolierenden hochwarmfester keramischen Material.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung, u. zw. zeigt Fig. l ein Heizelement, bei dem die Glühschleife durch Stützen gehalten ist und Fig. 2 ein Heizelement der Si- Form mit einer Stütze.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Heizelement mit einem schleifenförmigen Glühteil, der aus Verbindungen des Siliziums mit Elementen der 4. bis 6. Gruppe des periodischen Systems in einem Stück gefertigt ist und mit einem Isolier- stück, das die Anschlussenden des Glühteiles mechanisch miteinander verbindet, gekennzeichnet durch eine an dem Isolierstück befestigte Stütze (7) für den Glühteil (1), die in Richtung des Glühteiles (1) die gleiche Wärmeausdehmmg"de der Glühteil (1) aufweist.