AT227850B - Anschlußvorrichtung bei elektrischen Widerstandselementen - Google Patents

Description

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  Anschlussvorrichtung bei elektrischen Widerstandselementen 
Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung bei elektrischen Widerstandselementen aus einem in mechanischer Hinsicht Glas und Keramik ähnlichen Material,   d. h.   einem Material, das bei Raumtem- peratur keine bleibende Formveränderung bei kurzzeitiger Belastung zulässt. Bei solchen Widerstandsele- menten treten gewisse Schwierigkeiten auf, befriedigende Anschlüsse für die elektrischen Zuleitungen zu erreichen. Ein Beispiel eines solchen Widerstandsmaterials ist Molybdändisilizid,   Moisit,   das in letzter
Zeit immer mehr in den Vordergrund getreten ist, wenn es darum geht, hohe Temperaturen, vor allem in Öfen, zu erreichen. 



   Auf Grund der Härte des Materials des Widerstandselementes ist es schwer, an den Anschlussstellen eine ausreichend grosse Kontaktfläche zwischen dem Element selbst und den mechanisch befestigten An- schlusseinrichtungen, üblicherweise Klemmen, zu erhalten. Wenn auch die Kontaktflächen des Widerstandselementes und der   Amchlusseinrichtlll1gen   äusserst fein bearbeitet werden, so wird der Kontakt doch den Charakter einer Punktberührung haben. Dies führt zu einer Stromkonzentration, die wieder eine lokale Erhitzung zur Folge hat, die zu einer Rissbildung in dem spröden Widerstandsmaterial führen kann.
Die lokale Erhitzung kann ferner, wenn Anschlussorgane beispielsweise aus Aluminium, Stahl, Nickel od. dgl. angewendet werden, eine Reaktion zwischen dem Material der Anschlussorgane und dem Widerstandsmaterial, wie z. B. Molybdändisilizid hervorrufen.

   Auch dieses kann eine Rissbildung und gegebenenfalls völligen Zerfall des   Ma :  rials   des Widerstandselementes an den Anschlussstellen verursachen. 



   Das Löten der Anschlussorgane an die Widerstandselemente hat sich nicht als befriedigende Lösung erwiesen, obwohl beim Löten an sich der Vorteil einer guten Haftung auftritt. Die Schrumpfung jedoch, die beim Abkühlen des Lötmittels zwangsläufig entsteht, verursacht nämlich gerade auf Grund der guten Haftung in dem spröden Widerstandsmaterial schädliche Spannungen, die zum Bruch führen können. 



   Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde es bereits bekannt, die Anschlussenden der Widerstandselemente mit Draht zu umwickeln und dann die Enden mit einem Überzug aus Kupfer, Nickel, Silber oder Aluminium entweder auf galvanischem Wege oder durch das Metallspritzverfahren zu versehen. 



  Das Aufbringen einer Drahtumwicklung an den Enden des Elementes ist aber umständlich und zeitraubend. Es sind ferner   Anschlussvorrichtungen   bekannt, bei denen zwischen dem Anschlusskörper aus Metall und dem Heizelement eine Schicht oder ein Körper aus festem oder schmelzflüssigem Silber vorhanden ist, oder bei denen die mit der Hartstoffoberfläche in Berührung stehenden Flächen der Kontaktvorrichtung mit einer   Chrom-oder Platin-oder Palladiumschichte   bedeckt sind. 



   Es sind ferner Siliciumkarbid-Heizstäbe bekannt, bei denen die Anschlussenden nach dem Metallspritzverfahren mit Aluminium überzogen sind. Die durch die vorliegende Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, derartige   Anschlussvorrichtungen   weiter zu verbessern, und eine noch bessere Kontaktgabe zu erzielen. 



   Bei einer Anschlussvorrichtung für elektrische Widerstandselemente aus einem in mechanischer Hinsicht Glas und Keramik ähnlichem Material, bei denen das Widerstandsmaterial an den Anschlussstellen für die Zuleitungen unmittelbar mit einer Schicht eines gut leitenden, bei Zimmertemperatur verhältnismässig weichen Metalls überzogen ist, wobei dieser Überzug aus durch   Merallspritzen   aufgebrachtem Aluminium besteht, ist   erfindungsgemäss   dieser Überzug aus Aluminium mechanisch nachbearbei-   tet, wobei   der Kontaktdruck des   Gegenkol ; taktes   so gewahlt wird, dass das Aluminium zumindest teilweise einer 

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 plastischen Verformung ausgesetzt wird, so dass Punktkontakte zwischen dem Aluminium und dem Kon- taktmaterial vermieden werden. 



   Diese Schicht, die also so stark sein muss, dass sie mechanisch bearbeitet werden kann, hat beim
Auftragen eine erheblich niedrigere Temperatur als das Lötmittel beim Löten und verursacht daher er-   heblich geringere   Spannungen im Widerstandsmaterial. Diese Spannungen werden dadurch ferner reduziert, dass eine gewisse Gleitung, obwohl mikroskopischer Grössenordnung, in der Berührungsflache zwischen der aufgetragenen Schicht und dem Element erfolgen kann. 



   Die nach der Erfindung aufgetragene Schicht kann nach zweckmässiger Flächenbearbeitung z. B. durch
Drehen, als unmittelbare Unterlage für getrennte Anschlussorgane dienen, die beispielsweise mittels
Klemmverbänden mechanisch befestigt werden. Hiebei erhält man eine erheblich bessere Anpassung als früher. 



   Die aufgespritzte Schicht besteht aus Aluminium, wobei es vorteilhaft ist, dass das Material bereits bei Zimmertemperatur verhältnismässig weich ist, so dass beim Befestigen loser Anschlussorgane   z. B.   durch
Klemmverbände an der aufgespritzten Schicht eine gewisse Oberflächenverformung derselben erfolgt und auch in diesen Fällen eine grosse   Kontaktfläche   erhalten wird. 



   Es ist zu beachten, dass das fragliche Widerstandsmaterial,   d. h.   besonders Molybdändisilizid, dazu neigt, sich bei Temperaturen zwischen 300 und 7000 C durch   interkristallinische Oxydation aufzulösen.   Es muss deshalb gegen den Angriff von Sauerstoff aus der umgebenden Luft geschützt werden. Das Widerstandselement soll daher zweckmässig mit einer Schutzschicht versehen werden, bevor die Anschlussorgane an den Enden desselben, wie oben angeführt, angebracht werden. Diese Schicht kann   z. B.   aus Oxyden wie    B203      und Al203   oder Silikaten wie Mullit (3A1203 . SiO2) bestehen.

   Man hat gefunden, dass es besonders vorteilhaft ist, ein Hochtemperaturemail zu verwenden, das aus einem beständigen Glas, beispielsweise Borosilikat, mit einem darin aufgeschlämmten feinkörnigen feuerbeständigen Oxyd,   z. B.   



  Chromoxyd,    CrO"besteht.   



   Eine beispielsweise Ausführungsform einer Anschlussvorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung in Fig. 1 dargestellt. Fig. 2 zeigt ein Anschlussorgan und Fig. 3 zeigt ein komplettes Widerstandselement mit an den Enden desselben angebrachten Anschlussorganen nach Fig. 2. 



   Ein Widerstandselement 1 in Fig. la wird am Anschlussende 2 gemäss Fig.   1b   abgeschliffen und dann zweckmässig einer Sandstrahlbehandlung unterworfen, wonach eine Schicht 3,   Fig. 1c,   von Aluminium durch Metallspritzen aufgetragen wird. Das derart belegte Ende wird dann gemäss Fig.   1d   vorzugsweise durch Drehen eben gemacht, und schliesslich wird am Ende ein geeignetes Anschlussorgan, beispielsweise   inder   Form einer Klemme nach Fig. 2 angebracht. Fig. 3 zeigt ein Widerstandselement 1 mit Anschlussorganen nach Fig. 2 in der Form von an den Enden des Elementes angebrachten Klemmen 13. Die Klemmen 13 sind an dem Element mit Bolzen 14 befestigt, die gleichzeitig die Anschlussbleche 9 an die Klemmen befestigen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Anschlussvorrichtung bei elektrischen Widerstandselementen aus einem in mechanischer Hinsicht Glas und Keramik ähnlichem Material, bei denen das Widerstandsmaterial an den Anschlussstellen für die Zuleitungen unmittelbar mit einer Schicht eines gut leitenden, bei Zimmertemperatur verhältnismässig wei- chen Metalls überzogen ist, wobei dieser Überzug aus durch Metallspritzen aufgebrachtem Aluminium besteht, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Uberzug aus Aluminium mechanisch nachbearbeitet ist, wobei der Kontaktdruck des Gegenkontaktes so gewählt wird, dass das Aluminium zumindest teilweise einer plastischen Verformung ausgesetzt wird, so dass Punktkontakte zwischen dem Aluminium und dem Kontaktmaterial vermieden werden.