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Verfahren zum Glasieren von Drahtwiderständen und Glasurmittel zur Durchführung des Verfahrens
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wickelt und beim Brennvorgang im Ofen den Widerstand so aufgehängt, dass das Gewicht der unteren Wickelkörperhälfte die lose durchhängenden Drahtwindungen beschwert, um sie dadurch am Bündeln zu hindern.
Ein anderer Vorschlag geht darauf hinaus, den Ausdehnungskoeffizienten des keramischen Wickelkörpers so zu vergrösseren, dass er einen so grossen Wert annimmt, wie ihn der metallische Widerstandsdraht besitzt. Als Wickelkörper wurde deshalb ein Gemisch aus Keramikmasse und Glasur empfohlen. Weiterhin wurde vorgeschlagen, den Widerstandskörper mit seichten Auskehlungen in Längsrichtung zu versehen, in welche die Glasur den Widerstandsdraht beim Erkalten hineinzieht. Dadurch wollte man den Widerstandsdraht spannen und das Durchhängen vermeiden.
Anderseits ist es bekannt, Bündelfreiheit durch Anwendung von Gewindekörpern zu erreichen. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nur für ganz niederohmige Widerstände. Ein anderer Vorschlag sieht vor, an Stelle des Widerstandsdrahtes einen gewellten Draht oder eine federnde Spirale aufzuwickeln, welche durch ihre Eigenspannung den Widerstandskörper federnd umschliesst, so dass die Spirale auch im Glühzustand nicht frei beweglich durchhängt.
Bei einem andern bekannten Verfahren wird schmelzflüssige, weiche Glasurmasse portionsweise einer Schmelzwanne entnommen und im noch plastisch verformbaren Zustand innerhalb einer Pressform auf den Widerstand aufgebracht. Der Widerstand wird also mit plastisch verformbarer, heisser Glasur umpresst und anschliessend nicht mehr gebrannt oder umschmolzen.
Dadurch tritt zwar nur eine verhältnismässig geringe thermische Beanspruchung der Widerstandsdrähte auf, doch wird nicht jene Qualität, vor allem nicht jene Haftung der Glasur am Trägerkörper wie beim Einbrennen bzw. beim Aufschmelzen des Glasurmittels erreicht. Das Überziehen des Glasurmittels in der Form hat sich unter anderem wegen der beim Schmelzvorgang frei werdenden und zu einer Blasenbildung in der Glasur führenden Gase nicht bewährt.
Es ist weiters ein Verfahren zur Herstellung glasierter Drahtwiderstände bekanntgeworden, bei dem ein mit dem Widerstandsdraht bewickelter Trägerkörper aus keramischer Glasurmasse zwischen zwei Schalen, ebenfalls aus keramischer Glasurmasse, gelegt wird und die Teile miteinander verschmolzen werden ; hiebei finden insbesondere vorgesinterte oder vorgebrannte und daher formbeständige Schalen Verwendung. Da jedoch der Widerstand bei diesem bekannten Verfahren auf eine Temperatur erhitzt werden muss, bei der eine einwandfreie Verschmelzung der beiden Schalen und der Schalen mit dem Trägerkörper erfolgt, ist die thermische Belastung der Widerstandswicklung verhältnismässig hoch.
Das erfindungsgemässe Verfahren vermeidet die oben erwähnten Nachteile und ist dadurch gekennzeichnet, dass als Glasurmittel ein schmiegsamer Glasurkörper auf die Widerstandswicklung und den Trägerkörper aufgebracht und anschliessend geschmolzen wird.
Durch diese Verfahrensschritte verbleiben die Drahtwindungen in ihrer Lage, es tritt also in einer in gleichmässigen Windungen aufgebrachten Wicklung keine Bündelung auf, und es wird bei möglichst geringer thermischer Beanspruchung des Widerstandes eine besonders gute Haftung der Glasur erreicht. Weiters kann das erfindungsgemässe Verfahren mit verhältnismässig einfachen Vorrichtungen und rationell durchgeführt werden, was weder beim Aufbringen des Glasurmittels in schmelzflüssigem oder teigigem Zustand in einer Form noch beim Aufbringen des Glasurmittels als formbeständige Schalen in solchem Masse möglich ist.
Besonders günstig ist es, wenn das Glasurmittel in einem einzigen Brand mit einer Schichtstärke aufgebracht wird, die mindestens der Drahtstärke entspricht, jedoch vorzugsweise ein Mehrfaches derselben beträgt. Durch die Bündelfreiheit bei den auf erfindungsgemässe Weise hergestellten Widerständen ergibt sich eine wesentliche Qualitätsverbesserung. Die bisher bei den glasierten Drahtwiderständen vorgeschriebene höchstzulässige Betriebsspannung kann bei den nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Widerständen stark heraufgesetzt oder gar ausser acht gelassen werden, so dass dann fast keine Begrenzung der Betriebsspannung ausser der Begrenzung durch die zulässige Belastbarkeit gegeben ist.
Die bisher geforderte Einschränkung auf eine höchstzulässige Betriebsspannung ist nur auf die bisher immer vorhandene und gemäss der Erfindung nun vollständig vermiedene Bündelung zurückzuführen.
Die Lage bzw. die Gleichmässigkeit der Windungen kann nachgeprüft werden, wenn man ein ungefärbtes und damit durchsichtiges Glasurgarn aufwickelt. Durch die Glasur sieht man die Widerstandsdrähte mit gleichmässigem Abstand auf dem Körper liegen. Weiter kann dies auch bei eingefärbtem Glasurgarn durch gänzliches oder teilweises Wegätzen der Glasur mit Flusssäure nachgeprüft werden. Hier tritt einwandfrei der Unterschied zwischen bisher handelsüblichen und den glasierten Widerständen gemäss der Erfindung zutage.
Vorteilhaft wird das Glasurmittel als faden- oder bandförmiger Glasurkörper durchwickeln aufgebracht.
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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung, wird das Glasurmittel in Form eines gefachten Garnes verwendet, das aus einer grösserenAnzahl von Elementarfäden besteht.
Die Elementarfäden können dabei eine Stärke von 2 bis 50 mu. vorzugsweise von 5. bis 15 mil haben.
Zur Herstellung der Drahtwiderstände können in an sich bekannter Weise keramische Trägerkörper verwendet werden. Es ist jedoch Bedingung, dass der Trägerkörper und das Glasurmittel etwa den gleichen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, da auf diese Weise bei wechselnder Erwärmung und Abkühlung des fertigen Widerstandes Glasurrisse oder Glasursprünge vermieden werden.
Bevorzugt wird eine Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher das Glasurgarn in mehreren Lagen, u. zw. Windung an Windung - vorzugsweise in leichter Überdeckung der Windungen - auf den mit Widerstandsdraht bewickelten Trägerkörper aufgewickelt wird. Zweckmässigerweise werden dabei die Stellen für die Anschlussschellen von einer Bewicklung mit dem Glasurgarn ausgenommen.
Die Erfindung betrifft dementsprechend auch das Glasurmittel als solches, welches besonders zur Durchführung des angegebenen Verfahrens geeignet und dadurch gekennzeichnet ist, dass es in Form eines schmiegsamen, band-oder garnförmigen Körpers gehalten ist, der aus einer grösseren Anzahl von dünnen Einzelfäden besteht, so dass er um den zu glasierenden Widerstand gewickelt werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden speziellen Beschreibung.
Bei dem erfindungsgemässen Aufbringen der Glasur durch Glasurgarn wird der Widerstandsdraht während des gesamten Sinterungsvorganges bis unmittelbar vor dem Schmelzen der Glasur mechanisch festgehalten. Dadurch ist es auch nicht möglich, dass infolge der grösseren Ausdehnung des Widerstandsdrahtes die Drahtwindungen lose durchhängen. Die Umfangsvergrösserung der Drahtwindungen wird vielmehr durch die darübergewickelten Glasurgarnfäden am Umfang gleichmässig wirksam, und beim Abkühlungsvorgang nach dem Glasurbrennen legen sich die Drahtwindungen wieder auf den alten Platz. Daher rührt die Bündelfreiheit, welche schon oft auf andere Art und Weise zu erreichen versucht wurde.
Es wird keine flüssige Glasursuspension mehr benötigt ; die Widerstände werden in einem "Trocken"Verfahren hergestellt. Die umständliche und zeitraubende Aufbereitung der Glasursuspension entfällt. Es entfällt aber auch die Belästigung durch feinsten Glasurstaub und dadurch die Silikosegefahr.
Glasur, welche in Form von Glasursuspension aufgebracht wurde, bekommt beim Trocknen Längsrisse und während des Brennvorganges - wie, wird noch anschliessend erklärt - Querrisse, so dass eine Art Inselbildung entsteht, zu deren Beseitigung ein wiederholtes Glasieren erforderlich ist. Gefachtes Glasurgarn ist bereits ein Glasurkörper, welcher kein physikalisch und chemisch gebundenes Wasser enthält und daher weder zur Bildung von Längs- noch Querrissen neigt. Die unter der getrockneten Glasursuspension liegende Widerstandswicklung besitzt einen grösseren linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten als der Keramikkörper.
Bei Erhitzung des mit getrockneter Glasursuspension überzogenen Widerstandskörpers vor dem Brennen dehnt sich der Widerstandsdraht aus und hebt die Glasursuspension etwas vom Widerstandskörper ab. Es entstehen dadurch Querrisse in der getrockneten Glasursuspension. Dadurch liegt bei dem bisher üblichen Verfahren nach dem ersten Brand keineswegs eine vollständig den ganzen Widerstandskörper überdeckende erste Glasurschicht vor, sondern oftmals eine gewisse Inselbildung.
Um den Keramikkörper leichter mit Glasur benetzen zu können, war es bisher üblich, denselben mit einer dünnen Glasurschicht vor dem Wickeln zu überziehen, d. h. zu grundieren. Durch die andersartige Aufbringung der Glasur beim erfindungsgemässen Verfahren kann auch dieser Arbeitsgang entfallen.
Es ist ferner leicht möglich, nur den Teil des Widerstandskörpers mit Glasurgarn zu bewickeln, der später einglasiert sein soll. Man kann also die Stellen frei von Glasur lassen, auf welche später die Anschlussschellen gesetzt werden. Es entfällt dadurch das sonst übliche Aufrauhen der Glasur (das Schleifen des Schellensitzes) an diesen Stellen.
In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 einen noch nicht fertiggestellten Widerstand mit gebündelter Wicklung, Fig. 2 das Aufwickeln des Glasurgarnes, Fig. 3 einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Widerstand mit ungebündelter Wicklung.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die ursprünglich exakt aufgebrachte Drahtwicklung unter dem Einfluss der Oberflächenspannung der schmelzflüssigen Glasur nach dem Aufschmelzen der ersten Glasurschicht gebündelt und zusammengezogen wurde. Zur Vermeidung dieses Umstandes wird gemäss der Erfindung, wie in Fig. 2 dargestellt vorgegangen. Auf einen Trägerkörper 1 aus Keramik, welcher mit einer gleichmässig aufgebrachten Widerstandswicklung 2 versehen ist, wird ein von einer Vorratsspule 3 ablaufendes, gefachtes Glasurgarn 4 in dicht aneinanderliegenden Windungen 5, gegebenenfalls mehrlagig, aufgewickelt.
In Fig. 3 ist dann der fertige Widerstand gemäss der Erfindung im Schnitt dargestellt. Die nunmehr
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