Endversehluss an Heizstäben.
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Die <SEP> für <SEP> die <SEP> Herstellung <SEP> von <SEP> elektrischen
<tb> Heizleitern <SEP> geeigneten <SEP> Metalle, <SEP> wie <SEP> z. <SEP> B.
<tb> Molybdän, <SEP> Wolfram <SEP> oder <SEP> Tantal, <SEP> beginnen
<tb> bei <SEP> Anwesenheit <SEP> von <SEP> Luft <SEP> schon <SEP> bei <SEP> Tempe raturen <SEP> zwischen <SEP> 500 <SEP> und <SEP> 700 <SEP> <SEP> C <SEP> lebhaft <SEP> zu
<tb> oxydieren;
<SEP> man <SEP> konnte <SEP> sie <SEP> daher <SEP> nur <SEP> für
<tb> Heizstäbe <SEP> anwenden, <SEP> die <SEP> in <SEP> einer <SEP> Atmosphäre
<tb> reduzierender <SEP> oder <SEP> inerter <SEP> Gase <SEP> oder <SEP> im <SEP> Va kuum <SEP> erhitzt <SEP> wurden.
<tb> Es <SEP> ist <SEP> schon <SEP> vorgeschlagen <SEP> worden, <SEP> den
<tb> metallenen <SEP> Heizleiter <SEP> mit <SEP> einem <SEP> keramischen
<tb> Mantel <SEP> zu <SEP> umgeben, <SEP> der <SEP> den <SEP> Zutritt <SEP> von
<tb> Gasen, <SEP> insbesondere <SEP> von <SEP> atmosphärischem
<tb> Sauerstoff <SEP> zu <SEP> dem <SEP> oxydationsempfindlichen
<tb> Metallkern, <SEP> zuverlässig <SEP> und <SEP> vollkommen <SEP> ver hindern <SEP> soll.
<SEP> Der <SEP> keramische <SEP> Mantel <SEP> wurde
<tb> dabei <SEP> aus <SEP> hochschmelzenden <SEP> Metalloxyden
<tb> nach <SEP> dem <SEP> Sinterverfahren <SEP> hergestellt, <SEP> und
<tb> zwar <SEP> derart, <SEP> dass <SEP> eine <SEP> entsprechend <SEP> zusam mengesetzte <SEP> Hülle <SEP> in <SEP> kolloidaler <SEP> Form <SEP> aufge bracht <SEP> und <SEP> dann <SEP> aufgefrittet <SEP> bezw. <SEP> aufge sintert <SEP> wurde, <SEP> oder <SEP> man <SEP> hat <SEP> einen <SEP> fertigen
<tb> Mantel <SEP> in <SEP> Form <SEP> eines <SEP> Rohres <SEP> aufgeschrumpft
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und <SEP> dann <SEP> aufgefrittet <SEP> bezw.
<SEP> aufgesintert.
<tb> Dabei <SEP> war <SEP> es <SEP> schwierig, <SEP> den <SEP> Endverschluss
<tb> für <SEP> den <SEP> Mantel <SEP> derart <SEP> auszubilden, <SEP> dass- <SEP> ein
<tb> Hindurehdiffundieren <SEP> der <SEP> Luft <SEP> zum <SEP> Heiz draht <SEP> verhütet <SEP> wird.
<tb> Zunächst <SEP> wurde <SEP> versucht, <SEP> solche <SEP> Endver schlüsse <SEP> in <SEP> der <SEP> Weise <SEP> auszuführen, <SEP> dass <SEP> der
<tb> Heizdraht <SEP> am <SEP> Ende <SEP> aus <SEP> dem <SEP> keramischen
<tb> Mantel <SEP> herausgeführt, <SEP> auf <SEP> dieses <SEP> freie <SEP> Ende
<tb> eine <SEP> Steckerhülse <SEP> aufgeschoben <SEP> und <SEP> an <SEP> der
<tb> Stossstelle <SEP> mit <SEP> dem <SEP> keramischen <SEP> Mantel <SEP> ver bunden <SEP> wurde. <SEP> Diese <SEP> Lösung <SEP> hat <SEP> sich <SEP> als <SEP> un zureichend <SEP> arwies,en.
<SEP> da <SEP> nach <SEP> verhältnismässig
<tb> kurzer <SEP> Betriebszeit <SEP> Luft <SEP> zwischen <SEP> der <SEP> Hülse
<tb> und <SEP> dem <SEP> Heizdraht <SEP> hindurchdiffundierte
<tb> und <SEP> Oxydation <SEP> herbeiführte.
<tb> Die <SEP> vorliegende <SEP> Erfindung <SEP> betrifft <SEP> nun
<tb> einen <SEP> Endverschluss <SEP> an <SEP> Heizstäben, <SEP> die <SEP> einen
<tb> metallenen <SEP> Heizleiter, <SEP> z. <SEP> B.
<SEP> aus <SEP> Molybdän,
<tb> Tantal, <SEP> Wolfram <SEP> oder <SEP> deren <SEP> Legierungen
<tb> und <SEP> einen <SEP> den <SEP> Gaszutritt <SEP> hierzu <SEP> verhindern den <SEP> keramischen <SEP> Schutzmantel <SEP> aufweisen, <SEP> bei
<tb> welchem <SEP> jene <SEP> Nachteile <SEP> dadurch <SEP> vermieden
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sind, <SEP> dass <SEP> der <SEP> keramische <SEP> Schutzmantel
<tb> einen <SEP> über <SEP> den <SEP> Heizleiter <SEP> vorragenden <SEP> Teil
<tb> besitzt, <SEP> in <SEP> den <SEP> ein <SEP> Stift, <SEP> der <SEP> aus <SEP> besser <SEP> lei tendem <SEP> Metall <SEP> als <SEP> der <SEP> Heizleiter <SEP> besteht, <SEP> wie
<tb> z.
<SEP> B, <SEP> aus <SEP> Kupfer <SEP> oder <SEP> Silber, <SEP> dichtsitzend
<tb> hineingeschoben <SEP> und <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Heizleiter <SEP> lei tend <SEP> verbunden <SEP> ist, <SEP> und <SEP> dass <SEP> eine <SEP> Steckhülse
<tb> auf <SEP> den <SEP> aus <SEP> dem <SEP> Schutzmantel <SEP> herausragen den <SEP> Teil <SEP> des <SEP> Metallstiftes <SEP> aufgezogen <SEP> ist.
<tb> In <SEP> der <SEP> Zeichnung <SEP> ist, <SEP> der <SEP> Gegenstand <SEP> der
<tb> Erfindung <SEP> in <SEP> vier <SEP> Ausführungsbeispielen
<tb> (Fig. <SEP> 1 <SEP> bis <SEP> 4) <SEP> dargestellt.
<tb> Allen <SEP> Beispielen <SEP> ist <SEP> gemeinsam, <SEP> dass <SEP> der
<tb> Reizdraht <SEP> 1, <SEP> z. <SEP> B.
<SEP> aus <SEP> Molybdän, <SEP> Ta.nta,l.
<tb> Wolfram <SEP> oder <SEP> deren <SEP> Legierungen, <SEP> von <SEP> einem
<tb> keramischen <SEP> Mantel <SEP> 2 <SEP> umgeben <SEP> ist, <SEP> wobei
<tb> der <SEP> 3lantel <SEP> über <SEP> das <SEP> Ende <SEP> des <SEP> Heizdrahtes
<tb> 1 <SEP> hinaus <SEP> verlängert <SEP> ist. <SEP> In <SEP> den <SEP> Endteil <SEP> des
<tb> keramischen <SEP> Mantels <SEP> 2 <SEP> ist <SEP> bei <SEP> den <SEP> Beispielen
<tb> nach <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> und <SEP> 2 <SEP> das <SEP> Ende <SEP> eines <SEP> zum <SEP> Bei spiel <SEP> aus <SEP> Kupfer <SEP> bestehenden <SEP> Metallstiftes <SEP> 3
<tb> eingeführt, <SEP> auf <SEP> dessen <SEP> anderes, <SEP> aus <SEP> dein <SEP> kera mischen <SEP> Mantel <SEP> 2 <SEP> herausragendes <SEP> Ende <SEP> die
<tb> Steckerhülse <SEP> 4 <SEP> aufgesetzt <SEP> ist.
<SEP> Die <SEP> Verbin dung <SEP> des <SEP> Metallstiftes <SEP> 3 <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Heizdrtlit
<tb> 1 <SEP> erfolgt <SEP> durch <SEP> Aufschmelzen. <SEP> des <SEP> Metalles
<tb> mit <SEP> höherer <SEP> Leitfähigkeit <SEP> und <SEP> niedrigem
<tb> Schmelzpunkt, <SEP> aus <SEP> dem <SEP> der <SEP> Stift <SEP> 3 <SEP> besteht,
<tb> auf <SEP> den <SEP> höher <SEP> schmelzenden <SEP> Heizdraht <SEP> 1.
<tb> Dabei <SEP> ist <SEP> die <SEP> Anordnung <SEP> mit <SEP> Vorteil <SEP> so <SEP> ge troffen, <SEP> dass <SEP> Heizdraht <SEP> 1. <SEP> und <SEP> Metallstift <SEP> 3
<tb> wie <SEP> mit <SEP> und <SEP> Feder, <SEP> gemäss <SEP> Beispiel <SEP> nach
<tb> Fig. <SEP> 1, <SEP> oder <SEP> keilartig <SEP> gemäss <SEP> Beispiel <SEP> nach
<tb> Fig.
<SEP> 2, <SEP> ineinandergreifen.
<tb> Der <SEP> in <SEP> den <SEP> keramischen <SEP> Mantel <SEP> hinein ragende <SEP> Metallstift <SEP> bildet <SEP> den <SEP> gasdichten
<tb> Absehluss, <SEP> der <SEP> den <SEP> Luftzutritt <SEP> zii <SEP> dem <SEP> Ileiz draht <SEP> verhindert. <SEP> Da <SEP> der <SEP> Ausdehniingakoeffi zient <SEP> des <SEP> den <SEP> Stift <SEP> bildenden <SEP> ;
lletalles, <SEP> z. <SEP> B.
<tb> Kupfer, <SEP> höher <SEP> ist <SEP> als <SEP> der <SEP> Ausdehnungs koeffizient <SEP> des <SEP> keramischen <SEP> Schutzmantels
<tb> presst <SEP> sieh <SEP> der <SEP> Metallstift <SEP> während <SEP> der <SEP> Er hitzung <SEP> sehr <SEP> dicht <SEP> an <SEP> den <SEP> keramischen <SEP> Man tel <SEP> an.
<SEP> Die <SEP> Versehlusswirkung <SEP> kann <SEP> dadurch
<tb> gesteigert <SEP> werden, <SEP> dass <SEP> im <SEP> Betrieb <SEP> die <SEP> Tem peratur <SEP> an <SEP> der <SEP> Verbindungsstelle <SEP> zwischen
<tb> Metallstift <SEP> und <SEP> Heizdraht <SEP> so <SEP> hoch <SEP> gehalten
<tb> wird, <SEP> dass <SEP> der <SEP> in <SEP> den <SEP> keramischen <SEP> Mantel
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hineinragende <SEP> Teil <SEP> des <SEP> Metallstiftes <SEP> in <SEP> teigig plastischen <SEP> Zustand <SEP> gebracht <SEP> wird,
<SEP> so <SEP> dass
<tb> er <SEP> den <SEP> keramischen <SEP> Mantel <SEP> wie <SEP> ein <SEP> Pfropfen
<tb> gasdicht <SEP> abschliesst.
<tb> Als <SEP> Metall <SEP> für <SEP> den <SEP> Metallstift <SEP> kommt
<tb> ausser <SEP> Kupfer <SEP> und <SEP> Silber <SEP> zum <SEP> Beispiel <SEP> auch
<tb> Nickel <SEP> oder <SEP> eine <SEP> gut <SEP> leitende <SEP> Legierung, <SEP> wie
<tb> z. <SEP> B.
<SEP> Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung <SEP> in <SEP> Be tracht, <SEP> die <SEP> bei <SEP> der <SEP> Temperatur <SEP> am <SEP> Heizdrahi ende <SEP> geniigend <SEP> Plastizität <SEP> 'besitzt, <SEP> um <SEP> einen
<tb> gasdichten <SEP> Verschluss <SEP> zu <SEP> ergeben.
<tb> Es <SEP> hat <SEP> sich <SEP> gezeigt, <SEP> dass <SEP> der <SEP> Stift, <SEP> wenn <SEP> er
<tb> örtlich <SEP> zum <SEP> Schmelzen <SEP> kommt, <SEP> den <SEP> kerami schen <SEP> Mantel <SEP> sprengt <SEP> und <SEP> damit <SEP> eine <SEP> rasche
<tb> Zerstörung <SEP> des <SEP> Heizkörpers <SEP> herbeiführt. <SEP> Um
<tb> dies <SEP> zu <SEP> verhindern, <SEP> ist <SEP> es <SEP> zweel@mässi;
o-, <SEP> die
<tb> an <SEP> dem <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Reizleiter <SEP> verbundenen <SEP> Stift ende <SEP> auftretende <SEP> Temperatur <SEP> durch <SEP> reichliche
<tb> Bemessung <SEP> des <SEP> Stiftdurchmessers <SEP> und <SEP> durch
<tb> Verwendung <SEP> eines <SEP> Materials <SEP> von <SEP> guter <SEP> Leit fähigkeit <SEP> herabzusetzen.
<tb> Es <SEP> hat <SEP> sich <SEP> auch <SEP> als <SEP> zweckdienlich <SEP> er wiesen, <SEP> der <SEP> Länge <SEP> nach <SEP> aufeinanderfolgende
<tb> Teile <SEP> des <SEP> Metallstiftes <SEP> aus <SEP> verschiedenen <SEP> 'Nre tallen <SEP> herzustellen, <SEP> und <SEP> zwar <SEP> derart, <SEP> dass <SEP> aus gehend <SEP> vom <SEP> Heizdraht <SEP> zwischen <SEP> diesem <SEP> und
<tb> der <SEP> Steekerhülse <SEP> Teillän"en <SEP> mit <SEP> grösserer
<tb> Wärmeleitfähigkeit <SEP> aufeinander <SEP> folgen.
<SEP> Da bei <SEP> ist <SEP> zu <SEP> beachten, <SEP> dass <SEP> das <SEP> jeweils <SEP> der <SEP> Ileiz stabmitte <SEP> näher <SEP> gelegene <SEP> Ende <SEP> nicht <SEP> über <SEP> den
<tb> Flüssigkeitspunkt <SEP> erhitzt <SEP> und <SEP> so <SEP> bemessen
<tb> wird, <SEP> dass <SEP> es <SEP> sich <SEP> beim <SEP> Erhitzen <SEP> nicht <SEP> stär ker <SEP> ausdehnt, <SEP> als <SEP> dein <SEP> Innendurchmesser <SEP> der
<tb> Keramik <SEP> entspricht.
<tb> Um <SEP> an <SEP> den <SEP> Übergangsstellen <SEP> eine <SEP> allmäh liche <SEP> Abnahme <SEP> der <SEP> -NVärrneentwiekluno# <SEP> und
<tb> ebenso <SEP> allmähliche <SEP> Zunahme <SEP> der <SEP> mittleren
<tb> Wärmeleitfähigkeit <SEP> des <SEP> Querschnittes <SEP> zu
<tb> erreichen,
<SEP> können <SEP> die <SEP> Übergänge <SEP> von <SEP> einem
<tb> Material <SEP> zum <SEP> andern <SEP> im <SEP> Durchmesser <SEP> abge stuft <SEP> werden.
<tb> Einen <SEP> aus <SEP> Teilstücken <SEP> 3', <SEP> 3", <SEP> 3"' <SEP> zusam mengesetzten <SEP> Metallstift <SEP> zeigt <SEP> Fig. <SEP> 3. <SEP> Der
<tb> Metallstift <SEP> kann <SEP> auch, <SEP> einerlei <SEP> ob <SEP> er <SEP> aus
<tb> einem <SEP> oder <SEP> mehreren <SEP> verschiedenen <SEP> Metallen
<tb> hergestellt <SEP> ist, <SEP> mit <SEP> allmählich <SEP> oder <SEP> stufen weise <SEP> nach <SEP> aussen <SEP> anwachsendem <SEP> Durchmes ser <SEP> .gemäss <SEP> Fig. <SEP> 4 <SEP> ausgeführt <SEP> sein.
<SEP> Die <SEP> im
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Durchmesser <SEP> abgestuften <SEP> Teile <SEP> des <SEP> Metall stiftes <SEP> sind <SEP> mit <SEP> 3', <SEP> 3", <SEP> 3"' <SEP> bezeichnet, <SEP> 4 <SEP> ist
<tb> die <SEP> Steckerhülse.
<tb> Vorteilhaft <SEP> wird <SEP> darauf <SEP> Bedacht <SEP> genom men, <SEP> den <SEP> Metallstift <SEP> so <SEP> zu <SEP> bemessen, <SEP> dass <SEP> am
<tb> Ende <SEP> des <SEP> Heizstabes <SEP> nur <SEP> noch <SEP> eine <SEP> so
<tb> niedrige <SEP> Temperatur <SEP> auftritt, <SEP> dass <SEP> zur <SEP> Ab dichtung <SEP> des <SEP> aus <SEP> dem <SEP> keramischen <SEP> Schutz mantel <SEP> herausragendenMetallstiftenles, <SEP> bezie hungsweise <SEP> der <SEP> darauf <SEP> aufgezogenen <SEP> Stecker hülse <SEP> einerseits <SEP> und <SEP> der <SEP> Keramik <SEP> anderseits,
<tb> Dichtungsmittel <SEP> (Kitte)
<SEP> verwendet <SEP> werden
<tb> können, <SEP> die <SEP> bei <SEP> den <SEP> dort <SEP> vorkommenden <SEP> Tem peraturen <SEP> nicht <SEP> über <SEP> den <SEP> für <SEP> die <SEP> Abdichtung
<tb> erwünschten <SEP> teigig-plastischen <SEP> Zustand <SEP> hin aus <SEP> erweichen.
<tb> Als <SEP> solche <SEP> Dichtungsmittel <SEP> eignen <SEP> sich
<tb> in <SEP> erster. <SEP> Reihe <SEP> anorganische <SEP> Dichtungskitte.
<tb> Je <SEP> nach <SEP> den <SEP> vorkommenden <SEP> Temperaturen
<tb> können <SEP> zum <SEP> Beispiel <SEP> Lote, <SEP> wie <SEP> Zinn-, <SEP> Blei-,
<tb> Messing-, <SEP> Silberlote, <SEP> verwendet <SEP> werden.
<SEP> Da
<tb> diese <SEP> Lote <SEP> an <SEP> keramischen <SEP> Massen <SEP> schlecht
<tb> haften, <SEP> ist <SEP> es <SEP> vorteilhaft, <SEP> die <SEP> Keramik <SEP> vor her <SEP> in <SEP> bekannter <SEP> Weise <SEP> zu <SEP> metallisieren. <SEP> Als
<tb> besonders <SEP> geeignet <SEP> haben <SEP> sich <SEP> auch <SEP> andere
<tb> anorganische <SEP> Kitte, <SEP> wie <SEP> Silberchlorid, <SEP> Blei oxyd <SEP> mit <SEP> Glyzerinzusatz, <SEP> Asbestwasserglas,
<tb> Quarzwasserglas, <SEP> Weich- <SEP> und <SEP> Hartgläser, <SEP> er wiesen. <SEP> Bei <SEP> besonders <SEP> wirksamer <SEP> Wärmeab leitung, <SEP> also <SEP> etwa <SEP> bei <SEP> Temperaturen <SEP> unter
<tb> 200 <SEP> <SEP> C, <SEP> können <SEP> auch <SEP> organische <SEP> Kitte, <SEP> z.
<SEP> B.
<tb> Kunstharze, <SEP> verwendet <SEP> werden, <SEP> welche <SEP> bei
<tb> den <SEP> auftretenden <SEP> Temperaturen <SEP> in <SEP> halbfesten
<tb> plasti <SEP> ,chen <SEP> Zustand <SEP> gelangen, <SEP> an <SEP> der <SEP> Keramik
<tb> und <SEP> am <SEP> Metall <SEP> gleich <SEP> gut <SEP> festhaften <SEP> und <SEP> auf
<tb> die <SEP> Dauer <SEP> mit <SEP> ihnen <SEP> nicht <SEP> reagieren. <SEP> Eine
<tb> solche <SEP> Dichtungsstelle <SEP> ist <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 4 <SEP> mit <SEP> 5
<tb> bezeichnet.