DE19813251A1 - Widerstandsheizvorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einer Widerstandsheizvorrichtung zum Erschmelzen von Metallen, insbesondere für die Zahntechnik, in einem Aufnahmeraum in einem hohlzylindrischen Trägerkörper, ist vorgesehen, Widerstandswicklungen außenwandig einzulassen und den Trägerkörper in einem Isolationstopf mit einem umgebenden Metallgehäuse anzuordnen. Dabei ist vorgesehen, zwischen dem Trägerkörper und dem Isolationstopf einen hohlzylindrischen Aufnahmekörper für den Trägerkörper anzuordnen, wobei der Widerstandsdraht beweglich in schraubenförmig verlaufender Vertiefung des Trägerkörpers angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Widerstandsheizvorrichtung zum Erschmelzen von Metallen, wie Edelmetallen bestimmt für die Zahntechnik umfassend einen zylindrischen Aufnahmeraum für die erschmelzenden Metalle, einen den Aufnahmeraum umfangseitig umschließenden hohlzylindrischen Trägerkörper mit außenwandig eingelassener Widerstandsdrahtwicklung sowie den Trägerkörper umfangs- und aufnahmeraumbodenseitig verschließenden Isolationstopf, dessen Umfangs- und Bodenwandung von einem Metallgehäuse umgebbar ist.

Entsprechende Widerstandsheizvorrichtungen zum Erschmelzen von Edelmetallen für die Zahntechnik ermöglichen dauerhafte, maximale Gießtemperaturen von ca. 1.450 Grad unter atmosphärischem Druck. Der Isolationstopf besteht aus Keramikmaterial, in dem der Trägerkörper mit dem Widerstandsdraht eingesetzt ist. Der Draht ist außenwandseitig in den Trägerkörper eingelassen und fest eingebettet. Hierdurch ergibt sich der Nachteil, daß beim Reißen des Trägerkörpers die Drahtwicklung selbst zerstört werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Widerstandsheizvorrichtung der eingangs genannten Art auszubilden, daß auch dann, wenn der Trägerkörper reißen sollte, der Widerstandsdraht weiterhin in Takt ist. Auch soll eine höhere Leistungsaufnahme möglich sein, ohne daß die Dimensionierung der Vorrichtung selbst im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen vergrößert werden muß.

Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, daß zwischen dem Trägerkörper und dem Isolationstopf ein hohlzylindrischer Aufnahmekörper für den Trägerkörper angeordnet ist und daß der Widerstandsdraht beweglich in schraubenförmig verlaufender Vertiefung des Trägerkörpers angeordnet ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß der Trägerkörper außenwandseitig zwei parallel zueinander und schraubenförmig verlaufende Vertiefungen aufweist, in der der Widerstandsdraht beweglich und vorzugsweise als Bifilarwicklung angeordnet ist.

Um eine hohe Leistungsaufnahme und somit eine hohe Temperatur bis in den Bereich zwischen 1.500 Grad und 1.550 Grad im Aufnahmeraum zu erzielen, sieht eine besonders hervorzuhebende Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Widerstandsheizvorrichtung zwei koaxial zueinander und aneinandergrenzende hohlzylindrische Trägerkörper aufweist, wobei jeder Trägerkörper außenwandseitig zumindest eine, vorzugsweise zwei schraubenförmig verlaufende Vertiefungen zur beweglichen Aufnahme von Widerstandsdraht aufweist. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, mehr als zwei Trägerkörper mit Drahtwicklungen zu verwenden.

Die außenwandseitig in dem jeweiligen Trägerkörper vorgesehenen Vertiefungen wie Nuten sollten eine Ganghöhe h mit 3 mm ≦ h ≦ 7 mm, vorzugsweise in etwa 5 mm aufweisen. Die vorgesehenen schraubenförmigen Vertiefungen verlaufen parallel zueinander, wobei eine mittige Anordnung zueinander zur Vergleichsmäßigung des Verlaufes der Wicklungen gewählt sein sollte.

Nach einer Weiterbildung ist der in einer schraubenförmigen Vertiefung eines der Trägerkörper verlaufende Draht mit dem in einer schraubenförmigen Vertiefung des anderen Trägerkörpers verlaufenden Draht elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltet. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, daß die Widerstandsheizdrähte eines jeden Trägerkörpers bifilar gewickelt sind, so daß eine Verschaltung der Heizdrähte zwischen den Trägerkörpern nicht erfolgen muß.

Der Trägerkörper selbst besteht vorzugsweise aus einem gasdichten Keramikmaterial, welches auch bei den erzielten Gießtemperaturen die erforderliche Gasdichtigkeit aufweist.

Losgelöst hiervon ergeben sich besonders gute Ergebnisse, wenn die Trägerkörper gleiche Wandstärken aufweisen. Auch sollte der den äußeren Trägerkörper umfangsseitig umgebende Aufnahmekörper, der eine zusätzliche Isolation bietet, eine entsprechende Wandstärke aufweisen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer zusammengesetzten Widerstandsheizvorrichtung,

Fig. 2 einen Aufnahmekörper,

Fig. 3 einen ersten Trägerkörper,

Fig. 4 eine Detaildarstellung des Trägerkörpers nach Fig. 3,

Fig. 5 einen zweiten Trägerkörper,

Fig. 6 eine Detaildarstellung des Trägerkörpers nach Fig. 5 und

Fig. 7 ineinander angeordnete Aufnahmekörper sowie Trägerkörper nach den Fig. 2 bis 6.

In den Figuren ist rein prinzipiell eine topfförmige Widerstandsheizvorrichtung 10 zum Erschmelzen von insbesondere Edelmetallen bestimmt für die Dentaltechnik dargestellt. In der entsprechenden Widerstandsheizvorrichtung 19 sollen Temperaturen in der Größenordnung zwischen 1.500 Grad und 1.550 Grad bei atmosphärischem Druck erzeugt werden.

Die Widerstandsheizvorrichtung 10 besteht aus einem topfförmigen Isolationskörper 12, der - nicht dargestellt - seinerseits von einem Metalltopf umgeben sein kann. Die Wandstärke sowie die Dicke des Bodens des Isolationstopfes 12 ist vorzugsweise gleich. Als Maß kann ein Wert von 20 mm beispielhaft angegeben werden.

Der Isolationstopf 12 umschließt einen Innenraum 14 auf, in dem koaxial zueinander und koaxial zur Mittelachse 16 des Isolationstopfes 12 von außen nach innen ein Aufnahmekörper 18, ein erster Trägerkörper 20 sowie ein zweiter Trägerkörper 22 angeordnet sind. In radialer Richtung betrachtet liegen die Trägerkörper 20, 22, der Aufnahmekörper 18 sowie der Isolationstopf 12 in Bezug auf seine Innenwandungsfläche aufeinander.

Der Isolationstopf 12 besteht vorzugsweise aus einem Faserkeramikmaterial. Der Aufnahmekörper 18 kann aus einem entsprechenden Material, insbesondere hochtemperaturfestem Keramikmaterial bestehen.

Um in dem verbleibenden von dem inneren Trägerkörper 2 begrenzenden Innenraum 14 die erforderliche Temperatur zu erzeugen, ist eine Widerstandsheizung vorgesehen, dessen Drahtwicklungen außenwandseitig in den Trägertöpfen 20, 22 eingelassen sind. So weist der innere Trägertopf 22 in seiner Außenwandung 24 eine schraubenförmig verlaufende Vertiefung 26 auf, in der ein Widerstandsheizdraht 28 verlauft, und zwar derart, daß eine Beweglichkeit gegeben ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß dann, wenn der Trägerkörper 22 reißen sollte, eine Relativbewegung des Drahtes 28 zu dem Trägerkörper 22 mit der Folge möglich ist, so daß ein Zerstören nicht erfolgt. Somit bleibt die Funktionstüchtigkeit der Widerstandsheizvorrichtung 10 bestehen.

Wie anhand der Fig. 1 verdeutlicht werden soll, sind in der Außenwandung 24 des Trägerkörpers 22 zwei parallel zueinander verlaufende schraubenförmige Vertiefungen oder Nuten 26, 30 eingebracht, in denen gegebenenfalls als Bifilarwicklung angeordnete Widerstandsdrähte freibeweglich verlaufen.

Entsprechend weist der äußere Trägertopf 20 in seiner Außenwandung 32 zwei parallel zueinander verlaufende schraubenförmige Vertiefungen oder Nuten 34, 36 auf, in denen ein Heizdraht 38 oder zwei Heizdrähte parallel zueinander verlaufen.

Die Vertiefungen 26, 30 bzw. 34, 36 sind parallel und zu beiden Seiten im gleichen Abstand zueinander eingebracht, so daß sich eine gleichmäßige Verteilung der Heizdrähte 28, 36 um die Umfangswandungen 24, 32 ergibt.

Dadurch, daß zwei Trägerkörper zur Aufnahme von Heizdrahtwicklungen vorgesehen sind, ist im Vergleich zu bekannten Widerstandsheizvorrichtungen eine höhere Leistungsaufnahme möglich. Ferner ist durch den Trägerkopf 20 eine erhöhte Wärmeisolierung gegeben, durch die eine Temperaturerhöhung in der Aufnahme 14 im gewünschten Umfang ohne zusätzliche Belastung der Wicklungen möglich ist.

Die Heizdrähte 28, 38 sind in den Vertiefungen 26, 30, 34, 36 als Bifilarwicklungen verlegt, wobei vorzugsweise der in einer der Vertiefungen - z. B. der Vertiefung 26 des inneren Trägerkörpers 22 - verlaufende Draht über eine nicht dargestellte Bohrung zu einer der schraubenförmigen Vertiefungen - z. B. der Vertiefung 36 - in dem äußeren Trägerkörper 22 geführt ist. Umgekehrt wird der in der parallel hierzu verlaufenden Vertiefung 34 beweglich angeordnete der verlaufende Draht 38 zu der weiteren Vertiefung 30 des inneren Trägerkörpers 22 geführt. Die jeweiligen Drahtenden werden sodann stirnseitig aus den Trägerkörpern 20, 22 zum Anschluß an eine Energiequelle geleitet.

Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, innerhalb eines Trägerkörpers jeweils einen Draht bifilar zu verlegen, ohne daß die Erfindung verlassen wird.

Als Widerstandsheizdrähte eignen sich insbesondere solche aus Rhodium oder und sonstige geeignete Materialien.

Eine entsprechende Widerstandsheizvorrichtung 10 kann z. B. eine Höhe von in etwa 95 mm bei einem Durchmesser von 80 mm aufweisen. Der Innenraum selbst kann eine Höhe von 75 mm und einen Durchmesser von 20 mm besitzen. Die Wandstärken der Trägerkörper 22, 20 sowie des Aufnahmekörpers 18 sollten gleich groß sein und können z. B. 3 mm betragen.

Die schraubenförmig verlaufende Vertiefungen 26, 30, 34, 36 sollten eine Ganghöhe zwischen 3 mm und 8 mm, vorzugsweisen im Bereich von 5 mm aufweisen. Die Vertiefungen eines jenen Schraubenganges selbst verlaufen parallel und im gleichen Abstand zueinander.

Claims (14)

1. Widerstandsheizvorrichtung (10) zum Erschmelzen von Metallen, wie Edelmetallen bestimmt für die Zahntechnik, umfassend einen zylindrischen Aufnahmeraum (14) für die erschmelzenden Metalle, einen den Aufnahmeraum umfangsseitig umschließenden hohlzylindrischen Trägerkörper (20, 22) mit außenwandig eingelassener Widerstandsdrahtwicklung sowie den Trägerkörper umfangsseitig und aufnahmeraumbodenseitig umgebenden Isolationstopf (12), dessen Umfangs- und Bodenwandung von einem Metallgehäuse umgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trägerkörper (20) und dem Isolationstopf (12) ein hohlzylindrischer Aufnahmekörper (18) für den Trägerkörper angeordnet ist und daß der Widerstandsdraht (28, 38) beweglich in schraubenförmig verlaufender Vertiefung (26, 30, 34, 36) des Trägerkörpers angeordnet ist.

2. Widerstandsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenwandung (24) des Trägerkörpers (22) zwei schraubenförmig parallel zueinander verlaufende Vertiefungen (34, 36) zur beweglichen Aufnahme von zumindest einer Drahtwicklung vorgesehen sind.

3. Widerstandsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstandsheizvorrichtung (10) zumindest koaxial zueinander und aneinandergrenzende hohlzylindrische Trägerkörper (20, 22) aufweist und daß jeder Trägerkörper außenwandseitig zumindest eine schraubenförmige Vertiefung (26, 30, 34, 36) zur beweglichen Aufnahme eines Widerstandsdrahtes (28, 38) aufweist.

4. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Trägerkörper (20, 22) außenwandseitig zwei parallel zueinander und schraubenförmig verlaufende Vertiefungen (26, 30, 34, 36) wie Nuten zur beweglichen Aufnahme von Widerstandsdraht (28, 38) aufweist.

5. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in einer schraubenförmigen Vertiefung (26, 30) eines der Trägerkörper (22) verlaufende Widerstandsdraht (28) mit dem in einer schraubenförmigen Vertiefung (24, 36) des anderen Trägerkörpers (20) verlaufenden Widerstandsheizdraht elektrisch in Reihe und/oder parallel verschaltet ist.

6. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in den schraubenförmigen Vertiefungen (26, 30, 34, 36) beweglich angeordnete Drähte (28, 38) als Bifilarwicklungen verlegt sind.

7. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Vertiefung (26, 30, 34, 36) eine Ganghöhe h mit 3 mm ≦ h ≦ 7 mm, insbesondere h in etwa 5 mm aufweist.

8. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Außenwandung (24, 32) des Trägerkörpers (22, 20) verlaufenden schraubenförmigen Vertiefungen (26, 30, 34, 36) im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.

9. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (20, 22) aus einem gasdichten Keramikmaterial besteht.

10. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkörper (20, 22) gleiche Wandstärken aufweisen.

11. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (18) und der Trägerkörper (20, 22) eine gleiche Wandstärke aufweisen.

12. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (20) aus einem hochtemperaturfesten Keramikmaterial besteht.

13. Widerstandsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationstopf aus einem Faserkeramikmaterial besteht.