DE340211C - Verfahren zur Herstellung keramischer Gefaesse mit elektrischer Beheizung - Google Patents

Description

Keramische Gefäße mit elektrischer Beheizung, beispielsweise aus Porzellan, Steingut o. dgl., haben gegenüber elektrisch beheizten Metallgefäßen erhebliche Vorzüge. Zunächst' sind sie leichter zu reinigen und gegen den stromführenden Draht besser zu isolieren als diese. Ferner ist bei ihnen das unangenehme Anbrennen von dicken Flüssigkeiten, wie Milch, Tunken oder Gemüsen, fast ganz und der Metallgeschmack völlig ausgeschaltet, den manche Speisen und Getränke, z. B. Kaffee, in Metallgefäßen leicht annehmen. Außerdem ist bei ihnen das Rosten der Eisentöpfe, das Oxydieren der Aluminiumgefäße, das Ausschmelzen des Zinns an verzinnten Messing- oder Kupfergefäßen und das starke Ansetzen von Kesselstein vermieden, wie es beim Wasserkochen in allen Metalltöpfen unvermeidlich ist.

ao Derartige keramische Gefäße mit elektrischer Beheizung sind bisher z. B. in der Weise ausgeführt worden, daß der schraubenförmig um den Mantel des eigentlichen Gefäßes gewickelte Heizdraht zum Schütze gegen Berührung und

as gegen Feuchtigkeit durch eine Metallhülle umgeben wurde. Diesen Gefäßen haften jedoch die Mängel an, daß die Verbindung der keramischen Gefäßwand mit der Metallhülle keine einfach und leicht herzustellende und auch nicht immer eine warmwasserdichte ist, wie sie vom Verband deutscher Elektrotechniker vorgeschrieben wird. Infolgedessen kann unter Umständen Wasser in den Heizraum eindringen, so daß sich Dampf bilden und eine Explosion erfolgen kann. Ferner bietet die Durchführung der Kontaktstecker durch das Metallgehäuse die gleichen Gefahren der Undichtheit und des Kurzschlusses, wie sie bei elektrisch beheizten Metallgefäßen zwar überwindbar, aber doch vorhanden sind. Außerdem bedingt die Verwendung von Metall das häufige Putzen und Scheuern des Gefäßes.

Es läge nun nahe, die Heizwiderstände in ein keramisches Gefäß vor dessen Garbrand einzubauen und zusammen mit diesem im Gar- oder Fertigbrandofen zu brennen. Dem steht aber die Unmöglichkeit entgegen, die Metallteile des Heizkörpers und seiner Anschlüsse einer Temperatur von etwa 1380 ° C auszusetzen, wie sie beispielsweise zum Brennen eines Porzellangefäßes bei Segerkegel 13 erforderlich ist.

Man hat vorgeschlagen, ein elektrisch beheizbares keramisches Gefäß aus einer Kunststeinmasse herzustellen, die infolge ihrer Zusammensetzung selbst stromleitend ist und sich infolge der Einführung von elektrischem Strom erhitzen soll. Derartige Gefäße sind jedoch für den Haushalt nicht geeignet, weil bei geringster, im Gebrauch- unausbleiblicher Beschädigung der Glasur die stromleitende Masse an die Oberfläche gelangt.

Um ein gewöhnliches und auf gewöhnliche Weise mittels eines elektrischen Heizkörpers zu beheizendes keramisches Gefäß mit allen seinen Vorzügen unter Vermeidung eines metallenen Schutzgehäuses zu schaffen, wird erfindungsgemäß der Heizwiderstand mit den Anschlußteilen für die Stromzufuhr an das fertig gebrannte Gefäß gelegt und dann mit

einer zweiten keramischen Masse bedeckt. Diese zweite Masse besteht im wesentlichen aus den Grundstoffen der Gefäßmasse unter erheblichem Zusatz von Flußmitteln, hat eine Schmelz- und Sintertemperatur, die unter derjenigen des Heizwiderstandes und der Anschlußteile für diesen liegt, und den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie der Heizkörper. Nach dem Aufbringen der zweiten keramischen ίο Masse auf den Heizkörper wird dann das ganze Gefäß noch einmal gebrannt.

Es ist nicht angängig, für diese zweite keramische Masse eine sogenannte Emailleschmelzmasse zu verwenden, wie sie z, B. in früheren Jahren viele Hersteller elektrischer Heizapparate in der Weise benutzten, daß sie einen Widerstanddraht mit Hilfe der Emaille in ein Metallgefäß bei 800 bis 900⁰ C einschmolzen. Solche Emailleschmelzmassen, die stark bleioxydhaltig sind, haben einen sowohl vom Eisen wie vom Porzellan völlig verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten, so daß keine dauernd gute Verbindung zwischen Gefäß und Draht zu erzielen ist; außerdem werden sie schon bei Temperaturen von etwa 200 ° elektrisch leitend, haben also Körperschluß oder gar Kurzschluß zur Folge. Versuche haben ferner ergeben, daß sich auch sogenannte Glaskitte, im wesentlichen bestehend aus Borosilikatglas, zum Einschmelzen des Heizdrahtes nicht eignen, offenbar einmal wegen ihres größeren Ausdehnungskoeffizienten und dann ebenfalls • infolge ihrer größeren elektrischen Leitfähigkeit bei höheren Temperaturen.

Nach der Erfindung sind diese Fehler dadurch ausgeschaltet, daß die Schmelzmasse im wesentlichen aus den Bestandteilen der eigentlichen Gefäßmasse, also hauptsächlich aus Kaolin, Feldspat, Quarz u.a.m. besteht, denen aber erheblich mehr Flußmittel — Oxyde von Magnesium, Natrium, Blei oder Bor, sowie etwas Natriumchlorid und Wasserglas — als der Gefäßmasse zuzusetzen ist.

Diese Flußmittel geben der Masse vor allem eine Schmelz- und Sinterfähigkeit bei Segerkegel 012 oder 013 und bewirken ferner, daß diese Masse sowohl in Schwindung und Ausdehnungskoefifzienten der Hauptmasse des Gefäßes möglichst nahekommt, damit Risse und innere Spannungen des fertigen Gefäßes vermieden werden, - wie auch ungefähr den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie der für den Heizkörper verwendete Stoff hat. Die genaue Zusammensetzung der Schutzmasse richtet sich also nach den für die Hauptmasse und den Heizkörper verwendeten Stoffen und deren Eigenschaften hinsichtlich Schwindung, Brandtemperatur, Ausdehnungskoeffizienten usw. Die Schutzmasse für eine Hauptmassse aus 48 Prozent Tonsubstanz, 40 Prozent Quarz und 12 Prozent Feldspat sowie für einen aus »Nichrom« bestehenden Heizkörper setzt sich beispielsweise zusammen aus

0,1 Na₂ 0 -ι rf o,4 Al₂ O₃ + 2,6 Si O₂ + 4 ent- _6s 0,3 K₂ 0 I sprechende Gewichtsteile, der uro 4 Mg O j sprünglichen anhydrierten Haupt-0,2 Ca O J masse.

Je kupferreicher die Heizkörperlegierung ist, um so kaolinhaltiger muß die Deckmasse sein.

Auf der Zeichnung sind in den Fig. 1 und 2 im Längsschnitt zwei Kochtöpfe veranschaulicht, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt sind. _

Der in Fig. 1 dargestellte Topf α ist in seinem unteren Teil δ auf einen geringeren Durchmesser abgesetzt, während der Boden c den normalen Außendurchmesser hat. Der Topf wird zunächst fertig gebrannt und dann außen und innen glasiert; zweckmäßig wird' der Teil δ auf seiner Außenfläche unglasiert gelassen. Um den Teil δ des Topfes wird darauf ein Heizdraht ä gelegt, der in zwei Anschlußstiften e endigt. Diese Stifte sitzen in einem Ansatz f. Alsdann werden der Teil δ und der Heizdraht d mit der zweiten keramischen Masse g umgeben, deren Umfiäche mit den Außenflächen des Topfes und seines Bodens bündig zu liegen kommt. Die Masse g, die in zweckmäßig harzförmigem, nicht allzu feuchtem Zustande aufgebracht wird, haftet an der unglasiert gebliebenen Umfiäche des Teiles δ besonders gut. Der ganze Topf wird dann noch einmal gebrannt und gegebenenfalls auch auf der Masse g glasiert, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Das Glasieren des ganzen Gefäßes kann übrigens auch jetzt erst erfolgen, so daß der Topf α vor dem Aufbringen des Heizdrahtes d nur gebrannt wird, too

Bei dem Kochtopf nach Fig. 2 liegt der Heizdraht d in Form einer Spirale an der Unterseite des etwas erhöhten Bodens c in Rillen k, die natürlich auch an der Umfläche des Teiles δ am Topf gemäß Fig. 1 vorgesehen sein können. Die Masse g wird hierbei unterhalb des Bodens angebracht. In der praktischen Ausführung werden die Anschlußstifte c an beiden Topfen um 90 ° gegen die Henkel i versetzt sein und nicht über- sondern neben- no einander liegen.

Außer den bereits erwähnten Vorzügen der nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Gefäße bieten diese gegenüber keramischen Gefäßen mit Metallschutzmantel noch den besonders zur Zeit wesentlichen Vorteil, daß die Verwendung von teuren, aus dem Auslande einzuführenden Metallen, wie Nickel, Kupfer und deren Legierungen, fast gänzlich und bei Verwendung einer Heizmasse für den Heizkörper d aus einer SiHziumkohlenstoffverbindung, wie Silit, Silundum, Karborundum o. dgl.,

völlig vermieden ist. Endlich ist die Herstellung der Gefäße nach dem Verfahren gemäß der Erfindung auch wesentlich billiger als diejenige von elektrisch beheizten Metallgefäßen.

Mittels des beschriebenen Verfahrens können auch scheiben- oder hohlzylinderförmige Erhitzungskörper, sogenannte Sieder, aus keramischer Masse hergestellt werden, die in gewohnliche Gefäße zum Erhitzen von Flüssigkeiten aller Art eingesetzt werden können.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung keramischer Gefäße mit elektrischer Beheizung, dadurch gekennzeichnet, daß ein fertig gebranntes Gefäß außen mit dem elektrischen Heizkörper sowie dessen Anschlußteilen für die Stromzufuhr versehen und der Heizkörper mit einer zweiten keramischen Masse bedeckt wird, die den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie der Heizkörper hat und im wesentlichen aus den Grundstoffen der Gefäßmasse besteht, jedoch durch Zusatz von mehr und anderen Flußmitteln leichter schmelzbar gemacht wird, so daß ihre Schmelz- und Sintertemperatur unter derjenigen des Heizkörpers und der Anschlußteile für diesen liegt, worauf das ganze Gefäß noch einmal gebrannt wird.
2. 2. Verfallren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Heizkörper bedeckende Masse im wesentlichen aus Kaolin, Quarz, Feldspat unter erheblichem Zusatz von Flußmitteln, wie den Oxyden von Magnesium, Natrium, Blei und Bor, besteht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.