DE3542646A1 - Verfahren zum herstellen hochverdichter heizkoerper mit kaltleiter-heizelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen hochverdichteter Heizkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Heizkörper, wie sie beispielsweise durch die DE-OS 32 01 367 offenbart sind, weisen eine Mehrzahl von Kaltleiter- oder PTC-Heizelementen auf, die in bekannter Weise selbstregelnd sind. Diese Selbstregelung funktioniert jedoch nur dann einwandfrei, wenn Wärmeableitung von den Heizelementen sehr rasch erfolgt, also keine Wärmestauungen auftreten. Wäre Letzteres der Fall, würde sich der Widerstand der PTC-Elemente erhöhen und die Leistungsaufnahme dementsprechend unter die Sollwerte absinken.

Bei den patronenartigen Heizkörpern, wie sie hier vorliegen, ist es also, ähnlich wie bei Heizpatronen mit metallischen Heizelementen, erforderlich, das Isoliermaterial, beispielsweise pulverförmiges Magnesiumoxyd, in dem die Heizelemente eingebettet sind, hoch zu verdichten, um dessen thermische Leitfähigkeit weitgehend zu erhöhen.

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß die üblichen Verdichtungsverfahren, wie Hämmern, Walzen oder Pressen, wenig bzw. nicht geeignet sind für das Verdichten von Heizkörpern mit PTC-Elementen. Die bei diesen Verdichtungsverfahren auftretenden Walkverformungen sowie die durch diese Verformungen auftretende Längenänderung des Heizkörpers verursachen nicht nur Druckkräfte, gegen die die Kaltleiterelemente verhältnismäßig unempfindlich sind, sondern auch Zug- und Biegespannungen, die die meist tablettenförmigen beispielsweise aus gesintertem Bariumtitanat bestehenden Heizelemente zerbrechen und damit unbrauchbar machen.

Es stellte sich daher die Aufgabe, das Verdichtungsverfahren so zu gestalten, daß die Kaltleiterheizelemente beim Verdichtungsvorgang möglichst nur Druckkräften ausgesetzt werden und alle Längendehnungen im Heizkörper, die zu Zug- und Biegespannungen an den Kaltleiterelementen führen könnten, weitgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfahrung hat bereits gezeigt, daß die bei diesem neuartigen Verfahren erreichte, allseitig auf den Heizkörper wirkende Druckbelastung, die weit über 2000 bar liegen kann, die Heizelemente in keiner Weise beschädigt, so daß diese voll funktionsfähig bleiben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und im Nachfolgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 einen mit Kaltleiterheizelementen ausgerüsteten Heizkörper in der Seitenansicht und im Querschnitt,

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Verdichten von Heizkörpern gemäß den Fig. 1 und 2.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, besteht der zu verdichtende Heizkörper (1) im wesentlichen aus einer Mehrzahl hintereinander angeordneter, tablettenförmiger Kaltleiterheizelemente (2) beispielsweise aus Bariumtitanat, zwei diese Elemente (2) verbindenden Stromschienen (3) mit Anschlüssen (4) und (5) und einem Metallmantel (6), in dem die genannten Teile (2 und 3) mittels einer Isoliermasse (7), wie Magnesiumoxyol o. dgl. eingebettet sind. Das offene Ende des Metallmantels (6) ist mit einem Stopfen (8) verschlossen, durch den die Anschlüsse (4 u. 5) geführt sind.

Dieser Heizkörper (1) muß nun hochverdichtet werden. Dazu dient die in Fig. 3 dargestellte isostatische Verdichtungsvorrichtung (9). Diese besteht aus einem dickwandigen Behälter (10), dessen Füllraum (11) mit einem in den Behälter (10) eingeschraubten hochdruckfesten Deckel (12) verschlossen ist. Zur weiteren Abdichtung dieses Schraubverschlusses ist eine mit Ringdichtung (13) versehene Druckplatte (14) am unteren Ende des Deckels (12) vorgesehen.

Zur Aufnahme der zu verdichtenden Heizkörper (1) dient ein durchlässiger, in den Füllraum (11) einsetzbarer Korb (15), der eine Mehrzahl dieser Heizkörper (1) - im vorliegenden Beispiel sind lediglich drei davon dargestellt - aufnehmen kann. Das Druckmedium, Wasser oder Öl, wird dem Füllraum (11) über eine Druckleitung (17) zugeführt. Zur Entlüftung des Füllraums (11) dient eine, durch den Deckel (12) geführte Leitung (18) mit Absperrventil (19).

Die zu verdichtenden Heizkörper (1) werden vor dem Verdichtungsvorgang mit einer Abdeckkappe (16) aus Gummi o. dgl. versehen, welche das die elektrischen Anschlüsse (4, 5) aufweisende offene Ende der Heizkörper (1) dicht verschließt.

Der Arbeitsdruck im Füllraum des Behälters (10) liegt während des Verdichtungsvorgangs über 2000 bar, je nach Größe der Heizkörper und dem gewünschten Verdichtungsgrad. Dieser Druck wirkt isostatisch und damit allseitig auf die im Korb (15) des Füllraums (11) eingesetzten Heizkörper (1). Verkleinerung des Volumens des Heizkörpers und dadurch bewirkte Verdichtung des in den Heizkörper (1) eingefüllten Magnesiumoxyds sind die Folgen. Die in den Heizkörpern befindlichen Kaltleiterheizelemente (2) unterliegen dabei im wesentlichen nur einer Druckbelastung. Walkverformungen im Heizkörper (1) und dadurch bedingte Zug- und Biegebeanspruchungen der Elemente (2) treten nicht auf, so daß diese voll funktionsfähig bleiben.

Claims (2)

1.) Verfahren zum Herstellen hochverdichteter Heizkörper mit Kaltleiter-Heizelementen, bei denen die tablettenförmigen Heizelemente einschließlich ihrer schienenartigen Stromzuführungen mittels einer verdichteten Isoliermasse in einem Metallmantel eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Kappe (16) aus elastischem Werkstoff dicht verschlossenen Heizkörper (1) in einem mit einem flüssigen Medium gefüllten Hochdruckbehälter (10) eingesetzt und über dieses Medium einem allseitig auf diese Heizkörper (1) wirkenden, eine Verminderung des Volumens der Heizkörper (1) bewirkenden hohen Druck ausgesetzt werden.

2.) Vorrichtung zur Durchführung der Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem einschraubbaren Deckel (12) verschließbarer Füllraum (11) vorgesehen ist, in dem ein, zur Aufnahme mehrerer Heizkörper (1) dienender, durchlässiger Korb (15) einsetzbar ist.