DE429233C - Verfahren zur Herstellung elektrischer Widerstandskoerper, insbesondere Heizkoerper,aus Metalloxyden oder anderen Metallverbindungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 21. SEPTEMBER 1926

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 429233 KLASSE 21 h GRUPPE 1

(K 84059 Vlll\2ih)

Gustav Kaukorat in Stuttgart.

Verfahren zur Herstellung elektrischer Widerstandskörper, insbesondere Heizkörper, aus Metalloxyden oder anderen Metallverbindungen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. November 1922 ab.

Die Herstellung elektrischer Heizkörper

durch Zusammensintern von mineralischen Stoffen mit Metall, ζ. B. in Form von Stäben, ist bekannt.

Hierbei mischte man beispielsweise Eisen

mit mineralischen Stoffen u. dgl. mehr, um Körper besonderer Eigenschaften zu er- · halten.

Vorliegende Erfindung geht nun einen anderen Weg, indem nicht erst Rohstoff zu

Fertigstoffen verarbeitet und diese alsdann zu Widerstandskörpern mit anderen Stoffen weiterverarbeitet werden, sondern indem man von Rohstoffen selbst unmittelbar ausgeht. Beispielsweise kann man Widerstandskörper, die technisch weit wertvoller sind als die bisher durch Zusammenschmelzen verschiedener Stoffe hergestellten, nach vorliegendem Verfahren aus Erzen unmittelbar ίο herstellen.

Die Erfindung ist technisch und wirtschaftlich von besonderer Bedeutung, indem von einem unveränderten Rohstoff ausgegangen wird und dieser ohne jedes Zutun durch Zusammenschmelzen in einen elektrischen Widerstandskörper verwandelt wird. Die nach vorliegendem Verfahren hergestellten Widerstandskörper können insbesondere als Heizkörper gute Verwendung finden, indem man mit einer dauernd gleichmäßigen Leistung von etwa 1200⁰ rechnen kann. Für kurze Zeit kann man sogar eine Temperatur bis 1400⁰ erhalten; dabei wird die Masse bei der Benutzung gegen äußere Einflüsse auf Stöße oder Erschütterungen immer widerstandsfähiger.

Als Rohstoffe kommen beispielsweise Erze, etwa Eisenerze, in Betracht; Versuche wurden gemacht mit Roteisenstein und Brauneisenstein. In beiden Fällen wurden nicht solche Erze, die eine Verhüttung auf Metalle verlohnen, benutzt, sondern lediglich Abfallerze, die keine andere technische Verwendung finden können und daher nur die Wegschaffungskosten erfordern. Die Erze werden gemahlen, getrocknet und im elektrischen Lichtbogen bei etwa 2800⁰ zusammengeschmolzen bzw. gesintert. Eine Temperatur von etwa 2500° zeigt sich als zweckmäßigste. An Stelle der Behandlung im elektrischen Lichtbogen kann man die Erwärmung auch in der Azetylensauerstoffflamme bis zum genügenden Erweichen bzw. Flüssigwerden vornehmen. Sind also die Rohstoffe genügend erweicht oder flüssig geworden, so werden sie in Formen ausgegossen, und zwar zweckmäßig unter Luftabschluß, weil in diesem Zustande eine große Neigung zur Sauerstoffaufnahme besteht, womit aber der Erfolg in Frage gei;₀ stellt wird. Das Gießen geschieht daher in Kohlensäure oder anderer Gasatmosphäre, welche auf das geschmolzene Erz ohne Einfluß ist. Bei etwa 1800⁰ ist das Material walzfähig und kann zu Drähten beliebiger Stärke verarbeitet werden.

Eine Arbeitsweise zur Erzielung hochwertiger Stäbe, aber mit verhältnismäßig großen Kosten, infolge erheblicher Handarbeit, sei im folgenden dargestellt (s. Abb. 1).

Ein Häufchen Pulver α, welches nach Einschmelzen und Erkalten des Materials durch Zermahlen erhalten wird, schüttet man auf eine Isolationsplatte b, etwa eine Marmorplatte. Ein Pol der Stromquelle ist durch ein Kugelgelenk d mit einer Eisenelektrode c verbunden, die in das Pulverhäufchen hineinragt. Der andere Pol geht zu einem mit Handgriff versehenen Kohlenstab, der mit dem Draht c durch Annäherung und Entfernung einen Lichtbogen erzeugt, mit dem das in nächster Nähe befindliche Pulver zu einer Kugel geschmolzen wird. Ist dies geschehen, so geht man mit der Kohlenelektrode weiter und schmilzt eine zweite Kugel an die erste und so fort, bis zu einer gewissen Länge, so daß ein Perlstab f entsteht, wie er in Abb. 2 dargestellt ist. Zum Glätten wird dieser Perlstab aus dem Pulverhäufchen durch Schwenken des Kugelgelenkes d herausgenommen und kann nun frei schwebend durch Bestreichen mit dem Lichtbogen in einen glatten und runden Stab verwandelt werden. Diese Methode zur Herstellung von Heizstäben hat größere Bedeutung nur für Reparaturzwecke; für die fabrikmäßige Herstellung der Heizkörper wird sie wohl kaum in Frage kommen. Die Eigenschaften des Widerstandskörpers hinsichtlich seiner Festigkeit und seines Widerstandes sind durch die Zugabe von Me- go tallen oder sonstigen Stoffen veränderlich. Diese Metalle oder sonstigen Stoffe können in beliebigem Verarbeitungszustande beigefügt werden. Beispielsweise kann man dem Pulver, aus dem die Perlstäbe gebildet werden, Chrompulver beimischen, wodurch die Festigkeit und der Widerstand sowie auch der Schmelzpunkt ganz wesentlich erhöht werden.

Die Festigkeit des Widerstandskörper kann z. B. dadurch erhöht werden, daß man dem Erz Kupferfeilspäne zusetzt und dann erst das Erzpulver mit den Kupferfeilspänen zusammenschmilzt bzw. sintert.

Die Verbindung des Widerstandes mit dem Leitungsdraht geschieht durch Verschweißen und damit vollkommen dicht und zuverlässig, so daß Funkenbildung nicht entstehen kann. Man wickelt, wie aus Abb. 3 zu ersehen, den Draht g ein gewisses Stück vom Ende h des Stabes i entfernt um den Stab herum; nun schmilzt man den Kopf h so zusammen, daß er sich kugelartig um den Draht herumlegt, wie aus Abb. 4 zu ersehen ist. Der Draht wird nun bei Benutzung von dem Wider-Standskörper frei schwebend gehalten und damit vor zu großer Erwärmung bewahrt. Weil der verstärkte Kopf nicht so heiß wird wie der dünnere Stabteil, so ist auch der Draht geschont und kann deshalb nicht so leicht abschmelzen, wenn auch der Stab selbst zu hohen Temperaturen erhitzt wird.

Der Einbau derartiger Widerstandskörper k mit Köpfen I in einen Heizapparat ist aus Abb. 5 zu ersehen. Die Heizkörper k ruhen mit den Köpfen / auf isolierenden und wärmebeständigen Platten m, etwa aus Asbestschiefer o. dgl., und zwar in gewissen Abständen, so daß die stabartigen Teile frei liegen. Die Verbindung mit der Leitung ge-•schieht durch den mittleren Steckkontakt n, ίο der für beide Heizkörperplatten die Zuleitungen ο besitzt. Die Drahtverbindung der einzelnen Heizkörper geschieht zweckmäßig unter der isolierenden Platte m hindurch. Diese Leitungsdrähte stehen in Verbindung mit den Steckern £, die ihrerseits zu einer einzigen Leitungsschnur vereinigt sind. Man kann nun je nach Bedarf beide nebeneinanderliegenden Heizkörper benutzen oder nur einen derselben.

Das Material für die Widerstands- bzw. Heizkörper ist säure- und alkalibeständig, und zwar auch im erhitzten Zustande, so daß die Apparate auch zum Kochen von ätzenden Flüssigkeiten verwendet werden können, da weder durch die Dämpfe noch durch übertretende Säuren usw. ein Zerstören der Heizkörper eintreten könnte.

Enthalten Schlacken aus Hochöfen oder sonstigen Schmelzprozessen noch Metalle, so kann auch solche Schlacke wirtschaftlich als Ausgangsprodukt zur Herstellung von Widerstandskörpern benutzt werden. Die Schlacke wird pulverisiert und mit der fehlenden Metallpulvermenge versetzt, worauf das Verfahren in derselben Weise verlaufen kann wie bei der Benutzung von Erzen.

Wie oben bereits bemerkt, erhöht sich die Festigkeit der Stäbe bei der Zunahme der Temperatur, mithin ist also der Heizkörper für den Betrieb besonders geeignet und dauernd leistungsfähig, da ja in der Ruhe eine Verletzung des Heizkörpers sowieso als ausgeschlossen anzunehmen ist. Die Festigkeit der Stäbe nimmt aber mit der Betriebsdauer zu, und der Apparat wird also durch die längere Benutzung immer besser, was im allgemeinen bei derartigen Gebrauchsgegenständen nicht der Fall ist. Um die Haltbar

keit der Widerstandskörper noch zu erhöhen, werden die Stäbe bei etwa 1400⁰ ausgeglüht, und man läßt sie dann erkalten.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung elekirischer Widerstandskörper, insbesondere Heizkörper, aus Metalloxyden oder anderen Metallverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß metallhaltige Roh- bzw. Abfallstoffe, wie z. B. Erze, eisenhaltige Schlacken, ohne jede weitere Vorbehandlung unmittelbar durch Zusammensintern bzw. Schmelzen zu dem gewünschten Körper verarbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Roteisenstein oder Brauneisenstein dient,

■ der durch Gießen oder Zusammenschmelzen und Auswalzen zu der verlangten Form verarbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erze pulverisiert und getrocknet und alsdann aus dem Pulver in die gewünschte Form durch Verschweißen gebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß getrocknetes Erzpulver durch den elektrischen Lichtbogen zu einzelnen aneinanderhängenden Perlen umgebildet wird, die durch Ausschweißen im elektrischen Lichtbogen zu glatten Stäben umgewandelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsdrähte für den elektrischen Strom in die Heizmasse eingeschmolzen werden, indem nach Umwicklung des Drahtes der vorstehende Kopf durch Erhitzen zur Kugel geformt wird, welche den darunterliegenden Draht umhüllt.

6. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schlacke etwa aus Hochöfen pulverisiert und mit dem noch fehlenden Metall versetzt wird, worauf die Weiterbehandlung nach den früheren Ansprüchen erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.