DE512740C - Heizstab fuer elektrisch durch Strahlung beheizte Geraete - Google Patents

Description

Es sind Heizstäbe für elektrisch beheizte Geräte bekannt, bei denen ein mit nichtleitender Oxydschicht versehener Widerstandsdraht auf einen isolierenden, z. B. keramischen Kern in aneinanderliegenden Windungen gewickelt ist. Die bisher üblichen Heizstäbe dieser Art zeigen den Nachteil, daß bei zu hoher Temperatur die Oxydschicht stellenweise, d. h. in den Punkten, an denen besonders starke Berührung stattfindet oder die Oxydschicht Fehler aufweist, leitend wird, so daß der Strom dort unmittelbar von einer Windung zur anderen fließen kann, wodurch Widerstand ausgeschaltet, der Heizstab überlastet und zerstört wird.

Es sind ferner Heizstäbe bekannt, bei denen mehrere Drähte gleichen Durchmessers als mehrgängige Schraube mit eng aneinanderliegenden Windungen auf den Kern aufgewickelt sind. Auch diese Heizstäbe weisen

so den genannten Fehler auf.

Gegenstand der Erfindung ist ein Heizstab für elektrisch durch Strahlung beheizte Geräte, bei welchem zwei oder mehr mit einer isolierenden Oxydschicht versehene Drähte als mehrgängige Drahtschraube mit eng aneinanderliegenden Windungen auf einen isolierenden Kern gewickelt sind; er unterscheidet sich von den bekannten Heizstäben dadurch, daß die Drähte erfindungsgemäß ungleichen Durchmesser besitzen und in solcher Weise auf den Kern gewickelt sind, daß der dünnere Draht auf der einen Seite eng an den dickeren Draht der gleichen Windung und auf der anderen Seite gleichfalls eng an den dickeren Draht der folgenden Windung anliegt. Sowohl die dicken wie auch die dünnen Drähte können an die Stromzuleitungskontakte angeschlossen sein; durch die dünneren Drähte fließt hierbei nur ein geringer Anteil des Gesamtstromes. Man kann aus diesem Grunde unter L^Tmständen auf den Anschluß dieser dünnen Drähte an das Netz verzichten, ohne dadurch die Leistung des Heizstabes wesentlich zu vermindern.

Gewöhnlich wird der Ausdehnungskoeffizient des Kernstabes ein geringerer als der ,des Drahtmaterials sein, und bei der hohen Temperatur des Glühstabes kann, falls alle Windungen aus Draht gleichen Durchmessers bestehen, der Unterschied schon so groß sein, daß infolge ungleicher Längsdehnung des Kernstabes und der fest aufgewickelten.Drahtschraube in Richtung der Stabachse die einzelnen Windungen so fest aneinandergepreßt werden, daß das schon durch die Glühhitze verringerte Isoliervermögen der Oxydschicht durch den erhöhten Anpreßdruck an den Berührungsstellen weiterhin verkleinert wird. Auch kann der hierbei auf Zug beanspruchte Kernstab zu Bruch gehen. Diese Nachteile treten in allen den Fällen ein, in denen die nebeneinanderliegenden Windungen des Drahtes gleiche Stärke besitzen, ganz gleich, ob die Drahtwicklung ein- oder mehrgängig ausgeführt ist.

Bei einer aus Drähten verschiedenen Durchmessers ausgeführten Heizwicklung dagegen können sich die Drähte in Richtung ihres

größten Durchmessers frei ausdehnen, ohne daß die Berührungsstellen der einzelnen Windungen übermäßig stark zusammengepreßt wurden. Die Haltbarkeit der Stäbe ist daher, wie die Praxis gezeigt hat, erheblich größer.

Die gemäß der Erfindung ausgeführte

Wicklung aus zwei Drähten verschiedenen Durchmessers gestattet aber vor allem, auf einer bestimmten Stablänge ein Maximum an

ίο wirksamer Oberfläche unterzubringen.

Abb. i- der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung teils in Seitenansicht, teils im Längsschnitt, Auf einem Kern ι von Isoliermaterial, z. B. Ton, sind parallel zueinander als doppelgängige Schraube zwei Widerstanddrähte 2 und 3 in eng aneinanderschließenden Windungen gewickelt; der Draht 2 ist wesentlich dicker als der Draht 3. Die Enden beider Drähte sind im Beispiel beiderseitig leitend mit den Stromzuleitungsschellen 4 und 5 verbunden.

Abb. 2 zeigt in vergrößertem Maßstabe einen Querschnitt durch zwei Windungspaare. Es läßt sich leicht rechnerisch nachweisen, daß im Vergleich zu Heizstäben mit Drähten überall gleichen Durchmessers für die gleiche Leistung (Drahtwiderstand) und bei gleicher Stablänge die ausstrahlende Oberfläche des neuen Heizstabes größer wird. Allerdings soll das Verhältnis der Drahtdurchmesser zueinander einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten, und zwar soll der Durchmesser des dünneren Drahtes nicht wesentlich kleiner sein als das o,3fache des Durchmessers des dickeren Drahtes, da andernfalls sich die dicken Drähte gegenseitig berühren könnten, wie dies Abb. 3 zeigt. Die günstigsten Verhältnisse ergeben sich, wenn das Verhältnis der Drahtdicke etwa 1 : 0,3 bis ι : 0,4 beträgt. Jedenfalls muß der Durchr messer des dünneren Drahtes mindestens so groß sein, daß die beiden benachbarten Windungen des dickeren Drahtes sich nicht unmittelbar berühren können.

Für- die neue Anordnung ergibt sich noch ein weiterer Vorteil. Wenn bei einer Heizstabwicklung mit zwei parallelen Drähten gleichen Durchmessers die Isolierschicht der Drähte an mehreren Stellen schadhaft \vird, so kann es vorkommen, daß der Strom dem durch die verschiedenen Kurzschlüsse gegebenen kürzeren Wege folgt und dadurch so anwächst, daß die Drähte bald zerstört werden. Haben die Drähte dagegen ungleichen Durchmesser, so hat der dünnere Draht beispielsweise etwa den zehnfachen Widerstand des dickeren. Da sich die Windungen des dickeren Drahtes nirgends unmittelbar berühren, kann bei Isolationsfehlern der Strom zwar auch vom dickeren Draht über den dünneren zu einer anderen Windung des dickeren Drahtes gelangen; infolge des viel höheren Widerstandes des dünneren Drahtes kann aber der Anteil des übergehenden Stromes nur gering werden, und selbst wenn er so groß wird, daß der dünnere Draht zerstört wird, so'wird dadurch der dicke Draht nicht beeinflußt. Die Leistung des Heizstabes wird allerdings um etwa 10% sinken, der Stab aber im übrigen brauchbar bleiben.

Da der dünne Draht ohnehin nur einen kleinen Bruchteil'des Gesamtstromes leitet, so kann man auch auf sein Leitvermögen verzichten, indem man seine Enden nicht an die Stromzuleiter anschließt; die erwähnten Vorteile bleiben dennoch bestehen. Der dünnere Draht wirkt dann auch als Isoliermittel zwischen den Windungen des dickeren Drahtes durch die Isolierschicht an seiner Außenfläche.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Heizstab für elektrisch durch Strahlung beheizte Geräte, bei welchem zwei oder mehr mit einer isolierenden Oxydschicht versehene Drähte auf einen isolierenden Kern eng aneinanderliegend gewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte ungleichen Durchmesser besitzen und in solcher Weise auf den Kern gewiekelt sind, daß der dünnere Draht auf der einen Seite eng an den dickeren Draht der einen Windung und auf der anderen Seite gleichfalls eng an den dickeren Draht der folgenden Windung anliegt.
2. 2. Heizstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünneren Drähte nicht an die Stromzuleitung angeschlossen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen