DE517089C - Elektrische Heizvorrichtung mit Heizspule - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Heizvorrichtung mit Heizspule, bei der die Wärmeabgabe durch Strahlung erfolgt und wobei die Heizspule in einem Isolierkörper so eingebettet ist, daß ihre Windungen zum Teil vorstehen. Um bei solchen Heizvorrichtungen eine erhebliche Erwärmung des Isolierkörpers und damit ein Durchbrennen der Heizspule zu verhindern, erhält der Erfindung gemäß der eingebettete Teil der Windungen sowie ein Stück der Windungen über die Einbettung hinaus einen größeren Querschnitt als der übrige Teil der Windungen. Dieser größere Querschnitt der Heizspule wird insbesondere durch einen als Masse aufgebrachten Mantel aus elektrisch leitendem Material gebildet, indem der Mantel als Paste aufgetragen oder elektrisch niedergeschlagen oder aufplattiert wird.

ao Durch diese Ausgestaltung wird ferner erreicht, daß sich die durch den Heizstrom entstehende Joulesche Wärme auf die dem zu erwärmenden Gegenstand zunächst liegenden Stellen der Heizspule konzentriert und daher die Wärmeabgabe in den übrigen Raum auf ein Mindestmaß beschränkt bleibt.

Es sind bisher elektrische Widerstände, insbesondere Heizwiderstände, bekannt geworden, die aus einem Widerstandsdraht, einem diesen zur Gänze aufnehmenden Metallrohr und einem die beiden gegeneinander isolierenden Füllstoff bestehen und wobei der Widerstandsdraht an verschiedenen Stellen, insbesondere an Anschluß-, Stütz- und Haltestellen einen größeren Querschnitt und damit einen geringeren Leitungswiderstand pro Längeneinheit erhält, um ihn an diesen Stellen beim Durchleiten des Stromes weniger zu erwärmen. Ein Durchbrennen einer teilweise im Isoliermaterial eingebetteten Heizspule kann bei diesen elektrischen Heizwiderständen nicht vermieden werden.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen die Abb. 1 bis 3 ein Heizelement in drei Ansichten mit teilweisem Schnitt; Abb. 4 zeigt einen Schnitt durch einen mit dem auswechselbaren Heizelement versehenen elektrischen Ofen, und Abb. 5 veranschaulicht ein zur Herstellung der Heizspulen zweckmäßig anzuwendendes Verfahren.

Die elektrische Heizvorrichtung (Abb. 1 bis 3) besteht aus einer Heizspulen aus beliebigem Widerstands draht, die in einem Isolierkörper« so eingebettet ist, daß ihre Windüngen zum Teil vorstehen.

Der Erfindung gemäß hat der eingebettete Teil der Windungen sowie ein Stück über die Einbettung hinaus einen größeren Querschnitt als der freiliegende Teil der Windüngen, um eine erhebliche Erwärmung des Isolierkörpers α und dadurch ein Durchbren-

nen der Heizspule zu vermeiden. Für diesen Zweck kommt insbesondere das Aufbringen eines Mantels c aus elektrisch leitendem Material als Masse in Betracht, wobei als Material ein Metall, eine Metallkomposition, Graphit o. dgl. benutzt werden kann. Der Mantel kann als Paste aufgetragen oder elektrisch niedergeschlagen oder aufplattiert werden.

ίο Bei einer solchen Heizspule wird die im isolierenden Tragkörper frei werdende Joulesche Wärme infolge des geringen Widerstandes im verstärkten Teil der Heizspule ohne Bedeutung für die gesamte Wärmeentwicklung. Der größere Querschnitt im Widerstandsdraht oder der infolge seiner metallischen Konsistenz gut wärmeleitende Mantel mit einer im Vergleich zum Glühdraht großen Oberfläche bewirkt an den Übergangsstellen vom größeren 2jum kleineren Querschnitt auf eine gewisse Strecke nach aufwärts einen stetigen Anstieg von der Betriebstemperatur des Isolierkörpers bis zum Glühzustand des frei strahlenden Windungsteiles, so daß die einzelnen Winas düngen erst darüber hinaus die Glühtemperatur erreichen. Da dieses. Temperaturgefälle im Widerstandsdraht selbst, und zwar außerhalb seiner Einbettung, eintritt, ist die Gefahr einer vorzeitigen Korrosion an den erwähnten Übergangsstellen sowie an der Übergangsstelle zwischen Isolierkörper und Windung und demzufolge ein Abbrennen des Widerstandsdrahtes ausgeschlossen.

Bei einem keinen stärkeren Querschnitt an den erwähnten Teilen der Windungen aufweisenden eingebetteten Widerstandsdraht würde nach kurzem Gebrauch ein Abbrennen der Windungen eintreten, weil das Wärmegefälle an der Übergangsstelle zwischen Iso-Herkörper und Windungen ein sprunghaftes ist, wodurch sich über dem Isolierkörper eine verstärkte Korrosion des nicht geschützten Widerstandsdrahtes ergibt, die eine solche Querschnittsverminderung und demzufolge eine solche Temperatursteigerung zur Folge hat, daß die einzelnen Windungen an diesen Stellen abbrennen.

Wie ferner Abb. ι zeigt, ist es vorteilhaft, den freien, dem Glühen unterworfenen Teil

So der Windungen zum größten Teil gerade verlaufen zu lassen, um durch größtmögliche Annäherung an die zu heizende, meistens ebene Fläche die größtmögliche Wärmeübertragung durch Strahlung zu erreichen, die z.B. bei Rundspulen infolge des bogenför-. migen Verlaufes des freiliegenden Windungsteiles nie erreicht werden kann.

Es ist zweckmäßig, die Heizspule zur Gänze oder teilweise mit einer dünnen Schicht aus Edelmetall oder aus einem schwer oxydier- und chemisch beeinflußbaren Material, z. B.

Chrom, zu überziehen, um die vorzeitige Oxydation der gesamten glühenden Partien sowie evtl. Einflüsse chemischer Art der Isoliermasse auf die eingegossenen Windungsteile zu vermeiden.

Eine praktische Herstellungsweise der elektrischen Heizvorrichtung gemäß der Erfindung ist in Abb. 5 dargestellt.

Auf einem zerlegbaren Rahmen wird aus beliebigem Widerstandsmaterial und Draht-(juerschnitt eine Spule in jeweils gewünschter Art gewickelt, deren Windungen vor Abnahme des Rahmens an der Stelle der nicht einzubettenden Windungsteile durch eine aufgegossene Leiste e aus einer leicht schmelzbaren Metallegierung verbunden werden. Diese Leiste dient einerseits zum Festhalten der Einzelwindungen des an sich elastischen Drahtes in der gewünschten Entfernung voneinander und andererseits als Handhabe bei dem nach Entfernung des Wickelrahmens erfolgenden Aufbringen der verstärkenden Mantel aus elektrisch leitendem Material. Mit dem Eingießen der Spule in eine Bettungsmasse und Abschmelzen der Leiste e ist das Heizelement fertiggestellt.

Die Enden der Spulen werden zweckmäßig mit Anschlußsteckem / oder mit einer Schraubverbindung versehen, durch welche go sie z. B. in einer passenden Ofenkonstruktion (s. Abb. 4) leicht auswechselbar anzubringen sind. ■.-"·■

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Elektrische Heizvorrichtung mit Heizspule zur Wärmeabgabe durch Strahlung, bei der die Heizspule in einem Isolierkörper so eingebettet ist, daß ihre Windüngen zum. Teil vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebettete Teil der Windungen sowie ein Stück über die Einbettung hinaus einen größeren Querschnitt als der übrige Teü aufweist, um eine erhebliche Erwärmung des Isolierkörpers und damit ein Durchbrennen der Heizspule zu verhindern.
2. 2. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die no Heizspule zur Bildung des größeren Querschnittes mit einem als Masse aufgebrachten Mantel aus elektrisch leitendem Material versehen ist.
3. 3. Elektrische Heizvorrichtung nach Ansprach ι Und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Mantel als Paste aufgetragen oder elektrisch niedergeschlagen oder aufplattiert ist.
4. 4. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Teil der Windungen der Heizspule

   zum größten Teil gerade verläuft, um durch möglichste Annäherung an. die zu beheizende Fläche eine größtmögliche Wärmeübertragung zu erzielen.

   ,5. Verfahren zur Herstellung der Heizspule gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen des auf beliebige Spulenformen gewickelten DrahtWiderstandes an der Stelle der nicht einzubettenden Teile durch eine aufgegossene Leiste aus einer leicht schmelzbaren Metallegierung verbunden werden, wonach die Aufbringung des Mantels, die Einbettung der Heizspule in den Isolierkörper und schließlich das Abschmelzen der Leiste erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen