DE637088C

DE637088C - Verfahren zum Herstellen durchschlagsicherer elektrischer Heizkoerper

Info

Publication number: DE637088C
Application number: DEH146848D
Authority: DE
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1935-10-01
Filing date: 1935-10-01
Publication date: 1936-10-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen kleiner durchschlagsicherer, hoch belastbarer, elektrischer Heizkörper aus keramischem Material. Bekanntlieh scheitert das Einschmelzen metallischer Heizwiderstände in keramische Stoffe an den meist sehr verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Metalle und keramischen Stoffe sowie an der Empfindlichkeit der keramischen Stoffe gegen Temperaturwechsel. Bringt man aber den metallischen Heizleiter in Form eines sehr dünnen Drahtes oder Bandes oder als dünne Schicht zur Verwendung und wählt als keramischen Werkstoff einen solchen von hoher Temperaturwechselbeständigkeit, so gelingt die Herstellung dauerhafter kleiner Heizkörper, die mit Netzspannung betrieben werden können. Die geringen Spannungen, die durch das verschiedene Wärmeausdehnungsvermögen der verwendeten Stoffe dann noch entstehen, werden von dem keramischen Stoff ausgehalten. Eine Vorrichtung/ die den geschilderten Gedanken bereits weitgehend entspricht, ist bereits seit langer Zeit als Widerstandsthermometer in Benutzung. Die gute Eignung solcher Widerstandsthermometer als hochbelastbare Heizkörper hat man aber bisher weder erkannt noch ausgenutzt. Beim Wider-Standsthermometer wird der Meßdraht auf einen Ouarzglasdorn aufgewickelt und danach über das Ganze eine Quarzglashülse gezogen, die aufgeschmolzen wird. Da hierbei der Draht nur lose angeheftet wird, verbleiben zwischen Draht und keramischem Material noch zahlreiche langgestreckte Poren, welche Wärmewiderstände* bedingen.

Die Aufgabe besteht darin, den Metalldraht ο. dgl. so innig mit dem keramischen Material zu verschmelzen, daß Lufteinschlüsse unterbleiben, und wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einen gegen schroffen Temperaturwechsel unempfindlichen keramischen Träger ein dünner Heizwiderstand, der unmittelbar mit Netzspannung betrieben werden kann, aufgebracht wird, der mit dem Träger sowie einer darübergezogenen Hülle aus dem gleichen Stoff wie der Träger durch langsam in einer Richtung fortschreitende Wärmeeinwirkung von außen unter Ausschluß von Poren innig verbunden wird. Dabei kann die Wärmeeinwirkung von einem Ende zum anderen fortschreiten oder, in der Mitte beginnend, sich langsam nach den beiden Enden bewegen.

Als bestgeeignete Heizleitermetalle haben sich dabei Platin, Platinmetalle und deren Legierungen, als keramische Stoffe Quarzglas und kieselsäurereiche Gläser bewährt. Doch ist die Anwendung des Verfahrens nicht auf die angegebenen Stoffe beschränkt.

Der Heizleiter kann in Form dünnen Drahtes oder, was besonders vorteilhaft ist, in Form dünnen Bandes angewendet werden. Er kann aber auch als Bandwicklung durch Aufspritzen, Aufdampfen, elektrolytisches

Niederschlagen oder durch Aufbringen auf flüssigem oder chemischem Wege erzeugt werden.

Die Zuleitungen bestehen aus beliebigen Metallen oder Legierungen und werden zweckmäßig unter Verwendung einer geringen Menge Lot mit dem Heizleiter verbunden. Wird als keramischer Träger ein Hohldorn verwendet, so läßt sich eine Zuleitung innerhalb des Domes verlegen, so daß die Zuleitungen nach einer Seite herausgeführt werden können.

Die Abbildung stellt einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Heizstab mit einseitig herausgeführten Zuleitungen dar.

Der Heizstab enthält einen Hohldorn 1 als inneren keramischen Teil, auf den die Platinheizwicklung 2 als Band aufgebracht ist. Die Hülle 3 ist unter Ausschluß von Poren auf das Ganze aufgeschmolzen. Etwas Platin-¹ folie 4 vermittelt den Anschluß an beiden Enden. Die innere Zuleitung 5 ist mittels etwas Goldlot 6 mit der Platinfolie verbunden, während die äußere Zuleitung 7 durch eine Schweißstelle 8 den Kontakt vermittelt. Zur Herstellung eines Heizstabes von möglichst geringer Länge werden mehrere koaxiale Wicklungen jedesmal unter Zwischenschaltung einer keramischen Schicht hacheinander aufgebracht und miteinander durch Hintereinanderschaltung verbunden.

Zum Schütze "gegen mechanische Zerstörung kann der Heizkörper mittels Eingießen oder Eintritten mit metallischen Hüllen umgeben werden. Auch ist leicht auf galvanischem Wege ein metallischer Schutzmantel herzustellen.

Infolge der Möglichkeit, den Heizwiderstand spezifisch sehr hoch zu belasten, kann er in sehr gedrängter Form ausgeführt werden, wodurch der Vorteil geringer Speicherwärme erreicht wird. Infolge seiner Kleinheit und hohen Belastbarkeit kommt der neue Heizstab dem Ideal einer punktförmigen Wärmequelle sehr nahe. Für die Anwendung in der Praxis ergibt sich daraus der große Vorteil, daß er auswechselbar in das Innere vieler Kleinwärmegeräte eingebaut werden ■ kann und ferner in solche Geräte, die der elektrischen Beheizung bisher schwer zugänglich waren (Messer, Bohrer, Sonden z. B. für "medizinische Zwecke, dünne Walzen, Schreibgriffel für photographische Zwecke, Kleinlötkolben) .

Claims

55 Patentansprüche:

i. Verfahren zum Herstellen durchschlagsicherer elektrischer Heizkörper, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen gegen schroffen Temperaturwechsel unempfindlichen keramischen Träger ein dünner Heizwiderstand, der unmittelbar mit Netzspannungen betrieben werden kann, aufgebracht und dieser sowie der Träger mit einer keramischen Hülle aus dem gleichen Stoff wie der Träger durch langsam in einer Richtung fortschreitende starke Wärmeeinwirkung von außen unter Ausschluß von Poren innig verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer koaxialer metallischer Widerstände in einem einzigen Stäbchen die innige Verbindung durch mehrfach wiederholtes Schmelzen hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Widerstand als Bandwicklung durch Aufspritzen, Aufdampfen, elektrolytischen Niederschlag oder auf feurigem oder chemischem Wege aufgebrachten leitenden Schicht erzeugt wird, die anschließend keramisch überschmolzen wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Masse aus Quarzglas und der Widerstand aus Platin, Platinmetallen oder deren Legierungen besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen