DE676728C - Stabfoermiger elektrischer Heizkoerper zur Erzeugung hoher Temperaturen, insbesondere in elektrischen OEfen - Google Patents

Description

• Stabförmiger'elektrischer Heizkörper zur Erzeugung hoher Temperaturen, insbesondere in elektrischen öfen Die Erfindung betrifft stabförini.ge elektrische Heizkörper, insbesondere für elektrische Widerstandsöfen, zur Erzeugung hoher Temperaturen. Die bisherigen stabförmigen Heizkörper sind für die Erzeugung von Temperaturen über 1q.00° C'. im Dauerbetrieb schlecht geeignet. Bei diesen Temperaturen ist die Lebensdauer der Heizstäbe zu gering und daher der Betrieb unwirtschaftlich. Daher mußte man für manche Zwecke elektrische Öfen anderer Art verwenden. So wird z. B. beim Brennen von Porzellan, Steatit und anderen keramischen Massen' eine Ofentemperatur von i4oo° C benötigt. Wollte man Widerstandsöfen mit Heizstäben anwenden, so müßte die Temperatur der Stäbe um mindestens etwa ioo° C höher sein, alsö etwa 150o° C betragen. Für das Brennen gewisser keramischer Massen, wie reines Aluminiumoxyd, sind Ofentemperaturen von etwa 160o° C erforderlich, so daß bei Anwendung von Heizwiderständen die Temperatur der Heizleiter etwa 1700° C betragen muß. Für die Erzeugung anderer Stoffe, z. B. einiger Hartlegierung,en; die hochschmelzende Carbideenthalten, ist es vorteilhaft, noch wesentlich höhere Temperaturen anzuwenden.
• D?e bekannten Silitstäbe sind als Heizleiter für derartig hohe Temperaturen nicht geeignet, weil ihre Lebensdauer beim Überschreiten ,einer Temperatur von 1q.00° C zu gering wird. Daher hat man meist für das Erzeugender genannten Temperaturen Kohlerohröfen, Kohlegriesöfen oder Induktionsöfen verwendet. Bei diesen Öfen ist aber das Innehalten einer bestimmten konstanten Temperatur schwieriger und erfordert ein dauerndes Überwachen.
• Es sind bereits stabförmige elektrische Heizkörper bekanntgeworden, bei denen der Heizleiter unmittelbar von einer Schutzhülle umgeben ist, die durch keramische Methoden erzeugt ist. Dadurch soll ein gasdichter Abschluß des Heizleiters erzielt werden. Die bisherigen Heizstäbe dieser Bauart sind aber unvollkommen.
• Das Ziel der Erfindung liegt darin, für die Massenfabrikation geeignete stabförmige Heizkörper mit keramischem Schutzrohr, insbesondere für elektrische Öfen, zu schaffen, die es gestatten, Temperaturen in der obenerw ähnten Höhe im Dauerbetrieb wirtschaftlich zu erzeugen. Dies wird nun dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung in einem aus keramischem Material, das Silikate des Aluminiums und/oder Magnesiums enthält, bestehenden gasdicht gebrannten Rohr, welches an den Enden durch mittels Lotung vakuumdicht mit dem keramischen Rohr verbundene Metallkappen verschlossen ist, ein Heizleiter mit hohem Schmelzpunkt, beispielsweise aus Wolfran. oder Molybdän, in gegenüber dem erhitzten Leiter indifferenter Umgebun z. B. Gasfüllung oder Vakuum angeordnet ist. Das Lot kann aus Silber bestehen. Das keramische Rohr kann mit Wasserstoff oder Argon gefüllt sein. Die Verwendung von silikathaltigem keramischem Material ermöglicht es, im Gegensatz zu den bekannten Umhüllungen aus reinem Aluminiumoxyd, Zirkonoxyd u. dgl.; auf einfache Weise eine gasdichte Hülle herzustellen, die auch im Dauerbetrieb dicht bleibt. Vorteilhaft enthält der Heizkörper einen stabförmigen Heizleiter z: B. aus Silit, und ferner besitzt mindestens eine der das keramische Rohr umschließenden Metallkappen ein eine Wärmeäusdelinung des stabförmigen Heizleiters in axialer Richtung gestattendes federndes Glied. Die mit den Metallkappen zu verbindenden Enden des keramischen Rohres sind vor dem Auflöten der Kappen metallisiert, wozu hochschmelzende; unedle Metalle in fein verteilter Form, beispielsweise nach dem Karbonylverfahren hergestelltes Eisenpulver, dienen.
• Durch die erwähnten Mittel gelingt es,.stabförrnige Heizkörper für hohe Temperaturen, insbesondere zur Anwendung in elektrischen Widerstandsöfen, zu schaffen; die auch bei Temperaturen von weit über i4oo° C eine genügend lange Lebensdauer haben.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• Fig. i zeigt einen Widerstand, der .aus einem spiralförmig gewundenen Metallband i besteht, das aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, beispielsweise Mölybdän oder Wolfram, hergestellt ist. Das Metallband i befindet sich indem rohrförmigen keramischen Körper 2, der durch die Metallkappen 3 und väkuum-dicht verschlossen ist. Die Metallkappen 3 und q. werden auf den keramischen Körper 2 mittels eines Hartlotes aufgelötet. Hierzu eignet sich beispielsweise Silber. Die zu verlötenden keramischen Stellen 5 und 6 werden vor dem Lätprozeß mit einer Schicht versehen, die aus einem hochschmelzenden, unedlen Metall besteht. Die Metallisierung geht zweckmäßig in der Weise vor sich, daß Blas Pulver eines hochschmelzenden, unedlen Metalles, beispielsweise nach dem Karbonylverfahren hergestelltes Eisenpulver, mit einem organischen Klebemittel zu einer Paste gemischt und dann auf die zu verbindenden keramischen Stellen aufgetragen wird. Darauf wird,dann .das Ganze zweckmäßig im Vakuumofen bis zur Sinterung des Metalls erhitzt, wobei sich ein dichter und gut lötfähiger Metallüberzug bildet. Die Metallkappen 3 und 4 weisen Aussparungen 7 und 8 auf, in .die gleichfalls ein Lot 9 und io eingebracht ist, rlas gleichzeitig bei der Verlötung der Metallz3 mit dem keramischen Körper eine . ste und gut leitende Verbindung zwischen ,len Metallkappen und dem Metallband i herstellt. Bei i i befindet sich der Pumpstutzen, durch den der freie Raum des keramischen Rohres 2 evakuiert wird. Es kann nach der Evakuierung auch ein Gas eingefüllt werden, das reduzierende Eigenschaften aufweist oder neutral ist. Hierfür kommt also beispielsweise Wasserstoff oder ein Edelgas, insbesondere Argon, in Betracht.
• In Fig.2 ist ein weiteres Beispiel dargestellt, bei dein das Widerstandsmaterial aus einem Silitstab i besteht, der an seinen Stirnseiten versilbert ist und mit Hilfe eines Lotes 9, io mit den Metallkappen 3 und 4 fest und gut leitend verbunden ist. Die Verbindung der Metallkappen 3 und d. mit dein keramischen Körper 2 ist in der gleichen Weise erfolgt, wie es hei der Fig. i beschrieben ist. Um eine Wärmeausdehnung des Silitstabes i zu ermöglichen; ist die Metallkappe ,4 mit einem besonderen federnden Glied 12 versehen. i i ist schließlich wieder der Pumpstutzen, durch den die Evakuierung bzw. die Gasfüllung erfolgen kann.
• Wenn Widerstände nach der Erfindung bei elektrischen Öfen verwendet werden, so empfiehlt es sich, ihnen eine solche axiale Ausdelinüng zu geben; daß die Metallkappen sich außerhalb des Ofenraumes befinden. Dadurch ist eine besonders einfache Möglichkeit für die Stromanschlüsse gegeben, die bei dieser Anordnung auch verhältnismäßig gut gekühlt werden können, insbesondere, wenn man ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel an ihnen vorbeibewegt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Stäbförmiger elektrischer Heizkörper zur Erzeugung hoher Temperaturen, insbesondere in elektrischen Öfen, dessen Heizleiter von einer rohrförmigen keramischen Umhüllung umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem aus keramischem Material, das Silikate des Aluminiums und/oder Magnesiums enthält, bestehenden gasdicht gebrannten Rohr, welches an den Enden durch mittels Lotung vakuumdicht mit dem keramischen Rohr verbundene Metallkappen verschlossen ist, ein Heizleiter mit hohem Schmelzpunkt, beispielsweise aus Wolfram oder .%Tolybdän, in gegenüber dem erhitzten Leiter indifferenter Umgebung, z. B. Gasfüllung oder Vakuum, angeordnet ist.
2. 2. Stabförmiger elektrischer Heizkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper einen stabförmigen Heizleiter z. B. aus Silit enthält und mindestens eine der das keramische Rohr umschließenden Metallkappen ein eine Wärmeausdehnung des stabförmigen Heizleiters in axialer Richtung gestattendes federndes Glied besitzt.
3. 3. Stabfö-riniger elektrischer Heizkörper nach Anspruch i oder :2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Metallkappen zu verbindenden Enden des keramischen Rohres vor dein Auflöten der Kappen metallisiert sind. q..
4. Stabförmiger Heizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Metallisierung hochschmelzende, irredle Metalle in fein verteilter Form, beispielsweise nach dem Karbonvlverfahren hergestelltes Eisenpulver, dienen.
5. 5. Stabförmi.ger elektrischer Heizkörper nach Anspruch i oder a, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot aus Silber besteht.
6. 6. Stabförmiger elektrischer Heizkörper nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Rohr mit Wasserstoff oder Argon gefüllt ist.