DE685454C

DE685454C - Power supply for electrical heating elements

Info

Publication number: DE685454C
Application number: DEA82151D
Authority: DE
Inventors: William Needham; Charles Sykes
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-02-28
Filing date: 1937-02-28
Publication date: 1939-12-18

Description

Stromzuführung für elektrische Heizelemente Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung einer Stromzuführung fürelektrische Heizelemente, deren Heizwiderstände innerhalb einer metallenen Schutzhülle in Kitzebeständigem Isolierstoff, beispielsweise in eine Metalloxydschicht, eingebettet sind und bei denen auf Idas Heizleiterende ein innerhalb der metallischen Schutzhülle und zentrisch zu dieser liegender rohrförmiger Anschlußkontakt aufgeschoben ist, der zum größten Teil von der isolierenden Metalloxydschicht umhüllt ist. Die Oxydschicht wird beispielsweise gebildet durch Behandlung des betreffenden Metalls oder eines Salzes, des Metalls, und zwar dann, wenn das Metall oder das Salz sich bereits in der Schutzhülle befindet.Power supply for electrical heating elements The invention relates on the formation of a power supply for electrical heating elements, whose Heating resistors within a metal protective cover made of fawn-resistant insulating material, for example in a metal oxide layer, are embedded and where on Idas The end of the heat conductor is inside the metallic protective sheath and is centered on it lying tubular connection contact is pushed, the largest part of the insulating metal oxide layer is encased. The oxide layer is for example formed by treating the metal in question or a salt, the metal, when the metal or salt is already in the protective cover.

Die Stromzuführung für derartige elektrische Heizelemente, sog. Rohrheizkörper, muß neben der selbstverständlichen guten elektrischen Leitfähigkeit oft auch große mechanische Bbanspruchungen aufnehmen, ohne daß der feuchtigkeitsdichte Abächluß des Rohrheizkörpers gefährdet wird. Es sei in diesem Zusammenhang beispielsweise an die heute vielfach verwendeten Strahlungskochplatten erirnrert, die bekanntlich aus in beliebiger Form gebogenen Rohrheizkörpern bestehen, an deren Enden die Stromzuführung eingelassen ist.The power supply for such electrical heating elements, so-called tubular heating elements, In addition to the obvious good electrical conductivity, it must often also be high absorb mechanical stresses without damaging the moisture-proof sealing the tubular heater is at risk. Let it be in this context, for example erirnrert to the radiant hotplates, which are widely used today, as is well known consist of tubular heating elements bent in any shape, with the power supply at the ends is let in.

Es sind bereits eine ganze Reihe von Lösungen bekannt bzw. vorgeschlagen worden, die ;sich die Durchbildung der Stromzuführung für Rohrheizkörper unter Erfüllung der oben gestellten Bedingungen zum Ziele setzen. So ist beispielsweise schon vorgeschlagen worden, den Anschluß für die Zuleiturigen derartig auszubilden, :daß eine mii dem Heizleiter verbundene metallene An. schlußröhre verwendet wird, die zentrisch ir das Endteil -der Schutzhülle unter Verwexidüng einer Durchführung aus Steatit gelag« und dort verkittet oder einzementiert i--f. Vielfach ist man auch derart vorgegangezi, daß zentrisch in der Schutzhülle innerhalb der Isolierung der Heizwendel hin Kontaktstift gelagert wurde, der mit dem Heizleiterende durch eine Löt- oder Schweißverbindung oder durch eine S chraubverbindung verbunden ist und am oberen Ende der Schutzhülle einen Verschlußstopfen durchdringt; der beispielsweise in der Schutzhülle verkittet oder einzementiert oder in irgendeiner anderen Weise feuchtigkeitsdicht befestigt ist: Es ist auch bereits bekanntgeworden, !derartige Anschlußkontakte durch eine eingesinterte oder eingeschmolzene glasartige Masse innerhalb der Schutzhülle des Rohrheizkörpers zu befestigen, die dann gleichzeitig den Abschluß des Rohrheizkörperinne;rn nach außen hin übernimmt.A number of solutions are already known or proposed been that; the implementation of the power supply for tubular heating elements under fulfillment set goals for the conditions set out above. For example, this has already been proposed been the connection for the supply lines to train in such a way : that a metallic Ani connected to the heating conductor. terminal tube is used, the centric ir the end part of the protective cover with Verwexidüng an implementation made of steatite gelag «and cemented or cemented there i - f. In many cases one is also vorgegangezi in such a way that it is centered in the protective cover within the insulation the heating coil was stored towards the contact pin, which with the heating conductor end through a soldered or welded connection or is connected by a screw connection and a sealing plug penetrates at the upper end of the protective sheath; the example cemented or cemented in the protective cover or in any other way is attached moisture-tight: It has already become known! such Connection contacts through a sintered-in or melted-in glass-like mass to fasten inside the protective cover of the tubular heater, which then at the same time the closure of the tubular heating element channel; rn takes over towards the outside.

Eine weitere bekanntgewordene Lösungsform für die Verbindung des Heizleiters mit der Zuleitung führt das gewendelte Heizleiberende innerhalb der metallenen Schutzhülle in einem Steatitröhrchen, das ein Stück über das Ende der Schutzhülle herausragt und oberhalb dessen das Heizleitercnde mit der Zuleitung durch eine Löt- oder Schweißverbindung verbunden ist. Zum Schutze der Verbindungsstelle ist über das Ende der Schutzhülle und die Verbindungsstelle ein Steatitnippel geschoben, der mit der metallenen Schutzhülle verzementiert ist. Bei dieser Ausführung handelt @es sich aber nicht um einen starren Anschiußköntakt, sondern um eine biegsame Zuleitung, die in. keiner Weise geeignet ist, irgendwelche mechanischen Beanspruchungen aufzunehmen.Another known form of solution for connecting the heating conductor with the supply line, the coiled end of the heating element leads inside the metal protective cover in a steatite tube that protrudes a little over the end of the protective cover and above this the heating conductor end with the supply line through a soldered or welded connection connected is. To protect the connection point is over the end of the protective cover and the connection point pushed a steatite nipple with the metal protective sheath is cemented. However, @it is not a rigid one in this version Connection contact, but a flexible lead that is in no way suitable is to absorb any mechanical stresses.

Im wesentlichen dasselbe gilt auch für die weiter obenbeschriebenenAusführungsformen, weil in allen Fällen der Anschlußkontakt in der Schutzhülle durch eine Zementverbindung oder durch einen Glasfluß befestigt ist, die ebenfalls nicht zur Aufnahme größerer mechanischer Beanspruchungen geeignet sind.Essentially the same also applies to the embodiments described above, because in all cases the connection contact in the protective cover is through a cement connection or is attached by a glass flux, which is also not suitable for receiving larger mechanical stresses are suitable.

Ein weiterer beträchtlicher Nachteil der bekanntgewordenenH.eizleiterverbindungen mit der Zuleitung, bei denen eine mit dem. Heizleiter verbundene und zentrisch in das Endteil der Schätzhülle des Heizstabes eingeführte metallene Anschlußröhre verwendet wird, liegt darin, @daß das Heizleiter ende mit dem rohrförmigen Ansdblußkontakt auf dessen ganzer Länge in leitender Verbindung steht. Es ist also notwendig, daß das Heizleiterende über die ganze Länge des Anschlußkontaktes hinweg mit diesem elektrisch gut leitend verbunden ist; da nur dadurch die bei schlechtem elektrischen Kontakt auftretenden Schä.denam Heizleiber mit Sicherheit verhütet werden Wannen. Aus diesem Grunde hat man bereits '@I>t1 derartigen Anschlußköntahten das H#eizlrherende mit dem rohrförmigen Kontakt .. durch eine Art Keilverbindung, die sich über die gesamte Länge des Anschlußstückes erstreckt, verbunden, oder man hat das Heizleiberende mit dem rohrförmigen Anschlußkontakt auf seiner gesamten Länge verlötet. Solche Verbindungen müssen äußerst sorgfältig hergestellt *erden, um der ihnen gesthllben Aufgabe genügen zu können, was zeitraubend und kostspielig ist, ohne daß eine Gewähr-_dafür geboten ist, daß auch tatsächlich hin allseitig guter Kontakt zwischen dem Heizleiterende und dem rohrförmigen Anschlußstück erzielt ist.Another significant disadvantage of the known heat conductor connections with the supply line, where one with the. Heating conductor connected and centered in the end part of the estimation sheath of the heating rod uses a metal connection tube is, lies in the fact that the heating conductor ends with the tubular connection contact is in conductive connection along its entire length. So it is necessary that the end of the heating conductor over the entire length of the connection contact with this is connected with good electrical conductivity; because only because of this the bad electrical Any damage to the heating element that occurs in contact is safely prevented. For this reason one already has the heating end of such connection seams with the tubular contact .. by a kind of wedge connection that extends over the entire length of the connecting piece extends, connected, or you have the heating element end soldered to the tubular connection contact over its entire length. Such Connections must be made extremely carefully in order to be stolen from them Task to be able to do what is time-consuming and costly, without a guarantee for it What is required is that there is actually good contact between the end of the heating conductor on all sides and the tubular fitting is achieved.

Bei allen diesen bekanntgewordenen Anschlußverbindungen für den Heizleiter kommt noch hinzu, daß es unmöglich ist, die Verbindung zwischen dem Anschlußrohrstück und dem Heizleiterende erst dann herzustellen, wenn die Heizwendel bereits in die metallene Schutzhülle eingebettet und in dieser sicher geführt ist. Es muß hierbei vielmehr die Verbindung zwischen dem Rohrstück und dem. Heizleiterende hergestellt werden, ehe die Heizwendel in die metallene Schutzhülle eingeführt wird. Da bekanntlich das Heizleitermaterial auf Grund seiner Zusammensetzung und seiner Ausbildung als Wendel stark federt und äußerst schlecht zu fassen ist, ist @es notwendig, für die Herstellung der gut leitenden Verbindung zwischen dem Heizleiterende und dem rohrförmigen Anschlüßkontakt zusätzliche Einrichtungen zur Halterung von Heizwendel und Anschlußstück während der Herstellung :der Verbindung vorzusehen, was eine weitere Verteuerung und Ersch-,verung der Herstellung mit sich bringt.With all these known connection connections for the heating conductor Added to this is the fact that it is impossible to make the connection between the connecting pipe section and the end of the heating conductor only when the heating coil is already in the metal protective cover is embedded and safely guided in it. It must be here rather the connection between the pipe section and the. Heat conductor end manufactured before the heating coil is inserted into the metal protective sheath. As is well known the heat conductor material due to its composition and its training as Helix has strong springs and is extremely difficult to grasp, it is necessary for the Establishing the good conductive connection between the end of the heating conductor and the tubular one Terminal contact additional facilities for holding the heating coil and connector during the production: to provide the connection, which makes it even more expensive and aggravation of the production with it.

Alle diese Nachteile werden nun bei der Stromzuführung für elektrische Heizelemente, deren Heizwiderstände innerhalb einer metallenen. Schutzhülle in hitzebeständigen Isolierstoff leingebettet sind und bei denen auf das H.eizleiterende ein innerhalb der metallenen Schutzhülle und zentrisch zu dieser liegender rohrförmiger Anschlußkontakt aufgeschoben ist, der zum größten Teil von der isolierenden Metalloxydschicht umhüllt ist, dadurch vermieden, daß gemäß der Erfindung das Heizleiberende lediglich mit dem außerhalb des metallenen Schutzrohres liegenden Ende des rohrförmigen Anschlußkontaktes elektrisch leitend verbunden ist, während es auf der ganzen Länge dieses Anschlußkontaktes von diesem durch ein aufgeschobenes Röhrchen i aus isolierendem und hitzebeständigem Werkstoff, beispielsweise aus Quarz, isoliert ist. In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigt die Abbildung einen Schnitt durch den Endteil des erfindungsgemäßen Heizelementes.All of these disadvantages are now applied to the power supply for electrical Heating elements whose heating resistors are inside a metal. Protective cover in heat-resistant Insulating material are embedded and where on the H.Eizleiterende an inside the metal protective cover and centric to this lying tubular connection contact is postponed, which is enveloped for the most part by the insulating metal oxide layer is avoided in that, according to the invention, the heating body end only with the end of the tubular connection contact lying outside the metal protective tube is electrically connected, while it is along the entire length of this connection contact from this through a pushed-on tube i made of insulating and heat-resistant Material, for example made of quartz, is insulated. In the drawing the subject matter of the invention is illustrated in an exemplary embodiment, and although the figure shows a section through the end part of the heating element according to the invention.

Mit i ist ein Anschlußkas ten bezeichnet, der :das Heizelement trägt. Der Kasten i kann beliebig aufgehängt oder :drehbar an dem Rahmen eines Ofens befestigt sein, damit das Heizelement entfernt werden kann. Mit 2 ist die Schutzhülle des Heizelementes bezeichnet, die durch die Seitenwand des Kastens i ragt. Inn Innern dieser Schutzhülle 2 befindet sich der Widerstand 3. Eine metallene Anschlußröhre q. umgibt das Ende des Widerstandes 3 und ragt unten aus der Schutzhülle heraus, damit eine Verbindung mit .der Stromzuführungsleitung 5 hergestellt werden kann. Dies kann, wie in der Abbildung dargestellt, in .der Weise erfolgen, daß das Rohr q. mit der Leiteng 5 durch Würgeverband bei 6 verbunden wird. Das Ende des Widerstandes 3 wird innerhalb des zusammengedrückten Teiles 6 gehalten, so daß eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt ist. Die Seitendes unteren Teiles der Röhre werden verschweißt oder verlötet. Eine Röhre 7 .aus Quarz oder einem anderen geeigneten Werksstoff befindet sich zwischen dem Widerstand 3 und der AnschlußrÖhre q., während ein Kragen 8 aus Steatit oder einem anderen hitzebeständigen Werkstoff den Widerstand nahe dem Ende der Röhre q. umgibt und in erster Linie als Isolator dient. Dies ist mit Rücksicht auf die an dieser Stelle zwischen dem Widerstand und der Röhre herrschenden Potentialdifferenz wünschenswert, die dadurch besteht, daß das äußere Ende des Widerstandes mit der Röhre q. verbunden ist. Die Metalloxydschicht 9 umgibt den Widerstand 3 und den oberen Teil der Anschlußröhre q.. Diese Schicht wird in besonders vorteilhafter Weise dadurch ,erreicht, daß die Schutzhülle mit metallischem Magnesium gefüllt und dann von Dampf durchströmt wird, der alsdann ,das Magnesium in an sich bekannter Weise in Magnesiumoxyd überführt. Derwendelförmige Teil i o des Widerstandes kann noch mit edier Sandschicht i oausgefüllt werden.With i a terminal box is called th, which: carries the heating element. The box i can be freely suspended or: rotatably attached to the frame of a furnace so that the heating element can be removed. With 2 the protective cover of the Heating element referred to, which protrudes through the side wall of the box i. Inside inside this protective cover 2 is the resistor 3. A metal connecting tube q. surrounds the end of the resistor 3 and protrudes from the bottom of the protective cover, so that a connection with .der power supply line 5 can be established. As shown in the figure, this can be done in such a way that the pipe q. is connected to the Leiteng 5 by a choke bandage at 6. The end of the resistance 3 is held within the compressed part 6, so that an electrical conductive connection is established. The sides of the lower part of the tube will be welded or soldered. A tube 7. Made of quartz or another suitable one Material is between the resistor 3 and the connecting tube q., While a collar 8 made of steatite or another heat-resistant material provides the resistance near the end of the tube q. surrounds and serves primarily as an insulator. This is with regard to the prevailing at this point between the resistor and the tube Potential difference desirable, which consists in that the outer end of the resistor with the tube q. connected is. The metal oxide layer 9 surrounds the resistor 3 and the upper part of the connecting tube q .. This layer is particularly advantageous Way achieved in that the protective cover is filled with metallic magnesium and then flowed through by steam, which then, the magnesium in itself, is known Way converted into magnesium oxide. The helical part i o of the resistor can still be filled with a layer of sand.

Das -Ende der Schutzhülle 2 wird durch einen Stopfen i i aus glasartigem Werkstoff abgeschlossen, der eingeschmolzen oder @eingesintert wird. Als Werkstoff kann Glas oder Bleiborat verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Gemisch verwendet, das aus einem. Teil Bleiborat und zwei Teilen Zirkonzem.ent besteht. Der letzte Werkstoff besteht ,aus Zirlzonsilicat mit einem. Bindemittel, beispielsweise Ton. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Schutzhülle zur Aufnahme des Anschlusses erweitert. Eine in die Schutzhülle eingeführte Kappe 12 schützt das Dichtungsmaterial gegen Zerstörung. Diese Kappe wird vorzugsweise durch den flach .gedrückten Teil 6 @. der Anschlußröhre gehalten. Die Anschluß-...röhre barm verhältnismäßig lang ausgeführt werden, so daß das Ende .der Schutzhülle nicht in dem Maße erwärmt wird, wie s geschehen würde, falls der wendelförmige Teil des Widerstandes sich bis an das Ende der Schutzhülle erstrecken würde.The end of the protective cover 2 is through a stopper i i made of vitreous Completed material that is melted down or @sintered. As a material glass or lead borate can be used. A mixture is preferably used that from one. Part lead borate and two parts zirconium. The last Material consists of zirlzonsilicate with a. Binders such as clay. As shown in the drawing, the protective cover is designed to accommodate the connector expanded. A cap 12 inserted into the protective sheath protects the sealing material against destruction. This cap is preferably due to the flat .gedrückten part 6 @. the connecting tube held. The connection tube is relatively long be carried out so that the end of the protective cover is not heated to the extent that how it would happen if the helical part of the resistor turned up on the end of the protective cover would extend.

Um ein solches Heizelement herzustellen, wird nun der Widerstand 3 zunächst in die Schutzhülle eingeführt, dann der Kragen 8 herumgelegt und alsdann die Anschlußröhre q. und die Röhre 7 eingebracht. Das Magnesium bzw. ein anderes Metall oder Salz eines Metalls wird nun in die Schutzhülle eingebracht, bis der Widerstand und ein Teil der Anschlußröhre q. vollständig eingehüllt sind; die Metallschicht wird alsdann durch Dampf oder in eiher anderen Weisebehandelt und somit in das Oxyd übergeführt. Während dieses Vorganges kann zeitweilig .ein Kragen in die Schutzhülle eingelegt werden, damit die Röhre q. zentrisch in der Schutzhülle zu liegen kommt. Danach wird die Abschlußdichtung i i .eingeschmolzen oder eingesintert und endlich die Kappe 12 in die Schutzhülle eingeführt. Das Ende 6 der Anschlußröhre wird alsdann um das Ende des Widerstandes und den Leiter 5 flach gedrückt. Eine Befestigung erfolgt durch Löten oder Schweißen.In order to produce such a heating element, the resistor 3 first introduced into the protective cover, then the collar 8 put around and then the connecting tube q. and the tube 7 inserted. The magnesium or another Metal or salt of a metal is now placed in the protective cover until the Resistor and part of the connecting tube q. are completely enveloped; the metal layer is then treated by steam or in some other way, and thus into the oxide convicted. During this process, a collar can temporarily be inserted into the protective cover inserted so that the tube q. comes to lie centrally in the protective cover. Thereafter, the final seal i .melted or sintered in and finally the cap 12 is inserted into the protective sheath. The end 6 of the connecting tube is then around the end of the resistor and the conductor 5 pressed flat. An attachment takes place by soldering or welding.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Power supply for electrical heating elements, their heating resistors within a metal protective cover in a heat-resistant Insulating material, for example in .ein metal oxide, are embedded and where towards the end of the heating conductor within the metal protective cover and centered towards it this lying tubular connection contact is pushed on, most of which is enveloped by the insulating Meta'lo_zydchicht, characterized in that the heat conductor end (3) only with the outside of the metal protective tube (2) lying end (6) of the tubular connection contact (4.) electrically connected is, while @es over the entire length of the. tubular connection contact (q.) of this through .a pushed-on tube (7) made of insulating and heat-resistant Material, for example made of quartz, is insulated.

2. Power supply according to claim i, characterized in that the end of the tubular inside the protective sheath Terminal contact (q.) Of the. coiled part of the heating conductor (3) a Protective collar (8) made of heat-resistant and insulating, material is distanced.

3. Power supply to. Claim i, characterized in that the one from an insulating Sealing material existing sealing stoppers (i i) by a second outside attached stopper (12) made of insulating and mechanically resistant, heavy fusible material is protected; the collar-shaped the tubular connection contact surrounds and the upper end of the protective cover. Power supply according to claim i to 3, characterized in that the end of the heating conductor (3) together finite the supply line (5) with the. over the plug (12) protruding end (6) of the tubular connection contact (q.), electrically conductive, for example through Choke bandage or by welding or soldering is connected.