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Verfahren zur Herstellung von elektrischen Schichtwiderständen Es
sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden, um Hochohmwiderstände durch Niederschlagung
einer Kohlenstoffschicht aus der Gasphase auf Isolierkörper herzustellen. Insbesondere
ist vorgeschlagen worden, Widerstände nach an sich bekannten Verfahren dadurch herzustellen,
daß ein auf konstanter vorgegebener Temperatur befindlicher Reaktionsraum aus zwei
sich kreuzenden Rohren geschaffen wird. Durch das eine Rohr wird die zu zersetzende
Kohlenwasserstoffverbindung hindurchgeleitet; gegebenenfalls durch ein indifferentes
Gas verdünnt, durch das andere Rohr werden die Widerstarndsstäbe hindurchgeführt.
Wichtig ist bei dem bekannten Verfahren, daß die Stäbe eine solche Länge aufweisen,
daß sie frei tragend durch den Reaktionsraum hindurchgleiten, so daß sie allseitig
in sehr kurzer Zeit mit dem Kohlenstoffüberzug versehen werden.
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Umeinwandfreie Bekohlungsb:edingungein zu schaffen, insbesondere ein
Berußen der Widerstandsstäbe zu verhindern, wird das Zubringerolir der Widerstände
mit einem indifferenten Gas durchspült. In Anbetracht der hierbei in üblicher Weise
anzuwendenden hohen Reaktionstermperatur bedingt dies Verfahren, eine verhältnismäßig
verwkkelte Einrichtung. Ferner geschieht bei der bekannten Anordnung das Beschichten
der POTzellanstäbchen auf einer geringen Weglänge von etwa to cm. Da der Widerstand
zur Erlangung eines bestimmten Wertes eine bestimmte Kohlenstoffmenge auf sich niedergeschlagen
erhalten muß, ergibt sich, daß bei dem bekannten Verfahren, ,an dem der Niederschlag
auf einer nur kurzen Strecke erfolgt, die Niederschlagsgeschwindigkeit sehr groß
sein muß, um die erforderliche Kohlenstoffmenge auf den Träger aufzubringen.
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Es wurde nun gefunden, daß man eine Bekohlung unter wesentlich einfacheren
Umständen vornehmen kann. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäß der zu zersetzende
Kohlenwasserstoffstrom und die zu bekohlenden Isolierstäbe gleichzeitig von derselben
Seite durch ein einziges Rohr geführt, dessen lichte Weite insbesondere nur unwesentlich
größer ist als der Außendurchmesser der zu bekohlenden Stäbe und das auf eine größere
Länge, etwa r m, .auf die zur Zersetzung des Kohlenwasserstoffes notwendige Temperatur
erhitzt ist. Die Maßnahme der Wahl eines zum Außendurchmesser der zu bekohlenden
Stäbe verhältnismäßig engen Rohres hat den Vorteil rascher und eingehender B.ekohlung
der Stäbe in der Zeiteinheit.
Obwohl es möglich ist, ein Porzellanrohr
an dieser Stelle zu verwenden, ist es vorteilhaft, ein Metallrohr, z. B. ein nahtloses
Stahlrohr, zu benutzen, da sich an diesem der Kohlenwasserstoff weniger zersetzt.
Die z' bekohlenden Widerstandsstäbe werden in kontinuierlicher Folge oder satzweise
durch dieses Rohr t der Abb. i hindurchb:ewegt, wobei der zu zersetzende Kohlenwasserstoff
gleichzeitig das Rohr durchströmt. Die Einführungsstelle des Gasstr otnes 3 liegt
zwischen der Heizwicklun- 2 und dem Einführungsmundstück4 für die Porzellanstäbe
5. In an sich bekannter Weise wird durch das Rohr 3 ein Strom indifferenten Gases
hindurchgeleitet, das mit der zu zersetzenden Kohlenwasserstoffverbindung angereichert
ist. Es ist zweckmäßig, das Einführungsmundstück beispielsweise durch eine Filz-
oder Gummischeibe oder ähnliche Maßnahmen so weit zu verengen, daß der Strömungswiderstand
des Einführungsmundstückes größer ist als der Strömungswiderstand des mit den Stäben
angefüllten Ofenrohres. Das Ofenrohr kann an der Austrittsstelle der Widerstandsstäbe
auch durch eine ähnliche Dichtung verschlossen sein, jedoch ist dies nicht nötig,
wenn ein genügend starker Gasstrom durch das Rohr hindurchgeleitet wird, da der
Widerstand des mit Stäben angefüllten Rohres so groß ist, daß keine Luft in den
.auf hoher Temperatur befindlichen Teil des Rohres eindringen kann. Die Bükohlung
geht nur in der ersten Hälfte des Leitrohres, das sich auf hoher Temperatur befindet,
vor sich.
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Da die Temperatur nicht gleichmäßig verteilt ist und sich der zersetzende
Kohlenwasserstoff auch an den kalten Stellen des Ofenrohres befindet, ist die Stärke
der Kohlen -stoffschicht durch einen mittleren Temperaturwert und die Heizlänge
des Ofens bestimmt. Die Stärke der Kohlenstotfschicht und damit der Ohmwert der
hergestellten Widerstände richtet sich nur nach der angewandten durchschnittlichen
Temperatur und der Verweilzeit in der heißen Ofenzone, hängt jedoch nicht von der
eingeführten Kohlenwasserstoffmenge ab, da diese stets in einem außerordentlich
großen überschuß vorhanden ist.
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Dadurch, daß ein relativ langer Teil des Ofens, z. B. im, durch Erwärmung
auf die nötige Temperatur als Reaktionsraum dient, sind die zu bekohlenden Porzellanstäbe
verhältnismäßig lange Zeit auf der zur Zersetzung erforderlichen Temperatur. Hierdurch
ist es möglich, sich mit der unteren Grenze der üblichen Ofentemperaturen zu begnügen,
so daß man einen geringen Verschleiß der Ofenteile erhält. Andererseits wird durch
die lange Verweilzeit eine gute Gleichmäßigkeit des Kohlenstoffüherzuges gewährleistet,
insbesondere machen sich auch kleine Temperaturschwankungen nicht störend bemerkbar.
Wählt man einen zum Niederschlagen von Kohlenwiderstandsschichten an sich bekannten
chemisch einheitlichen Kohlenwasserstoff, z. B. Benzol, von bestimmtem Siedepunkt
und vermeidet man es durch die Einschaltung relativ langer Strömungswege in der
geschilderten Anordnung, daß Luft in die Apparatur ein-; dringt, so ist ein Berußen
der Stäbe nicht zu bemerken. Besondere Vorsichtsmaßregeln werden dadurch überflüssig.
Gelegentlich sich im Führungsrohr abscheidende feste KOndensations- oder Polymerisationsprodukte
verunreinigen die Widerstände nicht und lassen sich durch Ausspülen des Rohres mit
einem geeigneten Lösungsmittel leicht entfernen. Dadurch, daß das Leitungsrohr für
die Por= zellanstäbe gleichzeitig als Gasführungsrohr und Reaktionsraum dient, ist
es möglich, Stäbe beliebiger Länge mit derselben Einrichtung zu bekohlen. Es ist
auch möglich, anstatt den Schutzgaskohlenwasserstoffstrom auf der einen Seite in
das Leitrohr einzuleiten und auf der anderen, offenen oder abgedichteten Seite in
die freie Atmosphäre münden zu lassen, durch Abpumpen an dem freien Ende des Leitrohres
die Luft aus dem Rohrinnern zu entfernen, wobei der Kohlenwasserstoff stets aus
einem Vorratsgef"'iß in genügendem überschuß nachströmen kann. Um den Strömungswiderstand
der gesamten Rohrleitung gleichmäßiger zu gestalten und gleichzeitig die Qualität
der Bekohlung zu verbessern, kann das Leitrohr innen mit einer beispielsweise nach
einer Schraubenlinie verlaufenden Nut versehen sein, durch die der Kohlenwasserstoffstrom
geleitet wird, wie in Abb.2 dargestellt ist. Es ist auch möglich, durch geeignete
Riffelung des Rohres .jede gewünschte Führung des Gasstromes zu erreichen. Irgendwelche
Kühlbuchsen oder ähnliche Vorrichtungen sind nicht erforderlich, da die Stäbe in
dem langen, Kohlenwasserstoffgas führenden, luftfreien Rohr bis zur ausreichenden
Abkühlung verbleiben.