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Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Heizkörpers irr endlosen
Längen Es sind sog. elektrische Heizkabel bekannt, welche aus einem Draht, vornehmlich
aus Widerstandsmaterial, bestehen, der von einer wärmebeständigen Isolierschicht
umgeben ist, die ihrerseits mit einem Bleimantel umpreßt ist. Als Isolierschicht
sind hierbei bekannt, hochwertiger Gummi, Asbest und Glasperlen. Die Verwendung
von Gummi hat den Vorteil, daß der stromführende Draht in elektrischer Hinsicht
einwandfrei isoliert ist, jedoch andererseits den Nachteil, daß die Wärmebeständigkeit
der Isolierschicht durchaus begrenzt ist und ein solches Kabel daher nur verhältnismäßig
schwach belastet werden kann, wenn man ein Brüchigwerden des Gummis und damit eine
Beeinträchtigung seiner guten Isoliereigenschaften vermeiden will. Asbest ist zwar
wärmebeständig, jedoch hygroskopisch, so daß der Isolationszustand eines solchen
Kabels je nach dem Feuchtigkeitsgehalt der Isolierschicht in weiten Grenzen schwankt
und häufig durchaus ungenügend ist. Die Verwendung von keramischen Isolierkörpern,
wie z. B. von Glasperlen, hat wie die Benutzung von Asbest den Vorteil, in hohem
Grade wärmebeständig zu sein, so daß das. Heizkabel wesentlich höher belastet werden
kann als ein mit Gummi isoliertes Gebilde. Diesem Vorteil stehen jedoch zwei wesentliche
Nachteile gegenüber, deren erster darin liegt, daß die keramischen Körper einen
verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisen müssen, wenn man der in der Elektrotechnik
anerkannten Vorschrift genügen will, daß zwischen dem stromführenden Leiter und
dem Bleimantel bzw. Erde ein freier Luftweg von weniger als q. mm nicht auftreten
darf. Solche Isolierstoffperlen müßten daher, um ein in elektrischer Hinsicht einwandfreies
Gebilde zu schaffen, unter Berücksichtigung _ der Drahtstärke einen Durchmesser
von wenigstens 8, 5 mm aufweisen, so daß das Heizkabel einen Gesamtdurchmesser von
nicht weniger als etwa r r mm erhält. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung keramischer
Isolierstoffkörper liegt darin,
daß solche Kabel nicht in endlosen
Längen angefertigt werden können und die Herstellung des Bleimantels nicht unbeträchtliche
Schwierigkeiten bereitet.
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Von B a k e r sind Rohrheizkörper angegeben worden, welche aus einer
Drahtwendel bestehen, die in gewissem Abstand von einem Rohr aus Kupfer oder Stahl
umgeben ist. Der Zwischenraum zwischen dieser stromdurchflossenen Wendel und dem
äußeren Rohr wird mit Magnesiumoxyd ausgefüllt, was in der Weise geschieht, daß
man in diesen Zwischenraum zunächst einige Streifen oder Segmente aus metallischem
Magnesium einschiebt und dieses Magnesium sodann in einem Autohlaven durch Einführung
von Wasserdampf hoher Temperatur in Magnesiumoxyd überführt. Da das Oxyd ein entsprechend
höheres Volumen als das Magnesium selbst einnimmt, werden auf diese Weise alle Zwischenräume
zwischen der Drahtwendel und dem metallischen Mantel durch eine überaus kompakte
Masse ausgefüllt, so daß die Wendel nicht nur zuverlässig gehaltert, sondern auch
gegenüber dem Metallmantel einwandfrei isoliert ist, weil Magnesiumoxyd einen vorzüglichen
Isolator darstellt, dabei jedoch, im Gegensatz zu anderen guten Isolatoren, die
bemerkenswerte und für die Zwecke eines Heizkörpers besonders wertvolle Eigenschaft
besitzt, ein guter Wärmeleiter zu sein. Solche von B a k e r angegebenen Heizrohre
konnten bisher jedoch nur in verhältnismäßig kurzen Längen von etwa 3 m hergestellt
werden, weil das Einschieben der Magnesiumstreifen zwischen Rohrmantel und Heizwendel
gewisse Schwierigkeiten bereitet und die Autoklaven, in denen das metallische Magnesium
in sein Oxyd überführt wird, in ihrer Bauhöhe naturgemäß beschränkt sind. Diese
Heizrohre zeichnen sich daher durch eine hohe thermische Belastung pro Flächeneinheit
aus und können somit im allgemeinen nur als Tauchheizkörper für Flüssigkeiten verwendet
werden. Wohingegen geringe Oberflächentemperaturen, wie z. B. bei der Beheizung
von Wänden oder Fußböden, erwünscht sind, es also auf die Erwärmung einer großen
Fläche bei verhältnismäßig geringer Oberflächentemperatur ankommt, war man bisher
nach wie vor auf die sog. Heizkabel mit all ihren obenerwähnten Nachteilen angewiesen.
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Die Erfindung weist nunmehr einen Weg, solche Heizrohre nach B a k
e r in endlosen Längen herzustellen, und schafft damit ein Heizkabel, welches alle
Vorteile der drei eingangs erwähnten Bauarten von Heizkabeln aufweist, ohne auch
nur einen ihrer Nachteile zu besitzen.
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Gemäß der Erfindung wird der stromführende Heizdraht als Wendel oder
in mehr oder weniger gestreckter Form fortlaufend von einer Magnesiumschicht umgeben
und dieses Gebilde in einen äußeren Mantel, wie z. B. einen Stahlmantel, eingebracht,
der so dünn ist, daß sich das Ganze spiralförmig, schraubenlinienförmig oder in
sonstiger Weise derart einrollen läßt, daß, es in beträchtlichen, in der Praxis
als endlos zu bezeichnenden Längen in den Autoklaven eingebracht und sodann in der
vorbeschriebenen Weise behandelt werden kann, um die geschlossene Magnesiumhülle
in eine den Heizleiter eng umpressende Füllung von Magnesiumoxyd zu verwandeln.
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Die fortlaufende Umhüllung des Heizdrahtes mit einer metallischen
Magnesiumschicht kann in verschiedener Weise z. B. derart erfolgen, daß man den
Heizdraht zwischen Rollen o. dgl. vorbeizieht, mittels welcher ein Magnesiumband
entsprechender Stärke und Breite um den Draht herumgefalzt wird. Man kann aber auch
ähnlich wie bei der Herstellung eines Bleikabelmantels verfahren, d. h. den Draht
durch eine Düse ziehen, welche den Auslauf eines flüssigen Magnesiumbandes bildet
und unter solchen Temperaturbedingungen steht, daß das Magnesium bei Verlassen der
Düse erhärtet. Um innerhalb der Düse einen plastischen Zustand des Magnesiums zu
ermöglichen, können diesem gewisse Stoffe beigesetzt werden, welche die Wirkung
haben, daß der Übergang vom flüssigen zum festen Aggregatzustand ein gewisses Temperaturintervall
einschließt. Diese Zusätze müssen indessen so beschaffen sein, daß sie die Isolationseigenschaften
des fertigen Heizkabels nicht oder nicht in unzulässigem Maße beeinflussen. Weiterhin
ist es denkbar, auf elektrolytischem Wege einen Niederschlag von metallischem Magnesium
auf den Heizdraht zu bilden.
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Der mit metallischem Magnesium umgebene Heizleiter kann in verschiedener
Weise mit einem Mantel aus Stahl, Kupfer, Aluminium usw. umgeben werden, beispielsweise
derart, daß man um die Magnesiumschicht einen Blechstreifen nach Art der Herstellung
eines Rohrdrahtes herumfalzt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß der Mantel einerseits
nicht gasdicht ist, so daß bei der Nachbehandlung im Autoklaven der Wasserdampf
verhältnismäßig leichten Zutritt zur Magnesiumschicht hat, daß er aber andererseits
doch eine hinreichende Festigkeit aufweist, um der Ausdehnung des sich bildenden
Magnesiumoxyds so hohen Widerstand zu leisten, um eine hinreichende Verdichtung
zu ermöglichen. Wenn es aus irgendwelchen Gründen erforderlich sein sollte, daß
der Mantel im praktischen Betrieb eines solchen Heizkabels gasdicht ist, so kann
man seinen Falz nach der Behandlung im Autoklaven nachträglich verschweißen.
Materialstärke
und -durchmesser des äußeren Mantels können leicht derart gewählt und gemessen werden,
daß sich das Gebilde in großen, d. h. in praktisch endlosen Längen zusammenlegen
und in den Autoklaven einbringen läßt.