DE728737C - Elektrischer Widerstand mit einem elektrischen Leiter, der in festem und fluessigem Zustand verwendet werden kann - Google Patents

Description

• Elektrischer Widerstand mit einem elektrischen Leiter, der in festem und flüssigem Zustand verwendet werden kann Der heutige Stand der Technik verlangt einfache elektrische Widerstände zur Erzeugung hoher Temperaturen, sei ges zum Schmelzen hochschmelzbarer Stoffe oder als Lichtquelle, die zu erreichen nur mittels ungenügenden Methoden, wie Lichtbogen oder Hochfrequenz usw., möglich ist, weil dieselben mancherlei wertvolle Möglichkeiten bringen.
• Es sind schon viele Wege gewiesen worden, Verbesserungen in oder in Verbindung mit elektrischen Widerständen zu machen, mit dem Ziel', hohe Temperaturen mit einem einfachenelektrischen Leiber zu erreichen.
• So ist es z. B. bekannt, daß viele Nichtleiter (Silicate), einmal auf hohe Temperaturen gebracht, elektrische Leiter werden. Die Methoden, mit welchen man versucht, die Temperaturunterschiede, zwischen denen ein Silicat ein elektrischer Leiter und ein elektrischer Nichtleiter ist, zu überwinden, bringen große Nachteile mit sich. Für die überwnndung der Temperaturunterschiede sind für die unteren Temperaturen, bei denen ein Silicat ein Nichtleiter ist, elektrische Leiter aus einem Metall oder Kohle in Vorschlag gebracht worden. Die elektrischen Leiter beider Arten, Metalle oder Kohle, gehen bei den höhen Temperaturen mit dem Silicat chemische Verbindungen ein, so daß sich die Einheit des :elektrischen Widerstandes verändert und dadurch eine Konstanthaltung der Stromzuführ unmöglich wird. Es ist auch angeregt worden, die Metalle oder Kohle in Verbindung mit den Silicaten zum Verdampfen zu bringen, bevor die Silicate zur Verflüssigung kommen. Im Falle einer Verdampfung wirken sich die Diämpfe, Metalle oder der Kohlenstoff in gesundheitlicher und schmelztechnischer Hinsicht dem Personal und dem Schmelzgut gegenüber sehr schädlich aus, ganz abgesehen von den Kosten der Wartung eines solchen elektrischen Leiters. Auch die Verschiedenartigkeiten der Dehnung der verschieden gearteten Werkstoffe :eines solchen .elektrischen Leiters, Metalle, Kohle und Silicate, machen den Gebrauch eines solchen elektrischen Leiters für hohe Temperaturen unmöglich. Soll aber das Silicat nicht zum Schmelzen kommen, so wäre der Zweck, hohe Temperaturen zu erzeugen, nicht erreicht, denn der Schmelzpunkt der Silicate liegt bei i3oo bis 1500- C.
• Ein anderer Weg, mittels einfachen Mitteln hohe Temperaturen zu erzeugen, ist der, daß man Metalle mit einem sehr hoch liegenden Schmelzpunkt, wie ihn Wolfram und Molybdänhaben, zur Anwendung bringt. Der unangenehmen Eigenschaft, dem Oxydieren dieser Metalle bei hohen Temperaturen, sucht man dadurch zu begegnen, daß man den elektrischen Leiter in Form :einer Wendel in eine Hülle aus einem hochgesinterten unplastisehen Metalloxyd einbringt und die metallische Einführung mittels Glasverschmelzung gasdicht mit der Hülle abschließt, um so dem Oxydieren der Metalle wirksam zu begegnen. Verbindungen von Stoffen mit verschiedenen Dehnungskoeffizienten, wie in dem Fall Glas; Metalle und Oxyde, haben bei den hohen Temperaturen nicht zu dem erhofften Erfolg geführt. Der schlechte elektrische spezifische Widerstand von Wolfram = 0,05 läßt auf einen sehr schlechten Leistungsverbrauch schließen. Durch die schlechte Berührung des elektrischen Leiters in Form :einer Wendel mit der Hülle wird die Wärmeübertragung auch :eine ungünstige.
• Die Erfindung bringt die Möglichkeit, mit einem einfachen elektrischen Leiter, welcherin festem und flüssigem Zustand verwendet werden kann, einen einfachen elektrischen Widerstand zur Erzeugung höher Temperaturen zu bauen. Entsprechend der Erfindung wird der gasdichte Abschluß des elektrischen Leiters, der in einer Hülle aus einem hochgesinterten unplastischen Metalloxyd untergebracht ist, durch ein Zwischenglied, das aus einem Werkstoff besteht, der seinen Ers.tarrungspunkt auf einer niedriger liegenden Temperatur als der elektrische Leiter hat und bei der Abkühlung des elektrischen Leiters entstehende Hohlräume ausfüllt, erzielt.
• In der Zeichnung zeigt Fig. i einen elektrischen Widerstand zur Erzeugung hoher Temperaturen, bei dem der elektrische Leiter a in festem und flüssigem Zustand verwendet wird und aus den verschiedensten Stoffen, wie Metallen und Nichtmetallen (Kohlenstoff) und deren Legierungen, bestehen kann. Der elektrische Leiter a ist in einer Hülle b aus einem hochfeuerfesten unplastischen Metalloxyd, wie Al.unüniumoxyd, Magnesiumoxyd, Zirkonoxyd, Berilliumoxyd usw., untergebracht. Der elektrische Leiter a kann sich gegen die Enden c verdicken, um so durch Widerstandsänderung einem Zuheißwerder der Ansch111ßstücke h :entgegenzutreten.
• Zum Schutz des elektrischen Leiters a gegen schädliche Einflüsse, wie oxydierend oder reduzierend wirkende Gase, welche den elektrischen Leiter a bei hohen Temperaturen zerstören würden, wird zwischen dem elektrischen Leiter a und dem Endstück c ein Zwischenstück d eingebracht. Das Zwischenstück d besteht aus einem _ Werkstoff mit einem auf niedrigerer Temperatur liegenden Erstarrungspunkt als dem Erstarrungspunkt des elektr ischen Leiters a und des Endstückes c, so daß beim Erkalten des Widerstandes das Zwischenstückd zuletzt erstarrt und so die Hohlräume, welche durch die Zusammenziehung des elektrischen Leitersa entstehen, ausgcfüllt werden. Es ist mit dieser Anordnung ein einfacher einwandfreier gasdichter Verschluß hergestellt, welcher jede Anforderung an Dichtigkeit in bezug auf hohe Temperaturen erfüllt und den Dehnungen ohne Gefahr der Bauteile Rechnung trägt. Das Endstück c kann mit einem Bund e versehen werden, an dem sich eine geeignete Federg abstützt, welche die Aufgabe hat, das Endstücke nach dem elektrischen Leiter a hin festzuhalten, wenn das Mittelstück des elektrischen Leiters a in flüssigem Zustand ist. Die Hülle b wird an dem Anschlußstücklt auf die verschiedensten Arten mechanisch verschlossen. In Fig. i trägt die Hülle b Erhöhungen f am Außendurchmesser, welche als Bund oder als Außengewinde in den verschiedensten Formen, wie Rund-, Spitz-, Flachgewinde usiv. mit verschiedenen Steigungen für eine' dementsprechende Muttern, ausgebildet sein können.
• Die Mutter! kann aus dem gleichen oder einem anderen Werkstoff bestehen als die Hülle b. Das Anschlußstück h kann mit oder ohne Hohlraum für ein Kühlmittel versehen sein.
• Fig.2 zeigt einen elektrischen Widerstand wie in Fig. i beschrieben, nur mit dem Unterschied, daß der mechanische Verschluß eine andere Ausführungsform zeigt. Es hat hier die Hülle b an den Enden die Erhöhungen f nicht am Außendurchmesser, sondern am Innendurchmesser. Auch in dem Fall kann man die verschiedensten technischen Formen wie in Fig. i für das Anschlußstückh verwenden. Bei diesen Konstruktionen kommt die Mutter i in Wegfall. Die Anschlußstücke können voll oder mit einem Hohlraum für ein Kühlmittel versehen sein.
• Fig.3 zeigt zwei weitere Konstruktionen, bei denen sich der elektrische Leiter a nach den Anschlußstücken h hin allmählich verdickt. Die weitere Gestaltung kann nach Fig. i und 2 ausgeführt sein. Der mechanische Verschluß ist an dem rechten Ende mit einer sogenannten Rohrschelle f, welche einen federnd ausgeführten Bügel für das Halten des Anschlußstückes trägt, versehen. An dem linken Ende ist für den mechanischen Verschluß eine sogenannte Spannzunge g verwendet.
• Fig. q. zeigt einen Schnitt durch den mechanischen Verschluß von Fig. i und 2.
• Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Hülle b mit 'mehreren Kanälen für mehrere miteinander verbundene :elektrische Leiter versehen ist. Die Hülle b für den oder die, elektrischen Leiter kann die verschiedensten Formen haben, wie z. B. rund, quadratisch, rechteckig usw., so daß die Möglichkeit besteht, der Technik in bezug auf Licht- oder Wärmeerzeugnis weitgehendst Rechnung zu tragen. Der elektrische Widerstand kann aus mehreren Stücken zusammengesetzt sein. Um ein Legieren des elektrischen Leiters a mit dem Zwischenstück d zu verhindern, kann man zwischen dem elektrischen Leiter a und dem Zwischenstück d ein elektrisch leibendes Stück h einbringen, welches nicht in den flüssigen Zustand übergeht, also einen Schmelzpunkt hat, welcher höher als der der beiden Stücke a und d liegt und zugleich gegen elektrolytische Vorgänge aus .einem kolloiden Stoff von besonderem Verteilungsgrad und sehr geringem Diffusionsvermögen sein kann. Sollten sich elektrophysikalische Vorgänge zeigen, so kann man das Zwischenstück h auch aus einem Stoff, welcher als Diaphragma wirkt, herstellen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Widerstand mit einem elektrischen Leiber, der in festem und flüssigem Zustand verwendet werden kann und aus den verschiedensten Werkstoffen, Metallen, Nichtmetallen, Kohlenstoff, Legierungen bestehen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der gasdichte Abschluß des elektrischen Leiters (a), der in einer Hülle (b) aus einem hochgesinterten unplastischen Metalloxyd untergebracht ist, durch ein Zwischenglied (d), das aus einem Werkstoff besteht, der seinen Erstarrungspunkt auf einer niedriger liegenden Temperatur als der elektrische Leiter (a) 6 hat und bei der Abkühlung des elektrischen Leiters entstehende Hohlräume ausfüllt, erfolgt.
2. 2. Elektrischer Widerstand nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektrischen Leiter (a) und dem Zwischenglied (d) einelektrischer Leiter eingebracht werden kann, der in festem Zustand verbleibt, um einem Legieren des Leiters mit dem Zwischenglied entgegenzutreten.
3. 3. Elektrischer Widerstand nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abschl.uß der Hülle und zum Halten des Anschlußstückes geeignete Formen, wie Rillen oder Gewinderillen, spitz, rund oder flach, erhöht oder vertieft, unter Zusammenwirken mit geeigneten Gegenstücken auf oder in der Hülle vorgesehen sind.