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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Fig. q. zeigt einen Schnitt durch den mechanischen Verschluß von Fig.
i und 2.
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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.