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Elektrischer Metallwiderstand Trotz der Einfachheit des physikalischen
Vorganges bei der Umwandlung elektrischer Energie in Wärme sind alle bisher bekanntgewordenen
Heizkörper unverhältnismäßig verwickelt in ihrem Aufbau'und daher kostspielig. Betrachtet
man beispielsweise einen elektrischen Ofen für Raumheizungszwecke und bedenkt man,
daß der eigentliche Vorgang der Umwandlung des Stromes in Wärme sich in wenigen
Metern Widerstandsdraht abspielt, so stehen in auffallendem Mißverhältnis hierzu
die Gesamtabmessungen des Ofens zum eigentlichen Heizkörper. Dieses Mißverhältnis
ist bei Heizkörpern für be--,ondere Zwecke, wie z. B. für die Garagenheizung, noch
größer, go daß Platz- und Raumbedarf und auch die Kosten solcher Geräte ini Verhältnis
zu ihrer I-leizleistunz." überaus groß sind.
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Dieses Mißverhältnis liegt letzterr- Endes darin begründet, daß der
Widerstandsdralit frei in der Luft aufgehängt oder doch irgendwie blank verlegt
ist, so daß er mit der Luft in Berührung steht. Infolgedessen muß ein solcher Heizkörper
gegen Berührung und in besonderen Fällen auch gegen Spritzwasser geschÜtzt werdeii,
und da dieser Schutz wiederum in elektrischer Hinsicht einwandfrei gegen die stromführenden
Teile isoliert sein muß, ergeben sich verhältnismäßig verwil,-kelte Konstruktionen,
insbesondere die '\7erwendung einer Vielzahl von Einzelteilen, wie z. B. Isolierrollen
und eine überaus sperrige Bauart.
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Bei dem Widerstand nach der Erfindung, werden diese Nachteile dadurch
vermieden, daß ein zusammenhängender Widerstandskörper in Polymerisate von ungesättigten,
erganischen, polymerisierbaren Verbindungen eingebettet, z. B. einpolymerisiert
ist. Zweckmäßigerweise besitzt hierbei der polymerisierte Kunststoff die Form eines
biegsamen Bandes oder einer geschmeidigen Platte. Ein solcher Heizkörper vermeidet
nicht nur die vorstehend erwähnten Nachteile, sondern er hat darüber hinaus eine
große Zahl von Vorzügen, insbesondere von Anwendungsmöglichkeiten, die bisher der
elektrischen Heizung -
entweder ganz verschlossen oder nur schwer zugängig
waren.
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Spannt man beispielsweise gemäß Fig. i der Zeichnung zwischen zwei
Stäbe aus Porzellan, Glas, Steatit oder einem sonstigen geeigneten lsolierniaterial
einen Widerstandsdralit und urngießt dieses Gebilde mit einem Polyinerisationsprodukt,
z. B. L\Ietliacrylsäureester, so erhält man, wie Fig. 2 in Seitenansicht zeigt,
eine verhältnismäßig dünne Platte, in der der #\`iderstandsdraht vollkominen luft-
uml wasserdicht eingebettet ist und aus welcher nur die Stronianschlußenden des
Leiters aii irgendeiner Stelle lierauszutreten brauchen.
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Eine solche Platte besteht aus keinerlei
l#I,inzelteilen;
sie stellt bereits einen vollstän-( li"-eii fleizkörper dar, der nicht nur alle
l'unktionen der bisher gebräuchlichen Widers-,andsöfen für lZauinheizung,#zwecke
erfüllt.-sondern dicsen in jeder Hinsicht überlegen ist. indein sie beispielsweise
praktisch keinen besonderen Rauin beansprucht, keinerlei Staubverbrennung ermöglicht,
in den Fußhoden oder in die Wand verle-t werden kann und in bezug auf die elektrotechnischen
Sicherheitsvorschriften jeder Ailfor(lerutilIr genügt. Insbesondere ist es infolge
der höheren Isoliereig-enschaften der llolvnierisatioiisprodukte ii-iö"1,Iicii.
solche Heizkörper ohne jede Gefahr an Spannungen zu legen '. die die iiii Installationswesen
gebräuchlichen Spannungen weit übersteigen, was gerade für die elektrische Heizung
deshalb von Wichtigkeit ist, weil bei den bisher aus Sicherheitsgründen vorherrschenden
niedrigen Spannungen erfahrungsgemäß sehr. große Leitungsquerschnitte benötigt werden,-
was häufig der Einführung des elektrischen Heizbetriebes hindernd im Wege stand.
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Anstatt die Widerstandsdrähte über Stäbe aus Porzellan o. dgl. zu
wickeln, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i und 2 angenommen, kann man
sie gemäß Fig 1
,- 3 aucn über eine Illatte oder einen Rahmen aus Polymerisationsprodukten
wickeln, die dann ihrerseits in das gleiche oder auch in ein anderes Polynierisat
eingebettet wird.
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Ein besor#ders zweckmäßiges Anwendungsgebiet der Erfindung ist die
elektrische Garagenheizung. welche bekanntlich deshalb besondere Probleme bietet.
weil hier feuerpolizeiliche und elektrotechnische Sicherheitsvorschriften zugleich
beachtet werden'-müssen, deren Erfüllung bisher /u. derart sperrigen Heizkörpern
geführt haben würde, daß man praktisch die zur vollelektrischen Be#7 heizung einer
Garage erforderlichen Heizleistungen räumlich gar nicht unterzubringen
Z,
vermochte. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Widerstandes kann eine Garage
oder ein ähnhcher Ratim, in welchem feuer-. (Tefährliche Stoffe la-ern oder in welchem
Z, t' mit Wasser umgegangen wird. mit Heizplatten ausgelegt werden. indem-
beispielsweise die Wände damit getäfelt: oder die Platten in die Wände eingebettet
werden. Infolge der großen strahlenden Oberfläche solcher Heiz-Izi3rper kann ihre
Temperatur selbst sehr niedrig, vorzugs%%-cise unter i oo - bis et%%,a 5o
,
gehalten werden.; für die 7wecke der reinen Strahlungsheizung wird nian
init der Stromhelastung nur so hoch gehen. (laß die Oberflächenteniperatur der Platten
4o0 nicht übersteigt.
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Aueli für die 13eheizung von Frühbeeten können Widerstände
gemäß der Erfindung mit gr(->ßelii Vorteil verwendet werden. indeni sie entweder
nach Art der bekannten 1-feizkabel in Forin von Matten nder zweck-\-oii biegsamen
liätidern in den 1--Irdboden #-erlegt oder als durchsichtige Platten zur Abdeckun-
der Treibhäuser, also zu-,gleich als unzerbrechlicher Ersatz für (las zerbrechliche
Glas verletzt werden.
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U'_in anderes Anwendungsgebiet der lt'rfindung ist die elektrische
Aquarien- und Terrarienbeheizung, welche man zweckmäßigerweise derart ausführt,
daß der Boden des Aquariurns aus einer Platte gemäß der Frfindun,' hergestellt wird.
welche sich beim Straindurchgan- nur mäßig, dafür aber über "> Z,
ihre ganze
Fläche gleichmäßig erwärmt, so zn daß die bei den bisherigen Heizmethoden für Aquarien
eintretenden örtlichen Überheizunnen des Wassers. des Bodens und der Bepflanzung
vermieden werden. Gleichzeitighat eine solche Bodenplatte- den Vorzug, daß sie nicht
wie die bisher üblichen Eisenbleche mit Kolophonium oder einem ähnlichen gegen Wasser
inerten Isoliernlittel überzogen zu werden braucht, welches sich beim Erwärmen vom
Bleche löst und dieses dann dem Angriff durch Wasser aussetzt.
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Weiterhin kann man Platten gemäß der Erfindung als Geschirruntersätze
verwenden, zu welchern Zwecke sie aus ästlietischen Gründen mit "einer E-inrahmung
versehen sein können, auch kann man zum gleichen Zwecke den Widerstandsdraht in
Form von Mustern einbetten.
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In Form einer biegsamen Platte ist die Erfindung auch anwendbar als
elektrisches Heizkissen.
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Weiterhin sei die Herstellung der Trag' ächen von Flugzeugen genannt.
wobei nicht ur die Platten die tragenden Funktionen der übernehmen, sondern ihre
onstruktion 1-leizbarkeit zugleich den Ansatz von Schnee, Reif oder Eis verhindert.
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Aber nicht nur für Heizzwecke, sondern auch für die Zwecke der elektrischen
technik ist die Erfindung von Bedeutung. Für die Herstellung- von Präz'isionswi(lerständen
ist es nämlich bekanntlich von großer Bedeutung, (laß die Widerstände, um keine
Veränderungen zu erleiden, nach ihrer E'ichung von allen mechanischen Beanspruchungen
und chemischen Einflüssen (Oxvdation, Korrosion) ferngehalten werden. bies hat nian
bisher durch Bestreichen mit Schellack versucht, der jedoch weder in chemisch er
noch in inechanischer Hinsicht einen absoluten Schutz gezgen Veränderungen des Widerstafidsmaterials
bietet. Bei Anwendung der Erfindung werden daher solche Ilräzisioiiswiderstände;
beispielsweise aus Manganin oder at;cli aus Illatiii, von Acrylsätireester-oder
Meth#icrvlsätircesterpolymerisitteil
urngeben, wodurch nachträgliche Formänderun-,gen, #%-dcb-c stets NViderstandsänderungen
zur Folge haben, und auch chemische, z. B. atniospliärische E-inflüsse mit Sicherheit
vermieden werden.
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Bei der Herstellung von Widerstandskörpern der beschriebenen Art kann
man etwa wie folgt verfahren: 'Man wickelt auf einen Träger, z.B. auf einen Porzellanrahmen
oder auch auf eine Kunststoffplatte. den Widerstandsdraht. Dieser Träger wird dann
derart zwischen. zwei Heizplatten gelegt, daß schmale Kammern entstehen, in welche
das manomere- oder auch teilweise polymerisierte organische Material hineingegossen
und durch.geeignete Temperaturen zu Ende-polyi-nerisiert wird.
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-Bei der Herstellung von elektrischen- Widerständen sind bereits früher
verschiedenartige Kunststoffe, u. a. auch Kunstharze, und zwar insbesondere Phenol-Formaldehyd-Kondensate
verwendet worden, jedoch stets im Gemisch mit anderen Stoffen, wie z. B. Graphit,
Ruß, Asbest oder anderen Füll- oder Faserstoffen. In diesen bekannten Stoffgemischen
dienten die mitverwendeten Kunstharze als Bindemittel bzw. zur Durchtränkung der
Faserstoffe mit *dem isolierenden Kunstharz.
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Gegenüber diesen bereits bekannten Stoffgemischen bietet der Gegenstand
der Erfindung vielerlei Vorteile. So wird für die rsolierung des Widerstandsmaterials
einmal nur (las l'ol-%-merisat von ungesättigten organi-Schell #'erbindungen verwendet
und keinerlei weiterer Hilfsstoff 1)eniiti,<"t. Sodann ermöglicht die Verwendung
solcher Polynierisate eine wesentlich einfachere Arbeitsweise, als sie für die gleichen
Zwecke bei Verwendung. der sogenannten Kunstliarzpreßstoffe angewendet werden muß.
Die Isolierung von Widerstandsmaterialien mittels der bekannten Kunstharzpreßmischungen
erfordert nämlich hohe Temperaturen und hohen Druck, so daß die Gefahr der Verschiebung
der f2in gewundenen WiderstandsdrÜhte besteht.
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Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polymerisate haben im Gegensatz
zu den Kunstharzpreßstoffen die wertvolle Eigenschaft besonderer Zähigkeit und bieten
den Vorteil, daß sie unter längerer Wärrnewirkung nicht verspröden oder vergilben
und praktisch kein Wasser aufnehmen.