DE737885C

DE737885C - Isolation fuer elektrische Heizleiter

Info

Publication number: DE737885C
Application number: DES142291D
Authority: DE
Inventors: Homer D Holler Wohnort
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-09-15
Filing date: 1940-09-16
Publication date: 1943-07-28
Also published as: US2276973A

Description

Isolation für elektrische Heizleiter Die Erfindung bezieht sich auf die Isolation elektrischer Heizkörper.
Bei der Herstellung isolierter elektrischer Heizkörper besteht die Schwierigkeit darin, eine Isolierung gleichmäßig homogener Zusammensetzung zu schaffen, die die hohen Betriebstemperaturen aushält, ohne- zu korrodieren. Schwierig ist des weiteren die Isolierung der Heizkörper, da die bekannten Verfahren besondere Sorgfalt erfordern und trotzdem die Ergebnisse nicht immer gleichmäßig sind.
Gegenstand der Erfindung ist, daß eine solche Isolation, die zunächst plastisch ist und später von selbst erstarrt oder künstlich durch Erwärmung zum Erstarren gebracht wird, aus Magn:esiumoxyd# und Ammoniumborat besteht, die ungefähr im Verhältnis z : r bis 2-: z gemischt sind. Diese dichte homogene Mischung von nichtkorrodierenden Stoffei hat hohe elektrische Widerstandsfähigkeit.
Zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens können sämtliche bekannten metallischen Widerstände verwendet werden, besonders aber die metallischen Heizdrähte, die in den Heizkörpern elektrischer Röster, Heizplatten und ähnlichem angewendet werden. Diese Teile müssen alle so isoliert sein, daß ihre Oxydation verhindert wird und d:aß sie von dem Gerät, in dem sie zur Anwendung kommen, elektrisch so isoliert sind, daß die Ausstrahlung der von ihnen erzeugten Hitze nicht verhindert wird: Zur geeigneten Isolierung solcher Heizdrähte verwendet man die Reaktionsprodukte einer Mischung-von Stoffen, in die die Heizdrähte eingebettet werden. Die zur Herstellung der Isolationsmasse benötigten Stoffe bestehen aus einer Mischung von Magnesiumoxyd und Ammoniumborat. In der Herstellung der Mischung werden das Magnesiumoxyd und Ammoniumborat gründlich vermischt, wobei das Ammoniumborat 25 bis 5o °/o des Gewichtes .der Mischung ausmacht. Alsdann wird dieser Mischung genügend Wasser zugesetzt, so daß sie genügend breiig wird, um sie gießen zu können. Die zur Herstellung der br.eii.gen Beschaffenheit benötigte Wassermenge, ändert sich entsprechend der Gütedes verwendeten. Magnesiumoxydes, jedoch sollte nur gerade so viel Wasser hinzugefügt. werden, um der Mischung eine breiige Beschaffenheit zu geben. Bei Anwendung von äußerst reinem M.agnesiumoxyd sollte die Mischung von i : i in Gewichtsteilen von Magnesiumoxyd und Ammoniumborat betragen. Bei unreinem Magnesiumoxyd verwendet man geringere Mengen, d. h:. 23 bis 5o °/o an Gewichtsteilen von Ammoniumborat, wodurch man eine Mischung erhält, bei der das Magnesiulnoxyd in einem Verhältnis von i : i bis :2: 1 Gewichtsteilen zu dem Ammoniumborat steht.
-Nachdem das Magnesiumoxyd und Ammoniumborat in eine Mischung von breiiger Beschaffenheit gebracht sind, wird diese zur vollständigen Einbettung .des Drahtes in bekannter Art auf den Draht aufgetragen. Man kann die Mischung z. B. entweder direkt um den Draht gießen oder spritzen., oder dünne Schicten dieser Mischung können auf beide Seiten- eines Heizkörpers aufgetragen: weiden; so daß sie ihn vollständig umschließen. Festgestellt wurde, daß die Mischung, die beim Auftragen breiige Beschaffenheit hat, später, ähnlich wie Gips, erstarrt. Man kann datier den eingebetteten Heizdraht bewegen, ohne Gefahr für den aufgetragenen Überzug.
Zur Herstellung des endgültigen Isolierüberzuges um den Draht wird dieser in einen geeigneten Ofen gelegt und bei einer Temperatur voll nicht weniger als 12o° C möglichst zwischen. 120 und 18ö° C gebacken., da festgestellt wurde, daß durch ein solches Bakken eine Reaktion auf die Bestandteile der Cberzugmischung bewirkt wird. Diese Reaktion zwischen dem Magnesiumoxyd und Ammoniumborat wird von der Abgabe von Ammoniak und Feuchtigkeit aus der Mischung begleitet und ergibt ein Produkt; das aus einer gleichmäßigen, innigen und homogenen Mischung von Magnesiumoxyd und Magnesiumborat besteht.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein in bezug auf die Reaktion zwischen dem Magnesiumoxyd und Ammoniumborat inaktiver Werkstoff der Mischung zugesetzt, um den sich ergebenden Überzug zu kräftigen und die Kosten der Isolation zu verringern. Töpferflint ist für diesen Zweck ganz befriedigend, wenn derselbe in einer Menge bis zu 5o % der gesamten Mischung zugefügt wird, wobei Magnesiumoxy d und Am-moniumborat den Rest ausmachen. Bei dieser besonderen -Mischung stellt das Ammoniumborat etwa 25 bis 50 % an Gewicht des Restes der Mischung dar. Abgesehen davon, ob Töpferflint in der Mischung vorhanden ist oder nicht, verwendet man Magnesiumoxy d zu Ammoniumborat itn Verhältnis voll T : i bis 2 : i. Eine besonders gute Isolation erhält man bei Anwendung eines Verhältnisses von i : 2 : 3 voll Ammoniumborat, Magnesiumoxyd und Töpferflint.
Bei einer Mischung von Flint, 1lagnesiunioxyd und Ammoniumborat mit Wasser bis zu breiiger Beschaffenheit und beim Auftragen dieser Mischung auf den Draht und Behandlung desselben, wie oben beschrieben. wurde festgestellt, daß der Flint all de:-chemischen Reaktion -zwischen dem 1Iagtlesiumoxyd und Ammoniumborat nicht teilnimmt, sondern in gleichmäßiger Verteilung in dem sich ergebenden Isolierüberzug verbleibt und die Festigkeit der Reaktionsprodukte des Magnesiumoxyds und Ammonititilborats unterstützt, so daß der Isolierüberzug aus einer gleichmäßigen, innigen und homogenen Mischung von Flint, Magnesiumoxvd und Magnesiurnborat besteht.
Untersuchungen des Isolierüberzuges haben ergeben, daß dieser, wenn er aus einer gleichmäßigen: und, homogenen :Mischung von Magnesiumoxyd und Magnesiumborat mit oder ohne Töpferflint besteht, ziemlich dicht und äußerst hart ist. Das Reaktionsprodukt hat gute Wärmeleitfähigkeit, äußerst hohen elektrischen- Widerstand und das et-«-ütisclite Kennzeichen, nicht zu korrodieren. Die Isolierung bricht auch nicht, wenn sie den hohen Temperaturänderungen ausgesetzt wird, die bei ihrer Verwendung als Heizkörper auftreten. Sie wird auch nicht voll der Feuchtigkeit der sie umgebenden Atmosphäre beeinflußt, weil der Isolierüberzug einer Alterung nicht unterworfen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Isolation für elektrische Heizleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Heizleiter aufzubringende, zunächst plastische, später von selbst erstarrende oder künstlich durch Erwärmung zum Erstarren gebrachte Isolationsmasse aus llagnesiumoxyd und Ammoniumborat bestellt, die ungefähr im Verhältnis i : i bis 2 : 1 gemischt sind.
2. Isolation nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung von Ammonnumborat und Magnesiumoxyd zusätzlich Töpferflint beigegeben ist und daß das Mengenverhältnis dann etwa i : 2 : 3 beträgt.
3. Isolation nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Leiter umhüllende, ursprünglich plastische blasse unter dem Einfluß einer Temperatur von etwa i2o bis i8o° C erstarrt.