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Verfahren zur Herstellung von elektrischen Rohrheizkörpern Es ist
bekannt, elektrische Rohrheizkörper herzustellen, bei denen der wärmeerzeugende
Heizleiter in reinern Magnesiumoxyd eingebettet ist. Zu diesem Zweck werden bei
dem Herstellungsprozeß außer der Heizleiterspirale dünne Magnesiumstreifen in das
umhüllende Rohr eingeführt und durch einen chemischen Prozeß das metallische Magnesium
innerhalb des Rohres in reines Magnesiumoxyd umgewandelt (Backer-Verfahren). Statt
Magnesium können auch ähnliche Metalle oder Legierungen Verwendung finden. Diese
Bauart hat den Vorteil, daß als elektrisches Isoliermittel ein Werkstoff Verwendung
findet, der gleichzeitig eine bestmögliche Wärmeleitfähigkeit aufweist. Solche Rohrheizkörper
sind also spezifisch höher belastbar als andere Heizkörper, bei denen der Heizleiter
in pulverförmigen keramischen Massen eingebettet ist. Das nach dem obigen Verfahren
erieugte Magnesiumoxyd hat im übrigen eine Dichte, die den Heizleiter selbst bei
intensivem Biegen des Heizkörpers stets zentriert, so daß hierbei ein Körperschluß
nicht zustande kommen kann.
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Bei der Fabrikation nach obigem Verfahren (Backer-Verfahren) werden
zunächst drei segmentartige Magnesiumstreifen in das Rohrinnere eingeführt. Anschließend
wird die Heizleiterspirale in
den verbleibenden Hohlraum eingezogen.
Begreiflicherweise bietet das Einziehen von Spiralen gewisse Schwierigkeiten, sobald
der Drahtdurchinesser weniger als etwa 0,2 MM beträgt, vor allem, Nvenn der herzustellende
Rohrheizkörper eine beträchtliche Länge aufweist. Es besteht dann die Gefahr, daß
sich die sorgfältig hergestellte Helzwendel beim Einziehen verformt, so daß der
vorher festgelegte Windungsabstand nicht erhalten bleibt und teils enger, teils
größer wird. Infolgedessen können lokale (Überhitzungen des Rohrheizkörpers auftreten,
die dessen Lebensdauer gefährden, oder es entstehen unterbelastete Stellen, die
eine mangelhafte I)urcliN-,-ärniung des zu beheizenden Gutes hervorrufen.
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Heizwendel mit einer Drahtstärke von weniger als o,2 mm kommen vor
allem in Frage, wenn verhältnistnäßig kleine Nennleistungen bei verhältnismäßig
kurzen Heizkörperlängen gefordert "verden. hi diesem Fall kann der erforderliche
Widerstand nicht durch entsprechende Länge der #N'endel, son-(lern nur durch Verringerung
des Dralitdurchmessers erzeugt werden. Solche Heizkörper werden z. l',. als Patronen
in Maschinen der Schuhindustrie in erheblichem Umfang gebraucht. Sie nehmen im allgemeinen
Leistungen von nur 5o bis ioo Watt auf. Es liegt also die wichtige Aufgabe vor,
dünndrähtige Heizwendeln formgerecht in das Innere der 1Zolirliei7,körper einzufädeln.
Selbstverständlich wird ein geeignetes Verfahren ohne weiteres auch bei dickeren
Drähten im Bedarfsfalle entsprechende .\11\#-endting finden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe kommt bei elektrischen kohrheizkörpern,
deren Isolierschicht zwischeu Metallrohr und Heizleiter durch chemische Um#vandlung
von metallischem Magnesium in 'Magnesiumoxyd hergestellt wird, ein Verfahren zur
bei dem erfindungsgemäß der Heizleiter in Draht- oder Wendelforin auf einem aus
Magnesitim oder ähnlichen -Metallen und Legierungen bestehenden Tragkörper aufgewickelt
wird, der nach dem Einschieben in das Metallrohr in Metalloxyd umgewandelt wird
und so die Isolierschicht oder einen Teil davon bildet. Auf diese Weise ist es möglich,
Heizwendeln von äußerst geringer Drahtstärke in Heizrohre einzubauen. Zweckmäßig
besteht der Tragkörper aus federndem, ausreichend stabilem Nlagnesiumblech. Kommt
als Tragkörper (Iiiiiiies ',\lagnesiurnblech zur Verwendung, so wird dieses zweckmäßig
auf einem Wickeldorn aufgebracht und mit dessen Hilfe in den Rohrheizkörper eingeführt.
Das Traggerüst aus reinem Magnesium wird nach dem für Rohrheizkörper bekannten Backer-Verfahren
in reines Nlagnesiumoxyd chemisch umgewandelt, so daß es an Ort und Stelle dazu
beiträgt, die empfindliche Heizwendel völlig betriebssicher einzubetten und damit
nicht nur mechanisch zu fixieren, sondern auch bei hoher \\"irrnel(-itf.-iliigl,eit
elektrisch zu isolieren.
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l')ei der Umwandlung des metallischen Magne->itinis in Magnesiumoxyd
findet eine Volumenänderun', statt, die gegebenenfalls zu einer Zerstörung der"diinneii
Heizleiterdrähte führen kann. Es ist deshalb erforderlich, den aus Magnesium bestehenden
Heizleiterträger bzw. den Heizleiter bzw. beide Teile gleichzeitig derart elastisch
auszubilden, daß ein Heizleiterbruch verwieden bleibt. Bei Verwendung eines folienartigen
Heizleiterträgers oder bei Einführung einer Wendel Nvird in dieser Beziehung jegliche
Gefahr ausgeschaltet werden.
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Auf die geschilderte .-\rt und Weise wird also die Heizwendel in völlig
zuverlässiger Weise in den Rohrmantel eingeführt und nachträglich von dem metallischen
Traggerüst befreit, ohne daß irgendeine mechanische Verlagerung möglich ist.
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je nach Größe des Rohrquerschnittes sind außer dem aus Nlagneslurn
bestehenden Traggerüst noch weitere Nfagnesiumkörper in das Rohrinnere einzuführen,
um eine vollwertige Einbettung der Heizwendel zu erhalten. -Man kann auch die beim
Backer-Verfahren bisher üblichen segmentartigen Magnesiumstreifen beibehalten und
anstatt der bisher eingeführten Heizwendel nunmehr (las Traggerüst mit Heizwendel
in den restlichen Hohlraum einschieben. In diesem Fall könnte das Traggerüst z.
B. aus dürmwandigen Nfagnesiumstreifen be-
i stehen. Sollte beim Einbringen
des Traggerüstes ein Wickeldorn mit eingeschoben werden, so läßt er Sich nachträglich
ohne weiteres wieder aus dem Rohrheizkörper herausziehen. Die dünnwandigen Nlagnesiumstreifen
können entweder spiralförmig oder in Form von Längsstreifen um den Dorn gelegt werden.
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Besondere Schwierigkeiten bereitet das Aufwikkeln der Heizwendel atif
das metallische Traggerüst. Auf einer glatten -.\,fagnesitimol)erfläclle würde die
Heizwendel nicht genügend fixiert sein. Andererseits werden Vorkehrungen nötig sein,
die es erlauben, Heizwendeln mit beliebigem Uindungsabstand aufzubringen, um bei
veränderlichen Heizkörperlängen die gleiche Nennleistung unterzubringen bzw. bei
gleicher Leistung verschiedene Längen beheizen zu können. Gemäß der Erfindung wird
vorgeschlagen, das zu verwendende Magnesiumband durch eine Oberflächenbehandlung
oder z. 13. durch einen Prägevorgang grob aufzurauhen. Man kann auch in dem
Band aus --Magnesium, das auf den Wickeldorn aufgelegt ist, einige Nuten vorsehen,
in die geeignete Haltestreifen für die Heizwendel eingelegt werden. Mitunter genÜgt
es schon, 'Magnesiumdrähte einzulegen, die Maschinell eingekerbt sind, %#,obei Drähte
von verschiedenem Kerbenabstand, d. h. für verschiedene Windungsabstände
der Heizwendel auf Vorrat gehalten "verden können. Sowohl das --Magnesiumband als
auch diese Drähte ließen sich in beliebigen Längen, etwa auf Rollen aufgespult,
herstellen und könnten je nach der Länge des herzustellenden Rohrheizkörpers
zugeschnitten werden. Eine besonders sorgfältige Fixierung der HeizN-,-endel ließe
sicli mittels eines Haltestreifens herstellen. bei der ein Nlagnesiumstreifen U-förmig
gebogen und in V)ständen ausgestanzt ist. Die Heizwendeldrähte würden sich in diese
Aussparungen legen und könnten durch einen Haltedraht aus Nlagnesium, der durch
die stehengebliebenen Schlaufen des U-förinigen Streifens gesteckt
wird,
fixiert werden. Selbstverständlich ließen sich auch noch andere Haltevorrichtungen
für die Heizwendel ausbilden.
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Wenn auch bisher nur von fleizleitern bzw. lieizwendeln in Rohrkörpern
gesprochen wurde, so soll damit nicht gesagt sein, daß die Erfindung nur auf Heizkörper
beschränkt ist. Sie kann ebensogut bei elektrischen Widerständen, wie z. B. Temperaturfühlern
in Form von Widerstandsthermoinetern o. dgl., Verwendung finden.
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Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Ab-
bildungen, die
verschiedene Ausführungsmöglichkeiten darstellen. Abb. i zeigt die Aufbringung eines
sehr dünnen Helzdrahtes a auf Haltestreifen b,
die aus Magnesiumdraht bestehen
und in die Rillen c
eingekerbt sind. Die Haltestreifen b lagern zwischen
NIagnesiumstreifend auf einem Dorn oder Rohre. In diesem Zustand werden diese Teile
in ein Hüllrohr (nicht dargestellt) eingeführt und darin das Magnesium in -.\,fagnesiumoxyd
umgewandelt. Hierdurch wird der dünne Heizdraht a völlig betriebssicher in
Isollermaterial eingebettet und mechanisch festgehalten. Der Dorn e wird "vährend
der Herstellung entfernt.
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In Abb. 2 wird an Stelle eines eingekerbten Nlagnesiumdrahtes
b ein Haltestreifen f aus 'Magnesium verwendet, der U-förmig gebogen
und bei g
ausgestanzt ist. In diese Ausnehmungen legt sich die Heiz##endel
li und wird durch einen seitlich eingeschobenen Magnesiumdrabt i gehalten.
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Abb. 3 zeigt eine Ausführung, bei der an Stelle von besonderen
Haltestreifen ein voller oder aufgeteilter Körper k aus -,%lagnesium verwendet
wird. der bei 1 U-förmig gefaltet ist. Durch Wegnahme der Falten in gewissen
Abständen bei o entstehen Führungsschlitze für die Heizwendel in, die durch
Einschieben eines Magnesiumdrahtes n unverlierbar gehalten wird. Kommt hierbei ein
verhältnismäßig starkwandiges Magnesiumblech zur VerNvendung, so ist ein besonderer
Haltedorn nicht erforderlich.
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Die Ausführungsbeispiele zeigen, daß auch bei Verwendung von Heizleiterspiralen
kleinsten Durchmessers beim Einziehen in ein Hüllrohr keine Verformung eintreten
kann, also die Herstellung von Heizk('irl)erii mit dünnN"-aitdigem Heizband keine
Schwierigkeiten bereitet.