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Verfahren zur Herstellung von metallothermischen Heizpatronen Die
Verwendung von metallothermischen Gemischen zur Erwärmung ist bekannt. Man braucht
solche Mischungen z. B. für Tauchsieder, für Heizunterlagen zum Erwärmen von Konservendosen,
zum Anheizen von Lötkolben und zum Schweißen von Metallen, insbesondere z. B. zum
Schweißen von Drahtseilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierung. Die llfischungen
enthalten vorzugsweise Eisenoxyd und Aluminium oder Magnesium. Wenn bei einer solchen
Masse die chemische Umsetzung durch Zündung eingeleitet wird, schreitet sie von
selbst fort, und es bilden sich bei der erwähnten Zusammensetzung Eisen und Aluminiumoxyd
oder Illagnesiumoxyd. Diese Reaktion ist stark exothermisclt, und tnan katttt (lie
frei werdende Wärme bei-@piel@w.i:e z!t den angegebenen Zwecken benutzen. Wird die
Mischung nur zu Heizzwecken benutzt, so wird die Zusammensetzung im allgemeinen
so gewählt, daß das flüssige Eisen nicht ausläuft. Bekannt ist beispielsweise folgende
geeignete Zusammensetzung: 20 bis 309/e Magnesittmpulver. 2 bis 79/o Aluminiumpulver,
67 bis 789/o Walzensinter.
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Soll eine solche Mischung zur Erwärmung oder Heizung von Gegenständen
verwendet werden, ist es besonders vorteilhaft, wenn sie in Form einer zusammenhängenden
Patrone an einen Ort, wo man sie braucht, gebracht werden kann.
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Solche Patronen wurden bisher so hergestellt, daß man entweder die
in feiner Verteilung vorliegenden Stoffe in eine Hülle schüttete und diese Hülle
verschloß oder daß man, wenn nötig, unter Verwendung eines Bindemittels die Mischung
so
zusaminenpreßte, daß sie einen zusammenhängenden Körper bildete.
Da es schwierig ist, eine Zusammensetzung zu finden, die beim Pressen ohne Hülle
einen kompakten Körper liefert, verwendete man auch in diesem Falle meist eine Hülle,
in welche die Stoffe hineingepreßt wurden. Als Bindemittel für solche Preßmischungen
sind z. B. bekannt Schwefel, Talk, Kaolin und Öle.
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Das einfache Schüttverfahren hat den großen Nachteil, daß sich die
Mischung beim Lagern oder insbesondere beim Transport der Patronen leicht entmischt,
wobei die gleichartigen Teilchen je nach Größe und Gewicht unter dem Einfluß der
Schwerkraft, insbesondere beim Rütteln, nach unten bzw. nach oben streben. Eine
solche Entmischung ist verständlich, wenn man bedenkt, daß das Schüttgewicht von
Aluminiumpulver etwa 1,4 kg/dms, von Magnesiumpulver etwa 0,7 kg/dmy und
von Walzensinter in Pulverform etwa 2,2 kg/dms beträgt.
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Auch wenn die Stoffe in eine Hülle hineingepreßt werden, besteht diese
Gefahr. Das Pressen hat außerdem ganz allgemein den Nachteil, daß es die Anschaffung
einer sehr teuren Maschine voraussetzt und daß der ganze Vorgang verhältnismäßig
viel Zeit und Arbeit in Anspruch nimmt.
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Diese Nachteile werden nun durch die Erfindung vermieden. Sie besteht
in einem Verfahren zur Herstellung von metallotherm.ischen, insbesondere aluminotliermischen
Reizpatronen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die metallothermische .vlischutig
durch Zusatzstoffe gießfähig und aushärtend gemacht und durch Gielien in die endgültige
hestait der Patrone gebracht wird.
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Dadurch, daß die Mischung durch ihre Zusammensetzung eine derartige
Konsistenz erhält, daß sie gegossen werden kann, erreicht man, daß auf sehr einfache
und rasche Art beliebig gestaltete Patronen hergestellt werden können. W enn die
Patrone gegossen ist, erhärtet die Mischung langsam, und die Gefahr der Entmischung
bei Lagerung oder 1 ransport ist vollständig vermieden. i\Ian kann auf diese Weise
mühelos Patronen in der Gestalt von Zylindern, flachen Scheiben oder riohlzylindern,
welche besonders für die Schweißung von Drahtseilen geeignet sind, herstellen. Man
gießt die Mischung entweder in die Hüllen, welche die Gestalt der Patrone haben
und sie nachher umgeben sollen, oder in Formen (Kokillen), aus welchen die gegossenen
Patronen nach der Erstarrung herausgenommen werden.
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Will man beispielsweise Patronen für die Seilschweißung verfertigen,
so gießt man die metallothermische Mischung in bereit stehende Zylinder, welche
aus Pappe, Papier oder Metallfolie bestehen können, auf der einen Seite bereits
verschlossen sind und im Innern ein ebenfalls zylindrisches Rohr enthalten, das
vorzugsweise aus Eisen verfertigt ist und beim Schweißen als Form dient. Nach dem
Gießen kann die Patrone zum Schutz gegen mechanische und chemische Einflüsse auch
auf der anderen Seite verschlossen werden.
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Eine für das . Verfahren gemäß der Erfindung geeignete aluminothermische
Mischung enthält z. B. folgende Bestandteile: i Teil Silicoaluminium, bestehend
aus 45% Al, und 200/,Eisen. i Teil Walzensinter, bestehend aus fein verteilten Eisenoxyden.
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Um die Mischung besonders billig herstellen zu können, ist es auch
möglich, statt des erwähnten Silicoaluminiums, Rückstände aus der Dreischichtenelektrolyse
zur Raffination des Aluminiums zu verwenden. Solche Rückstände enthalten z. B. 450/0
Aluminium, 30% Kupfer, 15% Eisen und io% Silicium. Zu 6o% solcher Rückstände werden
beispielsweise 40% Walzensinter zugegeben.
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Selbstverständlich ist es ebensogut möglich, statt der erwähnten Legierungen
in fein verteilter Form, neben Walzensinter Pulver von Aluminium, Magnesium, Silicium.
Ferrosilicium oder Calciumsilicid zu verwenden. Diese Pulver können auch bereits
mehr oder weniger stark oxydiert sein, und es ist ferner möglich, Aluminiumoxyd
oder Magnesiumoxyd zuzusetzen. Damit kann die Reaktionsgeschwindigkeit geregelt
werden.
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Um eine gießfähige und aushärtende Mischung zu erhalten, werden beispielsweise
iobis250/0 eines Zusatzstoffes beigemischt. Einen geeigneten Zusatzstoff kann man
dadurch herstellen, daß man Kollodium in Aceton, Alkohol, Methylacetat oder in einem
Gemisch von einer oder mehrerer dieser Flüssigkeiten mit Äther auflöst. Die Beigabe
von Kollodium hat den großen Vorteil, daß sie die Mischung wasserabstoßend macht.
Man hat dann keine schädlichen Einwirkungen von Wasser bzw. Feuchtigkeit auf die
Mischung oder die fertige Heizpatrone zu befürchten.
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Als Zusatzstoffe sind ferner geeignet: Lacke, insbesondere Zaponlack,
Zement oder Lösungen von Natur- und Kunstharzen.
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Die Mischung kann auch Gips und Wasser enthalten. Dabei dient entweder
der mit Wasser angerührte Gips als Zusatzstoff, welcher die Mischung gießfähig und
aushärtend macht, oder der in der Mischung enthaltene Gips bzw. das Calciumsulfat
ist mindestens zum Teil Reaktionspartner. Mit Wasser als Zusatzstoff hat Gips dann
gleichzeitig die Fähigkeit, die Mischung gießfähig und aushärtend zu machen.
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Beispiele für die Zusammensetzung von gießfähigen und aushärtenden
Mischungen: 1. 12 Teile einer Legierung, welche 30% Cu, i5% Fe, io% Si und 45% Al
enthält, in pulverförmigem Zustand, 8 Teile Walzensinter, 3 bis 4 Teile Lösung von
i bis 6% Kollodium in Aceton; 2. T Teile Aluminiumpulver, 2 Teile Gips, 2 Teile
Wasser.