DE892956C - Elektrischer Heizkoerper - Google Patents

Description

• Elektrischer Heizkörper Für elektrische Öfen, mit denen äußerst hohe Temperaturen erreicht werden sollen, werden bekanntlich Widerstände benutzt, die aus hochschmelzenden Metallen, wie Molybdän, Wolfram, Tantal, Niob oder Legierungen dieser Elemente untereinander, bestehen. Selbst bei hohen Temperaturen haben die genannten Metalle noch eine beträchtliche Dauerstandfestigkeit; trotzdem ergeben sich aber erhebliche Schwierigkeiten bei der Anordnung der Widerstände im Ofenraum. Die bisher häufigste Bauweise, gerade Heizstäbe in schleif enförmiger Anordnung an keramische Ouerstäbe mittels dünnem Molybdändraht anzubinden, führte häufig zu Lockerungen der Bindestellen und Brüchen der keramischen Stäbe. Freie Einspannungen .der Heizleiter sind insbesondere bei größeren Heizkörperlängen und waagerechter Anordnung wegen der allmählich eintretenden Durchbiegungen unbrauchbar. Drähte lassen sich nur schwer oder gar nicht spannen, und selbst Stäbe biegen sich bei den hohen Temperaturen unter ihrem Eigengewicht durch.
• Die Hauptschwierigkeit besteht jedoch darin, daß die Leitfähigkeit der genannten Metalle im kalten Zustand sehr erheblich höher liegt als nach Eintritt der Betriebstemperatur. Das hat besonders beim Einshalten des kalten Ofens hohe Stromstärken zur Folge, die durch ihre elektrodynamischen. Kräfte Verschiebung der Heizleiter bewirken. Die Verschiebungen werden durch gleichzeitig auftretende Wärmedehnungen begünstigt, so daß bei den üblichen Aufhängungen häufig Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Heizleitern eintreten. Der Versuch, die Heizstäbe in zwei parallelen Ebenen sö anzuordnen, daß bei gegebener Heizstabzahl die Abstände verdoppelt werden, hat infolge der oben geschilderten Umstände zu keinem Erfolg geführt. Insbesondere wurde erkannt, daß die durch Temperaturregler bewirkten häufigen Ein- und Ausschaltungen zu Lockerungen der Heizleiterbindungen führen, die unter dem Einfluß der elektrodynamischen Felder eine allmähliche Näherung und damit eine progressive Kraftzunahme der gegenseitigen Anziehungen zur Folge haben. Infolgedessen entstanden betriebsstörende Kurzschlüsse und Schmorstellen. Besonders störend machten sich diese Schwierigkeiten bemerkbar, wenn die Öfen mit Netzspannung betrieben werden sollen, weil gerade dann große Leiterlängen untergebracht werden müssen, um den erforderlichen Widerstand zu erzielen.
• Beseitigt werden die Schwierigkeiten, wenn ein elektrischer Heizkörper gemäß der Erfindung .verwendet wird. Dieser Heizkörper, dessen Widerstand aus hochschmelzenden Metallen, wie Molybdän, Wolfram, Tantal, Niob oder Legierungen dieser Elemente untereinander, besteht, wird gebildet von einem mattenartigen Flechtwerk. Dieses Flechtwerk besteht aus dem Widerstandsdraht und aus hochfeuerfesten Stäben, vorzugsweise aus Sintertonerde, bei welchem der Draht endlos um die auf beträchtlichem Abstand gestellten Stäbe geflochten ist.
• Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsform näher erläutert.
• Abb. i ist ein Schnitt längs der Linie A-A -der Abb. 2, in der der Körper in Draufsicht gezeichnet ist.
• Um das mattenartige Flechtwerk für den Heizkörper herzustellen, sind Stäbe i vorgesehen. Im gewählten Beispiel sind es fünf, es können deren auch mehr oder weniger sein, je nachdem, welche Ausdehnung der Heizkörper besitzen soll. Die Stäbe bestehen aus hochfeuerfestem Werkstoff, und es haben sich insbesondere Stäbe aus Sintertonerde für diesen Zweck bewährt. Der Widerstandsdraht 2, beispielsweise aus Molybdän; wird, wie beim Mattenflechten, unter und über den einzelnen Stäben hindurchgeführt. Wenn das Ende der Stabreihe erreicht ist, wird der Draht, wie bei 3 ersichtlich, umgebogen und in einem gewissen Abstand vom ersten Draht in gleicher Weise mit den Stäben. verflochten. Dabei ist darauf zu achten, daß auf jedem Stab der Draht in der einen Lage, wie bei 2' dargestellt, unter dem Stab herläuft, während der nächste 2" über dem Stab verläuft. Auf diese Weise entsteht ein Flechtwerk, das eine bemerkenswerte mechanische Steifigkeit aufweist, die selbst bei Temperaturen erhalten bleibt, bei denen bereits die Dauerstandfestigkeit des hochschmelzenden Werkstoffs, wie Molybdän od. dgl., merklich nachläßt.
• Die Steifigkeit kann durch den, Abstand, der für die einzelnen hochfeuerfesten Stäbe voneinander gewählt wird, den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden. Selbstverständlich können die mechanischen Eigenschaften des geflochtenen Heizkörpers in einem gewissen Umfang auch beeinflußt werden durch die Wahl des Durchmessers für den Widerstandsdraht selbst.
• Die Anordnung bietet außerdem die :Gewähr, daß die Drähte nicht miteinander in Berührung geraten, weil sich infolge der Anordnung die elektrischen Felder gegenseitig aufheben. Es kann jedoch zur weiteren Sicherheit der Lage der einzelnen Drahtwindungen und zur Erleichterung der Herstellung zweckmäßig sein, die Stäbe i mit Kerben q. zu versehen. Es kann aber auch so verfahren werden, daß die Kerben erzeugt werden, indem -auf glatte--Stäbe Rollen-5 -aus Sintertonerde in geeignetem Abstand aufgesetzt werden.
• Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß der Heizkörper gemäß der Erfindung das Unterbringen einer großen Menge von Draht auf engem Raun gestattet, wobei ein Körper erzeugt wird, der hohe mechanische Festigkeit besitzt. Der Heizkörper nach der Erfindung stellt im übrigen ein selbständiges Bauelement dar, das außerhalb des Ofens hergestellt und sodann einfach in diesen eingelegt werden kann, wozu es im Ofen selbst nur einfacher Mittel bedarf, während bisher der Ofenraum Konstruktionsteile aufweisen mußte, mit denen die einzelnen Drähte, ,Schlaufen oder Stäbe zu verbinden waren.

Claims (1)

1. PATLNTANSPRUCH: Elektrischer Heizkörper mit einem Widerstand aus hochschmelzenden Metallen, wie Molybdän, Wolfram, Tantal, Niob oder Ltgierungen dieser Elemente untereinander, gekennzeichnet durch ein aus dem Widerstandsdraht und hochfeuerfesten Stäben, vorzugsweise aus Sintertonerde, gebildetes mattenartiges Flechtwerk, bei welchem der Draht endlos um die auf beträchtlichem Abstand gestellten Stäbe geflochten ist.