DE953450C - Verfahren zum Herstellen elektrischer Heizkoerper - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen elektrischer Heizkörper Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen elektrischer Heizkörper unter Verwendung von Metalloxyden, insbesondere von Sauerstoffverbindungen eines oder mehrerer Metalle der Eisengruppe bzw. der Gruppe der sogenannten Übergangsmetalle. Erfindungsgemäß werden Metalloxydschichten oder Metallschichten des Grundmetalls bzw. der Grundmetalle schichtweise abwechselnd über- oder nebeneinander angeordnet und in sauerstoffhaltiger Atmosphäre auf 'eine solche Temperatur erhitzt, daß ein praktisch metallfreier oder ein nur nach außen metallisch begrenzter Metalloxydkörper entsteht.
• Es ist an sich bekannt, Heizkörper im wesentlichen aus gewissen Metalloxyden, vermischt mit Salzen oder Schwefelverbindungen von Metallen der Eisengruppe, herzustellen. Neu ist demgegenüber, nicht lediglich von Oxyden, sondern von. Metallschichten auszugehen, die mit Metalloxydschichten abwechseln, und das Ganze bei Luftzutritt auf eine solche Temperatur zu erhitzen, daß ein praktisch metallfreier oder ein nur nach außen metallisch begrenzter Metalloxydkörper entsteht. Man erreicht dadurch, idaß man dem Heizkörper ohne weiteres jede gewünschte, durch die Form der Metallschichten gegebene Gestalt erteilen und überdies die metallischen Außenschichten des so gebildeten Heizkörpers ohne weiteres als Elektroden zur Stromzuführung verwenden kann, was bei von vornherein aus Oxyden bestehenden Körpern nicht möglich wäre.
• Es sind auch elektrische Heizkörper bekannt, die aus einer Legierung von zwei oder mehreren der metallisch leitenden Bestandteile Silizium, Titan, Zirkon oder Thor unter Zusatz eines geeigneten Bindemittels bestehen, wobei das Bindemittel beispielsweise Porzellan oder Titansäure oder ein sonstiges nichtleitendes Metalloxyd sein kann. Der fertige Heizkörper entsteht nach diesem bekannten Verfahren durch Pressen in Formen und Brennen.
• -Von dem zuletzt genannten elektrischen Heizkörper unterscheidet sich der gemäß der Erfindung hergestellte Heizkörper dadurch, daß Beimengungen der wertvollen Werkstoffe Silizium, Titan, Zirkon oder Thor überhaupt nichterforderlich sind. Jedoch kann es unter Umständen zweckmäßig sein. die Oxyde mit einer geringen Menge Thor oder Uran zu vermischen.
• Die Herstellungsweise und die Bauformen von Heizkörpern gemäß der Erfindung sind an Hand der Figuren erläutert.
• Fig. I zeigt die Aufeinanderschichtung von Metallplatten i und Oxydschichten 2 zur Herstellung eines Heizkörpers. Der so aufgebaute Körper wird vorzugsweise unter Druck gesetzt und mittels Stromdurchgangs erhitzt. Nach längerer Erhitzung, deren Dauer sich nach dei Art der verwendeten Materialien, ihrer Menge und der verwendeten Temperatur richtet, entsteht ein fester zusammenhängender Heizkörper, der mindestens zum großen Teil aus Oxyd besteht. Man kann den Prozeß so weit treiben, daß der ganze Körper mit Ausnahme der zum Anschluß dienenden Endteile im wesentlichen gar kein Metall oder nur noch Spuren desselben enthält.
• In Fig. 2 ist ein rohrförmiger Heizkörper 3 dargestellt, der aus abwechselnden ringförmigen Schichten 4 bzw. 5 aus Metall bzw. Oxyden aufgebaut ist. Die metallischen Stromanschlußteile sind mit 6 und 7 bezeichnet.
• Anstatt in Rohrform kann ein solcher Heizkörper natürlich auch in Stabform hergestellt werden. Es empfiehlt sich, mindestens während der Herstellung des Heizkörpers die einzelnen Schichten durch besondere Befestigungsmittel, z. B. Schraub-, Feder- oder Klemmvorrichtungen, gegeneinanderzupressen und zusammenzuhalten. Bei einem rohrförmigen Heizkörper gemäß Fig.2 läßt sich dies besonders einfach durch einen durch die Rohrmitte hindurchgeführten, in geeigneter Weise elektrisch isolierten Metallstab bewerkstelligen. Ein solcher Stab ist in der Figur bei 8 angedeutet. In der Figur erkennt man auch die beiden Spannmuttern 9 und io, deren eine durch eine isolierende Unterlagscheibe gegen den Heizkörper isoliert ist. Das keramische Rohr i i stellt die elektrische Isolierung des Heizkörpers gegen den Bolzen 8 sicher und erhöht außerdem die Steifigkeit des Gebildes.
• Eine weitere Ausführungsform eines Heizkörpers, den man nach dem Verfahren gemäß der Erfindung herstellen kann, zeigt Fig.3. Bei dieser Ausführungsform ist der Heizkörper mit einem Tiegel baulich vereinigt. Zwischen den beiden ineinandergesetzten Tiegelteilen 12 und 13 ist die Oxydmasse 1d. angebracht, welche in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur am Boden des Tiegels angebracht ist, sich aber natürlich auch auf die Seitenwände des Tiegels erstrecken kann. Es empfiehlt sich, zur Distanzierung der Tiegel an ihrem Rande zwischen die Tiegelwände Stücke 15 aus isolierendem, wärmebeständigem Material einzusetzen. Die Herstellung des in Fig. 3 dargestellten Heizkörpers erfolgt gleichfalls in der beschriebenen Weise mittels Erhitzung durch Stromdurchgang, wobei die Böden der beiden . Heizkörper vorzugsweise zusammengepreßt werden. In gleicher Weise kann man auch elektrische Heizplatten herstellen. Bei diesen wird die Oxydmasse zwischen zwei ebenen Platten eingepreßt.
• Bei der Herstellung des Heizkörpers nach Fig. 4.. bei dem die Oxydschicht durch hohlzylindrische Metallwände begrenzt ist, wird das Oxyd auf die Mantelfläche des einen der beiden Zylinder, z. B. des Zylinders 16, aufgebracht und werden dit Neiden äußeren Metallmäntel 17 und 18 gegen die Oxydschicht gepreßt. Auch hier erfolgt die Herstellung durch Erhitzung mittels Stromdurchgangs. Man kann natürlich auch mehrere Lagen von Oned und Metall in der in Fig.4 dargestellten Wc@s:e zu -einem Heizkörper vereinigen.
• Eine Anordnung von mehreren Heizkörpern, wie sie gemäß der Erfindung hergestellt werden, ist in Fig. 5 veranschaulicht. Diese Anordnung ermöglicht die Unterbringung sehr hoher Heizleistungen auf einem verhältnismäßig kleinen Raum. Gleichzeitig gelingt es so, die Heizeinrichtung für höhere Betriebsspannungen verwendbar zu machen. Bei der Anordnung nach Fig.5 ist eine Anzahl von beispielsweise stab- oder rohrförmigen Heizkörpern, von welchen vier Heizkörper i9, 2o, 2i und 21' in der Figur dargestellt sind, hintereinandergeschaltet. Zur elektrischen Verbindung der einzelnen Heizkörper miteinander dienen Metallstücke 22, 23, 24 und 25. Das ganze Gebilde wird durch zwei Metallringe 26 und 27 zusammengehalten, die von beiden Seiten her unter Zwischenfügung zweier isolierender Scheiben 28/29 oder anderer Isolierteile gegen die Heizstäbe oder Rohre gepreßt werden. Hierzu kann man Schraub-oder Klemmvorrichtungen von geeigneter Ausbildling verwenden. Anstatt der kreisförmigen Anordnung nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann man auch eine beliebige andere Anordnung, z. B. eine ebene Anordnung, von in der beschriebenen Weise hintereinandergeschalteten Heizkörpern verwenden. Anstatt die Heizelemente hintereinanderzuschalten, kann man sie auch bei Zwischenfügung geeigneter Schaltelemente, z. B. von ohmschen Widerständen und Selbstinduktion, parallel schalten.. Man kann auch Gruppen von parallel geschalteten Widerständen in Serienschaltung betreiben.
• Ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellter einseitig geschlossener Ofen ist in Fig. 6 dargestellt. Dieser Ofen hat den Vorteil, daß das Widerstandsmaterial gleichzeitig die Ofenwand bildet. Die Ofenwand wird aus abwechselnden Schichten von-Metall und Oxyd aufgebaut und im übrigen in der gleichen Weise hergestellt, wie dies bei der Besprechung der Fig. i beschrieben wurde. Zum Abschluß des Ofens dient die Metallplatte 3o. Anstatt der zylindrischen Form, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, kann man der Ofenwand auch eine beliebige andere Form, z. B. eine Becher-oder Kugelform, geben. Die letztere Form würde besonders geeignet für die Herstellung sogenannter schwarzer Körper -sein.
• Das Verfahren zur Herstellung der Oxydschichten läßt sich in bequemer Weise derart durchführen, daß man Oxydpulver mit einem geeigneten Bindemittel, z. B. Zaponlack und Amylazetat, verrührt und diese Masse auf die gewünschten Stellen der Metallteile aufstreicht.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen elektrischer Heizkörper unter Verwendung von Metalloxyden, insbesondere von Sauerstoffverbindungen eines oder mehrerer Metalle. der Ei=-engruppe, dadurch g-1z#-#nnzeichnet, daß Metalloxydschichten und Metallschichten des Grundmetalles abwechselnd über- oder nebeneinander angeordnet und bei Luftzutritt auf eine solche Temperatur erhitzt werden, daß ein praktisch metallfreier oder ein nur nach außen metallisch begrenzter Metalloxydkörper entsteht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxyd- und Grundmetallschichten unter Druckanwendung mittels Stromdurchgangs erhitzt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, da= durch gekennzeichnet, daß Form, Größe und Anzahl der .zur Aufschichtung verwendeten Metallteile je nach der beabsichtigten Form und Größe` der zu bildenden elektrischen Heizkörper gewählt werden.
4. Nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 3 hergestellter Heizkörper, daduTch gekennzeichnet, daß der fertige Heizkörper Stab- oder Rohrform besitzt.
5. 5. Nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 3 hergestellter elektrischer Heizkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der fertige Heizkörper Platten- oder Becherform besitzt.
6. 6. Nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 3 hergestellter rohr- oder becherförmiger Heizkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die das. Metalloxyd begrenzenden Metallkörper hohlzylindrische Form besitzen.
7. 7. Elektrischer Heizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einzelnen Stab- oder röhrenförmigen Heizelementen besteht, deren Enden durch Metallzwischenstücke stromleitend miteinander, beispielsweise zu einem trommel- oder käfigartigen. Gebilde, verbunden sind. B. Rohrförmiger elektrischer Heizkörper nach Anspruch a,, dadurch gekennzeichnet, daß er aus ringförmigen Elementen aufgebaut ist, die durch einen durch die Rohrmitte hindurchgeführten, gegebenenfalls elektrisch und thermisch isolierten Metallstab in Verbindung mit Befestigungsmitteln, beispielsweise einer Schraub- oder Klemmvorrichtung, zusammengehalten werden. g. Rohrförmiger elektrischer Heizkörper nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß er aus ringscheibenförmigen Widerstandselementen zusammengesetzt und an seinen Enden durch je eine ringförmige oder durch eine volle und eine ringförmige Metallscheibe abgeschlossen ist, wobei die beiden Endscheiben durch Verspannungsmittei zusammengehalten werden.