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Publication number: DES0031220MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

. Tag der Anmeldung: 25. November 1952 Bekanntgemacht am 2. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft einen Heizstab, der vorzugsweise aus Siliciumkarbid besteht und für elektrische Widerstandsöfen und Infrarotstrahler bestimmt ist. Bekanntlich sind derartige Heizstäbe so ausgebildet, daß die Anschlußenden einen geringeren elektrischen Widerstand aufweisen als der Glühteil der Heizstabes, damit die Temperatur im Anschlußende wesentlich geringer ist als im Glühteil. Der elektrische Widerstand der Anschlußenden kann dabei entweder durch Vergrößern ihres Querschnittes gegenüber dem Glühteil oder durch Verwendung eines Werkstoffes höherer elektrischer Leitfähigkeit herabgesetzt werden. Die Anschlußenden werden daher meist mit metallischem Silicium imprägniert, so daß der spezifische Widerstand imAnschlußende geringer als im Glühteil ist. Um den elektrischen Widerstand in den Anschlußenden möglichst klein zu halten, wird sowohl der Querschnitt der Anschlußenden gegenüber dem Glühteil vergrößert als auch der spezifische Widerstand durch Imprägnieren mit metallischem Silicium herabgesetzt.

Die Temperatur der Anschlußenden hängt jedoch nicht nur von der im Anschlußende erzeugten Stromwärme ab, sondern auch von der aufgenommenen Strahlungswärme des glühenden Heizabteils, die um so größer ist, je größer die der Strahlung ausgesetzte Fläche des Anschlußendes ist, so daß verdickte Anschlußenden infolge ihres größeren Querschnittes der Strahlungswärme

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in einem stärkeren. Maße ausgesetzt sind als Anschlußenden, die den gleichen Durchmesser aufweisen wie der Glühteil des Heizstabes. Verdickte Anschlußenden haben ferner den Nachteil, daß die Heizstäbe entsprechend ihrem größeren Endquerschnitt weniger dicht im Ofen angeordnet werden können als Heizstäbe, deren Anschlußenden mit dem Glühteil durchmessergleich sind, da an den Anschlußenden auf der Außenseite des Ofens die

ίο Anschlußarmaturen für die Zuführungskabel angebracht werden müssen.

Durch die Erfindung werden Nachteide bisher bekannter verdickter Anschlußenden von rohrförmigen Heizstäben vermieden und es wird er-.15 reicht, daß die Betriebstemperatur der Anschlußenden auf einen Wert gehalten ist, der besondere Kühleinrichtungen der Anschlußenden entbehrlich macht. Gleichzeitig werden die Übergangsstellen zwischen Glühteil und Anschlußenden mechanisch und elektrisch verbessert.

Die Erfindung besteht darin, daß das mit dem rohrförmigen Glühteil des Heizstabes durchmessergleiche, als Vollkörper ausgebildete, mit dem Glühteil durch einen Zapfen vereinigte Anschlußende an der Verbindungsstelle durch eine mit Ringrippen versehene Rohrmuffe überbrückt ist. Durch die Rohrmuffe, die wie der Vollkörper des Anschlußendes aus Siliciumkarbid besteht und eine höhere elektrische Leitfähigkeit als der Glühteil besitzt, wird nicht nur ein guter Stromübergang zwischen Anschlußende und Glühteil gewährleistet, sondern gleichzeitig das freie Ende der durchmessergleichen Heizstäbe gegen die Strahlungswärme seines glühenden Teils abgeschirmt. Die Ringrippen der

Rohrmuffe wirken dabei als Strahlungsschutz und dienen gleichzeitig als Kühlflächen, so daß ein ■ starkes Wärmegefälle zwischen Glühteil und Anschlußenden eintritt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die mechanische

Festigkeilt an der bruchgefährdeten Übergangsstelle zwischen Glühteil und Anschlußende durch die aufgesetzte Rohrmuffe wesentlich, erhöht wird. Nachstehend ist die Erfindung an Hand des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels er-

läutert. In der Zeichnung ist nur eine Seite des Heizstabes > dargestellt, da die andere Seite in gleicher Weise ausgeführt ist. Der rohrförmigc Glühteil des Heizstabes ist mit ι bezeichnet und besteht aus Siliciumkarbid. In. dieses Rohr ι ist der als Anschlußende dienende Vollkörper 2 eingesetzt, der mit seinem Zapfen 3 in das Rohr eindringt. Statt dieser gezeigten Zapfenverbindung wäre es auch möglich, den Vollkörper 2 mit einem Sackloch zu versehen, in das ein besonderer Zapfen 3 eingesetzt wird, der zur Hälfte in das Rohr ι und mit seiner anderen Hälfte in den Vollkörper 2 eindringt. Dieser Vollkörper 2 besteht wie der Zapfen 3 aus Siliciumkarbid und ist zur Erhöhung seiner elektrischen Leitfähigkeit mit metal-

lischem Silicium oder einem anderen geeigneten Metall imprägniert, das im schmelzflüssigen Zustand in den porösen Silioiümkarbidkörper eingeseigert wird. Das freie Ende des Vollkörpers 2 ist mit einer Metallschicht 4 überzogen, damit an dieser Stelle, an der der Stromanschluß erfolgt, ein besonders guter Stromübergang zwischen der nicht gezeigten Anschlußschelle und dem Heizstab gewährleistet ist. Die Übergangsstelle zwischen Heizrohr 1 und dem Vollkörper 2 ist durch eine aufgeschobene Rohrmuffe 5 überbrückt, die mit ein oder mehreren Ringrippen 6 versehen ist und gleichfalls aus mit metallischem Silicium imprägnierten Siliciumkarbid besteht. Die Rohrmuffe 5 stützt sich in der Ofenummauerung 7 ab, die mit der Einsatzöffnung 8 versehen ist. Zwischen der Wandung der Einsatzöffnung 8 und der Rohrmuffe 5 befindet sich eine nicht gezeigte Asbestschicht, die den Heizstab gegenüber der Ofenummauerung 7 elektrisch isoliert und gleichzeitig zur Abdichtung dient. Das von dem Vollkörper 2 gebildete Anschlußende ragt aus der Ofenummauerung 7 heraus und wird durch die Außenluft in ausreichender Weise gekühlt. Die Ringrippen 6 der Rohrmuffe 5 wirken hierbei gleichzeitig als Kühlfläche, da die Asbestisolierung in der Hauptsache an der Glühseite des Ofens angeordnet ist. Die Herstellung des Heizstabes erfolgt in der Weise, daß die aus dem Rohr 1, dem Vollkörper 2 und der Rohrmuffe 5 bestehenden Teile einzeln vorgebrannt und nach dem Zusammenfügen durch erneutes Brennen zusammengesintert werden, so daß sie dann einen einheitlichen Körper bilden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Rohrförmiger Heizstab für elektrische Widerstandsöfen und Infrarotstrahler, vorzugsweise mit Siliciumkarbid, dessen Glühteil einen höheren Widerstand besitzt als diie Anschlußenden, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem rohrförmigen Glühteil (1) des Heizstabes durchmessergleiche, als Vollkörper (2) ausgebildete und mit dem Glühteil (1) durch einen Zapfen (3) vereinigte Anschlußende an seiner Verbindungsstelle durch eine mit Ringrippen

" (6) versehene Rohrmuffe (5) überbrückt ist.

2. Heizstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrmuffen (5) und die Vollkörper (2) des aus Siliciumkarbid bestehenden Heizstabes durch Imprägnieren mit metallischem Silicium eine höhere elektrische Leitfähigkeit besitzen als der Glühteil (1) des Heizstabes.

3. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Heizstabes nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Heizstab (1), der mit metallischem Silicium imprägnierte Vollkörper (2) und die Rohrmuffe

(5) als Einzelteile vorgebrannt und nach dem Zusammenfügen durch erneutes Brennen zusammengesintert sind, so daß sie einen einheitlichen Körper bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen