<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung elektrischer Heizstäbe.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Heizstäbe mit in einem Metallmantel eingeschlossenen, aus einem oder mehreren parallelen Strängen bestehenden Widerstandskörper.
Im allgemeinen werden solche Heizstäbe bisher in der Weise hergestellt, dass in den offenen Metallmantel die Isolation samt dem Heizleiter eingebettet und dann der Metallmantel unter Pressung durch
Falzen geschlossen wird.
Hiebei ist es schwierig, den Heizleiter so einzupressen, dass überall eine gleichmässige genügend dicke Isolierschicht entsteht, was viel Ausschuss und im Betrieb häufig Defekte verursacht.
Es sind auch Verfahren bekannt, um Heizleiter in nahtlose Röhrchen isoliert einzubringen, z. B. durch Vollütteln eines Rohres mit einer Isoliermasse, das eine darin zentriseh eingespannte Widerstandsspirale aufweist. Aber alle diese Verfahren sind kompliziert, erfordern teure Einrichtungen für die Herstellung und gewährleisten keine absolute Sicherheit, dass der Heizleiter überall mit einer gleich starken Isolierschicht umgeben ist. Diese Isolierschicht lässt sich bei keinem der bis heute bekannten Verfahren kontrollieren.
Die genannten Nachteile werden nun durch die Erfindung beseitigt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass jeder Widerstandsstrang mit einer keramischen Isolierung aus gebrannten, im Längssinn zweiteiligen Formstücken umgeben ineine metallische Ummantelung geschoben und durch seitliches Zusammendrücken der Ummantelung die Isolierung in pulverförmigen Zustand überführt wird, so dass die zusammengepresste Isoliermasse den Widerstandskörper dicht umgibt. Zweckmässigerweise werden die Formstücke hochgebrannt oder durch starke Pressung verfestigt.
Ein solcher Heizstab kann zufolge der Eigenart des Verfahrens in beliebiger Profilierung, vorzugsweise aber als Flachstab mit hochkant gestellten, band-oder zickzackförmigen Heizträgern, ausgeführt werden und ist bei Verwendung eines nahtlosen Rohres für die Ummantelung absolut wasserdicht, so dass er zur direkten Erwärmung von Flüssigkeiten verwendet werden kann. Die Ummantelung kann aber auch aus einer zusammengebogenen Blechhülle mit an der Stossstelle der Blechränder eingelegten Abdichtungsblechstreifen hergestellt werden.
Das Verfahren kann auch zur isolierenden Befestigung von Metallteilen dienen, z. B. Anschlussklemmen, Anschlussbänder usw., indem solche Teile mit passend geformten, gebrannten, keramischen Stücken umgeben und in einer passenden Metallform gepresst werden.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Heizstabes sei an Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt die Fig. 1 einen Heizleiter in Ansieht. Die Fig. 2 und 3 zeigen Varianten des Heizleiters. Die Fig. 4 zeigt eine Isolierung im Querschnitt und die Fig. 5 eine Ansieht hiezu. Die Fig. 6 zeigt eine Variante der Isolierung im Schnitt und die Fig. 7 eine Ansicht hiezu. Die Fig. 8 zeigt eine weitere Variante der Isolierung im Schnitt. Die Fig. 9 zeigt die im Sehutzrohr befindliche Isolierung samt Heizleiter im Querschnitt und die Fig. 10 veranschaulicht den fertig geformten Heizstab im Querschnitt und die Fig. 11 in Längsansicht. Die Fig. 12 zeigt eine Variante des Heizstabquerschnittes. Die Fig. 13 stellt eine andere Art der Herstellung im Schnitt dar.
Die Fig. 14 zeigt den fertigen Heizstab im Querschnitt und die Fig. 15 eine Längsansicht hievon. Die Fig. 16-18 zeigen verschiedene Ausbildungen des Heizstabes in Ansicht. Die Fig. 19 zeigt eine weitere Ausführungsform des Heizstabes vor und die Fig. 20 nach der Verformung im Schnitt und die Fig. 21 eine Ansicht. Die Fig. 22 zeigt eine
<Desc/Clms Page number 2>
Variante dieser Ausführungsform des Heizstabes im Querschnitt. Die Fig. 23 zeigt eine weitere Ausführungsform des Heizstabes mit doppeltem Heizleiter im Querschnitt vor der Verformung und die Fig. 24 den Querschnitt nach der Verformung, WOvon die Fig. 25 eine Längsansicht zeigt. Die Fig. 26 zeigt eine Draufsicht hievon. Die Fig. 27 und 28 zeigen weitere Varianten des Heizstabes im Querschnitt.
Die Heizleiter können beliebige Gestalt haben, vorzugsweise wird jedoch ein Heizleiter aus im zickzack oder wellenförmig gebogenen Draht nach Fig. 1, ein dünnes flaches Band nach Fig. 2 oder ein aus einem solchen herausgestanzter mäanderförmiger Heizleiter verwendet.
Der Heizleiter H nach Fig. 1 wird bei der Herstellung in eine Isolierhülle aus einem Aluminiumoxyd, z. B. Ton, eingebettet, welche durch zwei hochgebrannte, J-förmige Hüllenhälften 11 und 1z gebildet ist, u. zw. kommen auf die Länge des Heizstabes eine Anzahl solcher aneinandergereihter Isolierungabschnitte. Diese Isolierungsabsehnitte Zi und 1z werden mit dem eingelegten Heizstrang H in ein vorgeformtes falzloses metallisches Schutzrohr R, dessen Querschnitt jenem der Isolierung ähnlich gestaltet ist (Fig. 9), eingeschoben, und hierauf wird das Ganze durch seitliches Zusammenpressen in die in Fig. 10 dargestellte Querschnittsform gebracht, wovon Fig. 11 eine Ansicht zeigt. Die Isolierung zerfällt hiebei zu Staub, der den ganzen Querschnitt unter starker Pressung restlos ausfüllt.
Der Heizleiter ist hiebei allseitig mit einer gleichmässig dicken Isolationsschicht von der Rohrinnenwand isoliert, was eine Isolierschicht von geringstmöglicher Dicke zulässt, die wiederum für den Wärmedurchgang sehr günstig ist. Dadurch erreicht aber der Heizstab eine hohe Qualität, weil der Heizleiter eine um nur wenige Grade höhere Temperatur als der Metallmantel annehmen kann.
Die Isolierung könnte auch senkrecht zu den Stabflanken in zwei U-förmige HüUenhälften 11 und 1z (Fig. 6 und 7) oder auch parallel dazu wie in Fig. 8 in zwei Hälften 13 und 14 unterteilt sein. Je nach dem Verwendungszweck des Heizstabes kann dessen Querschnitt noch in eine besondere Form, z. B. nierenförmig nach Fig. 12, durch Pressen verformt werden.
Die Fig. 13 zeigt eine Ausführungsweise, bei welcher der in die Isolierung Ii-Iz eingebettete Heizstrang H in eine Blechhülle B von U-förmigem Querschnitt eingelegt wird. Auf die offenliegende Flanke der Isolierung wird ein Ab dichtungs blech streifen D gelegt, und über diesen werden die freien Ränder der Hülle B zusammengebogen, so dass ein dichter Abschluss erzielt wird. Beim Zubiegen der Hüllenränder wird die zum Pulverisieren der Isolierung erforderliche hohe Pressung ausgeübt.
Anstatt flachen könnte der Heizstab auch Kreisförmigen Querschnitt haben.
Auch könnte diese eine gewellte Grundrissform erhalten, wie in Fig. 16 dargestellt, oder Haarnadelform gemäss Fig. 18. Der Heizstrang kann am Ende gemäss Fig. 17 senkrecht abgebogen sein.
Der Heizstab kann auch mit mehreren, z. B. zwei parallelen Heizleitersträngen ausgeführt werden, wie aus Fig. 15-26 und 28 ersichtlich. Hiebei zeigt die Fig. 17 ein miteingelegtes Anschlussband, bei dessen Einbringung ebenfalls passend geformte Isolierstücke miteingelegt werden, wobei das Anschlussende dann in einer Metallform verpresst wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 19-21 sind die beiden flachen in Serie geschalteten Heizstränge H1 und H2 übereinander in eine Isolierhülle eingelegt, die aus einem Teil IS von E-förmigem Querschnitt und einem Deckteil16 von rechteckigem Querschnitt zusammengesetzt ist. Beim Pressen des Schutzrohres R wird dieses abgeflacht, wie aus Fig. 20 ersichtlich, und hiebei die Isoliermasse pulverisiert. Auch dieser Heizstab könnte zu nierenförmige Querschnitt verformt werden, wie aus Fig. 22 ersichtlich.
Bei der Variante nach Fig. 23-26 werden zwei parallele Isolierhüllen I mit eingelegten flachen Heizsträngen H1 und Bz in das in Form einer 8 vorgeformte Schutzrohr R eingezogen, und hierauf wird das Rohr einer seitlichen Pressung unterworfen, wodurch es die in Fig. 24 dargestellte Querschnittsform erhält, in welcher die beiden Heizleiterstränge H1 und H2 gänzlich in pulverisierter Isoliermasse eingepresst sind.
Hiebei sind die beiden Heizleiterstränge H1 und B an einem Ende miteinander verbunden und somit in Serie geschaltet.
Die Fig. 27 und 28 zeigen zwei Ausführungen mit kreisförmigem Rohrquerschnitt, u. zw. sind bei ersterer ein Heizstrang ff und bei letzterer zwei parallele Heizstränge H1 und Ha eingelegt.