DE487733C - Verfahren zur Bildung von Gleichrichterelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Gleichrichtung von Wechselströmen, und zwar Gleichrichter, derart, bei welchen das Gleichrichterelement aus einem Metallkörper besteht, auf dessen Oberfläche eine Verbindung des Metalls gebildet ist. Die Erfindung bezweckt bestimmte Verbesserungen de& Herstellungsverfahrens solcher Gleichrichterelemente, und zwar ist die Erfindung besonders, wenn auch nicht ausschließlich, anwendbar auf die Bildung von Gleichrichterelementen vomKupferoxydtyp. Gemäß dem wesentlichen Merkmal der Erfindung wird die Metallverbindung ausschließlich oder größtenteils auf einem Teil des Metallkörpers oder Rohstücks gebildet, und ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Art und Weise, in welcher alle unerwünschten Verbindungen oder ein Teil derselben bei der Vollendung der Herstellung des Gleichrichter-

ao elements entfernt wird.

Die Erfindung ist in beispielsweisen Ausführungen in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 in Seitenansicht eine Ausführungsform des Metallstücks, wie es zur

as Herrichtung des Gleichrichterelements entsprechend einem Verfahren nach der Erfindung bereit ist. Abb. 2 zeigt in Vorderansicht eine Anzahl solcher Rohstücke, die auf einem Träger vereinigt sind, so wie sie während einer Stufe des Verfahrens erscheinen. Abb. 3 ist ein Vertikalschnitt eines Elements, wie es bei einer Stufe des Verfahrens beschaffen ist; Abb. 4 zeigt das fertige Gleichrichterelement im Querschnitt.

Die Abb. 5 und 6 zeigen in Endansicht und Vertikalschnitt eine abgeänderte Anordnung der Rohstücke während des Herstellungsverfahrens, Abb. 7 und 8, die den Abb. 3 und 4 entsprechen, stellen aufeinanderfolgende Stufen des Herstellungsverfahrens dar, wobei die Metallstücke wie in den Abb. 5 und 6 angeordnet sind. Die Abb. 9 und 10 sind gleichartige Ansichten wie Abb. 5 und 6, zeigen aber eine weitere Abänderung des Verfahrens.

In diesen Abbildungen ist ein Rohkörper von geeignetem Material, z. B. Kupfer, der mit A bezeichnet ist, von kreisförmigem Querschnitt mit einer mittleren Öffnung O versehen dargestellt, indes ist diese besondere Form nicht wesentlich. Eine Anzahl solcher Metallstücke A sind auf einem geeigneten Träger B vereinigt und in Paaren angeordnet, so daß die Metallstücke jedes Paares mit ihren benachbarten Oberflächen A¹ in Berührung stehen. Die Metallstücke, die in der in Abb. 2 ersichtlichen Weise gelagert sind, werden dann z. B. durch Anwendung von Hitze behandelt, so daß sich auf den Metallstücken A ein Überzug aus einer Kupferverbindung, z. B. ein Oxyd, bildet.

Der Oxydationsprozeß wird fortgesetzt, bis eine genügende Oxydschicht über der äußeren Oberfläche jedes Metallstücks gebildet ist,

welches darm das Aussehen hat, wie in Abb. 3 ersichtlich. Dabei ist das Metallstück A jetzt mit einem Überzug Ό von Kupferoxydul (rotem Kupferoxyd) bedeckt, und auf der Außenseite dieser Kupferoxydulschicht befindet sich eine dünne Lage C von Kupferoxyd (schwarzem Kupferoxyd). Ferner ist ersichtlich, daß die Oxydschicht auf der freiliegenden Oberfläche A² des Metallstücks viel dicker ist als auf der gegenüberliegenden Fläche A¹, die in Berührung mit dem benachbarten Metallstück während des Oxydationsvorganges stand.

Nach Vollendung der Oxydation wird das Element in der Weise behandelt, daß die schwarze Kupferoxydschicht von der ganzen Oberfläche des Metallstücks vollständig entfernt und die Kupferoxydulschicht nur auf der einen Oberfläche A¹ des Metallstücks beseitigt wird. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die charakteristischen gleichrichtenden Eigenschaften des fertigen Elements beträchtlich verschlechtert werden, wenn die Entfernung des Oxyds auf mechanischem Wege erfolgt, und daher wird gemäß der Erfindung die Oxydschicht vorzugsweise durch eine chemische Einwirkung entfernt. Um dies zu erreiche-nywird das oxydierte Metallstück mit einem Material behandelt, welches die Oxydschicht auflöst, und es wurde gefunden, daß die Cyanide der Alkalimetalle, z. B. die Cyanide von Kalium oder Natrium, besonders für diesen Zweck geeignet sind, da diese Cyanide die Eigenschaft haben, Kupferoxyd viel schneller aufzulösen als Kupferoxydul.

Während dieser Stufe der Herstellung des Gleichrichterelements wird das oxydierte Metallstück mit dem Cyanid behandelt, und zwar gewöhnlich in einer wäßrigen Lösung, bis die Gesamtheit des Oxyds, sowohl Kupferoxydul wie Kupferoxyd, von der Oberfläche A¹ des Metallstucks entfernt ist, wobei das schwarze Kupferoxyd vollständig von der ganzen Oberfläche des Metallstücks entfernt wird. Nachdem die richtige Menge des Oxyds von dem Cyanid aufgelöst ist, wird das Metallstück in Wasser gewaschen und erscheint dann so, wie es in Abb. 4 dargestellt ist, in welcher D die Kupferoxydulschicht bezeichnet, die auf den inneren und äußeren Rändern und auf der einen Oberfläche A² des Kupferstücks bleibt, und es ist zu bemerken, daß auf der andern Oberfläche A¹ des Kupferstücks kein Oxyd bleibt.

Ein Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ist, daß die Entfernung des Oxyds von einem Teil des Metallstücks ohne besondere Maschinerie ausgeführt werden kann, da der Oxydationsprozeß hier bei einer solchen Anordnung der Metallstücke ausgeführt wird, daß das auf dem Metallstück gebildete Oxyd von nicht gleichförmiger Dicke ist. Die Gleichrichterelemente können deshalb mit größerer Gleichmäßigkeit ' und Sparsamkeit hergestellt werden, als es bisher möglich* war.

Bei der Anordnung nach den Abb. 5 und 6 sind die Kupferstücke A in Paaren verbunden auf einem horizontal liegenden Träger gelagert, der durch die Öffnungen O in den Kupferstücken A hindurchgeht und an seiner Oberseite mit einer Anzahl von Nuten B¹ versehen ist, welche jede nach unten konvergierende Seit en wände 1 und 2 besitzen, die genügend weit auseinanderliegen, um zwischen sich je zwei Rohstücke A aufzunehmen. Ein Paar Rohstücke ist in jeder Nute B¹ gelagert, und der Zwischenraum zwischen den Rohstücken jedes Paares ist mit einer Masse E aus einem der Oxydation entgegenwirkenden Stoff ausgefüllt; es hat sich, ergeben, daß Kohlenstoff besonders für diesen Zweck geeignet ist. Wegen der konvergierenden Seitenwände der Nuten B¹ drückt das Eigengewicht der Metallstücke A diese dicht aneinander.

Eine geeignete Zahl von Metallstücken wird in der beschriebenen Weise auf dem Träger B gelagert und dann einem Oxydationsprozeß, z. B. einer Behandlung durch Hitze in Gegenwart von Sauerstoff, unterworfen. Während dieses Verfahrens wird das Metallstück oxydiert, aber vermöge der Anwesenheit des der Oxydation entgegenwirkenden Stoffes E bildet sich auf den nebeneinanderhegenden Flächen jedes Paares von Metallstücken im wesentlichen kein Oxyd. Nachdem eine genügend dicke Oxydschicht gebildet ist, werden die Metallstücke getrennt und von dem Träger B abgenommen, und jedes Metallstück hat dann das Aussehen, wie Abb. 7 zeigt, in welchem D einen Überzug aus Kupferoxydul bedeutet. Auf der Außenseite des Kupferoxydulüberzuges ist ferner eine dünne Schicht C von Kupferoxyd gebildet; doch ist zu bemerken, daß im wesentlichen kein Oxyd auf derjenigen Oberfläche des Metallstücks gebildet ist, die von dem die Oxydation verhindernden Mittel während des Oxydationsprozesses bedeckt war. Die oxydierte Einheit wird dann behandelt, um das Kupferoxyd von der Oberfläche des Metallstücks in der oben beschriebenen Weise oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise zu entfernen, so daß das Gleichrichterelement in fertiger Form das Aussehen hat, wie Abb. 8 zeigt.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens nach der Erfindung kann der teilweise Überzug des Metallstücks mit Oxyd dadurch bewirkt werden, daß der Sauerstoff während des Oxydationsprozesses von einem Teil der Oberfläche der Metallstücke ausgeschlossen wird. Ein Verfahren zur Erreichung diese Ergebnisses besteht darin, daß ein ringförmiger Kranz G um den Umfang iao jedes Paares der Metallstücke A in der in Abb. 9 und 10 dargestellten Weise herumgelegt wird.

Claims (8)

1. 487 78S

   Der Kranz kann aus dünnem Kupfer oder auch einer nicht oxydierenden Legierung bestehen und paßt dicht um die Metailstücke herum, so daß der Sauerstoff von den daranliegenden 5 Oberflächen jedes Metallstückpaares ausgeschlossen wird bis auf einen kleinen Betrag Sauerstoff, der in den Zwischenraum zwischen den Metallstücken durch die öffnungen 0 eindringt; aber wenn die Metailstücke auf den

   ίο Träger B aufgelegt werden, hat die Keilwirkong der Nute B¹ das Bestreben, die Ränder der Metailstücke an den öffnungen O in dichte Berührung zu bringen, und daher wird, wenn die Metallstücke unter Auflegung des Kranzes G, wie in Abb. 9 und 10 dargestellt, oxydiert werden, im wesentlichen kern Oxyd auf den benachbarten Flächen jedes Metallstückpaares gebildet. Nachdem die Elemente mit dem umgelegten Kranz G oxydiert worden sind, wird dieser Kranz entfernt, die Rohstücke werden getrennt und ein Teil des Oxydes entfernt, um die Elemente, wie oben beschrieben, fertigzustellen.

   _2S Patentansprüche:

   ι. Verfahren zur Bildung von Gleichrichterelementen für Apparate zur Gleichrichtung von Wechselströmen, bei denen das Element aus einem Metallkörper besteht, auf dessen Oberfläche unmittelbar eine Verbindung des Metalls gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen werden, durch welche während der Herstellung der Verbindung die Bildung der Verbindung an vorbestimmten Stellen verhindert oder stark herabgesetzt wird, und daß dann eine gleichmäßige Oberflächenschicht entfernt wird, so daß auf einem Teil des Körpers das Metall bloßgelegt wird und auf den anderen Teilen die geeigneten Metallverbindungen zu Tage treten.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Metallkörper in der-Form von flachen Metallstücken (^4) in Paaren angeordnet sind und ihre einander gegenüberliegenden Flächen (A¹) miteinander während der Bildung der Metallverbindung in Berührung stehen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Oberflächen (A¹) der Metallstücke (.4) vorher mit einer Schicht (E) eines Stoffes, z. B. Kohlenstoff, der die Bildung der Verbindung auf der Oberfläche verzögert oder verhindert, bedeckt sind.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Metallstücke (-4), nachdem diese miteinander in Berührung gebracht sind, von einem dicht angepaßten ringförmigen Kranz (G) oder einer gleichwirkenden Anordnung umgeben werden, der die einander gegenüberliegenden Oberflächen (A¹) der Metailstücke vor der Einwirkung des chemischen Prozesses, der die Metallverbindung erzeugt, schützt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Metallstücke jedes Paares, nachdem sie der Formierungswirkung unterworfen sind, von einander getrennt und mit einem Lösungsmittel behandelt werden, welches die ganze Metallverbindung nur von den Oberflächen, die miteinander in Berührung standen, entfernt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5 in der Anwendung auf ein Gleichrichterelement mit einem Metallstück, auf dem ein Oxyd gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Oxydation das Metallstück mit einem Cyanid, vorzugsweiseAlkalicyanid, behandelt wird, um einen Teil des Oxydüberzuges zu entfernen.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6 in der Anwendung auf ein Gleichrichterelement aus einem oxydierten Kupferstück, dadurch gekennzeichnet, daß die oxydierten Metallstücke so lange mit einem Lösungsmittel, wie Kalium- oder Natriumcyanid, behandelt werden, bis das gesamte schwarze Kupferoxyd, das Kupferoxydul aber nur von dem mit dem dünnen Überzug versehenen Teil des Metallstücks entfernt ist.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metailstücke (A) in Paaren in den keilförmigen Nuten (B¹) eines Trägers (B) gelagert sind, daß die einander gegenüberliegenden Oberflächen (A¹) der Metallstücke in dichter Berührung miteinander während der Bildung der Metallverbindung auf den Metallstücken gehalten werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen