CH247103A - Verfahren zur festhaftenden elektrisch leitenden Vereinigung von porösen Leitern, insbesondere Kohle, sowohl untereinander als auch mit metallischen Leitern. - Google Patents

Description

  Verfahren     zur        festhaftenden    elektrisch leitenden     Vereinigung    von porösen Leitern,  insbesondere Kohle, sowohl untereinander als auch mit     metallischen    Leitern.    Gegenstand der Erfindung bildet ein neu  artiges und besonders     vorteilhaftes    Verfah  ren zur festhaftenden elektrisch leitenden       Vereinigung    von porösen     Leitern,    insbeson  dere Kohle, sowohl     untereinander    als auch  mit metallischen Leitern.  



  Die     Verbindung    mehrerer elektrischer  Leiter zwecks Erzielung eines dauernden  Kontaktes     zwischen    denselben wird nach be  kannten Verfahren entweder durch Ver  schrauben oder     dergleichen    mechanische Zu  sammenpressungen oder aber durch     Lötungen     herbeigeführt. Bei einer Anzahl von Werk  stoffen, insbesondere Kohlen aller Art, seien  es nun natürliche Kohlen,     Kunstkohlen,    Gra  phit oder dergleichen, kommt ein Löten von  vornherein in Wegfall.

   Bei einer weiteren  Gruppe von Werkstoffen wie auch zahlrei  chen     Kohlesorten    ist auch     ein    Verschrauben  oder dergleichen wegen deren Brüchigkeit  nicht oder nur     bedingt    möglich.  



  Man hat daher auch schon vorgeschlagen,  Kohle und dergleichen elektrisch leitende  Werkstoffe, z. B. durch     Verkupferung    oder  Versilberung, zunächst mit einer Metall  schicht zu überziehen und an diese dann den  andern, elektrisch leitend zu     verbindenden     Werkstoff anzulöten. Ein solches Verfah  ren benötigt aber nicht nur wertvolle Metalle,  sondern kommt von vornherein für alle die  jenigen Anwendungsgebiete nicht in Be  tracht; bei welchen Metalle als solche stö-         ren.    Anderseits besteht z. B. auch bei der  Verwendung von Kohle irgendwelcher Art,  z.

   B. als     Elektrodenkohle    in der Elektro  chemie, häufig die Schwierigkeit, einen Ab  leitungsstift an dem eigentlichen, kompliziert  gebauten     Elektrodenteil    anzubringen, ins  besondere dann, wenn die Elektrode nicht in  einem Stücke mit der     Ableitung    angefertigt  werden kann. Ein einfaches strammes Ein  passen des Ableitungsstiftes gibt wohl an  fänglich guten Kontakt mit der eigentlichen  Elektrode, es wird jedoch dann nach einiger  Zeit festes Salz aus dem Elektrolyt, der  zwischen die Kontaktflächen diffundiert ist;  auskristallisieren und so den anfänglichen  guten. Übergangswiderstand sehr stark er  höhen.

   Da es aber zur Einsparung von     3Ie-          tallen    erwünscht ist, Metallelektroden durch  Kohle geeigneter Art, und insbesondere die  Ableitungen von Metallelektroden durch  Kohle zu ersetzen, ist das Bedürfnis der  Praxis besonders gross nach einer einwand  freien Möglichkeit, poröse Leiter, insbeson  dere Kohle, sowohl untereinander als auch  mit metallischen Leitern\ sowohl festhaftend  als auch gleichzeitig elektrisch leitend mit  einander     zu.    vereinigen.  



  Diese Möglichkeit ist durch das erfin  dungsgemässe- Verfahren geschaffen worden,  welches darin besteht, dass die Leiter unter  Zwischenschaltung eines Klebstoffes solchen  Bedingungen, bei denen sie einen leitfähigen      Kontakt bilden, mindestens so lange aus  gesetzt werden, bis der     Klebstoff-    erhärtet ist.

    Auf diese einfache Weise lässt sich über  raschenderweise ohne die     geringste        Beein-          trächtigung    des Kontaktes und ohne gestei  gerten     Übergangswiderstand,    ja gegebenen  falls sogar unter Herabsetzung des     Über-          gangswiderstandes,    eine     festhaftende    elek  trisch leitende     Vereinigung    von porösen Lei  tern,     insbesondere    Kohlen jeder Art; sowohl       untereinander    als auch mit metallischen Lei  tern erzielen und so jegliche der vorerwähn  ten bisherigen Schwierigkeiten beseitigen.

    Die Erklärung hierfür dürfte wohl darin zu  suchen sein, dass bei den Bedingungen, -bei  welchen die zu vereinigenden Leiter     einen     leitfähigen Kontakt bilden und auch im Rah  men des     erfindungsgemässen    Verfahrens ge  halten werden, die dazwischen gelagerte       glebstoffschicht    in einzelne Teilchen aufge  löst wird, welche in die für einen leitfähi  gen Kontakt nicht benötigten Zonen der Kon  taktflächen abgedrängt werden und auf diesen  ihre Funktion als Haftmittel unbeschadet  dessen erfüllen können.  



  Die Erhärtung des dazwischengeschal  teten Klebstoffes hat unter den diesbezügli  chen an sich hierfür bekannten     Bedingungen     zu     erfolgen,    die sich jeweils nach der Art  des im Einzelfall verwendeten Klebstoffes  richten. So kann man z.

   B. zwischen zwei  in festhaftende elektrisch leitende Vereini  gung zu     bringende        Kohleflächen    ein Phenol  formaldehydharz einlagern und dieses unter  den     Bedingungen    des erfindungsgemässen  Verfahrens durch an sich bekannte Konden  sation oder     Polymerisation    in der Wärme       undloder    mit Hilfe von beigegebenen Kataly  satoren     und/oder    durch     Abdunsten    beige  gebener     Lösungsmittel,    gegebenenfalls im  Vakuum,

   zur     Erhärtung        bringen.    Zur Er  höhung ihrer Festigkeit kann man dabei die  Kohle auch gleichzeitig oder vorher noch  mit dem     Klebemittel    tränken.  



  Am .einfachsten wird das erfindungs  gemässe Verfahren in der Weise durchge  führt, dass die     zwischengesohaltete        Kleb-          stoffschieht,    gegebenenfalls bei erhöhter     Tem=            peratur,,    unter einem Druck erhärten gelas  sen wird, welcher dazu ausreicht, die zu  vereinigenden Leiter     in        leitfähige    Verbin  dung     miteinander    zu     bringen.     



  Der im Rahmen des     erfindungsgemässen     Verfahrens gegebenenfalls     angewendeteDruck     kann nicht nur durch Druck von     ;aussen    her,  z. B. durch Zusammenpressen der zu vereini  genden Leiter, sondern auch durch die Form  gebung eines der zu     vereinigenden    Leiter er  zeugt werden.

   Dies kann     z.    B. in der Weise  geschehen, dass der     eine    der Leiter als run  der oder     unrunder        elastischer,    den andern  Leiter umkrallender     Sprengring    oder als  längsgeschlitzter; den     andern    Leiter durch  dringender Stab ausgebildet oder mit einem  solchen     Staban'satz        ausgestattet    wird. Hier  bei kann     naturgemäss    auch noch zusätzlicher  Aussendruck zur Anwendung gelangen.  



  Im Rahmen des erfindungsgemässen Ver  fahrens werden als Klebstoff mit besonderem  Vorteil Kunstharze, gegebenenfalls gelöst in  organischen Lösungsmitteln, verwendet, vor  zugsweise mit sauren Katalysatoren verse  hene     Resole.     



  Bei der Kondensation von Phenol mit  Formaldehyd in alkalischem Medium _ entste  hen     Resole.    Diese     Resole,    welche noch nicht  ausgesprochen hochpolymer sind, lassen sich  durch Zusatz von Säuren zu     Resiten    weiter  polymerisieren.  



  Als Klebstoffe haben sich für     die    Zwecke  der     Erfindung        insbesondere    auch Klebmas  sen bewährt, bestehend aus einer     Mischung     von     basisch    kondensiertem     Resol,    welches in  der Weise hergestellt wurde, dass Phenol mit       Paraformaldehyd    und starkem Alkali, vor  zugsweise     Natriumhydrogyd,    als     Kondensa-          tionsmittel    unter solchen     Bedingungen,    dass  die entstehende     egotherme    Wärme nicht stört  oder so weit abgeleitet wird,

   als diese zu  einer     vorzeitigen    Erhärtung führen könnte,  kondensiert wird, und die Kondensation mit  Erreichung der     Resolstufe    durch plötzliche  Abkühlung, gegebenenfalls unter     Zusatz    von  als     Verzögerer    wirkenden     Lösungsmitteln,     abgebrochen wird,     und    zur Säurehärtung zu  gesetzten Substanzen, die sich von der Schwe-           felsäure    in der Weise ableiten, dass in der  selben eine oder mehrere     H-Atome    oder  OH-Gruppen durch organische Reste ersetzt  sind, wie z. B.

   Benzol-,     o-Toluol-,        p-Toluol-,          Cymol-,        Pbenol-,        Kresol-,        Naphtalin-Sulfon-          säure,        Alkylschwefelsäure        und        Dialkylsul-          fate,    und die vorzugsweise in einem Lösungs  mittel, das zweckmässig auch das     Resol    zu  lösen vermag, gelöst sind.  



  Ferner hat sich als Klebstoff für die  Zwecke der vorliegenden Erfindung auch die  Verwendung von bei gewöhnlicher Tempera  tur dünnflüssigem, insbesondere     monomerem     oder     anpolymerisiertem,    zweckmässig     kataly-          satorhaltigem        Styrol    bewährt. Vorzugsweise  wird die Kohle bei gewöhnlicher Tempera  tur mit dünnflüssigem, vorzugsweise mono  merem oder     anpolymerisiertem,        zweckmässig     mit Katalysatoren, z.

   B.     Zinntetrachlo@rid,     versetztem     Styrol,    gegebenenfalls nach vor  heriger Erwärmung der Kohle, unter Vaku  um und/oder unter gesteigertem     Aussendruck,     imprägniert und das     Styrol    dann innerhalb  der Kohle durch     exotherme    oder zusätzliche  Erwärmung,     gegebenenfalls    unter Druck,  in Polystyrol übergeführt.

   Dabei kann das  Dichten und Härten der Kohle, insbesondere  der     Kohledurchführungs-    und     -ableitungs-          elektroden,    gegebenenfalls mit einem Ver  kleben derselben mit andern artgleichen oder  artfremden Körpern, insbesondere     einem    Ein  kleben derselben in entsprechende Durchlässe  von Gefässwandungen, vorzugsweise solchen  aus Polystyrol, vereinigt werden.  



  Bei alledem kann dem     Klebstoff    auch  noch einer der zu verklebenden Leiter in fei  ner Aufteilung, z. B.     Kohlepulver    oder Me  tallstaub,     beigemischt    werden.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren hat  sich als ganz besonders vorteilhaft dafür er  wiesen, Kohleelektroden     mit    Kohleelektroden,  insbesondere Kohle- oder     Graphitäbleitungen,     und/oder Metallableitungen, insbesondere  Kupferableitungen, zu     vereinigen,    poröse oder  metallische, elektrochemisch hochwirksame  Elektroden mit     metallischen    oder porösen  Ableitern zu     verbinden    und als Primärelek  troden wirkende Zinkelektroden mit Kohle-         trägern    zu verbinden.

       Elektrochemisch    hoch  wirksame Elektroden sind beispielsweise  solche, bei denen sich ohne starke Polarisa  tion grosse Stromdichten erzeugen lassen, bei  spielsweise     Bleidioxydelektroden    oder Kohle  elektroden mit hochaktiven, flüssigen     Depola-          risatoren,    schliesslich Zinkelektroden usw.  Als Ableiter verwendet man vorzugsweise  Leiter, welche vom Elektrolyten nicht an  gegriffen werden     und    eine hohe Leitfähigkeit  haben.  



       Ausführungsbeispiele.     1. Ein     Kohlerundstab    soll in     eine    zu;  gehörige Bohrung     eines    andern     Kohlekörpers     festhaftend     und    elektrisch leitend     eingefügt     werden. Hierzu werden beide Teile mit einem  Klebemittel, z. B.

   Polystyrol in     Sty        rol,    be  strichen und frisch     ineinandergefügt.    Die  geklebte Elektrode kommt in eine Presse und  wird in vorgeschriebener Zeit     ausgeheizt.    Da  bei wird durch das stramme Einführen des  Stiftes der Klebfilm überall dort wegge  drückt, wo     Kohlekontakte        aufeinanderstossen.     In den feinen     Hohlräumen    zwischen den  Flächen sammelt sich der Klebstoff an und       bewirkt    das feste     Aneinanderhalten,        wäh,

            rend    die Kontaktflächen ohne     Klebstoffilm     sich verzahnen und nur den     ursprünglichen     Übergangswiderstand zwischen den     beiden     Flächen ergeben. Aus folgenden Zahlen mag  ersichtlich     sein,    dass sich hierbei kein     zusäLz-          licher        Übergangswiderstand    für den elektri  schen Strom ergibt.

   Es ergibt sich vielmehr  ein     gleichbleibender    guter Kontakt, welcher  auch beim Aufbewahren der geklebten Koh  len bei wechselnden Temperaturen den An  fangswert zeigt:  
EMI0003.0073     
  
    Übergangswiderstand
<tb>  vor <SEP> Aufbringen <SEP> des <SEP> Klebstoffes <SEP> 0,05 <SEP> Ohm
<tb>  nach <SEP> Pressen <SEP> 0,02 <SEP> Ohm
<tb>  nach <SEP> Ausheizen <SEP> in <SEP> der <SEP> Presse <SEP> 0,02 <SEP> Ohm       .2.

   Auf zylinderförmige     Kohleringe    wer  den zylinderförmige Metallröhren mit     einem     Innendurchmesser, welcher gleich dem     Au-          ssendurchmesser    der     Kohleringe    ist, aufge  klebt; -um nach Aufschneiden der Gebilde,  parallel zu ihrer Achse, die so erhaltenen           Sprengringe    auf Kohlestifte zu ziehen.

   Die       Metallröhrchen    sowie die     Kohleringe    wurden  an den Klebseiten mit     Klebmittel    bestri  chen,     vereinigt    und     m        eine    Presse gelegt, die       das     fest gegen das Kohle  röhrchen presst,     ohn'e:dass    letzteres nachgibt.  



  Waren die Übergangswiderstände Metall/       Kohle/Kohle    vor der     Klebung    0,03 Ohm, so  hatten sie nach der Pressung und     Klebung     ebenfalls den Wert von 0,03 Ohm.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur festhaftenden elektrisch leitenden Vereinigung von porösen Leitern, insbesondere Kohle, sowohl untereinander als auch mit metallischen Leitern, dadurch ge kennzeichnet, dass die Leiter unter Zwischen schaltung eines Klebstoffes solchen Bedin gungen, bei denen sie einen leitfähigen-Kon- takt bilden, mindestens so lange ausgesetzt werden, bis der Klebstoff erhärtet ist. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die zwischenge schaltete Klebstöffschicht unter einem Druck erhärten gelassen wird, welcher dazu aus reicht, die zu vereinigenden Leiter in leit fähige Verbindung miteinander zu bringen. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhärten der zwischengeschalteten Klebstoffschicht bei erhöhter Temperatur er folgt.

   3: Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck durch die Formgebung min destens eines der zu vereinigenden Leiter erzeugt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet; dass einer der Leiter als elastischer, den andern Leiter umkrallender Sprengring ausgebildet ist. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet, dass einer der Leiter als längsge- schlitzten, den andern Leiter durchdringen der Stab ausgebildet ist. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet, dass einer der Leiter mit einem längsgeschlitzten, den andern Leiter durch dringenden Stabansatz versehen ist. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekenu- zeiebnet, dass noch zusätzlicher Druck zur Anwendung gelangt. B. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Klebstoff Kunstharze verwendet werden. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunstharze Resole verwendet werden. 10. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstharze in organischen Lösungs mitteln gelöst verwendet werden.

   11. Verfahren. nach Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, ,:ass man als Klebstoff ein basisch kon- densiertes Resol verwendet, das in der Weise hergestellt wurde, dass Phenol mit Paraformaldelhyd und starkem Alkali unter.

   solchen Bedingungen, dass die entstehende egotherme Wärme nicht zu einer vorzeitigen Erhärtung führt, kondensiert wird, und die Kondensation nach Erreichung der Resol- stufe durch plötzliches Abkühlen abgebro chen wird, und dem ferner zur Säurehärtung Substanzen zugesetzt sind, die sich von der Schwefelsäure dadurch ableiten, dass in der selben mindestens ein H-Atom durch einen organischen Rest ersetzt ist. 12.

   Verfahren nach -Patentanspruch und Unteransprüchen 8 und 11, dadurch gekenn- zeichnet, dass man ein Resol -verwendet, bei dem der Abbruch der Kondensation durch plötzliches Abkühlen unter gleichzeitigem Zusatz von als Verzögerer wirkenden Lö sungsmitteln erfolgt ist. 13.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 8 und 11, dadurch gekenn zeichnet, dass dem Resol die säurehärtenden Substanzen ün einem Lösungsmittel gelöst zugegeben sind. ' 14. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 8, 11 und 13, dadurch ge kennzeichnet, dass dem Resol die säurehärten den Substanzen in einem Lösungsmittel ge löst zugegeben sind, das auch das Resol zu lösen vermag. 15.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>l,.</B> dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoff Styrol verwendet wird, das dann in Polystyrol übergeführt wird. 16. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 15, dadurch gekenn zeichnet, dass als Klebstoff katalysatorhalti- ges Styrol verwendet wird. 17. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 15 und 16, dadurch ge kennzeichnet, dass als Klebstoff anpolymeri- siertes Styrol verwendet wird. 18.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 15, dadurch gekenn zeichnet, dass die Überführung in das Poly styrol unter Druck erfolgt. 19. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass dem Klebstoff noch einer der zu verbindenden Leiter in fei ner Verteilung beigemischt wird. 20. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem Klebstoff Kohlepulver beigemischt wird. 21. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem Klebstoff Metallstaub beigemischt wird. 22.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Kohleelektroden mit Kohleelektroden vereinigt werden. 23. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Kohleelektroden mit Kohleableitungen vereinigt werden. 24. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Kohleelektroden mit Graphitableitungen vereinigt werden. 25. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Kohleelektroden mit Metallableitungen vereinigt werden. 26.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass Kohleelektroden mit Kupferableitungen vereinigt werden. 27. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Zinkelektroden mit Kohleträgern verbunden werden.